(57)【要約】【課題】従来の２重化構成と同等の信頼性と稼働率を維持しながら、制御対象の発電機の仕様に応じて、発電機の電圧調整方法が異なっても、対応可能な低コストの発電機自動電圧調整装置を提供する。【解決手段】複数台の各発電機１０１の電圧・電流を取り込む電気量入力手段１１２と各発電機１０１への制御出力手段１１４とディジタル演算手段１１１とを備えた複数台の常用系自動電圧調整装置１１０と、電気量入力手段４１２とディジタル演算手段４１１と制御出力手段４１４とを備えた１台の待機系自動電圧調整装置４１０とを備え、常用系自動電圧調整装置１１０の異常発生時、この異常を検出し入出力信号を異常が発生した常用系自動電圧調整装置１１０から待機系自動電圧調整装置４１０に切り替える入出力切替器４２１を備え、異常が発生した常用系自動電圧調整装置１１０の制御対象の発電機１０１の特性に応じて発電機１０１の電圧を調整する。【選択図】図１
2013141370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列運転している複数台のそれぞれ各発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む常用系電気量入力手段と、前記それぞれ各発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する常用系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う常用系ディジタル演算手段とを備えた複数台の常用系自動電圧調整装置と、
前記常用系自動電圧調整装置とは別に前記それぞれ各発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む待機系電気量入力手段と、前記それぞれ各発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する待機系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う待機系ディジタル演算手段とを備えた１台の待機系自動電圧調整装置と、
前記常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、この異常を検出し前記電気量入力信号と前記制御出力信号の入出力を異常が発生した前記常用系自動電圧調整装置から前記待機系自動電圧調整装置に切り替える入出力切替器を備え、
さらに、異常が発生した前記常用系自動電圧調整装置の制御対象の前記発電機の特性に応じて前記待機系自動電圧調整装置は前記発電機の電圧を調整する機能を備えた発電機自動電圧調整装置。
【請求項２】
前記入出力切替器は、前記常用系自動電圧調整装置の異常を検出する常用系異常検出器を別に設ける構成とした請求項１に記載の発電機自動電圧調整装置。
【請求項３】
前記常用系異常検出器は、複数台の前記常用系自動電圧調整装置の中で予めバックアップ優先順位を設定し、同時に複数台の前記常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、前記バックアップ優先順位に基づきバックアップ対象の前記常用系自動電圧調整装置を決定する機能を有する請求項２に記載の発電機自動電圧調整装置。
【請求項４】
前記入出力切替器は、前記常用系自動電圧調整装置が正常に運転している状態では、電流信号ラインは短絡状態とし、電圧信号ラインは開放状態とする待機ポジションを備えた請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発電機自動電圧調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複合発電設備に適用する発電機自動電圧調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の発電設備に適用されている発電機自動電圧調整装置では、発電機主回路の計器用変成器から電圧と電流を入力する入力変換ユニット、制御演算を行うＣＰＵユニット及びサイリスタ励磁装置へ制御点弧パルスを出力する点弧ユニットなどから構成されているが、これら機能ユニットは常用系と待機系の２台備え、信頼性の高い２重化構成としている。蒸気タービン発電機とガスタービン発電機の異なる複数台の発電機で構成される複合発電設備の場合は、発電機台数分の２重化発電機自動電圧調整装置を設置している。
また、発電機自動電圧調整装置と同様に発電機の補機は重要な設備ではあるが、全ての補機に対して、予備補機を設けることは設置スペースやコスト面で改善する余地があるため、予備補機を共用し、この予備補機の運転を円滑に行うことができる予備補機制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８―１８２２２４号公報（段落［００１２］、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発電機台数分の２重化自動電圧調整装置を発電機毎に適用する構成では、高信頼性で稼働率が高い反面、製造コストが高くなるため、複合発電設備に適用する場合には導入コストの面で問題がある。
また、特許文献１提案の装置では、複数台の常用補機全てが同一であることを前提としており、常用補機の仕様が異なる場合は、そのまま適用できないという問題がある。
【０００５】
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、従来の２重化構成と同等の信頼性と稼働率を維持しながら、制御対象の発電機の仕様に応じて、常用系自動電圧調整装置の発電機の電圧調整方法が異なっても、対応可能な低コストの発電機自動電圧調整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】
【０００６】
この発明に係る発電機自動電圧調整装置は、並列運転している複数台のそれぞれ各発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む常用系電気量入力手段と、それぞれ各発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する常用系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う常用系ディジタル演算手段とを備えた複数台の常用系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置とは別にそれぞれ各発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む待機系電気量入力手段と、それぞれ各発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する待機系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う待機系ディジタル演算手段とを備えた１台の待機系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、この異常を検出し電気量入力信号と制御出力信号の入出力を異常が発生した常用系自動電圧調整装置から待機系自動電圧調整装置に切り替える入出力切替器を備え、さらに、異常が発生した常用系自動電圧調整装置の制御対象の発電機の特性に応じて待機系自動電圧調整装置は発電機の電圧を調整する機能を備えたものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る発電機自動電圧調整装置は、並列運転している複数台のそれぞれ各発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む常用系電気量入力手段と、それぞれ各発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する常用系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う常用系ディジタル演算手段とを備えた複数台の常用系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置とは別にそれぞれ各発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む待機系電気量入力手段と、それぞれ各発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する待機系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う待機系ディジタル演算手段とを備えた１台の待機系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、この異常を検出し電気量入力信号と制御出力信号の入出力を異常が発生した常用系自動電圧調整装置から待機系自動電圧調整装置に切り替える入出力切替器を備え、さらに、異常が発生した常用系自動電圧調整装置の制御対象の発電機の特性に応じて待機系自動電圧調整装置は発電機の電圧を調整する機能を備えたものであるため、従来の２重化構成と同等の信頼性と稼働率を維持しながら、常用系自動電圧調整装置の発電機の電圧調整方法が異なっても、対応可能な低コストの発電機自動電圧調整装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１の発電機自動電圧調整装置に係るシステム全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２の発電機自動電圧調整装置に係るシステム全体構成図である。
【図３】この発明の実施の形態３の発電機自動電圧調整装置に係るバックアップ優先順位判定機能の説明図である。
【図４】この発明の実施の形態３の発電機自動電圧調整装置に係るバックアップ優先順位判定機能の処理フロー図である。
【図５】この発明の実施の形態４の発電機自動電圧調整装置に係る待機ポジションの説明図である。
【図６】この発明の実施の形態４の発電機自動電圧調整装置に係る機能説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
実施の形態１は、複合発電設備における複数台の発電機に対応した各々の常用系自動電圧調整装置と、１台の待機系自動電圧調整装置とを備え、複数台の発電機の容量・仕様が異なるため電圧調整方法が異なっても、常用系自動電圧調整装置に異常が発生時に対応可能な発電機自動電圧調整装置に関するものである。
以下、本願発明の実施の形態１の構成、動作について、複合発電向け発電機自動電圧調整装置のシステム全体構成図である図１に基づいて説明する。
【００１０】
図１は、複合発電向け発電機自動電圧調整装置を含む複合発電所の電気系統全体の構成を示す。図１において、電気系統は、３台の発電機１０１、２０１、３０１と、発電機遮断器１０７、２０７、３０７と、送電系統へ電圧を昇圧する主変圧器１０８と、送電系統１０９などの電気設備が、遮断器、断路器で相互に接続され一つの電力系統網を構成している。
サイリスタ励磁装置１０３、２０３、３０３から界磁遮断器１０４、２０４、３０４を介して、各々対応する発電機の界磁巻線１０２、２０２、３０２に直流界磁電流が供給され、各発電機の電圧制御は界磁電流を調整して行なわれる。
【００１１】
次に、発電機自動電圧調整装置１の構成について説明する。
実施の形態１では、例として発電機自動電圧調整装置１は、３台の発電機１０１、２０１、３０１に対応した３台の常用系自動電圧調整装置１１０、２１０、３１０と１台の待機系自動電圧調整装置４１０とから構成される場合を説明する。
なお、第１から第３の常用系自動電圧調整装置１１０、２１０、３１０は同じ構成で機能・動作も同じであるため以下の説明では、特に必要がない限り第１の常用系自動電圧調整装置１１０を代表として説明する。
また、明細書および図面中において、例えば正式には「常用系入力変換ユニット１１２」と記載すべきところ、符番号等で「常用系」であることが明らかな場合は、「常用系」を省略して「入力変換ユニット１１２」と記載する。
【００１２】
第１の常用系自動電圧調整装置１１０は、発電機１０１の界磁巻線１０２の界磁電流を調整する常用系装置であり、制御演算を行う常用系ＣＰＵユニット１１１と、発電機主回路の計器用変成器である電圧検出器１０５と電流検出器１０６から電圧と電流を入力する常用系入力変換ユニット１１２と、常用系入力変換ユニット１１２の出力を常用系ＣＰＵユニット１１１で処理できるディジタル信号に変換する常用系アナログ入力ユニット１１３と、発電機１０１の界磁巻線１０２の界磁電流を調整するためにサイリスタ励磁装置１０３へ制御点弧パルス出力信号を出力する常用系点弧ユニット１１４とから構成されており、１重系の構成である。
なお、常用系ディジタル演算手段は常用系ＣＰＵユニット１１１が相当し、常用系電気量入力手段は常用系入力変換ユニット１１２と常用系アナログ入力ユニット１１３が相当し、常用系制御出力手段は常用系点弧ユニット１１４が相当し、発電機界磁電流制御指令は制御点弧パルス出力信号が相当する。
【００１３】
第２の常用系自動電圧調整装置２１０および第３の常用系自動電圧調整装置３１０も、第１の常用系自動電圧調整装置１１０と同じ１重系の構成であり、各発電機２０１、３０１の界磁巻線２０２、３０２の界磁電流を調整する。
【００１４】
また、各常用系自動電圧調整装置１１０、２１０、３１０は、各々内部に異常を検出する自己診断機能（図示なし）を有しており、検出した異常信号を待機系自動電圧調整装置４１０、具体的には後述する入出力切替器４２１、４２２、４２３へ出力する。
なお、発電機自動電圧調整装置は、通常手動操作可能な電圧設定器を備えているが、図１では省略している。
【００１５】
次に、待機系自動電圧調整装置４１０の構成について説明する。
待機系自動電圧調整装置４１０は、第１の常用系自動電圧調整装置１１０と同様に、待機系ＣＰＵユニット４１１、待機系入力変換ユニット４１２、待機系アナログ入力ユニット４１３及び待機系点弧ユニット４１４を備える。また待機系自動電圧調整装置４１０は、常用系から待機系へ入出力を切り替える機能を有する入出力切替器４２１、４２２、４２３を備える。さらに、待機系自動電圧調整装置４１０は、どの常用系自動電圧調整装置が異常になったかを判断して、対応する発電機の容量・仕様に合わせた電圧調整を行うために第１の入出力切替器４２１から異常が発生した常用系自動電圧調整装置の情報を受信するディジタル入力ユニット４１５を備える。
入出力切替器４２１、４２２、４２３は、発電機１０１、２０１、３０１の系統との接続を切り替え可能なポジション（入出力接点）を有しており、発電機１０１、２０１、３０１の各々の主回路から電圧、電流入力信号を入力し制御点弧パルス出力信号を出力することができる。具体的には、発電機の電圧検出器からの電圧信号、発電機の電流検出器からの電流信号を待機系自動電圧調整装置４１０の待機系入力変換ユニット４１２に入力し、待機系点弧ユニット４１４から制御点弧パルス出力信号を発電機のサイリスタ励磁装置へ出力する。
なお、待機系ディジタル演算手段は待機系ＣＰＵユニット４１１が相当し、待機系電気量入力手段は待機系入力変換ユニット４１２と待機系アナログ入力ユニット４１３が相当し、待機系制御出力手段は待機系点弧ユニット４１４が相当する。
【００１６】
待機系自動電圧調整装置４１０は、第１の常用系自動電圧調整装置１１０と同様に１重化システム構成であるが、３台の発電機１０１、２０１、３０１の界磁巻線１０２、２０２、３０２の界磁電流を調整する待機系の共用装置であり、常用系自動電圧調整装置が異常により機能を喪失した際に、入出力切替器４２１、４２２、４２３で常用系から待機系へ入出力を切り替えるとともに、入出力切替器４２１経由ディジタル入力ユニット４１５で受信した異常が発生した常用系自動電圧調整装置の情報に基づき、待機系ＣＰＵユニット４１１が対応する発電機の容量・仕様に応じた適切な電圧調整を行う。
なお、各発電機の電圧調整に必要なプログラムはあらかじめ待機系自動電圧調整装置４１０の待機系ＣＰＵユニット４１１のメモリ内に保存されており、常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、どの常用系自動電圧調整装置に異常が発生したのかを示す情報に基づき、対応するプログラムが選択され実行される。
【００１７】
次に、例として第１の常用系自動電圧調整装置１１０に異常が発生して機能喪失した場合の待機系自動電圧調整装置４１０の動作について説明する。
待機系自動電圧調整装置４１０は、第１の常用系自動電圧調整装置１１０の異常を検出して待機系自動電圧調整装置４１０の入出力先を第１の常用系自動電圧調整装置１１０の制御対象である発電機１０１の主回路にある電圧検出器１０５と電流検出器１０６へ切り替えて発電機１０１の電圧、電流信号を入力する。さらに待機系自動電圧調整装置４１０は、待機系点弧ユニット４１４から点弧パルス信号を発電機１０１のサイリスタ励磁装置１０３へ出力して発電機１０１の容量・仕様に応じた適切な電圧調整を行う。
このため、第１の常用系自動電圧調整装置１１０に異常が発生して機能を喪失しても、発電機１０１の自動電圧制御を継続して行うことができ、発電機１０１の稼働率を維持することができる。
【００１８】
実施の形態１の説明では、異常が発生した常用系自動電圧調整装置の情報をディジタル入力ユニット４１５で受信する経路を入出力切替器４２１経由としたが、入出力切替器４２２または入出力切替器４２３経由とすることができる。また常用系自動電圧調整装置の異常信号をディジタル入力ユニット４１５で直接受信する構成とすることもできる。
また、実施の形態１では、例として発電機が３台の場合を説明しているが、発電機の台数および各発電機に対応した常用系自動電圧調整装置の台数はこれに限定されない。
【００１９】
以上説明したように、実施の形態１に係る発電機自動電圧調整装置１では、複数台の発電機に対応した複数台の常用系自動電圧調整装置と１台の共用待機系自動電圧調整装置とを備え、待機系自動電圧調整装置は複数台の発電機の各々の容量・仕様に対応した電圧調整方法を保存し、常用系自動電圧調整装置に異常が発生しても、対応する発電機の容量・仕様に応じた発電機の電圧調整を行うことができる。従って、全ての常用系装置を待機冗長の２重化構成とする必要がなく、従来の２重化構成と同等の信頼性と稼働率を維持しながら、常用系自動電圧調整装置の発電機の電圧調整方法が異なっても、対応可能な簡素な構成で低コストの発電機自動電圧調整装置を提供することができる効果がある。
【００２０】
実施の形態２．
実施の形態２の発電機自動電圧調整装置２は、実施の形態１の発電機自動電圧調整装置１の待機系自動電圧調整装置に常用系自動電圧調整装置の異常を検出する機能を入出力切替器から分離して、統括的な常用系異常検出器５３０を設けたものである。
【００２１】
図２は、実施の形態２に係る発電機自動電圧調整装置２のシステム全体構成図である。図２において、図１と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。
【００２２】
実施の形態２に係る発電機自動電圧調整装置２と実施の形態１に係る発電機自動電圧調整装置１との違いは、待機系自動電圧調整装置５１０、特に入出力切替器５２１、５２２、５２３と常用系異常検出器５３０であるため、この差異部を中心に説明する。
【００２３】
まず、実施の形態２に係る発電機自動電圧調整装置２の構成を実施の形態１との差異部である待機系自動電圧調整装置５１０を中心に説明する。
待機系自動電圧調整装置５１０は、待機系ＣＰＵユニット４１１、待機系入力変換ユニット４１２、待機系アナログ入力ユニット４１３及び待機系点弧ユニット４１４を備える。また待機系自動電圧調整装置５１０は、常用系から待機系へ入出力を切り替える機能を有する入出力切替器５２１、５２２、５２３を備える。さらに、待機系自動電圧調整装置５１０は、常用系自動電圧調整装置からの異常信号を統括的に受信し、どの常用系自動電圧調整装置が異常になったかを判断して出力する常用系異常検出器５３０を備える。さらに、対応する発電機の容量・仕様に合わせた電圧調整を行うために異常が発生した常用系自動電圧調整装置の情報を受信するディジタル入力ユニット４１５を備える。
入出力切替器５２１、５２２、５２３は、発電機１０１、２０１、３０１の系統との接続を切り替え可能なポジション（入出力接点）を有しており、発電機１０１、２０１、３０１の各々の主回路から電圧、電流入力信号を入力し、制御点弧パルス出力信号を出力する。
実施の形態２の待機系自動電圧調整装置５１０における入出力切替器５２１、５２２、５２３は、常用系自動電圧調整装置からの異常信号を受信する機能は有していない。常用系異常検出器５３０は、統括的に常用系自動電圧調整装置からの異常信号を受信し、どの
常用系自動電圧調整装置で異常が発生したかを判断し、この情報を入出力切替器５２１、５２２、５２３およびディジタル入力ユニット４１５に出力する。
【００２４】
次に、例として、第１の常用系自動電圧調整装置１１０に異常が発生した場合の待機系自動電圧調整装置５１０の動作について説明する。
第１の常用系自動電圧調整装置１１０に異常が発生して機能喪失すると、第１の常用系自動電圧調整装置１１０は自己診断機能によりこの異常を検知して、第１の常用系自動電圧調整装置１１０に異常が発生したことを、待機系自動電圧調整装置５１０の常用系異常検出器５３０に出力する。常用系異常検出器５３０は、この異常信号を受信して第１の常用系自動電圧調整装置１１０に異常が発生したことを検知して、この情報を入出力切替器５２１、５２２、５２３およびディジタル入力ユニット４１５に出力する。
待機系自動電圧調整装置５１０の入出力先を第１の常用系自動電圧調整装置１１０の制御対象である発電機１０１の主回路にある電圧検出器１０５と電流検出器１０６へ切り替えて発電機１０１の電圧、電流信号を入力するとともに、待機系点弧ユニット４１４から点弧パルス信号を発電機１０１のサイリスタ励磁装置１０３へ出力して、発電機１０１の容量・仕様に応じた適切な電圧調整を行う。このため、第１の常用系自動電圧調整装置１１０に異常が発生して機能を喪失しても、発電機１０１の自動電圧制御を継続して行うことができ、発電機１０１の稼働率を維持することができる。
【００２５】
以上説明したように、実施の形態２に係る発電機自動電圧調整装置２では、複数台の発電機に対応した複数台の常用系自動電圧調整装置と１台の共用待機系自動電圧調整装置とを備え、待機系自動電圧調整装置は複数台の発電機の各々の容量・仕様に対応した電圧調整方法を保存し、常用系自動電圧調整装置に異常が発生しても、対応する発電機の容量・仕様に応じた発電機の電圧調整を行うことができ、従来の２重化構成と同等の信頼性と稼働率を維持しながら、常用系自動電圧調整装置の発電機の電圧調整方法が異なっても、対応可能な簡素な構成で低コストの発電機自動電圧調整装置を提供することができる効果がある。
さらに、実施の形態２に係る発電機自動電圧調整装置２では、実施の形態１と比較して、入出力切替器から常用系異常検出機能を分離して、常用系異常検出器を別に設けたので、保守性を向上できる効果がある。
【００２６】
実施の形態３．
実施の形態３の発電機自動電圧調整装置は、実施の形態２の発電機自動電圧調整装置２の常用系異常検出器５３０にバックアップ優先順位判定機能を追加したものである。
【００２７】
図３は実施の形態３の発電機自動電圧調整装置に係るバックアップ優先順位設定機能の説明図、図４はバックアップ優先順位設定機能の処理フロー図である。図３において、図２と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。
【００２８】
実施の形態３に係る発電機自動電圧調整装置と実施の形態２に係る発電機自動電圧調整装置２との違いは、待機系自動電圧調整装置５１０の常用系異常検出器５３０にバックアップ優先順位判定機能を設けたことであるため、このバックアップ優先順位判定機能の必要性とその動作を中心に説明する。
【００２９】
複合発電設備の場合、例えば蒸気タービン発電機とガスタービン発電機などを備えており、タービンの種類や容量が異なるため、複数台の発電機は容量・仕様が異なる。このため、複数台の発電機に対して、発電機運転に優先順位が付けられている場合がある。
実施の形態２の待機系自動電圧調整装置５１０の常用系異常検出器５３０は、３台の常用系自動電圧調整装置１１０、２１０、３１０から各々の異常信号を受信できるが、同時に２台あるいは３台の常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、待機系自動電圧調整装置５１０は１台の常用系自動電圧調整装置しかバックアップすることができない。
従って、万が一、同時に複数台の常用系自動電圧調整装置が故障した場合、発電機の運転優先順位に対応させてバックアップする常用系自動電圧調整装置の優先順位を予め設定しておき、優先順位の高い常用系自動電圧調整装置をバックアップする機能を設ける必要がある。
【００３０】
図３において、常用系異常検出器５３０は、第１の常用系自動電圧調整装置１１０、第２の常用系自動電圧調整装置２１０および第３の常用系自動電圧調整装置３１０から各々の常用系自動電圧調整装置の自己診断機能で検出された異常情報を受信する。
常用系異常検出器５３０では、あらかじめ３台の常用系自動電圧調整装置の優先順位が対応する発電機との関係で決められている。例えば、最大容量の発電機１０１に対応する第１の常用系自動電圧調整装置を優先順位１、中容量の発電機２０１に対応する第２の常用系自動電圧調整装置を優先順位２、最小容量の発電機３０１に対応する第３の常用系自動電圧調整装置を優先順位３と設定されている。
もし、同時に３台の常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合は、バックアップ優先順位の判定が行われ、優先順位が最も高い発電機１０１に対応する第１の常用系自動電圧調整装置１１０が選択され、待機系自動電圧調整装置５１０がバックアップを行う常用系自動電圧調整装置として第１の常用系自動電圧調整装置１１０が決定され、この情報が入出力切替器５２１、５２２、５２３およびディジタル入力ユニット４１５に出力される。
【００３１】
次に、図４のバックアップ並列運転している複数台の発電機の発電機電圧・電流を電気量入力信号として取り込む常用系電気量入力手段と、発電機への制御出力信号である発電機界磁電流制御指令を生成する常用系制御出力手段と、発電機電圧の自動調整を行う常用系ディジタル演算手段とを備えた複数台の常用系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置とは別に待機系電気量入力手段と、待機系制御出力手段と、待機系ディジタル演算手段とを備えた待機系自動電圧調整装置と、常用系自動電圧調整装置に異常が発生し、常用系異常検出器が優先順位判定機能の処理フローについて説明する。
バックアップ優先順位判定処理が開始される（ステップＳ１）と、ステップＳ２にて、あらかじめ設定されている優先順位情報が取り出される。例えば、上記の例では、Ｎ１＝１１０、Ｎ２＝２１０、Ｎ３＝３１０と設定される。
次に、ステップＳ３にて、異常装置は１台以上かどうか判定され、１台以上の場合は、ステップＳ４へ進む。異常が発生していない場合は、処理を終了する（ステップＳ１３）。
【００３２】
ステップＳ４で、異常装置は２台以上かどうか判定され、異常装置が１台の場合は、優先順位を判定する必要がないため、ステップＳ５へ進み、異常が発生した装置の番号をバックアップ対象装置番号として処理を終了する（ステップＳ１３）。
異常装置が２台以上の場合は、ステップＳ６へ進む。このステップＳ６に進むのは、異常装置が２台か３台の場合である。ステップＳ６以降において、異常が発生した２台または３台の異常装置について、あらかじめ設定された優先順位との照合を行う。
ステップＳ６において、異常が発生した１台目の装置が最も優先順位の高いＮ１（１１０）であるか判定する。もし、一致すれば、ステップＳ９へ進みバックアップ対象装置番号をＮ１（１１０）と決定する。
【００３３】
ステップＳ６において、異常が発生した１台目の装置が最も優先順位の高いＮ１（１１０）でない場合は、ステップＳ７へ進む。
ステップＳ７において、異常が発生した２台目の装置が最も優先順位の高いＮ１（１１０）であるか判定する。もし、一致すれば、ステップＳ９へ進みバックアップ対象装置番号をＮ１（１１０）と決定する。
ステップＳ７において、異常が発生した２台目の装置が最も優先順位の高いＮ１（１１０）でない場合は、ステップＳ８へ進む。
ステップＳ８において、異常が発生した３台目の装置が最も優先順位の高いＮ１（１１０）であるか判定する。もし、一致すれば、ステップＳ９へ進みバックアップ対象装置番号をＮ１（１１０）と決定する。
【００３４】
ここで、もし異常が３台の装置で発生した場合は、ステップＳ６からステップＳ８の判定で必ずいずれかのステップで一致するため、ステップＳ９でバックアップ対象装置番号が決定され、処理は終了する（ステップＳ１３）。
また、異常が２台の装置で発生し、そのうちの１台が最も優先順位の高いＮ１（１１０）である場合もステップＳ６からステップＳ７の判定で一致するため、ステップＳ９でバックアップ対象装置番号を決定し、処理を終了する（ステップＳ１３）。
ステップＳ６からステップＳ８の判定で一致しない可能性があるのは、異常が発生した２台の装置のいずれも、最も優先順位の高いＮ１（１１０）ではない場合である。
【００３５】
この異常が発生した２台の装置のいずれも最も優先順位の高いＮ１（１１０）ではない場合の処理を、次に説明する。
ステップＳ８において、一致しなかった場合は、ステップＳ１０へ進む。
ステップＳ１０において、異常が発生した１台目の装置が優先順位２番目のＮ２（２１０）であるか判定する。もし、一致すれば、Ｓ１１へ進みバックアップ対象装置番号をＮ２（２１０）と決定し、終了する（ステップＳ１３）。
もし、ステップＳ１０において一致しなければ、もう１台の装置がＮ２（２１０）であることが一義的に決まるからステップＳ１２へ進み、バックアップ対象装置番号をＮ２（２１０）と決定し、処理を終了する（ステップＳ１３）。
【００３６】
例えば、上記の優先順位が設定されている場合、すなわちＮ１＝１１０、Ｎ２＝２１０、Ｎ３＝３１０と設定されている場合に、第２の常用系自動電圧調整装置２１０と第３の常用系自動電圧調整装置３１０に同時に異常が発生したケースを説明する。
第２の常用系自動電圧調整装置２１０と第３の常用系自動電圧調整装置３１０に同時に異常が発生した場合、待機系自動電圧調整装置５１０は、第２の常用系自動電圧調整装置２１０と第３の常用系自動電圧調整装置３１０に同時に異常の信号を受信するので、図４のフロー図において、ステップＳ６からＳ８の判定では、バックアップ対象の常用系自動電圧調整装置が決定されず、ステップＳ１０からＳ１２の処理で、バックアップ対象が第２の常用系自動電圧調整装置２１０であることが決定される。
【００３７】
また、この優先順位判定機能を使用して、待機系自動電圧調整装置が先に優先順位の低い常用系自動電圧調整装置をバックアップしている状態において、万一優先順位の高い常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合、待機系自動電圧調整装置のバックアップ対象をこの優先順位の高い常用系自動電圧調整装置に変更することができる。この場合、複合発電設備全体として、最大の発電容量を確保して効率の良い運用を行うことができる。
【００３８】
以上説明したように、実施の形態３に係る発電機自動電圧調整装置では、実施の形態２に係る発電機自動電圧調整装置２に、さらに常用系異常検出器に複数台の常用系自動電圧調整装置にバックアップの優先順位を設定する機能と、同時に複数の常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合に優先してバックアップする常用系自動電圧調整装置を決定する機能を設けたので、実施の形態２に係る発電機自動電圧調整装置２の効果を有するとともに、さらに万が一、同時に複数台の常用系自動電圧調整装置に異常が発生しても、待機系自動電圧調整装置は発電機の運転優先順位に対応させて優先的に特定の常用系自動電圧調整装置をバックアップすることが可能であるとの効果も有する。
【００３９】
実施の形態４．
実施の形態４の発電機自動電圧調整装置は、実施の形態２の発電機自動電圧調整装置２の入出力切替器に入出力をオフラインにできる待機ポジションを設けたものである。
【００４０】
図５は実施の形態４の発電機自動電圧調整装置に係る待機ポジションの説明図、図６は機能説明図である。図５、６において、図２と同一あるいは相当部分には、同一の符号を付している。
なお、実施の形態４においては、実施の形態２の発電機自動電圧調整装置と区別するため、以下の説明および図５、６おいて、待機系自動電圧調整装置を６１０、常用系異常検出器を６３０、入出力切替器を６２１、６２２、６２３としている。
【００４１】
実施の形態４に係る発電機自動電圧調整装置と実施の形態２に係る発電機自動電圧調整装置２との違いは、入出力切替器６２１、６２２、６２３に待機ポジションを設けたことであるため、この待機ポジションの必要性とその動作を中心に説明する。
【００４２】
実施の形態２の発電機自動電圧調整装置２では、各常用系自動電圧調整装置１１０、２１０、３１０の常用系入力変換ユニット１１２、２１２、３１２に加えて、待機系自動電圧調整装置５１０の待機系入力変換ユニット４１２にも発電機主回路電気量（図２における電圧検出器１０５、２０５、３０５および電流検出器１０６、２０６、３０６から得る発電機電圧と電流）を入力しており、待機系への電気的負担が損失となっていた。
【００４３】
図５において、待機系自動電圧調整装置６１０の入出力切替器６２１、６２２、６２３は、待機ポジションを備えている。常用系異常検出器６３０から待機ポジションに切り替える切替ポジション指令が来たとき、入出力切替器６２１、６２２、６２３は待機ポジションに切り替える。
ここで、待機ポジションでは、発電機主回路系統にある電圧検出器および電流検出器の焼損を防止するために、電圧信号ラインは開放状態に、電流信号ラインは短絡状態にする。
【００４４】
通常状態においては、各常用系自動電圧調整装置１１０、２１０、３１０は正常運転であるため、常用系異常検出器６３０では、いずれの常用系自動電圧調整装置からも異常信号を受信しておらず、待機系自動電圧調整装置６１０の入出力切替器６２１、６２２、６２３）の入出力接点（ポジション）を待機ポジションに位置させる。
【００４５】
次に、図６に基づき待機ポジションを備える入出力切替器６２１、６２２、６２３を有する待機系自動電圧調整装置６１０が異常を発生した常用系自動電圧調整装置をバックアップする場合を説明する。
例えば、第１の常用系自動電圧調整装置１１０に異常が発生した場合、常用系異常検出器６３０が第１の常用系自動電圧調整装置１１０の異常を検出して、入出力切替器６２１、６２２、６２３の入出力接点（ポジション）を待機ポジションから常用系自動電圧調整装置１１０ポジションへ切り替える。
もし、同時に複数の常用系自動電圧調整装置に異常が発生した場合は、実施の形態３で説明したバックアップ優先順位判定機能で優先してバックアップする常用系自動電圧調整装置を決定して、入出力切替器６２１、６２２、６２３の入出力接点（ポジション）をこの常用系自動電圧調整装置のポジションへ切り替える。
【００４６】
実施の形態４では、実施の形態２の発電機自動電圧調整装置２の入出力切替器に入出力をオフラインにできる待機ポジションを設けた場合について説明したが、実施の形態１および３の発電機自動電圧調整装置の入出力切替器に入出力をオフラインにできる待機ポジションを設けることもできる。
【００４７】
以上説明したように、実施の形態４に係る発電機自動電圧調整装置では、実施の形態２に係る発電機自動電圧調整装置２に、さらに待機系自動電圧調整装置の入出力切替器に待機ポジションを設けたので、実施の形態２に係る発電機自動電圧調整装置２の効果を有するとともに、さらに待機系自動電圧調整装置が待機状態にある場合は、電気的負担を課すことなく電気エネルギーの省力化を図ることででき、発電機主回路系統にある電圧検出器および電流検出器の焼損を防止する効果がある。
【００４８】
なお、発電機自動電圧調整装置に係る本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１，２  発電機自動電圧調整装置、１０１，２０１，３０１  発電機、
１０５，２０５，３０５  電圧検出器、１０６，２０６，３０６  電流検出器、
１１０  第１の常用系自動電圧調整装置、１１１  常用系ＣＰＵユニット、
１１２  常用系入力変換ユニット、１１３  常用系アナログ変換ユニット、
１１４  常用系点弧ユニット、２１０  第２の常用系自動電圧調整装置、
３１０  第３の常用系自動電圧調整装置、
４１０，５１０，６１０  待機系自動電圧調整装置、４１１  待機系ＣＰＵユニット、
４１２  待機系入力変換ユニット、４１３  待機系アナログ変換ユニット、
４１４  待機系点弧ユニット、４１５  ディジタル入力ユニット、
４２１，４２２，４２３，５２１，５２２，５２３，６２１，６２２，６２３  入出力切替器、
５３０，６３０  常用系異常検出器。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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