(57)【要約】【課題】発電プラントや鉄鋼プラント等の大規模プラント内における送風機やポンプ等の動力補機用電動機には、インバータ制御が採用されていて、インバータ装置側で事故発生時には商用電源に切り換えて電動機運転を継続しているが、従来前記制御システムによる運転中の事故発生時に、事故発生個所を特定することはなされてなかった。そこで、発生個所をインバータ側か、電動機側かを特定し、事故個所に対応した適切な処置をとることが可能なシステムを提供する。【解決手段】第１の回路には、第１の遮断器、インバータ装置、地絡継電器、第２の遮断器が、第２の回路には第３の遮断器が設けられ、前記第１、第２の並列回路に電動機が接続され、地絡事故発生時第２の遮断器をＯＦＦして地絡継電器の動作継続か、不動作により、事故発生点を特定し、前記第１の回路をＯＦＦし、第２の回路への切り換えを行う、もしくは電動機の停止を行う。【選択図】        図１
2004180468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力補機用電動機の運転制御システムであって、前記電動機は配電、開閉装置に並列に設けられた第１および第２の回路を介して接続されており、
前記第１の回路には、第１の遮断器、インバータ装置、地絡継電器および第２の遮断器が順に設けられており、前記第２の回路には、第３の遮断器が設けられており、前記電動機が前記第１の回路を介して運転されているとき、前記地絡継電器が地絡を検出すると、前記インバータ装置に設けられた制御部は前記第２の遮断器をＯＦＦとした後、前記地絡継電器が地絡検出動作を停止している場合に、前記電動機側での地絡と判定するとともに、前記第１の遮断器をＯＦＦして前記電動機を運転停止とし、前記地絡継電器が地絡検出を継続している場合には、前記インバータ装置側での地絡と判定するとともに、前記第３の遮断器をＯＮして前記電動機の運転を継続することを特徴とする動力補機用電動機の運転制御システム。
【請求項２】
動力補機用電動機の運転制御システムであって、前記電動機は配電、開閉装置に並列に設けられた第１および第２の回路を介して接続されており、
前記第１の回路には、第１の遮断器、インバータ装置、地絡継電器および第２の遮断器が順に設けられており、前記第２の回路には、第３の遮断器が設けられており、前記電動機が前記第１の回路を介して運転されているとき、前記地絡継電器が地絡を検出すると、前記インバータ装置に設けられた制御部は前記第２の遮断器をＯＦＦとした後、前記地絡継電器が地絡検出動作を停止している場合に、前記電動機側での地絡と判定するとともに、前記第１の遮断器をＯＦＦして前記電動機を運転停止とし、前記地絡継電器が地絡検出を継続している場合には、前記インバータ装置側での地絡と判定するとともに前記制御部に設けられたタイマにより所定の時間経過後に、前記第３の遮断器をＯＮして前記電動機の運転を継続することを特徴とする動力補機用電動機の運転制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、発電所や鉄鋼プラント等の大規模プラント内における例えば送風機、ポンプ等の動力補機用電動機の運転制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えば発電プラントにおいて、タービンや発電機等の主要機器以外に、ファンやポンプ等の補機類用の補機電動機駆動制御システムが多数設けられている。これら電動機駆動制御システムは省電力化を目的とし、新規プラントは勿論のこと既設プラントの改造、更新に、インバータ装置の採用が盛んに行われ、その結果の省エネルギー効果は顕著である。
しかしながら、前記動力補機用電動機は設置台数が多く、また補機という観点からその制御システムの事故および修復対策に必ずしも必要、十分な対策がとられているとは言えない状況にあった。例えば、ファン駆動用のインバータ制御電動機の制御システムで運転中に地絡事故が発生した場合、地絡継電器の検出信号により、電動機運転を停止した後に事故個所の特定を行うとともに修復を行っていた。
【０００３】
このような従来の手法では、地絡により電動機の運転を停止することになりプラント全体運転に影響が波及することから、地絡や、インバータ自体の事故が発生しても、電動機の運転を継続して行うことが可能なシステムが示されている。すなわち、インバータ駆動スクリュー圧縮機の電動機制御システムにおいて、インバータの事故発生時にインバータ回路から商用電源に切り換えて電動機運転を行う例が示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２０８３７１号公報（第１頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記特許文献１に示された従来技術では、インバータの運転が困難となったときにインバータの出力を停止し商用電源に切り換えることのみ示されており、電動機側で発生する地絡事故等の検出方法は何ら示されてない。
また、地絡事故を検出するのに、地絡方向電流継電器を使用して地絡個所を特定することが考えられているが、インバータによる低周波領域での運転時には、地絡方向電流継電器による地絡電流検出の精度が十分でなく、従って地絡個所の特定も難しいという問題点があった。
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、地絡事故発生時に、その発生個所がインバータ側か電動機側かを特定し、インバータ側にあるとき、商用電源回路に切り換えて電動機運転を継続し、一方電動機側にあるとき、補機用電動機制御システムの運転を停止するシステムを提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
動力補機用電動機の運転制御システムであって、電動機は配電、開閉装置に並列に設けられた第１および第２の回路を介して接続されており、
第１の回路には、第１の遮断器、インバータ装置、地絡継電器および第２の遮断器が順に設けられており、第２の回路には、第３の遮断器が設けられており、電動機が第１の回路を介して運転されているとき、地絡継電器が地絡を検出すると、インバータ装置に設けられた制御部は第２の遮断器をＯＦＦとした後、地絡継電器が地絡検出動作を停止している場合に、電動機側での地絡と判定するとともに、第１の遮断器をＯＦＦして電動機を運転停止とし、地絡継電器が地絡検出を継続している場合には、インバータ装置側での地絡と判定するとともに、第３の遮断器をＯＮして電動機の運転を継続するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１、図２に基づいて説明する。
図１は、この実施の形態１による動力補機用電動機の運転制御システムを示すブロック図である。図２は動作を示すフロー図である。なお、この図１では単機ブロック図を示しているが、発電プラント等における補機は数多くの台数が設置されており工場設備の投資コスト上、図１に示すような構成が採用されている。
図１において、図示省略した配電、開閉装置に並列に設けられた第１の回路５０と第２の回路５１を介して電動機１が接続されている。前記第１の回路５０には、配電、開閉装置側から順に第１の遮断器３、インバータ装置６、地絡過電圧継電器５、第２の遮断器４が設けられている。前記第１の回路５１には、第３の遮断器２が設けられている。前記電動機１には例えば発電プラントの補機類である図示省略の送風機が接続されている。このような構成を備えた動力補機用電動機の運転制御システムの動作を図２によって説明する。
【０００８】
電動機１が前記第１の回路５０を介したインバータ運転中に地絡事故が図２に示すＸ１またはＸ２のいずれかの個所で発生したとする。その時地絡過電圧継電器５は地絡検出の動作をする。次に、前記地絡過電圧継電器５の信号を受けたインバータ装置６に設けられた制御部は前記第２の遮断器４を開放（ＯＦＦ）する。この第２の遮断器４をＯＦＦとすることによって、前記地絡事故発生個所が例えば第２の遮断器４と電動機１との間、つまり図１に示す電動機１側の事故点Ｘ１にある場合には、地絡過電圧継電器５と事故点Ｘ１は第２の遮断器４によって隔離されるため、地絡過電圧継電器５は不動作となる。すなわち地絡検出動作を停止している状態となる。一方地絡事故発生個所が、例えば第２の遮断器４とインバータ装置６との間つまり図１に示すインバータ側の事故点Ｘ２にある場合には、地絡過電圧継電器５と事故点Ｘ２は隔離されていないので、地絡過電圧継電器５は地絡検出を継続した動作を示す。但し、この場合第２の遮断器４がＯＦＦ状態であっても、インバータ装置６の制御部は、インバータの出力を継続させている。
【０００９】
このように、地絡過電圧継電器５による地絡事故検出動作後に第２の遮断器４をＯＦＦとして、その後の地絡過電圧継電器５の動作が不動作の場合、前記インバータ装置６の制御部は地絡事故発生個所が発電機１側の、例えばＸ１点にあると判断して、第１の遮断器３をＯＦＦして電動機１の運転を停止する。
一方、地絡過電圧継電器５が動作が継続されている場合、地絡事故発生個所がインバータ６側の例えばＸ２点にあると判断して、第１の遮断器３をＯＦＦし、第１の回路５０を介する電動機１への電力供給を停止するとともに、第３の遮断器２を投入して第２の回路５１の商用電源を電動機１に供給し、電動機１の運転を継続する。なお、この実施の形態１では地絡を検出する継電器として地絡過電圧継電器の例を示したが、これに限らずその検出精度を問わないので、地絡によって動作出力する継電器であれば、例えば地絡方向電流継電器であってもよい。
【００１０】
以上のように、この制御システムによると、地絡継電器５が地絡事故を検出し、第２の遮断器４をＯＦＦした後の地絡継電器の動作継続中または不動作によって事故点を特定することができ、その結果電動機１の運転継続もしくは運転停止を行い、事故点に対応した適切な処置をとることができるという効果を奏する。
【００１１】
実施の形態２．
実施の形態１において、インバータ側の地絡事故発生時には、第２の回路５１を介する商用電源で電動機１の運転を継続することを示したが、この実施の形態２では図３のフローに示すように、前記第１の遮断器３をＯＦＦとした後に、インバータ装置６に設けた可変タイマによって、前記第２の回路５１の第３の遮断器２の投入タイミングを遅らせるものである。このように第３の遮断器２の投入タイミングを遅らせると、電動機１の残留電圧による投入電流を軽減することができ、ストレスの少ない切り替えを行うことができるという効果がある。
【００１２】
【発明の効果】
この発明は以上述べたような構成の動作補機用電動機の運転制御システムであるので、以下のような効果がある。
配電、開閉装置に並列に設けられた第１および第２の回路を介して電動機が接続されており、
第１の回路には、第１の遮断器、インバータ装置、地絡継電器および第２の遮断器が順に設けられており、第２の回路には、第３の遮断器が設けられており、電動機が第１の回路を介して運転されているとき、地絡継電器が地絡を検出すると、インバータ装置に設けられた制御部は第２の遮断器をＯＦＦとした後、地絡継電器が地絡検出動作を停止している場合に、電動機側での地絡と判定するとともに、第１の遮断器をＯＦＦして電動機を運転停止とし、地絡継電器が地絡検出を継続している場合には、インバータ装置側での地絡と判定して、第３の遮断器をＯＮして電動機の運転を継続するものであるので、地絡継電器の動作継続中か、または不動作によって事故発生個所を特定することができるとともに、その特定された個所に対応して、電動機の運転継続もしくは運転停止を行い、事故点に対応した適切な処置をとることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による動力補機用電動機の運転制御システムを示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による動作フロー図である。
【図３】この発明の実施の形態２による動作フロー図である。
【符号の説明】
１  電動機、２  第３の遮断器、３  第１の遮断器、４  第２の遮断器、
５  地絡継電器、６  インバータ装置、５０  第１の回路、５１  第２の回路、Ｘ１，Ｘ２  事故発生個所。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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