JPS6255400B2 - - Google Patents

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JPS6255400B2
JPS6255400B2 JP53100770A JP10077078A JPS6255400B2 JP S6255400 B2 JPS6255400 B2 JP S6255400B2 JP 53100770 A JP53100770 A JP 53100770A JP 10077078 A JP10077078 A JP 10077078A JP S6255400 B2 JPS6255400 B2 JP S6255400B2
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JP
Japan
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voltage
standby
synchronous generator
setting
excitation
Prior art date
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JP53100770A
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English (en)
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JPS5529237A (en
Inventor
Toshinobu Yamamoto
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は励磁制御装置を二重化した同期機の励
磁装置に関する。
同期発電機が電力系統に接続され運転される際
安定した運転が必要なため、同期機の端子電圧を
制御する励磁制御装置を二重化し、一方が故障し
たならば他方の励磁制御装置に切換え、同期発電
機の運転を続行しうるようにすることが多い。こ
の場合円滑に切換えを行い運転を続けるために、
待機状態にある励磁制御装置を使用中の励磁制御
装置に連動させることが通常行われる。一方各励
磁制御装置には同期発電機が許容限界をこえた運
転とならないようにするための制限回路が設けら
れていることから、励磁制御装置の切換時に円滑
を欠くおそれがある。
第1図は励磁制御装置を二重化した励磁装置の
ブロツク構成図である。励磁制御装置A,Bは同
一構成であり、それぞれの励磁制御装置A,B
は、電圧変成器6(以下PT6という)を介して
入力された同期発電機1の端子電圧V1が電圧設
定器10A,10Bに設定された目標値VA、VB
と等しくなるように電圧一定制御をを行うための
自動電圧調整装置9A,9B(以下AVR9A,
9Bという)と、この電圧一定制御による過剰制
御、すなわち同期発電機が許容限界をこえた運転
となることを防止するための過励磁制限装置12
A,12Bおよび不足励磁制限装置13A,13
Bとからそれぞれ構成される。
過励磁制限装置12A,12Bは、界磁巻線2
に許容量以上の界磁電流I2が供給されるのを防止
するものであり、励磁用電源変圧器3および電流
変成器8により得られる界磁電流I2が制限値以上
にならないように、AVR9A,9Bによる電圧
一定制御に制限を加える。
一方、不足励磁制限装置13A,13Bは、同
期発電機1の誘起電圧と電力系統の系統電圧との
相差角が大きくなつて同期発電機1の同期が保て
なくなる事態を防止するものであり、電流変成器
7により検出される同期発電機1の端子電流I1
PT6により検出される同期発電機1の端子電圧
V1とから、無効電流および有効電流を求め、そ
れらの関係が予め定めた設定条件を満足するよう
にAVR9A,9Bによる電圧一定制御に制限を
加える。これによつて、同期を保つために最低限
必要とする励磁量(界磁電流I2)を確保する。
いま励磁制御装置Aが使用中であり、励磁制御
装置Bが待機中であるとする。使用中が待機中か
の選択は切換開閉器16で行われ、使用中の励磁
制御装置Aに故障が発生するとその故障検出を条
件に切換開閉器16にて待機中の励磁制御装置B
に切換えが行われる。この切換開閉器16の選択
により操作開閉器14は使用中の方の電圧設定器
10Aに接続され、この操作開閉器14にて電圧
設定器10Aで与える同期発電機1の端子電圧の
目標値VAを調整する。
また、サイリスタ整流装置4には、使用中の
AVR9からの制御指令αを与える。サイリス
タ整流装置4はAVR9Aからの制御指令α
基づきその出力電圧を制御し、その結果として同
期発電機1の端子電圧V1がその基準値(目標値
A)に保たれるような界磁電流I2を出力する。
一方、自動追従装置15は、使用中のAVR9
Aからの制御指令αと待機中のAVR9Bから
の制御指令αとが等しくなるように、つまりこ
れらの偏差がなくなるように待機中の電圧設定器
10Bにて設定される目標値VBを調整するもの
であり、これにより目標値VBは制御指令α
制御指令αに合致するときの値に追従設定され
ることとなる。したがつて、使用中の励磁制御装
置Aの故障によつて待機中の励磁制御装置Bに制
御が切換わつたとしても、待機中の制御指令α
と使用中の制御指令αとは等しいから、その切
換えにより制御に動揺が発生することがない。
なお、電源装置11A,11Bは、AVR9
A,9B、過励磁制限装置12A,12B、不足
励磁制限装置13A,13Bに制御電源を供給す
るものであり、また界磁しや断器5は界磁巻線2
の保護のためのものである。
このような励磁制御装置A,Bの二重化を行つ
た励磁装置の場合、待機中の制御指令αを使用
中の制御指令αに追従させるにあたつて、待機
中の電圧設定器10Bの目標値VBを調整するよ
うにしているので、過励磁制限装置12A,12
Bや不足励磁制限装置13A,13Bの動作点
(制限値)に設定誤差があると、以下に述べるよ
うな不都合が発生することがある。
いま、動作点の設定誤差により待機中の過励磁
制限装置12Bの方が使用中の過励磁制限装置1
2Aよりも少し小さい界磁電流(制限値)で動作
するものとする。すなわち、待機中の過励磁制限
装置12Bの方が動作範囲が広く、待機中の
AVR9Bの電圧一定制御の方が先に制限される
ものとする。
そして、電力系統の条件が変化して同期発電機
の励磁を増加させなければならない状態になつた
とする。そうすると、使用中のAVR9Aは励磁
を増加すべく、界磁電流I2を増加させるための制
御指令αをサイリスタ整流装置4に出力し、界
磁電流I2を増加させる。一方、待機中のAVR9B
も界磁電流I2を増加させるための制御指令α
出力し、その制御指令αは使用中の制御指令α
に合致するように、自動追従装置15によつて
電圧設定器10Bが調整される。
ところで、界磁電流I2が増加し待機中の過励磁
制限装置12Bの制限値以上になつたとすると、
待機中のAVR9Bの電圧一定制御に制限が加え
られ、AVR9Bはその制限値をこえた分に応じ
て励磁下げの制御指令αを出すことになる。し
かし使用中の過励磁制限装置12Aは待機中の過
励磁制限装置12Bの制限値より少し大きい値で
動作するものであるから、待機中の過励磁制限装
置12Bの動作時点では未だ不動作であり、した
がつて、使用中のAVR9Aは制限されることな
く、電圧一定制御のための制御指令αを出力し
ている。
一方、自動追従装置15は、AVR9Bの制御
指令αがAVR9Aの制御指令αに比較して
下げ方向に出ているので、待機中の電圧設定器1
0Bの設定が低いと判断して、その設定をさらに
上げてしまう。
このような不都合は、不足励磁制限装置13
A,13Bの場合にも同様に生じる。すなわち、
待機中の不足励磁制限装置13Bの方が使用中の
不足励磁制限装置13Aよりも動作範囲が広く、
待機中のAVR9Bの電圧一定制御の方が先に制
限される場合も同様に生じる。ただし、この場合
は電圧設定器10Bを下げてしまう方向の不都合
である。
一般に過励磁制限装置12A,12Bや不足励
磁制限装置13A,13Bは、AVR9A,9B
と競合して制限動作を行うものであるから、これ
ら制限装置の増幅率は大きく設計されており、動
作開始点よりわずかに被制限量が超過しても大き
い信号を出すことになる。従つて待機中の電圧設
定器10Bは使用中の電圧設定器10Aよりも大
幅にはずれた設定値(過励磁制限装置の場合は高
い設定値、不足励磁制限装置の場合は低い設定
値)になつて、はじめてAVR9AとAVR9Bの
出力が平衡する。すなわち、待機中の電圧設定器
10Bは不必要に調整されることになる。
なお、設定誤差が逆の場合、つまり待機中の過
励磁制限装置12Bや不足励磁制限装置13Bよ
りも使用中の過励磁制限装置12Aや不足励磁制
限装置の方が動作範囲が広く、使用中のAVR9
Aの電圧一定制御が先に制限される場合には、上
述のような不都合は生じない。
これは、制限が加えられた使用中のAVR9A
の制御指令αにより現に界磁電流I2が制御され
るからである。また、この場合、自動追従装置1
5は、待機中のAVR9Bの出力が使用中のAVR
9Aの出力と平衡するように待機中の電圧設定器
10Bを調整することになるが、それはこれら制
限装置が動作しない現運転状態が継続できるとこ
ろに調整されるのであり好都合な調整となるから
である。
本発明は、かかる特性に着目し、必ず使用中の
制限装置の動作が待機中の制限装置より先に動作
するように動作範囲を定めるようにするものであ
る。
以下、本発明の一実施例を説明する。第2図は
本発明の過励磁制限装置12の回路図である。本
発明の過励磁制限装置12は、電成変成器8を介
して入力した界磁電流I2を過励磁制限装置12内
で演算処理可能な直流電圧信号v1に変換する検出
部17と、界磁電流I2の制限値を設定するための
設定部18と、この設定部18で設定した制限値
にバイアスを与えるためのバイアス部19と、検
出部17の出力と設定部18およびバイアス部1
9の出力とを比較し、検出部17の出力が設定部
18およびバイアス部19の出力より大きいとき
は制限信号を出力する比較部20とからなる。
検出部17は電流変成器8に流れる同期発電機
1の界磁電流I2に比例した信号を補助変流器AU
−CTにより変流し、これを整流器RF1で整流し
抵抗器R1に加え、過励磁制限装置12内で演算
処理可能な直流電圧信号v1に変換する。そして、
該信号v1を比較器20の抵抗器R2を通して演算
増幅器OAに入力する。
一方、比較器20の演算増幅器OAには、設定
部18の可変抵抗器RH1により設定した界磁電
流I2の制限値を示す基準電圧v2が比較器20の抵
抗器R3を通して入力され、この基準電圧v2の入
力値v/Rより、抵抗器1の両端の電圧v1の入力値 v/Rの方が大きいと、すなわち界磁電流I2の方が
そ の制限値より大きいと、それらの差分が増幅され
て演算増幅器OAの出力として現われる。この出
力がAVR9Aに励磁下げ信号として加えられ励
磁を制限する。
バイアス部19は界磁電流l2の制限値にバイア
スを与えるものであり、継電器RYが励磁されて
いるときに抵抗器6を介して比較部20の演算増
幅器OAにバイアスv/Rを与える。この継電器RY は待機中である場合に励磁される。したがつて、
待機中の過励磁制限装置12Bは継電器RYの励
磁により、界磁電流I2の制限値を示す信号v/R
、 このバイアスv/Rが加算されたものが見かけ上、 その制限値となる。
第3図は本発明の過励磁制限装置12の動作特
性を示す特性図である。過励磁制限装置12が使
用中の励磁制御装置Aに含まれるものであるとき
は、バイアス部19の継電器RYは励磁されない
から、界磁電流I2は設定部18に設定された制限
値と比較され、界磁電流I2がその制限値をこえる
と、その差分に応じた出力を制限信号として出
す。
一方、過励磁制限装置12が待機中の励磁制御
装置Bに含まれるものであるときは、バイアス部
19の継電器RYが励磁され設定部18に設定さ
れた制限値にバイアスが加えられることとなり、
比較器20は、界磁電流I2がそのバイアスを加え
られた制限値をこえたときに、その差分に応じた
出力を制限信号として出力する。
ここで、バイアス部19からのバイアス信号は
図からもわかるように制限が緩和される方向に加
えられる。またそのバイアス値は前述の設定誤差
差分よりやや大きい値が選ばれる。したがつて、
待機中の過励磁制限装置12Bより使用中の過励
磁制限装置12Aの方が必ず先に動作することに
なるので、待機中の電圧設定器10Bが不必要に
調整されることはない。
以上の説明は制限装置が過励磁制限装置12の
場合であるが、不足励磁制限装置13の場合も同
様である。過励磁制限装置12の場合は、同期発
電機1が許容限界をこえた運転となるか否かを判
定するための状態信号として、界磁電流I2を用い
るものであつたが、不足励磁制限装置の場合は、
系統電圧と同期発電機1の誘起電圧との相差角を
用いる。この相差角は同期発電機1の端子電圧
V1と端子電流I1とに基づいて検出部17で検出す
ることになる。つまり、検出部17で検出する状
態信号が異なり、制限装置の出力信号を界磁電流
I2を増加させる方向でAVR9に加える点が異なる
のみでその他は同じである。
以上説明したごとく、本発明によれば、従来の
装置では不都合のあつた制限装置動作領域での待
機中の励磁制御装置の異常追従動作を解決した信
頼性の高い同期発電機の励磁制御装置の二重化が
容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は励磁制御装置を二重化した同期発電機
励磁装置の構成図、第2図は発明の一実施例を示
す過励磁制限装置の回路図、第3図はその特性図
である。 1……同期発電機、2……界磁巻線、4……サ
イリスタ整流装置、9……自動電圧調整装置、1
0……電圧設定器、12……過励磁制限装置、1
3……不足励磁制限装置、15……自動追従装
置、17……検出部、18……設定器、19……
バイアス部、20……比較部、A,B……励磁制
御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 同期発電機の端子電圧の目標値を設定する電
    圧設定器と、前記同期発電機の端子電圧が前記電
    圧設定器に設定した目標値になるように前記同期
    発電機の端子電圧の電圧一定制御を行う自動電圧
    調整装置と、前記自動電圧調整装置による電圧一
    定制御によつて前記同期発電機が許容限界を越え
    た運転とならないように前記自動電圧調整装置に
    制限信号を与える制限装置とからなる励磁制御装
    置を2組設け、1組を使用状態とし他の1組を待
    機状態として、使用中の自動電圧調整装置の出力
    と待機中の自動電圧調整装置の出力とを比較して
    その偏差がなくなるように待機中の励磁制御装置
    の電圧設定器を自動調整する自動追従装置を設け
    た同期発電機の励磁装置において、前記制限装置
    は、前記同期発電機が許容限界を越えた運転とな
    るか否かを判定するための状態信号を検出するた
    めの検出部と、前記検出部で検出した状態信号の
    制限値を設定するための設定部と、前記状態信号
    と前記制限値との偏差に応じて前記制限信号を出
    力する比較部と、前記待機中であるときは前記制
    限値に制限が緩和される方向にバイアスを加える
    ためのバイアス部とから構成されることを特徴と
    する同期発電機の励磁装置。
JP10077078A 1978-08-18 1978-08-18 Exciter for synchronous generator Granted JPS5529237A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62105499A (ja) * 1985-10-31 1987-05-15 三菱電線工業株式会社 電子機器

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JPS49129116A (ja) * 1973-04-18 1974-12-11

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