JPS6267209A - 蒸気タ−ビン用電子式ガバナ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は蒸気タービンの制御に使用される電子式ガバナ
に関し、蒸気タービン、ガスエキスパンダ等に利用する
ことができる。

従来の技術 本発明の対象となる電子式ガバナ及びこれに関連した発
電用抽気タービンの構成を第２図に示す。

第２図において、符号１は電子式ガバナ、２は抽気ター
ビン、３は発電機、４は調整弁、５は抽気弁、６は速度
検出器、７は主蒸気圧検出器、８は抽気圧検出器、９は
負荷検出器をそれぞれ示す。

発電機３を駆動する抽気タービン２０制御対象として、
速度、主蒸気圧、発電機負荷及び抽気圧がある。そのた
め、速度検出器６がタービン軸上の検出歯車の近くに設
置されてタービンの速度を検出し、主蒸気圧検出器７が
タービン入口の圧力を検出し、抽気圧検出器８がタービ
ン出口より出て蒸気ラインに流れる抽気圧を検出し、負
荷検出器９が発電機３の電気出力を検出する。これらの
検出信号は電子式ガバナｌに入力され、ここで演算され
た後、調整弁４及び抽気弁５の操作信号として出力され
、制御を行う。

発電機３が買電と併動運転状態となった場合、制御対象
は発電機負荷、主蒸気圧及び抽気圧となる。この場合の
従来の制御法を第３図に示す。

第３図において、符号１１は負荷設定、１２は主蒸気圧
設定、１３は抽気圧設定、１４は負荷制御器、１５は主
蒸気圧制御器、１６は抽気圧制御器、１７は切換スイッ
チ、１８は不干渉マトリクス、１９は調整弁用サーボア
ンプ、２０は抽気弁用サーボアンプ、２１は負荷制御信
号（Ｌ）、２２は主蒸気圧制御信号（Ｐ）、２３は抽気
圧制御信号（Ｅ）、ａＩＩ　、ａ２１　ｓ　ａ＋２、ａ
２２は係数、ＧＶは調整弁信号、　ＥＣＶは抽気弁信号
をそれぞれ示している。

負荷設定１１と負荷検出器９からの信号との偏差は負荷
制御器１４で演算され、負荷制御信号２１を出す。主蒸
気圧設定１２と主蒸気圧検出器７からの信号との偏差は
主蒸気圧制御器１５で演算され、主蒸気圧制御信号２２
を出す。抽気圧設定１３と抽気圧検出器８からの信号と
の偏差は抽気圧制御器１６で演算され、抽気圧制御信号
２３を出し、不干渉マトリクス１８に入力される。負荷
制御信号２１及び主蒸気圧制御信号２２はどちらか一方
が切換スイッチ１７で選択され、不干渉マトリクス１８
に入力される。

不干渉マトリクス１８で演算された信号の１つは調整弁
用サーボアンプ１９を介して調整弁４に送られて調整弁
４を駆動し、もう一方の信号は抽気弁用サーボアンプ２
０を介して抽気弁５に送られて抽気弁５を駆動する。

この場合の制御を第４図に示す。負荷と抽気圧（又は抽
気流量）との制御の場合は、Ａのラインで示すように、
負荷を増減して抽気圧一定となるように制御するか、Ｂ
のラインで示すように、抽気圧を増減して負荷一定とな
るような制御を行うよう、不干渉マトリクス１８の各係
数ａＩＩ　％　ａ２１５ａ１２、ａ２２が決められ、各
弁を駆動する。

ところが、切換スイッチ７を主蒸気圧制御信号２２の側
にして、主蒸気圧と抽気圧（又は抽気流量）との制御を
行う時も同じ不干渉マトリクス１８を通っているため、
第４図のＡ又はＢのラインで示したのと同じ弁の動きを
与える。

この場合、次の不具合を生ずる。すなわち、抽気圧を増
減してやると、Ｂのラインのように動くため、調整弁４
からの入口流量が変化し、主蒸気圧が変動する。これを
抑えるため、主蒸気圧制御器１５が働き、Ａのラインの
ように動いて主蒸気圧を一定に保つようにする。このた
め、互に干渉が生ずることとなり、ハンチングのような
制御の不安定現象が生ずる。

ＧＶ　　　＝　ａＩｌ　ａ　Ｌ　十ａｌ　２　ｅ　ＥＥ
ＣＶ　　：’：　ａ２１　ｅ　Ｌ　　ａ２２°Ｅとなる
。抽気圧変化時はＧＶ二ａ１２・Ｅ、ＥＣＶ＝−ａ２２
・Ｅで、第４図のラインＢを動くようにし、負荷との干
渉がないよう係数ａを決めている。

しかし、主蒸気圧と抽気圧との制御時は、ＧＶ　　＝＝
　ａｌｌ　ｏ　Ｐ　＋　ａ１２１１　ＥＥＣＶ　　＝　
ａ２１　＠Ｐ　−ａ２２　＠　Ｅとなる。抽気圧変化時
は同様にＧｖ−ａ１２・Ｅ　。

ＥＣＶ　＝−ａ２□・Ｅとなり、調整弁４も動くので、
主蒸気圧Ｐと干渉する。

発明が解決しようとする問題点 従来の電子式ガバナにおいては、第３図に示したように
、負荷制御信号２１と主蒸気圧制御信号２２とを切換え
て使用ｌ７、負荷と抽気圧との制御及び主蒸気圧と抽気
圧との制御を同じ不干渉マトリクス１８で行うため、主
蒸気圧と抽気圧との制御時に、抽気圧の制御を行うと、
主蒸気圧制御と干渉して、ハンチング等の不具合が生ず
る。

本発明は、この干渉を取り除いて、負荷と抽気圧との制
御及び主蒸気圧と抽気圧との制御のいずれの場合でも、
安定した制御を行うようにすることを目的とする。又、
負荷と抽気圧との制御及び主蒸気圧と抽気圧との制御相
互間の切換え時に、制御信号に差があると変動が大きく
なるので、この切換えをスムースに行えるようにするこ
とも目的とする。

問題点を解決するための手段 上記問題点に対し、本発明によれば、負荷と抽気圧又は
抽気流量とを制御する従来と同じ手段と、主蒸気圧と抽
気圧又は抽気流量とを制御する別の手段と、これら手段
の一方を選択して制御切換えを行う切換スイッチと、前
記制御手段それぞれの出力における調整弁信号の偏差を
モニタし非制御側（つまり切換スイッチにより選択され
ていない側）の負荷設定又は主蒸気圧設定を変更して非
制御側の調整弁信号を制御側の調整弁信号に追従させる
手段とを備えてなる蒸気タービン用電子ガバナが提供さ
れる。

実施例 本発明による電子式ガバナの一例を第１図に示す。第１
図において、第２図及び第３図と同一要素は同一の参照
符号にて示しである。符号３１は新たに設けられた不干
渉マトリクス、３２，３３．３４．３５は信号、４１．
４２．４３は切換スイッチ、４４は偏差モニタを示して
いる。

負荷制御信号２１と抽気圧制御信号２３との制御時は不
干渉マ）　ＩＪクス１８を使用し、主蒸気圧制御信号２
２と抽気圧制御信号２３との制御時は別の不干渉マトリ
クス３１を使用する。これらの制御の切換えは切換スイ
ッチ４１及び４２により行う。

又、この切換えをスムースに変動なく行うため、偏差モ
ニタ４４及び切換スイッチ４３で構成のトラッキング機
構が設けられている。

負荷と抽気圧（又は抽気流量）との制御の場合、切換ス
イッチ４１及び４２はそれぞれ信号３２及び３３の側を
選択している。この場合は、第３図に示したものと同じ
不干渉マトリクス】８が使用されるので、負荷と抽気圧
とは干渉することなく制御することができる。

一方、主蒸気圧と抽気圧（又は抽気流量）との制御の場
合、切換スイッチ４１及び４２はそれぞれ信号３４及び
３５の側を選択している。このときの調整弁信号ＧＶ及
び抽気弁信号ＥＣＶを式で示すと、 ＧＶ＝Ｐ ＥＣＶ　　：ｂ２．　Ｐ　−ｂ、・Ｅ となる。このため抽気圧制御信号（Ｅ）　２３の変化の
時は、ＥＣＶ＝−ｂ、＠Ｅとなり、抽気弁５のみ動作し
、調整弁４は動作しない。したがって、主蒸気圧の変動
がないため、主蒸気圧制御との干渉は起こらない。これ
は、第４図のラインＣ上を動くことになる。

一方、主蒸気圧制御信号（Ｐ）　２２の変化の時は、ａ
ｖ＝　Ｐ　、　ＥＣＶ　＝＝ｂ２ｅ　Ｐ　トなり、第４
図ノラインＡに沿って動き、抽気圧との干渉は生じない
。

次に、負荷と抽気圧との制御及び主蒸気圧と抽気圧との
制御の切換えＫついて述べる。

面制御相互の切換え時に、信号３２と３４、信号３３と
３５との間に偏差があると、制御切換えの後、調整弁信
号ＧＶ及び抽気弁信号ＥＣＶが変化し、制御結果の変動
が大きくなって制御の品質上好ましくない。

このため、面制御に共通していない負荷及び主蒸気圧に
関係する信号３２．３４を偏差モニタ４４に入力し、そ
の偏差出力を切換スイッチ４３を介して負荷設定１１及
び主蒸気圧設定１２に与えられる。両信号３２，３４に
偏差があると、非制御側、つまり第１図の例示では切換
スイッチ４１，４２により負荷と抽気圧との制御に設定
されているときは主蒸気圧の側に、切換スイッチ４３に
よってその偏差が供給され、これが主蒸気圧設定１２の
設定値を操作して信号３４が信号３２に等しくなるよう
にする。すなわち、切換スイッチ４１の信号３２．３４
において、非制御側の信号の値を制御側の信号の値に常
時追従させるトラッキング機能を有していることになる
。

詳述すれば、図示の負荷と抽気圧との制御の場合、主蒸
気圧制御側は非制御側であるため、偏差モニタ４４から
の信号により主蒸気圧設定器１２は信号３４が信号３２
と同じになるよう動かされる。信号３４が信号３２と等
しくなると、抽気弁側信号３５は不干渉マトリクス３１
の係数ｂ１、ｂ２により信号３３と等しくなるようにさ
れる。

次に、制御を主蒸気圧と抽気圧との制御の側に移行する
時、切換スイッチ４１，４２，４３はそれぞれもう一方
の側に倒れる。すると、負荷設定１１が偏差モニタ４４
により動かされ、信号３２を信号３４に等しくなるよう
にする。信号３３及び３５は信号３２及び３４が等しい
とき、等しくなるよう各係数が設定されている。

このようにして、常に信号３２及び３４、信号３３及び
３５は等Ｌ　くなるようにされているので、制御の切換
え時に調整弁信号ＧＶ及び抽気弁信号ＥＣＶが変動する
ことはなく、制御切換えはバンプレスに行われる。

発明の効果 本発明によれば、負荷と抽気圧（又は抽気流量）とを制
御する手段と、主蒸気圧と抽気圧（又は抽気流計）とを
制御する手段とを別々に設けたことにより両制御はそれ
ぞれ干渉することなく安定に行うことができ、トラッキ
ング機能を有していることにより制御切換えはバンプレ
スに行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子式ガバナの一例を示すブロッ
ク図、第２図は本発明による電子ガノ（すが適用される
発電用抽気タービンを示す構成図、第３図は従来の電子
式ガバナの一例を示すブロック図、第４図はタービンの
状態マツプを示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸気タービンを制御する電子式ガバナにおいて、負荷と
   抽気圧又は抽気流量とを制御する手段と、主蒸気圧と抽
   気圧又は抽気流量とを制御する手段と、これら手段の一
   方を選択して制御切換えを行う切換スイッチと、前記制
   御手段それぞれの出力における調整弁信号の偏差をモニ
   タし非制御側の負荷設定又は主蒸気圧設定を変更して非
   制御側の調整弁信号を制御側の調整弁信号に追従させる
   手段とを備えたことを特徴とする蒸気タービン用電子式
   ガバナ。