(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１発電機と第２発電機との各発電機の各界磁巻線へ各界磁電流を供給する各励磁装置を制御するために、発電機の回転速度状態によって許容できる許容界磁容量を加味した界磁電流制御基準値信号と各界磁巻線の温度差に起因して生ずる各界磁電流の差異を補償するための界磁電流検出信号との偏差信号に基づいて界磁電圧補正信号を生成して、この界磁電圧補正信号によって対応する界磁電圧設定信号を補正する一方、界磁電圧検出信号が前記界磁電圧設定信号となるように各励磁装置を制御する界磁電圧一定制御回路を前記各励磁装置に対応して具備する励磁制御装置において、
前記各界磁電圧一定制御回路は、
対応する発電機の回転速度に応じて所定関数の演算を行い得られる界磁電圧調整信号を出力する第１関数発生器と、
対応する発電機の回転速度に応じて所定関数の演算を行い得られる前記界磁電流制御基準値信号を出力する第２関数発生器と、
界磁電流検出信号と前記界磁電流制御基準値信号との偏差信号に応じて所定関数の演算を行い得られる界磁電流補正信号を出力する第３関数発生器と、
この関数発生器から出力される界磁電流補正信号と前記界磁電圧調整信号とを加算して得られる信号を前記界磁電圧設定信号とする加算器と、
この加算器により出力される界磁電圧設定信号と界磁電圧検出信号との偏差信号に基づいて制御信号を励磁装置へ出力する制御器とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項２】
前記第１関数発生器から出力される界磁電圧調整信号及び前記第２関数発生器から出力される界磁電流制御基準信号を外部から増減可能とする上げ下げ指令入力回路を設けることを特徴とする請求項１記載の励磁制御装置。
【請求項３】
前記第１関数発生器は、回転速度信号に対する前記界磁電圧調整信号の関数パターンを複数選択可能に有すると共に、第２関数発生器は、回転速度信号に対する界磁電流制御基準信号の関数パターンを複数の選択可能に有し、発電機の電圧確立の運用条件に基づき、前記第１関数発生器及び前記第２関数発生器の各複数の関数パターンから選択する各関数パターンを決めて選択指示をする関数パターン指令回路と、前記発電機の電圧確立の運用条件を外部から入力する条件入力回路とを備えることを特徴とする請求項１記載の励磁制御装置。
【請求項４】
前記界磁電流検出信号と前記界磁電流制御基準信号との偏差信号が所定値以上の場合に、前記偏差信号に応じて前記界磁電流補正信号を補正する第１差分補正出力回路を設けると共に、前記界磁電圧検出信号と前記界磁電圧設定信号との偏差信号が所定値以上の場合、偏差信号に応じて位相制御信号を補正する第２差分補正出力回路を設けることを特徴とする請求項１記載の励磁制御装置。
【請求項５】
第１発電機と第２発電機との各発電機の各界磁巻線へ各界磁電流を供給する各励磁装置を制御するために、発電機の回転速度状態によって許容できる許容界磁容量を加味した界磁電流制御基準値信号と各界磁巻線の温度差に起因して生ずる各界磁電流の差異を補償するために界磁電流検出信号との偏差信号に基づいて界磁電圧補正信号を生成して、この界磁電圧補正信号によって対応する前記界磁電圧設定信号を補正する一方、界磁電圧検出信号が前記界磁電圧設定信号となるように各励磁装置を制御する励磁制御装置において、
発電機の回転速度に応じて演算して界磁電圧調整信号を出力する第１関数発生処理手段と、発電機の回転速度に応じて演算して界磁電流制御基準信号を出力する第２関数発生処理手段と、界磁電流検出信号と前記界磁電流制御基準信号との偏差信号に応じて演算して界磁電流補正信号を出力する第３関数発生処理手段と、この関数発生処理手段から出力される界磁電流補正信号と前記界磁電圧調整信号とを加算して得られる信号を前記界磁電圧設定信号とする加算処理手段と、この加算処理手段により出力される界磁電圧設定信号と界磁電圧検出信号との偏差信号に基づいて制御信号を対応する第１及び第２励磁装置へ出力する制御手段とからなる第１及び第２界磁電圧一定制御処理部と、これら第１及び第２界磁電圧一定制御処理部に対応して設けられる電圧確立後に対応する発電機電圧検出信号が発電機電圧設定信号となるように制御する第１及び第２発電機電圧一定制御処理部とを有する励磁制御演算処理部と、
前記第１及び第２発電機、これらに対応する第１及び第２励磁装置であるプラントの状態量をプラント状態信号として取込んで前記励磁制御演算処理部へ出力する一方、前記励磁制御演算処理部で処理して得られた制御信号を前記プラントへ出力するプロセス入出力装置と、上位装置からの発電機指令信号を取込み前記励磁制御演算処理部へ出力すると共に、前記励磁制御演算処理部で得られた情報を上位装置へ出力するインターフェース入出力処理部とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項６】
前記励磁制御演算処理部は、前記第１及び第２発電機で共通するプラント状態信号等の信号を共通して一括処理する共通制御処理部を有することを特徴とする請求項５記載の励磁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電機等に適用する励磁制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２によって従来の励磁制御装置を説明する。
【０００３】
図１２において、１は界磁巻線３を備えた発電機で、２も同様の発電機である（発電機２の詳細は発電機１と同じで図示省略している）。この発電機１及び発電機２の出力端は主変圧器４、系統並列用遮断器５を介して電力系統６に接続されている。７は発電機１の界磁巻線３へ界磁遮断器８を介して界磁電流を供給するためのサイリスタ整流器で、その交流側入力端は励磁電源変圧器９を介して発電機１の出力端に接続されている。
【０００４】
発電機１の回転速度が半速同期を行う所定回転速度及び発電機１と発電機２が所定回転速度差以内になれば、界磁遮断器８を投入、次に、初期励磁コンタクター３１を投入し初期励磁を行い、その後、界磁電圧一定制御を生かすことにより同期引き入れを行う。半速同期引き入れ時には、界磁電圧一定制御回路４０により発電機界磁電圧の一定制御が行われる。なお、図１２に示す３２はストッピングダイオード、３３は限流抵抗器を示している。
【０００５】
界磁電圧一定制御回路４０は、図１３に示すように具体的に構成され、界磁電圧を界磁電圧検出回路２３にて検出し、この検出値と界磁電圧調整器１７の設定値との差分を加算器１８にて計算し、増幅回路１９で信号増幅を行い、位相制御回路２１により、入力信号に応じたタイミングのゲートパルス信号をサイリスタ整流器７に出力する。
【０００６】
ここで、半速同期時に発電機界磁に印加できる界磁電圧が制限されるため、界磁電圧調整器１７の初期設定は発電機界磁電圧が無負荷定格時の値を１ＰＵとして０．６ＰＵに設定する。半速同期が完了すると上記界磁電圧一定制御を継続すると共に、半速同期完了接点１６が作動し、界磁電流一定の補正制御を行う。
【０００７】
発電機界磁電流は変流器１０によって検出され、界磁電流検出回路２２にて整流検出し、この界磁電流検出信号と界磁電流制御基準値１２−ａと界磁電流制御基準値１２−ｂとのいずれかを切替える切替回路１３によって入力した設定値との差分を加算器１４にて計算し、その差を零（０）とするように増減制御回路１５を介して界磁電圧調整器１７を駆動制御する。
【０００８】
界磁電圧一定制御では、発電機界磁巻線温度が変化すると界磁電流が変化し、プライマリ機とセコンダリ機の端子電圧がアンバランスになる場合があるために界磁電流補正が行われる。
【０００９】
クロスコンパウンドの発電機１が半速同期回転速度から昇速し、定格回転速度より少し低いところまでは、無負荷定格時の０．６ＰＵを設定する界磁電流制御基準値１２−ａが選択される一方、定格回転速度近くになれば１ＰＵを設定する界磁電流制御は基準値１２−ｂが選択されるように切替回路１３により切り替えられる。
【００１０】
その後に、ＡＶＲ切替接点２０により発電機電圧一定制御回路４１へ切り替わり、計器用変成器１１からの発電機の出力電圧が発電機電圧検出回路２４によって発電機電圧信号として検出され発電機電圧設定器２５の設定値信号とが加算器２６によって計算され増幅回路２７で得られた信号がＡＶＲ切替接点２０を介して位相制御回路２１へ出力される。
【００１１】
上記する二軸同期制御手段は、発電機停止時等の発電機減速時に発電機電圧一定制御回路４１（一般に自動電圧調整装置がＡＶＲと呼ばれる）が除外され、界磁電圧一定制御とするため使用される。
【００１２】
なお、界磁電圧一定制御回路４０は、発電機の回転速度から、０．６ＰＵの界磁電流制御基準値１２−ａから１．０ＰＵの界磁電流制御基準値１２−ｂへ切り替える等の切り替えのタイミングを検出するため、電磁ピックアップ３０と回転速度検出器２８を介してコンパレータ２９を備えている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、クロスコンパウンド発電機は上記の如く電圧確立を行うが、同期昇速の途中に界磁電圧一定制御を補正する界磁電圧調整器１７の設定値を同期完了接点１６により瞬時に切り替えるため、界磁電圧調整器１７が短時間に変化し、その切り替えポイントにおいては発電機界磁電圧が大きく変化し、発電機電圧及び無効電力等が動揺し最悪の場合、過電圧保護リレーが動作したり、同期失敗になりプラントトリップに至ってしまう等のおそれがあった。
【００１４】
また、クロスコンパウンド発電機の二つの発電機（以下、プライマリ，セコンダリとする）のそれぞれの励磁制御装置で各々を制御するため、制御対象の検出特性の相違及び制御切り替えタイミングがズレたりして、プラントトリップに到らないまでも運転に動揺があった。
【００１５】
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、発電機の起動時に界磁電圧設定信号の急変に伴う、発電機の諸量の動揺を抑制し円滑に電圧確立を行うことができる励磁制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、第１発電機と第２発電機との各発電機の各界磁巻線へ各界磁電流を供給する各励磁装置を制御するために、発電機の回転速度状態によって許容できる許容界磁容量を加味した界磁電流制御基準値信号と各界磁巻線の温度差に起因して生ずる各界磁電流の差異を補償するための界磁電流検出信号との偏差信号に基づいて界磁電圧補正信号を生成して、この界磁電圧補正信号によって対応する界磁電圧設定信号を補正する一方、界磁電圧検出信号が界磁電圧設定信号となるように各励磁装置を制御する界磁電圧一定制御回路を各励磁装置に対応して具備する励磁制御装置において、各界磁電圧一定制御回路は、対応する発電機の回転速度に応じて所定関数の演算を行い得られる界磁電圧調整信号を出力する第１関数発生器と、対応する発電機の回転速度に応じて所定関数の演算を行い得られる界磁電流制御基準値信号を出力する第２関数発生器と、界磁電流検出信号と界磁電流制御基準値信号との偏差信号に応じて所定関数の演算を行い得られる界磁電流補正信号を出力する第３関数発生器と、この関数発生器から出力される界磁電流補正信号と界磁電圧調整信号とを加算して得られる信号を界磁電圧設定信号とする加算器と、この加算器により出力される界磁電圧設定信号と界磁電圧検出信号との偏差信号に基づいて制御信号を励磁装置へ出力する制御器とを設けるようにしたものである。この手段によれば、半速同期引き入れ後電圧確立に至るまで連続して回転速度信号に応じて演算がされ得られる界磁電流制御基準信号が出力され、この界磁電流制御基準信号に応じて連続して界磁電流補正信号が生成され、この界磁電流補正信号に基づいて回転速度信号に従って界磁電圧の補正がされる。この場合に、従来のように同期昇速の途中で界磁電圧を補正する補正信号を切替器等で切り替えることがなく、円滑に補正がされる。従って、従来のように瞬時的に界磁電圧設定信号が急変して、発電機電圧及び無効電力が動揺する事態を回避することができる。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載の励磁制御装置において、第１関数発生器から出力される界磁電圧調整信号及び第２関数発生器から出力される界磁電流制御基準信号を外部から増減可能とする上げ下げ指令入力回路を設けるようにしたものである。この手段によれば、標準的に定めた界磁電流調整信号及び界磁電流制御基準信号を外部から増減できるので、プラントの起動条件や実際の第１及び第２発電機及び第１及び第２励磁装置に即したものに調整することができる。
【００１８】
請求項３の発明は、請求項１記載の励磁制御装置において、第１関数発生器は、回転速度信号に対する界磁電圧調整信号の関数パターンを複数選択可能に有すると共に、第２関数発生器は、回転速度信号に対する界磁電流制御基準信号の関数パターンを複数の選択可能に有し、発電機の電圧確立の運用条件に基づき、第１関数発生器及び第２関数発生器の各複数の関数パターンから選択する各関数パターンを決めて選択指示をする関数パターン指令回路と、発電機の電圧確立の運用条件を外部から入力する条件入力回路とを設けるようにしたものである。この手段によれば、発電機の電圧確立の運用条件に応じて最適な関数パターンを選択できるので、運用条件に合致した的確で安定した円滑な起動ができる。
【００１９】
請求項４の発明は、請求項１記載の励磁制御装置において、界磁電流検出信号と界磁電流制御基準信号との偏差信号が所定値以上の場合に、偏差信号に応じて界磁電流補正信号を補正する第１差分補正出力回路を設けると共に、界磁電圧検出信号と界磁電圧設定信号との偏差信号が所定値以上の場合、偏差信号に応じて位相制御信号を補正する第２差分補正出力回路を設けるようにしたものである。この手段によれば、界磁電流制御基準信号と界磁電流検出信号との偏差信号が所定値以上のとき補正信号が出力され、この補正信号によって界磁電流補正信号がさらに補正される。これにより、請求項１の発明より、補正が的確に先行して行われる。
【００２０】
請求項５の発明は、第１発電機と第２発電機との各発電機の各界磁巻線へ各界磁電流を供給する各励磁装置を制御するために、発電機の回転速度状態によって許容できる許容界磁容量を加味した界磁電流制御基準値信号と各界磁巻線の温度差に起因して生ずる各界磁電流の差異を補償するために界磁電流検出信号との偏差信号に基づいて界磁電圧補正信号を生成して、この界磁電圧補正信号によって対応する前記界磁電圧設定信号を補正する一方、界磁電圧検出信号が前記界磁電圧設定信号となるように各励磁装置を制御する励磁制御装置において、発電機の回転速度に応じて演算して界磁電圧調整信号を出力する第１関数発生処理手段と、発電機の回転速度に応じて演算して界磁電流制御基準信号を出力する第２関数発生処理手段と、界磁電流検出信号と前記界磁電流制御基準信号との偏差信号に応じて演算して界磁電流補正信号を出力する第３関数発生処理手段と、この関数発生処理手段から出力される界磁電流補正信号と前記界磁電圧調整信号とを加算して得られる信号を前記界磁電圧設定信号とする加算処理手段と、この加算処理手段により出力される界磁電圧設定信号と界磁電圧検出信号との偏差信号に基づいて制御信号を対応する第１及び第２励磁装置へ出力する制御手段とからなる第１及び第２界磁電圧一定制御処理部と、これら第１及び第２界磁電圧一定制御処理部に対応して設けられる電圧確立後に対応する発電機電圧検出信号が発電機電圧設定信号となるように制御する第１及び第２発電機電圧一定制御処理部とを有する励磁制御演算処理部と、前記第１及び第２発電機、これらに対応する第１及び第２励磁装置であるプラントの状態量をプラント状態信号として取込んで前記励磁制御演算処理部へ出力する一方、前記励磁制御演算処理部で処理して得られた制御信号を前記プラントへ出力するプロセス入出力装置と、上位装置からの発電機指令信号を取込み前記励磁制御演算処理部へ出力すると共に、前記励磁制御演算処理部で得られた情報を上位装置へ出力するインターフェース入出力処理部とを設けるようにしたものである。この手段によれば、第１及び第２発電機、これらに対応する第１及び第２励磁装置を制御する処理部分が一緒に励磁制御演算処理部として収納されるので、従来の別々に処理するのに比べ、起動時に信号処理の相違や制御処理のタイミングのずれが少なく、円滑な起動ができ、また、経済的な装置を実現できる。
【００２１】
請求項６の発明は、請求項５記載の励磁制御装置において、励磁制御演算処理部は、第１及び第２発電機で共通するプラント状態信号等の信号を共通して一括処理する共通制御処理部を有するようにしたものである。この手段によれば、第１及び第２発電機、これらに対応する第１及び第２励磁装置を制御する処理部分が一緒に励磁制御演算処理部として収納され、しかも、共通の処理が一括してされるので、従来の別々に処理するのに比べ、起動時に信号処理の相違や制御処理のタイミングのずれが少なく、円滑な起動ができ、また、経済的な装置を実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の構成図であって、図２は界磁電圧一定制御回路４０Ａと発電機電圧一定制御回路４１の構成図である。
【００２４】
図１及び図２において、図１２及び図１３と同一符号は同一部分または相当部分を示している。また、第１実施の形態は、図示２台の内で発電機１に対応する詳細な表記をしており、発電機電圧一定制御回路４１の構成は図１３と同様である。
【００２５】
界磁電圧一定制御回路４０Ａは、図１３に示す界磁電流制御基準値１２−ａと界磁電流制御基準値１２−ｂと加算器１４と増減制御回路１５と同期完了接点１６と界磁電圧調整器１７とを削除する一方、関数発生器５０と関数発生器５１と関数発生器５３と加算器５２と加算器５４とを追設している。
【００２６】
ここで、関数発生器５０は、電磁ピックアップ３０を介して入力する信号を検出する回転速度検出器２８からの回転速度に応じて予め定めた関数値に従って界磁電圧調整値を算出する。関数発生器５１は、回転速度検出器２８からの回転速度に応じて予め定めた関数値に従って界磁電流制御基準値を算出する。関数発生器５３は、界磁電流制御基準値と界磁電流検出値との偏差に応じて予め定めた関数値に従って界磁電流補正値を算出する。加算器５４は、界磁電圧調整値に対して電流補正値を加算して界磁電圧設定値として加算器１８へ出力する。
【００２７】
この構成で、発電機１の回転速度が半速同期を行う所定回転速度で、かつ、発電機１と発電機２が所定回転速度差以内になれば、界磁遮断器８を投入、次に、初期励磁コンタクター３１を投入し初期励磁を行い、その後、界磁電圧一定制御を生かすことにより同期引き入れを行う。半速同期引き入れ時には、界磁電圧一定制御回路４０Ａにより発電機界磁電圧の一定制御が行われる。
【００２８】
界磁電圧一定制御回路４０Ａでは、電磁ピックアップ３０に接続する回転速度検出器２８によって回転速度が検出され回転速度信号が関数発生器５０と関数発生器５１との双方へ送られる。関数発生器５０と関数発生器５１では、図３に示す関数設定がされ、半速同期引き入れ時は共に、界磁電圧調整値／界磁電流制御基準値が無負荷定格時の０．６ＰＵとなる。回転速度の８０％を超えると、初期値の０．６ＰＵから１．ＰＵまで線形的にその界磁電圧調整値／界磁電流制御基準値を増加させる。
【００２９】
この関数発生器５０によって得られた界磁電圧調整値信号が加算器５４へ出力される。また、関数発生器５１によって得られた界磁電流調整値信号が加算器５２によって図示符号で界磁電流検出回路２２の界磁電流検出信号で減算され得られた信号が関数発生器５３へ出力される。
【００３０】
関数発生器５３では、加算器５２から出力された信号に応じて所定の関数演算を行い、得られた信号が界磁電流補正信号として加算器５４へ出力される。加算器５４では、界磁電圧調整値信号と界磁電流補正信号とが加算され得られた信号が界磁電圧設定信号として加算器１８へ出力される。
【００３１】
加算器１８は、界磁電圧検出回路２３の界磁電圧検出信号と加算器５４からの界磁電圧設定信号とが図示符号で加算され、得られた偏差信号が増幅回路１９へ出力されＡＶＲ切替接点２０を介して位相制御回路２１へ出力される。
【００３２】
このように第１実施の形態によれば、半速同期引き入れ後電圧確立に至るまで連続した回転速度信号に応じて演算がされ得られる界磁電流制御基準信号が出力され、この界磁電流制御基準信号に応じて連続して界磁電流補正信号が生成され、この界磁電流補正信号に基づいて回転速度信号に従って界磁電圧の補正がされる。この場合に、従来のように同期昇速の途中で界磁電圧を補正する補正信号を切替器等で切り替えることがなく、円滑に補正がされる。従って、従来のように瞬時的に界磁電圧設定信号が急変して、発電機電圧及び無効電力が動揺する事態を回避することができる。
【００３３】
図４は、本発明の第２実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の部分構成図である。
【００３４】
図４において、第１実施の形態を示す図１及び図２と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図４は、発電機１に対応する部分のみ示している。
【００３５】
第２実施の形態は、第１実施の形態に対して上げ／下げ指令入力回路６１とバイアス発生器６２と加算器６３と加算器６４を追設した点に特徴を有している。
【００３６】
ここで、上げ／下げ指令入力回路６１は、プラントの運用条件に応じて界磁電圧調整信号及び界磁電流制御基準信号を増減するための上げ／下げ指令を入力する。バイアス発生器６２は、上げ／下げ指令入力回路６１に応じてバイアス信号を生成し加算器６３及び加算器６４へ出力する。加算器６３は、バイアス発生器６２からバイアス信号によって界磁電圧設定信号を増減する。加算器６４は、バイアス発生器６２からバイアス信号によって界磁電流制御基準信号を増減する。
【００３７】
この構成で、発電機１の回転速度が半速同期を行う所定回転速度で、かつ、発電機１と発電機２が所定回転速度差以内になれば、界磁遮断器８を投入、次に、初期励磁コンタクター３１を投入し初期励磁を行い、その後、界磁電圧一定制御を生かすことにより同期引き入れを行う。半速同期引き入れ時には、界磁電圧一定制御回路４０Ｂにより発電機界磁電圧の一定制御が行われる。
【００３８】
界磁電圧一定制御回路４０Ｂでは、電磁ピックアップ３０に接続する回転速度検出器２８によって回転速度が検出され回転速度信号が関数発生器５０と関数発生器５１との双方へ送られる。関数発生器５０と関数発生器５１では、図３に示す関数設定がされ、半速同期引き入れ時は共に、界磁電圧調整値／界磁電流制御基準値が無負荷定格時の０．６ＰＵとなる。回転速度の８０％を超えると、初期値の０．６ＰＵから１．ＰＵまで線形的にその界磁電圧調整値／界磁電流制御基準値を増加させる。
【００３９】
この関数発生器５０によって得られた界磁電圧調整値信号が加算器６３を介して加算器５４へ出力される。また、関数発生器５１によって得られた界磁電流調整値信号が加算器６４を介して加算器５２によって図示符号で界磁電流検出回路２２の界磁電流検出信号で減算され得られた信号が関数発生器５３へ出力される。
【００４０】
ここで、上げ／下げ指令入力回路６１からプラントの運用条件に合致するように上げまたは下げの指令を入力すると上げ／下げ指令入力回路６１らの信号がバイアス発生器６２に入力してバイアス発生器６２によって増減する信号が生成され加算器６３及び加算器６４へ入力される。加算器６３は、界磁電圧調整値信号が増減され加算器５４へ出力される。また、加算器６４では、界磁電流調整値信号が増減され加算器５２へ出力される。
【００４１】
関数発生器５３では、加算器５２から出力された信号に応じて所定の関数演算を行い、得られた信号が界磁電流補正信号として加算器５４へ出力される。加算器５４では、界磁電圧調整値信号と界磁電流補正信号とが加算され得られた信号が界磁電圧設定信号として加算器１８へ出力される。
【００４２】
加算器１８は、界磁電圧検出回路２３の界磁電圧検出信号と加算器５４からの界磁電圧設定信号とが図示符号で加算され、得られた偏差信号が増幅回路１９へ出力されＡＶＲ切替接点２０を介して位相制御回路２１へ出力される。
【００４３】
このように第２実施の形態によれば、標準的に定めた界磁電圧調整信号及び界磁電流制御基準信号を外部から増減できるので、プラントの起動条件や実際の第１及び第２発電機及び第１及び第２励磁装置に即したものに調整することができる。
【００４４】
図５は、本発明の第３実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の部分構成図である。
【００４５】
図５において、第１実施の形態を示す図１及び図２と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図５は、第１実施の形態に対して条件入力回路７１と関数パターン指令回路７２とを追設した点に特徴を有している。
【００４６】
ここで、条件入力回路７１は、発電機の運用条件を外部から入力する。関数パターン指令回路７２は、条件入力回路７１から入力された運用条件に基づき関数発生器５０または関数発生器５１の複数の関数パターンから選択指示をする。
【００４７】
この構成で、発電機１の回転速度が半速同期を行う所定回転速度で、かつ、発電機１と発電機２が所定回転速度差以内になれば、界磁遮断器８を投入、次に、初期励磁コンタクター３１を投入し初期励磁を行い、その後、界磁電圧一定制御を生かすことにより同期引き入れを行う。半速同期引き入れ時には、界磁電圧一定制御回路４０Ａにより発電機界磁電圧の一定制御が行われる。
【００４８】
界磁電圧一定制御回路４０Ｃでは、電磁ピックアップ３０に接続する回転速度検出器２８によって回転速度が検出され回転速度信号が関数発生器５０と関数発生器５１との双方へ送られる。関数発生器５０と関数発生器５１では、図３に示す関数設定がされ、半速同期引き入れ時は共に、界磁電圧調整値／界磁電流制御基準値が無負荷定格時の０．６ＰＵとなる。回転速度の８０％を超えると、初期値の０．６ＰＵから１．ＰＵまで線形的にその界磁電圧調整値／界磁電流制御基準値を増加させる。
【００４９】
ここで、関数発生器５０及び関数発生器５１には、図６に示すパターンＡからパターンＤの複数の関数パターンが予め設定されている。運用条件が条件入力回路７１から入力されると関数パターン指令回路７２によって最適な関数パターンが選択指示される。
【００５０】
この関数発生器５０によって選択された関数パターンによる界磁電圧調整値信号が加算器５４へ出力される。また、関数発生器５１によって選択された関数パターンによる界磁電流調整値信号が加算器５２によって図示符号で界磁電流検出回路２２の界磁電流検出信号で減算され得られた信号が関数発生器５３へ出力される。
【００５１】
このように第３実施の形態によれば、発電機の電圧確立の運用条件に応じて最適な関数パターンを選択できるので、運用条件に合致した的確で安定した円滑な起動ができる。
【００５２】
図７は、本発明の第４実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の部分構成図である。
【００５３】
図７において、第１実施の形態を示す図１及び図２と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、図７は、第１実施の形態に対して差分判定回路８１と差分補正出力回路８２と加算器８３と差分判定回路８４と差分補正出力回路８５と加算器８６とを追設した点に特徴を有している。
【００５４】
ここで、差分判定回路８１は、界磁電流検出信号と界磁電流制御基準信号との偏差信号が所定値以上のときに判定出力する。差分補正出力回路８２は、差分判定回路８１の判定出力されたとき補正信号を出力する。加算器８３は、差分補正出力回路８２の補正信号と界磁電流補正信号を加算する。差分判定回路８４は、界磁電圧検出信号と界磁電圧設定信号との偏差信号が所定以上のとき判定出力する。差分補正出力回路８５は、差分判定回路８４が判定出力されたとき補正信号を出力する。加算器８６は、増幅回路１９の出力信号と差分補正出力回路８５の補正信号を加算する。
【００５５】
この構成で、発電機１の回転速度が半速同期を行う所定回転速度で、かつ、発電機１と発電機２が所定回転速度差以内になれば、界磁遮断器８を投入、次に、初期励磁コンタクター３１を投入し初期励磁を行い、その後、界磁電圧一定制御を生かすことにより同期引き入れを行う。半速同期引き入れ時には、界磁電圧一定制御回路４０Ｄにより発電機界磁電圧の一定制御が行われる。
【００５６】
界磁電圧一定制御回路４０Ｄでは、電磁ピックアップ３０に接続する回転速度検出器２８によって回転速度が検出され回転速度信号が関数発生器５０と関数発生器５１との双方へ送られる。関数発生器５０と関数発生器５１では、図３に示す関数設定がされ、半速同期引き入れ時は共に、界磁電圧調整値／界磁電流制御基準値が無負荷定格時の０．６ＰＵとなる。回転速度の８０％を超えると、初期値の０．６ＰＵから１．ＰＵまで線形的にその界磁電圧調整値／界磁電流制御基準値を増加させる。
【００５７】
この関数発生器５０によって得られた界磁電圧調整値信号が加算器５４へ出力される。また、関数発生器５１によって得られた界磁電流調整値信号が加算器５２によって図示符号で界磁電流検出回路２２の界磁電流検出信号で減算され得られた信号が関数発生器５３へ出力される。
【００５８】
また、関数発生器５３への入力信号である界磁電流検出信号と界磁電流調整値信号との偏差信号が差分判定回路８１へ入力され、差分判定回路８１によって偏差信号が所定値以上のとき判定出力がされる。差分補正出力回路８２では、差分判定回路８１から判定出力を入力すると、補正信号を加算器８３へ出力する。加算器８３では、界磁電流補正信号に補正信号が加えられ、加算器５４によって界磁電圧調整信号に加算器８３からの補正信号が加えられ、界磁電圧設定信号とされる。また、界磁電圧設定信号と界磁電圧検出信号との偏差信号が差分判定回路８４へ入力され、偏差信号が所定以上のとき判定出力される。差分補正出力回路８５では、判定出力を入力すると補正信号を加算器８６へ出力する。加算器８６では、増幅回路１９の出力信号に補正信号が加算されて位相制御回路２１へ出力される。
【００５９】
関数発生器５３では、加算器５２から出力された信号に応じて所定の関数演算を行い、得られた信号が界磁電流補正信号として加算器５４へ出力される。加算器５４では、界磁電圧調整値信号と界磁電流補正信号とが加算され得られた信号が界磁電圧設定信号として加算器１８へ出力される。
【００６０】
加算器１８は、界磁電圧検出回路２３の界磁電圧検出信号と加算器５４からの界磁電圧設定信号とが図示符号で加算され、得られた偏差信号が増幅回路１９へ出力されＡＶＲ切替接点２０を介して位相制御回路２１へ出力される。
【００６１】
このように第４実施の形態によれば、界磁電流制御基準信号と界磁電流検出信号との偏差信号が所定値以上のとき補正信号が出力され、この補正信号によって界磁電流補正信号がさらに補正される。これにより、補正が的確に先行して行われる。
【００６２】
図８は、本発明の第５実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の構成図である。
【００６３】
図８において、プライマリ／セコンダリ共通励磁制御装置９０は、プライマリ用検出部９１とセコンダリ用検出部９２とプライマリ用位相調整回路部９３とセコンダリ用位相調整回路部９４と励磁制御演算処理部９５とインターフェース入出力処理部９６から構成され、プライマリ／セコンダリ共通励磁制御装置９０に対してプライマリ励磁主回路部９７とセコンダリ励磁主回路部９８とが接続している。
【００６４】
プライマリ用検出部９１とセコンダリ用検出部９２は、図９に示すように共に同様の構成の界磁電流検出回路２２と界磁電圧検出回路２３と発電機電圧検出回路２４と回転速度検出器２８とを備え、プライマリ用位相調整回路部９３とセコンダリ用位相調整回路部９４は共に、位相制御回路２１を備えている。励磁制御演算処理部９５は、界磁電圧一定制御処理部４０Ｒ，４０Ｓと発電機電圧一定制御処理部４１Ｒ，４１Ｓを一体的に設けている。
【００６５】
界磁電圧一定制御処理部４０Ｒと界磁電圧一定制御処理部４０Ｓは、共に第１実施の形態で説明したと同様の各部分の機能を有し、加算処理手段１８ａと増幅処理手段１９ａとＡＶＲ切替処理手段２０ａとコンパレータ処理手段２９ａと関数発生処理手段５０ａと関数発生処理手段５１ａと加算処理手段５２ａと関数発生処理手段５３ａと加算処理手段５４ａとからなっている。
【００６６】
また、発電機電圧一定制御処理部４１Ｒと発電機電圧一定制御処理部４１Ｓとは、共に発電機電圧設定処理手段２５ａと加算処理手段２６ａと増幅処理手段２７ａとからなっている。
【００６７】
この構成によれば、プライマリ及びセコンダリの各発電機、これらに対応する励磁装置を制御する処理部分が一緒に励磁制御演算処理部として収納されるので、従来の別々に処理するのに比べ、起動時に信号処理の相違や制御処理のタイミングのずれが少なく、円滑な起動ができ、また、経済的な装置を実現できる。
【００６８】
図１０は、本発明の第６実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の構成図である。
【００６９】
図１０において、第５実施の形態を示す図９と同一符号は、同一部分または相当部分を示し、第６実施の形態はプライマリ／セコンダリ共通励磁制御装置９０内に共通制御処理部１００を備えている点に特徴を有している。
【００７０】
ここで、共通制御処理部１００は、図１１に示すように発電機電圧設定処理手段２５ａと加算処理手段２６ａとコンパレータ処理手段２９ａとを有している。
【００７１】
この構成によれば、プライマリ及びセコンダリの各発電機、これらに対応する第１及び第２励磁装置を制御する処理部分が一緒に励磁制御演算処理部として収納され、しかも、共通の処理が一括してされるので、従来の別々に処理するのに比べ、起動時に信号処理の相違や制御処理のタイミングのずれが少なく、円滑な起動ができ、また、経済的な装置を実現できる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明によれば、半速同期引き入れ後電圧確立に至るまで連続して回転速度信号に応じて演算がされ得られる界磁電流制御基準信号に応じて連続して界磁電流補正信号が生成され、この界磁電流補正信号に基づいて回転速度信号に従って界磁電圧の補正をするので、従来のように同期昇速の途中で界磁電圧を補正する補正信号を切替器等で切り替えることがなく、円滑に補正がされる。従って、従来のように瞬時的に界磁電圧設定信号が急変して、発電機電圧及び無効電力が動揺する事態を回避することができる。
【００７３】
また、請求項２の発明によれば、標準的に定めた界磁電流調整信号及び界磁電流制御基準信号を外部から増減できるので、プラントの起動条件や実際の第１及び第２発電機及び第１及び第２励磁装置に即したものに調整することができる。
【００７４】
また、請求項３の発明によれば、発電機の電圧確立の運用条件に応じて最適な関数パターンを選択できるので、運用条件に合致した的確で安定した円滑な起動ができる。
【００７５】
また、請求項４の発明によれば、界磁電流制御基準信号と界磁電流検出信号との偏差信号が所定値以上のとき補正信号を出力し、この補正信号によって界磁電流補正信号をさらに補正するので、請求項１の発明より、補正が的確に先行して行うことができる。
【００７６】
また、請求項５の発明によれば、第１及び第２発電機、これらに対応する第１及び第２励磁装置を制御する処理部分が一緒に励磁制御演算処理部として収納されるので、従来の別々に処理するのに比べ、起動時に信号処理の相違や制御処理のタイミングのずれが少なく、円滑な起動ができ、また、経済的な装置を実現できる。
【００７７】
また、請求項６の発明によれば、第１及び第２発電機、これらに対応する第１及び第２励磁装置を制御する処理部分が一緒に励磁制御演算処理部として収納され、しかも、共通の処理が一括してされるので、従来の別々に処理するのに比べ、起動時に信号処理の相違や制御処理のタイミングのずれが少なく、円滑な起動ができ、また、経済的な装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の全体系統図である。
【図２】図１のクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の部分構成図である。
【図３】図１のクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置に備える関数発生器の回転速度に対する界磁電圧調整値／界磁電流制御基準値の一例を示す図である。
【図４】本発明の第２実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の部分構成図である。
【図５】本発明の第３実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の部分構成図である。
【図６】図５のクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置に備える関数発生器の関数パターン例を示す図である。
【図７】本発明の第４実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の部分構成図である。
【図８】本発明の第５実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の全体系統図である。
【図９】図８のクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の部分構成図である。
【図１０】本発明の第６実施の形態を示すクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の全体系統図である。
【図１１】図１０のクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の部分構成図である。
【図１２】従来のクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の全体系統図である。
【図１３】図１２のクロスコンパウンド発電機の励磁制御装置の部分構成図である。
【符号の説明】
１  発電機
７  サイリスタ整流器
８  界磁遮断器
９  励磁電源変圧器
１０  変流器
１１  計器用変成器
１８，５２  加算器
１９  増幅回路
２０  ＡＶＲ切替接点
２１  位相制御回路
２２  界磁電流検出回路
２３  界磁電圧検出回路
２４  発電機電圧検出回路
２５  発電機電圧設定器
２８  回転速度検出器
２９  コンパレータ
３０  電磁ピックアップ
３１  初期励磁コンタクター
４０  界磁電圧一定制御回路
４１  発電機電圧一定制御回路
５０  関数発生器
６１  上げ／下げ指令入力回路
６２  バイアス発生器
７１  条件入力回路
７２  関数パターン指令回路
８１  差分判定回路
８２  差分補正出力回路
９０  プライマリ／セコンダリ共通励磁制御装置
９１  プライマリ用検出部
９２  セコンダリ用検出部
９３  プライマリ用位相調整回路部
９４  セコンダリ用位相調整回路部
９５  励磁制御演算処理部
９６  インターフェース入出力処理部
９７  プライマリ励磁主回路部
９８  セコンダリ励磁主回路部
１００  共通制御処理部
【図１】
0003901841.tif 000002
【図２】
0003901841.tif 000003
【図３】
0003901841.tif 000004
【図４】
0003901841.tif 000005
【図５】
0003901841.tif 000006
【図６】
0003901841.tif 000007
【図７】
0003901841.tif 000008
【図８】
0003901841.tif 000009
【図９】
0003901841.tif 000010
【図１０】
0003901841.tif 000011
【図１１】
0003901841.tif 000012
【図１２】
0003901841.tif 000013
【図１３】
0003901841.tif 000014