(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、前記同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
界磁電流あるいは界磁電圧に対して前記反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次定める複数の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号とを各過励磁制限線毎に比較し、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が過励磁制限線以上となったそれぞれの過励磁制限線に対して個別に設ける各個別過励磁制限信号を加算した信号によって現過励磁状態から前記所定の過励磁制限引き戻し値まで制限可能とするように定めて出力する手段と、
この手段により各出力される各個別過励磁制限信号を加算して得られた過励磁制限信号を前記励磁制御信号へ付加出力する手段とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項２】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、前記同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
界磁電流あるいは界磁電圧に対して反限時特性の過励磁状態の制限を段階的に順次定める複数の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号とを比較し、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号がいずれかの過励磁制限線以上となったと検出した場合、最も過励磁状態の過励磁制限線を特定し、特定された過励磁制限線に対して設ける過励磁制限信号を該過励磁制限信号によって現過励磁状態から前記所定の過励磁制限引き戻し値まで制限可能とするように定めて出力する手段と、
前記特定された最も過励磁状態の過励磁制限線に対応する過励磁制限信号を選択して前記励磁制御信号へ付加出力する手段とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項３】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、前記同期機の過励磁状態を検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁抑制信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
前記同期機の出力する有効電力及び無効電力を検出し、検出された有効電力信号と予め定める係数に基づいて、無効電力に対して過励磁の制限を段階的に順次定める複数の過励磁制限線を作成し、作成された過励磁制限線と比較し、同期機の無効電力信号が過励磁制限線以上となった各過励磁制限線に対して個別に設ける各個別過励磁制限信号を加算した信号によって現過励磁状態から前記所定の過励磁制限引き戻し値まで制限可能とするように定めて出力する手段と、
この手段により各出力される各過励磁制限信号を加算して得られた前記過励磁制限信号を前記励磁制御信号に付加出力する手段とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項４】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、前記同期機の過励磁状態を検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
前記同期機の有効電力及び無効電力を検出し、検出された有効電力信号と予め定める係数に基づいて無効電力に対して過励磁の制限を段階的に順次定める複数の過励磁制限線を作成し、作成された各過励磁制限線と比較し、同期機の無効電力信号がいずれかの過励磁制限線となったと検出した場合、最も過励磁状態に対する過励磁制限線を特定し、特定された過励磁制限線に対して設ける過励磁制限信号を該過励磁制限信号によって現過励磁状態から前記所定の過励磁制限引き戻し値まで制限可能とするように定めて出力する手段と、
前記特定された最も過励磁状態の過励磁制限線に対応する過励磁制限信号を選択して前記励磁制御信号へ付加出力する手段とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項５】
前記励磁制御信号に基づくサイリスタの点弧位相角に対して過励磁制限信号に基づくサイリスタの点弧位相角を弱め励磁とするように付加出力して位相調整手段のサイリスタの点弧位相角をシフトさせて同期機の過励磁状態を抑制することを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の励磁制御装置。
【請求項６】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、前記同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
界磁電流あるいは界磁電圧に対して反限時特性の過励磁の制限をサイリスタ整流器の耐量に応じた運転領域内で最大限運転可能とするように定める複数の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号とを比較する手段と、
この手段による比較によって同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が複数の過励磁制限線内のいずれかの過励磁制限線に達した場合、最も低い過励磁状態の過励磁制限線を特定し、特定された過励磁制限線に対して設ける過励磁制限信号を該過励磁制限信号によって現過励磁状態から前記所定の過励磁制限引き戻し値まで制限可能とするように定めて出力する手段と、
前記最も低い過励磁制限線の出力する過励磁制限信号を選択して前記励磁制御信号へ付加出力する手段とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項７】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、前記同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
界磁電流に対して反限時特性の過励磁の制限を一以上定める第一過励磁制限線と同期機の界磁電流信号とを比較して同期機の界磁電流信号が前記第一過励磁制限線以上の場合に、第一個別過励磁制限信号を出力する手段と、
界磁電圧に対して反限時特性の過励磁の制限を一以上定める第二過励磁制限線と比較して同期機の界磁電圧信号が前記第二過励磁制限線以上の場合に、第二個別過励磁制限信号を出力する手段と、
前記第一個別過励磁制限信号と前記第二個別過励磁制限信号とを加算して得られる加算信号を前記励磁制御信号へ付加出力する手段とすることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項８】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、前記同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
界磁電流に対して反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次定める一以上の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号とを各過励磁制限線毎に比較し、同期機の界磁電流信号が過励磁制限線以上の場合、各過励磁制限線に対して個別に設ける各第一個別過励磁制限信号を加算した信号によって現過励磁状態を制限可能とするように定めて出力する手段と、
前記同期機の有効電力及び無効電力を検出し、検出された有効電力信号と予め定める係数に基づいて、無効電力に対して過励磁の制限を定める一以上の過励磁制限線を作成し、作成された各過励磁制限線と比較し、同期機の無効電力信号が過励磁制限線以上の場合、各過励磁制限線に対して個別に設ける各第二個別過励磁抑制信号を加算した信号によって現過励磁状態を制限可能とするように定めて出力する手段と、
この手段により各出力される各第一個別過励磁制限信号と各第二個別過励磁制限信号とを加算して得られた信号を前記過励磁抑制信号へ付加出力する手段とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項９】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、前記同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
界磁電流あるいは界磁電圧に対して反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次定める複数の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号とを比較し、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が過励磁制限線以上となった場合に、該当する過励磁制限線に応じた各過励磁制限信号を出力する手段と、
同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号の変化率を算出し、算出された変化率に応じて前記複数の過励磁制限線のいずれかを選択して、選択された過励磁制限線に対応する過励磁制限信号を前記励磁制御信号に付加出力する手段とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項１０】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、前記同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
無効電力に対して反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次算出して定める複数の過励磁制限線と同期機の無効電力信号とを比較し、同期機の無効電力信号が過励磁制限線以上となった場合に、該当する過励磁制限線に応じた各過励磁制限信号を出力する手段と、
同期機の無効電力信号の変化率を算出し、算出された変化率に応じて前記複数の過励磁制限線のいずれかを選択して、選択された過励磁制限線に対応する過励磁制限信号を前記励磁制御信号に付加出力する手段とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項１１】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、前記同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
界磁電圧あるいは界磁電圧に対して反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次定める一以上の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号とを比較し、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が過励磁制限線以上の場合、各過励磁制限線に応じて各個別過励磁制限信号を出力する手段と、
同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号に応じて制御ゲインを算出する前記一以上の過励磁制限線に対応する手段と、
前記各個別過励磁制限信号と対応する前記制御ゲインとに基づいて前記各個別過励磁制限信号を増減させて得られた信号の加算信号を前記励磁制御信号に付加出力する手段とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項１２】
前記制御ゲインを算出する一以上の過励磁制限線に対応する手段は、外部から設定可能な同期機の界磁電流設定信号あるいは界磁電圧設定信号と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号との偏差信号に応じて前記制御ゲインを算出することを特徴とする請求項１１記載の励磁制御装置。
【請求項１３】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、前記同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
無効電力に対して反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次定める一以上の過励磁制限線と同期機の無効電力信号とを比較し、同期機の無効電力信号が過励磁制限線以上の場合、各過励磁制限線に応じて各個別過励磁抑制信号を出力する手段と、
同期機の無効電力信号に応じて制御ゲインを算出する前記一以上の過励磁制限線に対応する手段と、
前記各個別過励磁制限信号と対応する前記制御ゲインとに基づいて前記各個別過励磁制限信号を増減させて得られた信号の加算信号を前記励磁制御信号に付加出力する手段とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項１４】
前記制御ゲインを算出する一以上の過励磁制限線に対応する手段は、外部から設定可能な同期機の無効電力設定信号と同期機の無効電力信号との偏差信号に応じて前記制御ゲインを算出することを特徴とする請求項１３記載の励磁制御装置。
【請求項１５】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する制御手段と、前記同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する過励磁制限手段とからなる常用系と待機系との二重化構成の自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
各自系の自動電圧調整装置は、自系が常用系の場合に自系の過励磁制限手段から過励磁制限信号を含む過励磁状態情報を他系の過励磁制限手段へ伝達する手段を備えることを特徴とする励磁制御装置。
【請求項１６】
電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する制御手段と、前記同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を前記過励磁状態を弱め界磁とするように前記励磁制御信号へ付加出力する過励磁制限手段とからなる常用系と待機系との二重化構成の自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、
各自系の自動電圧調整装置は、自系が常用系の場合、自系の検出した同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号と各自系の制御手段から出力される位相信号とを他系の待機系の励磁状態監視手段へ伝達する手段と、
自系が待機系の場合に前記励磁状態監視手段によって常用系の位相信号の状態と前記界磁電流信号あるいは界磁電圧信号との相関関係を監視して所定の条件によって自系が常用系となるように切替る手段とを備えることを特徴とする励磁制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期発電機に発生する発電機過励磁状態を制限制御して、発電機能力曲線内で安全で安定な運転をさせる励磁制御系に適用される励磁制限装置を有する、励磁制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、発電機の励磁システムは、交流励磁機を使用する交流励磁機方式と、直流励磁機を使用する直流励磁機方式と、サイリスタ整流器を励磁電源とするサイリスタ直接励磁方式に大別することができる。
【０００３】
ここで、励磁システムの例として、現在の励磁方式の主流であるサイリスタ励磁方式に適用される励磁制御装置について図３４を参照して説明する。
【０００４】
図３４において、同期機１は界磁巻線２を備えており、この同期機１の出力端は主変圧器３，系統並列用遮断器４を介して電力系統５に接続されている。また、サイリスタ整流器６は同期機１の界磁巻線２を界磁遮断器７を介して励磁する励磁回路に設けられており、その交流側入力端は励磁電源変圧器８を介して同期機１の出力端に接続されている。
【０００５】
甲系自動電圧調整装置９Ａは、同期機１の励磁制御を行い、乙系自動電圧調整装置９Ｂは、同期機１の励磁制御を行い、甲系と同一構成である。甲系の制御装置１０Ａは、その入力側が甲系のヒューズ１１Ａ及び甲系の計器用変圧器１２Ａに接続している。この甲系の制御装置１０Ａは同期機１の出力電圧が甲系の電圧設定器１３Ａで設定された電圧になるように、上記サイリスタ整流器６のサイリスタをゲート制御する。
【０００６】
甲系の過励磁制限装置１４Ａは甲系の計器用変流器１５Ａの電流を入力とし、この甲系の過励磁制限装置１４Ａは何らかの原因により同期機１の界磁巻線２に過大な界磁電流が流れるような状態になったとき、その過励磁状態を反限時特性をもって検出して、甲系の制御装置１０Ａへ出力する。これに対して、甲系の制御装置１０Ａは過励磁制限信号を出力し、過励磁制限引き戻し値まで制限するように動作する。
【０００７】
一方、乙系自動電圧調整装置９Ｂも上記甲系自動電圧調整装置９Ａと同様な構成で、乙系の制御装置１０Ｂ，乙系の電圧設定器１３Ｂ，乙系の過励磁制限装置１４Ｂからなり、乙系の計器用変圧器１２Ｂ及び乙系のヒューズ１１Ｂを介して、同期機１の出力端に接続されている。
【０００８】
なお、甲系，乙系は各々常用系，待機系の役割をお互いに分担することにより、自動電圧調整装置の２重化を行っており、甲系の制御装置１０Ａまたは乙系の制御装置１０Ｂのいずれかの常用系の制御信号が図示しない手段で選択されて励磁回路へ出力されている。
【０００９】
ところで、同期機１はその界磁巻線２中に界磁電流を流し、発電しているが、ある一定以上の電流が流れると過励磁となり、界磁巻線２中に著しく温度上昇が生じ、同期機１の損傷を招くことになる。
【００１０】
図３５は、反限時検出特性を有する過励磁制限線図を示し、縦軸に界磁電流Ｉｆ（％）を、横軸に時間ｔ（秒）をとって示している。図において、１００は過励磁制限引き戻し値、１０１は過励磁制限検出開始設定値、１０２は過励磁制限線、１０３は待機系切替制限線である。ここで、各制限線は、界磁電流Ｉｆが大きいとき高速に検出し、界磁電流Ｉｆが小さいとき低速に検出するように界磁電流Ｉｆの大きさに応じて設定されている。
【００１１】
同期機１が定格負荷にて運転中、同期機１の界磁電流が過励磁制限検出開始設定値１０１を超えて、ある一定時間継続すると、予め定められた過励磁制御線１０２により過励磁検出の警報信号が甲系自動電圧調整装置９Ａ，乙系自動電圧調整装置９Ｂに出力され、同期機１の界磁電流を過励磁制限引き戻し値１００まで抑制する。この場合、所定の時間を経過しても同期機１の界磁電流が抑制されない場合には待機系切替制限線１０３により、同期機の励磁制御を待機系へ切替える。装置異常に起因した検出異常によって待機系への切替えが行われた場合、待機系により正常に運転が継続される。
【００１２】
しかしながら、待機系が装置異常又は実際に過励磁状態となっている場合には、やがて常用系と同様に同期機１の界磁電流を過励磁引き戻し値まで抑制する過励磁制限制御を開始する。所定の時間を経過しても同期機１の界磁電流が抑制されない場合には両系故障となり、プラントトリップに至る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記したように、自動電圧調整装置を２重化構成とした励磁制御装置で定格負荷運転中に、系統動揺やプラント運用条件等の要因により、同期機１が過励磁状態へと移行した場合、過励磁制限制御により、引き戻し制御を行うが，所定の時間を経過しても同期機１の過励磁状態が抑制されない場合には待機系へ切替を行うようにしている。
【００１４】
しかしながら、現状の過励磁制限制御は、同期機１の励磁特性が反限時特性を有する過励磁制限線に到達した場合にのみ制限制御を開始するため、同期機１が瞬時に過励磁状態に移行する場合、当該系が過励磁を検出することにより待機系へ系切替を行い、待機系でも同様に過励磁を検出すると、直ちに自動電圧調整装置の両系故障となり，プラントトリップに至ってしまうという問題がある。
【００１５】
系統動揺等の外的要因による過励磁状態から起こるプラントトリップはやむを得ないとしても、プラントの運用条件等による発電機の過励磁状態に関しては，自動電圧調整装置による迅速かつ確実な制限制御を行い、プラントの運用性の向上を図る必要がある。
【００１６】
そこで、本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、励磁制御装置において、発電機が過励磁状態に移行した場合、その過励磁状態に応じた過励磁制限制御を随時行うこと及び２重化した自動電圧調整装置に関しては、常用系により制限しきれなかった場合は、待機系に制御を切替えて常用系と同様な過励磁制限制御を随時行うことにより、発電機の過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させる励磁制御装置を提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、界磁電流あるいは界磁電圧に対して反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次定める複数の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号とを各過励磁制限線毎に比較し、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が過励磁制限線以上となったそれぞれの過励磁制限線に対して個別に設ける各個別過励磁制限信号を加算した信号によって現過励磁状態から所定の過励磁制限引き戻し値まで制限可能とするように定めて出力する手段と、この手段により各出力される各個別過励磁制限信号を加算して得られた過励磁制限信号を励磁制御信号へ付加出力する手段を設けるようにしたものである。この手段によれば、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が複数段階的に順次定める過励磁制限線以上となった場合、過励磁制限線以上となった各個別過励磁制限信号が加算され過励磁制限信号とされる。これによって、順次段階的に各個別過励磁制限信号が加算されて出力されるので、過励磁状態に応じて最適な過励磁制御が迅速、かつ、確実に行われる。従って、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【００１８】
請求項２の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、界磁電流あるいは界磁電圧に対して反限時特性の過励磁状態の制限を段階的に順次定める複数の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号とを比較し、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号がいずれかの過励磁制限線以上となったと検出した場合、最も過励磁状態の過励磁制限線を特定し、特定された過励磁制限線に対して設ける過励磁制限信号を該過励磁制限信号によって現過励磁状態から所定の過励磁制限引き戻し値まで制限可能とするように定めて出力する手段と、特定された最も過励磁状態の過励磁制限線に対応する過励磁制限信号を選択して励磁制御信号へ付加出力する手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が複数段階的に順次定める過励磁制限線以上となった場合、過励磁制限線以上となった最も過励磁状態の過励磁制限線に対応する過励磁制限信号が選択され過励磁制限信号とされる。これによって、順次段階的に過励磁制限信号が出力されるので、過励磁状態に応じて最適な過励磁制御が迅速、かつ、確実に行われる。従って、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度な制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【００１９】
請求項３の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、同期機の過励磁状態を検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁抑制信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、同期機の出力する有効電力及び無効電力を検出し、検出された有効電力信号と予め定める係数に基づいて、無効電力に対して過励磁の制限を段階的に順次定める複数の過励磁制限線を作成し、作成された過励磁制限線と比較し、同期機の無効電力信号が過励磁制限線以上となった各過励磁制限線に対して個別に設ける各個別過励磁制限信号を加算した信号によって現過励磁状態から所定の過励磁制限引き戻し値まで制限可能とするように定めて出力する手段と、この手段により各出力される各過励磁制限信号を加算して得られた過励磁制限信号を励磁制御信号に付加出力する手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、同期機の無効電力信号が複数段階的に順次算出され定める過励磁制限線以上となった場合、過励磁制限線以上となった各個別過励磁制限信号が加算され過励磁制限信号とされる。これによって、順次段階的に各個別過励磁制限信号が加算されて出力されるので、過励磁状態に応じて最適な過励磁制御が迅速、かつ、確実に行われる。従って、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【００２０】
請求項４の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、同期機の過励磁状態を検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、同期機の有効電力及び無効電力を検出し、検出された有効電力信号と予め定める係数に基づいて無効電力に対して過励磁の制限を段階的に順次定める複数の過励磁制限線を作成し、作成された各過励磁制限線と比較し、同期機の無効電力信号がいずれかの過励磁制限線となったと検出した場合、最も過励磁状態に対する過励磁制限線を特定し、特定された過励磁制限線に対して設ける過励磁制限信号を該過励磁制限信号によって現過励磁状態から所定の過励磁制限引き戻し値まで制限可能とするように定めて出力する手段と、特定された最も過励磁状態の過励磁制限線に対応する過励磁制限信号を選択して励磁制御信号へ付加出力する手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、同期機の無効電力が複数段階的に順次算出され定める過励磁制限線以上となった場合、過励磁制限線以上となった最も過励磁状態の過励磁制限線に対応する過励磁制限信号が過励磁制限信号とされる。これによって、順次段階的に過励磁制限信号が出力されるので、過励磁状態に応じて最適な過励磁制御が迅速、かつ、確実に行われる。従って、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【００２１】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４記載の励磁制御装置において、励磁制御信号に基づくサイリスタの点弧位相角に対して過励磁制限信号に基づくサイリスタの点弧位相角を弱め励磁とするように付加出力して位相調整手段のサイリスタの点弧位相角をシフトさせて同期機の過励磁状態を抑制するようにしたものである。この手段によれば、位相調整手段のサイリスタの点弧位相角が過励磁制御信号に応じてシフトされ、過励磁状態に応じた迅速、かつ、確実な制御が行われる。
【００２２】
請求項６の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、界磁電流あるいは界磁電圧に対して反限時特性の過励磁の制限をサイリスタ整流器の耐量に応じた運転領域内で最大限運転可能とするように定める複数の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号とを比較する手段と、この手段による比較によって同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が複数の過励磁制限線内のいずれかの過励磁制限線に達した場合、最も低い過励磁状態の過励磁制限線を特定し、特定された過励磁制限線に対して設ける過励磁制限信号を該過励磁制限信号によって現過励磁状態から所定の過励磁制限引き戻し値まで制限可能とするように定めて出力する手段と、最も低い過励磁制限線の出力する過励磁制限信号を選択して励磁制御信号へ付加出力する手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号がサイリスタ整流器の耐量に応じて運転領域内で最大運転可能とするように定める複数の過励磁制限線に達した場合に、該当する各過励磁制限信号の内で、最も低い過励磁制限線の出力する過励磁制限信号が選択される。これによって、複数の過励磁制限線の内で最も低値の過励磁制御線の過励磁制限信号信号が出力されるので、過励磁状態に応じて最適な過励磁制御が迅速、かつ、確実に行われる。さらに、サイリスタ整流器の耐量領域近傍を有効に活用した運転ができる。従って、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【００２３】
請求項７の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、界磁電流に対して反限時特性の過励磁の制限を一以上定める第一過励磁制限線と同期機の界磁電流信号とを比較して同期機の界磁電流信号が第一過励磁制限線以上の場合に、第一個別過励磁制限信号を出力する手段と、界磁電圧に対して反限時特性の過励磁の制限を一以上定める第二過励磁制限線と比較して同期機の界磁電圧信号が第二過励磁制限線以上の場合に、第二個別過励磁制限信号を出力する手段と、第一個別過励磁制限信号と第二個別過励磁制限信号とを加算して得られる加算信号を励磁制御信号へ付加出力するようにしたものである。この手段によれば、同期機の界磁電流信号が界磁電流に対して一以上定める第一過励磁制限線以上の場合に第一個別過励磁制限信号が出力されると共に、同期機の界磁電圧信号が界磁電圧に対して一以上定める第二過励磁制限線以上の場合に第二個別過励磁制限信号が出力される。そして、第一個別過励磁制限信号と第二個別過励磁制限信号とが加算され過励磁制限信号とされる。これによって、界磁電流に対する各第一個別過励磁制限信号と界磁電圧に対する各第二個別過励磁制限信号とが加算されて出力されるので、過励磁状態に応じて過励磁制御が迅速、かつ、確実に行われる。従って、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【００２４】
請求項８の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、界磁電流に対して反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次定める一以上の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号とを各過励磁制限線毎に比較し、同期機の界磁電流信号が過励磁制限線以上の場合、各過励磁制限線に対して個別に設ける各第一個別過励磁制限信号を加算した信号によって現過励磁状態を制限可能とするように定めて出力する手段と、同期機の有効電力及び無効電力を検出し、検出された有効電力信号と予め定める係数に基づいて、無効電力に対して過励磁の制限を定める一以上の過励磁制限線を作成し、作成された各過励磁制限線と比較し、同期機の無効電力信号が過励磁制限線以上の場合、各過励磁制限線に対して個別に設ける各第二個別過励磁抑制信号を加算した信号によって現過励磁状態を制限可能とするように定めて出力する手段と、この手段により各出力される各第一個別過励磁制限信号と各第二個別過励磁制限信号とを加算して得られた信号を過励磁抑制信号へ付加出力する手段とを設けるようにしたものてある。この手段によれば、同期機の界磁電流信号が界磁電流に対して一以上定める過励磁制限線以上の場合に第一個別過励磁制限信号が出力されると共に、同期機の無効電力信号が無効電力に対して算出して一以上定める過励磁制限線以上の場合に第二個別過励磁制限信号が出力される。そして、第一個別過励磁制限信号と第二個別過励磁制限信号が加算され過励磁制限信号とされる。これによって、各第一個別過励磁制限信号と各第二個別過励磁制限信号とが加算されて出力されるので、過励磁状態に応じて最適な過励磁制御が迅速、かつ、確実に行われる。従って、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【００２５】
請求項９の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、界磁電流あるいは界磁電圧に対して反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次定める複数の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号とを比較し、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が過励磁制限線以上となった場合に、該当する過励磁制限線に応じた各過励磁制限信号を出力する手段と、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号の変化率を算出し、算出された変化率に応じて複数の過励磁制限線のいずれかを選択して、選択された過励磁制限線に対応する過励磁制限信号を励磁制御信号に付加出力する手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が過励磁制限線以上となった場合に該当する過励磁制限線に応じた各過励磁制限信号が出力される一方、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号の変化率に応じて各過励磁制限信号のいずれかが選択され過励磁制限信号とされる。これによって、変化率に応じて過励磁制限信号が出力されるので、過励磁状態に応じて過励磁制御が迅速、かつ、確実に行われる。従って、従来のように一律な過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【００２６】
請求項１０の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、無効電力に対して反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次算出して定める複数の過励磁制限線と同期機の無効電力信号とを比較し、同期機の無効電力信号が過励磁制限線以上となった場合に、該当する過励磁制限線に応じた各過励磁制限信号を出力する手段と、同期機の無効電力信号の変化率を算出し、算出された変化率に応じて複数の過励磁制限線のいずれかを選択して、選択された過励磁制限線に対応する過励磁制限信号を励磁制御信号に付加出力する手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、同期機の無効電力信号が過励磁制限線以上となった場合に該当する過励磁制限線に応じた各過励磁制限信号が出力される一方、同期機の無効電力信号の変化率に応じて各過励磁制限信号のいずれかが選択され過励磁制限信号とされる。これによって、変化率に応じて過励磁制限信号が出力されるので、過励磁状態に応じて過励磁制御が迅速、かつ、確実に行われる。従って、従来のように一律な過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【００２７】
請求項１１の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、界磁電圧あるいは界磁電圧に対して反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次定める一以上の過励磁制限線と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号とを比較し、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が過励磁制限線以上の場合、各過励磁制限線に応じて各個別過励磁制限信号を出力する手段と、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号に応じて制御ゲインを算出する一以上の過励磁制限線に対応する手段と、各個別過励磁制限信号と対応する制御ゲインとに基づいて各個別過励磁制限信号を増減させて得られた信号の加算信号を励磁制御信号に付加出力する手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が過励磁制限線以上の場合、各過励磁制限線に応じた個別過励磁制限信号が出力されると共に、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号に応じて制御ゲインが算出される。そして、算出された制御ゲインによって各個別過励磁信号が増減されて加算された信号が過励磁制限信号とされる。これによって、連続的に各個別過励磁制限信号が増減され加算されて出力されるので、過励磁状態に応じて過励磁制御が迅速、かつ、確実に行われる。従って、従来のように一律な過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【００２８】
請求項１２の発明は、請求項１１記載の励磁制御装置において、制御ゲインを算出する一以上の過励磁制限線に対応する手段は、外部から設定可能な同期機の界磁電流設定信号あるいは界磁電圧設定信号と同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号との偏差信号に応じて制御ゲインを算出するようにしたものである。この手段によれば、外部から界磁電流設定信号あるいは界磁電圧設定信号が任意に設定されて、これに基づく偏差信号によって制御ゲインが算出されるので、運転状況に応じた適切な過励磁制御をすることができる。
【００２９】
請求項１３の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する一方、同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、無効電力に対して反限時特性の過励磁の制限を段階的に順次定める一以上の過励磁制限線と同期機の無効電力信号とを比較し、同期機の無効電力信号が過励磁制限線以上の場合、各過励磁制限線に応じて各個別過励磁抑制信号を出力する手段と、同期機の無効電力信号に応じて制御ゲインを算出する一以上の過励磁制限線に対応する手段と各個別過励磁制限信号と対応する制御ゲインとに基づいて各個別過励磁制限信号を増減させて得られた信号の加算信号を励磁制御信号に付加出力する手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、同期機の無効電力信号が過励磁制限線以上の場合、各過励磁制限線に応じた各個別過励磁制限信号が出力されると共に、同期機の無効電力信号に応じて制御ゲインが算出される。そして、算出された制御ゲインによって各個別過励磁信号が増減されて加算された信号が過励磁制限信号とされる。これによって、連続的に制御ゲインに応じて各個別過励磁制限信号が増減され加算されて出力されるので、過励磁状態に応じて過励磁制御が迅速、かつ、確実に行われる。従って、従来のように一律な過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【００３０】
請求項１４の発明は、請求項１３記載の励磁制御装置において、制御ゲインを算出する一以上の過励磁制限線に対応する手段は、外部から設定可能な同期機の無効電力設定信号と同期機の無効電力信号との偏差信号に応じて制御ゲインを算出するようにしたものである。この手段によれば、外部から無効電力設定信号が任意に設定されて、これに基づく偏差信号によって制御ゲインが算出されるので、運転状況に応じた適切な過励磁制御をすることができる。
【００３１】
請求項１５の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する制御手段と、同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する過励磁制限手段とからなる常用系と待機系との二重化構成の自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、各自系の自動電圧調整装置は、自系が常用系の場合に自系の過励磁制限手段から過励磁制限信号を含む過励磁状態情報を他系の過励磁制限手段へ伝達する手段を設けるようにしたものである。この手段によれば、常用系の自動電圧調整装置から待機系の自動電圧調整装置へ常用系の過励磁制限信号を含む過励磁状態情報が伝達される。これにより自系が待機系から常用系へ切替えられた場合、常用系であった他系の過励磁状態情報に基づいて過励磁制御が行われる。従って、従来のように常用系から待機系へ切替えに伴う過励磁を主要因とするプラントトリップを回避してプラントの運用効率を向上させることができる。
【００３２】
請求項１６の発明は、電力系統に接続される同期機が所定の電圧を発生するように同期機の励磁制御を行う励磁制御信号を出力する制御手段と、同期機の過励磁状態を反限時特性をもって検出して所定の過励磁制限引き戻し値まで制限するための過励磁制限信号を過励磁状態を弱め界磁とするように励磁制御信号へ付加出力する過励磁制限手段とからなる常用系と待機系との二重化構成の自動電圧調整装置とを有して同期機の励磁制御をする励磁制御装置において、各自系の自動電圧調整装置は、自系が常用系の場合、自系の検出した同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号と各自系の制御手段から出力される位相信号とを他系の待機系の励磁状態監視手段へ伝達する手段と、自系が待機系の場合に励磁状態監視手段によって常用系の位相信号の状態と界磁電流信号あるいは界磁電圧信号との相関関係を監視して所定の条件によって自系が常用系となるように切替る手段とを設けるようにしたものである。この手段によれば、待機系の励磁状態監視手段によって常用系の位相信号の状態と界磁電流信号あるいは界磁電圧信号との相関関係が所定の条件の場合に常用系に切替えられる。これにより自系が待機系から常用系へ自動的に円滑に切替えられ、常用系であった他系の過励磁状態情報に基づいて過励磁制御が行われる。従って、従来のように常用系から待機系へ切替えに伴う過励磁を主要因とするプラントのトリップを回避してプラントの運用効率を向上させることができる。
【００３３】
【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。図１は、本発明の第１実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【００３４】
図１において、従来技術を示す図３４と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。なお、以下説明する第１実施の形態乃至第１７実施の形態において、符号Ａは、甲系自動電圧調整装置の系統を示し、符号Ｂは、乙系自動電圧調整装置の系統を示している。
【００３５】
本発明の第１実施の形態は、甲系自動電圧調整装置９Ａ内に第一段過励磁制御装置１６Ａと第二段過励磁制御装置１７Ａと第三段過励磁制御装置１８Ａと制御信号演算器１９Ａとを設ける一方、乙系自動電圧調整装置９Ｂ内に第一段過励磁制御装置１６Ｂと第二段過励磁制御装置１７Ｂと第三段過励磁制御装置１８Ｂと制御信号演算器１９Ｂとを設ける点に特徴を有している。
【００３６】
以上の構成で、各計器用変流器１５Ａ（１５Ｂ）にて検出された同期機１の界磁電流の検出信号が甲系自動電圧調整装置９Ａの第一段過励磁制御装置１６Ａと第二段過励磁制御装置１７Ａと第三段過励磁制御装置１８Ａへ各入力されると共に、乙系自動電圧調整装置９Ｂの第一段過励磁制御装置１６Ｂと第二段過励磁制御装置１７Ｂと第三段過励磁制御装置１８Ｂへ入力され、図２に示す同期機１の過励磁制限線１０４、１０５、１０６に基づいて過励磁状態の監視が行われる。
【００３７】
ここで、同期機１の界磁電流が過励磁制限検出開始設定値１０１を越えて第一段過励磁制限線１０４に過励磁状態が達した場合、同期機１の界磁電流を過励磁制限引き戻し値１００に引き戻すような過励磁制限信号が第一段過励磁制限装置１６Ａ（１６Ｂ）より出力される。そして、制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）によって制御装置１０Ａ（１０Ｂ）に励磁弱め信号が付加されるように出力される。
【００３８】
この場合に、励磁弱め信号が付加されたにもかかわらず過励磁状態が継続し、図２に示す過励磁制限線１０５に過励磁状態が達した場合、同期機１の界磁電流を過励磁制限引き戻し値１００に引き戻すような過励磁制限信号が第二段過励磁制限装置１７Ａ（１７Ｂ）より出力され、制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）によって、他の過励磁制限信号と加算される。
【００３９】
この場合、第一段過励磁制限装置１６Ａ（１６Ｂ）により過励磁制限信号が出力されたままの状態なので、この過励磁制限信号との加算が行われる。加算後の過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）から出力される制御信号に対して励磁弱め信号として付加される。
【００４０】
次に上記の如く、励磁弱め信号が付加されたにもかかわらずさらに過励磁状態が継続し、過励磁制限線１０６に過励磁状態が達した場合、先述と同様に、同期機１の界磁電流を過励磁制限引き戻し値１００に引き戻すような過励磁制限信号が第三段過励磁制限装置１８Ａ（１８Ｂ）より出力され、制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）によって、他の過励磁制限信号と加算される。
【００４１】
この場合は第一段過励磁制限装置１６Ａ（１６Ｂ）と第二段過励磁制限装置１７Ａ（１７Ｂ）より過励磁制限信号は出力されたままの状態なので、これらの過励磁制限信号との加算が行われる。加算後の過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）へ励磁弱め信号として出力される。
【００４２】
このように、同期機１の界磁電流が過励磁状態となると、励磁弱め信号が自動電圧調整装置９Ａ，９Ｂから出力される。しかし、それにもかかわらず過励磁状態が継続した場合は、次段の過励磁制限線に達したタイミングにて次段の過励磁制限信号が現状の制限信号に随時加算される。本実施の形態によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【００４３】
なお、図３は、第１実施の形態の他の変形例を示す構成図である。この変形例は、過励磁制限装置に界磁電流ではなく、界磁電圧を入力して実施するものである。図３の４１Ａ（４１Ｂ）は、界磁電圧検出器を示し、界磁電圧の検出信号を甲系自動電圧調整装置９Ａ、乙系自動電圧調整装置９Ｂへ各出力する。この構成によっても、同様の効果を得ることができる。
【００４４】
図４は本発明の第２実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。図中、図１と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【００４５】
第２実施の形態は、第１実施の形態を示す図１の制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）の代わりに過励磁制限制御検出器２０Ａ（２０Ｂ）と過励磁制限制御信号選択器２１Ａ（２１Ｂ）とを設けた点に特徴を有している。
【００４６】
以上の構成で、同期機１の界磁電流が図２に示す過励磁状態となり、過励磁制限線１０４，１０５，１０６に達した場合、その到達タイミングが過励磁制限制御検出器２０Ａ（２０Ｂ）で検出され、これをもとに各々の過励磁制限特性を有する第一過励磁制限装置１６Ａ（１６Ｂ），第二過励磁制限装置１７Ａ（１７Ｂ），第三過励磁制限装置１８Ａ（１８Ｂ）からのいずれかの過励磁制限信号が過励磁制限制御信号選択器２１Ａ（２１Ｂ）によって選択される。そして、選択された過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）へ励磁弱め信号として付加するように出力される。
【００４７】
このように、同期機１の界磁電流が過励磁状態となると、励磁弱め信号が自動電圧調整装置９Ａ，９Ｂから出力される。それにもかかわらず過励磁状態が継続した場合は、次段の過励磁制限線に達したタイミングにて次段の過励磁制限信号が現状の過励磁制限信号と順次切替えられる。これによれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【００４８】
なお、図５は、第２実施の形態の他の変形例としての構成図であって、過励磁制限装置に界磁電流ではなく、界磁電圧を入力するものである。図５の４１Ａ（４１Ｂ）は、界磁電圧検出器を示し、界磁電圧の検出信号を甲系自動電圧調整装置９Ａ、乙系自動電圧調整装置９Ｂへ出力する。この構成によっても、同様の効果を得ることができる。
【００４９】
図６は、本発明の第３実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【００５０】
図６において、第１実施の形態を示す図１と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【００５１】
第３実施の形態は、第１実施の形態における制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）の過励磁制限信号を位相調整回路２２Ａ（２２Ｂ）へ入力させて点弧位相角をシフトさせる点に特徴を有している。
【００５２】
以上の構成で、制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）にて出力される過励磁制限信号が、位相調整回路２２Ａ（２２Ｂ）に入力し、過励磁制限信号に応じた点弧位相角αに対して過励磁制御信号に担当分をシフトさせ、必要以上の過励磁状態とならないように制限される。
【００５３】
このように、同期機１の界磁電流が過励磁状態となると、励磁弱め信号が自動電圧調整装置９Ａ，９Ｂから出力される。それにもかかわらず過励磁状態が継続した場合は、次段の過励磁制限線に達したタイミングにて過励磁制限信号が現状の位相制御信号に加算される。これによれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【００５４】
図７は、第３実施の形態の第１の変形例を示し、甲系自動電圧調整装置９Ａ，乙系自動電圧調整装置９Ｂへ界磁電流に代えて、界磁電圧を入力するものである。この構成によっても、同様の効果を得ることができる。
【００５５】
図８は、第３実施の形態の第２の変形例を示す励磁制御装置の構成図である。
【００５６】
図８において、図５と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。本変形例は、第２実施の形態における過励磁制限制御信号選択器２１の過励磁制限信号を位相調整回路２２Ａ（２２Ｂ）へ入力させて点弧位相角をシフトさせるものである。
【００５７】
以上の構成で、第一段過励磁制限装置１６Ａ（１６Ｂ）、第二段過励磁制限装置１７Ａ（１７Ｂ）、第三段過励磁制限装置１８Ａ（１８Ｂ）からの位相制御信号と各々の過励磁制限装置の過励磁制限制御の開始タイミングを検出する過励磁制限制御検出器２０Ａ（２０Ｂ）とにより、選択すべき位相制御信号が過励磁制限制御信号選択器２１Ａ（２１Ｂ）にて選択され、選択された位相制御信号が位相調整回路２２Ａ（２２Ｂ）に入力し、かつ位相制御信号に応じた点弧位相角αに切替えて、必要以上の過励磁状態とならないように制限される。
【００５８】
このように、同期機１の界磁電流が過励磁状態となると、励磁弱め信号が自動電圧調整装置から出力される。それにもかかわらず過励磁状態が継続した場合は、次段の過励磁制限線に達したタイミングにて過励磁制限のための位相制御信号を現状の位相制御信号に切替えられる。本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【００５９】
図９は、第３実施の形態の第３変形例を示し、過励磁制限装置に界磁電流の代わりに、界磁電圧の検出信号を入力するものである。この構成によっても、同様の効果を得ることができる。
【００６０】
図１０は、第４実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【００６１】
図１０において、従来技術を示す図３４と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【００６２】
第４実施の形態は、図３４に示す過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）の代わりに電力変換器２５Ａ（２５Ｂ）と第一関数発生器２９Ａ（２９Ｂ），第二関数発生器３０Ａ（３０Ｂ），第三関数発生器３１Ａ（３１Ｂ）と、電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）と、制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）を設けた点に特徴を有している。
【００６３】
以上の構成で、ヒューズ１１Ａ（１１Ｂ）と計器用変圧器１２Ａ（１２Ｂ）にて検出された同期機１の出力電圧と、計器用変流器２４Ａ（２４Ｂ）にて検出された同期機１の出力電流が電力変換器２５Ａ（２５Ｂ）に入力され、有効電力と無効電力が算出される。そして、算出された有効電力が各段の第一関数発生器２９Ａ（２９Ｂ），第二関数発生器３０Ａ（３０Ｂ），第三関数発生器３１Ａ（３１Ｂ）に入力され、各々の係数との関数演算により、無効電力の制限値が算出される。算出された無効電力と制限値は各々電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）に入力される。
【００６４】
図１１は、本実施の形態に用いる運転能力曲線図である。図において、縦軸にＱ／et2をとり横軸にＰ／et2をとった場合、１０８，１０９，１１０が運転能力曲線を示し、これらの運転能力曲線に囲まれた領域が安定に運転可能な範囲となっている。無効電力の制限値は、図１１において、第一段の電力検出過励磁制限線１１１と第二段の電力検出過励磁制限線１１２と第三段の電力検出過励磁制限線１１３として表現されている。例えば、電力検出過励磁制限線は次の式（１）で示される。
【００６５】
Ｑ／et2＝ａ＋ｂＰ／et2  ・・・・・（１）
ここで、Ｑ：無効電力の目標値
Ｐ：有効電力
ａ・ｂ：係数
et：発電機端子電圧
【００６６】
ここで、同期機１の無効電力が上昇し、図１１に示す第一段の電力検出過励磁制限線１１１に達した場合、同期機１の無効電力を引き戻すような過励磁制限信号が第一段目の電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）より出力され、制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）を介して制御装置１０Ａ（１０Ｂ）の制御信号に励磁弱め信号として付加される。
【００６７】
次に、励磁弱め信号が付加されたにもかかわらず無効電力が引き続き上昇し、第二段の電力検出過励磁制限線１１２に達した場合、同期機１の無効電力が引き戻すような過励磁制限信号が第二段目の電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）により出力され制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）にて、他の過励磁制限信号と加算される。この場合は第一段目の電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）より過励磁制限信号は出力されたままの状態なので、この過励磁制限信号との加算が行われる。加算後の過励磁制限信号は制御装置１０Ａ（１０Ｂ）に励磁弱め信号として付加される。
【００６８】
上記の如く、励磁弱め信号が付加されたにもかかわらずさらに無効電力が引き続き上昇し、第三段の電力検出過励磁制限線１１３に達した場合、先述と同様、同期機１の無効電力を引き戻すような過励磁制限信号が第三段目の電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）より出力され、制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）にて、他の過励磁制限信号と加算される。この場合は第一段目の電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）と第二段目の電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）より過励磁制限信号は出力されたままの状態なので、これらの過励磁制限信号との加算が行われる。加算後の過励磁制限信号は制御装置１０Ａ（１０Ｂ）に励磁弱め信号として付加される。
【００６９】
このように、同期機１の無効電力が上昇し、電力検出過励磁制限線に達すると、同期機１の過励磁状態とみなし、励磁弱め信号が自動電圧調整装置から出力される。それにもかかわらず過励磁状態が継続した場合は、次段の電力検出過励磁制限線に達したタイミングにて次段の過励磁制限信号を現状の過励磁制限信号に随時加算される。本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【００７０】
なお、第４実施の形態の他の変形例として、有効電力、無効電力を算出する電力変換器の代わりに、有効電流、無効電流を算出する電流変換器を用いる手段でも同様に実施できる。この構成によっても、同様の効果を得ることができる。
【００７１】
図１２は、本発明の第５実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。図１２において、第４実施の形態を示す図１０と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【００７２】
第５実施の形態は、図１０の第一関数発生器２９Ａ（２９Ｂ），第二関数発生器３０Ａ（３０Ｂ），第二関数発生器３１Ａ（３１Ｂ）と電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）と制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）の代わりに、第一段電力検出過励磁制限器３２Ａ（３２Ｂ），第二段電力検出過励磁制限器３３Ａ（３３Ｂ），第三段電力検出過励磁制限器３４Ａ（３４Ｂ）と、電力検出過励磁制限制御検出器３５Ａ（３５Ｂ）と、電力検出過励磁制限制御信号選択器３６Ａ（３６Ｂ）とを設けた点に特徴を有している。
【００７３】
この構成で、有効電力と無効電力とが第一段電力検出過励磁制限器３２Ａ（３２Ｂ），第二段電力検出過励磁制限器３３Ａ（３３Ｂ），第三段電力検出過励磁制限器３４Ａ（３４Ｂ）へ入力され、各々の係数との関数演算により、無効電力の制限値が算出される。
【００７４】
無効電力の制限値は第４実施の形態で説明したと同様の図１１の電力検出過励磁制限線１１１，１１２，１１３にて表現される。（例：  Ｑ／et2＝ａ＋ｂＰ／et2  （Ｑ：無効電力の目標値、Ｐ：有効電力、ａ・ｂ：係数、et：発電機端子電圧））
【００７５】
ここで、同期機１の無効電力が上昇し、第一段の電力検出過励磁制限線１１１に達した場合、同期機１の無効電力を引き戻すような過励磁制限信号が第一段電力検出過励磁制限器３２Ａ（３２Ｂ）より出力されると共に、過励磁制限制御開始信号が電力検出過励磁制限制御検出器３５Ａ（３５Ｂ）へ出力される。
【００７６】
この場合、電力検出過励磁制限制御信号選択器３６Ａ（３６Ｂ）では、電力過励磁制限制御検出器３５Ａ（３５Ｂ）からの条件信号により第一段電力検出過励磁制限器３２Ａ（３２Ｂ）からの過励磁制限信号を選択する。選択された過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）に励磁弱め信号とするように付加出力される。
【００７７】
続いて、励磁弱め信号が付加されたにもかかわらず無効電力が引き続き上昇し、第二段の電力検出過励磁制限線１１２に達した場合、同期機１の無効電力を引き戻すような過励磁制限信号が第二段電力検出過励磁制限器３３Ａ（３３Ｂ）より出力されると共に、過励磁制限制御開始信号か電力過励磁制限制御検出器３５Ａ（３５Ｂ）へ出力される。
【００７８】
この場合、電力検出過励磁制限制御信号選択器３６Ａ（３６Ｂ）では、電力過励磁制限制御検出器３５Ａ（３５Ｂ）からの条件信号により第二段電力検出過励磁制限器３３Ａ（３３Ｂ）からの過励磁制限信号を選択する。選択された過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）に励磁弱め信号とするように付加出力される。
【００７９】
さらに、励磁弱め信号が付加されたにもかかわらず、無効電力が引き続き上昇し、第三段の電力検出過励磁制限線１１３に達した場合、先述と同様、同期機１の無効電力を引き戻すような過励磁制限信号が第三段電力検出過励磁制限器３４Ａ（３４Ｂ）より出力されると共に、過励磁制限制御開始信号が電力過励磁制限制御検出器３５Ａ（３５Ｂ）へ出力される。
【００８０】
この場合、電力検出過励磁制限制御信号選択器３６Ａ（３６Ｂ）では、電力過励磁制限制御検出器３５Ａ（３５Ｂ）からの条件信号により第三段電力検出過励磁制限器３４Ａ（３４Ｂ）からの過励磁制限信号が選択される。選択された過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）に励磁弱め信号とするように付加出力される。
【００８１】
このように、同期機１の無効電力が上昇し、電力検出過励磁制限線に達すると、同期機１が過励磁状態とみなし、励磁弱め信号が自動電圧調整装置から出力される。それにもかかわらず過励磁状態が継続した場合は、次段の電力検出過励磁制限線に達したタイミングにて現状の過励磁制限信号から次段の過励磁制限信号へ切替えられる。従って、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【００８２】
なお、他の変形例として、有効電力、無効電力を算出する電力変換器の代わりに、有効電流、無効電流を算出する電流変換器を用いても本発明を同様に実施できる。また、図１２に示す第５実施の形態の変形例として、位相調整回路２２Ａ（２２Ｂ）を設けることもできる。
【００８３】
図１３は、本発明の第６実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。図１３において、第４実施の形態を示す図１０と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【００８４】
第６実施の形態は、制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）より出力される過励磁制限信号を入力する位相調整回路２２Ａ（２２Ｂ）を設けた点に特徴を有している。
【００８５】
この構成によると、制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）にて出力される過励磁制限信号がサイリスタ整流器６の点弧位相角αに関する位相制御信号として、位相調整回路２２Ａ（２２Ｂ）に入力される。位相調整回路２２Ａ（２２Ｂ）では、過励磁制限信号に応じた点弧位相角αによって制御装置１０Ａ（１０Ｂ）の制御信号に基づく点弧位相角をシフトさせて、必要以上に過励磁状態とならないように制限する。
【００８６】
このように、同期機１の無効電力が上昇し、電力検出過励磁制限線に達すると、同期機１が過励磁状態とみなし、励磁弱め信号が自動電圧調整装置から出力される。それにもかかわらず過励磁状態が継続した場合は、次段の電力検出過励磁制限線に達したタイミングにて次段の過励磁制限信号を現状の過励磁制限信号に随時加算される。本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【００８７】
なお、他の変形例として、有効電力、無効電力を算出する電力変換器の代わりに、有効電流、無効電流を算出する電流変換器を用いても同様の作用効果を得ることができる。
【００８９】
この構成によれば、制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）にて出力される過励磁制限信号がサイリスタ整流器６の点弧位相角αに関する位相制御信号として、位相調整回路２２Ａ（２２Ｂ）に入力され、過励磁制限信号に応じた点弧位相角αの固定値にシフトさせ、必要以上の過励磁状態とならないよう制限される。
【００９０】
このように同期機１の無効電力が上昇し、電力検出過励磁制限線に達すると、同期機の過励磁状態とみなし、励磁弱め信号が自動電圧調整装置から出力される。それにもかかわらず過励磁状態が継続した場合は、次段の電力検出過励磁制限線に達したタイミングにて現状の過励磁制限信号から次段の過励磁制限信号へ切替えられる。本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【００９１】
なお、他の変形例として、有効電力、無効電力を算出する電力変換器の代わりに、有効電流、無効電流を算出する電流変換器を用いても同様の作用効果を得ることができる。
【００９２】
図１５は、第７実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。図１５において、従来技術を示す図３４と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【００９３】
第７実施の形態は、従来技術を示す図３４の過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）の代わりに、過励磁制限装置３８Ａ（３８Ｂ）と過励磁制限装置３９Ａ（３９Ｂ）と低値選択回路４０Ａ（４０Ｂ）を設けた点に特徴を有している。
【００９４】
以上の構成で、過励磁制限装置３８Ａ（３８Ｂ）は、図１６に示す過励磁制限線１１４を有し、図示実線部分を有効とする。界磁電流が図示Ａ領域で過励磁制限線１１４以上に達した場合、過励磁制限線１１４に応じた過励磁制限信号が出力される。一方、過励磁制限装置３９Ａ（３９Ｂ）は、図１６に示すように過励磁制限線１１４と異なる過励磁制限線１１５を有し、図示実線部分を有効とする。界磁電流が図示Ｂ領域で過励磁制限線１１５に達した場合に過励磁制限信号が出力される。そして、低値選択回路４０Ａ（４０Ｂ）で過励磁制限信号が選択され出力される。本制御は機器の耐量曲線に応じた最大限の運転可能領域での運転を可能とするものであり、非常に有効な手段である。
【００９５】
本実施の形態によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【００９６】
図１７は、第７実施の形態の他の第１の変形例を示す励磁制御装置の構成図であって、過励磁制限装置に界磁電流ではなく、界磁電圧を入力するものである。
【００９７】
なお、他の第２の変形例として、過励磁制限装置と低値選択回路を多並列に設けて、各々の出力を加算して自動電圧調整装置に励磁弱め信号として付加することもできる。この手段は、界磁電流検出方式の過励磁制限装置と界磁電圧検出方式の過励磁制限装置の両方に適用可能である。
【００９８】
図１８は、本発明の第８実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【００９９】
図１８において、従来技術を示す図３４と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【０１００】
第８実施の形態は、図３４に対して界磁電圧検出変圧器４１Ａ（４１Ｂ）と電圧検出過励磁制限装置４３Ａ（４３Ｂ）と制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）とを追設する点に特徴を有している。
【０１０１】
以上の構成で、従来技術で説明した界磁電流検出による過励磁制限制御に加えて、同期機１の界磁電圧が界磁電圧検出器４１Ａ（４１Ｂ）で検出され、これが電圧検出過励磁制限装置４３Ａ（４３Ｂ）に入力される。電圧検出過励磁制限装置４３Ａ（４３Ｂ）では、図１９に示す電圧検出過励磁制限線１１８、電圧検出待機系切替制限線１１９により、同期機１の界磁電圧の上昇による過励磁状態の制限制御を行うための過励磁制限信号が出力される。
【０１０２】
そして、過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）と電圧検出過励磁制限装置４３Ａ（４３Ｂ）からの各過励磁制限信号が制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）によって加算され、加算後の過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）に付加出力される。
【０１０３】
このように、同期機１の界磁電流、もしくは界磁電圧が上昇し、過励磁状態となり、いずれかの過励磁制限線に達した場合は、過励磁制限制御を開始し、過励磁制限引き戻し値まで、界磁電流もしくは界磁電圧を抑制するよう、制御装置１０Ａ（１０Ｂ）からの制御信号に励磁弱め信号が付加される。
【０１０４】
本実施の形態によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【０１０５】
なお、他の変形例として、過励磁制限装置と電圧検出過励磁制限装置を多並列とし、各々の出力を加算して自動電圧調整装置に励磁弱め信号として付加することにより同様の作用効果を得ることもできる。
【０１０６】
図２０は、第９実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【０１０７】
図２０において、第８実施の形態を示す図１８と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【０１０８】
第９実施の形態は、計器用変流器２４Ａ（２４Ｂ）と電力変換器２５Ａ（２５Ｂ）と電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）と第一段関数発生器２９Ａ（２９Ｂ）を設けた点に特徴を有している。
【０１０９】
以上の構成で、従来技術で説明した界磁電流検出による過励磁制限制御に加えて、ヒューズ１１Ａ（１１Ｂ）と計器用変圧器１２Ａ（１２Ｂ）にて検出された同期機１の出力電圧と、計器用変流器２４Ａ（２４Ｂ）にて検出された同期機１の出力電流が電力変換器２５Ａ（２５Ｂ）に入力され、有効電力と無効電力とが算出される。そして、算出された有効電力が第一段関数発生器２９Ａ（２９Ｂ）に入力され、係数との関数演算により、無効電力の制限値が算出される。
【０１１０】
ここで、無効電力の制限値は第４実施の形態で説明したと同様に図１１の電力検出過励磁制限線１１１，１１２，１１３のいずれかにて表現される。（例：Ｑ／et2＝ａ＋ｂＰ／et2（Ｑ：無効電力の目標値、Ｐ：有効電力、ａ・ｂ：係数、et：発電機端子電圧））
【０１１１】
算出された無効電力と制限値とが電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）に入力されると、電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）では、過励磁制限信号が演算される。さらに、過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）と電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）からの各過励磁制限信号が制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）にて加算され、加算後の過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）へ付加出力される。
【０１１２】
このように、同期機１の界磁電流、もしくは無効電力が上昇し、過励磁状態となり、いずれかの過励磁制限線に達した場合は、過励磁制限制御を開始し、過励磁制限引き戻し値まで、界磁電流もしくは無効電力を抑制するように、制御装置に励磁弱め信号が付加される。本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【０１１３】
なお、第９実施の形態の他の第１の変形例として、過励磁制限装置と関数発生器と電力信号演算器を多並列とし、各々の出力を加算して自動電圧調整装置に励磁弱め信号として付加する手段がある。また、他の第２の変形例として、有効電力、無効電力を算出する電力変換器の代わりに、有効電流、無効電流を算出する電流変換器を用いる手段がある。いずれの手段においても同様の作用効果を得ることができる。
【０１１４】
図２１は、本発明の第１０実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【０１１５】
図２１において、第２実施の形態を示す図４と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【０１１６】
第１０実施の形態は、図４に示す第２実施の形態を示す過励磁制限制御検出器２０Ａ（２０Ｂ）と過励磁制限制御信号選択器２１Ａ（２１Ｂ）の代わりに、時刻設定器４４Ａ（４４Ｂ）と制御入力変化率検出器４５Ａ（４５Ｂ）と変化率判定器４６Ａ（４６Ｂ）と変化率検出過励磁制限制御信号選択器５０Ａ（５０Ｂ）を設けた点に特徴を有している。
【０１１７】
以上の構成で、計器用変流器１５Ａ（１５Ｂ）にて検出された同期機１の界磁電流が第一段過励磁制限装置１６Ａ（１６Ｂ），第二段過励磁制限装置１７Ａ（１７Ｂ），第三段過励磁制限装置１８Ａ（１８Ｂ）と制御入力変化率検出器４５Ａ（４５Ｂ）へ入力される。時刻設定器４４Ａ（４４Ｂ）では、時刻設定器４４Ａ（４４Ｂ）より出力される基準時間信号により界磁電流の変化率が随時算出され、変化率判定器４６Ａ（４６Ｂ）へ出力される。
【０１１８】
次に、変化率判定器４６Ａ（４６Ｂ）では、算出された変化率に応じて、図２２に示すような変化率領域１〜３のいずれかが選択される。
【０１１９】
一方、第一段過励磁制限装置１６Ａ（１６Ｂ），第二段過励磁制限装置１７Ａ（１７Ｂ），第三段過励磁制限装置１８Ａ（１８Ｂ）については図２３に示すような反限時特性を有する過励磁制限線１２０，１２１，１２２により、同期機１の過励磁制限制御が行われる。
【０１２０】
すなわち、第一段過励磁制限装置１６Ａ（１６Ｂ）では、界磁電流が図２３に示す過励磁制限線１２０に達すると過励磁制限信号が出力される。第二段過励磁制限装置１７Ａ（１７Ｂ）では界磁電流が、図２３に示す過励磁制限線１２１に達すると過励磁制限信号が出力される。第三段過励磁制限装置１８Ａ（１８Ｂ）では、界磁電流が図２３に示す過励磁制限線１２２に達すると過励磁制限信号が出力される。これらの各過励磁制限信号が変化率検出過励磁制限制御信号選択器５０Ａ（５０Ｂ）へ出力される。
【０１２１】
変化率検出過励磁制限制御信号選択器５０Ａ（５０Ｂ）では、例えば、変化率判定器４６Ａ（４６Ｂ）によって変化率領域１が選択されれば、第一段過励磁制限装置１６Ａ（１６Ｂ）からの過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）へ出力され、また、変化率判定器４６Ａ（４６Ｂ）によって変化率領域２が選択されれば、第二段過励磁制限装置１７Ａ（１７Ｂ）からの過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）へ出力され、また、変化率判定器４６Ａ（４６Ｂ）によって変化率領域３が選択されれば、第三段過励磁制限装置１８Ａ（１８Ｂ）からの過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）へ出力される。
【０１２２】
このように同期機１の界磁電流が上昇し、過励磁状態に達した場合、過励磁状態時点での界磁電流の変化率が算出され、変化率に応じた過励磁制限線が選択される。本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【０１２３】
図２４は、第１０実施の形態の他の変形例として示す構成図であって、過励磁制限装置に界磁電流ではなく、界磁電圧を入力する方法であり、同様の作用効果を得ることができる。
【０１２４】
図２５は本発明の第１１実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【０１２５】
図２５において、第４実施の形態を示す図１０と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【０１２６】
第１１実施の形態は、図１０の制御信号演算器１９Ａ（１９Ｂ）の代わりに、時刻設定器４４Ａ（４４Ｂ）と制御入力変化率検出器４５Ａ（４５Ｂ）と変化率判定器４６Ａ（４６Ｂ）と変化率検出過励磁制限制御信号選択器５０Ａ（５０Ｂ）とを設けた点に特徴を有している。
【０１２７】
以上の構成で、電力変換器２５Ａ（２５Ｂ）にて算出された有効電力が第一段関数発生器２９Ａ（２９Ｂ），第二段関数発生器３０Ａ（３０Ｂ），第三段関数発生器３１Ａ（３１Ｂ）へ入力され、各々の係数との関数演算により、無効電力の制限値が算出され、電力変換器２５Ａ（２５Ｂ）で検出された無効電力とともに各段の電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）に入力される。
【０１２８】
一方、無効電力が制御入力変化率検出器４５Ａ（４５Ｂ）に入力され、時刻設定器４４Ａ（４４Ｂ）より出力される基準時間信号により無効電力の変化率が随時算出される。変化率判定器４６Ａ（４６Ｂ）では、算出された変化率に応じて、図２２に示すと同様の変化率領域１〜３のいずれかが選択される（本実施の形態の場合、図２２の縦軸は無効電力となる）。
【０１２９】
一方、各電力信号演算器２７Ａ（２７Ｂ）については図１１に示すような電力検出過励磁制限線１１１，１１２，１１３に応じた過励磁制限信号が変化率検出過励磁制限制御信号選択器５０Ａ（５０Ｂ）へ出力される。これにより、変化率検出過励磁制限制御信号選択器５０Ａ（５０Ｂ）により無効電力の変化率の大きさに応じた過励磁制限信号が選択され、同期機１の過励磁制限制御が行われる。
【０１３０】
このように同期機１の無効電力が上昇し、過励磁状態に達した場合、過励磁状態時点での無効電力の変化率が算出され、変化率に応じた電力検出過励磁制限線が選択され、この場合、過励磁制限制御が行われる本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【０１３１】
第１１実施の形態の他の変形例として、有効電力、無効電力を算出する電力変換器の代わりに、有効電流、無効電流を算出する電流変換器を用いても同様の作用効果を得ることができる。
【０１３２】
図２６は、本発明の第１２実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【０１３３】
図２６において、従来技術を示す図３４と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【０１３４】
第１２実施の形態は、図３４にゲイン算出用関数発生器６０Ａ（６０Ｂ）を設けた点に特徴を有している。
【０１３５】
以上の構成で、検出された界磁電流が過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）とゲイン算出用関数発生器６０Ａ（６０Ｂ）へ入力され、図３５に示すと同様に過励磁制限線１０２により、同期機１の界磁電流の上昇による過励磁状態の制限制御が行われる。
【０１３６】
そして、過励磁制限制御が開始されるタイミングで、界磁電流に応じたゲインが算出され、ゲイン算出用関数発生器６０Ａ（６０Ｂ）の出力に応じて過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）の過励磁制限信号が連続的に増減され、過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）へ付加される。
【０１３７】
このように同期機１の界磁電流が上昇し、過励磁状態となり、過励磁制限線に達した場合は、過励磁制限制御を開始し、過励磁制限引き戻し値まで制御ゲインを連続的に変更しつつ、界磁電流を抑制するよう、制御装置に励磁弱め信号を付加される。本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【０１３８】
なお、第１２施の形態の他の変形例として、過励磁制限装置とゲイン算出用関数発生器を多並列とし、各々の出力を加算して自動電圧調整装置に励磁弱め信号として付加することにより同様の作用効果を得ることができる。
【０１３９】
図２７は、本発明の第１３実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【０１４０】
図２７において、従来技術を示す図３４と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【０１４１】
第１３実施の形態は、図３４に設定器６１Ａ（６１Ｂ）と、ゲイン算出用演算器６２Ａ（６２Ｂ）を設けた点に特徴を有している。
【０１４２】
以上の構成で、図２６に示す第１２実施の形態とほぼ同様に、過励磁制限制御が開始されるタイミングで、設定器６１Ａ（６１Ｂ）に予め設定してある界磁電流基準値と界磁電流値とがゲイン算出用演算器６２Ａ（６２Ｂ）へ入力し、これらの偏差に応じて制御ゲインの算出が行われて過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）へ出力される。過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）では入力される制御ゲインの値に応じて過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）の過励磁制限信号が連続的に変化される。そして、過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）へ付加出力される。
【０１４３】
このように同期機１の界磁電流が上昇し、過励磁状態となり、過励磁制限線に達した場合は、過励磁制限制御が開始され、過励磁制限引き戻し値まで制御ゲインが連続的に変更しつつ、界磁電流を抑制するよう、制御装置に励磁弱め信号が付加出力される。本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【０１４４】
なお、第１３実施の形態の他の変形例として、過励磁制限装置とゲイン算出用関数発生器と設定器を多並列とし、各々の出力を加算して自動電圧調整装置に励磁弱め信号として同様の作用効果を得ることができる。
【０１４５】
図２８は、本発明の第１４実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【０１４６】
図２８において、従来技術を示す図３４と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【０１４７】
第１４実施の形態は、図３４の過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）の代わりに、電力変換器２５Ａ（２５Ｂ）と第一段関数発生器２９Ａ（２９Ｂ）とゲイン算出用関数発生器６０Ａ（６０Ｂ）と電力検出用過励磁制限装置６３Ａ（６３Ｂ）を設けた点に特徴を有している。
【０１４８】
以上の構成で、ヒューズ１１Ａ（１１Ｂ）と計器用変圧器１２Ａ（１２Ｂ）にて検出された同期機１の出力電圧と、計器用変流器２４Ａ（２４Ｂ）にて検出された同期機１の出力電流が電力変換器２５Ａ（２５Ｂ）に入力され、有効電力と無効電力が算出される。そして、有効電力が第一段関数発生器２９Ａ（２９Ｂ）へ入力され、係数との関数演算により、無効電力の制限値が算出される。
【０１４９】
ここで、無効電力の制限値は第４実施の形態で説明したと同様に図１１の電力検出過励磁制限線１１１，１１２，１１３のいずれかにて表現される。（例：Ｑ／et2＝ａ＋ｂＰ／et2（Ｑ：無効電力の目標値、Ｐ：有効電力、ａ・ｂ：係数、et：発電機端子電圧））
【０１５０】
次に、算出された無効電力と制限値とが電力検出用過励磁制限装置６３Ａ（６３Ｂ）へ出力される。また、ゲイン算出用関数発生器６０Ａ（６０Ｂ）では、無効電力に応じた制御ゲインが算出され電力検出用過励磁制限装置６３Ａ（６３Ｂ）へ出力される。
【０１５１】
そして、過励磁状態での制限制御が開始されるタイミングによって、無効電力に応じた制御ゲインが算出されてゲイン算出用関数発生器６０Ａ（６０Ｂ）の値に応じて電力検出用過励磁制限装置６３Ａ（６３Ｂ）の過励磁制限信号が連続的に増減され、過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）へ付加出力される。
【０１５２】
このように同期機１の無効電力が上昇し、過励磁状態となり、過励磁制限線に達した場合は、過励磁制限制御が開始され、過励磁制限引き戻し値まで制御ゲインを連続的に変化しつつ、無効電力を抑制するように、制御装置に励磁弱め信号が付加出力される。本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【０１５３】
なお、第１４実施の形態の他の第１の変形例として、電力検出用過励磁制限装置とゲイン算出用関数発生器と関数発生器を多並列とし、各々の出力を加算して自動電圧調整装置に励磁弱め信号として付加して本発明を実施することができる。また、第１４実施の形態の他の第２の変形例として、有効電力、無効電力を算出する電力変換器の代わりに、有効電流、無効電流を算出する電流変換器を用いても同様の作用効果を得ることができる。
【０１５４】
図２９は、本発明の第１５実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【０１５５】
図２９において、従来技術を示す図３４と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【０１５６】
第１５実施の形態は、図３４の過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）の代わりに、電力変換器２５Ａ（２５Ｂ）と第一段関数発生器２９Ａ（２９Ｂ）と設定器６１Ａ（６１Ｂ）とゲイン算出用演算器６２Ａ（６２Ｂ）と電力検出用過励磁制限器６３Ａ（６３Ｂ）を設けた点に特徴を有している。
【０１５７】
以上の構成で、第１４実施の形態とほぼ同様に、過励磁状態での制限制御が開始されるタイミングで、設定器６１Ａ（６１Ｂ）に予め設定してある無効電力基準値と無効電力値とがゲイン算出用演算器６２Ａ（６２Ｂ）へ入力され、これらの偏差に応じて制御ゲインの算出が行われ、この出力に応じて電力検出過励磁制限装置６３Ａ（６３Ｂ）の過励磁制限信号が連続的に変化され、そして、過励磁制限信号が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）へ付加出力される。
【０１５８】
このように同期機１の無効電力が上昇し、過励磁状態となり、過励磁制限線に達した場合、過励磁制限制御が開始され、過励磁制限引き戻し値まで制御ゲインを連続的に変化しつつ、無効電力を抑制するように、制御装置に励磁弱め信号が付加される。本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【０１５９】
なお、第１５実施の形態の他の第１の変形例として、電力検出用過励磁制限装置とゲイン算出用関数発生器と関数発生器と設定器を多並列とし、各々の出力を加算して自動電圧調整装置に励磁弱め信号として付加しても同様の作用効果を得ることができる。また、第１５実施の形態を他の第２の変形例として、有効電力、無効電力を算出する電力変換器の代わりに、有効電流、無効電流を算出する電流変換器を用いても同様の作用効果を得ることができる。
【０１６０】
図３０は、第１６実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【０１６１】
図３０において、従来技術を示す図３４と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【０１６２】
第１６実施の形態は、図３４において、過励磁制限制御状態情報伝達装置５２Ａ（５２Ｂ）を設けた点に特徴を有している。
【０１６３】
以上の構成で、過励磁制限制御状態情報伝達手段５２Ａ（５２Ｂ）によって、各々他系の励磁制御状態が過励磁制限装置１４Ａ（１４Ｂ）へ伝達することができ、自系が同期機１の過励磁状態を検出し、過励磁制限制御を行ったにもかかわらず過励磁状態が継続し続け、待機系に制御が切替った場合でも、直ちに待機系において引き続き過励磁制限制御が行われる。本例によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【０１６４】
なお、第１６実施の形態の他の変形例として、図３１に示すように過励磁制限装置に界磁電流ではなく、界磁電圧を入力するようにしても同様の作用効果を得ることができる。
【０１６５】
図３２は、本発明の第１７実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【０１６６】
図３２において、第１６実施の形態を示す図３０と同一符号は同一部分又は相当部分を示し、既に説明した部分は説明を省略する。
【０１６７】
第１７実施の形態は、図３０において、過励磁制限制御状態情報伝達手段５２Ａ（５２Ｂ）の代わりに励磁状態判定情報伝達手段６４Ａ（６４Ｂ）と励磁情報監視手段６５Ａ（６５Ｂ）を設けた点に特徴を有している。
【０１６８】
以上の構成で、励磁状態判定情報伝達手段６４Ａ（６４Ｂ）により、各々自系の位相信号の状態と界磁電流値とを入力し、それらの相関関係を監視し、その状態情報が各々他系の励磁情報監視装置６５Ｂ（６５Ａ）へ伝達される。
【０１６９】
ここで、自系の位相信号の状態と界磁電流値の相関関係が異常となり、一定時間継続した場合、自系による励磁制御が困難であることを他系の励磁情報監視手段６５Ｂ（６５Ａ）が判断し、他系から自系に対して系切替え指令が制御装置１０Ａ（１０Ｂ）へ渡される。これによって、自系から他系に自動電圧調整装置の制御が切替えられる。
【０１７０】
このように、他系に制御が切替った場合でも、直ちに他系において引き続き過励磁制限制御が行われる。本実施の形態によれば、自動電圧調整装置の有する過励磁制限制御を最大限に活かし、発電機過励磁を主要因としたプラントトリップを防ぎ、プラントの運用効率を向上させることができる。
【０１７１】
なお、第１７実施の形態の他の変形例として、図３３に示すように過励磁制限装置に界磁電流ではなく、界磁電圧を入力するようにしても同様の作用効果を得ることができる。
【０１７２】
【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、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が複数段階的に順次定める過励磁制限線以上となった場合、各個別過励磁制限信号を加算して出力するので、過励磁状態に応じて最適な過励磁制御が迅速、かつ、確実に行え、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【０１７３】
また、請求項２の発明によれば、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号が複数段階的に順次定める過励磁制限線以上となった場合、過励磁制限線以上となった最も過励磁状態の過励磁制限線に対応する過励磁制限信号を選択出力するので、過励磁状態に応じて最適な過励磁制御が迅速、かつ、確実に行え、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度な制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【０１７４】
また、請求項３の発明によれば、同期機の無効電力信号が複数段階的に順次算出され定める過励磁制限線以上となった場合、過励磁制限線以上となった各個別過励磁制限信号を加算して過励磁制限信号とするので、過励磁状態に応じて最適な過励磁制御が迅速、かつ、確実に行え、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【０１７５】
また、請求項４の発明によれば、同期機の無効電力が複数段階的に順次算出され定める過励磁制限線以上となった場合、過励磁制限線以上となった最も過励磁状態の過励磁制限線に対応する過励磁制限信号を出力するので、過励磁状態に応じて最適な過励磁制御が迅速、かつ、確実に行え、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【０１７６】
また、請求項５の発明によれば、位相調整手段のサイリスタの点弧位相角が過励磁制御信号に応じてシフトするので、過励磁状態に応じた迅速、かつ、確実な制御を行うことができる。
【０１７７】
また、請求項６の発明によれば、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号がサイリスタ整流器の耐量に応じて運転領域内で最大運転可能とするように定める複数の過励磁制限線に達した場合に、該当する各過励磁制限信号の内で、最も低い過励磁制限線の出力する過励磁制限信号を選択出力されるので、過励磁状態に応じて最適な過励磁制御が迅速、かつ、確実に行え、サイリスタ整流器の耐量領域近傍を有効に活用した運転ができる。
【０１７８】
また、請求項７の発明によれば、同期機の界磁電流信号が界磁電流に対して一以上定める第一過励磁制限線以上の場合の第一個別過励磁制限信号と同期機の界磁電圧信号が界磁電圧に対して一以上定める第二過励磁制限線以上の場合の第二個別過励磁制限信号とを加算して過励磁制限信号とするので、過励磁状態に応じて過励磁制御が迅速、かつ、確実に行え、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【０１７９】
また、請求項８の発明によれば、同期機の界磁電流信号が界磁電流に対して一以上定める過励磁制限線以上の場合の第一個別過励磁制限信号と同期機の無効電力信号が無効電力に対して算出して一以上定める過励磁制限線以上の第二個別過励磁制限信号とを加算して過励磁制限信号とするので、過励磁状態に応じて過励磁制御が迅速、かつ、確実に行え、従来のように一律に定める過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【０１８０】
また、請求項９の発明によれば、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号の変化率に応じて各過励磁制限信号のいずれかを選択して過励磁制限信号とするので、過励磁状態に応じて過励磁制御が迅速、かつ、確実に行え、従来のように一律な過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【０１８１】
また、請求項１０の発明によれば、同期機の無効電力信号の変化率に応じて各過励磁制限信号のいずれかを選択して過励磁制限信号を出力するので、過励磁状態に応じて過励磁制御が迅速、かつ、確実に行え、従来のように一律な過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【０１８２】
また、請求項１１の発明によれば、同期機の界磁電流信号あるいは界磁電圧信号に応じて算出された制御ゲインによって各個別過励磁信号を加算した信号を過励磁制限信号として出力するので、過励磁状態に応じて過励磁制御が迅速、かつ、確実に行え、従来のように一律な過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【０１８３】
また、請求項１２の発明によれば、外部から界磁電流設定信号あるいは界磁電圧設定信号が任意に設定されて、これに基づく偏差信号によって制御ゲインが算出されるので、運転状況に応じた適切な過励磁制御をすることができる。
【０１８４】
また、請求項１３の発明によれば、同期機の無効電力信号に応じて算出された制御ゲインによって各個別過励磁信号を加算した信号を過励磁制限信号として出力するので、過励磁状態に応じて過励磁制御が迅速、かつ、確実に行え、従来のように一律な過励磁制御信号による引き戻しの遅れ制御や過度の制御を阻止し、プラントのトリップを回避することができる。
【０１８５】
また、請求項１４の発明によれば、外部から無効電力設定信号が任意に設定されて、これに基づく偏差信号によって制御ゲインが算出されるので、運転状況に応じた適切な過励磁制御をすることができる。
【０１８６】
また、請求項１５の発明によれば、常用系の自動電圧調整装置から待機系の自動電圧調整装置へ常用系の過励磁制限信号を含む過励磁状態情報を伝達するので、自系が待機系から常用系へ切替えられた場合、常用系であった他系の過励磁状態情報に基づいて過励磁制御が行え、従来のように常用系から待機系へ切替えに伴う過励磁を主要因とするプラントトリップを回避してプラントの運用効率を向上させることができる。
【０１８７】
また、請求項１６の発明によれば、励磁状態監視手段によって常用系の位相信号の状態と界磁電流信号あるいは界磁電圧信号との相関関係が所定の条件の場合に常用系に切替えるようにするので、待機系から常用系へ自動的に円滑に切替ができ、従来のように常用系から待機系へ切替えに伴う過励磁を主要因とするプラントのトリップを回避してプラントの運用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に用いる過励磁制限線図である。
【図３】図１の第１実施の形態の変形例を示す励磁制御装置の構成図である。
【図４】本発明の第２実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図５】図４の第２実施の形態の変形例を示す励磁制御装置の構成図である。
【図６】本発明の第３実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図７】図６の第３実施の形態の変形例を示す励磁制御装置の構成図である。
【図８】図６の第３実施の形態の変形例を示す励磁制御装置の構成図である。
【図９】図６の第３実施の形態の変形例を示す励磁制御装置の構成図である。
【図１０】本発明の第４実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図１１】本発明の第４実施の形態を示す運転能力曲線図である。
【図１２】本発明の第５実施の形態の励磁制御装置の構成図である。
【図１３】本発明の第６実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図１４】本発明の第６実施の形態の変形例を示す励磁制御装置の構成図である。
【図１５】本発明の第７実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図１６】本発明の第７実施の形態に用いる過励磁制限線図である。
【図１７】図１５の第７実施の形態の変形例を示す励磁制御装置の構成図である。
【図１８】本発明の第８実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図１９】本発明の第８実施の形態で用いる過励磁制限線図である。
【図２０】本発明の第９実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図２１】本発明の第１０実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図２２】本発明の第１０実施の形態で用いる変化率検出線図である。
【図２３】本発明の第１０実施の形態で用いる過励磁制限線図である。
【図２４】図２１の第１０実施の形態の変形例を示す励磁制御装置の構成図である。
【図２５】本発明の第１１実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図２６】本発明の第１２実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図２７】本発明の第１３実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図２８】本発明の第１４実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図２９】本発明の第１５実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図３０】本発明の第１６実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図３１】図３０の第１６実施の形態の変形例を示す励磁制御装置の構成図である。
【図３２】本発明の第１７実施の形態を示す励磁制御装置の構成図である。
【図３３】図３２の第１７実施の形態の変形例を示す励磁制御装置の構成図である。
【図３４】従来技術を示す励磁制御装置の構成図である。
【図３５】従来技術の過励磁制限線図である。
【符号の説明】
１  同期機
２  界磁巻線
３  主変圧器
４  系統並列用遮断器
５  電力系統
６  サイリスタ整流器
７  界磁遮断器
８  励磁電源変圧器
９Ａ  甲系自動電圧調整装置
９Ｂ  乙系自動電圧調整装置
１０Ａ（１０Ｂ）  制御装置
１１Ａ（１１Ｂ）  ヒューズ
１２Ａ（１２Ｂ）  計器用変圧器
１３Ａ（１３Ｂ）  電圧設定器
１４Ａ（１４Ｂ）  過励磁制限装置
１５Ａ（１５Ｂ）  計器用変流器
１６Ａ（１６Ｂ）  第一段過励磁制限装置
１７Ａ（１７Ｂ）  第二段過励磁制限装置
１８Ａ（１８Ｂ）  第三段過励磁制限装置
１９Ａ（１９Ｂ）  制御信号演算器
２０Ａ（２０Ｂ）    過励磁制限制御検出器
２１Ａ（２１Ｂ）  過励磁制限制御信号選択器
２２Ａ（２２Ｂ）  位相調整回路
２４Ａ（２４Ｂ）  計器用変流器
２５Ａ（２５Ｂ）  電力変換器
２７Ａ（２７Ｂ）  電力信号演算器
２９Ａ（２９Ｂ）  第一段関数発生器
３０Ａ（３０Ｂ）  第二段関数発生器
３１Ａ（３１Ｂ）  第三段関数発生器
３２Ａ（３２Ｂ）  第一段電力検出過励磁制限器
３３Ａ（３３Ｂ）  第二段電力検出過励磁制限器
３４Ａ（３４Ｂ）  第三段電力検出過励磁制限器
３５Ａ（３５Ｂ）  電力検出過励磁制限制御検出器
３６Ａ（３６Ｂ）  電力検出過励磁制限制御信号選択器
３８Ａ（３８Ｂ，３９Ａ，３９Ｂ）  過励磁制限装置
４０Ａ（４０Ｂ）  低値選択回路
４１Ａ（４１Ｂ）  界磁電圧検出器
４３Ａ（４３Ｂ）  電圧検出過励磁制限装置
４４Ａ（４４Ｂ）  時刻設定器
４５Ａ（４５Ｂ）  制御入力変化率検出器
４６Ａ（４６Ｂ）  変化率判定器
５０Ａ（５０Ｂ）  変化率検出過励磁制限制御信号選択器
５２Ａ（５２Ｂ）  過励磁制限制御状態情報伝達手段
６０Ａ（６０Ｂ）  ゲイン算出用関数発生器
６１Ａ（６１Ｂ）  設定器
６２Ａ（６２Ｂ）  ゲイン算出用演算器
６３Ａ（６３Ｂ）  電力検出用過励磁制限装置
６４Ａ（６４Ｂ）  励磁状態判定情報伝達手段
６５Ａ（６５Ｂ）  励磁状態監視手段
１００  過励磁制限引き戻し値
１０１  過励磁制限検出開始設定値
１０２  過励磁制限線
１０３  待機系切替制限線
１０４  第一段過励磁制限線
１０５  第二段過励磁制限線
１０６  第三段過励磁制限線
１０８  発電機鉄心端部加熱限界曲線
１０９  発電機定格一定曲線
１１０  発電機過励磁限界曲線
１１１  第一段の電力検出過励磁制限線
１１２  第二段の電力検出過励磁制限線
１１３  第三段の電力検出過励磁制限線
１１４  過励磁制限線
１１５  過励磁制限線
１１６  過励磁制限電圧引き戻し値
１１７  過励磁制限検出開始電圧設定値
１１８  電圧検出過励磁制限線
１１９  電圧検出待機系切替制限線
１２０  変化率検出過励磁制限線
１２１  変化率検出過励磁制限線
１２２  変化率検出過励磁制限線
【図１】
0004154090.tif 000002
【図２】
0004154090.tif 000003
【図３】
0004154090.tif 000004
【図４】
0004154090.tif 000005
【図５】
0004154090.tif 000006
【図６】
0004154090.tif 000007
【図７】
0004154090.tif 000008
【図８】
0004154090.tif 000009
【図９】
0004154090.tif 000010
【図１０】
0004154090.tif 000011
【図１１】
0004154090.tif 000012
【図１２】
0004154090.tif 000013
【図１３】
0004154090.tif 000014
【図１４】
0004154090.tif 000015
【図１５】
0004154090.tif 000016
【図１６】
0004154090.tif 000017
【図１７】
0004154090.tif 000018
【図１８】
0004154090.tif 000019
【図１９】
0004154090.tif 000020
【図２０】
0004154090.tif 000021
【図２１】
0004154090.tif 000022
【図２２】
0004154090.tif 000023
【図２３】
0004154090.tif 000024
【図２４】
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【図２５】
0004154090.tif 000026
【図２６】
0004154090.tif 000027
【図２７】
0004154090.tif 000028
【図２８】
0004154090.tif 000029
【図２９】
0004154090.tif 000030
【図３０】
0004154090.tif 000031
【図３１】
0004154090.tif 000032
【図３２】
0004154090.tif 000033
【図３３】
0004154090.tif 000034
【図３４】
0004154090.tif 000035
【図３５】
0004154090.tif 000036