KR101029301B1 - Digital control system for controlling voltage of synchronous generator - Google Patents

Digital control system for controlling voltage of synchronous generator Download PDF

Info

Publication number
KR101029301B1
KR101029301B1 KR1020080107575A KR20080107575A KR101029301B1 KR 101029301 B1 KR101029301 B1 KR 101029301B1 KR 1020080107575 A KR1020080107575 A KR 1020080107575A KR 20080107575 A KR20080107575 A KR 20080107575A KR 101029301 B1 KR101029301 B1 KR 101029301B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
signal
digital
generator
control
Prior art date
Application number
KR1020080107575A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20100048429A (en
Inventor
임익헌
이주현
류호선
신만수
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020080107575A priority Critical patent/KR101029301B1/en
Publication of KR20100048429A publication Critical patent/KR20100048429A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101029301B1 publication Critical patent/KR101029301B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

일반적 범용 PLC급 디지털 제어기의 부족한 연산능력을 보완처리하기 위하여 3중화된 SCB로 구성된 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템이 제공된다.

동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템은 발전기의 출력전압 및 무효전력의 제어를 위한 주 제어 연산을 수행하는 디지털 제어기; 발전기의 전압, 전력, 계자전압, 계자전류, 주파수, 및 위상을 측정하여 디지털 제어기에 적합한 표준신호로 변환하여 디지털 제어기에 전송하는 신호처리시스템; 교류전력을 디지털 제어기의 신호의 크기에 따라 직류전력으로 변환하는 싸이리스터 위상제어정류기; 발전기의 전압 및 전류를 검출하는 발전기 전압/전류 변성기; 계자회로의 전압 및 전류의 신호를 검촐하는 계자전압/전류 검출기; 및 운전 데이터의 감시 및 시스템 조작을 수행하는 MMI 시스템을 포함한다.

본 발명에 따른 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템에 따라 고비용의 전용 발전기 전압 제어기를 범용의 PLC급 디지털 제어기로 대체할 수 있다.

Figure R1020080107575

PLC, SCB, 디지털 제어기, 싸이리스터 위상제어정류기, 전압/전류 변성기

In order to compensate for the lack of computing power of general general PLC digital controllers, a digital control system for synchronous generator voltage control consisting of triplexed SCBs is provided.

A digital control system for synchronous generator voltage control includes: a digital controller for performing a main control operation for controlling an output voltage and reactive power of a generator; A signal processing system for measuring the voltage, power, field voltage, field current, frequency, and phase of the generator and converting the signal into a standard signal suitable for the digital controller and transmitting the same to the digital controller; A thyristor phase control rectifier for converting AC power into DC power according to the magnitude of the signal of the digital controller; A generator voltage / current transformer for detecting the voltage and current of the generator; A field voltage / current detector for detecting signals of voltage and current of the field circuit; And an MMI system that monitors operation data and performs system operations.

According to the digital control system for synchronous generator voltage control according to the present invention it is possible to replace the expensive dedicated generator voltage controller with a general-purpose PLC-class digital controller.

Figure R1020080107575

PLC, SCB, Digital Controller, Thyristor Phase Control Rectifier, Voltage / Current Transformer

Description

동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템{DIGITAL CONTROL SYSTEM FOR CONTROLLING VOLTAGE OF SYNCHRONOUS GENERATOR}DIGITAL CONTROL SYSTEM FOR CONTROLLING VOLTAGE OF SYNCHRONOUS GENERATOR}

본 발명은 발전기 제어시스템의 구성 전략에 관한 것으로써, 범용의 제어기와 자체 개발한 신호처리시스템을 연결하여 효과적으로 발전기 전압을 제어하는 기술 분야에 관한 것이고 특히 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a construction strategy of a generator control system. The present invention relates to a technical field for effectively controlling generator voltage by connecting a general-purpose controller and a self-developed signal processing system, and more particularly, to a digital control system for synchronous generator voltage control.

발전기 전압 제어기는 발전기 출력단에 위치한 전압변성기(PT : Potential Transformer) 및 전류변성기(CT : Current Transformer)로부터 폐루프 제어를 위한 궤한 신호를 공급받는다. 이 신호는 60Hz의 교류신호이기 때문에 이 신호를 일반산업용 디지털제어기가 필요로 하는 표준화된 직류신호로 변환시켜주지 않으면 안 된다. 교류신호의 크기를 직류신호크기로 단순 변환시키는 것은 간단한 정류기를 통해서 가능하다. The generator voltage controller receives a fault signal for closed-loop control from a voltage transformer (PT) and a current transformer (CT) located at the generator output stage. Since this signal is an AC signal of 60Hz, it must be converted into a standardized DC signal required by a general industrial digital controller. Simple conversion of the magnitude of the AC signal to the magnitude of the DC signal is possible through a simple rectifier.

다만 발전기 전압 제어기는 발전기 출력 전압뿐만 아니라 발전기 유효전력, 무효전력, 주파수등도 필수 궤한 신호로 필요한데, 이런 신호들은 간단한 정류회로로는 생성해 낼 수가 없고 복잡한 연산용 집적회로(IC : Integrated Circuit)를 갖는 하드웨어와 연산 소프트웨어를 사용해야만 한다.However, the generator voltage controller needs not only the generator output voltage but also the generator active power, reactive power, frequency, etc. as essential signals.These signals cannot be generated by simple rectifier circuits, but are complex integrated circuits (ICs). You must use hardware and computing software with

종래에는 발전기 제어 시스템 전용의 10msec이하의 고속 디지털 제어시스템을 사용해서 신호처리를 수행하였다. 그러나 이러한 전용의 발전기 전압 제어기는 발전기 전압의 제어를 위해 전용으로서 범용적 사용이 불가능하고 비용이 고가라는 단점이 있었다.Conventionally, signal processing was performed using a high speed digital control system of 10 msec or less dedicated for generator control systems. However, such a dedicated generator voltage controller has a disadvantage that it is not possible to use universally and expensive as it is dedicated for controlling the generator voltage.

따라서, 이러한 단점을 감안하여 기존의 범용의 PLC(Programmable Logic Controller)급 디지털 제어기를 디지털 여자시스템의 제어기로 활용하는 방안을 고려해볼 수 있지만, 이를 위해서는 고속의 데이터 수집과 처리가 요구된다.Therefore, in view of these shortcomings, the conventional general programmable logic controller (PLC) class digital controller can be considered as a controller of the digital excitation system. However, this requires high-speed data collection and processing.

그러나 PLC급 디지털 제어기는 그 처리 속도의 한계(보통 10-100Hz)로 여자시스템 제어를 위한 신호처리 PT, CT 샘플링 타임인 1800Hz를 감당하기 곤란하다는 문제점이 있다.However, PLC-class digital controllers have a problem in that it is difficult to handle 1800 Hz, which is the signal processing PT and CT sampling time for controlling the excitation system due to the limitation of the processing speed (usually 10-100 Hz).

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 고안된 것으로서 본 발명의 일 목적은 별도의 발전기 전압제어 신호처리용 Digital Signal Processing 인쇄 회로기판 내에서 1800Hz 이상의 주파수인 고속 1msec이하로 신호를 가공 처리하여 표준화된 직류신호(0~10VDC, 4~20mADC)로 변환해서 일반적으로 산업용 공정제어에 사용하는 20msec정도의 연산시간을 갖는 3중화 디지털 방식의 프로그램머블 로직 콘트롤러에 보내서 발전기 자동 전압제어, 자동무효전력제어, 자동역률제어와 같은 제어동작을 수행함은 물론 동기발전기 본체와 발전기 출력 단에 연결된 변압기, 그리고 여자시스템을 전기적 또는 열적장애로부터 안전하게 보호받기 위한 제한 및 보호관련 로직이 병행 수행될 수 있는 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템을 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention was devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to process a signal at a high speed of 1 msec or less at a frequency of 1800 Hz or more in a separate digital signal processing printed circuit board for generator voltage control signal processing, and to standardize a direct current. It converts the signal (0 ~ 10VDC, 4 ~ 20mADC) and sends it to the triple digital digital programmable logic controller which has a calculation time of about 20msec which is generally used for industrial process control.The generator automatic voltage control, automatic reactive power control, automatic In addition to performing control operations such as power factor control, as well as transformers connected to the main body of the synchronous generator, the generator output stage, and limiting and protection-related logic for protecting the excitation system safely from electrical or thermal disturbances, digital for synchronous generator voltage control To provide a control system.

본 발명의 일 태양에 따라 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템이 제공되고 상기 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템은 상기 발전기의 출력전압 및 무효전력의 제어를 위한 주 제어 연산을 수행하는 디지털 제어기; 상기 발전기의 전압, 전력, 계자전압, 계자전류, 주파수, 및 위상을 측정하여 상기 디지털 제어기에 적합한 표준신호로 변환하여 상기 디지털 제어기에 전송하는 신호처리시스템; 교류전력을 상기 디지털 제어기의 신호의 크기에 따라 직류전력으로 변환하는 싸이 리스터 위상제어정류기; 상기 발전기의 전압 및 전류를 검출하는 발전기 전압/전류 변성기; 계자회로의 전압 및 전류의 신호를 검촐하는 계자전압/전류 검출기; 및 운전 데이터의 감시 및 시스템 조작을 수행하는 MMI 시스템을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a digital control system for synchronous generator voltage control, the digital control system for synchronous generator voltage control comprising: a digital controller for performing a main control operation for controlling the output voltage and reactive power of the generator; A signal processing system that measures the voltage, power, field voltage, field current, frequency, and phase of the generator, converts the signal into a standard signal suitable for the digital controller, and transmits the signal to the digital controller; A thyristor phase control rectifier for converting AC power into DC power according to the magnitude of the signal of the digital controller; A generator voltage / current transformer for detecting the voltage and current of the generator; A field voltage / current detector for detecting signals of voltage and current of the field circuit; And an MMI system that monitors operation data and performs system operations.

상기 디지털 제어기 및 상기 신호처리시스템은 3중화될 수 있다.The digital controller and the signal processing system may be tripled.

상기 디지털 제어기는 범용의 PLC급 제어기일 수 있다.The digital controller may be a general-purpose PLC controller.

상기 디지털 제어기는 상기 3중화된 신호처리시스템으로 부터 신호를 각각 받아서 그 중 중간값을 표준신호로 선택할 수 있다.The digital controller may receive signals from the triplex signal processing system and select intermediate values thereof as standard signals.

상기 3중화된 신호처리시스템 중 어느 하나에 문제가 발생시 상기 문제가 발생한 어느 하나의 신호처리시스템은 상기 3중화 디지털 제어기에 Fault 신호를 전송하고, 상기 3중화 디지털 제어기는 이에 응하여 Fault 신호가 발생된 상기 신호처리시스템의 신호를 배제하고 다른 신호처리시스템으로부터의 2신호의 값 중에서 최대 또는 최소값을 선택하여 이를 표준신호로 선택하고, 상기 2개의 신호 중에서 어느 하나의 신호처리시스템에서 또 다시 Fault 신호가 발생하면 Fault 신호가 발생된 신호처리시스템은 다시 배제하고 나머지 신호처리시스템으로 전체 제어를 수행할 수 있다.When a problem occurs in any one of the triplexed signal processing system, any one signal processing system having the problem transmits a fault signal to the triplex digital controller, and the triplex digital controller generates a fault signal in response. The signal of the signal processing system is excluded and a maximum or minimum value of two signals from another signal processing system is selected and the standard signal is selected. The fault signal is again generated in one of the two signal processing systems. If so, the signal processing system that generated the Fault signal can be excluded again and the entire control can be performed with the remaining signal processing system.

발전기 제어시스템은 발전기 전압과 전류의 교류신호를 디지털 신호로 1차 변환하고, 노이즈를 필터링하여 다시 전류와 전압을 백터적해서 유효/무효전력, 주파수 신호를 연산한다. 이 과정은 매우 빠른 연산속도가 필요하기 때문에 많은 메 모리 용량을 차지하여 연산 부하가 많이 걸렸다. 그런 관계로 3중화 제어기의 연산속도가 현저히 떨어져서 발전기 제어시스템의 주 책무인 발전기 단자전압과 무효전력 제어를 효과적으로 수행하지 못하였다. 이에 본 발명에 따른 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템은 범용의 제어기에 별도의 신호처리시스템을 장착하여 그러한 범용의 제어기 연산용량을 약 50% 정도 주어 동기 발전기 전압 제어를 위한 전용 제어기없이도 범용 제어기를 이용하여 효과적으로 제어가능하도록 한다.The generator control system first converts the alternating voltage signal of the generator voltage and current into a digital signal, filters the noise, and vectorizes the current and the voltage to calculate active / reactive power and frequency signals. Since this process requires very fast computational speed, it takes up a lot of memory capacity and has a lot of computational load. As a result, the operation speed of the triple controller was significantly reduced, which prevented the effective control of generator terminal voltage and reactive power, which are the main tasks of the generator control system. Accordingly, the digital control system for synchronous generator voltage control according to the present invention is equipped with a separate signal processing system in a universal controller to give about 50% of such a general-purpose controller calculation capacity to use a universal controller without a dedicated controller for synchronous generator voltage control. To be effectively controllable.

또한 전용 제어기의 경우 전용제어기가 가지고 있는 내부 프로그램 소프트웨어의 한계 때문에 다양한 기능블록을 내장하고 있는 범용 제어기에 비해서 시스템 고장 진단 등의 유연성 면에서 한계가 있는데 본 발명에 따른 신호처리시스템을 통해 이러한 한계를 효과적으로 극복할 수 있다.In addition, in the case of the dedicated controller, due to the limitation of the internal program software of the dedicated controller, there are limitations in terms of flexibility, such as system fault diagnosis, compared to the general-purpose controller having various functional blocks. Can be effectively overcome.

이하 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 참조로 하는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정되어 해석되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, the same reference numerals will be described in detail with reference to the accompanying drawings, with reference to the same components preferred embodiments of the present invention. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and should be construed in accordance with the technical meanings and concepts of the present invention.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예이며, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원 시점에서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있다.The embodiments described in the specification and the configuration shown in the drawings are preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents and modifications that can be substituted for them at the time of the present application are There may be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템을 도시한 블록도를 나타낸다.1 is a block diagram showing a digital control system for synchronous generator voltage control according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템(1)은 디지털 제어기(10), 신호처리시스템(20)(이하, SCB라 한다), 싸이리스터 위상제어정류기(30), 발전기 전압 변성기(PT: Potential Transformer) 및 전류 변성기(CT: Current Transformer), 계자전압 검출기(DC PT) 및 계자전류 검출기(Hall CT), 및 MMI(Man Machine Interface) 시스템(40)으로 구성되어 있다. Referring to FIG. 1, the digital control system 1 for synchronizing generator voltage control according to an embodiment of the present invention includes a digital controller 10, a signal processing system 20 (hereinafter referred to as SCB), a thyristor phase control rectifier. (30), generator voltage transformer (PT) and current transformer (CT), field voltage detector (DC PT) and field current detector (Hall CT), and MMI (Man Machine Interface) system 40 It consists of.

상기 디지털 제어기(10)는 시스템의 신뢰성을 높이기 위해 3중화 되어 있고 발전기의 출력전압 및 무효전력의 제어를 위한 주 제어 연산기능을 수행한다.The digital controller 10 is tripled to increase the reliability of the system and performs a main control operation function for controlling the output voltage and reactive power of the generator.

상기 SCB(20)는 제어기의 연산속도 향상을 위해서 발전기 전압, 전력, 계자전압, 계자전류, 주파수, 위상 등을 측정하여 제어기에 맞는 표준신호로 변환하여 디지털 제어기(10)에 전송하는 기능 및 전력계통 안정화장치(이하 PSS) 알고리즘을 실행하는 기능을 수행한다. SCB(20) 또한 상기 3중화 디지털 제어기와 같이 시스템 신뢰성 향상을 위해 3중화 되어있다.The SCB 20 measures the generator voltage, power, field voltage, field current, frequency, phase, etc. to improve the operation speed of the controller, converts them into standard signals suitable for the controller, and transmits them to the digital controller 10. Performs the function of executing the system stabilizer (PSS) algorithm. The SCB 20 is also tripled to improve system reliability like the triple digital controller.

상기 싸이리스터 위상제어 정류기(30)는 교류전력을 디지털 제어기(10)의 신호의 크기에 따라 직류전력으로 변환하는 역할을 수행한다.The thyristor phase control rectifier 30 converts AC power into DC power according to the magnitude of the signal of the digital controller 10.

상기 발전기 전압/전류 변성기(PT 및 CT)는 발전기의 전압 및 전류를 검출하는 역할을 수행한다. The generator voltage / current transformers PT and CT serve to detect the voltage and current of the generator.

상기 계자전압/전류 검출기(DC PT 및 Hall CT)는 계자회로의 전압과 전류의 신호를 검출하고, 상기 MMI 시스템(40)은 운전 데이터의 감시 및 시스템의 조작을 위한 역할을 수행한다. The field voltage / current detectors DC PT and Hall CT detect signals of voltage and current of the field circuit, and the MMI system 40 plays a role for monitoring operation data and operating a system.

이하, 도 2 내지 9를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the digital control system for synchronizing generator voltage control according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 2 to 9.

도 2는 도 1의 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템에 포함된 전압/전류 변성기(PT 및 CT), SCB(20), 및 디지털 제어기(10)의 연결 구성을 도시한 블록도를 나타낸다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a connection configuration of the voltage / current transformers PT and CT, the SCB 20, and the digital controller 10 included in the synchronous generator voltage control digital control system of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 발전기 전압 및 전류의 신호들은 3중화 되어 있는 SCB(20)로 입력되며, 입력된 신호는 다시 디지털 제어기(10)에 맞는 신호로 변환 및 연산되어 3중화 제어기로 입력된다.Referring to FIG. 2, the signals of the generator voltage and current are input to the SCB 20 which is tripled, and the input signals are converted into a signal suitable for the digital controller 10 and then calculated and input to the triplex controller.

상기 SCB(20)는 3중화된 디지털 제어기(10)에 각각 신호를 전송하고 이를 전송받은 디지털 제어기(10)는 그 중 중간값을 표준신호로서 선택할 수 있다.The SCB 20 transmits signals to each of the triplexed digital controllers 10, and the digital controller 10 which receives the signals can select an intermediate value thereof as a standard signal.

또한, 상기 SCB(20)는 자체 자기 진단기능을 포함할 수 있다. 예컨대 3중화된 SCB(20) 중 어느 하나가 고장이나 전원에 문제가 발생하면 상기 3중화 디지털 제어기(10)에 Fault 신호를 보낸다. 3중화 디지털 제어기(10)는 Fault 신호가 발생된 신호를 배제하고 다른 2신호의 값 중에서 최대/최소(사용자 선택)값을 선택하여 이를 표준신호로 선택하여 운전하게 된다. In addition, the SCB 20 may include a self-diagnostic function. For example, when one of the tripled SCBs 20 fails or a problem occurs in the power supply, a fault signal is sent to the tripled digital controller 10. The triple digital controller 10 excludes the signal from which the Fault signal is generated, selects the maximum / minimum (user selection) value among the values of the other two signals, and selects it as a standard signal to operate.

만일 2개의 신호 중에서 1개의 SCB(20)에서 또 다시 Fault 신호가 발생하면 Fault 신호가 발생된 SCB(20)는 다시 배제하고 마지막 남은 건전한 1개의 SCB(20)로 전체 제어가 이루어진다. 이때 다시 마지막 1개가 다시 Fault 신호가 발생하면 전체 시스템 정지로 상기 3중화 디지털 제어기(10)에서는 시스템 전체를 정지시킨 다.If a Fault signal is generated again in one SCB 20 out of the two signals, the SCB 20 in which the Fault signal is generated is excluded again and total control is performed with the last remaining sound SCB 20. At this time, if the last one again generates a fault signal, the triple digital controller 10 stops the entire system as a whole system stop.

도 3은 도 2에 도시된 디지털 제어기 내부 회로를 보다 상세히 도시한 블록도로서 제어기에서 연산된 출력 신호가 정류기의 점호신호로 송출되는 흐름을 나타낸다.FIG. 3 is a block diagram illustrating the internal circuit of the digital controller shown in FIG. 2 in more detail, and illustrates a flow in which an output signal calculated by the controller is output as a firing signal of a rectifier.

도 3에는 또한 범용 디지털 제어기(10)의 입출력 모듈 구조와 주 연산기의 통신 구조를 나타내고 있다. 3 also shows the input / output module structure of the general-purpose digital controller 10 and the communication structure of the main calculator.

도 3을 참조하면, 디지털 제어기(10) 내부의 주 제어프로세서(Main Processor A, B, C)는 내부의 Tri Bus를 통해 입력된 데이터와 연산 결과를 공유하며, 출력 모듈의 3개의 분리된 출력 값들은 Voter 회로를 통해 최종 출력 값으로 선택된다. Referring to FIG. 3, the main control processors (Main Processors A, B, and C) inside the digital controller 10 share the calculation result with data input through the internal Tri Bus, and three separate outputs of the output module. The values are selected as final output values through the voter circuit.

디지털 제어기(10)에서 선택된 최종 출력 값들은 위상제어 정류기 A, B, C, D로 입력되며 디지털 제어기(10)의 신호에 따라 정류기에서 교류전력이 직류전력으로 변환되어 최종적으로 동기발전기의 전압 및 무효전력 제어를 수행하게 된다. The final output values selected by the digital controller 10 are inputted to the phase control rectifiers A, B, C, and D. In accordance with the signal of the digital controller 10, the AC power is converted into DC power in the rectifier and finally the voltage of the synchronous generator and The reactive power control is performed.

도 4는 도 2에 도시된 디지털 제어기 내부에 저장된 주요 제어프로그램의 수행 블록도이며, SCB(20)에서 연산된 입력신호를 받아서 최종 출력 즉, 정류기를 점호시키는 신호가 출력되는 흐름을 보여준다. 주요 프로그램의 내용으로는 과 자속 제한, 자동/수동 전압 설정 및 제어, 부족여자전류 제한, 무효횡류 보상, 전압변성기 고장 검출, 자동/수동 선택, 과여자 제한 기능들이 소프트웨어로 프로그램화 되어 있다. 4 is a block diagram of a main control program stored in the digital controller shown in FIG. 2, and illustrates a flow of receiving an input signal calculated by the SCB 20 and outputting a final output, that is, a signal for rectifying the rectifier. The main program contents include over- flux limiting, automatic / manual voltage setting and control, under-excitation current limiting, reactive cross flow compensation, voltage transformer fault detection, automatic / manual selection, and over-excitation limiting.

도 4에서, 각 기능블록에 대하여, V/Hz: 과자속 제한기, AVR Ramp Block : 자동전압 설정기, PSS : 전력계통안정화 장치, UEL : 부족여자 제한기, RCC : 무효횡류 보상기, MVR Ramp Block : 수동전압 설정기, PI : 비례적분 제어기, PT Fail Detect : 전압변성기 고장 검출, AUTO/MAN MODE SEL : 모드 선택, MIN SEL : 최소값 선택기, 52G Closed : 발전기 계통병입차단기 폐로(閉路), OFFLINE_REF : 계통병입 전의 설정값, 및 ONLINE_REF : 계통병입 후의 설정값을 각각 나타낸다.In Fig. 4, for each functional block, V / Hz: confectionery limiter, AVR Ramp Block: automatic voltage setter, PSS: power system stabilizer, UEL: underexcitence limiter, RCC: reactive crossflow compensator, MVR Ramp Block: Manual voltage setter, PI: Proportional integral controller, PT Fail Detect: Voltage transformer fault detection, AUTO / MAN MODE SEL: Mode selection, MIN SEL: Minimum value selector, 52G Closed: Generator system I / O circuit breaker, OFFLINE_REF : Set value before line feed and ONLINE_REF: set value after line feed.

도 5는 도 2에 도시된 SCB의 내부 하드웨어 신호 연결도를 나타낸다. 도 5를 참조하면, P1으로 입력된 신호들은 LEM 센서를 이용한 발전기 3상 전압 등 입력부, 아날로그 신호의 디지털 신호 변환부(A/D Converter)를 거쳐 디지털 신호 처리부(이하 DSP)로 입력되며, DSP에서 연산을 거쳐 각종 기억장치(EPROM, FLASH MEM.,SREM)에 기억되며, 다시 디지털 신호의 아날로그 변환부(A/D Converter) 및 P2를 거쳐 출력된다.FIG. 5 shows an internal hardware signal connection diagram of the SCB shown in FIG. 2. Referring to FIG. 5, the signals input to P1 are input to a digital signal processing unit (hereinafter referred to as DSP) through an input unit such as a generator three-phase voltage using an LEM sensor, an A / D converter of an analog signal, and a DSP. After operation, the data is stored in various memory devices (EPROM, FLASH MEM., SREM), and then outputted through an analog converter (A / D converter) and P2 of a digital signal.

도 6은 도 2에 도시된 SCB 내부의 DSP에 저장되어 있는 프로그램의 일부를 도시한 블록도로서 유효 및 무효전력 연산프로그램의 일 예를 도시하고 있다.FIG. 6 is a block diagram showing a part of a program stored in a DSP inside the SCB shown in FIG. 2 and shows an example of a valid and reactive power calculation program.

도 7은 도 2에 도시된 SCB의 하드웨어 구성 블록도를 나타내며, 외부 신호 입력부(ETP), 디지털 제어 프로세서, 디지털 신호처리 프로세서, 각종 기억장치, 전원 공급회로 등이며, 상세 내용은 상기 도 5에서 설명한 내용과 같다.FIG. 7 is a block diagram illustrating the hardware configuration of the SCB shown in FIG. 2, and includes an external signal input unit (ETP), a digital control processor, a digital signal processing processor, various memory devices, a power supply circuit, and the like. Same as described.

도 8은 입출력 6중화 TMR I/O와 주 연산기 내부 구성도를 나타내고, 여기서 1개의 I/O 모듈은 전기적으로 독립된 3개의 회로로 구성되어 있고, Auto Spare 모듈의 3개 회로를 포함하면 6중화 입출력 회로로 구성되어 있다. 제어기 내부의 주 제어프로세서(Main Processor A, B, C)는 내부의 Tri Bus를 통해 입력된 데이터와 연산 결과를 공유한다. Fig. 8 shows the internal configuration of the input / output redundancy TMR I / O and the main operator, where one I / O module is composed of three circuits that are electrically independent, and includes three circuits of the auto spare module. It consists of an input / output circuit. The main control processors (Main Processors A, B, and C) inside the controller share the calculation result with the data input through the internal Tri Bus.

도 9는 도 2에 도시된 SCB의 전면 사진 및 인쇄회로기판의 내부 전경 및 프로세스내에 저장되어 있는 프로그램의 일부를 도시한 도면을 나타낸다.FIG. 9 shows a front view of the SCB shown in FIG. 2 and an internal view of the printed circuit board and a portion of a program stored in the process.

도 9에 도시된 바와 같이 SCB는 이중화된 전원공급 카드와 모니터 카드 그리고 3중화된 신호처리 카드가 내장되어 있다. As shown in FIG. 9, the SCB includes a redundant power supply card, a monitor card, and a triplex signal processing card.

이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이고 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다. Although the technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, this will be described as an exemplary embodiment of the present invention by way of example and is not intended to limit the present invention. In addition, it is a matter of course that various modifications and variations are possible without departing from the scope of the technical idea of the present invention by anyone having ordinary skill in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템 블록도,1 is a block diagram of a digital control system for synchronous generator voltage control according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템에 포함된 신호 변성기, SCB, 및 제어기의 연결 블록도,FIG. 2 is a connection block diagram of a signal transformer, an SCB, and a controller included in the digital control system for synchronous generator voltage control of FIG.

도 3은 도 2에 도시된 제어기 내부 회로의 상세 블록도,3 is a detailed block diagram of the controller internal circuit shown in FIG. 2;

도 4는 도 2에 도시된 제어기 내부에 저장된 주요 제어프로그램의 수행 블록도,4 is an execution block diagram of a main control program stored in the controller shown in FIG. 2;

도 5는 도 2에 도시된 SCB의 내부 하드웨어 신호 연결도,5 is an internal hardware signal connection diagram of the SCB shown in FIG.

도 6은 도 2에 도시된 SCB 내부의 DSP에 저장되어 있는 프로그램의 일부를 도시한 블록도,6 is a block diagram showing a part of a program stored in a DSP inside the SCB shown in FIG. 2;

도 7은 도 2에 도시된 SCB의 하드웨어 구성 블록도,7 is a hardware block diagram of the SCB shown in FIG. 2;

도 8은 입출력 6중화 TMR I/O와 주 연산기 내부 구성도, 및8 is an internal configuration diagram of an input / output six-time TMR I / O and a main operator, and

도 9는 도 2에 도시된 SCB의 전면 사진 및 인쇄회로기판의 내부 전경 및 프로세스내에 저장되어 있는 프로그램의 일부를 도시한 도면.9 is a front view of the SCB shown in FIG. 2 and an internal view of the printed circuit board and a portion of a program stored in the process.

Claims (5)

동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템으로서,Digital control system for synchronous generator voltage control, 상기 발전기의 출력전압 및 무효전력의 제어를 위한 주 제어 연산을 수행하는 디지털 제어기;A digital controller for performing a main control operation for controlling the output voltage and reactive power of the generator; 상기 발전기의 전압, 전력, 계자전압, 계자전류, 주파수, 및 위상을 측정하여 상기 디지털 제어기에 적합한 표준신호로 변환하여 상기 디지털 제어기에 전송하는 신호처리시스템;A signal processing system that measures the voltage, power, field voltage, field current, frequency, and phase of the generator, converts the signal into a standard signal suitable for the digital controller, and transmits the signal to the digital controller; 교류전력을 상기 디지털 제어기의 신호의 크기에 따라 직류전력으로 변환하는 싸이리스터 위상제어정류기;A thyristor phase control rectifier for converting AC power into DC power according to the magnitude of the signal of the digital controller; 상기 발전기의 전압 및 전류를 검출하는 발전기 전압/전류 변성기; A generator voltage / current transformer for detecting the voltage and current of the generator; 계자회로의 전압 및 전류의 신호를 검촐하는 계자전압/전류 검출기; 및 A field voltage / current detector for detecting signals of voltage and current of the field circuit; And 운전 데이터의 감시 및 시스템 조작을 수행하는 MMI 시스템을 포함하고,An MMI system for monitoring operation data and performing system operations; 상기 디지털 제어기 및 상기 신호처리시스템은 3중화 되어 있는 것을 특징으로 하는 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템.And said digital controller and said signal processing system are tripled. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 디지털 제어기는 범용의 PLC급 제어기인 것을 특징으로 하는 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템.The synchronous generator voltage control digital control system according to claim 1, wherein the digital controller is a general-purpose PLC controller. 제 1 항에 있어서, 상기 디지털 제어기는 상기 3중화된 신호처리시스템으로 부터 신호를 각각 받아서 그 중 중간값을 표준신호로 선택하는 것을 특징으로 하는 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템.2. The digital control system of claim 1, wherein the digital controller receives signals from the tripled signal processing system and selects an intermediate value thereof as a standard signal. 제 4 항에 있어서, 상기 3중화된 신호처리시스템 중 어느 하나에 문제가 발생시 상기 문제가 발생한 어느 하나의 신호처리시스템은 상기 3중화 디지털 제어기에 Fault 신호를 전송하고, 상기 3중화 디지털 제어기는 이에 응하여 Fault 신호가 발생된 상기 신호처리시스템의 신호를 배제하고 다른 신호처리시스템으로부터의 2신호의 값 중에서 최대 또는 최소값을 선택하여 이를 표준신호로 선택하고,The system of claim 4, wherein when a problem occurs in any one of the tripled signal processing systems, the signal processing system in which the problem occurs transmits a fault signal to the triplex digital controller. In response, the signal of the signal processing system in which the Fault signal is generated is excluded, and the maximum or minimum value is selected from the values of two signals from other signal processing systems, and this is selected as a standard signal. 상기 2개의 신호 중에서 어느 하나의 신호처리시스템에서 또 다시 Fault 신호가 발생하면 Fault 신호가 발생된 신호처리시스템은 다시 배제하고 나머지 신호처리시스템으로 전체 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 동기발전기 전압제어용 디지털 제어시스템.When the Fault signal is generated again in any one of the two signals, the signal processing system in which the Fault signal is generated is excluded again and overall control is performed to the remaining signal processing system. Control system.
KR1020080107575A 2008-10-31 2008-10-31 Digital control system for controlling voltage of synchronous generator KR101029301B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080107575A KR101029301B1 (en) 2008-10-31 2008-10-31 Digital control system for controlling voltage of synchronous generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080107575A KR101029301B1 (en) 2008-10-31 2008-10-31 Digital control system for controlling voltage of synchronous generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100048429A KR20100048429A (en) 2010-05-11
KR101029301B1 true KR101029301B1 (en) 2011-04-18

Family

ID=42275196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080107575A KR101029301B1 (en) 2008-10-31 2008-10-31 Digital control system for controlling voltage of synchronous generator

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101029301B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101315196B1 (en) * 2012-02-22 2013-10-07 김운해 The sync-controller of emergency generator

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9535481B2 (en) 2012-02-20 2017-01-03 Engineered Electric Company Power grid remote access
CN105070163B (en) * 2015-09-06 2017-12-19 黄山学院 The experimental provision of Virtual object cascade control system
KR102355400B1 (en) * 2019-09-16 2022-01-25 한국전력공사 Apparatus and method for controlling synchronous generator having initial reactive power adjustment function

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05219800A (en) * 1992-02-07 1993-08-27 Fuji Electric Co Ltd Method for protecting generator
KR20000028378A (en) * 1998-10-31 2000-05-25 이종훈 Excitative system for electric generator doubly controlled in pulse width modulation method and control method thereof
KR100767832B1 (en) * 2006-11-02 2007-10-17 삼양기전(주) An unification control system for generator driven by engine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05219800A (en) * 1992-02-07 1993-08-27 Fuji Electric Co Ltd Method for protecting generator
KR20000028378A (en) * 1998-10-31 2000-05-25 이종훈 Excitative system for electric generator doubly controlled in pulse width modulation method and control method thereof
KR100767832B1 (en) * 2006-11-02 2007-10-17 삼양기전(주) An unification control system for generator driven by engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101315196B1 (en) * 2012-02-22 2013-10-07 김운해 The sync-controller of emergency generator

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100048429A (en) 2010-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2077612B1 (en) System and method for suppressing dc link voltage buildup due to generator armature reaction
US6614132B2 (en) Multiple flywheel energy storage system
JP5259077B2 (en) Instantaneous voltage drop compensation circuit, power converter, instantaneous voltage drop compensation method, and instantaneous voltage drop compensation program
KR100934311B1 (en) Inverter device
KR101029301B1 (en) Digital control system for controlling voltage of synchronous generator
US9991819B2 (en) Power conversion system and method for detecting isolated operation of the same
US9722425B2 (en) Determining a string configuration in a multistring-inverter
US11368047B2 (en) Multi-mode UPS system with an improved energy saver mode
CN106329474A (en) Protection device and method of operating same, computer program product, and electrical installation
KR101172603B1 (en) High Voltage Reactive Power Compensator using many single-phase inverters for arc furnace
JP5972638B2 (en) Protection control device
KR102404595B1 (en) Apparatus for detecting error of HVDC AC filter
US9369035B2 (en) Power converter and method of operation
US20100060288A1 (en) Method of detecting a sustained parallel source condition
KR20170089361A (en) Over current relay and the operating method
JP6680368B2 (en) Uninterruptible power system
JP2010110120A (en) Ac power supply system
JP2005073380A (en) Controller for power converter
JP4946642B2 (en) Harmonic current compensator
JP7009657B2 (en) Power phase loss detection and compensation
CN104104289B (en) IGCT reversible dc speed-adjusting and control system peculiar to vessel
JP2010279171A (en) Device using active filter
KR100653284B1 (en) Digital uninterruptible power supply system for three phases
JP2008151693A (en) Semiconductor testing device
JPS62290362A (en) Output voltage malfunction detector for inverter

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140407

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160401

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180329

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190327

Year of fee payment: 9