(57)【要約】【課題】既設の設備を流用しつつ、既設の出力不足分を新規な設備で補い、以て工期の短縮化、制約を受ける設置スペース内への収容、コストの低減化を図って電力系統の安定化を維持させる同期機の励磁装置を提供する。【解決手段】本発明に係る同期機の励磁装置は、励磁電源変圧器１６、サイリスタ装置１７、界磁巻線１９を備える既設の励磁装置に、新設励磁電源変圧器２２、新設サイリスタ装置２３を備える新設励磁装置を追設するとともに、前記既設のサイリスタ装置を前記新設サイリスタ装置とを直接母線２０で接続させる構成にした。【選択図】  図１
2008199710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁電源変圧器、サイリスタ装置、界磁巻線を備える既設の励磁装置に、新設励磁電源変圧器、新設サイリスタ装置を備える新設励磁装置を追設するとともに、前記既設のサイリスタ装置を前記新設サイリスタ装置とを直接母線で接続させる構成にしたことを特徴とする同期機の励磁装置。
【請求項２】
励磁電源変圧器、サイリスタ装置、界磁巻線を備える既設の励磁装置に、新設励磁電源変圧器、新設サイリスタ装置を備える新設励磁装置を追設するとともに、前記既設のサイリスタ装置を前記新設サイリスタ装置とを直接母線で接続させる構成にする一方、前記既設のサイリスタ装置からの整流電圧を選択するか、または前記既設のサイリスタ装置からの整流電圧に前記新設サイリスタ装置からの整流電圧を加えて合算させる合算整流電圧を選択するかの選択切換回路を備えたことを特徴とする同期機の励磁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期機の励磁装置に係り、特に既設の励磁装置に新設の励磁装置を追設し、出力の増加に対処させた同期機の励磁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、タービン発電機設備に適用する同期機（発電機）に設けられる励磁装置は、同期機の界磁巻線に励磁電流を与え界磁磁束を生成させるものであり、大別して直流励磁方式、交流励起方式、静止形励磁方式とがある。
【０００３】
これらの方式の中で、高速応答性に優れ、回転部分がないために保守性に優れた静止形励磁方式（サイリスタ励磁方式）が好まれてより多く採用されており、その構成として図３および図４に示すものがある。
【０００４】
なお、図３は同期機の励磁装置の概略系統を示す図であり、図４は図３に示す破線部分Ｘから抜き出した概略図である。
【０００５】
同期機の励磁電源として用いられる静止形励磁方式の励磁装置は、発電機１の端子電圧を励磁電源変圧器２を介してサイリスタ装置（順変換装置）３に印加し、ここで整流し、直流母線５ａを介して界磁巻線４に励磁電圧を与えている。
【０００６】
すなわち、励磁電源変圧器２は、図４に示すように、３相３線の交流母線５ｂを介してサイリスタ装置３に励磁電圧を与え、ここで整流して電圧Ｖ１とし、この整流電圧Ｖ１を直流母線５ａ１、界磁遮断器６ａ，６ｂを介して界磁巻線４に印加している。
【０００７】
また、発電機１は、図３に示すように、計器用電圧変成器７を介して自動電圧調整器（ＡＶＲ）８に印加している。
【０００８】
この自動電圧調整器８は、出力信号をゲートパルス信号としてサイリスタ装置３に与え、界磁巻線４に供給する励磁電圧量を制御し、発電機１の端子電圧が常に一定値になるよう制御を行っている。
【０００９】
すなわち、発電機１に、主変圧器９、電力系統遮断器１０を介して電力系統母線１１が接続され、電力系統母線１１に何らかの事情で電圧変動があると、自動電圧調整器８は、電力系統母線１１の電圧変動量に合わせて、計器用電流変成器１２からの検出値を制限装置１３で制限を加えた上で制御するか、あるいは計器用電流変成器１２から検出される無効電力を、無効電力調整装置１４で変換したパルス信号に基づいて電圧を一定に制御し、サイリスタ装置３に供給している。
【００１０】
このように、発電機１の端子電圧を一定に制御するタービン発電設備は、最近、長年の運用に伴う設備老朽化へのリプレース対策、あるいは発電機の出力増加に伴う励磁装置の出力増加対策が求められるようになっている。
【００１１】
既設の設備から新しい設備への更新に伴う一つの例として、特許文献１に見られるように、一つの室に、励磁制御盤、遮断器、励磁変圧器、サイリスタ装置（順変換装置）を収容するパッケージ化が提案されており、工期の短縮化、あるいはコストの低減化を図る上で有効になっている。
【特許文献１】特開２００３−１１６２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来、タービン発電機設備に適用する励磁装置は、発電機の定格出力、電力系統安定化のための頂上電圧に応じて容量（出力）が設計されていた。
【００１３】
そして、タービン発電機に定格以上の出力増加要求がある場合、送電容量を増加させるため、従来は、励磁装置をリプレースし、既設の設備に新しい設備を組み入れて運転を行っていた。
【００１４】
しかし、励磁装置のリプレースは、既設設備の撤去、新設設備の製造、搬送、据付、調整等の工程作業に長時間を費やすため、発電所の停止期間を長くさせる等の問題点を抱えていた。
【００１５】
また、リプレースに際し、励磁装置の出力増加は、寸法や重量がより一層増加するため、既設のスペースに納まらない等の問題点を有していた。
【００１６】
このため、工期の短縮化はもとより、既設のスペースへの収容確保に伴うコンパクト化等、新たな技術の実現が求められていた。
【００１７】
本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、既設の設備を流用しつつ、既設の出力不足分を新規な設備で補い、以て工期の短縮化、制約を受ける設置スペース内への収容、コストの低減化を図って電力系統の安定化を維持させる同期機の励磁装置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】
【００１８】
本発明に係る同期機の励磁装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、励磁電源変圧器、サイリスタ装置、界磁巻線を備える既設の励磁装置に、新設励磁電源変圧器、新設サイリスタ装置を備える新設励磁装置を追設するとともに、前記既設のサイリスタ装置を前記新設サイリスタ装置とを直接母線で接続させる構成にしたことにある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る同期機の励磁装置は、既設の励磁装置を流用しつつ、新設励磁装置を追設する際、既設の励磁装置のうち、サイリスタ装置と新設サイリスタ装置の励磁装置とを直流母線で互いを接続させる一方、新設励磁装置を新設励磁電源変圧器、新設サイリスタ装置とで構成するので、構造簡素にして工期の短縮、設置スペースの確保等を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る同期機の励磁装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係る同期機の励磁装置の第１実施形態を示す概念図である。
【００２２】
なお、図中、破線で囲う部分Ａを既に設けられ運転されている既設の励磁装置として示し、また実線で囲う部分Ｂを既設励磁装置に新たに追加増設される新設の励磁装置として示している。
【００２３】
破線で囲う部分Ａの既設の励磁装置は、励磁電源変圧器１６、サイリスタ装置（順変換装置）１７、界磁遮断器１８ａ，１８ｂ、界磁巻線１９を備え、励磁電源変圧器１６からの励磁電圧を３相３線の交流母線２０を介してサイリスタ装置１７に与え、ここで整流して電圧Ｖ１とし、この整流電圧Ｖ１を直流母線２１に与えている。
【００２４】
一方、実線で囲う部分Ｂの新設の励磁装置は、新設励磁電源変圧器２２、新設サイリスタ装置２３を備えるとともに、新設サイリスタ装置２３を既設のサイリスタ装置１７に直流母線２１で互いを接続させ、既設のサイリスタ装置１７からの出力を整流電圧Ｖ１にし、新設励磁電源変圧器２２から新設サイリスタ装置２３に与えられて整流する整流電圧Ｖ２を加えて加算整流電圧Ｖ１＋Ｖ２にし、この加算整流電圧Ｖ１＋Ｖ２を直流母線２１、界磁遮断器１８ａ，１８ｂを介して界磁巻線１９に印加する。
【００２５】
このように、本実施形態は、既設の励磁装置を流用しつつ、既設の励磁装置の容量（出力）不足を新設励磁装置を追設して補うとともに、新設の励磁装置を新設励磁電源変圧器と新設サイリスタ装置とで構成し、既設のサイリスタ装置と新設サイリスタ装置とを直流母線で互いを接続する構造簡素に構成したので、工期の短縮は無論、設置スペースの確保、コストの低減化を容易に実現することができる。
【００２６】
図２は、本発明に係る同期機の励振装置の第２実施形態を示す概念図である。
【００２７】
なお、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付し、重複説明を省略する。
【００２８】
本実施形態に係る同期機の励磁装置は、破線で囲う部分Ａの既設の励磁装置における既設のサイリスタ装置１７と、実線で囲う部分Ｂの新設の励磁装置における新設サイリスタ装置２３とを直流母線２１で互いを接続させるとともに、既設のサイリスタ装置１７から出力する整流電圧Ｖ１を選択するか、または既設のサイリスタ装置１７からの整流電圧Ｖ１に新設サイリスタ装置２３からの整流電圧Ｖ２を加える合算電圧Ｖ１＋Ｖ２を選択する選択切換回路２４を設けたものである。
【００２９】
このように、本実施形態は、既設の励磁装置を流用しつつ、既設の励磁装置の容量（出力）不足を新設励磁装置を追設して補うとともに、既設のサイリスタ装置からの整流電圧Ｖ１、あるいは既設のサイリスタ装置からの整流電圧Ｖ１に新設サイリスタ装置からの整流電圧Ｖ２を合算させて作り出す合算整流電圧Ｖ１＋Ｖ２のうち、いずれかを選択する選択切換回路を設けて構造簡素に構成したので、工期の短縮、設置スペースの確保、コストの低減化を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る同期機の励磁装置の第１実施形態を示す概念図。
【図２】本発明に係る同期機の励磁装置の第２実施形態を示す概念図。
【図３】従来の同期機の励磁装置の概略系統を示す図。
【図４】図３に示す破線部分Ｘから抜き出した概念図。
【符号の説明】
【００３１】
１  発電機
２  励磁電源変圧器
３  サイリスタ装置
４  界磁巻線
５ａ  直流母線
５ｂ  交流母線
６ａ，６ｂ  界磁遮断器
７  計器用電圧変成器
８  自動電圧調整器
９  主変圧器
１０  電力系統遮断器
１１  電力系統母線
１２  計器用電流変成器
１３  制限装置
１４  無効電力調整装置
１６  励磁電源変圧器
１７  サイリスタ装置
１８ａ，１８ｂ  界磁遮断器
１９  界磁巻線
２０  交流母線
２１  直流母線
２２  新設励磁電源変圧器
２３  新設サイリスタ装置
２４  選択切換回路
【図１】
2008199710.tif 000003
【図２】
2008199710.tif 000004
【図３】
2008199710.tif 000005
【図４】
2008199710.tif 000006