(57)【要約】【課題】発電装置の同期投入において、従来必要とされた強制調速制御回路を不要とし、制御回路を簡略化する。【解決手段】発電機２を電力系統１に投入する同期投入装置５を備えた発電機の同期検定方式において、同期投入装置５は、発電機電圧と母線電圧の周波数差を検出する周波数差検出手段と、周波数差検出手段で検出された周波数差が基準値以内か以外かを判定する周波数偏差判定手段を備え、周波数偏差判定手段は、母線電圧に対して発電機電圧の周波数が高い場合には、正の値を有する第１の上限値と第１の下限値が基準値として設定され、同期投入装置５は、周波数差が、第１の上限値と第１の下限値の間にある時に、投入指令を出力し、周波数差が、上限値以上であればガバナ減指令を出力して上限値以下に、下限値以下であればガバナ増指令を出力して下限値以上となるように発電機の出力周波数を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統（発電機主母線）の電圧を検出する母線電圧検出器、発電機の出力電圧を検出する発電機電圧検出器、前記両電圧検出器からの検出電圧が入力され、母線電圧と発電機電圧との電圧値差、周波数差および位相差の全てがそれぞれ所定の基準値以内である場合に、前記発電機と前記電力系統とを接続する遮断器に投入指令を与え、前記発電機を前記電力系統に投入する同期投入装置を備えた発電機の同期検定方式において、
前記同期投入装置は、発電機電圧と母線電圧の周波数差を検出する周波数差検出手段と、この周波数差検出手段で検出された周波数差が基準値以内か以外かを判定する周波数偏差判定手段を備え、
前記周波数偏差判定手段は、母線電圧に対して発電機電圧の周波数が高い場合には、正の値を有する第１の上限値と正の値を有する第１の下限値が基準値として設定され、
前記同期投入装置は、発電機電圧と母線電圧の周波数差が、前記第１の上限値と第１の下限値の間にある時に、前記遮断器に対して投入指令を出力し、前記周波数差が、前記上限値以上であればガバナ減指令を出力して上限値以下に、また、前記下限値以下であればガバナ増指令を出力して下限値以上となるように発電機の出力周波数を制御するようにしたことを特徴とする発電機の同期検定方式。
【請求項２】
電力系統（発電機主母線）の電圧を検出する母線電圧検出器、発電機の出力電圧を検出する発電機電圧検出器、前記両電圧検出器からの検出電圧が入力され、母線電圧と発電機電圧との電圧値差、周波数差および位相差の全てがそれぞれ所定の基準値以内である場合に、前記発電機と前記電力系統とを接続する遮断器に投入指令を与え、前記発電機を前記電力系統に投入する同期投入装置を備えた発電機の同期検定方式において、
前記同期投入装置は、発電機電圧と母線電圧の周波数差を検出する周波数差検出手段と、この周波数差検出手段で検出された周波数差が基準値以内か以外かを判定する周波数偏差判定手段を備え、
前記周波数偏差判定手段は、母線電圧に対して発電機電圧の周波数が低い場合には、負の値を有する第２の上限値と負の値を有する第２の下限値が基準値として設定され、
前記同期投入装置は、発電機電圧と母線電圧の周波数差が、前記第２の上限値と第２の下限値の間にある時に、前記遮断器に対して投入指令を出力し、前記周波数差が、前記上限値以上であればガバナ減指令を出力して上限値以下に、また、前記下限値以下であればガバナ増指令を出力して下限値以上となるように発電機の出力周波数を制御するようにしたことを特徴とする発電機の同期検定方式。
【請求項３】
前記第１の上限値は０．２Ｈｚ、第１の下限値は０．１Ｈｚに設定したことを特徴とする請求項１に記載の発電機の同期検定方式。
【請求項４】
前記第２の上限値は−０．１Ｈｚ、第２の下限値は−０．２Ｈｚに設定したことを特徴とする請求項２に記載の発電機の同期検定方式。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、非常用発電設備として用いられる発電機を電力系統（発電機主母線）に投入するための発電機の同期検定方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力系統（以下、発電機主母線ともいう。）の電圧と発電機の電圧との同期がとれてから電力系統に発電機が投入されるまでに要する時間を短縮するための従来の同期投入装置として、例えば特許文献１、特許文献２に示されるものがある。
特許文献１に示されるものは、電力系統の電圧と同期発電機の電圧との、電圧値差、周波数差および位相差のすべてがそれぞれ所定の基準値以内である場合に、同期発電機と電力系統とを接続する遮断器を投入することによって同期発電機を電力系統に投入する同期投入装置において、通電することによって遮断器を投入する投入コイルと、接点スイッチとサイリスタスイッチがともにＯＮしたときに投入コイルに通電するようにし、電圧値差および周波数差がそれぞれ基準値以内である場合に接点スイッチをＯＮしておき、電圧値差、周波数差および位相差がそれぞれ基準値以内である場合にサイリスタスイッチをＯＮするように構成されている。
【０００３】
また、特許文献２に示されるものは、複数台の発電機の出力電圧および電源ライン（電力系統）の電圧を合成回路に入力して周波数差を検出し、その周波数差が同期化条件を満たさなければ周波数差指令出力回路又はキック回路から制御パルスを出力してガバナモータを制御し、同期化条件を満たすと、同期点投入信号出力回路から同期信号を出力して併入発電機の選択スイッチをオンし、当該発電機の遮断器および該遮断器に並列の同期スイッチング回路とを同時投入し、併入が終了すると選択スイッチをオフするように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１４９５５５号公報
【特許文献２】特開平４−２００２４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図５は特許文献１における揃速制御（同期検定）例を示すもので、この従来装置においては、投入可能範囲を、発電機周波数と母線周波数との差が０Ｈｚを跨いで±０．２Ｈｚ以内に追い込む制御を行っており、このために、周波数差が同期検定に時間がかかる±０．５Ｈｚ内に陥る可能性がある。周波数差が±０．５Ｈｚ内に陥った場合には、位相差の変化が少なくなり、遮断器投入までに時間を要することから、従来装置においては、±０．５Ｈｚに陥った場合に、強制的に周波数差を±０．５Ｈｚから追い出すためのキック回路による強制調速制御を別途必要としていた。
【０００６】
また、図６は上記特許文献２における揃速制御（同期検定）例を示すもので、この従来装置においては、同期投入可能範囲（±０．２Ｈｚ以内）から、さらに±０．１Ｈｚ以内を強制除去して、周波数差０．１〜０．２Ｈｚ、および−０．１〜−０．２Ｈｚを同期可能範囲とするものである。従ってこの従来装置においても、投入可能範囲が２つあるため、キック回路による強制調速制御回路を必要とし、周波数差による制御と強制調速制御の２つの制御が内在し、制御回路が複雑になるという課題を有するものであった。
【０００７】
この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、従来必要とされていた強制調速制御回路を不要とし、制御回路を簡略化して、同期検定時間の短縮を可能とした発電機の同期検定方式を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係わる発電機の同期検定方式は、電力系統（発電機主母線）の電圧を検出する母線電圧検出器、発電機の出力電圧を検出する発電機電圧検出器、前記両電圧検出器からの検出電圧が入力され、母線電圧と発電機電圧との電圧値差、周波数差および位相差の全てがそれぞれ所定の基準値以内である場合に、前記発電機と前記電力系統とを接続する遮断器に投入指令を与え、前記発電機を前記電力系統に投入する同期投入装置を備えた発電機の同期検定方式において、前記同期投入装置は、発電機電圧と母線電圧の周波数差を検出する周波数差検出手段と、この周波数差検出手段で検出された周波数差が基準値以内か以外かを判定する周波数偏差判定手段を備え、前記周波数偏差判定手段は、母線電圧に対して発電機電圧の周波数が高い場合には、正の値を有する第１の上限値と正の値を有する第１の下限値が基準値として設定され、
前記同期投入装置は、発電機電圧と母線電圧の周波数差が、前記第１の上限値と第１の下限値の間にある時に、前記遮断器に対して投入指令を出力し、前記周波数差が、前記上限値以上であればガバナ減指令を出力して上限値以下に、また、前記下限値以下であればガバナ増指令を出力して下限値以上となるように発電機の出力周波数を制御するようにしたものである。
【０００９】
また、この発明に係わる発電機の同期検定方式は、電力系統（発電機主母線）の電圧を検出する母線電圧検出器、発電機の出力電圧を検出する発電機電圧検出器、前記両電圧検出器からの検出電圧が入力され、母線電圧と発電機電圧との電圧値差、周波数差および位相差の全てがそれぞれ所定の基準値以内である場合に、前記発電機と前記電力系統とを接続する遮断器に投入指令を与え、前記発電機を前記電力系統に投入する同期投入装置を備えた発電機の同期検定方式において、前記同期投入装置は、発電機電圧と母線電圧の周波数差を検出する周波数差検出手段と、この周波数差検出手段で検出された周波数差が基準値以内か以外かを判定する周波数偏差判定手段を備え、前記周波数偏差判定手段は、母線電圧に対して発電機電圧の周波数が低い場合には、負の値を有する第２の上限値と負の値を有する第２の下限値が基準値として設定され、
前記同期投入装置は、発電機電圧と母線電圧の周波数差が、前記第２の上限値と第２の下限値の間にある時に、前記遮断器に対して投入指令を出力し、前記周波数差が、前記上限値以上であればガバナ減指令を出力して上限値以下に、また、前記下限値以下であればガバナ増指令を出力して下限値以上となるように発電機の出力周波数を制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の発電機の同期検定方式によれば、従来必要とされていた強制調速制御回路を不要とし、簡略な制御回路で、同期投入を短時間で、且つ確実に行うことができる効果がある。
【００１１】
上述した、またその他の、この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１における発電機の同期検定方式の全体構成を示すシステム全体図である。
【図２】この発明の実施の形態１における同期投入装置の揃速制御の一例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２における同期投入装置の揃速制御の一例を示す図である。
【図４】同期投入における周波数差と、同期点から同期点までの時間間隔の関係を説明する図である。
【図５】従来の同期投入装置の揃速制御の一例を示す図である。
【図６】従来の同期投入装置の揃速制御の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１の発電機の同期検定方式の全体構成を示すシステム全体図である。図１において、１は電力系統である充電された主回路母線であって、この主回路母線１に自家発電装置（以下、単に発電機という。）２から送電を行う場合、母線電圧検出器３および発電機電圧検出器４によって各々の電圧を検出し、同期投入装置５に入力する。同期投入装置５は周知のように、入力された母線電圧と発電機電圧との電圧値差、周波数差および位相差の全てがそれぞれ所定の基準値以内である場合に、発電機主回路６と主回路母線１とを接続する遮断器７に投入指令を与え、発電機２を主回路母線１に投入するものであって、同期投入装置１には、発電機２の電圧と母線１の電圧の周波数差を検出する周波数差検出手段（図示せず）と、この周波数差検出手段で検出された周波数差が、後述する基準値以内にあるか否かを判定する周波数偏差判定手段（（図示せず）を備えている。
【００１４】
次にこの発明の主要部である同期投入装置による揃速制御（同期検定）について、図２を参照して説明する。
図２はこの発明の実施の形態１の制御例であって、特に発電機同士の同期投入での設定例であり、母線周波数に対して発電機周波数が高いＦＡＳＴ側で投入することを意図したものである。即ち、同期投入装置５の周波数偏差判定手段は、投入可能範囲として、周波数差の下限が＋０．１Ｈｚ、上限が＋０．２Ｈｚと設定されている。
そして、同期投入装置５は、周波数差（発電機周波数−母線周波数）が＋０．１Ｈｚ以下の場合は、発電装置２に対してガバナ増指令を、また、＋０．２Ｈｚ以上の場合は、発電装置２に対してガバナ減指令を出力し、周波数差が投入可能範囲となるように発電機周波数を制御するよう構成されている。
【００１５】
従ってこの発明の実施の形態１によれば、従来のような、特に周波数差０Ｈｚ近傍での強制調速制御手段（キック回路）を設ける必要がなく、簡単な制御回路で、同期投入を短時間で、且つ確実に行うことができる発電機の同期検定方式を得ることができる。
【００１６】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２の制御例を示すもので、特に商用電源への系統連系時の発電機同期投入での設定例であり、母線周波数に対して発電機周波数が低いＳＬＯＷ側で投入することを意図したものである。即ち、同期投入装置５の周波数偏差判定手段は、投入可能範囲として、周波数差の下限が−０．２Ｈｚ、上限が−０．１Ｈｚと設定されている。
そして、同期投入装置５は、周波数差（発電機周波数−母線周波数）が−０．２Ｈｚ以下の場合は、発電装置２に対してガバナ増指令を、また、−０．１Ｈｚ以上の場合は、発電装置２に対してガバナ減指令を出力し、周波数差が投入可能範囲となるように発電機周波数を制御するよう構成されている。
【００１７】
従ってこの実施の形態２においても、従来のような、特に周波数差０Ｈｚ近傍での強制調速制御手段（キック回路）を設ける必要がなく、簡単な制御回路で、同期投入を短時間で、且つ確実に行うことができる発電機の同期検定方式を得ることができる。
【００１８】
図４は、同期投入における周波数差と、同期点から同期点までの時間間隔の関係を説明したものである。
図４から明らかなように、周波数差が±０．０５Ｈｚ以下の時は、位相差の変化が遅い（０Ｈｚの時は変化しない）ため、同期検定には時間がかかる。一方、±０．３Ｈｚ以上の時は、周波数差が大きく、時間は短縮できるが、同期投入時に発電機への影響が無視できない。よって、同期投入においては、±０．１〜２Ｈｚ程度で同期検定することが好ましいものである。
【符号の説明】
【００１９】
１  電力系統（主回路母線）
２  自家発電装置
３  母線電圧検出器
４  発電機電圧検出器
５  同期投入装置
６  発電機主回路
７  遮断器
【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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