(57)【要約】【課題】タービン制御装置のハンチング発生有無の判定、原因告知、抑制を行う。【解決手段】本発明は、タービン制御装置において、速度制御信号ｆの変化率の極性が変化したときに変化率反転信号を出力する変化率極性判定手段と、変化率から積分演算を行う積分器２０９と、変化率反転信号により積分器２０９から積分値を入力し記憶し更新するとともにこの積分値からハンチング判定を行う第１のハンチング判定手段と、変化率反転信号により第１のハンチング判定手段から更新前の積分値を入力し記憶し更新するとともにこの積分値からハンチング判定を行う第２のハンチング判定手段と、第１、第２のハンチング判定手段がともにハンチングと判断した場合にプラントにハンチングが発生したと判定するハンチング検出手段２００を設けたことを特徴とする。【選択図】      図１
2004353465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統へ接続し発電を行うタービン発電機の、負荷設定手段から得られる負荷制御信号とタービン速度信号と定格速度信号との偏差信号から得られる速度制御信号とを加算したガバナ制御指令信号と、負荷制限手段から得られる負荷制限信号との低値を加減弁制御信号として加減弁を開閉制御することにより、タービン速度と発電機出力を制御するタービン制御装置において、前記速度制御信号について変化率演算を行い前記変化率の極性が変化したときに変化率反転信号を出力する変化率極性判定手段と、前記変化率を入力し積分演算を行う積分手段と、前記変化率反転信号により前記積分手段から積分値を入力し記憶し更新するとともにこの積分値を用いてハンチング判定を行った結果を出力する第１のハンチング判定手段と、前記変化率反転信号の入力により前記第１のハンチング判定手段から更新前の積分値を入力し記憶し更新するとともに、この積分値をもとにハンチング判定を行った結果を出力する第２のハンチング判定手段と、前記第１、第２のハンチング判定手段がともにハンチングと判断した場合に、プラントにハンチングが発生したと判定し、ハンチング検出信号を出力するハンチング検出手段を設けたことを特徴とするタービン制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のタービン制御装置において、負荷制限中以外では、前記ハンチング検出信号により前記負荷制限手段の設定値を下降させることにより、前記加減弁制御信号を抑制し、ハンチングを停止させることを特徴とするタービン制御装置。
【請求項３】
電力系統へ接続し発電を行うとともにタービンの途中から蒸気を抽出する抽気タービン発電機の、負荷設定手段から得られる負荷制御信号とタービン速度信号と定格速度設定信号との偏差信号から得られる速度制御信号とを加算したガバナ制御指令信号と、負荷制限手段から得られる負荷制限信号との低値である加減弁制御信号に、タービン途中の蒸気圧力を設定する圧力設定手段から得られる圧力設定信号と抽出された蒸気の圧力信号との偏差信号から得られる圧力制御信号と抽気制限手段から得られる抽気制限信号との低値である抽気制御信号を演算して得られる加減弁制御信号に応じて抽気加減弁を開閉制御することにより、タービン速度と発電機出力を制御し、前記加減弁制御信号と前記抽気制御信号を演算して得られる抽気加減弁制御信号により抽気加減弁を開閉制御し、抽気圧力を制御するタービン制御装置において、タービン速度や蒸気圧力のそれぞれの制御信号について、変化率演算を行い前記変化率の極性が変化したときに変化率反転信号を出力する変化率極性判定手段と、前記変化率を入力し積分演算を行う積分手段と、前記変化率反転信号により前記積分手段から積分値を入力し記憶し更新するとともにこの積分値を用いてハンチング判定を行った結果を出力する第１のハンチング判定手段と、前記変化率反転信号の入力により前記第１のハンチング判定手段から更新前の積分値を入力し記憶し更新するとともに、この積分値を記憶し、この積分値をもとにハンチング判定を行った結果を出力する第２のハンチング判定手段と、前記第１、第２のハンチング判定手段がともにハンチングと判断した場合に、プラントにハンチングが発生したと判定し、ハンチング検出信号を出力するハンチング検出手段を設けたことを特徴とするタービン制御装置。
【請求項４】
請求項３記載のタービン制御装置において、前記ハンチング発生検出信号を外部に告知するとともに、最初にハンチングが発生した制御信号を告知する原因告知信号検出手段を設けることにより、ハンチング対策を容易に行うことを特徴とするタービン制御装置。
【請求項５】
請求項３記載のタービン制御装置において、負荷制限中以外では、前記ハンチング検出信号により前記負荷制限手段、前記抽気制限手段の設定値を下降させることにより、ハンチングを抑制することを特徴とするタービン制御装置。
【請求項６】
請求項３記載のタービン制御装置において、前記ハンチング検出手段は、前記加減弁制御信号及び前記抽気加減弁制御信号に対してハンチングを検出することを特徴とするタービン制御装置。
【請求項７】
請求項６記載のタービン制御装置において、前記ハンチング発生検出信号と、前記加減弁制御信号及び前記抽気加減弁制御信号の積分値の極性に応じてハンチングの原因を判定するハンチング原因判定手段を設け、外部に告知することを特徴とするタービン制御装置。
【請求項８】
請求項７記載のタービン制御装置において、負荷制限中以外では、前記ハンチング原因判定手段からの信号により、前記負荷制限手段、前記抽気制限手段の設定値を下降させることにより、ハンチングを抑制することを特徴とするタービン制御装置。
【請求項９】
請求項１ないし８記載のタービン制御装置において、第１のハンチング判定手段、第２のハンチング判定手段に加えて、前記変化率反転信号により前段のハンチング判定手段から更新前の積分値を入力し、積分値を記憶し更新するとともにこの積分値を用いてハンチング判定を行った結果を出力するハンチング判定手段を複数設け、前記ハンチング検出手段はすべてのハンチング判定手段がハンチングと判断した場合に、プラントにハンチングが発生したと判定し、ハンチング検出信号を出力することを特徴とするタービン制御装置。
【請求項１０】
タービンの速度・負荷制御信号を補正して、安定した速度負荷制御を行うタービン制御方法において、速度制御信号の変化率演算を行い前記変化率の極性が変化したときに変化率反転信号を出力するステップと、前記変化率を入力し積分演算を行い前記変化率反転信号が入力されたときに演算した積分値を出力した後前記積分値をリセットするステップと、入力された積分値を記憶し更新するとともにこの積分値を用いてハンチング判定を行った結果を出力するハンチング判定ステップと、前記更新前の積分値を用いてハンチング判定を行った結果を出力する第２のステップを所定回数繰り返すステップと、前記ハンチング判定ステップから出力されるハンチング判定結果を論理積演算することによりプラントのハンチングを検出するステップからなることを特徴とするタービン制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電プラントにおける蒸気タービンの蒸気流量を制御するタービン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、蒸気加減弁の開度を調整することにより、タービンの制御を行うタービン制御装置が開発されている。特に、近年のタービン制御装置では、タービンの速度・負荷制御信号を補正して、負荷上昇中の燃焼モード切替時や初負荷保持中の系統周波数変動時に、安定した速度負荷制御運転を行うガスタービン制御装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
また、このような制御装置は、最適化されているが、大電力装置の起動、停止、または事故等により電力系統周波数や蒸気圧力に動揺が生じると、タービン速度、抽気圧力や発電機出力にハンチングが発生することがある。ハンチング発生時には、原因を究明しハンチング状態を脱する必要があるが、運転員の経験が大きく影響し、原因究明に多大な時間を要してしまう。このため、プラント運用の障害になったり、機器の寿命を短くしたり、機器の破損を発生させるおそれがある。
【０００４】
ハンチングを検出する技術としては、操作信号とプロセス信号の正常時の周波数特性を予め知識データとして蓄積し、操作信号とプロセス信号の周波数特性を常時監視することによってハンチングを判定し、ＰＩＤ制御定数の変更により、ハンチングを抑制するフィードバック制御装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２７６６０号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平７−９３００２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような制御装置では、信号の周波数特性の分析、知識データをもとにハンチングの判定、原因の推定を行うため、あらかじめ周波数特性の分析、知識データの蓄積をしておく必要があった。また、ハンチングの特徴を抽出するための推論過程を経て、そのつど制御定数を変える制御方式のため、煩雑な制御となっていた。
【０００８】
本発明では、ハンチング検出回路，ハンチング原因判定回路を用いて、ハンチング状態の検出、原因となっているプロセス信号の判定と告知、及びそのプロセス制御の抑制を、制限器により容易に行うことを可能とし、ハンチング発生時の適切な処置、プラントの安全な運転、運転員の負荷軽減、プラントの故障箇所の早期発見を実現することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明においては、電力系統へ接続し発電を行うタービン発電機の、負荷設定手段から得られる負荷制御信号とタービン速度信号と定格速度信号との偏差信号から得られる速度制御信号とを加算したガバナ制御指令信号と、負荷制限手段から得られる負荷制限信号との低値を加減弁制御信号として加減弁を開閉制御することにより、タービン速度と発電機出力を制御するタービン制御装置において、速度制御信号について変化率演算を行い変化率の極性が変化したときに変化率反転信号を出力する変化率極性判定手段と、変化率を入力し積分演算を行う積分手段と、変化率反転信号により積分手段から積分値を入力し記憶し更新するとともにこの積分値を用いてハンチング判定を行った結果を出力する第１のハンチング判定手段と、変化率反転信号の入力により第１のハンチング判定手段から更新前の積分値を入力し記憶し更新するとともに、この積分値をもとにハンチング判定を行った結果を出力する第２のハンチング判定手段と、第１、第２のハンチング判定手段がともにハンチングと判断した場合に、プラントにハンチングが発生したと判定し、ハンチング検出信号を出力するハンチング検出手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３の発明においては、電力系統へ接続し発電を行うとともにタービンの途中から蒸気を抽出する抽気タービン発電機の、負荷設定手段から得られる負荷制御信号とタービン速度信号と定格速度設定信号との偏差信号から得られる速度制御信号とを加算したガバナ制御指令信号と、負荷制限手段から得られる負荷制限信号との低値である加減弁制御信号に、タービン途中の蒸気圧力を設定する圧力設定手段から得られる圧力設定信号と抽出された蒸気の圧力信号との偏差信号から得られる圧力制御信号と抽気制限手段から得られる抽気制限信号との低値である抽気制御信号を演算して得られる加減弁制御信号に応じて抽気加減弁を開閉制御することにより、タービン速度と発電機出力を制御し、加減弁制御信号と抽気制御信号を演算して得られる抽気加減弁制御信号により抽気加減弁を開閉制御し、抽気圧力を制御するタービン制御装置において、タービン速度や蒸気圧力のそれぞれの制御信号について、変化率演算を行い変化率の極性が変化したときに変化率反転信号を出力する変化率極性判定手段と、変化率を入力し積分演算を行う積分手段と、変化率反転信号により積分手段から積分値を入力し記憶し更新するとともにこの積分値を用いてハンチング判定を行った結果を出力する第１のハンチング判定手段と、変化率反転信号の入力により第１のハンチング判定手段から更新前の積分値を入力し記憶し更新するとともに、この積分値を記憶し、この積分値をもとにハンチング判定を行った結果を出力する第２のハンチング判定手段と、第１、第２のハンチング判定手段がともにハンチングと判断した場合に、プラントにハンチングが発生したと判定し、ハンチング検出信号を出力するハンチング検出手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項１０の発明においては、タービンの速度・負荷制御信号を補正して、安定した速度負荷制御を行うタービン制御方法において、速度制御信号の変化率演算を行い変化率の極性が変化したときに変化率反転信号を出力するステップと、変化率を入力し積分演算を行い変化率反転信号が入力されたときに演算した積分値を出力した後積分値をリセットするステップと、入力された積分値を記憶し更新するとともにこの積分値を用いてハンチング判定を行った結果を出力するハンチング判定ステップと、更新前の積分値を用いてハンチング判定を行った結果を出力する第２のステップを所定回数繰り返すステップと、ハンチング判定ステップから出力されるハンチング判定結果を論理積演算することによりプラントのハンチングを検出するステップからなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細を説明する。
【００１３】
図１に、本発明の第１の実施の形態に係るタービン制御装置の内部構成図、図２に、図１に示すタービン制御装置を含むタービンプラントの概略構成図を示す。
【００１４】
図２に示すように、蒸気発生器１で発生した蒸気は、タービン運転中は全開となっている主蒸気止め弁２を通じて蒸気加減弁３に入る。この蒸気加減弁３の開度により、調整された蒸気量がタービン４に入り、同軸に結合されている発電機６を回転させて発電機出力を得る。そして、復水器５によりタービン４で仕事を終えた蒸気は回収される。発電機６は遮断器７により電力系統８と接続される。タービン制御装置１０−１は、タービン４の回転軸に直結されたタービン速度検出器９で検出したタービン速度信号を入力し、蒸気加減弁３を開度調節しすることにより、タービン回転数と発電機出力を調整する。
【００１５】
また、図１に示すように、タービン制御装置１０−１では、まずタービン速度信号ｄを入力し、このタービン速度信号ｄと定格速度設定器１０３で設定した定格速度信号ｃを加算器１０５にて演算する。加算器１０５からの偏差信号ｅを係数器１０６に入力し、この偏差信号に対して係数設定を行うことによって速度制御信号ｆを得る。また、負荷設定器１０２で発電機出力となる負荷制御信号ｂを設定し、この負荷制御信号ｂと速度制御信号ｆとを加算器１０７で加算し、ガバナ制御指令信号ｇを得る。このガバナ制御指令信号ｇと負荷制限器１０１に設定された負荷制御信号ａを低値選択器１０８に入力し、低い方の値を選択することにより、加減弁制御信号ｈを得る。この加減弁制御信号が出力されることにより、蒸気加減弁３が制御する。
【００１６】
ここで、速度制御信号ｆに対して、ハンチングを検出する手段であるハンチング検出回路２００を設ける。
【００１７】
ハンチング検出回路２００は、速度制御信号ｆについて変化率演算を行い、変化率の極性が変化したときに変化率反転信号２ｇを出力する手段である変化率極性判定回路２０００と、変化率を積分演算する手段である積分器２０９と、この積分値をもとにハンチング判定を行い、ハンチング幅到達信号２ｌを出力する手段であるハンチング判定回路２００１、２００２、…から構成される。
【００１８】
次に、ハンチング検出回路の動作を説明する。
【００１９】
まず、速度制御信号ｆを入力し、変化率極性回路２０００にて変化率の極性を判定する。加算器２０２にて、速度制御信号ｆとむだ時間演算器２０２を通過した信号２ａとから変化率信号２ｂを演算し、比較器２０３、２０５へ入力する。比較器２０３では、変化率信号２ｂが負方向に変化したときに「１」となる信号２ｃを出力し、比較器２０５では、変化率信号２ｂが正方向に変化したときに「１」となる信号２ｅを出力する。そして、信号２ｃをシングルショット器２０４にてパルス化した信号２ｄ、信号２ｅをシングルショット２０６にてパルス化した信号２ｆを論理和演算器２０７に入力し、その演算結果を変化率反転信号２ｇとして出力する。
【００２０】
積分器２０９は、変化率信号２ｂについて積分演算を行い、変化率信号２ｂの極性が変化したとき、すなわち変化率反転信号２ｇが成立したときに、その積分値２ｔを出力する。同時に、積分器２０９をリセットする。
【００２１】
積分器２０９から出力された積分値２ｔは、ハンチング判定回路２００１へ入力されハンチングの判定が行われる。ハンチング判定回路２００１は、記憶器２１０、絶対演算器２１１、比較器２１２で構成され、記憶器２１０では積分器２０９から出力された積分値２ｔを記憶する。絶対演算器２１１で変化幅２ｋを演算し、比較器２１２へ入力され、比較器２１２では変化幅２ｋが所定の変化幅に達したときハンチング幅到達信号２ｌを出力する。
【００２２】
記憶器２１０からの信号２ｊは、次の変化率反転信号２ｇにより、第２のハンチング判定回路２００１へ出力される。ハンチング判定回路２００１では、ハンチング判定回路２０００と同様に、入力された信号２ｊを記憶器２１３に記憶し、絶対値演算器２１１での変化幅２ｋ１を算出し、比較器２ｌでハンチング判定をした結果、ハンチング到達信号２ｌ１を出力する。このとき、ハンチング判定回路２０００では、積分器２０９が演算した積分値が新たに入力され、この新たな積分値について記憶、ハンチング判定を行う。
【００２３】
そして、また次の変化率信号２ｇにより、記憶器２１３からの信号２ｊ１が次のハンチング判定回路へと出力され、この処理が、ハンチング判定回路の数、続けられる。
【００２４】
ハンチングを判定する振動回数は任意に決定することができ、必要な回数分のハンチング検出回路を設けることによって、変更可能である。また、比較器２０３、２０５の動作値を変更することによって、変化率反転信号２ｇに不感帯を設けることができる。
【００２５】
そして、すべてのハンチング判定回路からのハンチング幅到達信号２ｌ、２ｌ１、２ｌ２、…がすべて成立したとき、論理積演算２２０により、ハンチング発生信号ｘを出力する。
【００２６】
図３は、ハンチング波形とハンチング検出回路の信号との関係の一例を示す。αはむだ時間演算器２０１で設定されたむだ時間値であり、むだ時間の前後の値の差が変化幅２ｂとなる。速度制御信号ｆが同一方向の変化をしている間中は、積分器２０９の積分演算がされるので、変化率反転信号２ｇが成立する時の積分器２０９の値はハンチング幅ｗ１，ｗ２，ｗ３となる。上述したとおり、ハンチング判定回路は、変化率の極性が変化するたびに、記憶器の値を次のハンチング判定回路へ出力し、新たに入力される値についてハンチング判定を行う。すなわち、時間Ａにおいて、積分器２０９の値ｗ１は記憶器２１０に記憶される。時間Ｂにおいて、積分器２０９の値ｗ２は記憶器２１０に、記憶器２１０の値ｗ１は記憶器２１３に記憶される。時間Ｃにおいて、積分器２０９の値ｗ３は記憶器２１０に、記憶器２１０の値ｗ２は記憶器２１３に、記憶器２１３の値ｗ１は以降に用意された記憶器に記憶される。このように、波形の動作方向が変わるたびにハンチング幅が次のハンチング判定回路へ出力され、記憶されていく。
【００２７】
また、図４に示すように、論理積演算器１０４を設け、ハンチング検出回路２００からのハンチング検出信号ｘと、負荷制限中ではないことを示す信号ｚを入力して得られる信号を負荷制限器１０１へ出力し、この信号により負荷制限器１０１の設定を減方向に変化させるように構成することもできる。このようにハンチングが収束するまで減操作を持続するので、負荷制限器１０１がどの位置にあってもハンチングを抑制するまで負荷制限器を下降する。また、ハンチングが停止すると同時にこの減操作を停止するため、必要以上に蒸気加減弁に制限をかけることがなく、発電機出力低下による運転効率低下を最低限に留めることができる。
【００２８】
但し、加減弁制御信号を制限しても制御信号のハンチングが抑制されない場合もあるので、負荷制限中（負荷制限器１０１の値ａがガバナ制御指令信号ｇより低値の状態）には負荷制限器の下降を行わない。
【００２９】
以上より、ハンチング発生の有無を容易に判定することが可能となり、またハンチング発生時には、制限器を用いてプロセス制御の抑制を行うことにより、迅速に適正な処置を行うことができる。
【００３０】
図５に、本発明の第２の実施の形態に係る抽気タービン制御装置の内部構成図、図６に、図５に示す抽気タービン制御装置を含むタービンプラントの概略構成図を示す。なお、図１，図２に示す構成と同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
【００３１】
図６に示す構成が図２に示す構成と異なる点は、中圧タービン４１と低圧タービン４２と第１抽気加減弁１１と第２抽気加減弁１２と第１抽気圧力検出器１３と第２抽気圧力検出器１４を有している点である。第１抽気圧力検出器１３は第１抽気圧力信号ｄ１、第２抽気圧力検出器１４は第２抽気圧力信号ｄ２を検出する。
【００３２】
抽気タービンプラントは、図２に示すタービンプラントと同様に発電出力を得ることの他に、第１抽気加減弁１１の開度を調整することによって発電機出力に影響を与えずに第１抽気圧力信号ｄ１を調整し、第２抽気加減弁１２の開度を調整することによって発電機出力に影響を与えずに第２抽気圧力信号ｄ２を調整する。これより、抽気タービン制御装置１０−２は、抽気タービンプラントのタービン回転数と発電機出力、抽気圧力の調整をする。
【００３３】
第１抽気設定器１１３で設定した第１抽気圧力設定信号ｃ１と第１抽気圧力信号ｄ１を加算器１１５で演算した偏差信号ｅ１を係数器１１６に入力し、この偏差信号に対して係数設定を行い、第１抽気圧力制御信号ｆ１を得る。この第１抽気圧力制御信号ｆ１と第１抽気制限器１１１で設定された第１抽気制限信号ａ１を低値選択器１１８に入力して、両者の低い方の信号を選択して第１抽気制御信号ｈ１を得る。この第１抽気制御信号ｈ１を係数器１３１に入力して、第１抽気圧力が変化しても発電機出力が一定になるように係数設定を行い、第１抽気分加減弁制御信号ｉ１を得る。
【００３４】
第２抽気設定器１２３で設定した第２抽気圧力設定信号ｃ２と第２抽気圧力信号ｄ２を加算器１２５で演算した偏差信号ｅ２を係数器１２６に入力し、この偏差信号に対して係数設定を行い、第２抽気圧力制御信号ｆ２を得る。この、第２抽気圧力制御信号ｆ２と第２抽気制限器１２１で設定された第２抽気制限信号ａ２を低値選択器１２８に入力して、両者の低い方の信号を選択して第２抽気制御信号ｈ２を得る。このｈ２を係数器１３２に入力して、第２抽気圧力が変化しても発電機出力が一定になるように係数設定を行い第２抽気分加減弁制御信号ｉ２を得る。加減弁制御信号ｈと第１抽気分加減弁制御信号ｉ１と第２抽気分加減弁制御信号ｉ２とを加算器１３３にて加算して得られる加減弁制御信号ｌにより蒸気加減弁３を制御する。
【００３５】
また、加減弁制御信号ｈを係数器１３４に入力し、蒸気加減弁３の蒸気流量と第１抽気加減弁１１の蒸気流量が同等となるように係数設定を行いガバナ分第１抽気加減弁制御信号ｊを得る。第２抽気制御信号ｈ２を係数器１３５に入力して、第２抽気加減弁が変化してもタービン出力が変化しないように係数設定を行い、第２抽気分第１抽気加減弁制御信号ｊ２を得る。ガバナ分第１抽気加減弁制御信号ｊと第１抽気制御信号ｈ１と第２抽気分第１抽気加減弁制御信号ｊ２を加算器１３６に入力して演算を行い、得られた第１抽気加減弁制御信号ｌ１により第１抽気加減弁を制御する。
【００３６】
さらに、加減弁制御信号ｈを係数器１３７に入力し、蒸気加減弁３の蒸気流量と第２抽気加減弁１２の蒸気流量が同等となるように係数設定を行い、負荷分第２抽気加減弁制御信号ｋを得る。第１抽気制御信号ｈ１を係数器１３８に入力して、第１抽気加減弁が変化してもタービン出力が変化しないように係数設定を行い第１抽気分第２抽気加減弁制御信号ｋ１を得る。負荷分第２抽気加減弁制御信号ｋと第１抽気分第２抽気加減弁制御信号ｋ１と第２抽気制御信号ｈ２を加算器１３９に入力して演算を行い、得られた第２抽気加減弁制御信号ｌ２により第２抽気加減弁１２を制御する。
【００３７】
ここで、第１の実施の形態と同様のハンチング検出回路２００を速度制御信号ｆ、第１抽気圧力制御信号ｆ１，第２抽気圧力制御信号ｆ２のそれぞれに設ける。これにより、これらの制御信号のハンチング発生の有無を容易に判定することが可能となる。
【００３８】
また、図７に示すように、論理積演算器１０４、１１４、１２４を設け、ハンチング検出回路２００からのハンチング検出信号ｘ，ｘ１，ｘ２と、負荷制限中ではないことを示す信号ｚ，ｚ１，ｚ２をそれぞれ入力して得られる信号を、それぞれ、負荷制限器１０１、第１抽気制限器１１１、第２抽気制限器１２１へ出力し、これらの信号より各制限器１０１、１１１、１２１の設定を減方向に変化させるように構成することもできる。このように、制限器１０１，１１１，１２１を減操作させることにより、ハンチングを検出した制御信号ｆ，ｆ１，ｆ２を抑制する。ハンチングが収束するまでこの減操作を持続するので、制限器がどの位置にあってもハンチングを抑制するまで制限器の設定を下降する。また、ハンチングが停止すると同時にこの減操作を停止するため、必要以上に蒸気加減弁、抽気加減弁に制限をかけることがなく、発電機出力低下、圧力低下による運転効率低下を最低限に留めることができる。また、ハンチング発生の検出と同時に抑制動作に入るため、ハンチングが発生した系の影響を最小限に食い止めることができる。
【００３９】
但し、弁制御信号を制限しても制御信号のハンチングが抑制されない場合もあるので、負荷制限中（制限器の値ａ，ａ１，ａ２がそれぞれ制御信号ｇ，ｆ１，ｆ２より低値の状態）には制限器の下降を行わない。
【００４０】
図８に、本発明の第３の実施の形態に係るタービン制御装置の内部構成図を示す。なお、図５に示す構成と同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は省略する。図８に示す構成が図５に示す構成と異なる点は、原因告知信号検出手段である第１原因告知検出器４００を設け、この第１原因告知検出器から信号を、外部に告知する構成としている点である。ハンチング検出回路２００から得られるハンチング検出信号ｘを速度制御信号ハンチング発生信号ｙ、ｘ１を第１抽気圧力制御信号ハンチング発生信号ｙ１、ｘ２を第２抽気圧力制御信号ハンチング発生信号ｙ２として、出力する。
【００４１】
これにより、運転員のハンチング対策を容易にすることができる。速度制御信号ｆにハンチングが発生した場合は負荷制限器１０１を、第１抽気圧力制御信号ｆ１にハンチングが発生した場合は第１抽気制限器１１１を、第２抽気圧力制御信号ｆ２にハンチングが発生した場合は第２抽気制限器１２１を下降させ、低値選択回路１０８，１１８，１２８に入力されている制限信号ａ，ａ１，ａ２を制御信号ｆ，ｆ１，ｆ２より低値にすることで、負荷制御信号ｈ，第１抽気制御信号ｈ１，第２抽気制御信号ｈ２を制御信号ｆ，ｆ１，ｆ２の制御状態に関わらず安定させることができる。
【００４２】
また、複数のプロセス信号により制御されているプラントでは、１つの系にハンチングが発生すると他の系にも影響を与えることが多いため、ハンチング発生からわずかな時間が経過すると、全ての系でハンチングが発生し、どの系が原因でハンチングが発生したか判定できない場合がある。ハンチングを抑制するためには、最初にハンチングが発生した系に対して制限器を降下させることが効果的であるが、個別にハンチング発生を告知することで発生順番を運転員に告知することができる。第１原因告知検出器４００（ファーストヒット回路）では、個別のハンチング発生信号から最初にハンチングが発生した制御信号を明確に運転員に告知することができる。
【００４３】
図９に、第１原因告知検出器４００の回路構成図を示す。すべての第１原因信号を論理和演算器４０７にて演算した結果を出力４ｅとして、反転演算器４０８へ入力し反転信号４ｆを得る。速度制御信号ハンチング検出信号ｘと反転信号４ｆを論理積演算器４０１に入力して得られる第１原因速度制御４ａを、保持演算器（フリップフロップ）４０４に入力し、その出力信号ｙを第１原因信号として出力する。
【００４４】
第１抽気圧力制御信号ハンチング検出信号ｘ１と反転信号４ｆを論理積演算器４０２に入力して得られる第１原因第１抽気圧力制御４ｂを保持演算器（フリップフロップ）４０５に入力し、その出力信号ｙ１を第１原因信号として出力する。
【００４５】
第２抽気圧力制御信号ハンチング発生信号ｘ２と反転信号４ｆを論理積演算器４０３に入力して得られる第１原因第２抽気圧力制御４ｃを保持演算器（フリップフロップ）４０６に入力し、その出力信号ｙ２を第１原因信号として出力する。
【００４６】
このように、第１原因告知検出器では、第１原因信号ｙ，ｙ１，ｙ２のいずれか１つが発生すると、他の制御信号にハンチングが発生しても第１原因信号を発生させない回路構成としている。なお、リセット信号４ｄは第１原因信号を確認した後に、手動で入力する。
【００４７】
図１０に、本発明の第４の実施の形態に係る抽気タービン制御装置の内部構成図を示す。なお、図５に示す構成と同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は省略する。図５に示す構成が図１０に示す構成と異なる点は、ハンチング検出回路２００を、加減弁制御信号ｌ、第１抽気加減弁制御信号ｌ１，第２抽気加減弁制御信号ｌ２のそれぞれに設けた点である。これにより、いずれの出力信号のハンチング発生も検出することが可能となる。
【００４８】
一般的に、抽気タービン発電機は、蒸気加減弁，第１抽気加減弁，第２抽気加減弁の順番でバルブの１００％流量比が小さくなるので、上流側の制御信号だけでなく、下流側の出力信号にも検出回路が必要になる場合がある。
【００４９】
それぞれの弁の１００％流量比が、加減弁１００、第１抽気加減弁５０、第２抽気加減弁２５と仮定すると、加減弁制御信号ｈを負荷分第１抽気加減弁制御信号ｊに変換するための係数器１３４は２倍となり、加減弁制御信号ｈを負荷分第２抽気加減弁制御信号ｋに変換するための係数器１３７は４倍となる。
【００５０】
このため、加減弁制御信号ｈにハンチング発生検出とならない微小なハンチングが発生した場合でも、第２抽気加減弁制御信号ｌ２には４倍の影響を与えるので、下流側の出力信号にも検出回路が必要となる。
【００５１】
また図１１、１２に示すように、ハンチング原因判定手段であるハンチング原因判定回路３００を設け、このハンチング原因判定回路から得られるハンチング原因制御信号を外部へ告知する構成とすることにより、運転員のハンチング対策を容易にすることもできる。
【００５２】
ハンチング検出回路２００のハンチング発生検出信号ｘ，ｘ１，ｘ２と制御信号の積分値ｔ，ｔ１，ｔ２をハンチング原因判定回路３００に入力し、ハンチングの原因制御信号ｕ，ｕ１，ｕ２を得るこの原因制御信号ｕ，ｕ１，ｕ２は外部に告知される。
【００５３】
ここで、図１１の抽気タービン制御装置の制御ブロック図において、加減弁制御信号ｈは加減弁制御信号ｌに対してプラス符号、第１抽気加減弁制御信号に対してもプラス符号、第２抽気加減弁制御信号に対してもプラス符号である。また、第１抽気制御信号ｈ１は加減弁制御信号ｌに対してプラス符号、第１抽気加減弁制御信号ｌ１に対してはマイナス符号、第２抽気加減弁制御信号ｌ２に対してはマイナス符号である。また第２抽気制御信号ｈ２は加減弁制御信号ｌに対してプラス符号、第１抽気加減弁制御信号ｌ１に対してもプラス符号、第２抽気加減弁信号に対してはマイナス符号である。この関係を表にまとめたものを、表１のハンチング原因判定回路説明表に示す。さらに、この関係をロジック図に置き換えたものが図１２のハンチング原因判定回路３００である。
【００５４】
【表１】
2004353465.tif 000003
【００５５】
図１２に示すように、ハンチング原因判定回路３００は、ハンチング判定回路２００の制御信号積分値ｔ，ｔ１，ｔ２を比較器３０１〜３０６に入力し、信号の方向性を判定し、その判定結果３ａ〜３ｆを論理積演算器３０７〜３１５へ入力する。論理積演算器３０７〜３１２、論理和演算器３１３〜３１５では、表１のハンチング原因判定回路説明表の条件を抽出し、信号３ｍ，３ｎ，３ｏを得る。この信号３ｍ，３ｎ，３ｏとハンチング判定回路２００からのハンチング発生検出信号ｘ，ｘ１，ｘ２の論理和演算結果を、それぞれ論理積演算器３１６，３１７，３１８に入力し、得られる信号、速度信号ハンチングｕ，第１抽気制御信号ハンチングｕ１，第２抽気制御信号ハンチングｕ２をハンチング原因判定結果として出力する。
【００５６】
このような論理積演算器３０７〜３１２、論理和演算器３１３から３１５によるロジックは、以降（１）〜（３）をロジック化したものである。
【００５７】
（１）加減弁制御信号積分値ｔが正であることを示す信号３ａと第１抽気加減弁制御信号積分値ｔ１が正であることを示す信号３ｂと第２抽気加減弁制御信号積分値ｔ２が正であることを示す信号３ｃの論理積演算器３０７の結果３ｇと、加減弁制御信号積分値ｔが負であることを示す信号３ｄと第１抽気加減弁制御信号積分値ｔ１が負であることを示す信号３ｅと第２抽気加減弁制御信号積分値ｔ２が負であることを示す信号３ｆの論理積演算器３０８の結果３ｈとの論理和演算器３１３の結果３ｍが成立していれば、ハンチングの原因は速度信号である。
【００５８】
（２）加減弁制御信号積分値ｔが正であることを示す信号３ａと第１抽気加減弁制御信号積分値ｔ１が負であることを示す信号３ｅと第２抽気加減弁制御信号積分値ｔ２が負であることを示す信号３ｆの論理積演算器３０９の結果３ｉと、加減弁制御信号積分値ｔが負であることを示す信号３ｄと第１抽気加減弁制御信号積分値ｔ１が正であることを示す信号３ｂと第２抽気加減弁制御信号積分値ｔ２が正であることを示す信号３ｃの論理積演算器３１０の結果３ｊとの論理和演算器３１４の結果３ｎが成立していれば、ハンチングの原因は第１抽気圧力である。
【００５９】
（３）加減弁制御信号積分値ｔが正であることを示す信号３ａと第１抽気加減弁制御信号積分値ｔ１が正であることを示す信号３ｂと第２抽気加減弁制御信号積分値ｔ２が負であることを示す信号３ｆの論理積演算器３１１の結果３ｋと、加減弁制御信号積分値ｔが負であることを示す信号３ｄと第１抽気加減弁制御信号積分値ｔ１が負であることを示す信号３ｅと第２抽気加減弁制御信号積分値ｔ２が正であることを示す信号３ｃの論理積演算器３１２の結果３ｌとの論理和演算器３１５の結果３ｏが成立していれば、ハンチングの原因は第２抽気圧力である。
【００６０】
このような判定ロジックにより、原因判定結果を得ることができ、運転員のハンチング対策を容易にすることができる。
【００６１】
さらに、図１３に示すように、ハンチング原因判定回路３００からの出力ｕ，ｕ１，ｕ２と、負荷制限中ではないことを示す信号ｚ，ｚ１，ｚ２を論理積演算器１０４，１１４，１２４に入力して得られる信号を、それぞれ、負荷制限器１０１、第１抽気制限器１１１、第２抽気制限器１２１へ出力し、これらの信号より各制限器１０１、１１１、１２１の設定を減方向に変化させるように構成することもできる。このように、制限器１０１，１１１，１２１を減操作させることにより、ハンチングを検出した制御信号ｆ，ｆ１，ｆ２を抑制する。ハンチングが収束するまでこの減操作を持続するので、制限器がどの位置にあってもハンチングを抑制するまで制限器の設定を下降する。また、ハンチングが停止すると同時にこの減操作を停止するため、必要以上に蒸気加減弁、抽気加減弁に制限をかけることがなく、発電機出力低下、圧力低下による運転効率低下を最低限に留めることができる。また、ハンチング発生の検出と同時に抑制動作に入るため、ハンチングが発生した系の影響を最小限に食い止めることができる。
【００６２】
但し、弁制御信号を制限しても制御信号のハンチングが抑制されない場合もあるので、負荷制限中（制限器の値ａ，ａ１，ａ２がそれぞれ制御信号ｇ，ｆ１，ｆ２より低値の状態）には制限器の下降を行わない。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ハンチング発生有無の判定、原因告知、抑制を行うことができ、プラントの運転効率の向上、安全性の確保、運転員の負荷軽減、プラントの故障箇所の早期発見を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るタービン制御装置の内部構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るタービンプラントの概略構成図
【図３】図１に示すハンチング検出回路動作説明図
【図４】図１に示す実施の形態の他の実施例の構成図
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る抽気タービン制御装置の内部構成図
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るタービンプラントの概略構成図
【図７】図５に示す実施の形態の他の実施例の構成図
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る抽気タービン制御装置の内部構成図
【図９】図８に示す第１原因告知回路の内部構成図
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る抽気タービン制御装置の内部構成図
【図１１】図１０に示す抽気タービン制御装置にハンチング原因判定回路を設けた例
【図１２】図１１に示すハンチング原因判定回路の内部構成図
【図１３】図１１に示す抽気タービン制御装置の他の実施例の構成図
【符号の説明】
１…蒸気発生器、
２…主蒸気止め弁、
３…蒸気加減弁、
４…タービンまたは高圧タービン、
５…復水器または背気、
６…発電機、
７…遮断器、
８…電力系統、
９…タービン速度検出器、
１０−１…タービン制御装置、
１０−２…抽気タービン制御装置、
１１…第１抽気加減弁、
１２…第２抽気加減弁、
１３…第１抽気圧力検出器、
１４…第２抽気圧力検出器、
４１…中圧タービン、
４２…低圧タービン、
１０１，１１１，１１２，１０２，１１３，１２３…設定器、
１０５，１１５，１２５，１０７，２０２，１３３，１３６，１３９…加算器、
１０６，１１６，１２６，１３１，１３２，１３４，１３５，１３７，１３８…係数器、
２０３，２０５，２１２，２１５，３０１〜３０６…比較器、
２０４，２０６…シングルショット器、
１０８，１１８，１２８…低値選択器、
２０９…積分器、
２０１…むだ時間演算器、
２１１，２１４…絶対値演算器、
２１０，２１３…記憶器、
２２０，３０７〜３１２，３１６〜３１８…論理積演算器、
２０７，３１３〜３１５，３１９…論理和演算器、
４０４〜４０６…保持演算器、
４０８…反転演算器、
２００…ハンチング検出回路、
２０００…変化率極性判定回路、
２００１，２００２…ハンチング判定回路、
４００…第１原因告知検出回路、
３００…ハンチング原因判定回路
【図１】
2004353465.tif 000004
【図２】
2004353465.tif 000005
【図３】
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【図４】
2004353465.tif 000007
【図５】
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【図６】
2004353465.tif 000009
【図７】
2004353465.tif 000010
【図８】
2004353465.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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