JPS6395900A - 同期機の横流補償装置 - 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） 本発明は同期機の自動電圧調整器に付加されて、励磁制
御による同期機の平行運転の安定化を図る横流補償装置
に関するものである。

（従来の技術） 一般に、火力発電所のクロスコンパウンド形同期発電機
は、プライマリ機とセカンダリ機とがあり、発電機端子
で直接接続され、かつ励磁電圧を制御する自動電圧調整
（以下、ＡＶＲと称する）装置を各機部に夫々備えて構
成されている。かかるクロスコンパウンド形同期発電機
では、ＡＶＲ運転すると各発電機間に無効電力（以下、
これを横流と称する）が流れるが、これを一定値に整定
させるために横流補償装置が各発電機のＡＶＲ装置に夫
々付加されている。そして、従来ではこの種の横流補償
装置として、各発電機の無効電流あるいは無効電力を検
出し、この値に予め設定された一定ゲインを乗じた後に
、その出力を夫々対応したＡＶＲ装置の基準電圧設定部
へ入力するようにしたものが用いられている。この場合
一定ゲインの値は、多くの経験から各発電機が満足に並
列運転するための条件として、各機の８二ベースで５〜
６％に設定している。

一方、最近の電力系統安定化技術の一つとして、発電機
の有効電力（Ｐ）１周波数および回転速度等の偏差信号
を入力とし、ＡＶＲ装置を介しての励磁電圧制御によっ
て動態安定度を向上させる系統安定化装置（以下、Ｐｏ
ｗｅｒ　　ＳｙｓｔｅｍＳｔａｂｉｌｉｔｙ　（ＰＳＳ
と略称する））が実用化されてきている。かかるＰＳＳ
を前述した火力発電所のクロスコンパウンド形同期発電
機に適用すると、発電機の電気的制動力の強化によって
動態安定度の向上が達成される反面、系統事故発生時等
外乱が発生した場合に、プライマリ機とセカンダリ機と
の間に無効電力の授受が生じ、この動揺がＰＳＳ適用な
しの場合に比較してかなり長い間続く。すなわち、ＰＳ
Ｓの適用によって動態安定度向上のための有効電力動揺
は大きく抑制される利点がある一方、無効電力の動揺を
抑制できないという面で問題がある。そしてこのような
問題は、従来の横流補償装置では十分な改善効果を得る
ことができないことが、シミュレーション解析の結果か
ら明らかとなっている。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように、ＰＳＳを適用した火力のクロスコンパウ
ンド形同期発電機では系統事故時に大きな無効電力が発
生し、これを従来の横流補償装置においては速やかに抑
制することができないという問題があった。

そこで本発明では、火力のクロスコンパウンド形同期発
電機において、同期機に付加されたＰＳＳの制動効果を
損うことなく、系統（ｆ（故時に発生する並列運転中の
同期機間の無効電力の動揺を速やかに抑制させ安定化を
図るように改善した制御性能の向上を図ることが可能な
信頼性の高い同期機の横流補償装置を提供することを目
的とするものである。

［発明の構成コ （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、励磁電圧を制
御する自動電圧調整装置を備えて構成される火力発電所
のクロスコンパウンド形同期発電機において、上記同期
発電機の無効電流あるいは無効電力を入力とし、この値
に予め設定された一定ゲインを乗じて出力する第１の横
流補償回路と、上記同期発電機の無効電流あるいは無効
電力を入力とし、かつこの無効電流あるいは無効電力変
化の大きい時のみ予め設定された範囲内にて過渡的に制
御出力を生ずる第２の横流補償回路とを備え、上記第１
の横流補償口路からの出力と第２の横流補償回路からの
出力との合成出力を、上記自動電圧調整装置の基準電圧
設定部へ入力する構成としたことを特徴とする。

（作用） 上述の横流補償装置においては、一定ゲインに設定され
た第１の横流補償回路と並列に、同期発電機の無効電流
変化の大きい時のみ予め設定された範囲内にて過渡的に
制御出力を生ずる第２の横流補償回路を備え、かつ各々
の横流補償回路からの出力の合成出力を、同期発電機の
自動電圧調整装置の基準電圧設定部へ最終的な出力とし
て入力するようにしていることから、系統安定化装置が
動作するような外乱を同期発電機が受けた際に。

横流補償制御のゲインが過渡的に大ぎくなり、無効電力
の動揺は早期に収束されることになる。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明する
。

第１図は、本発明による同期機の横流補償装置の構成例
をブロック的に示すものである。第１図において、１，
１１は図示しない火力発電所のクロスコンパウンド形同
期発電機のプライマリ機。

セカンダリ機に夫々対応して設けられ、その励磁電圧を
制御するためのＡＶＲ装置、また２、１２はこのＡＶＲ
装２１．１１に夫々対応して設けられ、プライマリ機、
セカンダリ機の有効電力Ｐ１゜Ｐ２を入力とするｐｓｓ
である。一方、３．１３はプライマリ機、セカンダリ機
の無効電流ＩＱ１゜ＩＯ２あるいは無効電力Ｑｌ、Ｑ２
を入力とし。

この値に予め設定された一定ゲインＩぐ、を夫々乗じて
出力する第１の横流補償回路としてのゲイン回路１．ｉ
、１４は同じくプライマリ機、セカンダリ機の５１１【
動電流ＩＱ１．ＩＱ２あるいは無効電力Ｑ１．Ｑ２を入
力とし、に２ＴＳ／　（１＋ＴＳ）なる伝達関数を夫々
有する不完全微分回路４１゜１４１と、この不完全微分
回路４１，１４１からの出力信号を入力とし、この入力
信号に夫々制限を与える出力制限回路４２，１４２とか
ら成る第２の横流補償回路である。ここで第２の横流補
償回路４．１４は、無効電流■ＱＩｌ　　■Ｑ２あるい
は無効電力Ｑｌ、Ｑ２変化の大きい時のみ過渡的に制御
出力を生ずるように、ゲインに２および時定数Ｔの大き
さを夫々設定している。そして、上記第１の横流補償回
路であるゲイン回路３，１３からの出力と、Ｔ３２の横
流補償回路４，１４からの出力とを加算合成する加算回
路５．１５の出力を上記ＡＶＲ装置１，１１の基準電圧
設定部へ、上記ＰＳＳ２．１２からの出力、およびプラ
イマリ機およびセカンダリ機共通の電機子電圧Ｖｔと共
に入力することにより、プライマリ機、セカンダリ機の
界磁電圧信号Ｅ　ｆｄ＋　、　　Ｅ　ｒｄｚを夫々前る
ように構成している。

かかる構成による同期機の横流７ｊｒＪ償装置において
は、クロスコンパウンド形同期発？Ｉｉ　Ｆｌにおける
プライマリ機、セカンダリ機に対して、一定ゲインに１
に設定されたゲイン回路３，１３と並列に、不完全微分
回路４１，１４１および出力制限回路４２．１４２から
成り、プライマリ機、セカンダリ機の無効電流ＩＱＩ、
ＩＱ２あるいは無効電力Ｑｌ、Ｑ２変化の大きい時のみ
過渡的に制御出力を生ずる第２の横流補償回路４，１４
を設けて、ゲイン回路３．１３からの出力と第２の横流
補償回路４，１４からの出力とを合成した出力を、プラ
イマリ機、セカンダリ機のＡＶＲ装置１，１１のＭべＣ
電圧設定部へ最終的な出力として入力するようにしてい
る。これにより、無効電流ＩＱｚ。

Ｉ　Ｑ、　２あるいは無効電力Ｑｌ、Ｑ２の変化が不完
全微分回路４１，１４１の時定数Ｔで定まる応答速度よ
りも大きい場合においてのみ、不完全微分回路４１，１
４１のゲインに２と、リミッ・１・回路４２．１４２で
定まる大きさの出力信号が横流補償制御信号として合成
される。従って、Ｐｓｓ２゜１２が動作するような外乱
をプライマリ機、セカンダリ機が受けた際に、横流補償
制御のゲインが過渡的に大きくなり、結果的に無効電力
の動揺を早期に収束させることが可能となり、無効電力
の制御性能が向上することになる。

第２図（ａ）（ｂ）は、本実施例を適用しない場合、す
なわち従来の横流補償装置を適用した場合における、プ
ライマリ機とセカンダリ機の夫々の有効電力変化（ΔＰ
１　ｒ　　ΔＰ２）と、同じく夫々の無効電力変化（Δ
Ｑ＋、　ΔＱ２）のデジタル計算機によるシミュレーシ
ョン結果の一例を夫々示したものである。また第３図（
ａ）（ｂ）は、本実施例の横流補償装置を適用して、第
１図における不完全微分回路４１，１４１の定数として
に２　＝０．５ｐ、ｕ、、Ｔ＝５秒と夫々設定し、さら
に出力制限回路４２，１４２の定数として上下限値を±
０．１ｐ、ｕ、　と設定した場合における、プライマリ
機とセカンダリ機の夫々の有効電力変化（ΔＰ１．ΔＰ
２）と、同じく夫々の無効電力変化（ΔＱｒ、ΔＱ２）
のデジタル計算機によるシミュレーション結果の一例を
夫々示したものである。かかる第２図（ａ）（ｂ）と第
３図（ａ）（ｂ）とを比較すると、Ｐｓｓの効果である
有効電力変化（ΔＰ１．ΔＰ２）の収束度合については
両者に差異はないが、無効電力変化（ΔＱ＋、　　ΔＱ
２）については本実施例を適用した第３図Ｃａ＞　　（
ｂ）の方が動揺収束効果が大きいことが明らかである。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、その要旨を変更しない範囲で種々に変形して実施する
ことができるものである。

例えば、上記実施例では第２の横流補償回路を不完全微
分回路と出力制限回路から４７．７成したが、これに限
らず無効電流変化の大きい時のみ過渡的に制御出力を生
ずる回路であれば、これら以外の回路により構成するよ
うにしてもよいものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、火力のクロスコン
パウンド形同期発電機において、系統事故時に発生する
無効電力の動揺を速やかに抑制させ無効電力の制御性能
の向上を図ることが可能な極めて信頼性の高い同期機の
横流補償装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による同期機の横流補償装置の一実施例
を示すブロック構成図、第２図（ａ）（ｂ）および第３
図（ａ）（ｂ）は従来および同実施例を適用した場合に
おけるシミュレーション結果の一例を夫々示す図である
。 １．１ｌ−ＡＶＲ装置、２．１２−ｒ’ＳＳ、３゜１３
・・・ゲイン回路（第１の横流補償回路）、４゜１４・
・・第２の横流補償回路、４１．１４１・・・不完全微
分回路、４２，１４２・・・出力制限回路、５゜１５・
・・加算回路。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第２図 （ｂ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 励磁電圧を制御する自動電圧調整装置を備えて構成され
   る火力発電所のクロスコンパウンド形同期発電機におい
   て、前記同期発電機の無効電流あるいは無効電力を入力
   とし、この値に予め設定された一定ゲインを乗じて出力
   する第１の横流補償回路と、前記同期発電機の無効電流
   あるいは無効電力を入力とし、かつこの無効電流あるい
   は無効電力変化の大きい時のみ予め設定された制限値の
   範囲内にて過渡的に制御出力を生ずる第２の横流補償回
   路とを備え、前記第１の横流補償回路からの出力と第２
   の横流補償回路からの出力との合成出力を、前記自動電
   圧調整装置の基準電圧設定部へ入力する構成としたこと
   を特徴とする同期機の横流補償装置。