JPH02201003A - 電気‐油圧式ガバナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は蒸気タービンに適用される電気−油圧式ガバナ
装置の速度制御に関するものである。

従来の技術 第３図に従来の電気−油圧式ガバナ装置の系統図を示す
。ボイラよりの蒸気は、主蒸気止め弁４及び蒸気加減弁
５を通りで蒸気タービンＩに導びかれ、蒸気タービンｌ
及び発電機２を駆動して復水器３へ導かれ、ここで冷却
されて復水となる。

蒸気タービンｌ及び発電機２の速度制御や発電機出力の
制御は、蒸気加減弁５の開度を調整して蒸気タービン１
への蒸気流量を制御することにより行なわれる。

電気−油圧式ガバナ装置の作動原理を説明すると次の通
りとなる。まず、速度検出手段として蒸気タービンｌの
ロータに設けられたスロットディスク７　（第３図に示
したように円板に適当な数の溝を設けたもの）のそばに
速度ピックアップ８が設けられ、蒸気タービン１−発電
機２の速度（回転数）を検出する。検出された速度信号
９は電気−油圧ガバナ装置の演算部へ入力される。入力
された速度信号９は速度設定器１０よりの設定信号と比
較され、その速度偏差信号１１は速度演算器１２に入り
、速度偏差に比例した速度演算設定値信号が演算される
。この速度演算設定値信号のみでは蒸気加減弁アクチュ
エータ６を動作させるには出力が足りないため、信号増
幅器１３により制御信号を増幅し、開度指令信号１４に
変換して蒸気加減弁アクチュエータ６に与えられる。開
度指令信号１４は電磁式サーボ弁とか適当な電気−油圧
変換器により油圧信号の形に変換され、油圧式の蒸気加
減弁アクチュエータ６を作動させて蒸気加減弁５の弁開
度を調整する。この蒸気加減弁５の弁開度の調整により
、前述のように蒸気タービンｌ−発電機２の速度又は発
電機出力が制御される。

又、発電機２が電力系統に接続されている場合（いわゆ
る並列運転状態）では、蒸気タービンｌ−発電機２の速
度は電力系統の周波数（６０Ｈｚ又は５０Ｈｚ）によっ
て決まるため、速度設定器の設定値を電力系統の周波数
以上に設定することにより、強制的に速度偏差をもたせ
、開度指令信号１４を増加させる。開度指令信号１４の
増加により蒸気加減弁アクチュエータ６が作動し、蒸気
加減弁５の開度を増加させ、発電機出力を増加させる。

以上が通常の電気−油圧式ガバナ装置の作動原理である
。この制御方法はいわゆる比例制御と呼ばれるもので、
ゲインは速度演算器１２で設定される。速度演算器１２
の速度演算設定値（以降ゲインと呼ぶ）は整定速度調定
率の逆数である。通常整定速度調定率（以降調定率と呼
ぶ）の定義は次の通り。

ｎ　：定格出力から負荷しゃ断したときの無負荷状態で
の整定速度（ｒｐｍ） ｎ　：定格速度（ｒｐｉ） 通常調定率は３〜５％の範囲である。調定率の意味を別
の言い方をすれば、例えば調定率が４％の場合、速度設
定値より実際の速度が４％低＼ければ蒸気加減弁５を全
開にするよう制御信号が出される。この調定率は、蒸気
タービンの蒸気条件（タービン入口蒸気圧力、温度およ
び排気圧力）が定格状態で定められるものです。このた
め蒸気条件が定格と異なる条件下でタービンの運転（特
に速度制御運転）を行う場合、次のような問題が出る。

例えば蒸気条件が定格状態より高い場合、蒸気タービン
ｌ内での単位蒸気量の行う仕事量が大きくなるため、定
格状態で設定したゲイン（調定率の逆数）では実際には
高くなり過ぎ、速度制御運転が不安定（いわゆるハンチ
ング）になる。次に、蒸気条件が定格状態より低い場合
は、実際のゲインは低くなり過ぎ、速度制御の応答性が
悪くなる。

発明が解決しようとする課題 上記のように、従来の電気−油圧式ガバナ装置ではゲイ
ン（速度演算設定値）が定格蒸気条件下で設定されてい
るため、発電プラントの起動時のような蒸気条件が低い
場合とか、別のボイラ等よりの異なる蒸気条件下で運転
する場合には、速度制御のゲインが実際の蒸気条件と整
合せずに、速度制御運転の不安定とか応答遅れを引き起
こす。

本発明は上記事情にかんがみてなされたもので、蒸気タ
ービンの蒸気条件を検出し、その蒸気条件に合わせてゲ
インを微調整することで、定格蒸気条件下と同じ安定し
た速度制御運転を行える電気−油圧式ガバナ装置を提供
することを目的とする。

課題を解決するための手段 本発明によれば、蒸気タービンの速度を検出す度演算設
定値を油圧式蒸気加減弁の開度指令に変換する手段とを
備えた電気−油圧式ガバナ装置において、蒸気タービン
入口部の蒸気加減弁より上流側の主蒸気管にそれぞれ設
けられた蒸気温度検出器及び蒸気圧力検出器と、蒸気タ
ービン出口部に設けられた排気蒸気圧力検出器と、これ
ら蒸気温度検出器、蒸気圧力検出器及び排気蒸気圧力検
出器の各検出値に対する補正係数をそれぞれ演算する関
数発生器と、各補正係数によって前記速度演算設定値を
補正する補正器とをさらに備えたことを特徴とする、電
気−油圧式ガバナ装置が提供される。

作用 本発明による電気−油圧式ガバナ装置では、まず蒸気条
件（タービン入口蒸気圧力、温度及び排気圧力）を検出
し、定格状態との蒸気エネルギー比を求め、そのエネル
ギー比によりゲイン設定値を自動的に補正するのである
。つまり、タービン入口蒸気圧力、温度および排気圧力
を計測し、それぞれの計測値に対する補正係数を求める
。例えばタービン入口蒸気圧力が定格値より高い場合は
、ゲインを小さくするような補正係数となる。このよう
にして求めた３つの補正係数をそれぞれ乗算実施例 第１図は本発明による電気−油圧式ガバナ装置の一実施
例を示すもので、特にタービン型式が非再熱式単純復水
タービンに適用した例を示す。もちろん、本発明による
装置は他のいかなる型式の蒸気タービン、たとえば再熱
式復水タービン、油気背圧タービンなどにおいても、同
様に適用することができる。

第１図において、蒸気タービン１、発電機２、復水器３
、主蒸気止め弁４、蒸気加減弁５及び蒸気加減弁アクチ
ュエータ６から成る蒸気タービン系統に接続されている
速度ピックアップ８、速度（負荷）設定器１０１速度演
算器１２及び信号増幅器１３は第２図に示した従来の電
気−油圧式ガバナ装置を成している。本発明による装置
はこれに、タービン人口蒸気圧力、温度及び排気圧力の
検出器、すなわち蒸気タービン入口部の蒸気加減弁５よ
り上流側の蒸気圧力及び温度を検出して蒸気タービン入
口蒸気圧力信号Ｉ８及び蒸気タービン入口蒸気温度信号
を発信する蒸気タービン入口蒸気圧カドランスミッタ１
５及び蒸気タービン入口蒸気温度トランスミッタ１６及
び蒸気タービン出口部の排気蒸気圧力を検出して排気圧
力信号２０を発信する排気圧カドランスミブタ１７と、
それらの検出信号をそれぞれ受けて検出値に対する補正
係数を演算する蒸気タービン入口蒸気圧力補正用関数発
生器２１、蒸気タービン人口蒸気温度補正用関数発生器
２２及び排気圧力補正用関数発生器２３と、それらの補
正信号ｒ、、　ｒ、及び「、を乗算する乗算器２４及び
２５と、低値選択器２６と、高値選択器２７と、補正器
２８と、切替スイッチ２９とを追加している。

従来の電気−油圧式ガバナの作動原理は前述したのでこ
こでは割愛し、本発明で追加されたものの機能を説明す
る。

まず、蒸気タービン入口蒸気圧力、排気圧力を蒸気ター
ビン入口蒸気圧カドランスミッタ１５及び排気圧カドラ
ンスミッタ１７で計測する。又、タービン入口蒸気温度
を熱電対などの蒸気タービン人口蒸気温度トランスミッ
タ１６で計測する。それらの計測された蒸気圧力信号１
８．２０及び蒸気温度信号１９は各々の補正係数演算用
の関数発生器２１．２３及び２２に送られる。

亭 関数発生５２１．２３．２２内には各計測信号値対する
ゲイン補正係数が予め組み込まれている。このため、タ
ービン入口蒸気圧力、温度及び排気圧力用の関数発生器
２１．２２．２３は計測値に応じたそれぞれの補正係数
を表す補正信号ｆ、、　ｆ、、　ｆｆｆが算出され、そ
れらは乗算器２４．２５にて乗算されて総合補正係数（
ｒ＋ＸｆｚＸｆｓ）を表す総合補正信号となる。

その総合補正信号は、速度演算器１２の下流側（」二流
側でもよい）に設けられた補正器２８に入力され、速度
演算器１２にて演算されたゲイン（速度演算設定値）を
補正する。補正された速度演算設定値は信号増幅器１３
にて増幅され、蒸気加減弁５の開度指令信号１４となる
。

ここで、たとえば運転蒸気条件が定格状態よりも高い場
合（蒸気タービン入口圧力、温度が高く、排気圧力が低
い場合など）、総合補正信号は定格時の総合補正係数１
．０よりも小さい値を有するようになり、ゲインは減ら
されて、蒸気加減弁５への開度指令信号１４は減衰され
る。これにより、速度制御の不安定性（ハンチング）は
抑えられ、安定した運転が可能となる。

逆に、蒸気条件が定格状態よりも低い場合、総合補正信
号は１．０（定格時の補正係数）よりも太きな総合補正
係数を有し、ゲインは増加されて、蒸気加減弁５への開
度指令信号１４は増幅される。これにより速度制御の応
答性は改善される。

なお、実際の連用面では、補正係数の最大、最小値を抑
えた方が良いため、補正器２８の総合補正信号用入力の
ｎ１ｌＪに低値選択器２６及び高値選択器２７を設けて
、最大補正係数と最小補正係数との範囲内で運用するよ
うに構成することができる。又、この補正動作が必要な
い時のために、切替スイツチ２９によって補正器２８を
バイパスさせることかできる。

発明の効果 本発明により、運転時の蒸気条件に合わせてタービン速
度制御の比例ゲイン（調定率の逆数とする速度演算設定
値）が自動的に補正されるため、タービンプラントの起
動時等の蒸気条件が定格状態よりも低い場合とか、別の
ボイラ等からの異なる蒸気（つまり蒸気条件が定格状態
と異なる）の場合でも応答性があり、十分安定した速度
制御運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電気−油圧式ガバナ装置の適用例
を示した系統図、第２図は従来の電気油圧式ガバナ装置
を例示した系統図、第３図は速度信号を検出する手段を
例示した図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸気タービンの速度を検出する手段、検出した速度とそ
   の設定値との偏差から速度演算設定値を演算する速度演
   算器、及び前記速度演算設定値を油圧式蒸気加減弁の開
   度指令に変換する手段とを備えた電気−油圧式ガバナ装
   置において、蒸気タービン入口部の蒸気加減弁より上流
   側の主蒸気管にそれぞれ設けられた蒸気温度検出器及び
   蒸気圧力検出器と、蒸気タービン出口部に設けられた排
   気蒸気圧力検出器と、これら蒸気温度検出器、蒸気圧力
   検出器及び排気蒸気圧力検出器の各検出値に対する補正
   係数をそれぞれ演算する関数発生器と、各補正係数によ
   って前記速度演算設定値を補正する補正器とをさらに備
   えたことを特徴とする、電気−油圧式ガバナ装置。