JPS63274400A - 揚水発電用誘導機の制御装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ポンプ水車に連結され、同様にポンプ水車に
連結された同期機と並列運転される誘導機の二次励磁電
流を調整するサイリスタ変換器と、前記誘導機の回転速
度または一次側有効電力と一次側端子電圧とをそれぞれ
所定値に保つように前記サイリスタ変換器の出力を制御
する二次励磁制御回路とを備えた揚水発電用誘導機の制
御装置に関する。

（従来の技術） 揚水発電用発電電導機として同期機および誘導機を並列
運転する方式が知られている。第２図は、そのような方
式の系統構成の一例を示すものである。図示していない
ポンプ水車に連結された誘導機３０の一次側は変圧器３
２を介して、また同様にポンプ水車に連結された同期機
３１は変圧器３３を介して、それぞれ母線３４に接続さ
れている。母線３４は、一方では遮断器３５、送電線３
７および遮断器３９を介して、また他方では遮断２７１
３６、送電線３８および遮断器４０を介してそれぞれ母
線４１に接続されている。母線４１はさらに系統４２に
接続されている。

いま誘導機３０および同期機３１が両者とも発電機運転
をしている状態のときに、例えば送電線３８に故障が発
生したとすると、両機共に端子電圧が降下し有効電力も
減少するので、それを回復させるべく両機共加速し始め
る。送電線３８の両端の遮断器３６．４０が図示してい
ない保護継電器により開放されると、両機の端子電圧が
上昇し有効電力も増加するが、初期の同期機３１の内部
電圧位相角が系統に対して比較的大きく開いている状態
で３相故障のように厳しい送電線故障が発生した場合に
は、同期機３１が加速脱調するに至る。また、遮断器３
６．４０がいったん開放されてから無電圧時間を経て高
速再閉路される場合にも、条件によっては同じように同
期機３１が加速脱調するに至ることがある。この間、誘
導機３０の速度制御系は、内部誘起電圧の位相を進めて
有効電力を増加させるように働き、しかもその応答が非
常に速いので、誘導機３０の存在はむしろ同期機３１の
有効電力の増加を抑制し、同期機３１の加速脱調を助長
する。

第３図は、第２図の誘導機３０を制御する従来の制御装
置（特開昭５９−１６９３８４号公報参照）を示すもの
である。誘導機１（第２図の誘導機３０に相当）にはポ
ンプ水車２が連結されるとともに、速度検出器５および
内部誘起電圧位相検出器６が設けられている。誘導機１
の一次側か接続されているライン２９から変圧器３およ
びサイリスタ変換器４を介して誘導機１の二次側に交流
の二次励磁電流が供給される。二次励磁電流の制御は、
誘導機１の一次側端子電圧および回転速度（または一次
側有効電力。図示の例では回転速度）をそれぞれ所定値
に保つようにサイリスタ変換器４の点弧角を制御するこ
とにより行われる。回転速度の制御のために、速度検出
器５によって検出された誘導機１の回転速度が速度指令
発生器７によって設定される目標速度と加算器８で突き
合され、その偏差すなわち速度偏差を零とするように速
度制御器９を介して二次電流指令設定四路１４に第１の
制御信号を送出する。一次側端子電圧の制御のために、
電圧検出器１０によって検出された一次側端子電圧が電
圧指令発生器１１によって設定される目標電圧と加算器
１２で突き合され、その偏差すなわち電圧偏差を零とす
るように電圧制御器１３を介して二次電流指令設定回路
１４に第２の制御信号を送出するとともに、内部誘起電
圧位相検出器６の検出出力を二次電流指令設定回路１４
に導入する。二次電流指令設定回路１４は以上の各制御
系の信号に基づいて二次電流指令を表す信号を形成し、
電流検出器１５によって検出される誘導機１の二次電流
が上記二次電流指令と電流制御器１６で突き合され、そ
の偏差すなわち電流偏差を零とするように点弧角設定回
路１７を介してサイリスタ変換器４の０点弧角を制御す
る。

（発明が解決しようとする問題点） さて、第２図に示すような系統構成に用いられる誘導機
においては、回転速度が変化しても二次巻線には常にそ
のときの回転速度に応じたすべり周波数の交流電流が供
給されるので、電力系統とは常に同期の状態にあり、同
期機で問題となる、いわゆる安定度の問題は存在しない
。それ故に、他の発電機を含めた、安定度向上のための
二次励磁制御については、これまで全くなされていない
。

しかしながら、誘導機を用いた可変速揚水発電システム
と並列運転される同期機は周知のごとく安定度の問題を
かかえているので、安定度的に厳しい状態に置かれてい
る同期機側から見て安定度向上のためのなんらかの対策
を施す必要がある。

したがって本発明は、並列運転される同期機の安定度を
向上させることの可能な揚水発電用誘導機の制御装置を
提供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明による揚水発電用誘導機の制御装置は、二次励磁
制御回路に、誘導機の一次側端子電圧または一次側有効
電力が所定値以下に低下したとき同期機の脱調を防止す
べく当該一次側端子電圧または一次側有効電力を引上げ
るための補正指令を暫時出力する補正手段を設けたこと
を特徴とするものである。

（作　用） 本発明は、発電運転の場合の系統故障時に隣接同期機の
脱調を防止するには、誘導機の内部誘起電圧の位相を本
来の制御系の機能とは逆に遅らせるような信号を制御系
に加え、誘導機が同期機から電力を吸収するようにすれ
ばよく、また、両機とも揚水運転している場合は、発電
運転の場合とは逆に系統故障時に減速するので、誘導機
の制御系に内部誘起電圧の位相を進めるような信号を加
え、誘導機から同期機に電力を供給するようにすればよ
い、との認識に基づいている。

本発明によれば、系統故障時に、誘導機を急速に制御し
て隣接同期機との間で電力の授受を行わせることにより
、負荷急変に基づく同期機の加速または減速による脱調
を防止し、系統の安定度を向上させることができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すものである。

この実施例は、第３図に示す従来装置に対して、さらに
電圧検出器１０によって検出される一次側端子電圧を監
視し、それが予め設定した成る値以下に低下したときに
補正指令発生器２１からの補正指令を通過させる出力判
定回路２２と、この出力判定回路２２から出力される補
正指令を所定時間ホールドして出力するホールド回路２
３と、このホールド回路２３の出力信号を速度制御器９
の出力信号に加算して二次電流指令設定回路１４に導く
加算器２４とからなる補正回路２０を設けたものである
。

第３図を参照してすでに述べた電圧制御系および速度制
御系の機能はなんら変わりがない。そこで、本発明に従
って付加された補正回路２０の機能について説明する。

電圧検出器１０で検出された誘導機１の一次側端子電圧
が系統故障時に一定値以下に降下すると出力判定回路２
２が補正指令発生器２１からの補正指令を出力する。ホ
ールド回路２３は、この補正指令を一定時間ホールドし
、加算器２４を通して速度制御器９の出力信号に加算さ
れ、二次電流指令設定回路１４に入力される。ここで補
正指令発生器２１から出力される補正指令は、誘導機１
に隣接する同期機が発電運転している場合には、誘導機
１　（３０）の回転速度を上昇させ内部誘起電圧の位相
を遅らせるような極性をもって同期機３１の加速脱調を
防止するように作用する。これに対して、同期機３１が
揚水運転している場合には、補正指令は誘導機１の回転
速度を低下させ内部誘起電圧の位相を進めるような極性
をもって同期機３１の減速脱調を防止するように作用す
る。

なお、第１図の実施例では本発明を誘導機の速度制御に
適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず
、電力制御にも同様に適用することができる。この場合
には、第１図において、回転速度検出器５の代わりに誘
導機１の一次側に電力検出器を、速度指令発生器７の代
わりに電力指令発生器を用いればよい。また、補正回路
２０の中の出力判定回路２２は一次側端子電圧を条件に
補正指令を出力する場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、一次側端子電圧に代えて一次側有効電力を
用いることもできる。この場合は第１図において、電圧
検出器の代わりに電力検出器を用いればよい。さらに、
可変速誘導機の一次側の諸量に代えて、隣接する発電電
動機の諸量を条件に、出力判定回路への補正指令を発す
るようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、揚水発電システム
における誘導機の二次励磁制御回路中の回転速度制御ま
たは有効電力制御に加えて、一次側端子電圧または一次
側有効電力が一定値以下に降下したことを条件に補正指
令を出力して補正制御を行うようにしたので、系統故障
時に誘導機とこれに隣接する同期機との間で電力の吸収
または供給を行うことが可能になり、同期機の加速また
は減速による脱調を防止し、系統全体の安定度の向上に
寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による揚水発電用誘導機の制
御装置のブロック図、第２図は系統故障時の誘導機とこ
れに隣接する同期機の応動を説明するための電力系統図
、第３図は従来の揚水発電用誘導機の制御装置のブロッ
ク図である。 １．３０・・・誘導機、２・・・ポンプ水車、３・・・
変圧器、４・・・サイリスタ変換器、５・・・速度検出
器、６・・・内部誘起電圧位相検出器、７・・・速度指
令発生器、９・・・速度制御器、１ｏ・・・電圧検出器
、１１・・・電圧指令発生器、１３・・・電圧制御器、
１４・・・二次電流指令設定回路、１５・・・電流検出
器、１６・・・電流制御器、１７・・・点弧角設定回路
、２ｏ・・・補正回路、２１・・・補正指令発生器、２
２・・・出力判定回路、２３・・・ホールド回路。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 飛１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ポンプ水車に連結され、同様にポンプ水車に連結さ
   れた同期機と並列運転される誘導機の二次励磁電流を調
   整するサイリスタ変換器と、前記誘導機の回転速度また
   は一次側有効電力と一次側端子電圧とをそれぞれ所定値
   に保つように前記サイリスタ変換器の出力を制御する二
   次励磁制御回路とを備えた揚水発電用誘導機の制御装置
   において、 前記二次励磁制御回路に、前記同期機または誘導機の一
   次側端子電圧または一次側有効電力が所定値以下に低下
   したとき前記同期機の脱調を防止すべく当該一次側端子
   電圧または一次側有効電力を引上げるための補正指令を
   暫時出力する補正手段を設けたことを特徴とする揚水発
   電用誘導機の制御装置。 ２、前記補正手段は、補正指令を発生する補正指令発生
   手段と、誘導機の一次側端子電圧または一次側有効電力
   が所定値以下に低下したときそれを判定し前記補正指令
   発生手段からの補正指令を通過させる出力判定手段と、
   この出力判定手段の出力を所定時間ホールドするホール
   ド手段とを備えていることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の揚水発電用誘導機の制御装置。