(57)【要約】【課題】本発明は原子炉冷却材再循環ポンプ（ＲＩＰ）の可変周波数電源としてＲＩＰ−ＭｆＧセットを用いた場合において、欠相検出を行うことを課題とする。【解決手段】本発明のＲＩＰの駆動用モータの欠相検出方法は、ＲＩＰの可変周波数電源として、流体継手付ＭＧ（ＲＩＰ−ＭｆＧ）セットを用いて発電した電力を、前記ＲＩＰを駆動するモータに給電する電路において各ＲＳＴ相の相電流値を検出し、前記検出した相電流値低下の信号２００と、ＲＩＰ−ＭｆＧセットが健全であることを示す信号２０１とが共に有る状態が遅延回路２０３を利用して５秒間継続していることを条件に欠相が有るとする欠相検出信号２０２を発する原子炉冷却材再循環ポンプ駆動用モータの欠相検出方法である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子炉冷却材再循環ポンプの可変周波数電源として、流体継手付ＭＧセットを用いて発電した電力を前記原子炉冷却材再循環ポンプを駆動するモータに給電する電路にて相電流値を検出し、前記検出した相電流値の低下を示す信号と、前記流体継手付ＭＧセットが健全であることを示す信号とが共に有る場合に欠相が有るとする原子炉冷却材再循環ポンプ駆動用モータの欠相検出方法。
【請求項２】
請求項１において、前記検出した相電流値を各相間で差分を検知し、少なくともその差分の存在に基づいて前記相電流値の低下を示す信号を発する原子炉冷却材再循環ポンプ駆動用モータの欠相検出方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記相電流低下の信号が設定した時間以上続いたときに前記欠相が有るとする原子炉冷却材再循環ポンプ駆動用モータの欠相検出方法。
【請求項４】
請求項３において、前記時間は５秒である原子炉冷却材再循環ポンプ駆動用モータの欠相検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子炉冷却材再循環ポンプの駆動用の三相誘導電動機（以下、モータと言う）の欠相検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
改良型沸騰水型原子炉を用いている原子力発電所においては、原子炉の熱出力を制御する目的で原子炉冷却材の炉心流量を変化させるために、１０台の原子炉冷却材再循環ポンプ（ＲＩＰ：Reactor Internal Pump）が用いられている。そして、炉心流量はＲＩＰの回転速度により変えることが可能である、また、回転速度の制御は、ＲＩＰ駆動用のモータの駆動電源の出力周波数を変化させる、いわゆる周波数制御によって成される。
【０００３】
一方、モータ回路において、モータ運転中に欠相が発生すると、モータは運転を継続できるが、正常運転時と比較して大きな電流が流れ、負荷の程度によってはモータが焼損するか、焼損しないまでも、モータの振動，騒音が大きくなるなどの弊害が発生する。
【０００４】
ここで、一般のモータの場合、モータが過負荷状態となることを検知する過負荷保護が、定格周波数で運転している場合の電流（定格電流値）の１１０％程度を設定値としているため、本保護回路にて欠相状態を検知することが可能となる。
【０００５】
しかし、ＲＩＰのように、周波数制御により回転速度を制御するモータにおいては、モータの電流が周波数に依存するので、運転状況によっては、モータ回路が欠相状態にあっても過負荷保護では検知できない問題があった。
【０００６】
従来のＲＩＰ駆動モータの可変周波数電源は、１０台あるＲＩＰ駆動モータにそれぞれ整流器，平滑回路，インバータ及び出力変圧器から構成されるＡＳＤ（Adjustable Speed Drive）を用いている。本構成では、ＲＩＰモータ回路で欠相した場合、ＡＳＤ出力変圧器が過励磁状態となることで、結果的に出力変圧器の励磁電流が増加し、ＡＳＤが出力過電流を検知することで、欠相を検知できた。
【０００７】
しかし、上記のようなＡＳＤを複数設置する構成では、ＲＩＰ駆動用モータの可変周波数電源の設備スペースが増大するという課題があった。
【０００８】
この課題を解決する方法として、ＡＳＤの代わりに、ＲＩＰ５台に対して流体継手付ＲＩＰ−ＭＧ（ＲＩＰ−ＭｆＧ）セットを用いる方法がある。この全体構成は特許文献１の図２に記載されている。この方法により、ＡＳＤを複数設置する構成と比較して設備スペースの合理化が可能となった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２５７９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１はＲＩＰ５台に対して、電源となるＲＩＰ−ＭｆＧセットが１台構成のため、個別にＲＩＰを駆動するＡＳＤのような欠相検出を設けることができない。本発明は前記問題に鑑み成されたもので、ＲＩＰ−ＭｆＧセットにおいて欠相検出を行うものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の原子炉冷却材再循環ポンプ駆動用モータの欠相検出方法は、原子炉冷却材再循環ポンプ（ＲＩＰ）の可変周波数電源として、流体継手付ＭＧ（ＲＩＰ−ＭｆＧ）セットを用いて発電した電力を、前記ＲＩＰを駆動するモータに給電する電路で相電流値を検出し、前記検出した相電流値の低下を示す信号と、ＲＩＰ−ＭｆＧセットが健全であることを示す信号とが共に有る場合に欠相が有るとする方法である。
【００１２】
また、本発明による他の欠相検出方法は、前記検出した相電流値を各相間で差分を検知し、少なくともその差分の存在を示す信号と、ＲＩＰ−ＭｆＧセットが健全であることを示す信号とが共に有る場合に欠相が有るとする方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ＲＩＰ駆動モータの電源としてＲＩＰ−ＭｆＧセットを用いた場合においても、欠相検出ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＲＩＰ駆動モータの電源構成図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係る欠相を判断するためのインターロックブロック線図である。
【図３】本発明の各実施の形態に係るＲＩＰシステム構成を含めた、原子力発電所所内電源構成図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る欠相を判断するためのインターロックブロック線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態に係るＲＩＰの欠相検出方法では、ＲＩＰ駆動モータ上流側の各相電流の低下を示す信号と、又は相間の電流値の差異が少なくとも存在して、好ましくはその差異が想定した以上に大きい場合に発せられる信号と、ＲＩＰ−ＭｆＧセットが健全であることを示す信号が共に出力された場合に、欠相と判断するものである。具体的には、以下のとおりである。
【実施例１】
【００１６】
本発明の第１の実施の形態に係るＲＩＰの欠相検出方法では、ＲＩＰ駆動モータ上流側の各相電流の低下を示す信号と、ＲＩＰ−ＭｆＧセットが健全であることを示す信号が共に出力された場合に、欠相と判断するものである。
【００１７】
ＲＩＰシステム構成を含めた、原子力発電所所内電源構成を図３に示す。本図は発電機３０４を主変圧器３０２低圧側にある発電機負荷開閉器３０３を介して送電系統側と同期させる低圧同期方式のプラントを例として記載している。
【００１８】
発電機運転時は、発電機３０４で発生した電力は、発電機出力側に設けられた発電機負荷開閉器３０３及び主変圧器３０２，主変圧器遮断器３０１を介して外部の送電系統に出力されると共に、発電機負荷開閉器３０３と主変圧器３０２の間から分岐した回路に接続される所内変圧器３０５及び前記所内変圧器３０５に接続される所内変圧器受電遮断器３００を介して所内高圧母線１００に給電される。
【００１９】
所内高圧母線１００には、発電プラントの運転に必要な電動機等、及びＲＩＰ−ＭｆＧセット３０７が接続されている。ＲＩＰ３０８は１０台構成であり、各５台のＲＩＰがＲＩＰ−ＭｆＧセット３０７に接続されるため、発電プラントとして合計２台のＲＩＰ−ＭｆＧセット３０７が採用されている。
【００２０】
ＲＩＰ−ＭｆＧセットは、ＲＩＰ１台故障時においても、９台にて原子力発電所を定格運転（炉心流量：１００％運転）できるよう、定格を炉心流量１１１％（＝１０台／９台）相当まで対応できる電圧，周波数を出力できる仕様としており、また、最低周波数は、定格の３０％周波数まで運転できる仕様としている。
【００２１】
従って、ＲＩＰ−ＭｆＧセット３０７は、３０％から１００％の範囲で出力周波数を制御し、通常運転（ＲＩＰ１０台運転）時にはＲＩＰ−ＭｆＧセット３０７は、定格周波数の８０％〜９０％出力で運転している。
【００２２】
ＲＩＰは、ポンプ負荷であるため、駆動モータの入力電流は、ＲＩＰ入力周波数の３乗に比例する。すなわち、定格周波数運転時のＲＩＰ駆動モータの入力電流を１００％とすると、８０％周波数における電流は約５１％（＝０.８3）となり、最低周波数（３０％）運転時における電流は約３％（＝０.３3）と非常に小さくなる。
【００２３】
従って、本発明の第１の実施の形態の一例では、３相いずれかの相電流が０となった場合、相電流低下と判断する。尚、相電流低下と判断する際の相電流の値は、ＲＩＰ−ＭｆＧセット３０７の周波数制御範囲に対応して調整されるべきものである。
【００２４】
また、ＲＩＰ−ＭｆＧセット３０７が健全であることを示す信号の例としては、ＲＩＰ−ＭｆＧセット３０７の発電機（Ｇと表示してある機器。）の励磁電源が健全である界磁遮断器閉の信号、もしくはＲＩＰ回路が健全状態であるＲＩＰき電遮断器３０９閉の信号等があげられる。
【００２５】
図１に本発明の実施形態であるＲＩＰの欠相検出方法の全体構成例を示す。ＲＩＰ駆動モータ１０８の電源構成は、所内高圧母線１００から遮断器を介して受電している交流電動機１０１と、交流電動機１０１に連結される流体継手１０２と、流体継手１０２と連結される交流発電機１０３と、交流発電機１０３から遮断器を介して受電しているＲＩＰ駆動モータ用高圧母線１０４と、ＲＩＰ駆動モータ用高圧母線１０４から遮断器を介して受電しているＲＩＰ駆動モータ１０８と、ＲＩＰ駆動モータ１０８により駆動するＲＩＰポンプ１０９と、ＲＩＰ駆動モータ１０８に流れる電流を計測するために前記ＲＩＰ駆動モータ用高圧母線１０４からＲＩＰ駆動モータ１０８へ給電するための電路１０５に設置された変流器１０６及び電流計１０７から成っている。尚、ＲＩＰ駆動モータ１０８に流れる電流を計測する相電流検出手段は電流が計測できるものであればよく、電流計以外の方法等であってもよい。
【００２６】
尚、前記ＲＩＰ駆動モータ用高圧母線１０４は通常２系統で構成しており、各系統５台ずつのＲＩＰ駆動モータが接続されている。
【００２７】
図１の構成において、ＲＩＰ駆動モータ１０８への入力周波数を所定の周波数にするため、流体継手１０２のすくい管位置を制御して、交流発電機１０３の出力周波数を制御している。
【００２８】
図２に、Ｒ相とＳ相とＴ相に係る欠相を検出して警報を発するインターロックブロック線図を示す。図１において、電流計１０７は、ＲＩＰ駆動モータへ給電する電路１０５の相電流が所定の値よりも低下したことを検出し、相電流低下の信号２００を制御回路１１０へ送信する。
【００２９】
また、ＲＩＰ電源系より、ＲＩＰ−ＭｆＧが健全であることを示す信号２０１を制御回路１１０に送信する。制御回路１１０は、ＲＩＰ−ＭｆＧが健全な状態で、かつ、相電流が低下した場合は、欠相であると判断する。
【００３０】
その制御回路１１０は、相電流低下の信号２００とＲＩＰ−ＭｆＧが健全であることを示す信号２０１が共に入力された場合、ＲＩＰ駆動モータ１０８へ給電する電路１０５が欠相したと判断してＲＩＰの欠相検出信号２０２を出力する。
【００３１】
前記欠相検出信号２０２は、起動時の誤動作の可能性も考慮して、遅延回路２０３を用いて低電流状態が５秒以上続いたときに出力させる。このようにすることにより、起動時の電流値が不安定な状態により発した低電流を示す信号を無視でき、より精度の高い欠相検出が可能となる。尚、本遅延回路２０３の時間は、ＲＩＰの始動条件等により調整する。
【実施例２】
【００３２】
本発明の第２の実施の形態に係るＲＩＰの欠相検出方法を示す例として、３相の相電流を比較し、比較した結果、その差が大きい場合に、ＲＩＰが欠相であると判断する欠相検出方法を説明する。
【００３３】
図４に、欠相を検出して警報を発する第２の実施例によるインターロックブロック線図を示す。なお、以下で説明する以外の技術的事項は第１の実施例と同様である。
【００３４】
この場合、図１における電流計１０７は、ＲＩＰ駆動モータ１０８へ給電する電路１０５の相電流を測定し、その測定した相電流値を示す信号を本制御回路に送信する。
【００３５】
本インターロックでは、各相の内、各２相間の相電流値を比較器４００にて比較し、相間の電流値の差異が大きい場合で、且つ図２のインターロックと同様ＲＩＰ−ＭｆＧが健全な状態である場合に、ＲＩＰ駆動モータ１０８へ給電する電路１０５が欠相したと判断して遅延回路２０３を介してＲＩＰの欠相検出信号２０２を出力する。
【００３６】
本インターロックは、各２相間の相電流値の比較を示すが、３相間で比較する構成であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
ＲＩＰ駆動モータ用電源の周波数制御にＲＩＰ−ＭｆＧセットを用いた場合において、ＲＩＰの欠相検出に利用できる。
【符号の説明】
【００３８】
１００  所内高圧母線
１０１  交流電動機
１０２  流体継手
１０３  交流発電機
１０４  ＲＩＰ駆動モータ用高圧母線
１０５  電路
１０６  変流器
１０７  電流計
１０８  ＲＩＰ駆動モータ
１０９  ＲＩＰポンプ
１１０  制御回路
２００  相電流低下の信号
２０１  ＲＩＰ−ＭｆＧセットが健全であることを示す信号
２０２  欠相検出信号
２０３  遅延回路
３００  所内変圧器受電遮断器
３０１  主変圧器遮断器
３０２  主変圧器
３０３  発電機負荷開閉器
３０４  発電機
３０５  所内変圧器
３０７  ＲＩＰ−ＭｆＧセット
３０８  ＲＩＰ
３０９  ＲＩＰき電遮断器
４００  比較器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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