JPS63148832A - タ−ビン発電機の軸ねじれ抑制装置 - Google Patents

タ−ビン発電機の軸ねじれ抑制装置

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JPS63148832A
JPS63148832A JP61294888A JP29488886A JPS63148832A JP S63148832 A JPS63148832 A JP S63148832A JP 61294888 A JP61294888 A JP 61294888A JP 29488886 A JP29488886 A JP 29488886A JP S63148832 A JPS63148832 A JP S63148832A
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小西 博雄
松田 靖夫
進 堀内
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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〕 本発明はタービン制御に係り、特に発電機と直流送電系
統との干渉による発電機の軸ねじれを抑制するに好適な
タービン発電機の軸ねじれ抑制装置に関する。
〔従来の技術〕
1977年アメリカのスケアビュート直流送電設備の順
変換所近傍にある発電所において、試験中に低周波の軸
ねじれ共振が発生した。これを契機に直流送電と発電機
の干渉による軸ねじれ現象の解明と抑制対策が検討され
ている。こわまでの検討によれば、この現象が直流送電
の制御に起因していることが解明されつつあり、軸ねじ
れ抑制のための直流系に付加する制御装置も考案されて
いる。
例えば、アイ・イー・イー・イー、トランザクシヨン、
ポルニームPAS101.ナンバー7.1982年rエ
ッチ・ヴイ・デーシー システム コントロール フォ
ア−ダンピング オブ サブシンクロナス オシレイジ
ョンJ(HVDCSysterm Controlfo
r Damping of 5ubsynchrono
us 0scillations。
IEEE Trans、 Vo Q 、 PASIOI
、N(17、1982)。
〔発明が解決しようとする問題点〕   −上述従来技
術は発電所が直流送電系統と遠く離れている場合や、そ
の間のインピーダンスが大きい場合は、軸ねじれ抑制の
ための制御装置の適切な信号検出が難かしく、また、検
出されてもその信号でもって直流送電系統の送電電力を
制御しても、電力の遅れが生じ、十分な効果が期待でき
ないといった問題がある。
本発明の目的は上述の問題点を解決し、発電機と直流系
の干渉により生じる軸ねじれを効果的に抑制することの
できるタービン発電機の軸ねじれ抑制装置を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、タービン発電機の軸ねじれ周波数成分の状
態量の変化に応じて、タービンの入力蒸気量を制御する
ことにより、達成される。
〔作用〕
今、発電機の慣性定数をM、角速度をω、電気的出力を
P2機械的トルクをT)4.電気的トルクをTEとおく
と、これらの間には以下の関係がある。
M d w/ d t = TM −TI!−−(1)
P=ω・Te            ・・・・・・(
2)従来、機械的入力、即ち機械的トルクTMは一定で
ある。ここで交流系統で事故が発生してTpが一時的に
減少したとすると、(1)式からωが大きくなる。一般
に負荷は定電力特性のものが多一方、TEが一時的に増
加した場合も同様に不安定となる。
次にTsを機械系の状態量の1つであるωの変化量に応
じて変えることを考える。交流系統で事故が発生したT
Eが一時的に減少したとすると。
(1)式からωが大きくなる。この増加量に応じてTM
を減少させると発電機のωは減少するので、上述したよ
うな不安定現象は生じない++Taが一時的に増加した
場合も同様に不安定は生じない。
〔実施例〕
以下1本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図は発電機出力をそのまま直流で負荷地へ送電する直流
単独送電系統である0図中、11は高圧タービン、12
は低圧タービン、13は発電機、14は発電機の端子電
圧を検出する交流電圧変成器、15は発電機タービンの
制御装置、16は制御装置16によって入力の主蒸気S
IIのタービンへの通過量を調整するバルブ、21は昇
圧用トランス、22は交流送電線、31は変換用変圧器
、32は交流を直流に変換する交直変換器、33は交直
変換器32の制御装置で、通常、直流送電での送電電力
が指令された値となるように電流制御がその主な働きで
ある。34は直流送電線を示す。尚、図には直流送電の
相手端が示されていないが、直流送電線を介して送られ
た直流電力は負荷地において別の交直変換器により直流
から交流に変換され、負荷に電力が供給されるものとし
、本発明には直接関係しないので省略している。
発電機−タービン制御装置1115の詳細ブロック図を
第2図に示す0図中150は前記交流電圧変成器14の
出力をうけ、交流電圧から機械系の状態量の1つである
発電機の角速度を検出する角速度検出回路、151は角
速度検出回路150の出力から軸ねじれ周波数成分の角
速度の変化を検出する変化検出回路、152はこの出力
を係数倍する掛算回路、153は主蒸気量の設定値Po
と掛算回路152の出力とを加算する加算回路、154
はこの加算回路153の出力と前記高圧タービン11の
蒸気入力の検出値S1との差を計算する加算回路、15
5はこの加算回路の出力を増幅する蒸気量偏差増幅回路
で、154と155により定蒸気量制御回路を構成する
。156はこの増幅回路155の出力を増幅し前記主蒸
気のバルブ16を駆動するバルブ駆動回路である。この
回路の動作を説明すると、今、交流系統で事故が発生し
電気的なトルクTeが減少したとすると、発電機は加速
する。その結果、発電機の交流電圧の周波数が上昇し角
速度変化検出回路151から変化量が出力される。この
出力は係数倍されてPoに加算されるにの場合、係数倍
された信号が負となるようにしておくと、加算回路15
3では、この分だけPoから差引かれる。即ち主蒸気量
の指令値が小さくなることを表わし、機械的なトルクT
Hが減少する、従って発電機の加速は抑制される。逆に
電気的なトルクTEが増加した場合は、以上とは逆の動
作をし発電機の減速は抑制される。
第3図に本発明のもう一つの実施例の発電材−タービン
制御装置を含む直流単独送電系統を示す。
図中、140〜142は各々、高圧タービン、低圧ター
ビン及び発電機の機械系の状態量の1つである回転速度
を検出するセンサである。第4図に第3図の発電機−タ
ービン制御装置の詳細ブロック図を示す。図中160,
170,180は各々、前記センサ140,141,1
42により検出された回転速度から各々の角速度を検出
する角速度検出回路、161,171,181は各々角
速度検出回路160,170,180の出力から軸ねじ
れ周波数成分の角速度の変化を検出する変化分検出回路
、162,172,182は掛算器、157は掛算器1
62,172,182の出力を加算する加算回路であり
、この回路により状態量変化の線形結合による信号が計
算される。加算回路157の出力は前述の加算回路15
3に導びかれる。この回路の動作は機械系の各質点で角
速度の変化が検出されると、それに応じてタービン入力
が調整され、角速度の変化を抑制するように動作する。
従って、前述同様、軸ねじれが発生した場合の軸ねじれ
を抑制することができる。
尚1以上では機械系の状態量として角速度を使用した場
合につい説明したが、角速度を積分して得られる位相角
を用いても同様の効果が期待できる。
第5図に第3図の実施例で、発電機−タービン制御装置
のうちで、掛算回路の乗数(ゲイン)をタービン入力の
大きさに応じて変える場合の実施例を示す。角速度の変
化量に応じて変えるタービン入力の大きさは運転状態、
即ち発電機の入出力によって変わり、このことを考慮し
たものである。
ゲインの変え方は第6図に411FI!8図を示すよう
に。
入力に対して単にゲインが比例するものでも、その他の
特性のものでも良い。第5図では入力にタービン入力に
相当する主蒸気量の設定値を使用している。
この回路の動作は軸ねじれ抑制のループゲインが運転状
態によって変わるのみで、その他の動作は前回と同様で
あるので軸ねじれを抑制できることは明らかである。
尚、第6図の入力としては発電機の出力を使用できるこ
とも用すまでもない。
〔発明の効果〕
本発明によれば、発電機−タービンの制御装置に簡単な
回路を追加することにより、軸ねじれを効果的に抑制す
ることができる。なぜなら、発電機と直流送電とが遠く
離れている場合にも軸ねじれ抑制のための信号を遠方か
ら伝送するといった必要もなく、発電所内部で軸ねじれ
抑制のための制御が行えるので制御の遅れによって軸ね
じれ抑制効果が薄れるとか、信号伝送の信頼性等の問題
は生じない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の発電機−タービン制御装置
を含む直流単独送電系統図、第2図は第1図の発電機−
タービン制御装置のブロック図、第3図は本発明の他の
実施例の発電機−タービン制御装置を含む直流単独送電
系統図、第4図は第3図の発電機−タービン制御装置の
ブロック図、第5図は第3図の発電機−タービン制m装
置の応用例を示すブロック図、第6図は第5図の掛算回
路の入力に対するゲインの特性を示す図である。 150.160,170,180.・・・角速度検出回
路、151,161,171,181・・・軸ねじれ周
波数成分の角速度の変化分検出回路、152・・・掛算
回路、153,154・・・加算回路、155・・・偏
差増幅回路、156・・バルブ駆動回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、発電機出力を、直流送電系線を介して、交流系統に
    接続された負荷に送電するものにおいて、タービン発電
    機の軸ねじれ周波数成分の状態量を検出する手段と、該
    状態量の変化に比例した信号に応じて前記タービンに入
    力する蒸気量を制御する手段とを備えたことを特徴とす
    るタービン発電機の軸ねじれ抑制装置。 2、特許請求の範囲第1項において、前記状態量は、前
    記発電機ないしタービン機器の角速度としたことを特徴
    とするタービン発電機の軸ねじれ抑制装置。 3、特許請求の範囲第1項において、前記比例信号は、
    各タービン発電機の各状態量を線形結合した信号とした
    ことを特徴とするタービン発電機の軸ねじれ抑制装置。 4、特許請求の範囲第3項において、前記線形結合する
    際の各状態量のゲインは、タービン入力又は発電機出力
    に応じて可変するようにしたことを特徴とするタービン
    発電機の軸ねじれ抑制装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2012500608A (ja) * 2008-08-15 2012-01-05 アルストム テクノロジー リミテッド 異なる回路網周波数を有する電力回路網において選択的に運転するための発電所設備

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JPS61185026A (ja) * 1985-02-08 1986-08-18 株式会社日立製作所 発電機と直流送電との干渉抑制のための直流送電の制御装置

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