(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機の界磁巻線に界磁電流を供給する整流手段と、
発電機の端子電圧である系統電圧を電源として前記系統電圧が一定になるように前記整流手段を制御する制御手段と、
大きな外乱が検出されたとき切換えられ、前記制御手段の制御により、前記整流手段に代わって前記系統電圧が一定になるように前記界磁巻線に供給する界磁電流を制御する前記発電機の系統から独立した他の電力供給手段とを有するとともに、
前記他の電力供給手段は電力貯蔵手段と電圧調整手段を有しており、通常時には必要に応じ前記整流手段を電源として前記電圧調整手段で前記電力貯蔵手段を充電するとともに、前記切換え後には前記電力貯蔵手段を電源として前記電圧調整手段により前記系統電圧が一定になるように前記界磁巻線に供給する界磁電流を制御するように構成したことを特徴とする界磁電流の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は界磁電流の制御システムに関し、特に静止型のＡＶＲ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｒｅｇｕｌａｔｏｒ）方式の励磁装置に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
図３は静止型のＡＶＲ方式の励磁装置に適用する従来技術に係る界磁電流の制御システムを示すブロック線図である。同図に示すように、発電機１は界磁巻線２に供給する界磁電流で母線３に印加する系統電圧を調整する。このため、検出部４、設定器５、増幅・制御部６及び検出部７からなる制御手段Ｉを有しており、この制御手段Ｉで整流装置８の出力電圧を制御することにより前記界磁電流を調整するように構成してある。ここで、整流装置８は母線３に接続された励磁用変圧器９を介して電力を供給される。すなわち、整流装置８は系統電圧である交流電圧を電源とし、これを整流して直流電圧に変換している。
【０００３】
かかる、界磁電流の制御システムは次のように動作する。
１） 検出部４により系統電圧及び電流をＰＴ及びＣＴを介して検出し、 設定器５へ伝送する。
２） 設定器５には、発電機１の端子電圧（系統電圧）の目標値が設定してあり、検出部４から得られた電圧との差異を検出して、この情報を増幅・制御部６へ伝送する。
３） 検出部７は、電圧計１０及び電流計１１を介して界磁回路の電圧乃至電流を検出し、この情報を増幅・制御部６へ伝送する。
４） 増幅・制御部６は、設定器５及び検出部７からの情報をもとに，発電機１の端子電圧が目標値となるよう界磁巻線２に供給する励磁電流を制御する指令を整流装置８に伝送する。
５） 整流装置８は励磁用変圧器９を介して系統へつながる交流を整流して直流に変換する。このとき、増幅・制御部６から指令された値の界磁電流が界磁巻線２に供給されるよう制御を行う。
６） 以上の動作により，外乱などによって発電機１の端子電圧が変動した場合でも速やかに目標電圧となるように制御される。
【０００４】
発電機の励磁系に対する系統過渡安定度の向上に関する技術としては励磁制御方式の高度化を図るもの（特許文献１）、界磁巻線の改造を目的とするもの（特許文献２）、系統電圧の変動を相殺する制御回路を設けたもの（特許文献３、特許文献４）等が知られている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−４８９１５号公報
【特許文献２】特開２００３−３２４９９５号公報
【特許文献３】特開平１０−８０１９９号公報
【特許文献４】特開平１０−１６４８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図３に示す界磁電流の制御システムでは系統電圧を電源としている結果、大きな外乱等により系統電圧が変動すると励磁用変圧器９の二次電圧である整流装置８の電源電圧が変動するため、系統電圧の変動が界磁電流を変動させ、過渡安定度を損なう要因となっていた。
【０００７】
ちなみに、現在、多くの発電機で採用されている自励式励磁装置は、一般に発電所母線に接続された整流装置により直流電力を得て励磁装置の電源としているため、励磁制御方式や界磁巻線の方式に関わらず系統電圧の変動が界磁電流を変動させて過渡安定度を損なう要因となってしまう。事実、上述の特許文献３、４は系統電圧の変動の影響を制御回路により抑制する技術であるが、系統を唯一の電源としているため、大きな系統電圧の変動には対応できず、また制御遅れが存在すること等の要因により励磁回路への影響を完全に排除することはできない。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に鑑み、系統事故時等に発生する大きな外乱の影響を除去して良好な過渡安定度を得ることができる界磁電流の制御システム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】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
発電機の界磁巻線に界磁電流を供給する整流手段と、
発電機の端子電圧である系統電圧を電源として前記系統電圧が一定になるように前記整流手段を制御する制御手段と、
大きな外乱が検出されたとき切換えられ、前記制御手段の制御により、前記整流手段に代わって前記系統電圧が一定になるように前記界磁巻線に供給する界磁電流を制御する前記発電機の系統から独立した他の電力供給手段とを有するとともに、
前記他の電力供給手段は電力貯蔵手段と電圧調整手段を有しており、通常時には必要に応じ前記整流手段を電源として前記電圧調整手段で前記電力貯蔵手段を充電するとともに、前記切換え後には前記電力貯蔵手段を電源として前記電圧調整手段により前記系統電圧が一定になるように前記界磁巻線に供給する界磁電流を制御するように構成したことを特徴とする界磁電流の制御システムである。
【発明の効果】
【００１２】
上述の如き本発明によれば発電機の界磁電流が系統電圧に影響されなくなるため、より適切な界磁制御が可能となり過渡安定度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る界磁電流の制御システムを示すブロック線図である。同図に示すように、本形態に係る界磁電流の制御システムは図３に示す従来技術に係る界磁電流の制御システムに電力供給手段IIを追加したものである。他の多くの構成は図３に示す界磁電流の制御システムと同様であるので、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
電力供給手段IIは、大きな外乱が検出されたとき切換えられ、整流装置８に代わって系統電圧が一定になるように界磁巻線２に供給する界磁電流を制御する。ここで、電力供給手段IIは、電圧調整装置１２と電力貯蔵装置１３からなり、発電機１の系統から独立した他の電源を構成している。
【００１６】
電圧調整装置１２は、通常時には必要に応じ（蓄電量が所定値以下になった場合）整流装置８を電源として所定電圧に調整した電力で電力貯蔵装置１３の充電を行うとともに、大きな外乱等の発生による異常時には電力貯蔵装置１３を電源として母線３の系統電圧が一定になるように界磁巻線２に供給する界磁電流を制御する。ここで、電圧調整装置１２及び電力貯蔵装置１３の必要な制御は増幅・制御部６の出力信号により行われる。すなわち、前記出力信号により整流装置８と電力貯蔵装置１３との切換え乃至電圧調整装置１２の出力電圧の調整等が行われる。ここで、増幅・制御部６には検出部４、設定器５を介して系統電圧等、母線３の状態を表す状態信号が供給されており、当該系統の通常状態乃至異常状態を検知し得るように構成してある。
【００１７】
なお、通常状態乃至異常状態の検出は本例のものに限定する必要はなく、既知のものも含め特別な制限を課すものではない。
【００１８】
かかる本形態において通常時には、図３に示す従来技術と全く同様の制御が行われる。
【００１９】
一方、増幅・制御部６で大きな外乱等による異常状態を検出した場合には、この増幅・制御部６から整流装置８に対して界磁電流の供給を停止する指令を出す。同時に、電源を電力貯蔵装置１３に切換える指令を出す一方、電圧調整装置１２に対して界磁電流の供給開始を指令するとともにこの場合の界磁電流の値を指定する。
【００２０】
以後、通常状態に戻るまで、電力貯蔵装置１３を電源として電圧調整装置１２で母線３の系統電圧が一定になるように界磁巻線２に供給する界磁電流を制御する。さらに詳言すると、外乱等の発生から一定時間経過後、系統電圧が安定したことが確認された場合、通常の状態に戻すため、電圧調整装置１２に対して界磁電流の供給を停止する指令を出すとともに、整流装置８に対して界磁電流の供給を開始すること、及びその場合の電流値を指令する。
【００２１】
また、電力貯蔵装置１３の蓄電量が、自然放電又は界磁電流の供給で減少した場合、増幅・制御部６は外乱等がないことを確認の上、電圧調整装置１２に対して電力貯蔵装置１３の充電を開始するよう指令する。同時に、整流装置８に対しては、所定の界磁電流とともに電圧調整装置１２に供給する電力の合計を通電するよう指令する。増幅・制御部６は、電力貯蔵装置１３に対する所定の充電が完了した時点で電圧調整装置１２に対する充電の終了を指令するとともに、整流装置８に対して界磁電流の供給のみを指令する。
【００２２】
かかる充電期間において外乱等が発生した場合には直ちに整流装置８による電力の供給を停止し、電力供給手段IIに切換えて電力の供給を行うよう指令する。
【００２３】
図２は本発明の第２の実施の形態に係る界磁電流の制御システムを示すブロック線図である。同図に示すように、本形態に係る界磁電流の制御システムは図１に示す第１の実施の形態における電力供給手段IIの構成を変更したものである。そこで、図１に示す界磁電流の制御システムと同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。
【００２４】
本形態の電力供給手段IIIも大きな外乱が検出されたとき切換えられ、整流装置８に代わって系統電圧が一定になるように界磁巻線２に供給する界磁電流を制御するものであり、発電機１の系統から独立した他の電源を構成している。
【００２５】
ここで、電力供給手段IIIは電圧調整装置１４、電力貯蔵装置１５及び外部の電源に接続されている充電装置１６からなり、充電装置１６で電力貯蔵装置１５を充電するとともに、外乱の発生等による前記切換え後には電力貯蔵装置１５を電源として電圧調整装置１４により母線３の系統電圧が一定になるように界磁巻線２に供給する界磁電流を制御する。すなわち、外部の電源に接続された充電装置１６で電力貯蔵装置１５の充電電力を得ている点を除き、他の構成は図１に示す第１の実施の形態と同様である。
【００２６】
これにより充電動作が界磁電流に対する外乱となる虞がなくなるという固有の効果を得ることができるが、その他の作用・効果については第１の実施の形態と同様に考えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は電力の供給乃至電力の供給系統の保守等を行う産業分野で利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る界磁電流の制御システムを示すブロック線図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る界磁電流の制御システムを示すブロック線図である。
【図３】従来技術に係る界磁電流の制御システムを示すブロック線図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ｉ        制御手段
II、III     電力供給手段
１        発電機
２        界磁巻線
３        母線
８        整流装置
１０        電圧計
１１        電流計
１２，１４  電圧調整装置
１３，１５  電力貯蔵装置
１６        充電装置
【図１】
0004757082.tif 000002
【図２】
0004757082.tif 000003
【図３】
0004757082.tif 000004