(57)【要約】【課題】励磁装置盤内の温度上昇を抑えて運転の信頼性を向上させる。【解決手段】複数の冷却用ファンと、内部の温度が高くなったことを検出する温度リレーを備え、運転員が選択した冷却用ファンに異常が無い場合、選択された冷却用ファンが運転され、運転員が選択した冷却用ファンに異常があり、かつ運転員が選択していない冷却用ファンに異常が無い場合は運転員が選択していない冷却用ファンが運転され、更に温度リレーが温度の高くなったことを検出した場合、複数の冷却用ファンの全てが運転されるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の冷却用ファンと、内部の温度が高くなったことを検出する温度リレーを備えた発電機の励磁装置盤において、
運転員が選択した冷却用ファンに異常が無い場合、選択された上記冷却用ファンの運転指令を出し、
運転員が選択した冷却用ファンに異常があり、かつ運転員が選択していない冷却用ファンに異常が無い場合は運転員が選択していない上記冷却用ファンに運転指令を出し、
更に上記温度リレーが温度の高くなったことを検出した場合、上記複数の冷却用ファンの全ての運転指令を出す制御ロジックを設けたことを特徴とする発電機の励磁装置盤。
【請求項２】
上記温度リレーが温度の高くなったことを検出した場合、界磁電流を下げるための指令を上記励磁装置盤に送る自動電圧調整装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の発電機の励磁装置盤。
【請求項３】
上記温度リレーが温度の高くなったことを検出した場合、上記励磁装置盤に冷気を送るためのクーラーを設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の発電機の励磁装置盤。
【請求項４】
上記温度リレーが温度の高くなったことを検出した場合、発電機の負荷を下げる指令を上記発電機に送るガバナ盤を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発電機の励磁装置盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、同期発電機等の発電機における界磁巻線へ界磁電流を供給し、発電機の運転を制御する励磁装置盤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
励磁装置盤は、電力用サイリスタ整流器を用いて、交流電力を直流電力に変換し、それらを界磁電圧、電流として同期発電機の界磁巻線に供給し、同期発電機を発電させる。電力用サイリスタ整流器に含まれるサイリスタ素子は、電力の変換の際に発生する損失により発熱する。発熱量が耐熱容量を超えるとサイリスタ素子が焼損し、励磁装置盤及び同期発電機の運転を停止させてしまう問題がある。
【０００３】
一般に同期発電機を用いる発電所は、安定した電力需要を確保する為、長時間の連続運転を求められている。そして上記の様な問題を解決する為、励磁装置盤に冷却ファンを備え、サイリスタ素子を冷却する対策を施している。また、運転の信頼性を向上させる為、冷却ファンを２個設け、片方（常用系）のファンが壊れても、他方（待機系）のファンを回転させることにより運転を継続していた。また励磁装置盤内の温度が高くなったことを温度検出リレーで検出して警報を外部へ出し、それを見た運転員が発電機の出力を下げる等を行うことにより温度を下げるなどの対策を施していた。
【０００４】
更に別の従来技術として、ファンモータ駆動回路に回転速度指令を与え、ファンモータ駆動回路から異常信号を受けるよう構成された回転速度指令演算部を備え、ファンモータ駆動回路の１つから異常信号を受けたとき、残りの運転可能なファンモータに対する回転速度指令の値を上昇させて、異常発生前のファンモータによって得られていたトータルの風量が変わらないようにしている複数台運転ファン駆動装置があった。（特許文献１参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−６０７０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の同期発電機の励磁装置盤では、盤内の温度が高くなった時、運転員が冷却ファンを運転させたり、発電機の出力を下げたりしていた。更に保守員が装置盤のフィルターの目詰まりを除去したりするなど人が手動で対策を施す必要があり、作業が煩雑であるという問題点があった。また対策を施すのに時間がかかることから、温度が高い状態が継続して、機器が損傷するという問題点があった。
【０００７】
又上記特許文献１においては、新たな冷却ファンを駆動させるものでないため、風量を増加することが出来ないという問題点があった。
【０００８】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、待機系のファンを新たに駆動させる等の対策を施すことにより、励磁装置盤内の温度上昇を抑えて運転の信頼性を向上させ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】
【０００９】
この発明に係る発電機の励磁装置盤は、複数の冷却用ファンと、内部の温度が高くなったことを検出する温度リレーを備えたものであって、運転員が選択した冷却用ファンに異常が無い場合、選択された上記冷却用ファンの運転指令を出し、運転員が選択した冷却用ファンに異常があり、かつ運転員が選択していない冷却用ファンに異常が無い場合は運転員が選択していない上記冷却用ファンに運転指令を出し、更に上記温度リレーが温度の高くなったことを検出した場合、上記複数の冷却用ファンの全ての運転指令を出す制御ロジックを設けたものである。
【発明の効果】
【００１０】
上記のように構成された発電機の励磁装置盤においては、高温を検出した場合は複数の冷却ファンを同時に運転することができるので冷却効果を高め、積極的に温度上昇を抑えることができる。従って励磁装置盤の運転の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１による発電機の励磁装置盤を示す概念図である。
【図２】励磁装置盤における制御ロジックを示す回路図である。
【図３】実施の形態２による発電機の励磁装置盤を示す概念図である。
【図４】実施の形態２における動作を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態３による発電機の励磁装置盤を示す概念図である。
【図６】実施の形態３における動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態４による発電機の励磁装置盤を示す概念図である。
【図８】実施の形態４における動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、実施の形態１を図に基づいて説明する。図１（Ａ）、（Ｂ）は実施の形態１による発電機の励磁装置盤を示す概念図であり、図１（Ａ）は通常運転時を示す図、図１（Ｂ）は温度が高くなったときの運転時を示す図である。又図２は励磁装置盤における制御ロジックを示す回路図である。図１（Ａ）、（Ｂ）において、励磁装置盤は常用系の冷却用ファン（Ａ系ファン）１、待機系の冷却用ファン（Ｂ系ファン）２、及び盤内の温度が高くなったことを検出する温度リレー４を有している。
【００１３】
更に図２において、制御ロジック回路は、Ａ系ファン１が正常であるか否かを入力する信号１１、Ａ系ファン選択指令を出したか否かを入力する信号１２、Ｂ系ファンが選択されたか否かを示す信号１３、温度リレー４により盤内の温度が高くなったことが入力される信号１４、Ｂ系ファン２が正常であるか否かを入力する信号１５、Ｂ系ファン選択指令を出したか否かを入力する信号１６、Ａ系ファンが選択されたか否かを示す信号１７、ＮＯＴ回路１８Ａ、１８Ｂ、ＡＮＤ回路１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ、ＯＲ回路２０Ａ、２０Ｂより構成される。
【００１４】
次に動作について、図２に基づいて説明する。図２において、Ａ系ファン１及びＢ系ファン２に故障が検出されなければ、信号１１として、Ａ系ファン正常“１”及び信号１５としてＢ系ファン正常“１”が入力される。また、運転員が励磁装置盤３の前面にある切替スイッチにてＡ系ファン１を選択すると、信号１２としてＡ系ファン選択指令“１”が入力され、Ａ系ファン１が運転される。Ｂ系ファン２を選択すると、信号１６としてＢ系ファン選択指令“１”が入力され、Ｂ系ファン２が運転される。また、温度リレー４が盤内温度が高くなったことを検出すると、信号１４して“１”が入力される。尚冷却ファンを運転し続けると内部のベアリング等が摩耗し寿命を迎えるので、定期的に切替スイッチを介して手動でＡ系ファン１とＢ系ファン２の運転を切り替えて冷却ファンをなるべく長く活用し、励磁装置盤３を長く連続的に運転できるようにしている。
【００１５】
以上のような信号の条件の組み合わせにより、運転員が切替スイッチにより選択した冷却用ファンに異常が無い場合、選択された冷却用ファンの運転指令が出る。例えばＡ系ファン１を選択してＡ系ファン１に異常がない場合、信号１１として“１”が入力され、信号１２、１７としても“１”が入力され、信号１３、１６には“０”が入力されることとなる。この場合信号１５の如何に関わらずＡＮＤ回路１９Ａの出力は“０”となるが、ＯＲ回路２０Ａの出力は“１”となるのでＡＮＤ回路１９Ｃの出力は“１”となりＡ系ファン１は運転されることとなる。一方ＯＲ回路２０Ｂの出力は“０”となるので、ＡＮＤ回路１９Ｄの出力は“０”となりＢ系ファン２は運転されないこととなる。
【００１６】
また運転員が切替スイッチにより選択した冷却用ファンに異常があり、且つ運転員が選択していない冷却用ファンに異常が無い場合は運転員が選択していない冷却用ファンに運転指令が出る。例えばＡ系ファン１を選択してＡ系ファンに異常がある場合、信号１１として“０”が入力され、信号１２、１７としては“１”が入力される。更に信号１３、１６として“０”が入力される。この場合信号１１は“０”なのでＡＮＤ回路１９Ｃの出力は必ず“０”となり、Ａ系ファン１は運転されないこととなる。これに対しＮＯＴ回路１８Ｂにおいては信号“０”が入力されるので、ＮＯＴ回路１８Ｂの出力は“１”となり、信号１７も“１”であるのでＡＮＤ回路１９Ｂの出力は“１”となる。よってＯＲ回路２０Ｂの出力は“１”となり、信号１５も“１”であるので、ＡＮＤ回路１９Ｄの出力も“１”となりＢ系ファン２が運転されることとなる。以上のことはＢ系ファン２を選択した場合でも同様に該当する。
【００１７】
更に本実施形態においては、温度リレー４が盤内の温度が高くなったことを検出した場合、信号１４として“１”が入力され、ＯＲ回路２０Ａ、２０Ｂの出力は必ず“１”となり、信号１１、１５が“１”である限り、ＡＮＤ回路１９Ｃ、１９Ｄの出力は“１”となるので、強制的にＡ系ファン１及びＢ系ファン２の両者が運転される。尚上記のような信号に基づく動作は図示しない制御装置が全体を統括して自動的に行うものである。又上記においては、Ａ系ファン１、Ｂ系ファン２の２つの冷却用ファンを設置した場合について説明したが、３つ以上の冷却用ファンを設けて制御するようにしても良い。
【００１８】
従来においては温度リレー４が高温を検出しても運転されるファンは１台のままであったのとは対照的に、本実施形態においては、高温を検出した後は２台のファンを同時に運転することができるので冷却効果を高め、積極的に温度上昇を抑えることができる。従って励磁装置盤３の運転の信頼性を高めることができる。
【００１９】
実施の形態２．
図３は実施の形態２による発電機の励磁装置盤を示す概念図、図４は動作を示すフローチャートである。本実施形態においては、励磁装置盤３を制御する機能を有する自動電圧調整装置盤２７を設けたものであり、励磁装置盤３から自動電圧調整装置盤２７に温度が高くなったことを示す警報信号２５が送られるとともに、自動電圧調整装置盤２７から励磁装置盤３には界磁電流を下げるための指令信号２６が送られる。交流を直流に変換する機能を持つサイリスタ整流器３０から界磁電流２８が出力され、界磁電流２８は界磁巻線２９に流れ込む。
【００２０】
次に動作について、図４に基づいて説明する。図４において、励磁装置盤３内の温度が高くなると（ＳＴＥＰ２０１）、実施の形態１と同様２台のファンが運転される（ＳＴＥＰ２０２）と同時に、リレー接点を用いて温度高警報２５が励磁装置盤３から自動電圧調整装置盤２７に送られる（ＳＴＥＰ２０３）。警報２５を受けて、自動電圧調整装置盤２７は界磁電流２８を下げるための指令２６を励磁装置盤３に送り送り（ＳＴＥＰ２０４）、界磁電流２８は下げられる（ＳＴＥＰ２０５）。これらより励磁装置盤３内の温度上昇が抑えられる（ＳＴＥＰ２０６）。実施の形態２においては、実施の形態１よりも更に励磁装置盤３の温度上昇を抑え、運転の信頼性を高めることができる。
【００２１】
実施の形態３．
図５は実施の形態３による発電機の励磁装置盤を示す概念図、図６は動作を示すフローチャートである。図５において、盤内の温度が高い場合、励磁装置盤３内に冷気を送るためのクーラー３１を設けたものである。
【００２２】
次に動作について、図６に基づいて説明する。図６において、励磁装置盤３内の温度が高くなると（ＳＴＥＰ３０１）、実施の形態１と同様２台のファンが運転される（ＳＴＥＰ３０２）。これと同時に温度高警報が励磁装置盤３からクーラー３１に送られる（ＳＴＥＰ３０３）。警報を受けて、クーラー３１は稼動され（ＳＴＥＰ３０４）、励磁装置盤３内に冷気を送り出す。これにより励磁装置盤３内の温度上昇が抑えられる（ＳＴＥＰ３０５）。実施の形態３においては、実施の形態１よりも更に励磁装置盤３内の温度上昇を抑え、運転の信頼性を高めることができる。尚温度が高くなったとき、実施の形態３の動作と実施の形態２の動作を同時に行っても良い。
【００２３】
実施の形態４．
図７は実施の形態４による発電機の励磁装置盤を示す概念図、図８は動作を示すフローチャートである。本実施形態においては、タービン・発電機の負荷出力を制御するガバナ盤４１を設けたものである。
【００２４】
次に動作について、図８に基づいて説明する。励磁装置盤３内の温度が高くなると（ＳＴＥＰ４０１）、実施の形態１と同様２台の冷却用ファンが運転される（ＳＴＥＰ４０２）。これと同時に温度高警報２５が励磁装置盤３からガバナ盤４１に送られる（ＳＴＥＰ４０３）。警報を受けて、ガバナ盤４１は発電機の負荷を下げる指令をタービン・発電機４３に送り（ＳＴＥＰ４０４）、発電機の負荷を下げる（ＳＴＥＰ４０５）。これにより、励磁装置盤３の界磁電流８が減少する（ＳＴＥＰ４０６）。従って消費される電力が減少するので温度上昇が抑えられる（ＳＴＥＰ４０７）。
【００２５】
実施の形態４においては、実施の形態１よりも更に励磁装置盤３内の温度上昇を抑え、運転の信頼性を高めることができる。又実施の形態４に示した動作に加えて実施の形態２又は実施の形態３の動作を同時に行っても良い。
尚本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００２６】
１，２  冷却用ファン、３  励磁装置盤、４  温度リレー、
２７  自動電圧調整装置盤、２８  界磁電流、３１  クーラー、４１  ガバナ盤、
４３  発電機。
【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】
2015139300.tif 000007
【図６】
2015139300.tif 000008
【図７】
2015139300.tif 000009
【図８】
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