(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源から充電器を介して蓄電池を充電し、かつ、バイパスコンタクタを備えるシリコンドロッパを経てプラントの制御装置に直流電源を給電するとともに、プラントの異常時に機器保護等のための直流電動機を運転する直流電源装置の電圧補償方法において、
通常時は前記制御装置の印加電圧が、許容電圧の下限以下で前記バイパスコンタクタを閉じて前記シリコンドロッパをバイパスし、許容電圧の上限以上で前記バイパスコンタクタを開いて前記シリコンドロッパを機能させるように制御し、
異常時は、前記直流電動機の起動指令とともに前記バイパスコンタクタに閉指令を与えるように制御することを特徴とする直流電源装置の電圧補償方法。
【請求項２】
請求項１において、前記直流電動機の起動指令と前記バイパスコンタクタの閉指令は同時に出力されることを特徴とする直流電源装置の電圧補償方法。
【請求項３】
交流電源から充電器を介して蓄電池を充電し、かつ、バイパスコンタクタを備えるシリコンドロッパを経てプラントの制御装置に直流電源を給電するとともに、プラントの異常時の機器保護等のための直流電動機を運転する直流電源装置の電圧補償装置において、
前記制御装置の印加電圧が許容下限以下または許容上限以上によって前記バイパスコンタクタを入りまたは切りするコンタクタ制御回路と、前記コンタクタ制御回路に並列に通常は開放された同期コンタクタを設け、前記直流電動機の運転指令に応じて前記同期コンタクタを閉じ、それによって前記バイパスコンタクタを閉じるように構成したことを特徴とする直流電源装置の電圧補償装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は直流電源装置の電圧補償方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電プラント等における制御装置に直流の電源を供給する直流電源装置を図５に示す。プラントの通常運転時には交流電源１を充電器３で整流して、制御盤等の制御装置６に直流電源を給電すると共に蓄電池４を浮動充電している。蓄電池４の均等充電時や浮動充電時に充電器３から高い電圧が蓄電池４に印加される場合、制御装置６にも高い電圧が印加される。この電圧は制御装置６の許容電圧以上の電圧となる事がある為、数段のシリコンドロッパ５ａにて電圧を降下させ、制御装置６に許容値以上の電圧が印加されないようにしている。
【０００３】
即ち、制御装置６に高い電圧が印加される時にはバイパスコンタクタ５ｂを開き、シリコンドロッパ５ａに負荷電流を流して電圧を降下し、逆に直流電動機８の起動により制御装置６の電圧が低下した時にはバイパスコンタクタ５ｂを閉じ、負荷電流をシリコンドロッパ５ａをバイパスして流す事により、制御装置６の電圧が低下しないように制御している。
【０００４】
直流電動機８は、プラント異常時におけるプラント主要機器の保護等のために設置された補機で、通常は運転されない。プラントの異常時には、電動機始動盤７に直流電動機運転指令が与えられると、電動機８に電圧が印加されて起動される。
【０００５】
直流電動機８の起動時は、定格電流の２〜３倍の起動電流となるので、充電器３及び畜電池４から大きな電流が流れ込む。この時、充電器３の持つ垂下特性により、充電器３の出力電圧が低下するので、制御装置６の印加電圧も許容値以下に低下する。電圧補償装置５は、制御装置６に印加される電圧が下限電圧より低下したのを検出すると、バイパスコンタクタ５ｂを閉じる。これにより、シリコンドロッパ５ａに流れる負荷電流をバイパスして、制御装置６に印加される電圧の低下を回避している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術では、直流電動機８の起動時に、制御装置６に印加される電圧が変化した事を捉えてバイパスコンタクタ５ｂを閉している為、バイパスコンタクタ５ｂが閉じるまでの時間、過渡的な電圧低下を免れることができないという問題がある。この過渡的な電圧降下は直流負荷である制御装置６の動作に悪影響を与え、誤動作を誘発してプラントの非常停止に至る可能性があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を克服し、直流電動機の起動時に制御装置の電圧低下を防止する電圧補償方法及び装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、交流電源から充電器を介して蓄電池を充電し、かつ、バイパスコンタクタを備えるシリコンドロッパを経てプラントの制御装置に直流電源を給電するとともに、プラントの異常時の機器保護等のための直流電動機を運転する直流電源装置の電圧補償方法において、通常時は前記制御装置の印加電圧が、許容電圧の下限以下で前記バイパスコンタクタを閉じて前記シリコンドロッパをバイパスし、許容電圧の上限以上で前記バイパスコンタクタを開いて前記シリコンドロッパを機能させるように制御し、異常時は、前記直流電動機の起動指令とともに前記バイパスコンタクタに閉指令を与えるように制御することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、直流電動機運転指令により電圧降下を待たずにバイパスコンタクタを閉じるので、制御装置の過渡的な電圧低下を防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図１は一実施例による直流電源装置の電圧補償システムを示す。プラントの通常運転時には、交流電源１を充電器３で整流して制御装置（制御盤等）６に直流電源をき電すると共に、蓄電池４を浮動充電している。蓄電池４が均等充電などにより高電圧となっている場合、電圧補償装置５は電圧調整回路５ｄの上限電圧設定を超えると、コンタクタ制御回路５ｅを作動してバイパスコンタクタ５ｂを開き、シリコンドロッパ５ａにより電圧を降下させ、制御装置６の印加電圧を許容電圧にする。また、電圧調整回路５ｄの下限電圧設定以下になると、バイパスコンタクタ５ｂを閉じて電圧を上昇させ、制御装置６の印加電圧を許容電圧にする。
【００１１】
直流電動機８はプラント異常時におけるプラント主要機器の保護の目的で設置されている。プラント異常時には、直流電動機運転指令によりコンタクタ６ａが閉じ、直流電動機８に電圧が印加されて起動する。この時、直流電動機８の起動電流によって充電器３の出力電圧が低下し、その結果、制御装置６の印加電圧も過渡的に許容値以下に低下する。従来においては、上記のように、電圧補償装置５における電圧検出回路５ｃで制御装置６の電圧を監視していた。
【００１２】
本実施例では、図２のインターロック図に示すように、直流電動機運転指令により、シリコンドロッパ５ａの短絡指令、つまりバイパスコンタクタ５ｂの閉指令を出力し、直流電動機８の起動と同時にバイパスコンタクタ５ｂを閉じて、制御装置６に印加する電圧の過渡的な電圧降下を防止する。
【００１３】
すなわち、プラント異常時に、直流電動機８の自動または手動の起動条件が成立すると、電動機制御回路７ａに直流電動機運転指令が入力され、ＭＣ６ｂに電流が流れてコンタクタ６ａと同期コンタクタ５ｇが閉じられる。同期コンタクタ５ｇはコンタクタ制御回路５ｅに並列に接続されていて、常時は開放されている。コンタクタ５ｇが閉じるとＭＣ５ｆに電流が流れ、バイパスコンタクタ５ｂを閉じる。なお、図示のＰ，Ｎはリレー回路の電源を表し、Ｐが正極、Ｎが負極である。
図３に直流電動機起動時の電圧特性を示す。（ａ）は従来の場合で、充電器出力電圧と制御装置端子電圧の時間変化を示している。通常時は、充電器出力電圧が均等充電電圧を示し、シリコンドロッパ５ａが挿入されて、制御装置端子電圧はシリコンドロッパ５ａによる電圧降下分だけ低い電圧となっている。
【００１４】
この状態で直流電動機８が起動すると、充電器出力電圧は起動電流による電圧降下分だけ低下する。また、制御装置端子電圧はシリコンドロッパ５ａによる電圧降下と起動電流による電圧降下分だけ低下する。端子電圧は、電圧低下が検出されてバイパスコンタクタ５ｂが閉じると、シリコンドロッパ５ａの降下分だけ回復し、その後直流電動機８の起動完了とともに、制御装置６の許容電圧以内の所定電圧に整定する。なお、充電器出力電圧の整定値は浮動充電電圧である。従来は、直流電動機運転指令からバイパスコンタクタ閉までの△Ｔの期間に、制御装置端子電圧が許容値以下となって、制御装置６が誤動作する恐れがあった。
【００１５】
図３（ｂ）は本実施例の場合である。直流電動機運転指令と同時にバイパスコンタクタ閉指令が出るので、制御装置端子電圧にはシリコンドロッパによる電圧降下分が現れず、制御装置端子電圧の許容値が確保されて、制御装置６が誤動作する恐れは回避される。
【００１６】
図４は負荷特性とバイパスコンタクタの投入時間の関係を示す。定格電圧１００％に対し、たとえばＡ負荷とＢ負荷に電圧と時間の許容特性がある場合、定格の８０％が許容電圧の下限であるとする。このとき、コンタクタ５ｂが投入されるまでの最長投入許容時間は、Ａ負荷が△Ｔａ、Ｂ負荷が△Ｔｂとなる。図示の例では、それぞれ０．７５秒、０．１２秒である。
【００１７】
ここで、直流電動機運転指令とともにバイパスコンタクタ閉指令が出力されてから実際にコンタクタ５ｂが閉じるまでには、負荷特性に応じた△Ｔａや△Ｔｂの余裕時間がある。従って、この余裕時間に見合うだけ、バイパスコンタクタ閉指令ないし閉動作が遅れても、制御装置端子電圧が許容電圧以下になることは回避できる。つまり、バイパスコンタクタの動作には若干の遅れが可能となる場合がある。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、直流電動機の起動により、制御装置端子電圧が許容電圧以下に低下する前にシリコンドロッパをバイパスする為、制御装置の過渡的な電圧低下を防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における直流電源装置の電圧補償システムの構成図。
【図２】直流電動機起動時のインターロックのブロック線図。
【図３】直流電動機起動時の電圧降下の特性図。
【図４】負荷特性とバイパスコンタクタの投入時間の関係を示す説明図。
【図５】従来技術における直流電源装置の電圧補償システムの構成図。
【符号の説明】
１…交流電源、２…直流電源装置、３…充電器、４…蓄電池、５…電圧補償装置、５ａ…シリコンドロッパ、５ｂ…バイパスコンタクタ、５ｃ…電圧検出回路、５ｄ…電圧調整回路、５ｅ…コンタクタ制御回路、５ｆ…ＭＣ、５ｇ…同期コンタクタ、６…制御装置、６ａ…コンタクタ、６ｂ…ＭＣ、７…電動機始動盤、７ａ…電動機制御回路、８…直流電動機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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