JPH04159401A

JPH04159401A - タービン制御装置

Info

Publication number: JPH04159401A
Application number: JP28183190A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Takahashi; 高橋　立夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1990-10-22
Publication date: 1992-06-02
Anticipated expiration: 2014-10-18
Also published as: JP2965658B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は蒸気タービンを有する発電プラントのタービン
制御方法に関するものである。

（従来の技術）一般に、蒸気タービンの制御方法は、蒸気タービンに流
入する蒸気量を蒸気加減弁（以下ＣＶと略称する）の関
度を調整して行われる。

第７図は従来のタービン制御装置の構成図である。通常
運転中において、運転員がタービン制御のために設定す
る設定器としては、負荷制限設定器１とガバナ設定器２
とがある。

ガバナ設定器２には、タービンの出力基準値が設定され
、タービンの回転数が一定となるような運転が行われる
。すなわち、基準速度設定器９で設定した基準速度設定
値Ｓ１と実際のタービン速度Ｓ２とを加算器１０で加算
して速度偏差信号Ｓ３を得る。

この速度偏差信号Ｓ、は速度制御係数器１１に入力され
、速度偏差に対するＣＶ開度の開／閉割合を設定して速
度制御信号Ｓ、を出力する。そして、ガバナ設定器２に
設定されたガバナ設定値Ｐ２と速度制御信号Ｓ、とを加
算器３で加算して調速制御信号Ｐ３を得る。

この調速制御信号Ｐ３と負荷制限設定器１に設定された
負荷制限設定値Ｐ工とは、低値選択器４に人力され、両
者のうちの低い方の信号が選択される。

この選択信号Ｐ６がＣｖ開度をｙｉｓするためのＣｖ開
度指令信号となる。

したがって、ガバナ設定器２に設定された出力基準値（
負荷基準値）による負荷運転は、負荷制限設定値Ｐ工を
調速制御信号Ｐ３よりも高い値に設定することにより行
われる。一方、負荷制限設定器１に設定された負荷制限
運転では、調速制御信号Ｐ。

を負荷制限設定値Ｐｉよりも高くなるようにガバナ設定
値Ｐ２を設定して行われる。

以上の如く、ガバナ設定器２による負荷運転ではタービ
ン出力をガバナ設定値Ｐ２の値に一定にしつつ、タービ
ンの速度をも一定にしようとする制御を行うが、負荷制
限値設定器１による負荷制限運転では、タービン速度の
一定制御を行わず、タービン出力の一定運転となる。し
たがって、蒸気流量の一定制御となる。

タービン出カ一定運転においては、ガバナ設定値Ｐ２を
負荷制限設定値Ｐ１よりも高くなるように設定するが、
あまり高い値に設定しておくと、負荷遮断のように発電
機が電力系統から切離されたような大きな負荷喪失で、
タービン速度が大きく上昇したときにＣｖ閉制御が遅れ
て過速度量が大きくなってしまう。このため、一般には
ガバナ設定値Ｐ２を負荷制限設定値Ｐ１よりもわずかに
高い値になるようにし、負荷制限設定値Ｐ工の変化に対
して自動的に追従するようにしている。

この自動追従は、負荷制限設定値Ｐ工とガバナ設定値Ｐ
２とを加算器５に入力して実追従幅信号Ｐ、を出力する
。

そして、追従幅設定器６で設定した追従幅設定値Ｐｓと
実追従幅値Ｐ４とを加算器７で偏差をとって信号制限器
８に入力し、その出力Ｐ７を積分機能を有するガバナ設
定器２に入力する。なお、この信号制限器８はガバナ設
定器２の積分速度の変化率を制限するものである。

第８図にこの自動追従の動作を示す。時刻ｔ。から時刻
ｔ４までは負荷制限設定１！Ｐ、の変化に伴ってガバナ
設定値Ｐ２が追従幅設定値Ｐ５の幅を持って自動追従し
ていることを示しており、このときはタービン速度Ｓ２
が基準値一定であるので、調速制御信号Ｐ３はガバナ設
定値Ｐ２に等しくなっている。また、ＣＶ開度指令信号
Ｐ、は負荷制限設定値Ｐ工と調速制御信号Ｐ、の低値選
択であるので、時刻ｔ０から時刻ｔ４間では、負荷制限
設定値Ｐ１の値が出力されている。そして、いま時刻ｔ
５でタービン速度Ｓ２が急増したとすると、速度制御信
号Ｓ、が急減して、調速制御信号Ｐ３が負荷制限設定値
Ｐ工よりも小さな値となってＣｖ開度指令信号Ｐ８が急
減し、Ｃｖ開度の絞り込みが行われる。またこの状態で
時！！ｉ’Ｊｊｉから時刻ｔ７間で負荷制限設定値Ｐ１
が変化すると、ガバナ設定値Ｐ２も自動追従して変化す
るので、調速制御信号Ｐ、及びＣｖ開度指令信号Ｐ、も
同様に変化する。

そして、時刻ｔ０でタービン速度Ｓ２が急激に基準値に
戻ると、調速制御信号Ｐ３がそのときのガバナ設定値Ｐ
２の値まで、急増する。

このため、Ｃｖ開度指令信号Ｐ６はそのときの負荷制限
設定値Ｐ工の値まで急増となってＣｖが急開する動きと
なる。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上述のようにタービン速度が急変したときに
はＣｖ開度が急変するので、Ｃｖへの蒸気量が急変する
。特に弁が急開する方向では弁及びタービン本件に熱疲
労を生じ寿命が消費するので、弁やタービン本体にとっ
ても好ましくない。

また、蒸気発生源側にとっても急激に蒸気の供給変動を
生ずることになるので、蒸気発生源側の制御が不安定に
なる問題がある。

本発明の目的は、タービン速度が急減し蒸気加減弁が、
！関するような場合に、その急開を防止し、許容される
変化幅および変化率によって蒸気加減弁を開制御するこ
とによってタービン及び弁の熱疲労を防止するとともに
蒸気発生器側の制御不安定を防止することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明のタービン制御方法は、蒸気タービンの出力基準
値を設定するガバナ設定器の出力値と。

蒸気タービンの出力上限値を設定する負荷制限器の出力
値とのうち小さい方を選択し、ここで選択した信号を蒸
気加減弁の操作信号として蒸気加減弁を駆動制御する場
合に、操作信号が蒸気加減弁開度の開方向操作信号であ
るときはその操作信号に予め定めたバイアス値を加算し
て所定の変化率制限を加えた制限操作信号とし、その操
作信号が蒸気加減弁開度の閉方向操作信号であるときは
その操作信号をそのまま制限操作信号とし、操作信号と
制限操作信号とのうち小さい方を選択してその選択した
信号に基づいて蒸気加減弁を駆動制御するものである。

（作用）これにより、ガバナ設定器の出力値と負荷制限器の出力
値とのうち小さい方として選択された操作信号が、蒸気
加減弁の開方向操作信号であるとは、その操作信号の変
化が制限され、その制限された制限操作信号が蒸気加減
弁の駆動制御信号として加えられる。これにより蒸気加
減弁はその変化率制限値よりも大きい変化率で動作する
ことはないので、蒸気加減弁開度が急増することはない
。

（実施例）第１図に本発明による一実施例を示す。なお。

第７図に示したものと同一のものは同一信号を付し、説
明は省略する。

図中の一点鎖線の枠内が本発明によるものである。

追従幅設定値Ｐｓと調速制御信号Ｐ２とは加算器１２で
加算され信号Ｐ９となる。この信号Ｐ、は信号変化率制
限器１３に入力される。

この信号変化率制限器１３は、信号の増加方向すなわち
Ｃｖ開方向の変化率のみを制限するもので、その設定は
Ｃｖ本体から要求される弁開度の変化率（開速度）、あ
るいは蒸気発生器側の制御から要求される蒸気流量の変
化率に対応した開速度に設定される。そして、設定され
た変化率よりも速い信号のみを制限し、設定された変化
率よりも遅い変化率の入力信号のときは、そのままその
入力信号を通すようにしている。また、信号減方向につ
いては、変化率の制限をせず、入力信号をそのまま通す
ように動作する。

信号変化率制限器１３の出力信号Ｐ工。、負荷制限設定
値Ｐ工および調速制御信号Ｐ３は、低値選択器１４に入
力され、これら３つの信号のうちもっとも低い信号を選
択して出力する。この出力信号Ｐ、がＣ■開度指令信号
としてＣＶ開度を調節する信号に使われる。

第２図に第１図に示した一実施例における、各部の信号
変化を示す。時刻ｔ、から時刻ｔ４間はタービン速度Ｓ
２が基準値一定である状態を示す。この間は、負荷制限
設定値Ｐ□の変化に追従してガバナ設定値Ｐ２と調速制
御信号Ｐ３とがバイアス値として追従幅設定値Ｐ、の設
定幅で追従している。

又、信号変化率制限器１３の出力信号Ｐ工。は調速制御
信号Ｐ３に追従幅設定値Ｐｓを加えた分だけ高い値で追
従している。そしてＣｖ開度指令信号Ｐ、は負荷制限設
定値Ｐ工がもっとも低い値になっているので、この信号
が出力されている。

次に、時刻ｔ、でタービン速度Ｓ２が急増すると、速度
制御信号Ｓ、が急減する。これにより調速制御信号Ｐ３
が急減して、ＣＶ開度指令信号Ｐ、はとして、調速制御
信号が出力されてＣｖが閉方向に制御される。

また、このときの信号変化率制限器１３の出力信号Ｐ、
。は調速制御信号Ｐ、よりも追従幅設定値ｐｓ（バイア
ス値）分だけ高い値で追従している。

そして、時刻ｔ８でタービン速度Ｓ２が基準値へ急激に
戻ったとすると、調速制御信号Ｐ３はガバナ設定値Ｐ２
の値へ急開する。

しかし、信号変化率制限器１３の出力信号ＰＬＯは制限
された変化率で増加方向へ変化する。この結果、ＣＶ開
度指令信号Ｐ、は時刻ｔ、のときに追従幅設定値Ｐ、の
値だけ急増するものの、その後は一定の変化率で変化す
る。

゛　そして、時刻ｔ、となり、それ以降では、信号変化
率制限器１３の出力信号Ｐｉ。が負荷制限設定値Ｐ□よ
りも高くなるので、Ｃｖ開度指令信号Ｐ８は負荷制限設
定値で一定となる。そして時刻ｔ工。以降では信号変化
率制限器１３の出力信号Ｐ１゜は調速制御信号Ｐ、より
も追従幅設定値２６分だけ高い値で一定となる。

以上述べたように、調速制御信号が急増しても、ＣＶ開
度指令信号は追従幅設定領分のバイアス値だけは急開す
るが、その後は一定の変化率で変化し。

Ｃｖの大きな急開を防止することができる。又、タービ
ン速度が増加中に負荷６エ限設定値を変化したときには
、ガバナ設定値も同じく変化して、Ｃν開度指令信号を
変化させることが可能であり、付加された信号変化率制
限器１３が負荷制限設定値の設定変更を阻害したりする
ことはない。

次に、第３図の他の実施例を示す。また第４図はその実
施例の動作説明図である。この実施例の場合も図中の一
点１４Ｉ／ＩＡ枠内が本発明によるものである。

すなわち、Ｃｖ開度指令信号Ｐ、と追従幅設定値Ｐ。

とを加算器１５で加算し、この出力Ｐ□、を信号変化率
制限器１３に入力して、増加方向の信号の変化率を制限
した出力信号Ｐ１□を得る。そして、低値選択器１６に
ＣＶ開度指令用信号Ｐ、と信号変化率ｆｆＩＪ限信号Ｐ
工２とを入力して、両者のうちの低い方の信号を選択し
た出力信号Ｐ□、をＣＶ開度指令信号として出力するも
のである。

第１図の実施例と異なるのは、定常時において、第１図
の場合は信号変化率制限器１３の出力信号が調速制御信
号Ｐ３よりも追従幅設定値２６分だけ亮い値に追従して
いたのに対して、この第３図の実施例の場合は、信号変
化率制限器１３の出力信号が調速制御信号Ｐ、と負荷制
限設定値Ｐ工のうちの低い方の信号よりも追従幅設定値
２５分だけ高い値に追従している点である。

以上のように、定常時の信号変化率制限の追従に差はあ
るが、これがＣｖ開度制御に影響するものではないし、
又、タービン速度が急変したときのＣＶ開度指令信号の
急開を防止する制御に差があるものではなく、全く同等
の機能を有している。

次に、第５図および第６図は、さらに別の他の実施例を
示すもので、第５図の実施例は第１図の実施例に対する
もので、この第５図の実施例では、追従＠設定＠Ｐ、の
加算を信号変化率制限器１３の出力側に設けたものであ
り、Ｃｖ開度指令信号の急開防止には全く同等の機能を
有している。

また第６図の実施例は第３図の実施例に対するもので、
追従幅設定値Ｐ５の加算を信号変化率制限器の出力側に
設けたものであり、Ｃｖ開度指令信号の急開防止には全
く同等の機能を有している。

ここで、以上述べたいずれの実施例においても、信号変
化率制限器１３の入力側又は出力側で加算するバイアス
値である追従幅設定信号を、ガバナ設定器２の自動追従
用の設定信号と共用することで表現しているが、この設
定は共用ではなく個別の設定であっても同等の機能を有
する。

また、いずれの実施例においても、ガバナ設定器の自動
追従用として説明したが、ガバナ設定値を負荷制限設定
値よりも低く設定してタービン運転を行うガバナ設定運
転状態におけるＣＶ開度の変化率制限についても同等の
機能を有する。

［発明の効果］以上述べたように、本発明によれば、Ｃ■開度が急開す
るような状況が発生した場合に、タービン本体側から許
容される変化率又は蒸気発生源の制御から許容される変
化率を越えない範囲で、Ｃｖ開度の変化率を制限するこ
とができるので、タービン及び弁の熱疲労の防止と蒸気
発生源側の制御を安定に保つことができる。

また、Ｃｖ開度の変化率制限はガバナ設定運転と負荷制
限設定運転のいずれの運転のモードでも有効であること
は言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御ブロック図、第２
図はその動作を示す動作説明図、第３図は本発明の他の
一実施例を示す制御ブロック図、第４図はその動作を示
す動作説明図、第５図はおよび第６図はさらに別の一実
施例を示す制御ブロック図、第７図は従来例の制御ブロ
ック図、第８図はその動作説明図である。１・・負荷制限設定器、２・・・ガバナ設定器、３，５
，７゜１０．１２．１５・・・加算器、４，１４．１６
・・低値選択器、６・・・追従幅設定器、８・・・信号
制限器、９・・・基準速度設定器、１１・・・速度制御
係数器、１３・・・信号変化率制限器。代理人　弁理士　　紋　１）　誠ｆ士唾第５図第６図第７図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

　蒸気タービンの出力基準値を設定するガバナ設定器の
出力値と、前記蒸気タービンの出力上限値を設定する負
荷制限器の出力値とのうち小さい方を選択し、ここで選
択した信号を蒸気加減弁の操作信号として前記蒸気加減
弁を駆動制御するタービン制御方法において、前記操作
信号が前記蒸気加減弁開度の開方向操作信号であるとき
は前記操作信号に予め定めたバイアス値を加算して所定
の変化率制限を加えた制限信号とし、前記操作信号が前
記蒸気加減弁開度の閉方向操作信号であるときは前記操
作信号をそのまま制限操作信号とし、前記操作信号と前
記制限操作信号とのうち小さい方を選択してその選択し
た信号に基づいて前記蒸気加減弁を駆動制御することを
特徴とするタービン制御方法。