JPS6242126B2 - - Google Patents

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JPS6242126B2
JPS6242126B2 JP57094561A JP9456182A JPS6242126B2 JP S6242126 B2 JPS6242126 B2 JP S6242126B2 JP 57094561 A JP57094561 A JP 57094561A JP 9456182 A JP9456182 A JP 9456182A JP S6242126 B2 JPS6242126 B2 JP S6242126B2
Authority
JP
Japan
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steam
valve
eva
opening
speed
Prior art date
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Expired
Application number
JP57094561A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58211506A (ja
Inventor
Tadaharu Shibata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP57094561A priority Critical patent/JPS58211506A/ja
Publication of JPS58211506A publication Critical patent/JPS58211506A/ja
Publication of JPS6242126B2 publication Critical patent/JPS6242126B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/02Shutting-down responsive to overspeed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はタービン発電機の負荷が変動した場合
に、タービン速度制御系の蒸気加減弁およびイン
ターセプト弁(以下、ICVと称する)の高速制御
により系統の安定化を図るための高速バルブ制御
(以下、EVAと称する)方法に関する。
〔発明の技術的背景〕
電力系統内でタービン発電機が同期運転してい
る状態で、電力系統内に地絡等の事故が発生して
電気出力が低下すると、タービン発電機は加速さ
れて内部相差角が増大しついには脱調に至る。そ
こで、これを防止して電力系統の安定化を図るた
めに、タービンの機械トルクを急速に絞り系統事
故時の発電機への余分な加速エネルギーを急減さ
せる、いわゆるEVA方式が採用されている。
以下、このEVA方式を火力プラントに採用し
た場合について詳述する。第1図は、蒸気タービ
ンプラントの系統構成を示すものである。図にお
いて、ボイラ1からの蒸気を蒸気加減弁2を通し
て高圧タービン3へ導き、この高圧タービン3で
仕事をした後の蒸気を再熱器4にて高温とし、こ
れよりICV5を通して中圧タービン6および低圧
タービン7へ導くことにより、各圧のタービン
3,6,7にて発電機8を駆動するように構成さ
れている。
かかる系統において、蒸気加減弁2およびICV
5はタービンガバナにより制御され、系統事故等
によつて蒸気タービンが加速された時は、もちろ
んこれを防止すべく蒸気加減弁2、ICV5を夫々
閉じる方向に制御する。しかし、この場合本来の
ガバナではこの動作が遅いため、このガバナの動
きとは別に系統事故または機械出力、電気出力の
アンバランスにより、蒸気加減弁2、ICV5を直
接急閉、急開動作させるEVAを行なつている。
一方、第2図a,bはかかるEVA方式による
安定度向上の原理を示すものである。図におい
て、横軸に発電機の内部相差角δまた縦軸に出力
eをとると、通常同期運転中にはこの電力、位
相角線図上であるδpと機械トルクTmのバランス
した点X(δp、Tm)で運転している。なお、曲
線A1は系統インピーダンス、その他より決めら
れる。
いま、電力系統内例えば送電線1回線に事故が
発生すると、電気出力0となるためX1(δp
0)となり加速され(δc、0)て事故点がクリ
アされると、残り一回線の系統インピーダンスに
より定められたA2曲線上で加速される。そし
て、この間ガバナの応答は遅く無視すると機械的
にトルクTmは一定であり、Saは加速に使われた
エネルギー、Srは減速に使われたエネルギー
で、脱調しないためにはつまり位相が戻るために
はSarとなることが必要である。すなわち、
図から明らかなようにEVAを適用した場合に
は、機械トルクを減少させることによりSrを大
きくとることができるため安定となり、EVAを
適用しない場合には電力位相面上でSa>Srとな
り、減速エネルギーが充分でないため脱調に至
る。
ところで、第2図はごく一般的な説明である
が、このEVAの手段として蒸気タービンの蒸気
加減弁2、ICV5が対象となる。すなわち、第1
図において蒸気加減弁2およびICV5は本来の蒸
気タービン調速制御により制御され、その開閉に
よつて蒸気タービンの加速を防止するものであ
る。しかし、これにEVAを適用する際、従来の
ものは第3図a,bに示すように、系統事故ある
いは電気出力、機械出力のアンバランスを検出す
るロジツク回路(パワーロードアンバランス)に
より、蒸気加減弁2あるいはICV5の油圧を一時
的に抜き去つて全閉せしめ、系統事故復旧時ある
いは電気出力、機械出力のアンバランスが解除し
た時点で、蒸気加減弁2あるいはICV5を再開さ
せるものである。
第3図aおよびbは、ICV5にEVAを適用した
ときの挙動、およびEVAを開始、弁再開するた
めの状態および回路を夫々示すものである。図に
おいて、機械出力は通常再熱後圧力(ICV入口圧
力)をとらえ(系統事故も含めて内部相差角を不
安定に至らしめる要因とみなして)EVAを開始
する。すなわち、EVA開始によりICV5は調速信
号と無関係にICV5の制御油圧を抜きとるため全
閉に至るが、系統事故箇所が切離されて再び発電
機出力と機械出力のアンバランスが解除された
時、ICV2を全開にすべく動作させる(制御油圧
を戻す)。第3図aでは、負荷(機械出力)を
EVA動作時の時間軸に従つて示しており、上述
した急激な弁開閉動作によつて負荷が急減して機
械出力を一時的に下げるので、脱調を防止するの
に効果があることがわかる。
〔背景技術の問題点〕
上記第3図で示したのは、EVAをICV5のみに
適用した場合で、通常EVAを (a) ICVのみにかける場合(EVA信号をICVにの
み適用する) (b) ICV、蒸気加減弁のいずれにもかける場合
(EVA信号をICVと蒸気加減弁に適用する) の2ケースが考えられる。
まず(a)の場合は、急激な高速バルブ動作は第1
図のプラント系統から考えてみても、高圧タービ
ン3出口から中圧タービン6入口までの再熱蒸気
圧力のみに影響し、一般にボイラ1に対する外乱
は少ない(蒸気加減弁2にEVAを適用しないの
で、蒸気加減弁2は大きくふれないため)。この
ため、(a)のケースがプラント運転上主に使用され
るが、一方第3図aの特性からわかるように、
EVAによるICV5の動きは単なる全閉、全開のシ
ーケンスであるため、電力系統の事故箇所を切離
して1回線へ復帰後も、蒸気タービン出力は
EVA動作前の電力に戻つてしまう。一般的に、
電力系統事故復帰後は発生電力を適当に抑制すべ
きもので、かようにしないと過渡安定度は図り得
ても、その後の同期運転すなわち動態安定度に支
障を期たすこととなる。換言すれば、EVAは成
功しても発生電力を抑制しないと、内部相差角は
なかなか収れんしないで発散することになる、つ
まり負荷制御機能がない。
一方、(b)の場合すなわち第1図の系統で蒸気加
減弁2、ICV5の両方にEVAを適用した場合は、
ICV5については上述と同様の理由である。ま
た、蒸気加減弁2についてみれば、その開閉によ
りボイラ1に急激な圧力上昇を伴う結果(主蒸気
圧力の急上昇により)ボイラ1に燃焼不安定等を
もたらし、一般に電力系統の安定度向上の維持は
図れても火力プラントの持続運転は不可能で、こ
の場合このままでは適用が非常に困難である。
〔発明の目的〕
本発明は上記のような事情に鑑みて成されたも
ので、その目的は電力系統の安定度向上を確保し
つつ蒸気タービンプラントの安定した運転を行な
わせることが可能な高速バルブ制御方法を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
上記の目的を達成するために本発明の高速バル
ブ制御方法は、インターセプト弁は高速にて全
閉、全開制御し、蒸気加減弁は予め設定された相
対的に緩やかなスケジユールにて所定の弁開度ま
で閉制御し、当該制御中はロードリミツタにより
上記弁開度設定に追従させ当該閉制御後も上記所
定の弁開度により蒸気加減弁を制御するようにし
たことを特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図面に示す一実施例について説
明する。第4図aおよびbは、本発明による
EVA方法を実現するためのブロツク構成例を示
すものであり、同図aはICV5に対するEVAを、
同図bは蒸気加減弁2に対するEVAの構成を
夫々示している。
第4図aにおいて、9は設定速度10と実速度
11との偏差を入力とするICV調定率回路で、そ
の偏差に応じてICV5の開度修正値信号12を発
生する。つまり、偏差がなければ開度修正値信号
12は零であり、また加速側の偏差を生じると
ICV5を閉じる方向の信号を発生する。また、こ
の開度修正値信号12とICV開度設定値13との
偏差からICV開度指令信号14を得、さらにこの
開度指令値信号14とICV実開度信号15との偏
差により、サーボ弁16を制御してICV5の開度
を制御し、且つ該ICV5の開度を差動トランス等
の復調器17により上記ICV実開度信号15とし
てフイードバツクし、ICV5の開度制御ループを
構成している。さらに、18は第3図bに示すロ
ジツク回路からのEVA動作信号に応動するEVA
開始指令接点で、そのオン動作によりサーボ弁1
6を高速に全閉、オフ動作によりそれを高速に全
開するようにしている。
なお、上記で設定速度10は50Hzまたは60Hzの
周波数設定であり、またICV開度設定値13は
100%開度設定としている。
次に、第4図bにおいて19は上記設定速度1
0と実速度11との偏差を入力とする蒸気加減弁
調定率回路で、この偏差に応じて蒸気加減弁2の
開度修正値信号20を発生する。つまり、偏差が
なければ開度修正値信号20は零であり、また加
速側の偏差を生じると蒸気加減弁2を閉じる方向
の信号を発生する。また、この開度修正値信号2
0と負荷設定値21との偏差から蒸気加減弁開度
指令値信号22を得、さらにこれをロードリミツ
タ23を介して蒸気加減弁実開度信号24との偏
差により、サーボ弁25を制御して蒸気加減弁2
の開度を制御し、且つ該蒸気加減弁2の開度を差
動トランス等の復調器26により上記蒸気加減弁
実開度信号24としてフイードバツクし、蒸気加
減弁2の開度制御ループを構成している。さら
に、27はEVA開始指令接点、28は蒸気加減
弁開度設定器、29は蒸気加減弁閉速度設定器、
30は蒸気加減弁閉スケジユール信号発生器であ
り、接点27のオン時に蒸気加減弁閉速度設定器
29により設定された速度変化率で、蒸気加減弁
開度設定器28にて設定された開度αまで蒸気加
減弁2を閉制御すべき、サーボ弁25の開度制御
スケジユール信号を発生するように構成してい
る。また、31は上記ロードリミツタ23からの
蒸気加減弁開度指令値と蒸気加減弁実開度24と
の偏差を検出する蒸気加減弁開度偏差検出器であ
る。ここで、EVA開始指令接点27は第3図b
のロジツク回路より印加されるEVA動作信号に
よつてオンし、蒸気加減弁開度偏差検出器31の
出力偏差が略零によりオフするものである。ま
た、サーボ弁25は通常ロードリミツタ23を介
して入力される蒸気加減弁開度指令値22(ガバ
ナ指令)により制御されるが、EVA開始による
接点27のオン時には蒸気加減弁閉制御スケジユ
ール信号発生器30からの信号を優先してサーボ
弁25を制御し、それによるスケジユールに従つ
て蒸気加減弁2を制御するようにしている。
一方、32はロードリミツタ追従装置で、上記
ロードリミツタ23にEVA動作の間追従させ
る、つまり蒸気加減弁開度偏差がある間ロードリ
ミツタ追従装置32を、蒸気加減弁閉スケジユー
ル信号発生器30で決められた開度設定に追従さ
せ、接点27がオフ後も予め決められた蒸気加減
弁開度設定器28の開度αを保持するものであ
る。また、上記ロードリミツタ23はこのロード
リミツタ追従装置32からの信号と、前記蒸気加
減弁開度指令値信号22とを入力とし、2つの入
力のうちの小さな信号により弁開度制御信号を発
生する。この場合、電力を抑制するロードリミツ
タ追従装置32の出力が、負荷を抑制する信号の
ための負荷設定値21より常に小さいので、専ら
ロードリミツタ追従装置32により制御される。
なお、上記で蒸気加減弁開度設定器28と蒸気
加減弁閉速設定器29は可変設定が可能であり、
蒸気タービンプラントの蒸気流量変動の許容値を
考慮して設定するものである。
本実施例においては、系統事故発生により
EVA動作信号が発生すると、第5図に示す如く
EVA開始指令接点18がオンすることによりICV
5は高速に全閉となり、またオフにより全開まで
高速に制御される。また、上記EVA動作信号が
発生するとEVA開始指令接点27がオンし、蒸
気加減弁閉速度設定器29により設定された相対
的に緩やかな制御で、蒸気弁開度設定器28の設
定開度αまで蒸気加減弁2が制御される。一方、
ロードリミツタ23は上記EVA動作信号の発生
と同時に追従を開始し、EVA動作信号がなくな
つても最終的には蒸気加減弁開度設定器28にて
設定された値αまでランバツクされ保持され、こ
れによりEVA動作がロードリミツタ23に移行
してこれにより負荷が制御される。よつて、図示
Aの負荷は系統周波数の影響を受けずに制御され
ることとなる。
上述したように、本EVA方法とすることによ
り、次のような効果が得られるものである。
つまり、前述した従来のようなEVAすなわち
蒸気加減弁、ICVの全閉、全開の単純な動作でな
く、 (a) ICV5については高速の全閉、全開制御を行
なつているので、トルク変化を大きくとること
ができる、換言すればEVAの効果を発揮させ
ることができる。つまり、中圧、低圧タービン
6,7トルクが全体の70%であり、いわゆる再
熱蒸気にのみ外乱を与えボイラの燃料系には殆
んど影響しないため、高速の全閉、全開が可能
である。
(b) 蒸気加減弁2についてはプラントの外乱を抑
え許容できる範囲内のあるスケジユールで閉制
御を行なつているので、ボイラ燃料系に直接影
響を与えることなく、ボイラつまりプランとの
運転を安定に行うことができる。
(c) ロードリミツタ追従装置32により、EVA
後の蒸気加減弁開度の設定つまり負荷設定が可
能であるので、電力を抑制してEVA後の動作
安定度を確保することができ、且つEVA後は
ロードリミツタ23による負荷制御に移行可能
であるので、EVA動作後の系統周波数動揺の
影響を受けることがない。
というような手段を採つており、系統の安定度向
上を維持しつつ蒸気タービンプラントの安定した
運転を行なわせることができる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を変更しない範囲で種々に変形し
て実施することができるものである。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、電力系統
の安定度向上を確保しつつ蒸気タービンプラント
の安定した運転を行なわせることができる極めて
信頼性の高い高速バルブ制御方法が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は蒸気タービンプラントの系統構成を示
す図、第2図a,bは安定度向上を説明するため
の原理図、第3図a,bは従来のEVAの動作、
ロジツク回路を示す図、第4図a,bは本発明の
EVA方法を実現するための一実施例を示すブロ
ツク図、第5図は同実施例における作用を説明す
るための図である。 1……ボイラ、2……蒸気加減弁、3……高圧
タービン、4……再熱器、5……ICV、6……中
圧タービン、7……低圧タービン、8……発電
機、9……ICV調定率回路、10……設定速度、
11……実速度、12……ICV開度修正値、13
……ICV開度設定値、14……ICV開度指令値、
15……ICV実開度、16,25……サーボ弁、
17,26……復調器、19……蒸気加減弁調定
率回路、20……蒸気加減弁開度修正値、21…
…負荷設定値、22……蒸気加減弁開度指令値、
23……ロードリミツタ、24……蒸気加減弁実
開度、18,27……EVA開始指令接点、28
……蒸気加減弁開度設定器、29……蒸気加減弁
閉速設定器、30……蒸気加減弁閉スケジユール
信号発生器、31……蒸気弁開度偏差検出器。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 蒸気タービン発電機が存在する電力系統で、
    系統故障時に蒸気タービン速度制御系の蒸気加減
    弁、インターセプト弁を制御して電力系統を安定
    化する高速バルブ制御方法において、前記インタ
    ーセプト弁は高速にて全閉、全開制御し、前記蒸
    気加減弁は予め設定された相対的に緩やかなスケ
    ジユールにて所定の弁開度まで閉制御し、当該閉
    制御中はロードリミツタにより前記弁開度設定に
    追従させ当該閉制御後も前記所定の弁開度により
    蒸気加減弁を制御するようにしたことを特徴とす
    る高速バルブ制御方法。
JP57094561A 1982-06-02 1982-06-02 高速バルブ制御方法 Granted JPS58211506A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57094561A JPS58211506A (ja) 1982-06-02 1982-06-02 高速バルブ制御方法

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JP57094561A JPS58211506A (ja) 1982-06-02 1982-06-02 高速バルブ制御方法

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Publication Number Publication Date
JPS58211506A JPS58211506A (ja) 1983-12-09
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ID=14113727

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60113001A (ja) * 1983-11-22 1985-06-19 Shikoku Electric Power Co Inc タ−ビン高速バルブ制御装置

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JPS58211506A (ja) 1983-12-09

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