JPS6335200A - 同期機用励磁装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は同期機用励磁装置に係り、特に同期機の界磁過
電流（サイリスタ変換器出力電流過励磁制限装置を備え
た励磁装置に関する。

〔従来の技術〕

同期機の界磁電流を制限する方法として、例えば特開昭
５１−１０９４１に示されるように、第１の設定値に達
した時に瞬時に、又第２の設定値に達した時には所定時
限をもって界磁電流を制限する装置を備えた励磁装置が
知られている。この方法は第１の設定値の値を整流素子
の故障等によって自動的に変更しているが、電力系統の
短絡事故中に対する強め励磁制御については配慮されて
いなかった６ 〔発明の目的〕 本発明の目的は、電力系統の短絡事故と界磁回路の短絡
事故それぞれに応じて過励磁制限装置の瞬時設定値を自
動変更することにより、電力系統の安定度向上とサイリ
スタ変換器の保護を確実に行う励磁装置を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

電力系統で短絡事故が発生した場合は同期機の端子電圧
が瞬時に低下し、同時に界磁電流すなわちサイリスタ変
換器出力電流が同期機の電機子反作用で増大する６又、
短絡事故回復と同時に界磁電流は減少する。一方界磁回
路短絡事故の場合、同期機は電力系統に接続されている
ため、一般に電力系統の短絡事故が継続している数百ｍ
　ｓｅｃの期間は同期機の端子電圧はほぼ一定でありサ
イリスタ変換器出力電流のみ急増する。従来の過励磁制
限装置は単に界磁電流が瞬時設定値を超過したことで瞬
時に制限動作するため界磁短絡事故時の場合はサイリス
タ変換器の過電流保護とし機能するが、電力系統側での
短絡事故時も過励磁制限装置によって界磁電流を制限す
るように動作するため系統の安定度を低下させてしまう
不具合があった。又、電力系統事故時の界磁誘起電流に
よっては作動しないように第１の瞬時動作設定値を高く
すると界磁短絡によるサイリスタ過電流に対しては確実
にサイリスタ変換器を保護出来ない不具合があった。本
発明はこれらの不具合を防止するため、電力系統の短絡
事故時のみ過励磁制限装置の瞬時設定値を界磁誘起電流
値以上となるよう周期機の端子電圧の函数で自動補正す
るようにした励磁装置である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図により説明する。

第１図は分巻自励のサイリスタ励磁装置で１周期機１の
端子電圧を電源変圧器５で降圧し、サイリスタ変換器４
で制御整流して、これを界磁しゃ断器２を介して発電機
の界磁へ励磁を与える。また電圧制御は５発電機端子電
圧をＰＴ（計器用変成器）９で降圧した端子電圧を電圧
偏差検出及び増幅器１０にて基準電圧設定値との偏差を
検出し、この電圧偏差を演算増幅器１１にて増幅した後
、パルス移相器１２によりサイリスタ変換器４のゲート
角を制御し、同期機１の界磁電圧をｇｕｔ、端子電圧を
一定に制御する。電圧偏差検出及び増幅器１０．演算増
巾器１１及びパルス移相器１２等の制御部分を自動電圧
調整器（ＡＶＲ）と呼ぶことにする。ＡＶＲには１発電
機界磁コイル及びサイリスタ４を保護するために、発電
機界磁電流が一定値以上になった時、信号加算を行う演
算増幅器１１に減磁信号を与えて、これを抑制する過励
磁制限装置１１００を設けている。

過励磁制限装置１００は同期機１の界磁電流をＣＴ１３
により検出し、これを整流器１４で整流して直流に変換
する。同期機界磁電流が過励磁制御装置の瞬時設定値Ｉ
ＲＩを起えると、ＩＲｔと界磁電流との偏差を演算増幅
器１９にて増幅し。

この出力を低値選択回路２０を介してＡＶＲの信号加算
用演算増幅器１１に与え、同期機界磁電流を制限するよ
うに働く。また過励磁制限装置１００の限時設定値ＩＲ
２を同期機界磁電流が超過した場合には反限時リレー１
７Ａが動作し、その出力スイッチ１７Ｂが動作し、設定
値ＩＲ２に界磁電流を制限する。

以上が従来の過励磁制限装置の働きであるが、この機能
のみでは、例えば電力系統のＡ点で事故が発生した場合
、過励磁制限装置の瞬時設定値ＩＲＩを起える界磁電流
が同期機の電機子反作用で誘起される。この時ＡＶＲは
電圧上げ指令を出し５強め励磁制御を行って過渡安定度
を保つよう制御すべきであるのに、過励磁制限装置１０
０は減磁指令を出し、安定度を著しく低下させることに
なる。

過励磁制限装置１００の瞬時設定値ＩＲ１は、電力系統
に事故が発生していない時は、補正信号入切用スイッチ
２５が開路しているためＩＲｌ：ＩＲｏと低い値となっ
ている。電力系統に事故が発生すると、同期機界磁電流
ＩＦＡが電機子反作用により誘起されて瞬時設定値ＩＲ
１＝ＩＲｏを起える。このため過励磁制限装置が動作し
、過励磁制限動作検出回路２２．ワンショットマルチ２
３゜系統条件とのＡＮＤ回路２４が働き、補正信号大切
用スイッチ２５がワンショットマルチ２３で定まる一定
時間（約０．１　秒間）動作し、瞬時設定値ＩＲＩは下
記（１）式となり、 Ｉ　Ｒｘ：’　Ｉ　Ｒｏ＋　（ΔＩ　Ｒｏ　　ＫＶｇ）
　　−（１）（ΔＩ　Ｒｏ　−Ｋ　Ｖ　ｇ）だけＩＲＩ
の設定値を瞬時に上げる。この結果瞬時設定値ＩＲＩは
系統事故により誘起される界磁電流ＩＦ＾を上まわる値
となるので過励磁制限装置は不動作領域に入り、ＡＶＲ
による強め励磁制御となるため過渡安定度の低下、即ち
同期機の脱調を防止することが出来る。

（１）式を図に表わすと第２図となり、同期機端子電圧
が定格Ｖｇｎの時は、瞬時回路補正値（ΔＩＲｏＫＶに
）を零とし、電圧零の時に最大のΔＩＲｏとし、中間の
端子電圧の時は、これらの２点を結ぶ直線又は函数で補
正値が決る。端子電圧Ｖｇの電圧降下が大きいほど、界
磁誘起電流ＩＦＡが大きくなるため端子電圧■、により
過励磁制限装置の瞬時設定値ＩＲＩを動的に変えること
により、常に電力系統事故による界磁誘起電流丁ＦＡに
対応した最適の瞬時設定値ＵＲＬを実現できる。

次に系統事故の時間的な動きを第３図を用いて説明する
。時刻ｔｏに系統事故が発生すると電機子反作用により
同期機の界磁電流ＩＦＡは瞬時に増加する。この値は過
励磁制限装置の瞬時設定値ＩＲｏを超えるため過励磁制
限動作検出装置２２が動作し、ワンショットマルチ２３
が動作し一定時間補正信号入切用スイッチ２５が閉路す
る。このため瞬時動作設定値ＩＲｚはＩＲｏ＋（ΔＩＲ
。

ＫＶｇ）に変化し界磁電流ＩＦＡより大きな値となり、
過励磁制限装置は不動作領域に入る。時刻ｔ１に系統事
故が除去されると界磁電流が電機子反作用により瞬時に
減少しＩＲｏ以下の値となる。瞬時設定値ＩＲＩは同期
機端子電圧Ｖ□がほぼ定格値Ｖ　ｚ　ｎに回復するため
、ＩＲｏに復帰する。

又ワンショットマルチ２３の動作時間ｔ２になれば、補
助入切用スイッチ２５が開路され通常運転になる。

次に同期機１の界磁回路Ｂ点で短絡事故が発生した場合
の過励磁制限装置１００の動作説明を第４図にて行う。

短絡事故発生直後は同期機１の端子電圧はほぼ定格値の
ため過励磁制限動作検出器２２が動作して補助信号入切
スイッチ２５が動作しても、瞬時設定値ＩＲ１はＩＲｏ
であるために界磁電流ＩＦＢを第４図に示したようにサ
イリスタ変換器耐量３１以下に押えることができる。ま
た界磁回路の８点短絡事故の場合は界磁喪失リレーなど
同期機保護リレー動作によるトリップ時間まで事故継続
するため端子電圧ＶにＢは除外に低下する。

従って、補正信号（ΔＩＲｏ　　ＫＶ＋ｖ）も除外に増
加することになるが、ワンショットマルチ２２の動作に
より約０．１　抄機にはこの補正信号をカントオフする
ため、常に短絡電流ＩＦＢをＩＲｏに制限することが可
能である。なお瞬時設定値ＩＲＩを自動補正する手段と
し系統側で事故が発生した条件、たとえば無効電流の増
加、負荷側インピーダンスの低下等によって一定時間の
みＩＲｏに△ＩＲｏを加算する方法でも良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電力系統の短絡事故発生時は過励磁制
限装置が動作しないため、励磁装置とし持っている強め
励磁能力を最大限発揮出来る。

このため従来の過励磁制限装置では弱め励磁となり脱調
に至るケースでも安定に運転継続が出来る。

又、界磁回路短絡時は、電力系統の短絡事故時に比べ数
倍大きな短絡電流がサイリスタ変換器に流れるが、過励
磁制限装置の瞬時動作設定値が低いため数＋ｍ５ｅｃ以
内に短ｍ電流を低く抑えられるので、サイリスタ変換器
の保護を確実に行うことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の過励磁制限装置を示す励磁装置全体構
成図、第２図は本発明の瞬時動作設定値の自動補正説明
図、第３図は電力系統で短絡事故発生時の特性説明図、
第４図は界磁回路で短絡事故発生時の特性説明図である
。 １・・・同期機、２・・・界磁しゃ断器、３・・・放電
抵抗器。 ４・・・サイリスタ変換器、５・・・電源変圧器、６・
・・主変圧器、７・・・所内側しゃ断器、８・・・系統
側しゃ断器、９・・・ＰＴ、１０・・・電圧偏差検出及
び増幅器、１１・・・演算増幅器、１２・・・パルス移
相器、１３・・・ＣＴ、１４・・・整流器、１５Ａ・・
・加算器、１５Ｂ・・・加算器、１５Ｃ・・・加算器、
１７Ａ・・・反限時リレー、１７Ｂ・・・１７Ａ用出力
スイツチ、１８・・・演算増幅器、１９・・・演算増幅
器、２０・・・低値選択回路、２１・・・電圧変換器、
２２・・・過励磁制限装置動作検出器、２３・・・ワン
ショットマルチ、２４・・・ＡＮＤ回路、２５・・・補
正信号入切用スイッチ、３０・・・同期機界磁過電流耐
量、３１・・・サイリスタ変換器過電流耐量、１００・
・・過励磁制限装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、同期機の界磁巻線に界磁電流を供給するサイリスタ
   変換器と、このサイリスタ変換器の出力電流を調整して
   同期機の端子電圧を一定値に制御する自動電圧調整装置
   とからなる同期機の励磁装置において、前記サイリスタ
   変換器に流れる電流を検出する装置とこの出力信号が第
   １の設定値に達した場合は瞬時に、また該当信号が第２
   の設定値に達した場合は所定時限をもつて、且つ励磁装
   置の他の制御動作に優先して前記サイリスタ変換器の出
   力電流（界磁電流）を制限する装置を備えたことを特徴
   とする同期機用励磁装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、同期機の端子電圧
   の低下又は系統側事故による無効電力増大、インピーダ
   ンスの低下等に伴い第１の設定値を自動変更する補正信
   号をサイリスタ変換器の出力電流が第１の設定値以上に
   達し制限装置が動作したことを検出し系統側事故の継続
   時間以上の一定時間のみ第１の設定値に加算する装置を
   そなえたことを特徴とする同期機用励磁装置。