(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期電動機と、この同期電動機の端子電圧を変動させる励磁システムに接続された自動電圧調整器において、
前記同期電動機の端子電圧を計測し、計測した端子電圧値と目標電圧値とに基づいて、前記同期電動機の端子電圧を降下させる必要があると判定した場合には端子電圧の降下方向への変動を指示する電圧調整指令を出力し、上昇させる必要があると判定した場合には端子電圧の上昇方向への変動を指示する電圧調整指令を前記励磁システムに出力する電圧調整制御部と、
前記同期電動機の端子電圧を計測し、計測した端子電圧が前記電圧調整制御部から出力された電圧調整指令で指示された方向に変動しているか否かを判定する電圧変動監視部と、
前記電圧変動監視部において、前記端子電圧が前記電圧調整指令で指示された方向に変動してないと判定されたときに、警報を出力する警報出力部と、
を備えることを特徴とする自動電圧調整器。
【請求項２】
前記電圧調整制御部は、計測した端子電圧値と目標電圧値との差分の積分値が予め設定された不感帯設定範囲を超過しており、計測した端子電圧値と目標電圧値との差分が正の値であるときに前記同期電動機の端子電圧を降下させる必要があると判定して前記端子電圧を下降方向へ変動させるための電圧調整指令を出力し、計測した端子電圧値と目標電圧値との差分が負の値であるときに前記同期電動機の端子電圧を上昇させる必要があると判定して前記端子電圧の不足分を上昇方向へ変動させるための電圧調整指令を出力し、
前記電圧変動監視部は、計測した端子電圧が前記電圧調整制御部から出力された電圧調整指令で指示された方向に変動していると判定したときに、前記電圧調整指令で指示された前記積分値の超過分、または不足分が解消されているか否かをさらに判定し、
前記警報出力部は、前記端子電圧が前記電圧調整指令で指示された前記積分値の超過分、または不足分が解消されていないと判定されたときに、警報を出力する
ことを特徴とする請求項１に記載の自動電圧調整器。
【請求項３】
前記警報出力部は、前記警報を出力したときに、前記電圧調整制御部の機能を停止させる信号を送出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の自動電圧調整器。
【請求項４】
同期電動機と、この同期電動機の端子電圧を変動させる励磁システムに接続され、前記同期電動機の端子電圧を計測し、計測した端子電圧値と目標電圧値とに基づいて、前記同期電動機の端子電圧を降下させる必要があると判定した場合には端子電圧の降下方向への変動を指示する電圧調整指令を出力し、上昇させる必要があると判定した場合には端子電圧の上昇方向への変動を指示する電圧調整指令を前記励磁システムに出力する自動電圧調整器が、
前記同期電動機の端子電圧を計測し、計測した端子電圧が前記励磁システムに出力された電圧調整指令で指示された方向に変動しているか否かを判定する電圧変動監視ステップと、
前記電圧変動監視ステップにおいて、前記端子電圧が前記電圧調整指令で指示された方向に変動してないと判定されたときに、警報を出力する警報出力ステップと、
を有することを特徴とする自動電圧調整監視方法。
【請求項５】
前記自動電圧調整器は、計測した端子電圧値と目標電圧値との差分の積分値が予め設定された不感帯設定範囲を超過しており、計測した端子電圧値と目標電圧値との差分が正の値であるときに端子電圧を降下させる必要があると判定して前記端子電圧を下降方向へ変動させるための電圧調整指令を出力し、計測した端子電圧値と目標電圧値との差分が負の値であるときに前記同期電動機の端子電圧を上昇させる必要があると判定して前記端子電圧の不足分を上昇方向へ変動させるための電圧調整指令を出力し、
前記電圧変動監視ステップでは、計測した端子電圧が前記自動電圧調整器から出力された電圧調整指令で指示された方向に変動していると判定したときに、前記電圧調整指令で指示された前記積分値の超過分、または不足分が解消されているか否かをさらに判定し、
前記端子電圧が前記電圧調整指令で指示された前記積分値の超過分、または不足分が解消されていないと判定されたときに、警報を出力する警報出力ステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項４に記載の自動電圧調整監視方法。
【請求項６】
前記警報を出力したときに、前記電圧調整制御ステップによる動作を停止させる制御停止ステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の自動電圧調整監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、自動電圧調整装置および自動電圧調整監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電プラントでは、自動電圧調整装置（ＡＶＲ：Automatic Voltage Regulator）により励磁システムを用いて電動機の電圧を調整し、安定した電圧の電力を負荷設備へ供給している。
【０００３】
このＡＶＲは、電動機の端子電圧を計測して監視し、必要に応じて励磁システムに電圧の上げ／下げ指令信号を送出することで、電動機の端子電圧を一定に保つための制御を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１６８２９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このＡＶＲは、設置される際に人間の作業により励磁システムに接続されるが、この接続作業の際に電圧の上げ／下げ回路が誤って逆に接続されると適切な電圧が供給されず、負荷設備の停電、系統保護のために接続されている保護継電器の誤動作、電動機の損傷等を引き起こして多大な損害を発生させたり、負荷に適切な電力を供給できなくなったりするおそれがある。
【０００６】
また、励磁システムに不具合等があると、送出した電圧の上げ／下げ指令信号に応じたな値に電圧が変動されず、電動機の端子電圧が適正に保たれないおそれがある。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、電圧調整制御が適切に行われていないときにこれを報知し制御を停止させることで、安全、確実に電圧調整制御を実行する自動電圧調整装置および自動電圧調整監視方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための実施形態によれば、自動電圧調整装置は、電圧調整制御部と電圧変動監視部と警報出力部とを備える。電圧調整制御部は、接続された同期電動機の端子電圧を計測し、計測した端子電圧値と目標電圧値とに基づいて、端子電圧を降下させる必要があると判定した場合には端子電圧の降下方向への変動を指示する電圧調整指令を出力し、上昇させる必要があると判定した場合には端子電圧の上昇方向への変動を指示する電圧調整指令を励磁システムに出力する。電圧変動監視部は、同期電動機の端子電圧を計測し、端子電圧が電圧調整制御部から出力された電圧調整指令で指示された方向に変動しているか否かを判定する。警報出力部は、電圧変動監視部において端子電圧が電圧調整指令で指示された方向に変動してないと判定されたときに警報を出力する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態による自動電圧調整装置を利用した発電プラントの構成を示す全体図である。
【図２】一実施形態による自動電圧調整装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〈一実施形態による発電プラントの構成〉
本発明の一実施形態による自動電圧調整装置を利用した発電プラントの構成を、図１を参照して説明する。
【００１１】
本実施形態による発電プラント１は、負荷設備との接続の入／切を切り替える遮断器１０と、これに接続された同期電動機２０と、この同期電動機２０に接続された計器用変成器３０と、この計器用変成器３０を介して同期電動機２０の端子電圧値（VA）を計測し必要に応じて電圧調整指令を出力する自動電圧調整器（ＡＶＲ）４０と、ＡＶＲ４０から出力された電圧調整指令に基づいて同期電動機２０の端子電圧を変動させる励磁システム５０とを有する。
【００１２】
ＡＶＲ４０は、電圧調整制御部４１と、電圧変動監視部４２と、警報出力部４３とを有する。
【００１３】
電圧調整制御部４１は、減算器４１１と、積分回路４１２と、指令出力回路４１３とを有する。
【００１４】
減算器４１１は、計器用変成器３０を介して計測した同期電動機２０の端子電圧値（VA）から、予め設定された目標電圧値（VSET）を減算して得られる差分（ΔV）を算出する。
【００１５】
積分回路４１２は、減算器４１１で算出された差分（ΔV）を積分した積分値（ΣΔV）を算出する。
【００１６】
指令出力回路４１３は、積分回路４１２で算出された積分値（ΣΔV）が、予め設定された不感帯設定範囲を内にあるか否かを判定し、範囲から外れている場合には、電圧調整指令を励磁システム５０および電圧変動監視部４２に出力する。
【００１７】
電圧変動監視部４２は、指令出力回路４１３から出力される電圧調整指令を取得するとともに計器用変成器３０を介して同期電動機２０の端子電圧値（VA）を所定時間間隔で計測し、この計測値が取得した電圧調整指令に対応して適正に変動しているか否かを監視する。
【００１８】
警報出力部４３は、電圧変動監視部４２で同期電動機２０の端子電圧値が適正に変動してないと判定されたときに、警報を出力するとともに、電圧調整制御部４１の機能を停止させる信号を送出する。
【００１９】
〈一実施形態による発電プラントの動作〉
次に、本実施形態による発電プラントの発電処理動作について説明する。図２は、発電プラント１内のＡＶＲ４０で実行される処理を示すフローチャートである。
【００２０】
上述したように構成された発電プラント１において遮断器１０が「入」状態にされ発電処理が開始されると、ＡＶＲ４０の電圧調整制御部４１の減算器４１１において計器用変成器３０を介して同期電動機２０の端子電圧値（VA）が計測され、計測された端子電圧値（VA）から、予め設定された目標電圧値（VSET）が減算されて得られる差分（ΔV）が算出される（Ｓ１）。
【００２１】
次に積分回路４１２において、減算器４１１で算出された差分（ΔV）を積分した積分値（ΣΔV）が算出される（Ｓ２）。
【００２２】
次に指令出力回路４１３において、積分回路４１２で算出された積分値（ΣΔV）が、予め設定された不感帯設定範囲を内にあるか否かが判定され（Ｓ３）、範囲から外れている場合には（Ｓ３の「NO」）、電圧調整指令が出力される。
【００２３】
具体的には、差分（ΔＶ）が正の値であり端子電圧値を降下させる必要があると判定された場合には（Ｓ４の「YES」）、端子電圧値を下降方向へ変動させるための電圧調整指令である電圧降下指令が出力され（Ｓ５）、差分（ΔＶ）が負の値であり端子電圧値を上昇させる必要があると判定された場合（Ｓ４の「NO」）には、端子電圧値を上昇方向へ変動させるための電圧調整指令である電圧上昇指令が出力される（Ｓ６）。これらの電圧調整指令は、励磁システム５０に出力されるとともに、電圧変動監視部４２にも出力される。
【００２４】
指令出力回路４１３から電圧調整指定が出力されると、この電圧調整指令に基づいて励磁システム５０により同期電動機２０の端子電圧が変動される。
【００２５】
また電圧調整指令の出力後、電圧変動監視部４２において、計器用変成器３０を介して同期電動機２０の端子電圧値（VA）が計測され、この計測値が指令出力回路４１３から出力された電圧調整指令に対応して適正に変動しているか否かが監視される。
【００２６】
具体的には、まず端子電圧値の変動方向が電圧調整指令により指示されている変動方向と合っているかが判定される（Ｓ７）。
【００２７】
判定の結果、変動方向が合っていないとき、つまり指令出力回路４１３から電圧上昇指令が出力されているにもかかわらず端子電圧値が下がる方向に変動しているとき、または電圧降下指令が出力されているにもかかわらず端子電圧値が上がる方向に変動しているとき（Ｓ７の「NO」）には、警報出力部４３により警報が出力されるとともに、電圧調整制御部４１の機能を停止させる信号が送出される（Ｓ８）。
【００２８】
そして、警報を認識した管理者により、ＡＶＲ４０と励磁システム５０との接続に誤操作があったことが確認され、接続方向が修正される。
【００２９】
ステップＳ７において、変動方向が合っていることが確認されたときには（Ｓ７の「YES」）、さらに電圧調整指令に対して適切に端子電圧値が変動し、電圧調整指令により積分値の超過分、または不足分が解消されているか否かが判定される（Ｓ９）。
【００３０】
判定の結果、電圧調整指令により超過分、または不足分が解消されていない場合には（Ｓ９の「NO」）、警報出力部４３により、警報が出力されるとともに、電圧調整制御部４１の機能を停止させる信号が送出される（Ｓ８）。
【００３１】
そして、警報を認識した管理者により、当該励磁システム５０により適切に電圧調整が行われていないことが確認され、他の励磁システムに切り替える等の対策がとられる。
【００３２】
また、上述した処理のステップＳ３において積分値（ΣΔV）が予め設定された不感帯設定範囲を内にあると判定されたとき（Ｓ３の「YES」）、およびステップＳ９において電圧調整指令に対して適切に端子電圧値が変動し、超過分、または不足分が解消されていると判定されたとき（Ｓ９の「YES」）には、ステップＳ１に戻り継続して端子電圧値が監視される。
【００３３】
以上の本実施形態によれば、ＡＶＲにより端子電圧値が適切な方向に変動しているか、また適切な値に変動しているかどうかを自装置内で監視し、変動方向が合っていないとき、または適切な値に変動していないときには警報を出力して管理者に報知するとともに電圧調整制御を停止させることができ、安全、確実に電圧調整制御を実行することができる。
【００３４】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３５】
１…発電プラント
１０…遮断器
２０…同期電動機
３０…計器用変成器
４０…自動電圧調整器（ＡＶＲ）
４１…電圧調整制御部
４２…電圧変動監視部
４３…警報出力部
５０…励磁システム
４１１…減算器
４１２…積分回路
４１３…指令出力回路
【図１】
0005492017.tif 000002
【図２】
0005492017.tif 000003