(57)【要約】【課題】発電機の電力系統への同期投入タイミングを監視すると共に、経年的誤差を早期発見でき、点検時のデータ処理も容易となる自動同期装置監視システムを提供する。【解決手段】系統電圧ＶＬ及び発電機電圧ＶＧを合成し、それらの位相差に対応するビート電圧を入力し、その値から位相角演算手段１９によって位相角を時々刻々と算出する。また、発電機しゃ断器への投入指令信号＃２５Ｂ及び同しゃ断器の投入信号＃５２Ｇ−ＯＮＸがそれぞれ入力された時点に、位相角演算手段１９が演算した位相角を位相角抽出手段２０，２１によってそれぞれラッチし、これらを投入指令時位相角Δθ１及び投入時位相角Δθ２としてそれぞれ抽出する。そして、判定手段２７により投入時位相角が許容値以内かを判定し許容値を外れていた場合は警報信号を出力する。さらに、前進時間計測手段３０により、発電機しゃ断器の投入指令信号入力時点から投入信号入力時点までの時間を前進時間Ｔとして計測する。これら求められた各値により、発電機を電力系統に投入する際の各部の挙動を瞬時に把握して分析することができる。【選択図】　図１
2004023895.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機を系統に並入する際、系統と発電機との位相が同期したタイミングで発電機しゃ断器を投入させる自動同期装置の監視システムであって、
系統電圧及び発電機電圧を合成したビート電圧を入力し、その値から位相角を算出する位相角演算手段と、
前記発電機しゃ断器への投入指令信号及び同しゃ断器の投入信号をそれぞれ入力し、これら信号が入力された時点に前記位相角演算手段が算出した位相角をそれぞれラッチし、このラッチした位相角を投入指令時位相角及び投入時位相角としてそれぞれ抽出する位相角抽出手段と、
前記投入時位相角が許容値以内かを判定し許容値を外れていた場合は警報信号を出力する判定手段と、
前記発電機しゃ断器の投入指令信号入力時点から投入信号入力時点までの時間を計測する前進時間計測手段と、
を備えたことを特徴とする自動同期装置監視システム。
【請求項２】
ビート電圧から算出された位相角、発電機しゃ断器の投入指令信号及び投入信号、投入指令時位相角及び投入時位相角、前進時間に関する各データがそれぞれ入力され、これら各入力データを波形処理又は数値処理して保存又は出力するデータ処理手段を有することを特徴とする請求項１に記載の自動同期装置監視システム。
【請求項３】
データ処理手段から出力された各種のデータを入力するパソコンを有することを特徴とする請求項２に記載の自動同期装置監視システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機を電力系統に並列に投入（以下、並入と呼ぶ）する際、電力系統と発電機の位相が同期したタイミングで発電機しゃ断器を投入させる自動同期装置の監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、発電機を電力系統に並入する場合、両者の間に電圧差、周波数差、位相差のいずれがあっても並入時に動揺を生じ、最悪の場合は脱調状態になったり機器の損傷を生じたりする。このため、自動的にこの３条件を満足させて並入を行なう自動同期装置が使用される。
【０００３】
ここでは、位相に着目して説明を行なう。前述のように並入を行なう場合、自動同期装置は電力系統と発電機の位相が同期したタイミングで発電機しゃ断器が投入されるように投入指令を出す。この場合、並入に用いられる発電機しゃ断器は、投入指令が与えられてから接点が閉じるまでにある時間（投入時間と呼ぶ）を要する。このため、電力系統と発電機の位相が同期する真の投入タイミングより、投入時間分前進した時間（前進時間）に投入指令を出力する必要がある。
【０００４】
自動同期装置は、当初この前進時間を正確に設定しているが、長期間の使用により経年誤差が生じることがある。この経年誤差により投入タイミングにずれが生じると、並入時のショックが大きくなり、最悪時には前述のように機器損傷に至る可能性がある。したがって、この経年誤差を早期発見する必要がある。
【０００５】
従来、このような経年誤差の検出は、自動同期装置のデータを記録することにより行なっていた。自動同期装置のデータを記録するには、例えば、図２で示すような回路構成が必要であった。すなわち、図２で示すように光学式記録計（ビジグラフ等）１を用い、その入力側には抵抗ＢＯＸ２と交流電圧計３を接続していた。そして、記録計１により、図３で示すように、ビート電圧波形、自動同期装置の同期投入許可信号＃２５Ａ、投入指令信号＃２５Ｂ、発電機しゃ断器の投入信号５２Ｇ−ＯＮＸの各信号波形をそれぞれ記録する。
【０００６】
このような従来装置では、点検作業に当って各測定器材１，２，３を測定用電線で接続し、事前に仮入力を行なって記録計１や抵抗ＢＯＸ２の校正を実施しなければならず、事前準備が面倒で多くの時間を要した。
【０００７】
また、図３のようにデータを記録した後、これらから、必要なデータ、すなわち、位相差角度Δθや投入時間Ｔを抽出するためには、定規を用いて手作業で計測し算出しなければならない。このため、データの判読に時間がかかり、かつ誤差も発生する。また、判定が瞬時に行なえないため、監視には使用できない。さらに、前進時間を調整する場合は、このような記録を繰り返し行なわなければならないため、データ測定に時間がかかりすぎてしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来技術では、点検準備に時間がかかり、点検後のデータ判読にも時間がかかり、かつ誤差発生の可能性がある。また、判定が瞬時に行なえないことから監視には使用できない。さらに、重要な前進時間調整時のデータ測定に時間がかかり過ぎる等の問題点があった。
【０００９】
本発明の目的は、発電機の電力系統への同期投入タイミングを監視すると共に、経年的誤差を早期発見でき、点検時のデータ処理も容易となる自動同期装置監視システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、発電機を系統に並入する際、系統と発電機の位相が同期したタイミングで発電機しゃ断器を投入させる自動同期装置の監視システムであって、系統電圧及び発電機電圧を合成したビート電圧を入力し、その値から位相角を算出する位相角演算手段と、前記発電機しゃ断器への投入指令信号及び同しゃ断器の投入信号をそれぞれ入力し、これら信号が入力された時点に位相角演算手段が算出した位相角をそれぞれラッチし、このラッチした位相角を投入指令時位相角及び投入時位相角としてそれぞれ抽出する位相角抽出手段と、前記投入時位相角が許容値以内かを判定し許容値を外れていた場合は警報信号を出力する判定手段と、前記発電機しゃ断器の投入指令信号入力時点から投入信号入力時点までの時間を計測する前進時間計測手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明では、ビート電圧から算出された位相角、発電機しゃ断器の投入指令信号及び投入信号、投入指令時位相角及び投入時位相角、前進時間に関する各データがそれぞれ入力され、これら各入力データを波形処理又は数値処理して保存又は出力するデータ処理手段を設けてもよい。
【００１２】
また、本発明では、データ処理手段から出力された各種のデータを入力するパソコンを設けてもよい。
【００１３】
これらの発明では、系統電圧及び発電機電圧を合成し、それらの位相差に対応するビート電圧を入力し、その値から位相角検出演算手段によって位相角を時々刻々と算出する。また、発電機しゃ断器への投入指令信号及び同しゃ断器の投入信号がそれぞれ入力された時点に、位相角検出演算手段が算出した位相角を位相角抽出手段によってそれぞれラッチし、これらを投入指令時位相角及び投入時位相角としてそれぞれ抽出する。そして、判定手段により投入時位相角が許容値以内かを判定し許容値を外れていた場合は警報信号を出力する。さらに、前進時間計測手段により、発電機しゃ断器の投入指令信号入力時点から投入信号入力時点までの時間を前進時間として計測する。これら求められた各値により、発電機を電力系統に投入する際の各部の挙動を瞬時に把握して分析することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による自動同期装置監視システムの一実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１において、１１は自動同期装置監視システムで、その電圧入力部にはローパスフィルタ１２、１３，１４が設けられている。ローパスフィルタ１２の入力側には、系統電圧ＶＬが線ＲＬ，Ｓにより入力される。また出力側には、Ａ／Ｄ変換器１５及びデジタル表示器１６が接続されている。同じく、ローパスフィルタ１３の入力側には、発電機電圧ＶＧが線ＲＧ，Ｓにより入力される。また出力側には、Ａ／Ｄ変換器１７及びデジタル表示器１８が接続されている。
【００１６】
ローパスフィルタ１４の入力側には、線ＲＧ、ＲＬによりビート電圧が入力される。ビート電圧は周知のように、並列対象となる電力系統の系統電圧ＶＬと発電機の電圧ＶＧとを合成したもので、図３で示したように、それらの位相差に対応した包絡線を形成する。また、出力側には位相角演算手段１９が接続されている。
【００１７】
位相角演算手段１９は、ローパスフィルタ１４を介してビート電圧を入力し、このビート電圧に基づいて、系統電圧ＶＬと発電機電圧ＶＧとの位相差に対応する位相角を時々刻々と算出する。この位相角演算手段１９の出力側には、位相角抽出手段を構成するラッチ回路２０，２１がそれぞれ接続している。
【００１８】
このうち、一方のラッチ回路２０のラッチタイミング端子は接点入力回路２２と接続しており、この接点入力回路２２を介して、図示しない自動同期装置から、系統並入用発電機しゃ断器の投入指令＃２５Ｂが入力される。したがって、ラッチ回路２０の出力側には、発電機しゃ断器投入指令時の位相角Δθ１が出力され、この出力側に接続されたディジタル表示器２３に表示される。
【００１９】
なお、図示しない自動同期装置からは、系統並入用発電機しゃ断器の投入許可信号＃２５Ａも接点入力回路２４に入力されている。
【００２０】
また、他方のラッチ回路２１のラッチタイミング端子は接点入力回路２５と接続しており、この接点入力回路２５を介して、発電機しゃ断器の投入信号（しゃ断器接点閉路により生じる信号）＃５２Ｇ−ＯＮＸが入力される。したがって、ラッチ回路２１の出力側には、発電機しゃ断器投入時の位相角Δθ２が出力され、この出力側に接続されたディジタル表示器２６に表示される。
【００２１】
このラッチ回路２１の出力側は、投入時位相角判定回路２７にも接続されている。投入時位相角判定回路２７は、ラッチ回路２１によってラッチされた投入時位相角Δθ２が許容値以内かを判定する。この投入時位相角判定回路２７の出力側には判定表示器２８及び警報出力回路２９がそれぞれ接続されている。
【００２２】
３０は前進時間計測手段で、一方の入力端子は、しゃ断器投入指令信号＃２５Ｂの接点入力回路２２に接続され、他方の入力端子はしゃ断器投入信号＃５２Ｇ−ＯＮＸの接点入力回路２５に接続されている。この前進時間計測手段２７としては所謂タイマーが用いられ、発電機しゃ断器に対する投入指令信号＃２５Ｂの入力時点から投入信号＃５２Ｇ−ＯＮＸの入力時点までの時間（前進時間）Ｔを測定する。
【００２３】
この前進時間計測手段３０の出力側は、ディジタル表示器３１及びデータ処理手段３２にそれぞれ接続されており、計測された前進時間Ｔの値をこれらに出力する。
【００２４】
データ処理手段３２の入力側は、上記前進時間計測手段３０のほか、各接点入力回路２２，２４，２５の出力側、各ラッチ回路２０，２１の出力側及び位相角演算手段１９の出力側とそれぞれ接続している。そして、ビート電圧から算出された位相角、発電機しゃ断器の投入許可信号、投入指令信号及び投入信号、投入指令時位相角及び投入時位相角、前進時間の各データをそれぞれ入力し、これら各入力データを波形処理又は数値処理して保存又は出力する。
【００２５】
このデータ処理手段３２の出力側は、プリンタ３３や、外部とのインタフェース回路３４を介してパーソナルコンピュータ３５が接続している。
【００２６】
上記構成において、自動同期装置監視システム１１には、並列対象である電力系統及び発電機の電圧、すなわち、ＶＬ、ＶＧと、それらのビート電圧がそれぞれ入力される。このうち、発電機電圧ＶＧ及び系統電圧ＶＬは、それぞれフィルタリング後、Ａ／Ｄ変換され、その値はディジタル表示器１６，１８によって表示される。この表示により系統電圧ＶＬと発電機電圧ＶＧとの差が確認され、同期装置を使用するかの判定が可能となる。また、図示しない自動電圧調整装置による揃速制御の確認が可能となる。
【００２７】
一方、ビート電圧はフィルタリングされた後、位相角演算手段１９に入力され、ビート電圧に基づく位相角、すなわち、発電機電圧ＶＧと系統電圧ＶＬとの位相差が時々刻々演算される。
【００２８】
また、自動同期装置監視システム１１には、自動同期装置から、並入用の発電機しゃ断器に対する投入許可信号＃２５Ａ及び投入指令信号＃２５Ｂと、同しゃ断器の投入信号＃５２Ｇ−ＯＮＸがそれぞれ入力される。このうち、発電機しゃ断器投入指令信号＃２５Ｂはラッチ回路２０に、同しゃ断器の投入信号＃５２Ｇ−ＯＮＸはラッチ回路２１に、それぞれラッチタイミング信号として入力される。
【００２９】
このため、ラッチ回路２０は発電機しゃ断器投入指令信号＃２５Ｂが入力された時点に算出された位相角を投入指令時位相角Δθ１として出力し、この位相角Δθ１を対応するディジタル表示器２３に表示させる。また、ラッチ回路２１は発電機しゃ断器投入信号＃５２Ｇ−ＯＮＸが入力された時点に算出された位相角を投入時位相角Δθ２として出力し、この位相角Δθ２を対応するディジタル表示器２６に表示させる。
【００３０】
また、この投入時位相角Δθ２は投入時位相角の判定手段２７に与えられ、ここで許容値内か判定される。判定の結果、許容値内であれば判定表示器２８を緑点灯させて許容値内であることを表示させる。これに対し、許容値を外れていれば、警報出力回路２９から、外部に警報信号を出力する。
【００３１】
前進時間計測手段３０には、発電機しゃ断器への投入指令信号＃２５Ｂとしゃ断器投入信号＃５２Ｇ−ＯＮＸとが入力されるので、投入指令信号＃２５Ｂの入力時点から投入信号＃５２Ｇ−ＯＮＸの入力時点までの時間（前進時間）Ｔを測定する。この計測された前進時間Ｔは、ディジタル表示器３１によって表示されると共に、データ処理手段３２に入力される。
【００３２】
データ処理手段３２は、この入力された前進時間Ｔを前回データとして保存処理する。また、位相角演算手段１９から出力された位相角は、データ処理手段３２にも入力され、波形データとして形成される。また、ラッチ回路２０，２１でラッチされ、抽出された投入指令時位相角Δθ１及び投入時位相角Δθ２はそれぞれデータ処理手段３２により、それぞれ前回データとして保存される。さらに、自動同期装置から入力された発電機しゃ断器の投入許可信号＃２５Ａ、投入指令信号＃２５Ｂ、投入信号＃５２Ｇ−ＯＮＸは、データ処理手段３２に入力され、それらの入力タイミングが保存処理される。
【００３３】
これら、データ処理手段３０で保存処理されたり、波形処理されたり、数値処理された各種のデータは、内蔵プリンタ３３によってプリントアウトすることができる。また、インターフェース回路（ＧＰＩＢ：Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｐｕｒｐｏｓｅ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　Ｂｕｓ）３４を介して外部のパソコン３５に出力し、データ保存することもできる。
【００３４】
このように、並列対象の系統電圧ＶＬ及び発電機電圧ＶＧを表示すると共に、それらのビート電圧を入力し、その値から位相差に対応する位相角を演算により時々刻々求め、その演算結果から、発電機しゃ断器投入指令時の位相角と、同しゃ断器の投入時位相角とをそれぞれ抽出して表示し、かつ投入時位相角については許容値内かを判断し、さらに、投入指令時から投入時までの前進時間を計測して表示するようにしたので、自動同期装置の点検調整を容易に行なうことができる。
【００３５】
例えば、前進時間の調整は、前進時間を確認しながら繰り返し行なう必要がある。従来の記録計に記録された波形を定規で計って必要データを算出し、解析する場合に比べ、本実施の形態では、前進時間や投入時位相角等の必要データは瞬時に得られ、それぞれ表示或いは警報され、瞬時に判定できるので、調整作業は容易かつ正確になり、調整時間を大幅に短縮できる。
【００３６】
また、定規を使った手作業による測定・分析作業を要しないため、データの値にヒューマンエラーがなくなり、データが均一化する。
【００３７】
また、従来は点検前に、専用の記録計や抵抗ＢＯＸ、交流電圧計をその都度接続し、事前に校正しなければならないため準備に時間がかかったが、上記実施の形態ではこのような準備は不要となるので事前準備が容易になる。
【００３８】
また、前述のように必要データが瞬時に得られ、それらの表示、判定、警報等を行なうので、特性のずれや変化を初期の段階で発見することができ、系統や発電機の監視用に使用して、それらの事故防止に役立つ。
【００３９】
さらに各種データをプリントアウトしたり、パソコンに保存したりできるので、データ整理、保存が容易であると共に、データ類の省スペース化が可能になる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、発電機の電力系統への同期投入タイミングを監視すると共に、自動同期装置の経年的誤差を早期発見できるので、投入時のショックを防止でき、また、点検時のデータ処理も容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による自動同期装置監視システムの一実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】従来技術を示す回路図である。
【図３】同期投入状態を説明する波形図である。
【符号の説明】
１１　　自動同期装置監視システム
１６　　発電機電圧ＶＧの表示器
１８　　系統電圧ＶＬの表示器
１９　　位相角演算手段
２０，２１　　位相角抽出手段を構成するラッチ回路
２３　　投入指令時位相角Δθ１の表示器
２６　　投入時位相角Δθ２の表示器
２７　　判定手段
３０　　前進時間計測手段
３１　　前進時間Ｔの表示器
３２　　データ処理手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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