(57)【要約】  タービン用の速度制御システムとパワーロードバランス検出器とが提供される。速度制御システムは、複数の歯を備えた速度ホイールを含んでいる。タイマーは、各歯が速度プローブを通過するときにタイムスタンプを格納する。過速度保護のために、第１の速度推定値が決定され、動作速度制御のために第２の速度推定値が決定される。パワーロードバランス検出器は、アンバランスが第１の閾値を上回り、タービンの速度が第２の閾値を上回ると、タービンのトリップまたは停止を引き起こす。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン用の速度制御システムであって、
前記速度制御システムは、
前記タービンに取り付けられ、前記タービンとともに回転可能な、複数の歯を含んでいる速度ホイールと、
前記複数の歯のうちの１つが前記速度プローブを通過するたびに表示を提供する速度プローブと、
各前記表示に対するタイムスタンプを提供するタイマーと、
各前記タイムスタンプを格納するメモリと、
２つの前記タイムスタンプの間の差に基づく第１の速度推定値と、
２つの前記タイムスタンプの間の差に基づく第２の速度推定値と、を含んでおり、
前記第１の速度推定値は過速度保護において使用され、かつ前記第２の速度推定値は動作速度制御において使用され、
前記第２の速度推定値の前記タイムスタンプに対する前記歯は、前記第１の速度推定値の前記タイムスタンプに対する前記歯よりも、間隔を空けて、前記速度ホイールの周りに配置されており、これによって、前記第１の速度推定値は、前記第２の速度推定値よりも迅速に決定され、前記第２の速度推定値は、前記第１の速度推定値よりも正確になる、
タービン用の速度制御システム。
【請求項２】
前記過速度保護は、前記タービンのトリップまたは停止を引き起こす、請求項１記載の速度制御システム。
【請求項３】
前記タービンに動力を供給するための流体または気体の供給を停止するために、前記過速度保護は１つまたは複数の弁を閉じる、請求項２記載の速度制御システム。
【請求項４】
前記タービンに動力を供給するための流体または気体の供給を調整するために、前記動作速度制御は、１つまたは複数の弁を調整する、請求項１記載の速度制御システム。
【請求項５】
前記複数の歯のうちの同じ歯の前記タイムスタンプのうちの２つを比較することによって前記第２の速度推定値が決定され、それによって前記第２の速度推定値が前記速度ホイールの１回の全回転に基づく、請求項１記載の速度制御システム。
【請求項６】
前記複数の歯は、変化する幅またはそれらの間の間隔を有している、請求項１記載の速度制御システム。
【請求項７】
前記メモリは、前記タイムスタンプを格納するインデックス可能な配列を含んでいる、請求項１記載の速度制御システム。
【請求項８】
前記複数の歯のうちの同じ歯の前記タイムスタンプのうちの２つを比較することによって前記第２の速度推定値が決定され、それによって前記第２の速度推定値が前記速度ホイールの１回の全回転に基づき、前記複数の歯は、変化する幅またはそれらの間の間隔を有している、請求項１記載の速度制御システム。
【請求項９】
前記メモリは、前記タイムスタンプを格納するインデックス可能な配列を含んでいる、請求項８記載の速度制御システム。
【請求項１０】
前記過速度保護は、前記タービンのトリップまたは停止を引き起こす、請求項９記載の速度制御システム。
【請求項１１】
前記タービンに動力を供給するための流体または気体の供給を停止するために、前記過速度保護は１つまたは複数の弁を閉じる、請求項１０記載の速度制御システム。
【請求項１２】
前記タービンに動力を供給するための前記流体または前記気体の前記供給を調整するために、前記動作速度制御は、前記１つまたは複数の弁を調整する、請求項１１記載の速度制御システム。
【請求項１３】
パワーロードバランス検出器であって、
前記パワーロードバランス検出器は、
発電タービンと、
前記発電タービンに動力を供給する機械的負荷と、
前記発電タービンによって生成される電気的負荷と、
前記発電タービンの速度を検出する速度検出器と、
前記機械的負荷と前記電気的負荷との間のアンバランスが第１の閾値を上回り、前記発電タービンの前記速度が第２の閾値を上回ると、前記発電タービンのトリップまたは停止を引き起こすように構成されているアンバランス保護と、を含んでいる、
パワーロードバランス検出器。
【請求項１４】
前記第１の閾値は、定格圧力に対する実際の圧力の比率と、実際のアンペア数と定格アンペア数との比率との間の差に対する設定値を含んでいる、請求項１３記載のパワーロードバランス検出器。
【請求項１５】
さらに、実際のアンペア数の変化率に対する設定値を含んでいる第３の閾値を含んでおり、前記アンバランス保護は、前記機械的負荷と前記電気的負荷との間のアンバランスが前記第１の閾値を上回り、前記発電タービンの前記速度が前記第２の閾値を上回り、前記実際のアンペア数の前記変化率が前記第３の閾値を上回ると、前記発電タービンのトリップまたは停止を引き起こすように構成されている、請求項１４記載のパワーロードバランス検出器。
【請求項１６】
前記第１の閾値は、実際のアンペア数の変化率に対する設定値を含んでいる、請求項１３記載のパワーロードバランス検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
本発明は、一般的に、タービンに関し、より具体的には、タービンの速度を検出することおよび検出された速度を使用することに関する。
【０００２】
発電所は、発電するために大型蒸気タービンを使用する。蒸気タービンでは、タービンの速度が、タービンの制御におけるクリチカルなファクターである。本明細書に開示される発明は、タービンの速度を検出し、タービンを制御するために、検出された速度を使用する、新たな、改善された方法を提供する。
【０００３】
以下の説明を図面と併せて読むことによって本発明はより完全に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】タービンの速度を決定するための、歯１２を備えた速度ホイール１０の概略図である。
【図２】タービンのトリップまたは停止のためのパワーロードバランス検出器のブロック図である。
【図３】種々の利得およびフィルターを速度信号に適用するための回路図である。
【図４】図３の出力を使用してタービンの速度を決定するための回路図である。
【０００５】
詳細な説明
有利な実施形態の一態様は、歯車に類似した多歯速度ホイールからのパルス間の時間を測定するために速度プローブを使用するタービン速度決定を含んでいる。速度決定は、２つの異なる目的のために使用されてもよい。１）過速度からタービンを保護するための使用。これは極めて迅速な速度決定を必要とする。２）タービンガバナにおける閉ループ速度制御を実行するための使用。これは、極めて正確な速度決定を必要とする。同じ解決方法を用いて、これら２つの要求に対処するのは難しい場合がある。
【０００６】
速度決定は、ミリ秒ごとにパルスの数を計数し、時間差を測定して、過速度保護のための速度を計算する。さらに、各パルスは高精度タイマーによってタイムスタンプされる。アルゴリズムは、パラメーター「歯の数」によって指定されている、シャフトの全回転のパルスの数を計数する。この方法は、毎回同じ歯から速度を決定し、速度ホイールでのあらゆる物理的な製造誤差を排除する。アルゴリズムを実行するたびに、タービンのより良好な制御のための頻繁かつ正確な速度値および加速度値を提供する全回転速度計算を計算するのに、異なる歯が使用される。
【０００７】
速度の全回転決定の実行は、典型的に、多歯速度ホイールを使用した場合でさえ、低速での動作時に速度報告のレイテンシを長くしてしまうだろう、ということに留意されたい。このような制限を克服するために、報告される速度をわずか２つの歯で計算し、最大速度報告レイテンシを設定可能なレベルに制限することを可能にするために、動的平均化が実装されてもよい。速度報告レイテンシが設定可能なレベルを上回る場合、この決定は、速度を計算するために利用可能なすべての速度パルス読み取り値を自動的に利用するだろう。
【０００８】
速度ホイール上の歯が速度プローブを通過するたびに、高精度のタイムスタンプを６５５３６要素配列に格納する割り込みが発生する。タイムスタンプを格納した後、配列のインデックスは配列内の次の要素に増分する。インデックスは符号なし１６ビット整数であるので、インデックスが最大値（６５５３５または０ｘＦＦＦＦ）に達すると、インデックスは０に反転する。ファームウェアが現在の速度を計算するとき、これは最新のタイムスタンプを読み取り、現在のインデックスから歯の数を差し引き、そのパルスからタイムスタンプを読み取る。歯の数を差し引くことによって、タイムスタンプは全回転であり、これによって同じ歯を基準として使用して、速度ホイールにおけるあらゆる物理的なエラーを排除する。２つのタイムスタンプの差を取ることによって、ファームウェアは全回転の時間を決定することができる。デルタ時間の逆数（１／デルタ時間）を取ることによって、回転／秒で速度を決定することができる。次に、６０（秒／分）で乗算することによって、速度は１分あたりの回転数（ＲＰＭ（回転毎分））に変換される。
【０００９】
記載される発明の１つの特徴は、速度ホイールからの各パルスのタイムスタンプ配列である。速度ホイール上の歯の数は、シャフトの１回転あたりのパルスの数を決定するためにファームウェアによって使用される。高精度タイマーを使用して、正確な速度測定を提供することができる。速効アルゴリズムは、保護および制御のために頻繁に速度計算を提供する。動的平均化を実装して、報告される速度をわずか２つの歯で計算し、これによって、最大速度報告レイテンシを設定可能なレベルに制限することができる。速度報告レイテンシが設定可能なレベルを上回る場合、アルゴリズムは、速度を決定するために利用可能なすべての速度パルス読み取り値を自動的に利用するだろう。
【００１０】
図１は、速度ホイールが歯の幅と、歯の間のギャップの幅との間でどのように変動し得るかを示している。この変動によって、パルス間の時間に誤差が発生することがあり、これによって速度計算において誤差が発生する。同じ歯を使用して速度を決定することによって、速度ホイールにおける物理的なエラーを排除することができる。
【００１１】
有利な実施形態では、２つの速度決定が使用されてもよく、１つはタービン保護目的のために迅速な速度読み取り（２ミリ秒）に焦点が合わせられ、もう１つはタービン制御目的のために精度（全回転速度ホイール）に焦点が合わせられている。全回転速度ホイールの移動平均速度の決定によって、速度ホイールの物理的な変動によるエラーが排除される。速度の全回転決定の実行は、多歯速度ホイールを使用した場合でさえ、低速での動作時に速度報告のレイテンシを長くしてしまうだろう。このような制限を克服するために、報告される速度をわずか２つの歯で計算し、最大速度報告レイテンシを設定可能なレベルに制限することを可能にするために、動的平均化が実装されてもよい。速度報告レイテンシが設定可能なレベルを上回る場合、アルゴリズムは、速度を決定するために利用可能なすべての速度パルス読み取り値を自動的に利用するだろう。いくつかの以前のアプローチは、速度を測定するためにホイールの一部のみを使用しており、これは物理的な変動を補償しないため、速度読み取りに揺れを引き起こしてしまう。これによって、タービンの制御がより困難になる。別の改善点は、大きな配列を使用することであり、これによって、毎回異なる歯を使用して正確な速度測定を決定する方法が可能になり、より迅速な応答が得られる。
【００１２】
有利な実施形態の主な用途は、一般的に、発電所の大型蒸気タービンである。有利な実施形態の使用は少なくとも２つある。第１に、これは機械に過速度保護を提供する。ローターの回転が過度に速くなると、これは危険な状況になり、機器が広範囲に損傷するリスクが高くなり、機械の近くにいるかもしれない人員に危険な状態が生じる。第２の用途は、オペレーターおよび制御システムに、シャフトの回転を所望の速度で高精度に調整する手段を提供する。さらに、これは回転加速度の指標を提供することができる。これを使用して、機械が所望の速度に上昇するときに、速度の上昇を制御することができる。さらに、他のより小さな機械が、同様の安全性および制御を必要とし得るので、有利な実施形態は、大型蒸気タービンに限定されず、他のタイプの回転機械類を含んでいてもよい。
【００１３】
有利な実施形態は、速度の、安定した正確な測定を提供する。しかし、過速度保護は１回転応答よりも速く、応答を必要とする。したがって、有利な実施形態は、精度は低いが、より迅速な保護を提供する、より早期の測定を決定するために、部分的な回転を使用してもよい。この有利な実施形態は、速度ホイールの物理的な不正確さの問題を克服し、したがって、より正確な速度測定を提供する。これらの不正確さは、主に、製造プロセス中の、ホイール上の歯のスペーシングがわずかに異なることに因る。各測定に同じ歯が使用されるため、あらゆる欠陥が排除される。さらに、有利な実施形態は、配列を維持するので、これは、各歯を個別に追跡することができ、したがって、これは、各歯が速度センサーを通過するときに新たな速度測定を生成することができる。さらに、これは、速度を決定するために全回転を待つ必要はない。
【００１４】
有利な実施形態の１つの利点は、より安定した速度測定を提供することである。別の利点は、より正確な速度測定を提供することである。別の利点は、有利な実施形態が、過速度保護および制御に使用されるあらゆるサイズの速度ホイールを取り扱うことができることである。別の利点は、高精度の速度ホイールを製造する必要がないことである。
【００１５】
有利な実施形態は、各読み取りで歯の数を計数することによって以前のシステムの問題を克服し、それによって、より安定した正確な速度測定を提供することができる。有利な実施形態は、速度測定におけるジッタも克服し、これによってコントローラーにおけるより簡易なロジックが可能になる。たとえば、一部のコントローラーは、制御ロジックに平均化アルゴリズムを提供する必要があり得る。有利な実施形態は、わずか２つの歯での、報告される速度の計算を可能にするために動的平均化を使用してもよく、これによって最大速度報告レイテンシを設定可能なレベルに制限することができる。速度報告レイテンシが設定可能なレベルを上回る場合、アルゴリズムは、速度を計算するために利用可能なすべての速度パルス読み取り値を自動的に利用するだろう。
【００１６】
有利な実施形態の別の態様は、パワーロードアンバランスに関する。典型的に、パワーロードアンバランスは、発電用タービンの機械的負荷と電気的負荷とを比較する。機械的負荷と電気的負荷との間に大きな差が生じている場合、これによってアンバランス状態が発生し、これによって多くの場合、機器に損傷を与え、人員に危険をもたらすことがある過速度状態が起こり得る。タービンのタイプとタービンメーカーとに応じて、パワーロードアンバランス（ｐｏｗｅｒ  ｌｏａｄ  ｕｎｂａｌａｎｃｅ：ＰＬＵ）を決定するいくつかの方法がある。しかし、これらの方法ではタービンの速度が考慮されていないため、タービンの不必要な停止が生じる可能性がある。有利な実施形態は、タービンの速度を使用して、アンバランス状態がタービンの停止を正当化するか否かを決定する。
【００１７】
パワーロードアンバランスを決定するために、この方法は、以下のパラメーターを必要とする：定格圧力、定格発電機アンペア、ＲＳＰＬＵ（Ｒａｔｅ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｌｏａｄ  Ｕｎｂａｌａｎｃｅ）設定値、ＲＳＰＬＵ最大率、ＲＳＰＬＵホールドタイム、ＲＳＰＬＵ活性化、定格負荷（たとえばメガワット）、ＣＩＶ設定値および速度設定値。パワーロードアンバランスを決定するために、この方法は以下の入力値を必要とする：再加熱圧力、発電機アンペア、メガワットおよび速度。このモジュールは以下のアウトプットを提供する：ＲＳＰＬＵデルタパワー、ＲＳＰＬＵラッチ、ＲＳＰＬＵアクティブおよびＲＳＰＬＵパルス。
【００１８】
この方法は、再加熱圧力および発電機アンペアを、対応する定格値で除算し、１００で乗算して、定格入力値のパーセンテージに変換する。これは次に、定格圧力と定格アンペアパーセンテージとの間の差を取り、これはデルタパワーを決定する。デルタパワーが指定された設定値を超えている場合、パワーロードアンバランスの可能性があるとして、フラグがセットされる。
【００１９】
さらに、これは、発電機アンペアの最大変化率を計算する。これは現在の変化率を決定し、許容可能な最大率からこれを差し引く。差が負の場合、発電機アンペアの変化が最大値を超えていることを示し、これは、パワーロードアンバランスの可能性があるとして、別のフラグをセットする。
【００２０】
さらに、この方法は、現在のタービン速度を設定値と比較し、これは、速度がその設定値を超えている場合に、許容フラグをセットする。許容性は、この有利な実施形態の特に有用な特徴である。
【００２１】
デルタパワーフラグ、変化率フラグ、速度許容フラグおよびＲＳＰＬＵ活性化フラグすべてがセットされている場合、この方法は、ＲＳＰＬＵアクティブフラグをセットする。この状態が存在する限り、または最小ホールドタイムの間、ＲＳＰＬＵアクティブフラグはｔｒｕｅのままである。
【００２２】
パワーロードアンバランスを計算するための通常のパラメーターに加えて、有利な実施形態は、タービン速度および速度設定値に依存する。速度が設定値を超えると、これは、ＲＳＰＬＵ状態に対する許容をセットする。
【００２３】
有利な実施形態の１つの改善点は、図２において入力３０として識別される、タービン速度３２および速度設定値３４の追加である。
【００２４】
有利な実施形態の主な用途は、一般的に、発電所の大型蒸気タービンである。有利な実施形態の利点は、それが機械に過速度保護を提供することである。ローターの回転が過度に速くなると、これは危険な状況になり、機器が広範囲に損傷するリスクが高くなり、機械の近くにいるかもしれない人員に危険な状態が生じる。同様に、他のより小さな機械が、同様の安全性および制御を必要とし得るので、これは、大型蒸気タービンに限定されず、他のタイプの回転機械を含んでいてもよい。
【００２５】
有利な実施形態が克服する１つの課題は、ローターの速度が危険なレベルで回転していないときの不必要なトリップまたは停止を回避することである。一般的に、ロードアンバランスによって、過速度状態の可能性が無くなる。しかし、モジュールがロードアンバランス状態を検出したが、速度が比較的低い場合には、過速度状態のリスクはない。このような状態では、結果的に、オペレーターは不必要なトリップのために、タービンを始動するのに大変な思いをするだろう。
【００２６】
有利な実施形態の１つの利点は、起動中の不必要なトリップの排除である。別の利点は、より迅速かつより効率的な起動を可能にすることである。別の利点は、特定の速度より上では、ロードアンバランス保護を維持することである。別の利点は、オペレーターが望む場合に、この方法を無効にできることである。
【００２７】
モジュールは、現在の速度をユーザーによって提供された設定値と比較して、ロードアンバランス保護を有効にする付加的なロジックを含んでいる。これに必要なのは、新しいロジックを実装するための付加的なパラメーターだけである。すべてのロジックをこのモジュールに組み込むことができるため、ユーザーはコントローラーにおいて外部のロジックを設定する必要はない。
【００２８】
有利な実施形態の別の態様は、柔軟な感度のタービン速度検出を含んでいる。速度プローブによってタービン速度を測定する場合、信号の振幅および形状は、プローブのタイプ、プローブの位置およびシャフトの速度によって大幅に変化する可能性がある。有利な実施形態は、ユーザーが異なる感度設定を選択して、同じモジュールを使用して異なる振幅で速度を測定することを可能にする。典型的な能動的な速度プローブは０〜２４Ｖの間のパルス（たとえば方形波）を生成するが、受動的な速度プローブはタービン速度の変化に応じてさまざまな振幅の正弦波を生成する。有利な実施形態は、同じデバイスおよび同じ速度回路が、最小５０ｍＶおよび最大１２０ＶＲＭＳの振幅を測定することを可能にし、ローエンドで高レベルのノイズ免除を提供し、ハイエンドで適切な回路安全保護を提供する。この有利な実施形態の利点によって、同じモジュールおよび同じ回路が、極めて低い振幅の信号で速度を検出することが可能になる（受動的なプローブでタービン速度ホイールを読み取ることができる）。この際に、誤った測定を生成し得るノイズを排除するために感度を変更する。
【００２９】
タービン速度回路は、潜在的なノイズ干渉に対処するための柔軟に調整可能なメカニズムを提供しながら、極めて低い速度プローブ振幅信号（５０ｍＶ）ならびに高い振幅の信号（１２０ＶＡＣ）の読み取りを可能にする。このモジュールは、３つの異なる振幅設定に対するオプションを提供する。振幅設定は、モジュールが速度パルスとして認識するだろう最小電圧である。３つのレベルは、５０ｍＶ、４００ｍＶおよび４Ｖである。ディップスイッチＳ２は、異なる抵抗器とコンデンサとの組み合わせを選択して、異なる利得およびフィルター設定を有効にし、感度の増減およびノイズ除去を可能にする。異なるスイッチを設定することによって、オペアンプの利得を決定する抵抗器が変更される。以下の表は、異なるレベルに設定するスイッチを示している。
【表１】
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【００３０】
３つのすべての設定に対する回路後のトリガー閾値は、約２Ｖである。したがって、各構成に対する利得は、目標を２Ｖに設定する。さらに、モジュールは回路への入力を±１２Ｖにクランプし、出力を±３．３Ｖにクランプして、コンポーネントに対するあらゆる損傷を防ぐ。
【００３１】
能動的な速度プローブの場合、パルスの振幅は０〜２４Ｖの間であり、したがって、入力上のいかなるノイズも速度測定に影響を及ぼさないので、４Ｖの設定が最もよく機能する。
【００３２】
しかし、受動的なプローブでは、信号の振幅は速度とともに変化するので、より低い速度では、回路は、機械の速度を決定するパルスを検出しないことがある。したがって、より低いレベル設定によって、モジュールはより低い速度でパルスを検出することができる。結果的に、誤った読み取り値を生成する可能性があるため、入力信号上のノイズは懸念事項になる。したがって、モジュールは、誤ったトリガーを引き起こす可能性のあるノイズレベルを下げるために３つのオプションのフィルター設定を提供する。以下の表は、異なるフィルター設定を示している。
【表２】
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【００３３】
フィルタリングのためのカットオフ周波数を、以下の式を使用して決定することができる。
【００３４】
ＦＣ＝１／（２＊π＊Ｃ＊Ｒｆｂ）
【００３５】
Ｒｆｂは、以下のように、振幅増幅に応じて変化する。
Ｒｆｂ＝３３２Ｋ｜｜Ｒｇ（すなわち、固定された抵抗器（たとえば、３３２Ｋ）が、選択可能な利得抵抗器Ｒｇと並列である）、ここでＲｇは、スイッチ２および３によって設定される抵抗である。
【００３６】
デフォルトの設定は４００ｍＶである。なぜなら、これは、異なるプローブタイプとの最良の妥協点を提供し、ほとんどのケースにおいて機能するからである。受動的なプローブでより低い速度を読み取る必要がある場合、またはモジュールが、誤った速度測定を引き起こす誤ったパルスを生成する場合は常に、ユーザーは許容可能な応答を提供するために、設定を調整することができる。
【００３７】
有利な実施形態の重要な特徴は、切替可能なオプション、利得設定、ノイズフィルターおよび過電圧クランプを含んでいる。
【００３８】
利得およびフィルターをアナログ速度信号に適用するための例示的な回路を図３に示す。図３の回路からのアナログ出力を、周波数（すなわち速度）を決定するためにプロセッサによって使用され得るデジタル信号に変換するための例示的な回路を図４に示す。
【００３９】
有利な実施形態は、ノイズ干渉を適切に排除しながら、また、同じ回路を格段に高い振幅の信号に使用することを可能にしながら、極めて低い振幅の信号（たとえば、受動的なプローブを備えた速度ホイール）の読み取りを可能にする。いくつかの以前の方法は、固定された閾値を提供するだけだったが、有利な実施形態は可変の閾値を可能にする。また、いくつかの以前の方法は、固定されたノイズフィルターを有しているが、有利な実施形態は、調整可能なノイズフィルターを提供する。
【００４０】
有利な実施形態の主な用途は、一般的に、発電所の大型蒸気タービンである。有利な実施形態の使用は２つある。第１に、これは、閾値を上げることによって、誤ったパルスを排除する手段を提供する。第２に、これは、センサーが低い振幅の信号を生成する場合に、ユーザーがより低い閾値を選択することを可能にする。さらに、さまざまな用途には、速度表示を必要とする他のタイプの回転機械類が含まれていてもよい。
【００４１】
有利な実施形態は、過度のノイズに起因する、一部の速度プローブによる誤ったトリガーを回避し、より小さな振幅での速度検出を可能にする。さらに、この有利な実施形態は、能動的な速度プローブと受動的な速度プローブとの間の差を最適化するのに役立つ。
【００４２】
有利な実施形態の１つの利点は、過度のノイズによる誤ったトリガーの可能性を減らすことである。別の利点は、低い振幅の信号からの速度検出を可能にすることである。別の利点は、能動的な速度プローブと受動的な速度プローブとの間の特性を最適化することである。
【００４３】
有利な実施形態の改善点は、異なる閾値を可能にする速度回路の利得を変更するディップスイッチである。別の改善点は、ノイズ除去を調整するためのさまざまなフィルターである。別の改善点は、さまざまなレベルでヒステリシスを提供するための上限閾値および下限閾値である。
【００４４】
必要に応じて、有利な実施形態は、異なる数のフィルター設定とともに、異なる数の閾値設定を含んでいてもよい。有利な実施形態はまた、たとえば、ソフトウェアを使用して設定を変更するか、または最適な応答のために設定を自動的に調整する手段を提供する、閾値を調整するさまざまな方法を含んでいてもよい。
【００４５】
本明細書に記載の発明は、上記の特徴のいずれかに加えて、以下の特徴のうちの１つまたは複数を有していてもよい。図を参照すると、以下の特徴が示されている。
【００４６】
タービン用の速度制御システムであって、この速度制御システムは、タービンに取り付けられ、タービンとともに回転可能な、複数の歯１２を含んでいる速度ホイール１０、これらの複数の歯のうちの１つが速度プローブを通過するたびに表示を提供する速度プローブ１４、各表示に対するタイムスタンプを提供するタイマー、各タイムスタンプを格納すするメモリ、２つのタイムスタンプの間の差に基づく第１の速度推定値、２つのタイムスタンプの間の差に基づく第２の速度推定値、過速度保護において使用される第１の速度推定値および動作速度制御において使用される第２の速度推定値を含んでいる。ここで、第２の速度推定値のタイムスタンプに対する歯は、第１の速度推定値のタイムスタンプに対する歯よりも、間隔を空けて、速度ホイールの周りに配置されており、これによって、第１の速度推定値は、第２の速度推定値よりも迅速に決定され、第２の速度推定値は、第１の速度推定値よりも正確になる。
【００４７】
過速度保護がタービンのトリップまたは停止を引き起こす速度制御システム。
【００４８】
タービンに動力を供給するための流体または気体の供給を停止するために、過速度保護が１つまたは複数の弁を閉じる速度制御システム。
【００４９】
タービンに動力を供給するための流体または気体の供給を調整するために、動作速度制御が１つまたは複数の弁を調整する速度制御システム。
【００５０】
複数の歯のうちの同じ歯のタイムスタンプのうちの２つを比較することによって第２の速度推定値が決定され、それによって第２の速度推定値が速度ホイールの１回の全回転に基づく速度制御システム。
【００５１】
複数の歯が、変化する幅またはそれらの間の間隔を有する速度制御システム。
【００５２】
メモリがタイムスタンプを格納するインデックス可能な配列を含んでいる速度制御システム。
【００５３】
パワーロードバランス検出器であって、このパワーロードバランス検出器は、発電タービン、発電タービンに動力を供給する機械的負荷、発電タービンによって生成される電気的負荷、発電タービンの速度３２を検出する速度検出器、機械的負荷と電気的負荷との間のアンバランスが第１の閾値を上回り、発電タービンの速度３２が第２の閾値３４を上回ると、発電タービンのトリップまたは停止を引き起こすように構成されているアンバランス保護を含んでいる。
【００５４】
第１の閾値は、定格圧力４０に対する実際の圧力３８の比率と、実際のアンペア数４２と定格アンペア数４４との比率との間の差に対する設定値３６を含んでいる、パワーロードバランス検出器。
【００５５】
パワーロードバランス検出器はさらに、実際のアンペア数の変化率４８に対する設定値４６を含んでいる第３の閾値を含んでおり、アンバランス保護は、機械的負荷と電気的負荷との間のアンバランスが第１の閾値を上回り、発電タービンの速度が第２の閾値を上回り、実際のアンペア数の変化率が第３の閾値を上回ると、発電タービンのトリップまたは停止を引き起こすように構成されている。
【００５６】
第１の閾値は、実際のアンペア数の変化率４８に対する設定値４６を含んでいる、パワーロードバランス検出器。
【００５７】
本明細書に記載の有利な実施形態は、必要に応じて、非一時的なコンピュータ可読媒体に、コンピュータ化された方法として実施され得ることを理解されたい。
【００５８】
本発明の有利な実施形態が説明されてきたが、本発明はそのように限定されず、本明細書の本発明から逸脱することなく修正を行うことができることを理解されたい。本明細書に記載の各実施形態は、特定の特徴のみを指す場合があり、他の実施形態に関して記載されるすべての特徴を具体的に指すわけではないが、本明細書に記載の特徴は、特定の特徴に言及がなされない場合でも、そうでないことが記載されない限り交換可能であることを認識されたい。上記の利点が必ずしも本発明の利点だけであるとは限らず、記載された利点のすべてが本発明の各実施形態によって達成されることは必ずしも予期されないことも理解されたい。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定されており、特許請求の範囲の趣意の範囲内にあるすべてのデバイスおよび方法は逐語的に、または同等のものによって、本明細書に含まれることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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