(57)【要約】【課題】より高精度に断線を検出すことのできる差動トランス式変位計の断線検知システム、差動トランス式変位計、及び断線検知方法を提供することを目的とする。【解決手段】交流電圧が供給された１次巻線２４と、可動鉄心２６と、可動鉄心２６を介して１次巻線２４と電磁結合され、可動鉄心２６の往復動方向に並べられた２系統の２次巻線２５とを備え、それぞれの２次巻線２５の出力電圧が可動鉄心２６の位置によって変化する差動トランス式変位計２２の断線検知システムであって、２次巻線２５の出力電圧をそれぞれ計測する計測部２７ａ、２７ｂと、計測部２７ａ、２７ｂにより計測された出力電圧が下限閾値以下である場合、及び計測部２７ａ、２７ｂにより計測された出力電圧の変化率が閾値以上である場合の少なくとも一方が満たされた場合に、差動トランス式変位計２２における異常の発生を有りと判定する判定部と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電圧が供給された１次巻線と、可動鉄心と、前記可動鉄心を介して前記１次巻線と電磁結合され、前記可動鉄心の往復動方向に並べられた２系統の２次巻線であり、一方側をコモン線で結合されている該２次巻線とを備え、それぞれの前記２次巻線の出力電圧が前記可動鉄心の位置によって変化する差動トランス式変位計の断線検知システムであって、
前記２次巻線の出力電圧をそれぞれ計測する計測部と、
前記計測部により計測された出力電圧と、予め設定された下限閾値とを比較する下限電圧値比較部と、
前記計測部により計測された出力電圧の変化率と、予め設定された電圧変化率の閾値とを比較する電圧変化率比較部と、
前記計測部により計測された出力電圧が前記下限閾値以下である場合、及び前記計測部により計測された出力電圧の変化率が前記電圧変化率の閾値以上である場合の少なくとも一方が満たされた場合に、前記差動トランス式変位計における異常の発生を有りと判定する判定部と、
を備える差動トランス式変位計の断線検知システム。
【請求項２】
前記下限閾値は、前記可動鉄心を動作させた場合における前記２次巻線の出力電圧の最小値に所定の倍率を乗ずることによって、複数の同一仕様にある前記差動トランス式変位計に対して、共通に設定される請求項１に記載の差動トランス式変位計の断線検知システム。
【請求項３】
前記電圧変化率の閾値は、前記可動鉄心を動作させた場合における前記２次巻線の出力電圧の最大値及び最小値と、前記可動鉄心の動作速度に基づいて設定される請求項１または２に記載の差動トランス式変位計の断線検知システム。
【請求項４】
前記計測部により計測された出力電圧を格納するデータベース部と、
前記データベース部に格納された出力電圧の頻度分布に基づいて、前記計測部により計測された出力電圧が前記下限閾値以下である場合による検知範囲と、前記計測部により計測された出力電圧の変化率が前記電圧変化率の閾値以上である場合による検知範囲に対して適切なバランスがとれるよう、前記下限閾値を設定する下限閾値設定部と、
を備える請求項１に記載の差動トランス式変位計の断線検知システム。
【請求項５】
前記計測部により計測された出力電圧と、予め設定された上限閾値とを比較する上限電圧値比較部を備え、
前記判定部は、前記計測部により計測された出力電圧が前記上限閾値以上なった場合に、前記差動トランス式変位計における異常の発生を有りと判定する請求項１から４のいずれか１項に記載の差動トランス式変位計の断線検知システム。
【請求項６】
前記上限閾値は、前記可動鉄心を動作させた場合における前記２次巻線の出力電圧の最大値に所定の倍率を乗ずることによって、複数の同一仕様にある前記差動トランス式変位計に対して、共通に設定される請求項５に記載の差動トランス式変位計の断線検知システム。
【請求項７】
交流電圧が供給された１次巻線と、可動鉄心と、前記可動鉄心を介して前記１次巻線と電磁結合された２系統の２次巻線であり、一方側をコモン線で結合されている該２次巻線とを備える差動トランスと、
請求項１から６のいずれか１項に記載の差動トランス式変位計の断線検知システムと、
を備える差動トランス式変位計。
【請求項８】
交流電圧が供給された１次巻線と、可動鉄心と、前記可動鉄心を介して前記１次巻線と電磁結合され、前記可動鉄心の往復動方向に並べられた２系統の２次巻線であり、一方側をコモン線で結合されている該２次巻線とを備え、それぞれの前記２次巻線の出力電圧が前記可動鉄心の位置によって変化する差動トランス式変位計の断線検知方法であって、
前記２次巻線の出力電圧をそれぞれ計測する計測工程と、
前記計測工程により計測された出力電圧と、予め設定された下限閾値とを比較する下限電圧値比較工程と、
前記計測工程により計測された出力電圧の変化率と、予め設定された電圧変化率の閾値とを比較する電圧変化率比較工程と、
前記計測工程により計測された出力電圧が前記下限閾値以下である場合、及び前記計測工程により計測された出力電圧の変化率が前記電圧変化率の閾値以上である場合の少なくとも一方が満たされた場合に、前記差動トランス式変位計における異常の発生を有りと判定する判定工程と、
を有する差動トランス式変位計の断線検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動トランス式変位計の断線検知システム、差動トランス式変位計、及び断線検知方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントにおいて、例えばタービン蒸気制御弁の開度を計測するために、差動トランス式変位計が用いられている。差動トランス式変位計では、タービン蒸気制御弁をリンク機構などを介して開閉させる駆動機のピストン軸と差動トランス式変位計内の可動鉄心とが連結されており、可動鉄心を介して１次コイルと電磁結合された２系統の２次コイルの電圧を検出している。そして、２次コイルの電圧を検出することで、可動鉄心の変位、すなわちタービン蒸気制御弁の開度を求めることが可能となる。
【０００３】
特許文献１には、２次コイルの出力電圧値と予め設定された閾値とを比較することによって、差動トランス式変位計において断線が発生したか否かを判定することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７８６８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、差動トランス式変位計では、計測対象の長いストロークでも精度よく検出するために、差動トランス式変位計内の可動鉄心の移動方向に、２次コイルを２系統並べ配置したものがあり、各２次コイルの一方は計測電位の基準値を合わせるためにコモン線として結合させているものがある。このとき、２次コイルのコモン線側に断線が発生したとしても、断線が発生していない他方のコイルから出力電圧が回り込み、断線が発生したコイルの出力電圧が零とならず、断線検知のために設けた出力電圧の閾値を上回る電圧が出力されることがある。この場合には、差動トランス式変位計の断線検出を行うことができない。また、断線が発生した２次コイルの出力電圧はタービン蒸気制御弁の開度を反映していないため、タービン蒸気制御弁の制御にも誤判断を生じて悪影響を与える可能性があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、より高精度に断線を検出すことができる差動トランス式変位計の断線検知システム、差動トランス式変位計、及び断線検知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】
【０００７】
本発明の第１態様は、交流電圧が供給された１次巻線と、可動鉄心と、前記可動鉄心を介して前記１次巻線と電磁結合され、前記可動鉄心の往復動方向に並べられた２系統の２次巻線であり、一方側をコモン線で結合されている該２次巻線とを備え、それぞれの前記２次巻線の出力電圧が前記可動鉄心の位置によって変化する差動トランス式変位計の断線検知システムであって、前記２次巻線の出力電圧をそれぞれ計測する計測部と、前記計測部により計測された出力電圧と、予め設定された下限閾値とを比較する下限電圧値比較部と、前記計測部により計測された出力電圧の変化率と、予め設定された電圧変化率の閾値とを比較する電圧変化率比較部と、前記計測部により計測された出力電圧が前記下限閾値以下である場合、及び前記計測部により計測された出力電圧の変化率が前記電圧変化率の閾値以上である場合の少なくとも一方が満たされた場合に、前記差動トランス式変位計における異常の発生を有りと判定する判定部と、を備える差動トランス式変位計の断線検知システムである。
【０００８】
上記のような構成によれば、２次巻線（２次コイル）の出力電圧と下限閾値とを比較することだけでなく、２次巻線の出力電圧の変化率と予め設定された閾値とを比較することによって、差動トランス式変位計における異常（例えば、断線）の有無を判定している。例えば、差動トランスを構成する２次巻線に断線が発生した場合、断線が発生した２次巻線からの出力電圧は零となる。このため、２次巻線の出力電圧と下限閾値とを比較することで、精度よく断線の発生を検出することができる。しかしながら、２次巻線を２系統備えて各２次巻線の一方側を計測電位の基準値を合わせるためにコモン線として結合している場合には、片方の２次巻線のコモン線側に断線が発生したとしても、他方の正常な（非断線側の）２次巻線から電圧が回り込み、断線が発生した２次巻線に残存電圧（０Ｖよりも高い）が生じることがある。残存電圧が下限閾値以上となった場合には、２次巻線の出力電圧と下限閾値の比較では、断線を検出できない。そこで、２次巻線の出力電圧と下限閾値の比較に加えて、２次巻線の出力電圧の変化率と予め設定された閾値とを比較することとした。すなわち、２次巻線において断線が発生すると、蒸気制御弁の最大速度動作における差動トランス式変位計内の可動鉄心の移動に伴う２次巻線の出力電圧の変化を上回る速度で、２次巻線の出力電圧は急激に低下することに着目し、２次巻線の出力電圧の変化率と予め設定された閾値とを比較することで断線を検出することとした。このため、断線が発生した２次巻線に残存電圧が発生した場合であっても、２次巻線の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較することで断線を検出することができる。以上より、２次巻線の出力電圧と下限閾値とを比較すること、及び２次巻線の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較することの両方の比較を行うことで、断線が発生した２次巻線に残存電圧が発生しない場合には、２次巻線の出力電圧と下限閾値との比較で精度よく断線を検知し、残存電圧が発生した場合には、２次巻線の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較することで補完的に断線を検知することができる。すなわち、断線検知システム全体として、より正確に断線の検知を行うことが可能となる。なお、２次巻線の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較しているため、断線だけでなく、例えば、１次コイルの電圧供給源の異常停止等といった、差動トランス式変位計における異常を総合的に検知することができる。
【０００９】
上記断線検知システムにおいて、前記下限閾値は、前記可動鉄心を動作させた場合における前記２次巻線の出力電圧の最小値に所定の倍率を乗ずることによって、複数の同一仕様にある前記差動トランス式変位計に対して、共通に設定されることとしてもよい。
【００１０】
上記のような構成によれば、複数配置された同一仕様にあるストローク幅を検出するための差動トランス式変位計に対して、個々に下限閾値を設定するのではなく、可動鉄心を動作させた場合における２次巻線の出力電圧の最小値に所定範囲の倍率を乗じた値を下限閾値とすることとして、複数配置された差動トランス式変位計の下限閾値を共通の値とした。所定の倍率とは、例えば０．８５〜０．９５の間の所定範囲で設定され、さらに好ましくは０．８５〜０．９の間の所定範囲に設定される。このため、差動トランス式変位計の個々において下限閾値を、細かな調整等を行うことなく、複数の差動トランス式変位計の下限閾値を共通の値とし簡便に設定することで、差動トランス式変位計を取り付け時の初期の調整時間の削減が可能となる。
【００１１】
上記断線検知システムにおいて、前記電圧変化率の閾値は、前記可動鉄心を動作させた場合における前記２次巻線の出力電圧の最大値及び最小値と、前記可動鉄心の動作速度に基づいて設定されることとしてもよい。
【００１２】
上記のような構成によれば、２次巻線の出力電圧の最大値及び最小値と、可動鉄心の動作速度に基づいて電圧変化率の閾値を決定することとした。すなわち、２次巻線において断線が発生すると、蒸気制御弁の最大速度動作における差動トランス式変位計内の可動鉄心の移動に伴う２次巻線の出力電圧の変化を上回る速度で、２次巻線の出力電圧は急激に低下することから、可動鉄心の動作速度に基づく２次巻線の最大電圧変化率より大きな値に電圧変化率の閾値を設定することができる。このため、可動鉄心の動作により２次巻線の出力電圧が変化したとしても、断線と誤検知することを防止し、より正確に断線の判定を行うことが可能となる。
【００１３】
上記断線検知システムにおいて、前記計測部により計測された出力電圧を格納するデータベース部と、前記データベース部に格納された出力電圧の頻度分布に基づいて、前記計測部により計測された出力電圧が前記下限閾値以下である場合による検知範囲と、前記計測部により計測された出力電圧の変化率が前記電圧変化率の閾値以上である場合による検知範囲に対して適切なバランスがとれるよう、前記下限閾値を設定する下限閾値設定部と、を備えることとしてもよい。
【００１４】
上記のような構成によれば、データベース部に格納された出力電圧の頻度分布に基づいて、下限閾値を設定することとした。２次巻線の出力電圧と下限閾値とを比較する方法は、２次巻線の出力電圧の変化率と電圧変化率の閾値とを比較する方法と比べて、直接的な計測に基づくものであり精度良く２次巻線の断線を検出することができる。すなわち、断線の有無の判定としては、２次巻線の出力電圧と下限閾値とを比較する方法を用いることが好ましい。しかしながら、下限値を高めに設定すると、２次巻線の出力電圧にノイズ成分が含まれている場合に、実際には断線を生じていないにも係わらず断線しているとする誤判定を招きやすくなる等の問題が生じる。そこで、２次巻線の出力電圧の頻度分布を用いることで、断線の検知に２次巻線の出力電圧と下限閾値とを比較する方法を用いる検知範囲と、２次巻線の出力電圧の変化率と電圧変化率の閾値とを比較する方法を用いる検知範囲とのバランスが適正となる下限閾値を設定することができる。
【００１５】
上記断線検知システムにおいて、前記計測部により計測された出力電圧と、予め設定された上限閾値とを比較する上限電圧値比較部を備え、前記判定部は、前記計測部により計測された出力電圧が前記上限閾値以上なった場合に、前記差動トランス式変位計における異常の発生を有りと判定することとしてもよい。
【００１６】
上記のような構成によれば、２次巻線の出力電圧が予め設定された上限閾値よりも大きくなった場合に、差動トランス式変位計に異常が有りと判定することとした。例えば、２次巻線は、可動鉄心を介して、電圧供給された１次巻線と結合しているため、１次巻線に電源供給系統から過電圧が印加された場合等では２次巻線の出力電圧が過大となる。このため、２次巻線の出力電圧と上限閾値とを比較することによって、電圧供給系統の異常といった差動トランス式変位計の異常を判定することが可能となる。
【００１７】
上記断線検知システムにおいて、前記上限閾値は、前記可動鉄心を動作させた場合における前記２次巻線の出力電圧の最大値に所定の倍率を乗ずることによって、複数の同一仕様にある前記差動トランス式変位計に対して、共通に設定されることとしてもよい。
【００１８】
上記のような構成によれば、複数配置された同一仕様にあるストローク幅を検出するための差動トランス式変位計に対して、個々に上限閾値を設定するのではなく、可動鉄心を動作させた場合における２次巻線の出力電圧の最大値に所定範囲の倍率を乗じた値を上限閾値とすることとして、複数配置された差動トランス式変位計の上限閾値を共通の値とした。所定範囲の倍率とは、例えば１．０５〜１．１５の間の所定範囲で設定され、さらに好ましくは１．１〜１．１５の間の所定範囲に設定される。このため、差動トランス式変位計の個々において上限閾値を、細かな調整等を行うことなく、複数の差動トランス式変位計の下限閾値を共通の値とし簡便に設定することで、差動トランス式変位計を取り付け時の初期の調整時間の削減が可能となる。
【００１９】
本発明の第２態様は、交流電圧が供給された１次巻線と、可動鉄心と、前記可動鉄心を介して前記１次巻線と電磁結合された２系統の２次巻線であり、一方側をコモン線で結合されている該２次巻線とを備える差動トランスと、上記の差動トランス式変位計の断線検知システムと、を備えるである。
【００２０】
本発明の第３態様は、交流電圧が供給された１次巻線と、可動鉄心と、前記可動鉄心を介して前記１次巻線と電磁結合され、前記可動鉄心の往復動方向に並べられた２系統の２次巻線であり、一方側をコモン線で結合されている該２次巻線とを備え、それぞれの前記２次巻線の出力電圧が前記可動鉄心の位置によって変化する差動トランス式変位計の断線検知方法であって、前記２次巻線の出力電圧をそれぞれ計測する計測工程と、前記計測工程により計測された出力電圧と、予め設定された下限閾値とを比較する下限電圧値比較工程と、前記計測工程により計測された出力電圧の変化率と、予め設定された電圧変化率の閾値とを比較する電圧変化率比較工程と、前記計測工程により計測された出力電圧が前記下限閾値以下である場合、及び前記計測工程により計測された出力電圧の変化率が前記電圧変化率の閾値以上である場合の少なくとも一方が満たされた場合に、前記差動トランス式変位計における異常の発生を有りと判定する判定工程と、を有する差動トランス式変位計の断線検知方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、より高精度に断線を検出することができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態に係る差動トランス式変位計の断線検知システムを備えた発電プラントの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る発電プラントにおけるタービン蒸気制御弁の構成例を示す縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る発電プラントにおいて、弁駆動機と差動トランス式変位計との接続例を示した縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る発電プラントにおける差動トランス式変位計の電気的な等価回路を示した図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る差動トランス式変位計において、可動鉄心の位置（ストローク位置）と２次コイルの出力電圧との関係を例示したグラフである。
【図６】本発明の一実施形態に係る制御装置が備える機能を示した機能ブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る差動トランス式変位計において、２次コイルの出力電圧と下限閾値及び上限閾値との関係を例示したグラフである。
【図８】本発明の一実施形態に係る制御装置における断線検知のフローチャートである。
【図９】本発明の変形例に係る２次コイルの出力電圧における頻度分布を例示したグラフである。
【図１０】図９の領域Ｅを拡大して示したグラフである。
【図１１】本発明の変形例に係る２次コイルの出力電圧の変化率に対する２次コイルの出力電圧の頻度を示したグラフである。
【図１２】本発明の変形例に係る評価ウエイトと下限閾値との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る差動トランス式変位計の断線検知システムを備えた発電プラント１の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る差動トランス式変位計の断線検知システムを備えた発電プラント１の概略構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る発電プラント１は、一例としてボイラ２と、蒸気タービン３と、発電機４と、復水器５と、給水ポンプ６と、タービン蒸気制御弁７と、変位計２０、２１と、制御装置８とを主な構成として備えている。
【００２４】
なお、本実施形態では、発電プラント１におけるタービン蒸気制御弁７（止め弁１１及び加減弁１２）に対して、弁の開度状態を計測するために変位計２０、２１が設置され、変位計２０、２１には差動トランス式変位計２２を用いたものが備えられており、断線検知システム１００は差動トランス式変位計２２に対して設けられている。なお、断線検知システム１００は、後述する計測部２７ａ、２７ｂ、下限電圧値比較部７１、電圧変化率比較部６４、判定部６５を含んで構成されているものとする。差動トランス式変位計２２は変位を計測可能な装置であるため、変位の測定が必要な装置であれば、タービン蒸気制御弁７に限らず他の装置にも適用可能である。すなわち、本実施形態に係る断線検知システム１００は、差動トランス式変位計２２の用途に依らず適用することが可能である。
【００２５】
ボイラ２は、給水ポンプ６から送られるボイラ給水をボイラ２で過熱蒸気にして蒸気タービン３へ供給する。具体的には、ボイラ２は、節炭器、蒸発管、過熱器等から構成されている。ボイラ水は、まず節炭器にて加熱され、蒸発管で飽和蒸気となる。その後、過熱器でさらに過熱されることによって過熱蒸気となる。ボイラ２で生成された過熱蒸気は、タービン蒸気制御弁７を介して蒸気タービン３へ供給される。なお、ボイラ２の構成は、燃料を供給して火炉で燃焼した燃焼ガスとボイラ２への給水と熱交換するもの、ガスタービンなどの高温排気ガスとボイラ２への給水と熱交換するもの等があり、上記に限られず様々な構成を採用可能である。
【００２６】
蒸気タービン３（以下、「タービン３」という。）では、ボイラ２にて生成された過熱蒸気が供給され、過熱蒸気が膨張してタービン翼を回転駆動させている。すなわち、タービン３では、過熱蒸気のエネルギーを回転エネルギーへ変換している。タービン３の構成としては、高圧タービン、中圧タービン、低圧タービンの３段構成や、高圧タービンと中圧タービンの２段構成など様々な構成が適用可能である。なお、タービン３の回転軸は発電機４と接続されている。
【００２７】
発電機４では、タービン３の回転軸と発電機４の回転軸とが接続されて回転駆動されており、タービン３で生じた回転エネルギーを電気エネルギーに変換している。発電機４によって発電した電気は、例えば、昇圧器等を介して電力系統に供給される。
【００２８】
復水器５は、タービン３において仕事をし終えた蒸気を冷却して液相に戻して復水としている。具体的には、復水器５には、海水が供給される伝熱管が設けられ、タービン３より排出された蒸気と、海水との間で熱交換を行うことで、蒸気を冷却し、水に戻して復水としている。生成された復水は、加熱器（不図示）や脱気器（不図示）を介して、給水ポンプ６に供給される。
【００２９】
給水ポンプ６は、加熱器（不図示）や脱気器（不図示）を介して供給された復水をボイラ給水としてボイラ２に供給する。なお、給水ポンプ６を制御することで、ボイラ２に供給されるボイラ給水の流量等を制御することが可能である。また、給水ポンプ６から送水されたボイラ給水を、さらに高温の加熱器（不図示）で加熱してボイラ２に供給することとしてもよい。
【００３０】
タービン蒸気制御弁７は、ボイラ２からタービン３に供給される蒸気の流量を制御している。具体的には、タービン蒸気制御弁７は、止め弁１１と加減弁１２から構成されている。図２は、タービン蒸気制御弁７の構成を例示した図（縦断面図）の一例である。図２に示されるように、ボイラ２によって生成された蒸気は、止め弁１１と加減弁１２から構成されるタービン蒸気制御弁７を介してタービン３に供給される。なお、止め弁１１と加減弁１２はそれぞれ個別に設けられても良い。
【００３１】
止め弁１１では、タービン蒸気制御弁７を通過する蒸気の流量を零（停止）としたり、また、止め弁１１はタービンの回転数を上げる昇速時などにおいて少量の蒸気量を制御する先開弁（不図示）を有しており、その先開弁の開度を制御することによって蒸気の通過する流量を調整することができる。加減弁１２では、開度を制御することによって、止め弁１１と比較して、より大容量の蒸気流量を調整することができる。すなわち、タービン蒸気制御弁７では、止め弁１１でタービン３に供給される蒸気を確実に停止を可能とし、加減弁１２の開度を制御することによって、ボイラ２からタービン３に供給される発電に必要な大容量の蒸気流量を制御している。
【００３２】
止め弁１１は、止め弁駆動機１１ａによって制御されている。具体的には、止め弁駆動機１１ａによってピストン軸１１ｂが制御され、ピストン軸１１ｂに接続されたリンク機構１１ｃを介して、止め弁１１の開度が調整される。例えば、止め弁駆動機１１ａによってピストン軸１１ｂが矢印Ａの方向に制御されると、該駆動がリンク機構１１ｃを介して止め弁１１に伝達され、止め弁１１は矢印Ａの方向に動作して開く（開度が全開となる）こととなる。なお、加減弁１２も止め弁１１と同様の駆動機構を有しており、加減弁１２は、加減弁駆動機１２ａによって弁の開度が制御されている。例えば、加減弁駆動機１２ａによってピストン軸１２ｂが矢印Ｂの方向に移動量が制御されると、リンク機構１２ｃを介して加減弁１２が矢印Ｂの方向に動作し、開度を制御されて開く（開度が大きくなる）こととなる。なお、図２に記載の止め弁１１及び加減弁１２の駆動機構の一例であり、他の方式によって各弁を制御することも可能である。また、以下の説明では、止め弁駆動機１１ａ及び加減弁駆動機１２ａを特に区別しない場合には、弁駆動機として説明する。
【００３３】
止め弁駆動機１１ａ及び加減弁駆動機１２ａには、止め弁１１の弁の全開全閉及び加減弁１２の弁の開度を測定するために、２つの差動トランス式変位計２２（２２ａ及び２２ｂ）から構成される変位計２０、２１がそれぞれ設けられている。具体的には、図２に示すように、止め弁駆動機１１ａ及び加減弁駆動機１２ａにおけるピストン軸１１ｂ、１２ｂの変位が計測可能なように、変位計２０、２１が備えられている。図３は、加減弁駆動機１２ａにおけるピストン軸１２ｂと、変位計２１（差動トランス式変位計２２ａ、２２ｂを有する）との接続例を示した図（縦断面図）である。図３の白抜き矢印で示すように、図３の左側に示した図は、図３の右側の図の差動トランス式変位計２２の内部構造を概念的に示したものである。なお、止め弁駆動機１１ａの構成についても、図３に示す加減弁駆動機１２ａの場合と同様である。図２及び図３に示すように、加減弁駆動機１２ａにおけるピストン軸１２ｂと差動トランス式変位計２２の可動軸２３とがリンク機構１２ｄ（止め弁駆動機１１ａの場合は、リンク機構１１ｄ）を介して接続されている。本実施形態では、１つの加減弁駆動機１２ａに対して、２つの差動トランス式変位計２２（２２ａ及び２２ｂ）を備える構成としている。後述するように、例えば、片方の差動トランス式変位計２２ａに故障（例えば、断線）が生じた場合に、制御装置８が他方の差動トランス式変位計２２ｂによる計測値を取得するように切り替えることで、加減弁１２（または止め弁１１）の開度を信頼性高く計測することが可能となる。なお、差動トランス式変位計２２を２つ備えることなく、単体として備えることも可能である。図３のように、加減弁駆動機１２ａにおけるピストン軸１２ｂと差動トランス式変位計２２とを接続することで、例えば、ピストン軸１２ｂが矢印Ｃの方向に動作すると、差動トランス式変位計２２の可動軸２３が矢印Ｃの方向に動作（変位）して、該変位が差動トランス式変位計２２により出力電圧として検出される。なお、以下の説明では、２系統備えた差動トランス式変位計２２を区別する場合には、差動トランス式変位計２２ａ、２２ｂと符号を付し、区別しない場合には、単に、差動トランス式変位計２２と符号を付すこととする。また、差動トランス式変位計２２ａ、２２ｂの内部構成は互いに同一であるため、図３に示すように、同一の符号を付している。
【００３４】
差動トランス式変位計２２は、１次コイル２４（１次巻線）と、２次コイル２５（２次巻線）と、可動軸２３と、可動鉄心２６とを備えている。なお、以下の説明では、２系統備えた２次コイル２５を区別する場合には、２次コイル２５ａ、２５ｂと符号を付し、区別しない場合には、単に、２次コイル２５と符号を付すこととする。図４は、差動トランス式変位計２２の電気的な等価回路を示した図である。１次コイル２４には、電源２８から電圧が供給されている。例えば、電源２８は、６Ｖから１０Ｖの交流電圧（例えば、１ｋＨｚ）を１次コイル２４に供給している。図３及び図４に示されるように、２次コイル２５は、ピストン軸１２ｂの長いストロークにも精度よく検出するために、差動トランス式変位計２２の内部には可動鉄心２６の移動方向に、２次コイル２５ａ、２５ｂを２系統並べ配置している。各２次コイル２５ａ，２５ｂの一方側は計測電位の基準値を合わせて共通化するためにコモン線として結合させている。したがい、２次コイル２５は、可動鉄心２６の往復動方向に対して２系統設けられており、それぞれの２次コイル２５ａ、２５ｂが可動鉄心２６を介して１次コイル２４と電磁結合している。そして、それぞれの２次コイル２５ａ、２５ｂに誘起された電圧を、計測部（電圧計）２７ａ、２７ｂにて計測し、制御装置８に出力している。なお、計測部（電圧計）２７ａ、２７ｂでは整流器を含み、整流後の電圧を計測しているものとする。
【００３５】
可動軸２３は、止め弁駆動機１１ａのピストン軸１１ｂ又は加減弁駆動機１２ａのピストン軸１２ｂの変位を可動鉄心２６に伝達しており、１次コイル２４と２次コイル２５の結合には影響を与えない材料で構成されている。
【００３６】
可動鉄心２６は、止め弁駆動機１１ａのピストン軸１１ｂ又は加減弁駆動機１２ａのピストン軸１２ｂと連結されており、該ピストン軸の往復動に伴って移動（変位）する。また、可動鉄心２６は、磁性体材料で構成されており、変位することによって１次コイル２４と２次コイル２５の結合度合（相互インダクタンス）を変化させている。すなわち、止め弁１１又は加減弁１２の開度に伴って可動鉄心２６の往復動方向の位置（変位状態）が変化し、可動鉄心２６の変位後の位置に基づいて１次コイル２４と２次コイル２５の結合状態が決定され、該結合状態に基づいて２次コイル２５ａ及び２５ｂに電圧が誘起される。すなわち、止め弁１１又は加減弁１２の開度と２次コイル２５ａ及び２５ｂに誘起された電圧とは相関関係を有しているため、２次コイル２５ａ及び２５ｂに誘起された出力電圧を計測することで、止め弁１１又は加減弁１２の開度を求めることが可能となる。
【００３７】
なお、図４に示されるように、それぞれの２次コイル２５ａ及び２５ｂのそれぞれの一方側において、出力電圧測定の基準となる線がコモン線として互いに接続されている（Ｌ１）。これは、それぞれの計測部２７ａ、２７ｂによる電圧測定の基準値を合わせるためである。
【００３８】
可動鉄心２６の位置（ストローク位置）と２次コイル２５の出力電圧の関係を図５に例示する。ピストン軸１１ｂ、ピストン軸１２ｂのストロークの中央位置は、可動鉄心２６の可動範囲の中央位置と出来るだけ合致させるように差動トランス式変位計２２が設置されている。なお、図５では、ストローク位置における中央位置を０％とし、正方向及び負方向に±５０％として示している。また、２次コイル２５ａの出力電圧をＶＡとし、２次コイル２５ｂの出力電圧をＶＢとしている。また、差動トランス式変位計２２では、弁駆動機の上限位置と下限位置に対する中央位置において、それぞれの２次コイル２５に誘起される電圧（ＶＡ及びＶＢ）が略等しくなるように可動鉄心２６の位置等が調整されて設けられている。また、図５の横軸におけるストローク位置の位置Ｓ１とは、弁駆動機におけるピストン軸の可動上限位置に対応する可動鉄心２６の位置であり、ストローク位置の位置Ｓ２とは、弁駆動機におけるピストン軸の可動下限位置に対応する可動鉄心２６の位置である。すなわち、可動鉄心２６は、位置Ｓ１及びＳ２の間で変位し、これに伴って、２次コイル２５の出力電圧は、ＶＡｍａｘからＶＡｍｉｎの間で変化し、２次コイル２５の出力電圧は、ＶＢｍａｘからＶＢｍｉｎの間で変化する。
【００３９】
可動鉄心２６が中央位置にある場合には、１次コイル２４に対して、それぞれの２次コイル２５ａ及び２５ｂの結合状態が略等しくなるため、誘起される電圧（ＶＡ及びＶＢ）は略等しくなる。図５に示されるように、可動鉄心２６が正方向（図３及び図４における矢印Ｃ方向）に移動すると、１次コイル２４と２次コイル２５ａの結合状態が強まり、１次コイル２４と２次コイル２５ｂの結合状態が弱まる。これは、可動鉄心２６を介して１次コイル２４の磁束がより多く２次コイル２５ａを通過するためであり、一方で、２次コイル２５ｂを貫通する１次コイル２４の磁束は少なくなる。このため、可動鉄心２６が正方向に変位すると、２次コイル２５ａに誘起される電圧が大きくなり、２次コイル２５ｂに誘起される電圧が小さくなる。また、可動鉄心２６が負方向（図３及び図４における矢印Ｄ方向）に変位すると、可動鉄心２６が正方向に変位した場合と相反した原理により、２次コイル２５ｂに誘起される電圧が大きくなり、２次コイル２５ａに誘起される電圧が小さくなる。
【００４０】
このため、例えば、２次コイル２５ａから出力電圧ＶＡ１が検出され、２次コイル２５ｂから出力電圧ＶＢ１が検出された場合には、可動鉄心２６の位置が＋２０％にあることがわかる。そして、可動鉄心２６の位置が＋２０％であることから、弁駆動機のピストン軸の変位が求まり、そして、止め弁１１又は加減弁１２の弁の開度を求めることが可能となる。２次コイル２５において測定されたそれぞれの出力電圧（ＶＡ及びＶＢ）は、制御装置８に送信され、止め弁１１及び加減弁１２の開度制御及び、差動トランス式変位計２２の異常（例えば、断線）検出に用いられる。
【００４１】
制御装置８は、タービン蒸気制御弁７の弁の開度を制御し、タービン３に供給される蒸気の流量を制御する。また、タービン蒸気制御弁７に対して設けられた差動トランス式変位計２２の異常（例えば、断線）を検出する。
【００４２】
制御装置８は、例えば、図示しないＣＰＵ（中央演算装置）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリ、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等を備えている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００４３】
図６は、制御装置８が備える機能を示した機能ブロック図である。図６に示されるように、制御装置８は、開度制御部６１と、断線検知部６２（断線検知システム）とを備えている。
【００４４】
開度制御部６１は、タービン蒸気制御弁７（止め弁１１及び加減弁１２）の弁の開度を制御している。具体的には、開度制御部６１は、蒸気タービン３の全体の制御を行っている上位制御装置からタービン蒸気制御弁７の開度指令（止め弁１１及び加減弁１２のそれぞれに対する開度指令）を受け取るとともに、差動トランス式変位計２２より、現在のタービン蒸気制御弁７の開度（止め弁１１及び加減弁１２の開度）の測定値を取得し、上位制御装置から取得した開度指令と現在のタービン蒸気制御弁７の開度が略一致するようにフィードバック制御を行う。なお、本実施形態では、タービン蒸気制御弁７をフィードバック制御することとしているが、タービン蒸気制御弁７の弁の開度制御については様々な方法が適用可能である。
【００４５】
断線検知部６２は、２次コイル２５の出力電圧（ＶＡ及びＶＢ）に基づいて、差動トランス式変位計２２の異常（特に、断線）を検出する。このため、断線検知部６２は、電圧値比較部６３と、電圧変化率比較部６４と、判定部６５と、切替部６６を備えている。
【００４６】
電圧値比較部６３は、計測部２７ａ、２７ｂにより計測された２次コイル２５の出力電圧値と、予め設定された閾値とを比較し、比較結果を判定部６５に出力する。具体的には、電圧値比較部６３は、予め設定された下限閾値ＶＬ、上限閾値ＶＨ、及び和電圧閾値（ＶＬ´、ＶＨ´）と、計測部２７ａ、２７ｂにより計測された２次コイル２５の出力電圧（ＶＡ及びＶＢ）とを比較する。このため、電圧値比較部６３は、下限電圧値比較部７１と、上限電圧値比較部７２と、和電圧値比較部７３とを備えている。なお、本実施形態では、電圧値比較部６３は、下限電圧値比較部７１と、上限電圧値比較部７２と、和電圧値比較部７３のすべてを備える構成としているが、下限電圧値比較部７１と、上限電圧値比較部７２と、和電圧値比較部７３の少なくとも１つを備える構成とすることも可能である。
【００４７】
下限電圧値比較部７１は、計測部２７ａ、２７ｂにより計測された２次コイル２５の出力電圧（ＶＡ及びＶＢ）と、予め設定された下限閾値ＶＬとを比較する。差動トランス式変位計２２において、内部回路（例えば、２次コイル２５と計測部とを接続する配線）に断線が発生した場合には、計測部２７ａ、２７ｂの計測結果は零となる。このように、差動トランス式変位計２２において断線が発生した場合には計測部２７ａ、２７ｂで計測される電圧値は零となる（但し、２次コイル２５自体の断線時は後述する２次コイル２５ａ、２５ｂのコモン線を接続する影響で大幅に低下する）ため、下限電圧値比較部７１では、計測部２７ａ、２７ｂによる計測結果（ＶＡ及びＶＢ）が、下限閾値ＶＬ以下となったか否かを検出している。なお、差動トランス式変位計２２において、１次コイル２４側の断線、２次コイル２５側の断線、計測部２７ａ、２７ｂと制御装置８とを接続する配線の断線等であっても、計測部２７ａ、２７ｂの計測結果は零となる。このため、下限電圧値比較部７１では、差動トランス式変位計２２の内部回路における断線を総合的に検出することができる。また、差動トランス式変位計２２において、内部回路の断線以外の要因であっても、例えば、１次コイル２４の電圧供給源の故障や、計測器の故障、内部回路の短絡等でも計測部２７ａ、２７ｂによる計測結果が零となる可能性がある。すなわち、下限電圧値比較部７１では、断線に限らず、差動トランス式変位計２２における異常を総合的に判定することができる。
【００４８】
下限閾値ＶＬは、可動鉄心２６を動作させた場合における２次コイル２５の出力電圧の最小値に所定の倍率を乗ずることによって設定される。図７は、２次コイル２５の出力電圧と下限閾値ＶＬ及び上限閾値ＶＨとの関係を例示したグラフである。図７に示すように、下限閾値ＶＬは、可動鉄心２６を変位させた場合における２次コイル２５の出力電圧の最小値よりも低い値に設定される。具体的には、２次コイル２５の出力電圧の最小値に対して、０．８５から０．９５の間で任意に設定された倍率（好ましくは０．８５から０．９）を乗ずることによって設定される。なお、２次コイル２５の出力電圧の最小値とは、可動鉄心２６を動作させた場合における２次コイル２５ａの出力電圧の最小値ＶＡｍｉｎと、２次コイル２５ｂの出力電圧の最小値ＶＢｍｉｎのうちより低い値の出力電圧を用いることが好ましい。このため、下限閾値ＶＬは、以下の式で算出される。
【００４９】
［数１］
ＶＬ＝ＭＩＮ（ＶＡｍｉｎ、ＶＢｍｉｎ）×０．９        （１）
【００５０】
なお、下限閾値ＶＬは、下限電圧値比較部７１により異常検知を行える電圧範囲を示している。具体的には、下限電圧値比較部７１では、２次コイル２５の出力電圧が０Ｖ以上かつ下限閾値ＶＬ以下の範囲内である場合に断線の検知が可能である。後述するように、断線が発生したにも関わらず、２次コイル２５の出力電圧に下限閾値ＶＬ以上の残存電圧が生じてしまった場合には、補完的に、電圧変化率比較部６４にて断線を検知するが、下限電圧値比較部７１と比較して電圧変化率比較部６４は、直接的な計測でないために精度が低い。すなわち、下限閾値ＶＬは、精度の高い下限電圧値比較部７１による断線検知が可能な電圧範囲を示している。しかしながら、下限閾値ＶＬが低い（倍率が小さい）場合には、下限電圧値比較部７１で断線検知可能な電圧範囲が狭まってしまう。一方で、下限閾値ＶＬが高い（倍率が大きい）場合には、下限電圧値比較部７１で断線検知可能な電圧範囲が広がるが、２次コイル２５の出力電圧の最小値との差が小さくなり、ノイズ等によって誤検知を招いて、実際には断線を生じていないにも係わらず断線していると判断する可能性がある。このため、下限閾値ＶＬを決定するための倍率については、０．８５から０．９５の間の所定範囲、さらに好ましくは０．８５から０．９の間の所定範囲とすることが良い。なお、倍率の具体的な数値については、０．８５から０．９５の間で任意に設定する場合に限らず、下限電圧値比較部７１で断線検知可能な電圧範囲と、ノイズ等による誤検知とのトレードオフを考慮して適宜設定することも可能である。また、下限閾値ＶＬを決定するための倍率については、０．８５から０．９５の間で良いことから、複数配置された同一仕様のストローク幅を検出するための差動トランス式変位計２２に対して、個々に下限閾値ＶＬを設定するのではなく、複数配置された差動トランス式変位計２２の下限閾値ＶＬを共通の値とすることができる。このため、差動トランス式変位計２２を設置した際に、タービン蒸気制御弁７（止め弁１１及び加減弁１２）などの弁の開閉動作と２次コイル２５の出力電圧を確認しつつ、個々に下限閾値ＶＬを設定するという細かな調整等を行う必要が無い。したがい、複数の差動トランス式変位計２２の下限閾値ＶＬを共通の値とし簡便に設定することで、差動トランス式変位計２２を取り付け時の初期の調整時間の削減が可能となる。
【００５１】
上限電圧値比較部７２は、計測部２７ａ、２７ｂにより計測された２次コイル２５の出力電圧（ＶＡ及びＶＢ）と、予め設定された上限閾値ＶＨとを比較する。２次コイル２５は、可動鉄心２６を介して電圧供給された１次コイル２４と結合しているため、例えば、電源２８の故障等によって１次コイル２４に過電圧が印加された場合には２次コイル２５の出力電圧が過大となる。このため、２次コイル２５の出力電圧と上限閾値ＶＨとを比較することによって、１次コイル２４における電源２８の異常などといった差動トランス式変位計２２の異常を判定することが可能となる。
【００５２】
上限閾値ＶＨは、可動鉄心２６を動作させた場合における２次コイル２５の出力電圧の最大値に所定の倍率を乗ずることによって設定される。図７に示すように、上限閾値ＶＨは、可動鉄心２６を変位させた場合における２次コイル２５の出力電圧の最大値よりも高い値に設定される。具体的には、２次コイル２５の出力電圧の最大値に対して、１．０５から１．１５の間で任意に設定された倍率（好ましくは１．０５〜１．１）を乗ずることによって設定される。なお、２次コイル２５の出力電圧の最大値とは、可動鉄心２６を動作させた場合における２次コイル２５ａの出力電圧の最大値ＶＡｍａｘと、２次コイル２５ｂの出力電圧の最大値ＶＢｍａｘのうちより高い値の出力電圧を用いることが好ましい。具体的には、上限閾値ＶＨは、以下の式で算出される。
【００５３】
［数２］
ＶＨ＝ＭＡＸ（ＶＡｍａｘ、ＶＢｍａｘ）×１．１        （２）
【００５４】
なお、上限閾値ＶＨが低い（倍率が小さい）場合には、上限閾値ＶＨと２次コイル２５の出力電圧の最大値との差が小さくなり、ノイズ等によって誤検知を招いて、実際には電源２８の異常などを生じていないにも係わらず異常発生していると判断する可能性がある。このため、上限閾値ＶＨを決定するための倍率については、１．０５から１．１５の間の所定範囲、さらに好ましくは１．１から１．１５の間の所定範囲とすることが良い。なお、倍率の具体的な数値については、１．０５から１．１５の間で任意に設定する場合に限られず、ノイズ等による誤検知を考慮して適宜設定することも可能である。また、上限閾値ＶＨを決定するための倍率については、１．０５から１．１５の間で良いことから、複数配置された同一仕様のストローク幅を検出するための差動トランス式変位計２２に対して、個々に上限閾値ＶＨを設定するのではなく、複数配置された差動トランス式変位計２２の上限閾値ＶＨを共通の値とすることができる。このため、差動トランス式変位計２２を設置した際に、タービン蒸気制御弁７（止め弁１１及び加減弁１２）などの弁の開閉動作と２次コイル２５の出力電圧を確認しつつ、個々に上限閾値ＶＨを設定するという細かな調整等を行う必要が無い。したがい、複数の差動トランス式変位計２２の上限閾値ＶＨを共通の値とし簡便に設定することで、差動トランス式変位計２２を取り付け時の初期の調整時間の削減が可能となる。
【００５５】
和電圧値比較部７３は、計測部２７ａ、２７ｂにより計測されたそれぞれの２次コイル２５の出力電圧の和（ＶＡ＋ＶＢ）と、予め設定された和電圧閾値（ＶＬ´、ＶＨ´）とを比較する。具体的には、和電圧値比較部７３では、計測部２７ａ、２７ｂにより計測されたそれぞれの２次コイル２５の出力電圧の和（ＶＡ＋ＶＢ）と、下限和電圧閾値ＶＬ´及び上限和電圧閾値ＶＨ´とを比較することによって、差動トランス式変位計２２の異常（断線等）を検知する。具体的には、下限和電圧閾値ＶＬ´及び上限和電圧閾値ＶＨ´は、以下の式で算出される。
【００５６】
［数３］
ＶＬ´＝（ＶＡｍｉｎ＋ＶＢｍｉｎ）×０．９
ＶＨ´＝（ＶＡｍａｘ＋ＶＢｍａｘ）×１．１        （３）
【００５７】
なお、（３）式における下限和電圧閾値ＶＬ´の倍率は、０．９に限定されず、０．８５から０．９５の間で任意に設定することが可能である。また、（３）式における上限和電圧閾値ＶＨ´の倍率についても、１．１に限定されず、１．０５から１．１５の間で任意に設定することが可能である。
【００５８】
すなわち、和電圧値比較部７３では、２次コイル２５の出力電圧の和と、下限和電圧閾値ＶＬ´を比較することによって、断線等といった差動トランス式変位計２２の異常を検知でき、２次コイル２５の出力電圧の和と上限和電圧閾値ＶＨ´を比較することによって、１次コイル２４の電源２８の異常といった差動トランス式変位計２２の異常を検知することができる。なお、本実施形態では、下限電圧値比較部７１及び上限電圧値比較部７２と併用して、和電圧値比較部７３を設けることとしているが、下限電圧値比較部７１と上限電圧値比較部７２、及び和電圧値比較部７３のいずれか一方を備えることとしてもよい。
【００５９】
電圧変化率比較部６４は、計測部２７ａ、２７ｂにより計測された２次コイル２５の出力電圧（ＶＡ及びＶＢ）の変化率（ΔＶＡ及びΔＶＢ）と、予め設定された電圧変化率の閾値αとを比較する。具体的には、電圧変化率比較部６４では、２次コイル２５の出力電圧を取得し、２次コイル２５の出力電圧の単位時間当たりの変化率（例えば、ｍＶ／ｍｓｅｃ）を算出し、算出した変化率（ΔＶＡ及びΔＶＢ）と、予め設定された電圧変化率の閾値αとを比較する。すなわち、電圧変化率比較部６４では、２次コイル２５の出力電圧が閾値を超える変化率で変化（低下）したか否かを検知している。
【００６０】
差動トランス式変位計２２においては、図４に示されるように、それぞれの２次コイル２５の一方側における電圧測定の基準となる配線がコモン線として互いに接続されている。例えば、２次コイル２５ａにおけるコモン線（図４におけるＯ点）に断線が発生した場合には、断線が発生していない２次コイル２５ｂのコモン線と２次コイル２５ａのコモン線が線Ｌ１を介して接続されている状態で、２次コイル２５ｂから２次コイル２５ａへ電圧が回り込むことがある。この様な場合には、コモン線に断線が発生している２次コイル２５ａに残存電圧が発生してしまう。残存電圧が発生すると、下限電圧値比較部７１における下限閾値ＶＬ（および和電圧値比較部７３の下限和電圧閾値ＶＬ´）以上の電圧値となることがあり、このような場合には、コモン線に断線が発生しているにも関わらず、下限電圧値比較部７１において断線を検知することができない。そこで、本実施形態においては、断線が発生した場合に２次コイル２５の出力電圧の変化率（ΔＶＡ及びΔＶＢ）が、蒸気制御弁の最大速度動作における差動トランス式変位計２２内の可動鉄心２６の移動に伴う２次コイル２５の出力電圧の変化を上回る速度で、急激に低下することに着目し、２次コイル２５の出力電圧の変化率（ΔＶＡ及びΔＶＢ）と電圧変化率の閾値αとを比較することとした。すなわち、電圧変化率比較部６４では、予め設定した電圧変化率の閾値を超えるほどの変化率で２次コイル２５の出力電圧が変化したか否かを検知し、これに基づいて、後述する判定部６５にて異常発生の有無を判定している。
【００６１】
電圧変化率比較部６４で用いる電圧変化率の閾値αは、２次コイル２５の出力電圧における正常な変化率と、断線等発生時の異常な変化率とを区別可能なように設定される。具体的には、差動トランス式変位計２２において、２次コイル２５の出力電圧は、タービン蒸気制御弁７の開閉制御によって変化する。すなわち、タービン蒸気制御弁７の最大動作速度時の２次コイル２５の出力電圧変化率よりも十分早く２次コイル２５の出力電圧が変化した場合に、断線等が発生したと考えることが可能である。すなわち、電圧変化率の閾値は、例えば以下の式で表される。
【００６２】
［数４］
α＝（（ＶＡｍａｘ−ＶＡｍｉｎ）／Δｔ）×Ｍ        （４）
【００６３】
ここで、（４）式におけるΔｔは、タービン蒸気制御弁７が最大動作速度で開閉した場合（２次コイル２５ａの出力電圧が最大値ＶＡｍａｘから最小値ＶＡｍｉｎに変化した場合）における開閉時間であり、Ｍは、余裕度（例えば、２）を示す係数である。すなわち、（４）式は、２次コイル２５の出力電圧がΔｔの間に最大値ＶＡｍａｘから最小値ＶＡｍｉｎに変化した場合の変化率（平均変化率）に所定の余裕度Ｍを乗じた変化率を示している。このため、該電圧変化率の閾値α以上に２次コイル２５の出力電圧が変化した場合には、差動トランス式変位計２２で断線が発生したと推定できることを意味している。なお、２次コイル２５ｂについても、（４）式と同様に電圧変化率の閾値αを算出し、２次コイル２５ａによる電圧変化率の閾値αと、２次コイル２５ｂによる電圧変化率の閾値αのうちより大きな電圧変化率の閾値αを用いることとしてもよい。
【００６４】
なお、電圧変化率比較部６４で用いる電圧変化率の閾値αについては、タービン蒸気制御弁７の開閉制御に伴う２次コイル２５の出力電圧の最大変化率が算出可能な場合には、最大変化率に所定の余裕度（例えば、１．１）を乗じて設定することとしてもよい。
【００６５】
判定部６５は、電圧値比較部６３（下限電圧値比較部７１、上限電圧値比較部７２、和電圧値比較部７３）及び電圧変化率比較部６４より各比較結果を取得し、差動トランス式変位計２２に異常が発生しているか否かを判定する。具体的には、判定部６５は、まず、電圧値比較部６３による比較結果を参照し、下限電圧値比較部７１の比較結果が２次コイル２５の出力電圧が下限閾値ＶＬ以下であることを示す場合、及び和電圧値比較部７３の比較結果が２次コイル２５の出力電圧の和が下限和電圧閾値ＶＬ´以下であることを示す場合の少なくともいずれか１方が満たされた場合に、差動トランス式変位計２２において、異常（例えば、断線）の発生が有りと判定する。
【００６６】
また、判定部６５は、上限電圧値比較部７２の比較結果が２次コイル２５の出力電圧が上限閾値ＶＨ以上であることを示す場合、及び和電圧値比較部７３の比較結果が、２次コイル２５の出力電圧の和が上限和電圧閾値ＶＨ´以上であることを示す場合の少なくともいずれか一方が満たされた場合に、差動トランス式変位計２２において、異常（例えば、電源２８異常）の発生が有りと判定する。
【００６７】
そして、電圧値比較部６３による比較結果を参照して異常の発生が有りと判定されなかった場合には、電圧変化率比較部６４の比較結果を参照する。具体的には、判定部６５は、電圧変化率比較部６４の比較結果が、２次コイル２５の出力電圧の変化率が電圧変化率の閾値α以上であることを示す場合には、差動トランス式変位計２２において、異常（例えば、断線）の発生が有りと判定する。なお、判定部６５の制御フローについては後述する。
【００６８】
判定部６５は、電圧値比較部６３（下限電圧値比較部７１、上限電圧値比較部７２、和電圧値比較部７３）及び電圧変化率比較部６４の各比較結果に基づく判定結果を、切替部６６に出力する。なお、判定部６５は、異常の発生が有りと判定された場合に、発電プラント１の運転員等に、異常の発生が発生したこと（断線によるものか、電源２８異常によるものかを含む）を通知することとしてもよい。
【００６９】
切替部６６は、判定部６５より取得した判定結果に基づいて、差動トランス式変位計２２の切り替えを行う。差動トランス式変位計２２の異常検知を正確に行うことはタービン制御装置にとって非常に重要な機能であるため、図３及び図４に示すように、１つの弁駆動機に対して２つの差動トランス式変位計２２を備える構成として、一方が故障や断線を発生しても弁体の制御が可能なように信頼性を向上させてもよい。切替部６６は、判定部６５により異常の発生が有りと判定された場合に、異常の発生が有りと判定された差動トランス式変位計２２から、他方の差動トランス式変位計２２へ、タービン蒸気制御弁７の開度の測定を行う差動トランス式変位計２２を切り替える。
【００７０】
例えば、差動トランス式変位計２２ａを用いて運転を行っている場合（差動トランス式変位計２２ｂは出力電圧があってもよいが、検知には使用せずに待機状態）には、制御装置８は差動トランス式変位計２２ａより計測結果を取得する。そして、差動トランス式変位計２２ａに異常が有りと判定された場合には、待機状態であった差動トランス式変位計２２ｂに切り替えることで、制御装置８は、差動トランス式変位計２２ｂより計測結果を取得する。
【００７１】
次に、上述の制御装置８において、残存電圧が発生した場合の断線検知について図７を参照して説明する。図７は、可動鉄心２６の変位に対する２次コイル２５ａの出力電圧の変化（断線なし及び断線あり）を示している。図７に示す例では、２次コイル２５ａのコモン線に断線が発生した場合における２次コイル２５ａの出力電圧の変化をＶＡＤとして破線で示しており、可動鉄心２６の位置が正方向に変位するほど、２次コイル２５ａに大きな残存電圧が発生する例を示している。
【００７２】
２次コイル２５ａは、断線が発生する前では、ＶＡとして実線で示すように可動鉄心２６の位置に応じて正常な電圧を出力する。しかしながら、２次コイル２５ａのコモン線に断線が発生した場合には、他方の正常な（非断線側の）２次コイル２５ｂから電圧が回り込み、断線が発生した２次コイル２５ａに残存電圧（０Ｖよりも高い）が生じている場合を示す。このため、２次コイル２５ａから出力される電圧は、ＶＡＤに示すように全体的に低下する。ここで、横軸のストローク位置で、可動鉄心２６の位置がＲ１の領域内である場合には、２次コイル２５ａから出力される電圧（ＶＡＤ）は下限閾値ＶＬ以下となる。このため、２次コイル２５ａのコモン線に断線が発生した場合であっても、可動鉄心２６がＲ１の領域内で変位する場合には、下限電圧値比較部７１によって、断線が検知可能である。しかしながら、横軸のストローク位置で、可動鉄心２６の位置がＲ２の領域内である場合には、２次コイル２５ａに大きな残存電圧が生じているため、２次コイル２５ａから出力される電圧（ＶＡＤ）は下限閾値ＶＬ以上となってしまう。このため、２次コイル２５ａのコモン線に断線が発生した場合であっても、可動鉄心２６がＲ２の領域内で変位する場合には、下限電圧値比較部７１によって、断線が検知できない。そこで、本実施形態では、下限電圧値比較部７１によって断線が検知できない場合に、電圧変化率比較部６４によって２次コイル２５の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較することで、異常検知を行う。また、下限閾値ＶＬが下限和電圧閾値ＶＬ´の場合でも同様に残存電圧が生じていると断線が検知できない場合があるが、上述した電圧変化率の閾値を用いることで異常検知が可能となる。
【００７３】
すなわち、本実施形態における断線検知システムでは、２次コイル２５の出力電圧と下限閾値ＶＬとを比較することだけでなく、２次コイル２５の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較することによって、差動トランス式変位計２２における異常（特に断線）の有無をより正確に検知することが可能となる。
【００７４】
次に、上述の制御装置８による断線検知のフローついて、図８を参照して説明する。図８に示すフローは、タービン蒸気制御弁７が稼働される（差動トランス式変位計２２の測定対象の機器の動作が開始される）と実行される。なお、図８のフローは、所定の制御周期で繰り返し実行される。なお、以下の説明において、初期状態では、差動トランス式変位計２２ａの測定結果が制御装置８へ送られ、差動トランス式変位計２２ｂは待機状態であるものとする。
【００７５】
まず、差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧（ＶＡまたはＶＢ）が下限閾値ＶＬ以下であるか否かを判定する（Ｓ１０１）。差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧が下限閾値ＶＬ以下である場合（Ｓ１０１のＹＥＳ判定）には、差動トランス式変位計２２ａにおいて異常（断線）が発生していると推定して、差動トランス式変位計２２ｂの測定結果を制御装置８へ送るように、差動トランス式変位計２２の切替え（待機状態の差動トランス式変位計２２ｂへ切替え）を行う（Ｓ１０５）。
【００７６】
差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧（ＶＡまたはＶＢ）が下限閾値ＶＬ以下でない場合（Ｓ１０１のＮＯ判定）には、差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧（ＶＡまたはＶＢ）が上限閾値ＶＨ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧が上限閾値ＶＨ以上である場合（Ｓ１０２のＹＥＳ判定）には、差動トランス式変位計２２ａにおいて異常（例えば電源２８異常）が発生していると推定して、差動トランス式変位計２２ｂの測定結果を制御装置８へ送るように、差動トランス式変位計２２の切替え（待機状態の差動トランス式変位計２２ｂへ切替え）を行う（Ｓ１０５）。
【００７７】
差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧（ＶＡまたはＶＢ）が上限閾値ＶＨ以上でない場合（Ｓ１０２のＮＯ判定）には、差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧和（ＶＡ＋ＶＢ）が下限和電圧閾値ＶＬ´以下または上限和電圧閾値ＶＨ´以上であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧和が下限和電圧閾値ＶＬ´以下または上限和電圧閾値ＶＨ´以上である場合（Ｓ１０３のＹＥＳ判定）には、差動トランス式変位計２２ａにおいて異常（断線または電源２８異常）が発生していると推定して、差動トランス式変位計２２ｂの測定結果を制御装置８へ送るように、差動トランス式変位計２２の切替え（待機状態の差動トランス式変位計２２ｂへ切替え）を行う（Ｓ１０５）。なお、差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧和（ＶＡ＋ＶＢ）に対する電圧閾値との判定（Ｓ１０３）は、より精度良く判定を確認するには好ましいが、必ずしも必要ではなく省略しても良い。
【００７８】
差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧和が下限和電圧閾値ＶＬ´以下または上限和電圧閾値ＶＨ´以上でない場合（Ｓ１０３のＮＯ判定）には、差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧の変化率（ΔＶＡまたはΔＶＢ）が電圧変化率の閾値α以上であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧の変化率が閾値以上である場合（Ｓ１０４のＹＥＳ判定）には、差動トランス式変位計２２ａにおいて異常（断線または電源２８異常）が発生していると推定して、差動トランス式変位計２２ｂの測定結果を制御装置８へ送るように、差動トランス式変位計２２の切替え（待機状態の差動トランス式変位計２２ｂへ切替え）を行う（Ｓ１０５）。
【００７９】
差動トランス式変位計２２ａの２次コイル２５の電圧の変化率が閾値以上でない場合（Ｓ１０４のＮＯ判定）には、差動トランス式変位計２２ａにおいて異常（断線または電源２８異常）が発生していないと推定して、断線検知の処理を終了する。なお、断線検知の処理は所定の制御周期で繰り返し実行されるため、差動トランス式変位計２２ａにおける異常の有無は継続して監視される。
【００８０】
なお、図８に示すフローチャートの処理（ステップ）の順番については、適宜変更可能である。また、各処理を直列処理するだけでなく、並列処理することも可能である。
【００８１】
次に、本発明の一実施形態に係る制御装置８の変形例を説明する。上記実施形態では、下限閾値ＶＬを（１）式を用いて算出する場合について説明したが、本変形例では、適切な下限閾値ＶＬを、過去計測データに基づき自動的に設定（最適化）する。なお、本変形例では、下限閾値ＶＬの設定方法を例示して説明するが、他の閾値（例えば、上限閾値ＶＨ、和電圧閾値（ＶＬ´、ＶＨ´）、電圧変化率の閾値α）についても、同様に自動設定可能である。
【００８２】
本変形例に係る制御装置８は、データベース部と、下限閾値設定部とを更に備える。
【００８３】
データベース部は、計測部２７ａ、２７ｂにより計測された２次コイル２５の出力電圧（ＶＡ及びＶＢ）を格納する。具体的には、データベース部は、計測された２次コイル２５の出力電圧（ＶＡ及びＶＢ）をデータベースとして蓄積する。なお、データベース部は、所定期間（例えば、１年）前から現在の間に計測された２次コイル２５の出力電圧（ＶＡ及びＶＢ）を格納する。
【００８４】
下限閾値設定部は、データベース部に格納された出力電圧（ＶＡ及びＶＢ）の頻度分布に基づいて、下限閾値ＶＬを設定する。具体的には、下限閾値設定部は、まず、データベース部に格納された出力電圧に基づいて、頻度分布を算出する。図９は、出力電圧ＶＡの頻度分布の一例である。本実施形態での例では、３０％程度から６０％程度の弁の開度で多く運用がされ、完全に開閉状態になる頻度は少ない運用にある。なお。図９において領域Ｅは断線検知の対象となる領域である。すなわち、領域Ｅは、弁が全閉状態での出力電圧よりも低い出力電圧の下限閾値ＶＬ以下になる場合であり、下限電圧値比較部７１及び電圧変化率比較部６４で断線が検知可能な領域である。ここで断線が検知されたものは待機状態の他方の差動トランス式変位計２２ｂへ切替えが行われ、実際の運用では極めて低い頻度となる。
【００８５】
図１０は、図９に記載の領域Ｅを拡大したグラフである。図１０に示されるように、領域Ｅ１は、２次コイル２５の出力電圧が下限閾値ＶＬ以下となっている領域であり、領域Ｅ１では、下限電圧値比較部７１によって差動トランス式変位計２２の異常（断線）が検知可能である。また、領域Ｅ２は、２次コイル２５の出力電圧が下限閾値ＶＬより大きくなっている領域であり、領域Ｅ２では、下限電圧値比較部７１によって差動トランス式変位計２２の異常（断線）を検出することができず、電圧変化率比較部６４によって異常（断線）の検出を行う領域である。
【００８６】
図１１は、図１０に示す領域Ｅ２に示した電圧変化率比較部６４によって異常（断線）の検出を行う領域において、２次コイル２５の出力電圧の変化率に対する２次コイル２５の出力電圧の頻度を示したグラフである。図１１に示すように、電圧変化率の閾値α以下の領域では、タービン蒸気制御弁７の正常な動作で２次コイル２５の出力電圧は頻繁に変化しているため、頻度が高い状態となる。電圧変化率の閾値α以上の領域では、タービン蒸気制御弁７の正常な動作以外の要因（例えば、断線）で２次コイル２５の出力電圧が変化した場合を示しているため、ここで断線が検知されたものは待機状態の他方の差動トランス式変位計２２ｂへ切替えが行われ、実際の運用では極めて頻度が低い状態となる。すなわち、電圧変化率比較部６４では、図１１における電圧変化率の閾値α以上の領域（紙面で横軸の変化率でαより右側の領域）を異常判定の対象としている。
【００８７】
また、図１１に示すように、下限閾値ＶＬを変化させた場合には、電圧変化率比較部６４で異常判定の対象とする２次コイル２５の出力電圧の頻度が変化する。具体的には、下限閾値ＶＬを低く設定した場合には、下限閾値ＶＬを高く設定した場合と比較して、電圧変化率比較部６４で異常判定の対象とする２次コイル２５の出力電圧の頻度が高くなる。一方で、下限閾値ＶＬを高く設定した場合には、下限閾値ＶＬを低く設定した場合と比較して、電圧変化率比較部６４で異常判定の対象とする２次コイル２５の出力電圧の頻度が低くなる。すなわち、図１０及び図１１に基づくと、下限閾値ＶＬを低く設定した場合には、２次コイル２５の出力電圧にノイズがある場合でも誤検知を防止することができるものの、下限電圧値比較部７１で直接的な計測により異常判定可能な電圧範囲が狭まるため、異常検知に係る精度が低下する。一方で、下限閾値ＶＬを高く設定した場合には、下限電圧値比較部７１で直接的な計測により異常判定可能な電圧範囲が広がるものの、２次コイル２５の出力電圧にノイズがある場合に誤検知を行う可能性が高まる。すなわち、直接的な計測により精度の高い下限電圧値比較部７１における異常判定可能な電圧範囲の拡大と、ノイズによる誤検知の耐性とはトレードオフの関係があることから、下限閾値ＶＬの値の設定によってバランスをとることが好ましい。
【００８８】
下限閾値ＶＬの値の設定による適切なバランスをとるために、評価ウエイト（重み付け）を設定することで適正な検知となるよう、下限閾値ＶＬの値の設定を自動で行う。下限閾値ＶＬの値（変化させた場合の各値）に対して、下限電圧値比較部７１における異常判定可能な電圧範囲が拡大するほど、高い評価の評価ウエイト（重み付け）Ｗ１を設定する。また、一方では、下限閾値ＶＬの値に対して、ノイズによる誤検知の耐性が向上するほど、評価ウエイトＷ１よりも低めの評価ウエイトＷ２を設定する。評価ウエイトＷ１と評価ウエイトＷ２の値はノイズによる誤検知発生の状況によるが、例えば、評価ウエイトＷ１の最高評価値は、評価ウエイトＷ２の最高評価値の１．５倍から３倍の間から選定してもよい。下限閾値ＶＬの値に対して評価ウエイトＷ１と評価ウエイトＷ２を設定して実際に発生する頻度へ反映すると、下限閾値ＶＬと評価ウエイトを付加した評価結果の関係は、例えば図１２のように極大値を有する曲線となる。すなわち、図１２に示される評価ウエイトと付加した評価結果の極大値もしくは極大値の付近に対応する下限閾値ＶＬを選定することによって、下限電圧値比較部７１における異常判定可能な電圧範囲の拡大した検知範囲と、ノイズによる誤検知の耐性をもつ検知範囲（すなわち２次コイル２５の出力電圧の変化率と電圧変化率の閾値とを比較する方法を用いる検知範囲）とのバランスを最適にすることができる。また、バランスが適正となる下限閾値ＶＬを、所定期間（例えば、１年）毎に定期的にデータベース部から抽出して、自動で設定するようにしてもよい。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態に係る差動トランス式変位計２２の断線検知システム、差動トランス式変位計２２、及び断線検知方法によれば、２次コイル２５の出力電圧と下限閾値ＶＬとを比較することだけでなく、２次コイル２５の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較することによって、差動トランス式変位計２２における異常（例えば、断線）の有無を判定している。例えば、差動トランスを構成する２次コイル２５に断線が発生した場合、断線が発生した２次コイル２５からの出力電圧は零となる。このため、２次コイル２５の出力電圧と下限閾値ＶＬとを比較することで、精度よく断線の発生を検出することができる。
【００９０】
しかしながら、２次コイル２５を２系統備えて各２次巻線の一方側を計測電位の基準値を合わせるためにコモン線として結合している場合には、片方の２次コイル２５に断線が発生したとしても、他方の正常な（非断線側の）２次コイル２５から電圧が回り込み、断線が発生した２次コイル２５に残存電圧（０Ｖよりも高い）が生じることがある。残存電圧が下限閾値ＶＬ以上となった場合には、２次コイル２５の出力電圧と下限閾値ＶＬの比較では、断線を検出できない。そこで、２次コイル２５の出力電圧と下限閾値ＶＬの比較に加えて、２次コイル２５の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較することとした。すなわち、２次コイル２５において断線が発生すると２次コイル２５の出力電圧は、差動トランス式変位計内の可動鉄心２６の移動に伴う２次コイル２５の出力電圧の変化を上回る速度で、急激に低下することに着目し、２次コイル２５の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較することで断線を検出することとした。
【００９１】
このため、断線が発生した２次コイル２５に残存電圧が発生して断線の発生有無が検出しがたい出力電圧の場合に対しては、２次コイル２５の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較することで断線を検出することができる。以上より、２次コイル２５の出力電圧と下限閾値ＶＬとを比較すること、及び下限閾値ＶＬとの比較では検出できなかったものには、２次コイル２５の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較することを加えた検知を行う。下限閾値ＶＬとの比較と電圧変化率の閾値との比較の両方の比較を行うことで、断線が発生した２次コイル２５に残存電圧の発生が影響しない出力電圧には、２次コイル２５の出力電圧と下限閾値ＶＬとの比較で直接的な計測により精度よく断線を検知し、残存電圧の発生が影響する出力電圧には、２次コイル２５の出力電圧の変化率と予め設定された電圧変化率の閾値とを比較することで補完的に断線を検知することができる。すなわち、断線検知システム全体として、より正確に断線の検知を行うことが可能となる。
【００９２】
なお、２次コイル２５の出力電圧と下限閾値ＶＬとを比較することだけでなく、２次コイル２５の出力電圧と上限閾値ＶＨとを比較しているため、断線だけでなく、例えば、１次コイル２４の電圧供給源の異常停止等といった、差動トランス式変位計２２における異常を総合的に検知することができる。
【００９３】
また、可動鉄心２６を動作させた場合における２次コイル２５の出力電圧の最小値に所定範囲の倍率を乗じた値を下限閾値ＶＬとすることとした。所定範囲の倍率とは、例えば０．８５〜０．９５の間の所定範囲で設定され、さらに好ましくは０．８５〜０．９の間の所定範囲に設定される。このため、複数配置された同一ストローク幅を検出するための差動トランス式変位計２２において、個々に下限閾値ＶＬを設定するのではなく、複数配置された差動トランス式変位計２２の下限閾値ＶＬを共通の値とすることができる。このため、差動トランス式変位計２２を設置した際に、タービン蒸気制御弁７（止め弁１１及び加減弁１２）などの弁の開閉動作と２次コイル２５の出力電圧を確認しつつ、個々に下限閾値ＶＬを設定するという細かな調整等を行う必要が無い。したがい、複数の差動トランス式変位計２２の下限閾値ＶＬを共通の値とし簡便に設定することで、下限閾値ＶＬを、細かな調整等を行うことなく、簡便に設定することが可能となる。このため、差動トランス式変位計２２を取り付け時の初期の調整時間の削減が可能となる。
また、可動鉄心２６を動作させた場合におけるそれぞれの２次コイル２５の出力電圧の最小値の和に所定範囲の倍率を乗じた値を下限和電圧閾値ＶＬ´とすることとした。所定範囲の倍率とは、例えば０．８５から０．９５の間の所定範囲で設定され、さらに好ましくは０．８５〜０．９の間の所定範囲に設定される。このため、複数配置された同一ストローク幅を検出するための差動トランス式変位計２２において、個々に下限和電圧閾値ＶＬ´を設定するのではなく、複数配置された差動トランス式変位計２２の下限和電圧閾値ＶＬ´を共通の値とすることができる。このため、差動トランス式変位計２２を設置した際に、タービン蒸気制御弁７（止め弁１１及び加減弁１２）などの弁の開閉動作と２次コイル２５の出力電圧を確認しつつ、個々に下限和電圧閾値ＶＬ´を設定するという細かな調整等を行う必要が無い。したがい、複数の差動トランス式変位計２２の下限和電圧閾値ＶＬ´を共通の値とし簡便に設定することで、下限和電圧閾値ＶＬ´を、細かな調整等を行うことなく、簡便に設定することが可能となる。このため、差動トランス式変位計２２を取り付け時の初期の調整時間の削減が可能となる。
【００９４】
また、２次コイル２５の出力電圧の最大値及び最小値と、可動鉄心２６の動作速度に基づいて電圧変化率の閾値を決定することとした。すなわち、可動鉄心２６の動作速度に基づく２次コイル２５の最大電圧変化率より大きな値に電圧変化率の閾値を設定することができる。このため、可動鉄心２６の動作により２次コイル２５の出力電圧が変化したとしても、断線と誤検知することを防止し、より正確に断線の判定を行うことが可能となる。
【００９５】
また、２次コイル２５の出力電圧が予め設定された上限閾値ＶＨよりも大きくなった場合に、差動トランス式変位計２２に異常が有りと判定することとした。例えば、２次コイル２５は、可動鉄心２６を介して、電圧供給された１次コイル２４と結合しているため、１次コイル２４に過電圧が印加された場合等では２次コイル２５の出力電圧が過大となる。このため、２次コイル２５の出力電圧と上限閾値ＶＨとを比較することによって、１次コイル２４の電圧供給系統の異常といった差動トランス式変位計２２の異常を判定することが可能となる。
【００９６】
また、可動鉄心２６を動作させた場合における２次コイル２５の出力電圧の最大値に所定範囲の倍率を乗じた値を上限閾値ＶＨとすることとした。所定範囲の倍率とは、例えば１．０５〜１．１５の間の所定範囲で設定され、さらに好ましくは１．１〜１．１５の間の所定範囲に設定される。このため、複数配置された同一ストローク幅を検出するための差動トランス式変位計２２において、個々に上限閾値ＶＨを設定するのではなく、複数配置された差動トランス式変位計２２の上限閾値ＶＨを共通の値とすることができる。このため、差動トランス式変位計２２を設置した際に、タービン蒸気制御弁７（止め弁１１及び加減弁１２）などの弁の開閉動作と２次コイル２５の出力電圧を確認しつつ、個々に上限閾値ＶＨを設定するとうい細かな調整等を行う必要が無い。したがい、複数の差動トランス式変位計２２の上限閾値ＶＨを共通の値とし簡便に設定することで、上限閾値ＶＨを、細かな調整等を行うことなく、簡便に設定することが可能となる。このため、差動トランス式変位計２２を取り付け時の初期の調整時間の削減が可能となる。
また、可動鉄心２６を動作させた場合におけるそれぞれの２次コイル２５の出力電圧の最大値の和に所定範囲の倍率を乗じた値を上限和電圧閾値ＶＨ´とすることとした。所定範囲の倍率とは、例えば１．０５〜１．１５の間の所定範囲で設定され、さらに好ましくは１．１〜１．１５の間の所定範囲に設定される。このため、複数配置された同一ストローク幅を検出するための差動トランス式変位計２２において、個々に上限和電圧閾値ＶＨ´を設定するのではなく、複数配置された差動トランス式変位計２２の上限和電圧閾値ＶＨ´を共通の値とすることができる。このため、差動トランス式変位計２２を設置した際に、タービン蒸気制御弁７（止め弁１１及び加減弁１２）などの弁の開閉動作と２次コイル２５の出力電圧を確認しつつ、個々に上限和電圧閾値ＶＨ´を設定するという細かな調整等を行う必要が無い。したがい、複数の差動トランス式変位計２２の上限和電圧閾値ＶＨ´を共通の値とし簡便に設定することで、上限和電圧閾値ＶＨ´を、細かな調整等を行うことなく、簡便に設定することが可能となる。このため、差動トランス式変位計２２を取り付け時の初期の調整時間の削減が可能となる。
【００９７】
また、断線検知システムにおいて、計測部２７ａ、２７ｂにより計測された２次コイル２５の出力電圧を格納するデータベース部と、データベース部に格納された２次コイル２５の出力電圧の頻度分布に基づいて、下限閾値ＶＬを設定することとした。２次コイル２５の出力電圧と下限閾値ＶＬとを比較する方法は、２次コイル２５の出力電圧の変化率と電圧変化率の閾値とを比較する方法と比べて、直接的な計測に基づくものであり精度良く２次コイル２５の断線を検出することができる。しかしながら、下限閾値ＶＬを高い電圧設定すると、２次コイル２５の出力電圧にノイズ成分が含まれている場合に、実際には断線を生じていないにも係わらず断線しているとする誤判定を招きやすくなる等の問題が生じる。そこで、２次コイル２５の出力電圧の頻度分布を用いることで、断線の検出に２次コイルの出力電圧と下限閾値とを比較する方法を用いる検知範囲と、２次コイル２５の出力電圧の変化率と電圧変化率の閾値とを比較する方法を用いる検知範囲とのバランスが適正となる下限閾値ＶＬを設定することができる。
【００９８】
本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１          ：発電プラント
２          ：ボイラ
３          ：タービン
４          ：発電機
５          ：復水器
６          ：給水ポンプ
７          ：タービン蒸気制御弁
８          ：制御装置
１１        ：止め弁
１１ａ      ：止め弁駆動機
１１ｂ、１２ｂ：ピストン軸
１１ｃ、１１ｄ、１２ｃ、１２ｄ：リンク機構
１２        ：加減弁
１２ａ      ：加減弁駆動機
２０、２１  ：変位計
２２、２２ａ、２２ｂ：差動トランス式変位計
２３        ：可動軸
２４        ：１次コイル（１次巻線）
２５、２５ａ、２５ｂ：２次コイル（２次巻線）
２６        ：可動鉄心
２７ａ、２７ｂ：計測部
２８        ：電源
６１        ：開度制御部
６２        ：断線検知部
６３        ：電圧値比較部
６４        ：電圧変化率比較部
６５        ：判定部
６６        ：切替部
７１        ：下限電圧値比較部
７２        ：上限電圧値比較部
７３        ：和電圧値比較部
１００      ：断線検知システム
ＶＨ        ：上限閾値
ＶＨ´      ：上限和電圧閾値
ＶＬ        ：下限閾値
ＶＬ´      ：下限和電圧閾値
α          ：電圧変化率の閾値
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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