(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電力系統に発生電力を逆潮流する同期発電機と、
この同期発電機の出力電圧が予め定める値になるように界磁電流を調整する自動電圧調整器とが備えられる発電装置に設けられる同期発電機の単独運転検出装置において、
予め定める周波数を有しかつ予め定めるピークツウピーク値Ｖｐｐを有し時間経過に伴って変化する動揺信号を発生して自動電圧調整器に与え、自動電圧調整器によって動揺信号に対応して界磁電流を変化させる動揺信号発生手段と、
動揺信号発生手段からの動揺信号に応答し、その動揺信号に同期して、同期発電機の出力電圧をサンプリングする電圧検出手段と、
電圧検出手段の出力に応答し、出力電圧の電圧変動幅Ｄを演算する第１演算手段と、
動揺信号発生手段からの動揺信号に応答し、その動揺信号の周期間に、同期発電機によって発生される無効電力の最大値と最小値をサンプリングする無効電力検出手段と、
無効電力検出手段の出力に応答し、無効電力の変動幅Ｐを演算する第２演算手段と、
第１および第２演算手段の出力に応答し、電圧変動幅Ｄが予め定める第１の値以上であって、かつ無効電力の変動幅Ｐが予め定める第２の値未満であるとき、同期発電機の単独運転であると判断する手段とを含むことを特徴とする同期発電機の単独運転検出装置。
【請求項２】
第１演算手段は、検出電圧Ｄn の前後のサンプリング時の各検出電圧をそれぞれＤn-1，Ｄn+1とするとき、電圧変動幅Ｄ、
Ｄ＝│（Ｄn−Ｄn-1）＋（Ｄn−Ｄn+1）│
であり、
第２演算手段は、隣接する各回のサンプリング時の検出した無効電力Ｐの差の絶対値を演算することを特徴とする請求項１記載の同期発電機の単独運転検出装置。
【請求項３】
商用交流電力系統に発生電力を逆潮流する同期発電機と、
この同期発電機の出力電圧が予め定める値になるように界磁電流を調整する自動電圧調整器とが備えられる発電装置に設けられる同期発電機の単独運転検出装置において、
予め定める周波数を有しかつ予め定めるピークツウピーク値Ｖｐｐを有し時間経過に伴って変化する動揺信号を発生して自動電圧調整器に与え、自動電圧調整器によって動揺信号に対応して界磁電流を変化させる動揺信号発生手段と、
動揺信号発生手段からの動揺信号に応答し、その動揺信号に同期して、同期発電機の出力電圧をサンプリングする電圧検出手段と、
電圧検出手段の出力に応答し、出力電圧の電圧変動幅Ｄを、
検出電圧Ｄn の前後のサンプリング時の各検出電圧をＤn-1，Ｄn+1として
Ｄ＝│（Ｄn−Ｄn-1）＋（Ｄn−Ｄn+1）│
により演算する手段と、
電圧変動幅Ｄが予め定める値以上であるとき、同期発電機の単独運転であると判断する手段とを含むことを特徴とする同期発電機の単独運転検出装置。
【請求項４】
商用交流電力系統に発生電力を逆潮流する同期発電機と、
この同期発電機の出力電圧が予め定める値になるように界磁電流を調整する自動電圧調整器とが備えられる発電装置に設けられる同期発電機の単独運転検出装置において、
予め定める周波数を有しかつ予め定めるピークツウピーク値Ｖｐｐを有し時間経過に伴って変化する動揺信号を発生して自動電圧調整器に与え、自動電圧調整器によって動揺信号に対応して界磁電流を変化させる動揺信号発生手段と、
動揺信号発生手段からの動揺信号に応答し、その動揺信号に同期して、同期発電機の出力電圧をサンプリングする電圧検出手段と、
電圧検出手段の出力に応答し、出力電圧の電圧変動幅Ｄを演算する第１演算手段と、
動揺信号発生手段からの動揺信号に応答し、その動揺信号の周期間に、同期発電機によって発生される無効電力の最大値と最小値をサンプリングする無効電力検出手段と、
無効電力検出手段の出力に応答し、無効電力の変動幅Ｐを演算する第２演算手段と、
商用交流電力系統と同期発電機との間に介在されるスイッチと、
第１および第２演算手段の出力に応答し、電圧変動幅Ｄが予め定める第１の値以上であって、かつ無効電力の変動幅Ｐが予め定める第２の値未満であるとき、スイッチを遮断する手段とを含むことを特徴とする発電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、商用交流電力系統にたとえば自家用同期発電機を連系して運転し、その同期発電機から商用電力系統側に電力を逆潮流することができる同期発電機の単独運転検出装置および発電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このように商用電力系統の変電所から配電線を経て需要家の自家用同期発電機が接続され、その同期発電機が商用電力系統に連系して運転され、同期発電機から電力を逆潮流している場合、変電所の送出し遮断器が開かれたときには、自家用同期発電機と配電線との間に介在されているスイッチが遮断されなければならない。もしも仮に、前記送出し遮断器が開かれたままであって、自家用同期発電機が運転を継続している状態では、電力会社作業者の安全確保の問題が生じ、また再び送出し遮断器が閉路されれば、電力潮流の非同期状態での付合わせの可能性が生じる。このように変電所の送出し遮断器が開かれたときには、自家用同期発電機が単独運転されていることを検出する必要があり、この検出結果によって、自家用同期発電機と配電線との間に介在されているスイッチを遮断する必要がある。
【０００３】
或る提案された技術では、同期発電機の出力電圧が一定値になるように界磁電流を調整する自動電圧調整器の出力にさらに、周期的に変動する動揺信号を与え、これによって界磁電流を周期的に変動させる。連系中では、同期発電機に比べて商用電力系統の容量は充分に大きいので、図７に参照符Ｌ１で示されるように、同期発電機の出力周波数は、たとえば６０Ｈｚであって、一定に保たれたままとなっている。
【０００４】
変電所の送出し遮断器が開いて、同期発電機の単独運転状態となった時刻ｔ１以降では、その同期発電機の運転状況、すなわち負荷の大小の状況に応じて、図６の参照符Ｌ２，Ｌ３で示されるように、周波数が変動し、その周波数の変動幅ΔＦ１，ΔＦ２で示されるように生じる。負荷が大きく、したがって同期発電機の発電電力が大きいときには、ラインＬ２で示されるようにその周波数変動幅ΔＦ１が大きく、また負荷が小さく、したがって同期発電機の発電電力が小さいときには、ラインＬ３で示されるように発電電圧の周波数の変動幅ΔＦ２が小さい。
【０００５】
この提案された技術では、その周波数の変動幅ΔＦ１，ΔＦ２を、予め定める一定の弁別レベルＡを設定して、連系状態であるか単独運転状態であるかを判断する構成としているので、負荷が小さいときには、周波数の変動範囲が弁別レベルＡ未満となっており、単独運転を検出することができない。
【０００６】
またこの提案された技術では、同期発電機がガスタービンによって駆動されるときには、周波数の変動範囲が小さくなる。さらに同期発電機が複数台、並列に運転されるときおよび負荷に同期電動機があるときにも、周波数の変動範囲が小さくなり、単独運転を検出することができない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、商用交流電力系統に連系されている同期発電機が単独運転状態になったかどうかを確実に検出することができるようにした同期発電機の単独運転検出装置および発電装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、商用交流電力系統に発生電力を逆潮流する同期発電機と、
この同期発電機の出力電圧が予め定める値になるように界磁電流を調整する自動電圧調整器とが備えられる発電装置に設けられる同期発電機の単独運転検出装置において、
予め定める周波数を有しかつ予め定めるピークツウピーク値Ｖｐｐを有し時間経過に伴って変化する動揺信号を発生して自動電圧調整器に与え、自動電圧調整器によって動揺信号に対応して界磁電流を変化させる動揺信号発生手段と、
動揺信号発生手段からの動揺信号に応答し、その動揺信号に同期して、同期発電機の出力電圧をサンプリングする電圧検出手段と、
電圧検出手段の出力に応答し、出力電圧の電圧変動幅Ｄを演算する第１演算手段と、
動揺信号発生手段からの動揺信号に応答し、その動揺信号の周期間に、同期発電機によって発生される無効電力の最大値と最小値をサンプリングする無効電力検出手段と、
無効電力検出手段の出力に応答し、無効電力の変動幅Ｐを演算する第２演算手段と、
第１および第２演算手段の出力に応答し、電圧変動幅Ｄが予め定める第１の値以上であって、かつ無効電力の変動幅Ｐが予め定める第２の値未満であるとき、同期発電機の単独運転であると判断する手段とを含むことを特徴とする同期発電機の単独運転検出装置である。
また本発明は、第１演算手段は、検出電圧Ｄn の前後のサンプリング時の各検出電圧をそれぞれＤn-1，Ｄn +1とするとき、電圧変動幅Ｄ、
Ｄ＝│（Ｄn−Ｄn-1）＋（Ｄn−Ｄn+1）│
であり、
第２演算手段は、隣接する各回のサンプリング時の検出した無効電力Ｐの差の絶対値を演算することを特徴とする。
また本発明は、商用交流電力系統に発生電力を逆潮流する同期発電機と、
この同期発電機の出力電圧が予め定める値になるように界磁電流を調整する自動電圧調整器とが備えられる発電装置に設けられる同期発電機の単独運転検出装置において、
予め定める周波数を有しかつ予め定めるピークツウピーク値Ｖｐｐを有し時間経過に伴って変化する動揺信号を発生して自動電圧調整器に与え、自動電圧調整器によって動揺信号に対応して界磁電流を変化させる動揺信号発生手段と、
動揺信号発生手段からの動揺信号に応答し、その動揺信号に同期して、同期発電機の出力電圧をサンプリングする電圧検出手段と、
電圧検出手段の出力に応答し、出力電圧の電圧変動幅Ｄを、
検出電圧Ｄn の前後のサンプリング時の各検出電圧をＤn-1，Ｄn+1として
Ｄ＝│（Ｄn−Ｄn-1）＋（Ｄn−Ｄn+1）│
により演算する手段と、
電圧変動幅Ｄが予め定める値以上であるとき、同期発電機の単独運転であると判断する手段とを含むことを特徴とする同期発電機の単独運転検出装置である。
また本発明は、商用交流電力系統に発生電力を逆潮流する同期発電機と、
この同期発電機の出力電圧が予め定める値になるように界磁電流を調整する自動電圧調整器とが備えられる発電装置に設けられる同期発電機の単独運転検出装置において、
予め定める周波数を有しかつ予め定めるピークツウピーク値Ｖｐｐを有し時間経過に伴って変化する動揺信号を発生して自動電圧調整器に与え、自動電圧調整器によって動揺信号に対応して界磁電流を変化させる動揺信号発生手段と、
動揺信号発生手段からの動揺信号に応答し、その動揺信号に同期して、同期発電機の出力電圧をサンプリングする電圧検出手段と、
電圧検出手段の出力に応答し、出力電圧の電圧変動幅Ｄを演算する第１演算手段と、
動揺信号発生手段からの動揺信号に応答し、その動揺信号の周期間に、同期発電機によって発生される無効電力の最大値と最小値をサンプリングする無効電力検出手段と、
無効電力検出手段の出力に応答し、無効電力の変動幅Ｐを演算する第２演算手段と、
商用交流電力系統と同期発電機との間に介在されるスイッチと、
第１および第２演算手段の出力に応答し、電圧変動幅Ｄが予め定める第１の値以上であって、かつ無効電力の変動幅Ｐが予め定める第２の値未満であるとき、スイッチを遮断する手段とを含むことを特徴とする発電装置である。
【０００９】
【作用】
本発明に従えば、商用交流電力系統に連系される同期発電機の界磁電流を、その同期発電機の出力電圧が予め定める値になるように調整する自動電圧調整器が備えられており、さらに動揺信号発生手段から、予め定める周波数、たとえば１Ｈｚを有しかつ予め定めるピークツウピーク値Ｖｐｐを有する振幅可変の、すなわち時間経過に伴って変化する動揺信号を発生して自動電圧調整器の出力とともに同期発電機の界磁電流を変化させる。商用交流電力系統のたとえば変電所の送出し遮断器が閉じている状態では、動揺信号によって同期発電機の発電電力のうち、無効電力が変動し、出力電圧はほぼ一定のままである。
【００１０】
ところが変電所の送出し遮断器が開放されて同期発電機の単独運転状態になると、その同期発電機によって発電される電力のうち無効電力はほとんど変化せず、電圧が変動する。この電圧変動は、同期発電機から電力を供給している負荷の消費電力変動を生じ、結果的に、周波数変動が生じる。出力電圧の変動の度合いは、負荷の大小に応じて変わる。負荷の同期発電機側から見たインピーダンスをＺとし、出力電圧をＶとするとき、同期発電機の出力電力Ｓは、
【００１１】
【数１】
0003558236.tif 000002
【００１２】
で表される。この電力Ｓは、有効電力と無効電力とのベクトル和である。
【００１３】
商用交流電力系統から、たとえば閉路されている変電所送出し遮断器から配電線を経て同期発電機が接続されており、その同期発電機から商用交流電力系統側に電力を逆潮流することができる状態では、同期発電機の出力電圧の変動幅は、商用電力系統の容量が大きいので、小さく、また無効電力検出手段によって検出される同期発電機からの無効電力の変動幅は、動揺信号と同一周期で変動し、その無効電力の変動幅は大きい。
【００１４】
商用交流電力系統のたとえば変電所送出し遮断器が遮断して同期発電機の単独運転状態になると、電圧検出手段によって検出される電圧の変動幅は大きくなり、また無効電力検出手段によって検出される同期発電機からの無効電力の変動幅は小さくなる。
【００１５】
本発明に従えば、動揺信号と同期をとって、電圧検出手段および無効電力検出手段によるサンプリング検出を行い、電圧変動幅Ｄが予め定める第１の値以上になれば、また無効電力の変動幅Ｐが予め定める第２の値未満になれば、同期発電機の単独運転であると判断する。このように出力電圧の変動が大きくなるという現象と、無効電力の変動幅が小さくなるというもう１つの現象とのいずれか少なくとも一方が成立することによって、同期発電機の単独運転状態であることが判断される。
【００１６】
同期発電機の単独運転であることが判断されたとき、商用交流電力系統と同期発電機との間に介在されているスイッチを遮断する。これによって商用交流電力系統のたとえば変電所の送出し遮断器が再閉路したときにおいて、その商用交流電力系統と同期発電機との各出力の位相の非同期状態となることが避けられる。
【００１７】
本発明に従えば、同期発電機の電圧変動幅Ｄは、サンプリング検出電圧Ｄｎ  の前後のサンプリング時の各検出電圧Ｄｎ−１，Ｄｎ＋１の差が相殺するように加算してその絶対値を求めるようにする。これによって出力電圧が漸増または漸減するときにおいても、単独運転であるかどうかを判断するための電圧変動幅Ｄを、正確に検出することができる。
【００１８】
また本発明に従えば、無効電力の変動幅Ｐは、隣接する各回の揺動信号の周期間でのサンプリング時の検出した無効電力Ｐの最大値と最小値との差の絶対値を演算し、その差の絶対値をレベル弁別することによって、単独運転であるかどうかを判断することができる。
【００１９】
したがって同期発電機がガスタービンによって駆動されるとき、同期発電機が複数台あるとき、および負荷に同期電動機があるときにおいて、同期発電機の単独運転時でその出力電圧の変動幅Ｄの増加が比較的小さいとき、および無効電力の変動幅Ｐの減少量が比較的小さいときにおいても、同期発電機の単独運転を確実に検出することができる。
【００２０】
【実施例】
図１は、本発明の一実施例の全体の構成を示す電気回路図である。変電所を含む商用交流電力系統１からは、その変電所の送出し遮断器２を介して配電線３にたとえば６０Ｈｚまたは５０Ｈｚの商用交流電力が需要家４，５に供給される。需要家４では、たとえばコージェネレーションシステムを採用し、原動機６によって回転駆動される同期発電機７を備え、ライン８からスイッチ９，１０を介して配電線３に接続される。スイッチ１０よりも同期発電機７側には負荷１１が接続される。
【００２１】
図２は同期発電機７の具体的な構成を示す電気回路図である。回転子１２は原動機６によって回転駆動され、固定子の電機子巻線１３は電力を供給するライン８に接続される。この同期発電機７の励磁機１４は、固定位置に設けられる界磁コイル１５を有し、回転子１２は、この界磁コイル１５に磁気結合する交流励磁機１６を備える。交流励磁機１６の出力は整流器１７によって直流化され、界磁巻線１８を励磁する。
【００２２】
励磁機１４の界磁コイル１５を駆動する電流、したがって界磁巻線１８の励磁電流を自動的に調整するために、自動電圧調整器１９が設けられる。この自動的電圧調整器１９には、同期発電機７からライン８に出力される電圧が変圧器２０によって変圧されて与えられ、整流器２１によって直流化され、さらにライン５１，２２を介して自動電圧調整器１９の信号発生器５２に与えられる。これによってライン８の出力電圧が予め定める値になるようにするための自動電圧調整器１９の信号発生器は５２は、励磁電力を界磁コイル１５に与え、こうして界磁巻線１８の界磁電流を調整する。変圧器２０および整流器２１は電圧検出回路２３を構成する。
【００２３】
再び図１を参照して、ライン２２には、加算回路３２が介在されており、この加算回路３２には、動揺信号発生手段２４からライン２５に動揺信号が与えられて加算される。
【００２４】
図３は、動揺信号発生手段２４から導出される動揺信号の波形図である。この動揺信号は、予め定める周波数、たとえば１Ｈｚを有し、すなわちＴ＝１sec であり、その振幅、したがってpeak  to  peak値Ｖｐｐが、予め定める一定の値に定められ、時間経過に伴って変化する。
【００２５】
動揺信号発生手段２４からの図３に示される三角波は、ライン２５からサンプリングパルス発生回路６１に与えられ、これによってサンプリングパルス発生回路６１は図４（１）に示される動揺信号に応答し、図４（２）に示されるタイミングパルスを発生してライン６２に導出する。タイミングパルスは、動揺信号の各半周期毎の最大値および最小値の各時刻において発生される。
【００２６】
ライン６２を介するサンプリングパルスは、電圧検出手段４６に与えられる。この電圧検出手段４６は、ライン８を介する同期発電機７の出力電圧を、タイミングパルスが与えられた時点で検出し、こうして動揺信号に同期して、出力電圧がサンプリングされる。ライン８の同期発電機７からの出力電圧は、動揺信号によって、図４（３）に示されるように変動しており、電圧検出手段４６によって検出される各サンプリング時毎の検出電圧は、参照符Ｄｎ  と、それらの前後のサンプリング時の各検出電圧Ｄｎ−１，Ｄｎ＋１でそれぞれ示される。
【００２７】
第１演算回路６３は、電圧検出手段４６の出力に応答し、出力電圧の電圧変動幅Ｄを演算する。
【００２８】
Ｄ＝│（Ｄｎ−Ｄｎ−１）＋（Ｄｎ−Ｄｎ＋１）│                  …（２）
上述の式２から明らかなように、出力電圧の変動幅Ｄは、検出電圧Ｄｎ  と前回のサンプリング時の検出電圧Ｄｎ−１  との差（Ｄｎ−Ｄｎ−１）と、その検出電圧Ｄｎ  とそれよりも後のサンプリング時の検出電圧Ｄｎ＋１との差（Ｄｎ−Ｄｎ＋１）とを、それらの差が相殺するように加算された絶対値である。したがって図４（３）の参照符６４で示されるように、出力電圧の平均値、したがって中性線が、図５の参照符６５で示されるように、時間経過に伴って漸増するときにおいても、そのような平均値の漸増にかかわらず、電圧変動幅Ｄを正確に求めることができるという優れた効果が達成される。このことはまた、平均値６５が時間経過に伴って漸減するときも同様である。第１演算手段６３によって演算された電圧変動幅Ｄは、第１レベル弁別手段４８に与えられ、第１設定手段４７で予め定める第１の値αと比較されてレベル弁別される。
【００２９】
α  ＜  Ｄ                                                  …（３）
第１レベル弁別手段４８は、式３が成立するとき、同期発電機が単独運転であると判断してハイレベルの出力を導出し、それ以外の状態では、ローレベルのままである。
【００３０】
同期発電機７のライン８にはまた、その同期発電機７によって発生される無効電力をサンプリングして検出する無効電力検出手段４１が設けられる。
【００３１】
サンプリングパルス発生回路６１は、動揺信号発生手段２４からの図６（１）に示される三角波の動揺信号に応答し、図６（３）で示されるサンプリング期間指定パルスを発生してライン６２に導出する。このサンプリング期間指定パルスは、動揺信号の周期に対応した周期的なサンプリング期間ΔＷを有し、以下に述べるように、この期間ΔＷ内における図６（２）に示される無効電力の最大値ＰｍａｘとＰｍｉｎとを検出して、その差である変動幅Ｐを求める。無効電力検出手段４１は、ライン６４を介する図６（２）に示されるタイミングパルスに応答し、サンプリング期間ΔＷにわたる図６（２）に示される無効電力をサンプリングして検出する。この期間ΔＷ中の無効電力の最大値と最小値をＰｍａｘ，Ｐｍｉｎとして検出する。
【００３２】
無効電力検出手段４１によって検出される無効電力は、第２演算回路６７に与えられ、その無効電力の変動幅Ｐが演算して求められる。
【００３３】
Ｐ＝│Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ│                                    …（４）
第２演算手段６７は、無効電力検出手段４１の出力に応答し、変動幅Ｐが、第２設定手段４３によって設定された予め定める第２の値β未満であるかどうかをレベル弁別し、そうであれば、すなわち式４が成立するとき、同期発電機７が単独運転であると判断し、ライン４４にハイレベルの信号を導出し、式５が成立しないとき、ライン４４をローレベルのままとする。
【００３４】
β  ＞  Ｐ                                                …（５）
第１および第２レベル弁別手段４２，４８の各出力は、ＡＮＤゲート４５に与えられ、このＡＮＤゲート４５の出力がハイレベルになると、スイッチ駆動回路４９は、スイッチ９を遮断する。スイッチ駆動回路４９は、スイッチ９だけでなく、これと同時にスイッチ１０をさらに遮断するように構成してもよい。
【００３５】
図４を参照して、商用交流電力系統１の変電所から、閉路状態である送出し遮断器２を介して配電線３に電力が供給され、また同期発電機７から発生電力が逆潮流されることもある連系状態において、すなわち商用交流電力系統１における変電所の送出し遮断器２が閉じている状態であって、スイッチ９，１０が閉じている状態では、同期発電機７との連系動作が行われる。
【００３６】
この連系中において、電圧検出手段４６によって検出される同期発電機７の出力電圧の変動幅はわずかであり、または零であり、その変動幅Ｄは、予め定める第１の値α未満であり、したがって第１レベル弁別手段４８の出力はローレベルである。したがってアンドゲート４５の出力はローレベルであり、スイッチ駆動回路４９はスイッチ９，１０を導通したままに保つ。
【００３７】
またこの連系中では、無効電力検出手段４１によって検出される同期発電機７の無効電力は、大きな変動幅を有し、変動幅Ｐは予め定める第２の値β未満であり、したがって第２レベル弁別手段４２からライン４４に導出される出力は、ローレベルである。
【００３８】
第１および第２レベル弁別手段４２，４８の出力のいずれか一方がローレベルであっても、ＡＮＤゲート４５の出力はローレベルであり、スイッチ駆動回路４９はスイッチ９，１０を導通したままに保つ。
【００３９】
商用交流電力系統１における送出し遮断器２が開放されると、同期発電機７からの電力によって負荷１１が駆動され、したがってその電圧検出手段４６によって検出される出力電圧の変動幅Ｄが予め定める第１の値αを超える。これによって第１レベル弁別手段４８の出力はハイレベルとなる。
【００４０】
また送出し遮断器２が開放された状態において、無効電力検出手段４１によって検出される無効電力の変動幅Ｐは、予め定める第２の値β未満となり、これによって第２レベル弁別手段４２からライン４４に導出される出力はハイレベルとなる。したがってＡＮＤゲート４５の出力がハイレベルとなり、スイッチ駆動回路４９はスイッチ９および／または１０を遮断する。こうして単独運転になると、無効電力の変動が小さくなり、また出力電圧の変動が大きくなり、この２現象を検出することによって、同期発電機の単独運転であることが確実に検出される。
【００４１】
これによって駆動回路４９はスイッチ９および／または１０を遮断する。したがってライン８と配電線３とが遮断される。したがって変動時の送出し遮断器２が再投入された後において、同期発電機７と商用交流電力系統１との出力の位相が同期されて、スイッチ９，１０が閉じられることができる。
【００４２】
原動機６は、たとえば内燃機関であってもよく、その燃料供給流量が一定に保たれ、同期発電機７を駆動する構成を有する。原動機６は、内燃機関の他に、たとえば蒸気タービンおよびその他の構成を有してもよい。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、商用交流電力系統と同期発電機とが接続されて連系状態では、同期発電機の出力電圧の変動幅Ｄはわずかであって、予め定める第１の値未満であり、またその同期発電機の無効電力は動揺信号に対応して予め定める第２の値以上で大きく変動し、これによって同期発電機が商用交流電力系統と連系中であることが判断され、また商用交流電力系統におけるたとえば変電所の送出し遮断器が開放されたときにおいて、電圧検出手段によってサンプリングして検出される同期発電機の出力電圧は、動揺信号に同期して、たとえばその動揺信号の半周期毎の最大値と最小値における出力電圧がサンプリングして検出され、その電圧変動幅Ｄが予め定める値以上であれば同期発電機の単独運転であると判断し、また無効電力のサンプリング検出を、動揺信号の周期間に、最大値および最小値を検出するようにし、その無効電力の変動幅Ｐが予め定める第２の値未満であれば単独運転であるものと判断するようにしたので、タービン発電機であるとき、同期発電機が複数台あるとき、および負荷に同期電動機があるときにおいても、単独運転を確実に検出することができるようになる。
【００４５】
さらに本発明によれば、このような出力電圧の変動と無効電力の変動との２現象に基づいて、同期発電機の単独運転と判断することによって、単独運転の検出を一層確実に行うことができる。
【００４６】
こうして同期発電機の単独運転であることが判断されたときには、商用交流電力系統と同期発電機との間に介在されるスイッチが遮断され、これによって商用交流電力系統のたとえば変電所の送出し遮断器が再閉路されたときにおいて商用交流電力系統と同期発電機との各出力の位相の非同期状態での運転が避けられる。
【００４７】
また前記スイッチが遮断されることによって、商用交流電力系統の保守点検時における作業者の安全が確保される。
【００４８】
さらに本発明によれば、検出電圧Ｄｎ  の前後のサンプリング時の各検出電圧Ｄｎ−１，Ｄｎ＋１の各差を相殺するように加算した絶対値に基づいて、レベル弁別を行うようにしたので、同期発電機の出力電圧が時間経過に伴って漸増または漸減するときにおいても、そのような漸増および漸減の影響にかかわらず、単独運転であるかどうかを正確に判断することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の全体の構成を示す図である。
【図２】同期発電機７およびそれに関連する構成を示す電気回路図である。
【図３】動揺信号発生手段２４から出力される動揺信号の波形を示す波形図である。
【図４】図１におけるライン８の電圧の時間経過を示す図である。
【図５】図４に示されるライン８の電圧が時間経過にともなって漸増する状態を説明するための図である。
【図６】図１におけるライン８の無効電力の時間経過を示す図である。
【図７】先行技術における周波数の変動の時間経過を示す図である。
【符号の説明】
１  商用交流電力系統
２  変電所の送出し遮断器
３  配電線
４，５  需要家
６  原動機
７  同期発電機
８  ライン
９，１０  スイッチ
１１  負荷
１２  回転子
１３  固定子の電機子巻線
１８  界磁巻線
１９  自動電圧調整器
２３  電圧検出手段
２４  動揺信号発生手段
４１  無効電力検出手段
４２  第２レベル弁別手段
４３  第２弁別レベル設定手段
４５  ＡＮＤゲート
４６  電圧検出手段
４７  第１弁別レベル設定手段
４８  第１レベル弁別手段
４９  スイッチ駆動回路
６１  サンプリングパルス発生回路
６３  第１演算回路
６７  第２演算回路
【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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【図６】
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【図７】
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