JPS63181621A - 同期発電機用励磁調整装置の電圧設定回路 - 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〕 この発明は単独運転及び電源容量の大きい他の母線系統
と並列運転を行なう同期発電機用励磁調整装置の電圧設
定回路に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の電圧設定回路としては第５図及び第６図
に例示するものが知られている。第５図は該電圧設定回
路を含む同期発電機励磁調整系の全体回路図であり、第
６図は電圧設定回路の回路図である。

第５図において、１は並列母線、２は並列用しゃ断器、
３は同期発電機、４は計器用変流器、５は計器用変圧器
、６は並列運転時使用の自動制御装置の一例として示す
力率調整装置、７は励磁調整装置、１０は電圧設定回路
、８は該設定回路の電圧設定器Ｖ　Ｒｐｖの駆動用モー
タであり、前記力率調整装置６或いは自動同期投入装置
或いは手動インチング等による共用の駆動制御を受ける
。第６図）こおいて、１０は前記電圧設定回路、Ｒ９と
ＲＩＯとは分圧抵抗、Ｖ　Ｒｐｖは電圧設定器としての
可変抵抗であり前記モータ８で駆動される。またＰとＮ
とは直流定電圧電源の正及び負極端子である。次に励磁
調整装置７におけるＯＡは該調整装置中の電圧調節器の
演算増巾器であり、Ｒ７とＲ８とは該演算増巾器の入力
加算抵抗である。Ｖｇ　は前記発電機３の出力電圧の検
出値であり、Ｖｓ　　はその設定値である。また電圧設
定器Ｖ　Ｒｐｖによる励磁調整装置７を介しての前記発
電機３に対するその基準動作値の指定は、該発電機容量
に比して並列母線１の電源容量が非常に大きい場合、該
母線との並列運転時には等偏曲にその力率の指定になり
、単独運転時にはその出力電圧の指定となる。

従って本例の如〈従来技術による場合Ｑこは単独運転時
の電圧設定と並列運転時の力率設定等前記発電機３に対
する基準動作値の指定は同一の電動設定器Ｖ　Ｒｐｖに
よって行なはれる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら力率調整装置により制御された前記の如き
並列運転中の同期発電機の指定力率に対応した電動電圧
設定器Ｖ　Ｒｐｖの設定電圧値は該同期発電機が単独運
転に移行した場合の規定の運転電圧値とは異なる。特に
発電機負荷を漸減することなく負荷しゃ断して急激に無
負荷単独運転に移行した場合の発電機出力電圧の過渡状
態終了後の値は単独運転時の前記規定電圧値と大ぎく異
る可能性があった。従って並列運転から単独運転に移行
した場合の前記発電機出力電圧の早急な正常化を計るた
めをこ、前記移行直前の発電機電圧設定値をその単独運
転時の規定電圧設定値へ早急（こ復帰させる必要があり
、従来は電圧継電器等による自動操作か手動インチング
等による手動操作にて電圧設定器の駆動モータ制御を行
なっていたが、何れの場合にも前記モータを含む電動機
構の機械的速度により前記設定値移行の即応性が制約さ
れていた。第７図は前記発電機の単独及び並列運転相互
移行時の発電機設定電圧Ｖｓ　　の変動に対応したその
出力電圧Ｖｇ　　と負荷電流Ｉｇ　の時間的変動図であ
る。図（イ）は前記発電機の運転状態に応じて変化する
前記設定電圧Ｖｓ　　の変動図であり、Ｖｓｒは前記発
電機の単独運転時規定電圧対応値、Ｖｓｐは並列母線電
圧対応値、Ｖｓｍは該並列母線と並列運転中の前記発電
機の負荷電流Ｉｇ　が図（）Ｘ）に示すＩｇｒの場合に
力率調整装置６の指定する力率を保つをこ要する発電機
誘起電圧への対応値である。

図（ロ）は図（イ）昏こ示す各設定電圧番ご対応する前
記発電機出力電圧Ｖｇ　の値を示し、ＶｇｒとＶｓｒ。

■千とＶｓｐ、ＶｓｍとＶｇｍとがそれぞれ対応する。

なお該Ｖｇｍは前記発電機が単独運転時に前記設定値Ｖ
ｓｎに対応して出力する電圧である。なお図（イ）に示
す前記設定電圧Ｖｓ　　の宿減速度は設定器駆動モータ
制御信号調整により一定範囲内で可変である。第７図に
おいて、時刻ｔ１　以前は単独運転中、時刻ｔ１　　よ
りｔ２．’ａは並列運転※こ備え同期装置等により前記
発電機出力電圧をＶｇｒよすＶｇｐに昇速動作中、時亥
Ｊｔ２　において同期並列完了、時刻ｔ２　　よすｔ３
　　間は前記発電機負荷電流を無負荷より前記Ｉｇｒ迄
その力率一定制御を行ないながらの増荷中、時刻ｔ３　
　よすｔ４　間は前記負荷電流Ｉｇ−一定運転中、時刻
ｔ４　　からｔ５　間は前記発電機負荷電流をＩｇｒよ
り無負荷迄減荷中、時刻ｔ５で並列母線から解列し単独
運転に移行、時刻ｔ６よりｔ７　　間は前記発電機出力
電圧を静からＶｇｒをこ降圧動作中の各動作模様を示す
ものである。時刻ｔ８　以降ｔｌＯ迄は前記時刻ｔ１　
　よｌｌ）　ｔ３　迄と同一であるが、時刻ｔｌｌにお
いて前記発電機はその負荷電流Ｉｇｒを担ったまま負荷
しゃ断され無負荷単独運転に移行しその出力電圧はＡＶ
ｇ２の過渡電圧上昇を示すと共に前記電圧−に整定する
。時刻ｔ１２よＩＩ）　ｔ１３間は該電圧Ｖｇｎの前記
無負荷規定電圧Ｖｇｒへの降圧動作模様を示す。時刻ｔ
２　　よりｔ６　間及びｔ９　　よすｔｌ１間の前記発
電機電圧Ｖｇは■Ｑで一定であり、時刻ｔ２　　よりｔ
５　間及びｔ９よすｔ１１間の発電機力率は一定に制御
される。前記発電機が単独運転に移行した時刻ｔ５　　
がらｔ７間及び特に時刻ｔｌｌからｔｌＢ間の該発電機
電圧のその規定電圧Ｖｇｒへの復帰は早急且つ自動的を
こ行なはれることが望ましいがこの点に関して上記従来
方法によっては困難であった。これに鑑み本発明は前記
問題点の改善を計った簡易且つ低廉な同期発電機用励磁
調整装置の電圧設定回路の提供を目的とするものである
。

〔問題点を解決するための手段〕

同期発電機の単独運転と母線系統との並列運転との両運
転状態に対応して前記発電機の励磁調整装置に対する２
組の電圧設定回路を設けると共に、該両設定回路切換時
にそれぞれの設定信号値間の連続的移行を計る２組の移
行信号用緩衝回路とを設けるものである。すなわち同期
発電機を該発電機容量より大なる電源容量の他の交流電
源系統と並列運転するか或いは単独運転する２種類の運
転方式に対応させるためにその電圧設定値を変更して使
用する前記同期発電機用励磁調整装置の電圧設定回路に
おいて、直流定電圧電源に接続されその可変中間端子と
前記直流定電圧電源の正負何れかの極性端子との間から
所定の電圧設定信号を出力する２組の電圧設定抵抗回路
と、該抵抗回路の前記電圧設定回路取り出し端子に並列
に接続されそれぞれ抵抗とコンデンサとの直列接続から
成る２組の信号電圧緩衝回路と、前記同期発電機の並列
運転と単独運転それぞれの運転指令によって開閉され且
つ該開閉時に相互をこ規定時間の重複閉路期間を有する
２組の継電器接点とを設け、該継電器接点の一方の端子
を共通に接続し該共通接続点を前記励磁調整装置の電圧
設定信号入力端子に接続すると共に前記継電器接点の他
の端子をそれぞれ前記２組の電圧設定抵抗回路の可変中
間端子に接続したことを特徴とするものである。

〔作用〕

直流電源を共用し並列に接続された２組の可変抵抗回路
の中間端子と前記直流電源の例えば負極との間から２組
の可変設定電圧を取り出し、該２組の可変設定電圧の何
れか１つを、相反する開閉動作を行ない且つその開閉時
に相互に閉路の重複期間を有する２組の継電器接点によ
り選択し、更に前記２組の可変抵抗回路それぞれの中間
端子と前記直流電源の例えば負極との間に抵抗とコンデ
ンサとを直列に接続するなら、前記２組の継電器接点の
動作に応じて選択される前記１組の可変設定電圧の変化
は、前記２組の可変抵抗回路の中間端子の指定する設定
電圧を初期値と最終値とし且つ前記継電器接点重複期間
の過渡時には、前記２組の可変抵抗回路中間端子を共通
点として前記直流電源側を見た前記２組の可変抵抗回路
ブリッジの合成インピーダンス比により分圧される前記
初期値と最終値間の中間設定電圧を特定の時定数をもっ
て通過する２段変化となる。従って前記２組の設定電圧
の何れか１組の任意の選択と固設定電圧間の即応的且つ
円滑な移行が可能となる。

本発明においては、前記２組の可変抵抗回路の１組を同
期発電機の単独運転時の規定電圧設定用とし、他の１組
を該発電機の並列運転時の例えば力率調整装置等により
制御される電動設定器としてその設定値を随時変化させ
るものとし、前記継電器接点の開閉を前記発電機の単独
及び並列運転指令により行なうようにしたものである。

従って前記発電機の並列運転から単独運転への移行に当
っては、並列運転中の電圧設定値如何にかかわらず前記
単独運転時規定電圧設定値への即応的且つ円滑な自動変
更が可能となる。

〔実施例〕

以下この発明の実施例を図面により説明する。

第１図はこの発明の実施例を示す同期発電機励磁調整系
の全体回路図、第２図は電圧設定回路の回路図、第３図
は設定電圧切換動作図、第４図は単独・並列切換時の同
期発電機の設定電圧と出力電圧との時間変動図である。

なお第１図と第２図とにおいては第５図と第６図とに示
す従来技術の実施例の場合と同一機能の構成要素に対し
ては同一の表示符号を附している。

第１図と第２図とは、第５図と第６図とに示す電圧設定
回路１０を第２図に示す電圧設定回路９をこ置換したも
のであり他の回路構成はそれぞれ第５図と第６図と同一
である。第２図に示す電圧設定回路９において、Ｒ１と
罹及び馳　とＲ４とはそれぞれ分圧抵抗、ＶＲｖ　　と
ＶＲｐ　　とは電圧設定器としての可変抵抗、Ｃ１と０
２　　とは時限コンデンサ、損　とＲ６とは時限抵抗で
ある。前記抵抗Ｒ１とＶＲｖ　　と豫　との直列接続及
びＲ３とＶＲＩ）とＲ４との直列接続は２組の電圧設定
抵抗回路９ａを構成し、前記コンデンサＣ１と抵抗部　
との直列接続及び同様に０２　　とＲ６との直列接続は
２組の信号電圧緩衝回路９ｂを構成する。ＲＹｌ　とＲ
Ｙ２　　とはそれぞれ同期発電機の単独運転指令と並列
運転指令とに対応して閉路する継電器接点である。また
ＰとＮとは直流定電圧電源の正極及び負極端子である。

前記２組の電圧設定抵抗回路９ａはそれぞれ前記Ｐ及び
Ｎ極端子に接続され、それぞれの可変抵抗ＶＲｖ　　と
ＶＲｐ　の可変中間端子と前記Ｎ極端子との端子間電圧
が前記両電圧設定回路９ａの設定電圧信号となり、該両
膜定電圧信号の何れか一つの信号が前記継電器接点ＲＹ
Ｉ　　またはＲＹ２　により選択され励磁調整装置７に
加えられる。本例の場合前記可変抵抗ＶＲｖ　により前
記発電機単独運転時の規定電圧を設定し、一方前記可変
抵抗ＶＲｐは前記発電機並列運転時に力率０υ 調整装置６により制御される設定器駆動モータ８により
駆動され随時その設定値を変化させる。また前記２組の
信号電圧緩衝回路９ｂはそれぞれ前記可変抵抗ＶＲｖ　
　とＶＲｐの可変中間端子と前記Ｎ極端子間に接続され
、該回路の時限コンデンサＣ１とＣ２の充電電圧はその
接続されている側の前記可変抵抗ＶＲｖ或いはＶＲｐの
中間端子出力電圧と等しくなり、該充電電圧により前記
継電器接点ＲＹＩ　　及びＲＹ２　　による電圧設定回
路９ａの設定電圧信号切換時の段階的急変を避は円滑な
変化を行なう設定信号電圧緩衝動作を行なはせる。

次に第３図の設定電圧切換動作図について説明する。図
（イ）と図（ロ）はそれぞれ前記継電器接点ＲＹ１　及
びＲＹ２　の閉路ＣＬ及び開路ＯＰ状態を示す動作図で
あり、図示の如く前記接点ＲＹ１とＲＹ２　　とは相互
に閉路重複期間′ｎ　及びＴ２　　を有する。図（ハ）
は前記接点ＲＹＩ　　とＲＹ２　　の開閉動作により選
択され前記励磁調整装置７に加えられる最終的な設定電
圧信号Ｖｓ　　の変化を示すものであり、図中Ｖｓｌは
前記電圧信号Ｖｓ　　の変動時αり 初期値であり同様なこＶｓ３は最終値である。またＶｓ
２は前記電圧設定回路全体の動作状態によって決定され
る過渡的中間値である。なあ前記電圧信号Ｖｓｌ及びＶ
ｓ３に対応する可変設定抵抗として前記ＶＲｖとｖｈ　
の何れを選択しても図（ハ）に示す関係は成立するが図
（ハ）の例は前記のＶｓｌとＶ　Ｒｖ　％Ｖｓ３とｖｈ
　の対応を示す。図（ハ）において、時刻ｔ１　以前で
は同期発電機３は前記設定値Ｖｓｌで単独運転し、時刻
ｔ１　　で並列母線１との同期並列が完了し直ちに並列
後の負荷操作に移行し前記接点ＲＹ２　が閉路し、時刻
ｔ２　迄先行閉路接点ＲＹＩとの期間Ｔ１　　の重複閉
路期間に入り、時刻ｔ２　にて前記接点ＲＹＩ　　が開
路し時刻ｔ３　迄は前記接点ＲＹ２　　の単独閉路状態
を示す。時刻ｔ１　　よりｔ２に至る期間の前記電圧信
号Ｖｓ２は、前記可変設定抵抗ＶＲｖ　　とＶＲｐの中
間端子を共通点とし、該共通点から前記直流電源のＰ極
側の各抵抗Ｒ１とＶＲｖ　　と肋　とＶＲｐ　　との合
成抵抗値と、前記共通点から前記電源のＮ極側の各抵抗
部　とＶＲｖとＲ４とｖＲｐ及びコンデンサＣ１と０２
　　との合成インピーダンスとによって前記直流電源の
電圧を分圧した値となり、また前記電圧信号Ｖｓｌから
該電圧信号Ｖｓ２への電圧移行は前記合成インピーダン
スによって決定される時定数に従って行なはれる。この
時前記時定数と前記発電機３の励磁調整系の電圧制御即
応度と前記継電器接点重複閉路期間との最適組み合はせ
を行なうことにより前記発電機３の出力電圧はその設定
値Ｖｓ　の変化に対し円滑に追従することが可能となる
。

次に第４図に示す単独・並列切換時の同期発電機の設定
電圧と出力電圧との時間変動図は、第７図に示す従来回
路の変動図と同様の運転モードに対する応答であり、第
４図（ハ）（ニ）（ホ）と第７図（イ）（ロ）（ハ）と
がそれぞれ対応する。

第４図と第７図とは前記第３図に示す動作モードを原因
として時刻ｔ１　　とｔ２　間、時刻ｔ５　　とｔ８間
、時刻ｔ８　　とｔ９　間及び時刻ｔｌｌ以後に差が見
られる。時刻ｔ１　　とｔ２　間の初回並列準備段階と
時刻ｔ８　　とｔ９　間の次回並列準備段階についての
第７図と第４図とにおける時間と電圧変動差は同期検定
操作に大きく左右され特に優劣の判定はできないが、時
刻ｔ５　　と時刻ｔｌｌにおける系統との解列による単
独運転への移行時の単独運転時規定電圧への復帰に関し
て第４図においては急速且つ自動的な復帰がなされてい
る。なお第４図（ハ）の時刻ｔｌｌ以降の点線推移は、
前記発電機の実際の単独運転電圧には影響を与えること
なく次回の並列運転に備え並列運転時用電圧設定回路を
通常の系統電圧近辺迄適宜復帰させている模様を示して
いる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、単独運転及び電源容量の大きい他の
母線系統と並列運転を行なう同期発電機用励磁調整装置
の電圧設定回路において、前記単独及び並列面運転）こ
それぞれ対応する２組の電圧設定回路と、該２組の設定
回路の設定値の継電器接点による切換を行なうと共に前
記固設定値間の差に対する信号電圧緩衝回路を設けるこ
とにより、前記発電機の並列運転から単独運転への移行
時、特に負荷しゃ断による急速移行時に前記発電機の０
の 単独運転規定電圧への急速且つ円滑な自動復帰が可能と
なり、前記移行時の不必要に過大な電圧継続時間の短縮
と、所要設定電圧への自動復帰により前記発電機の運転
操作性の向上が簡易且つ安価に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す全体回路図、第２図は電
圧設定回路の回路図、第３図は設定電圧切換動作図、第
４図は単独・並列切換時の同期発電機の設定電圧と出力
電圧との時間変動図である。 第５図と第６図と第７図とは前記第１図と第２図と第４
図とにそれぞれ対応し従来技術の実施例を示すものであ
る。 １・・・並列母線、２・・・しゃ断器、３・・・同期発
電機、４・・・変流器、５・・・変圧器、６・・・力率
調整装置、７・・・励磁調整装置、８・・・設定器駆動
モータ、９・・・電圧設定回路、９ａ・・・電圧設定抵
抗回路、９ｂ・・・信号電圧緩衝回路、１０・・・電圧
設定回路、Ｃ１，Ｃ２・・・時限コンデンサ、ＯＡ・・
・演算増巾器、Ｒ１、Ｒ２。 Ｒ３，Ｒ４・・・分圧抵抗、Ｒ５，Ｒ６・・・時限抵抗
、Ｒ７。 αΦ 細・・・入力加算抵抗、Ｖ　Ｒｖ　、　Ｖ　Ｒｐ　、　
Ｖ　Ｒｐｖ・・・可変抵抗、ＲＹｌ、ＲＹ２　・・・継
電器接点。 第１図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）同期発電機を該発電機容量より大なる電源容量の他
   の交流電源系統と並列運転するか或いは単独運転する２
   種類の運転方式に対応させるためにその電圧設定値を変
   更して使用する前記同期発電機用励磁調整装置の電圧設
   定回路において、直流定電圧電源に接続されその可変中
   間端子と前記直流定電圧電源の正負何れかの極性端子と
   の間から所定の電圧設定信号を出力する２組の電圧設定
   抵抗回路と、該抵抗回路の前記電圧設定信号取り出し端
   子に並列に接続されそれぞれ抵抗とコンデンサとの直列
   接続から成る２組の信号電圧緩衝回路と、前記同期発電
   機の並列運転と単独運転それぞれの運転指令によって開
   閉され且つ該開閉時に相互に規定時間の重複閉路期間を
   有する２組の継電器接点とを設け、該継電器接点の一方
   の端子を共通に接続し該共通接続点を前記励磁調整装置
   の電圧設定信号入力端子に接続すると共に前記継電器接
   点の他の端子をそれぞれ前記２組の電圧設定抵抗回路の
   可変中間端子に接続したことを特徴とする同期発電機用
   励磁調整装置の電圧設定回路。