JPH0429295B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0429295B2 JPH0429295B2 JP55018586A JP1858680A JPH0429295B2 JP H0429295 B2 JPH0429295 B2 JP H0429295B2 JP 55018586 A JP55018586 A JP 55018586A JP 1858680 A JP1858680 A JP 1858680A JP H0429295 B2 JPH0429295 B2 JP H0429295B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phase difference
- generator
- angular velocity
- difference angle
- generators
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 43
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 2
- PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N (1s,3r,4e,6e,8e,10e,12e,14e,16e,18s,19r,20r,21s,25r,27r,30r,31r,33s,35r,37s,38r)-3-[(2r,3s,4s,5s,6r)-4-amino-3,5-dihydroxy-6-methyloxan-2-yl]oxy-19,25,27,30,31,33,35,37-octahydroxy-18,20,21-trimethyl-23-oxo-22,39-dioxabicyclo[33.3.1]nonatriaconta-4,6,8,10 Chemical compound C1C=C2C[C@@H](OS(O)(=O)=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2.O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N 0.000 description 1
- 101100522114 Oryza sativa subsp. japonica PHT1-12 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は電力系統における脱調を、高速度に検
出して系統動揺を抑え得るようにした電力系統の
脱調進展防止装置に関する。
出して系統動揺を抑え得るようにした電力系統の
脱調進展防止装置に関する。
[従来の技術]
一般に、電力系統において3相短絡、1線地絡
等の事故が生じた場合には、系統に継がれている
各発電機が加速或いは減速されて動揺する。そし
て、その事故の程度によつて同期を保てずに脱調
してしまう発電機がある。これを早期に検出して
それを系統から切離す、いわゆる電力制限(以
下、単に電制と称する)を行なわない場合には系
統の動揺が継続し、他の発電機も脱調する現象
(以下、脱調進展現象と称する)が生じ、その結
果電力供給が著しく低下し、しいては大停電事故
に至つてしまう。したがつて、最初に脱調した発
電機を早期に検出して上述した電制を行なうこと
が必要である。
等の事故が生じた場合には、系統に継がれている
各発電機が加速或いは減速されて動揺する。そし
て、その事故の程度によつて同期を保てずに脱調
してしまう発電機がある。これを早期に検出して
それを系統から切離す、いわゆる電力制限(以
下、単に電制と称する)を行なわない場合には系
統の動揺が継続し、他の発電機も脱調する現象
(以下、脱調進展現象と称する)が生じ、その結
果電力供給が著しく低下し、しいては大停電事故
に至つてしまう。したがつて、最初に脱調した発
電機を早期に検出して上述した電制を行なうこと
が必要である。
一方、系統に脱調が生じたか否かの判定は、系
統における全発電機(発電所は等価発電機として
扱う)の事故後の数秒乃至数十秒間の動きをみて
行なう。そして、そのためには各発電機の運動方
程式を解かなければならないが、その方程式は非
線型微分方程式であるため、例えば系統に数十台
の発電機が連系されているような場合において
は、その脱調検出に大型の計算機を用いても数十
秒から数分もかかつてしまう。これは、現実の現
象よりもはるかに遅いので、オンライン運用には
適用できない。
統における全発電機(発電所は等価発電機として
扱う)の事故後の数秒乃至数十秒間の動きをみて
行なう。そして、そのためには各発電機の運動方
程式を解かなければならないが、その方程式は非
線型微分方程式であるため、例えば系統に数十台
の発電機が連系されているような場合において
は、その脱調検出に大型の計算機を用いても数十
秒から数分もかかつてしまう。これは、現実の現
象よりもはるかに遅いので、オンライン運用には
適用できない。
[発明が解決しようとする課題]
ところで、従来我国の主幹系統においては送電
線の両端(両端の先には変電所、開閉所或いは発
電所が連係されている)の電圧位相を監視し、そ
の位相差が電気角にして例えば180度以上となつ
た場合、脱調と判定してその送電線のしや断器を
開放するようにしている。しかしながら、このよ
うな手段によれば脱調を判定した時点において
は、既に発電機間の電圧位相差が180度以上とな
つていることが多く、脱調が他の発電機に波及し
てしまう恐れがある。例えば、第1図に示すよう
に時刻t1で電圧の位相差(θ1−θ2)が180度を超
えた場合、発電機間位相差(θ1−θ3)はt<t1な
る時刻tにおいては、既に180度を越えている場
合がある。
線の両端(両端の先には変電所、開閉所或いは発
電所が連係されている)の電圧位相を監視し、そ
の位相差が電気角にして例えば180度以上となつ
た場合、脱調と判定してその送電線のしや断器を
開放するようにしている。しかしながら、このよ
うな手段によれば脱調を判定した時点において
は、既に発電機間の電圧位相差が180度以上とな
つていることが多く、脱調が他の発電機に波及し
てしまう恐れがある。例えば、第1図に示すよう
に時刻t1で電圧の位相差(θ1−θ2)が180度を超
えた場合、発電機間位相差(θ1−θ3)はt<t1な
る時刻tにおいては、既に180度を越えている場
合がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
であり、系統における脱調を高速度で検出して脱
調の進展を防止することができ、系統の安定度維
持に大いに寄与することが可能な電力系統の脱調
進展防止装置を提供することを目的とする。
であり、系統における脱調を高速度で検出して脱
調の進展を防止することができ、系統の安定度維
持に大いに寄与することが可能な電力系統の脱調
進展防止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]
上記課題を解消するために本発明の電力系統の
脱調進展防止装置においては、複数の発電機が連
系された電力系統の事故発生後における各発電機
の出力電力量を検出する電力量検出手段と、電力
量検出手段で検出された出力電力量から各発電機
の角速度および相差角を算出する角速度・相差角
演算手段と、角速度・相差角演算手段で算出され
た角速度および相差角を基に、各発電機間の相対
的な相差角の差が脱調判定基準となる予定のしき
い値以上となつたことで脱調有りと判定し、かつ
当該脱調した発電機を前記電力系統より解列する
脱調検出判定手段とを備えている。
脱調進展防止装置においては、複数の発電機が連
系された電力系統の事故発生後における各発電機
の出力電力量を検出する電力量検出手段と、電力
量検出手段で検出された出力電力量から各発電機
の角速度および相差角を算出する角速度・相差角
演算手段と、角速度・相差角演算手段で算出され
た角速度および相差角を基に、各発電機間の相対
的な相差角の差が脱調判定基準となる予定のしき
い値以上となつたことで脱調有りと判定し、かつ
当該脱調した発電機を前記電力系統より解列する
脱調検出判定手段とを備えている。
また、別の発明の電力系統の脱調進展防止装置
においては、上述した電力利用検出手段と角速
度・相差角演算手段に加え、この角速度・相差角
演算手段で算出された角速度および相差角を基
に、各発電機間の相対的な角速度の差および相差
角の差が脱調判定基準となる予定のしきい値以上
となつたことで脱調有りと判定し、かつ当該脱調
した発電機を前記電力系統より解列する脱調検出
判定手段とを備えている。
においては、上述した電力利用検出手段と角速
度・相差角演算手段に加え、この角速度・相差角
演算手段で算出された角速度および相差角を基
に、各発電機間の相対的な角速度の差および相差
角の差が脱調判定基準となる予定のしきい値以上
となつたことで脱調有りと判定し、かつ当該脱調
した発電機を前記電力系統より解列する脱調検出
判定手段とを備えている。
[作用]
したがつて、本発明の脱調進展防止装置におい
ては、電力系統に事故が発生すると、各発電機の
出力電力量が電力量検出手段にて検出され、さら
にこの出力電力量から角速度・相差角演算手段に
て各発電機の角速度および相差角が求められる。
ては、電力系統に事故が発生すると、各発電機の
出力電力量が電力量検出手段にて検出され、さら
にこの出力電力量から角速度・相差角演算手段に
て各発電機の角速度および相差角が求められる。
次に、脱調検出判定手段により、この角速度お
よび相差角を基に各発電機相互間の相対的な動
揺、すなわち相対的な相差角の差が脱調判定基準
となる予定のしきい値以上であるかどうかがで脱
調の有無が判定される。
よび相差角を基に各発電機相互間の相対的な動
揺、すなわち相対的な相差角の差が脱調判定基準
となる予定のしきい値以上であるかどうかがで脱
調の有無が判定される。
その結果、しきい値以上となつたことにより脱
調有りと判定され、この脱調した発電機が電力系
統より解列される。これにより、系統における脱
調を高速度で検出でき、脱調の進展を防止するこ
とが可能となる。
調有りと判定され、この脱調した発電機が電力系
統より解列される。これにより、系統における脱
調を高速度で検出でき、脱調の進展を防止するこ
とが可能となる。
さらに別の発明においては、各発電機相互間の
相対的な角速度の差および前記相差角の差が脱調
判定基準となる予定のしきい値以上であるかどう
かがで脱調の有無が判定される。
相対的な角速度の差および前記相差角の差が脱調
判定基準となる予定のしきい値以上であるかどう
かがで脱調の有無が判定される。
[発明の動作原理]
まず、本発明の考え方について述べる。系統の
脱調を検出することは、それに連系した各発電機
の内部相差角を用い、各発電機対ごとの相対的な
相差角の差を求めることにより可能である。ここ
では、まずこの相差角を求める手段について以下
述べる。
脱調を検出することは、それに連系した各発電機
の内部相差角を用い、各発電機対ごとの相対的な
相差角の差を求めることにより可能である。ここ
では、まずこの相差角を求める手段について以下
述べる。
一般に、発電機iの運動方程式は(1)式にて表わ
される。
される。
Mid2δi/dt2=PINi−Pi(t) (1)
ωi=dδi/dt (2)
ここで、
δi:発電機iの内部相差角
PINi:発電機iの機械入力(数秒間一定)
Pi:発電機iの電気的出力
Mi:発電機iの慣性
ωi:発電機iの角速度
(但し、周期角速度からの変化分)
また、上記(1)、(2)式から
d2δi/dt2=dωi/dt
=PINi−Pi(t)/Mi≡Pai(t) (3)
が得られる。
Pi(t)は事故後の系統動揺中、時間の経過と
共に変動する量であるが、非常に短い時間の間で
は一定値とみなすことができる。ここで、時間刻
みΔtとしては0.01〜0.02(s)程度を想定する。
そして微少時間刻みtK<t<tK+1=tK+Δtの間で
は一定値とみなし得るので、上記(3)式より Δωi(tK)=∫tK+〓t tKPINi−Pi(t)/Mi =PINi−Pi(tK)/MΔt (4) となる。ここでは、Δωi(tK)はtK<t<tK+Δtの
間に増加する速度であるから、t=tK+Δt時点に
おける速度は事故発生時t0からtまでのΔωiの和 ωi(tK)=ωi(tK-1)+[PINi−Pi(tK)
]Δt・1/Mi(5) で表わされる。
共に変動する量であるが、非常に短い時間の間で
は一定値とみなすことができる。ここで、時間刻
みΔtとしては0.01〜0.02(s)程度を想定する。
そして微少時間刻みtK<t<tK+1=tK+Δtの間で
は一定値とみなし得るので、上記(3)式より Δωi(tK)=∫tK+〓t tKPINi−Pi(t)/Mi =PINi−Pi(tK)/MΔt (4) となる。ここでは、Δωi(tK)はtK<t<tK+Δtの
間に増加する速度であるから、t=tK+Δt時点に
おける速度は事故発生時t0からtまでのΔωiの和 ωi(tK)=ωi(tK-1)+[PINi−Pi(tK)
]Δt・1/Mi(5) で表わされる。
Δδi(tK)=∫tK+〓t tKωi(tK)dt=ωi
(tK)・Δt(6) となる。
(tK)・Δt(6) となる。
ゆえに、相差角は
δi(tK)=δi(tK-1)+[ωi(tK)+ωi
(K-1)]Δt・1/2(7) となる。この(7)式において、t0時点、すなわち事
故発生時点の相差角δi(t0)は初期値であり、事故
発生前の系統状態における潮流の算出結果から求
め得る値である。そして、この場合計算量が少な
いため、殆んど時間遅れなく系統の動揺を把握し
得ることがわかる。
(K-1)]Δt・1/2(7) となる。この(7)式において、t0時点、すなわち事
故発生時点の相差角δi(t0)は初期値であり、事故
発生前の系統状態における潮流の算出結果から求
め得る値である。そして、この場合計算量が少な
いため、殆んど時間遅れなく系統の動揺を把握し
得ることがわかる。
次に、系統の脱調が生じたか否かを判定する手
段について述べる。周知のように、一機無限大系
統の場合には、事故発生後においては発電機が動
揺し、発電機の内部相差角が電気角にして180度
以上になれば脱調したと判定する。しかし、多機
系統の場合においては各発電機の相対的な動揺を
検討しなければならず、その具体的な判定手段は
確立していない。
段について述べる。周知のように、一機無限大系
統の場合には、事故発生後においては発電機が動
揺し、発電機の内部相差角が電気角にして180度
以上になれば脱調したと判定する。しかし、多機
系統の場合においては各発電機の相対的な動揺を
検討しなければならず、その具体的な判定手段は
確立していない。
そこで、ここでは各発電機間の相対的な相差角
の動きと、角速度を用いた判定手段について述べ
る。つまり、この手段は、例えば系統にn台の発
電機が連系されているものとすると、次のような
場合に発電機1が脱調したと判定するものであ
る。すなわち、 δli(tK)=δl(tK)−δi(tK) (8) ωli(tK)=ωl(tK)−ωi(tK) (9) とした場合、発電機1を除くすべての発電機iに
ついて δli(tK)>J (10) ωli(tK)>K (11) が成立する場合に発電機1が脱調したと判定す
る。ここで、J=180゜、K=0°/secとすることが
妥当である。また、上記(10)式は発電機1と他の発
電機の相差角が、Jつまり電気角にして180゜以上
離れている。換言すれば相対的な相差角の差が
180゜以上であることを示している。
の動きと、角速度を用いた判定手段について述べ
る。つまり、この手段は、例えば系統にn台の発
電機が連系されているものとすると、次のような
場合に発電機1が脱調したと判定するものであ
る。すなわち、 δli(tK)=δl(tK)−δi(tK) (8) ωli(tK)=ωl(tK)−ωi(tK) (9) とした場合、発電機1を除くすべての発電機iに
ついて δli(tK)>J (10) ωli(tK)>K (11) が成立する場合に発電機1が脱調したと判定す
る。ここで、J=180゜、K=0°/secとすることが
妥当である。また、上記(10)式は発電機1と他の発
電機の相差角が、Jつまり電気角にして180゜以上
離れている。換言すれば相対的な相差角の差が
180゜以上であることを示している。
一方、(11)式は発電機1と他の発電機の相差角の
差が、これより更に拡大することを示している。
なぜならば、前記(7)式を用いて発電機1と他の発
電機iとの間の相対的な相差角の差分δli(t)は δli(tK)=δl(tK)−δi(tK) =δl(tK-1)+[ωl(tK) −ωl(tK-1)]Δt/2 −δi(tK-1)+[ωi(tK) −ωi(tK-1)]Δt/2 =δl(tK-1)−δi(tK-1) +[ωl(tK)−ωi(tK-1)]Δt/2 +[ωl(tK-1) −ωl(tK-1)]Δt/2 (12) となる。ここで、(12)式を(8)式、(9)式のδli(tK)、
ωli
(tK)を用いて書き直せば、 δli(tK)=δli(tK-1)+[ωli(tK)−
ωli(tK-1)]Δt/2 となり、(10)、(11)式の関係を適用すれば、 δli(tK)>J+K・Δt となり、発電機1と他の発電機iとの相差角が
益々拡大することを示しているからである。
差が、これより更に拡大することを示している。
なぜならば、前記(7)式を用いて発電機1と他の発
電機iとの間の相対的な相差角の差分δli(t)は δli(tK)=δl(tK)−δi(tK) =δl(tK-1)+[ωl(tK) −ωl(tK-1)]Δt/2 −δi(tK-1)+[ωi(tK) −ωi(tK-1)]Δt/2 =δl(tK-1)−δi(tK-1) +[ωl(tK)−ωi(tK-1)]Δt/2 +[ωl(tK-1) −ωl(tK-1)]Δt/2 (12) となる。ここで、(12)式を(8)式、(9)式のδli(tK)、
ωli
(tK)を用いて書き直せば、 δli(tK)=δli(tK-1)+[ωli(tK)−
ωli(tK-1)]Δt/2 となり、(10)、(11)式の関係を適用すれば、 δli(tK)>J+K・Δt となり、発電機1と他の発電機iとの相差角が
益々拡大することを示しているからである。
なお、上記において(10)及び(11)式の脱調判定条条
件式において、判定基準Jを小さな値、Kを大き
な値にすれば、より早く脱調発電機を予測するこ
とになり有効な手段となる。(例えば、J=150゜、
180゜/sec)ここで、K=180゜/secの意味は現実
の角速度ΔWKiの値が1秒間継続すれば、相差角
が180゜開くことを意味するものである。実際の適
用にあたつては、系統の条件に応じてJ、Kを
夫々適切な値に選定するようにすればよい。
件式において、判定基準Jを小さな値、Kを大き
な値にすれば、より早く脱調発電機を予測するこ
とになり有効な手段となる。(例えば、J=150゜、
180゜/sec)ここで、K=180゜/secの意味は現実
の角速度ΔWKiの値が1秒間継続すれば、相差角
が180゜開くことを意味するものである。実際の適
用にあたつては、系統の条件に応じてJ、Kを
夫々適切な値に選定するようにすればよい。
次に、各発電機の相差角・角速度により、脱調
判定できる理由についてより詳細に説明する。な
お、ここでは簡単のため、第3図に示す1機無限
大母線系で述べる。
判定できる理由についてより詳細に説明する。な
お、ここでは簡単のため、第3図に示す1機無限
大母線系で述べる。
第3図において、線路インピーダンスをjX、
無限大母線の電圧をV1(相差角=0)とし、発電
機の電圧をV2(相差角=δ)とすると、発電機出
力Pは P=(V1V2/X)sinδ にて表わされる。いま、第4図におけるA点で運
転しているものとする。
無限大母線の電圧をV1(相差角=0)とし、発電
機の電圧をV2(相差角=δ)とすると、発電機出
力Pは P=(V1V2/X)sinδ にて表わされる。いま、第4図におけるA点で運
転しているものとする。
次に、事故(3LG)が発生した場合を考える
と、発電機出力は零となり、発電機は加速されて
相差角δが拡大していく。これを、第4図のP−
δカーブで見ると、A→B→Cの状態となる。C
点で事故が除去されたとすると、相差角δはδ0→
δ1と拡大しているため、発電機出力はPEとなり、
機械入力P0よりPEが大きいので減速される。
と、発電機出力は零となり、発電機は加速されて
相差角δが拡大していく。これを、第4図のP−
δカーブで見ると、A→B→Cの状態となる。C
点で事故が除去されたとすると、相差角δはδ0→
δ1と拡大しているため、発電機出力はPEとなり、
機械入力P0よりPEが大きいので減速される。
しかし、減速力が不十分(第4図において、等
面積法でABCDの面積>DEFの面積の場合)で、
相差角δがF点のδ2以上になれば発電機出力Pは
P0以下となり、再び加速されて元のA点に戻る
ことが不可能になる。従つて、相差角δがδを越
えれば脱調と判定することができる。
面積法でABCDの面積>DEFの面積の場合)で、
相差角δがF点のδ2以上になれば発電機出力Pは
P0以下となり、再び加速されて元のA点に戻る
ことが不可能になる。従つて、相差角δがδを越
えれば脱調と判定することができる。
ここで、δ0が20゜とすれば、δ2は
(180−δ0)=160゜
となる。この例では、相差角δが160゜を越えれば
脱調するといえる。すなわち、特許請求の範囲第
1項に記載したように、相差角を見て脱調判定が
できることを意味している。
脱調するといえる。すなわち、特許請求の範囲第
1項に記載したように、相差角を見て脱調判定が
できることを意味している。
一方、角速度について考えると、角速度(定格
速度との差分)を積分したものが相差角になる。
また、発電機は大きな慣性を有しているので、角
速度が不連続に変化することなく滑らかに変化す
る。従つて、角速度がある程度の大きさを持て
ば、暫くの間に相差角の増加となつて現われる。
よつて、特許請求の範囲第2項に記載したよう
に、角速度と相差角とを脱調判定に用いることが
できる。
速度との差分)を積分したものが相差角になる。
また、発電機は大きな慣性を有しているので、角
速度が不連続に変化することなく滑らかに変化す
る。従つて、角速度がある程度の大きさを持て
ば、暫くの間に相差角の増加となつて現われる。
よつて、特許請求の範囲第2項に記載したよう
に、角速度と相差角とを脱調判定に用いることが
できる。
以上、1機無限大母線系で表わした場合で述べ
たが、多機系の場合でも同様である。例えば、第
5図に示すような2機系において、一方の機系の
内部電圧をE1(相差角=δ1)、他方の機系の内部電
圧をE2(相差角=δ2)とし、これらの変化を見る
と、相差角の差(δ2−δ1)が拡大し、第7図に示
すように180゜以上になれば、脱調と判定すること
ができる。また、角速度の影響についても、1機
無限大母線系の場合と同様である。
たが、多機系の場合でも同様である。例えば、第
5図に示すような2機系において、一方の機系の
内部電圧をE1(相差角=δ1)、他方の機系の内部電
圧をE2(相差角=δ2)とし、これらの変化を見る
と、相差角の差(δ2−δ1)が拡大し、第7図に示
すように180゜以上になれば、脱調と判定すること
ができる。また、角速度の影響についても、1機
無限大母線系の場合と同様である。
このように、本発明においては、電力系統にお
ける事故発生後の各発電機の電力量を検出し、こ
れよりその内部相差角及び角速度を算出し、これ
を基に各発電機間の相対的な相差角・角速度の差
を算出して、特許請求の範囲第1項および第2項
に記載したように、それぞれの条件でもつて脱調
の判定を行なう。
ける事故発生後の各発電機の電力量を検出し、こ
れよりその内部相差角及び角速度を算出し、これ
を基に各発電機間の相対的な相差角・角速度の差
を算出して、特許請求の範囲第1項および第2項
に記載したように、それぞれの条件でもつて脱調
の判定を行なう。
[実施例]
以下、上記のような考え方に基づいた本発明の
一実施例について、図面を参照して説明する。
一実施例について、図面を参照して説明する。
第2図は本発明による脱調進展防止装置を適用
した系統の概要構成を示す図である。第2図にお
いて、1,2は各端の発電機(発電所は等価発電
機として扱う)であり、この発電機1,2はしや
断器CB1,CB2を介して送電線Lにより連系し
ている。なお、図では説明の簡略化のため2台の
発電機G1,G2、1本の送電線Lについて示し
ている。また、21,22は各発電機1,2側に
設けられた電力量検出部である。この電力量検出
部21,22は各発電機1,2の出力端に設けた
変圧器PT1,PT2及び変流器CT1,CT2を介
して、出力端の(有効)電力量を検出する。さら
に、電力量検出部21,22は、その電力量を図
示しない伝送装置により伝送系31,32を介し
て、例えば地方給電所或いは中央給電所側へアナ
ログ量またはデジタル量として伝送する。
した系統の概要構成を示す図である。第2図にお
いて、1,2は各端の発電機(発電所は等価発電
機として扱う)であり、この発電機1,2はしや
断器CB1,CB2を介して送電線Lにより連系し
ている。なお、図では説明の簡略化のため2台の
発電機G1,G2、1本の送電線Lについて示し
ている。また、21,22は各発電機1,2側に
設けられた電力量検出部である。この電力量検出
部21,22は各発電機1,2の出力端に設けた
変圧器PT1,PT2及び変流器CT1,CT2を介
して、出力端の(有効)電力量を検出する。さら
に、電力量検出部21,22は、その電力量を図
示しない伝送装置により伝送系31,32を介し
て、例えば地方給電所或いは中央給電所側へアナ
ログ量またはデジタル量として伝送する。
一方、中央給電所側において、角速度・相差角
演算部4は上記電力量検出部21,22より伝送
される各電力量を導入し、それを基に前記(4)、(5)
式より各発電機1,2の角速度ωi(t)を、また
同じく前記(6)、(7)式によりその相差角δi(t)を
算出する。
演算部4は上記電力量検出部21,22より伝送
される各電力量を導入し、それを基に前記(4)、(5)
式より各発電機1,2の角速度ωi(t)を、また
同じく前記(6)、(7)式によりその相差角δi(t)を
算出する。
また、脱調検出判定部5は、上記角速度・相差
角演算部4における各角速度ωi(t)・相差角δi
(t)の算出結果を基に、各発電機1,2間の相
対的な相差角の差及び角速度の差を前記(8)、(9)式
より検出し、更にその検出結果を基に前記(10)、(11)
式より脱調した発電機があるか否かを判定する。
さらに、この脱調検出判定部5は、脱調と判定し
た発電機(例えば発電機1)に接続された送電線
Lのしや断器(例えばしや断器CB1)の開放指
令Tpを送出する。
角演算部4における各角速度ωi(t)・相差角δi
(t)の算出結果を基に、各発電機1,2間の相
対的な相差角の差及び角速度の差を前記(8)、(9)式
より検出し、更にその検出結果を基に前記(10)、(11)
式より脱調した発電機があるか否かを判定する。
さらに、この脱調検出判定部5は、脱調と判定し
た発電機(例えば発電機1)に接続された送電線
Lのしや断器(例えばしや断器CB1)の開放指
令Tpを送出する。
すなわち、脱調検出判定部5は、この場合発電
機1が脱調したことを、前述したように、他の発
電機2との間に(10)、(11)式が成立することによつて
判定する。なお、本実施例においては脱調検出判
定部5における脱調判定基準J、Kの値をJ=
180゜、K=0°/secとする。
機1が脱調したことを、前述したように、他の発
電機2との間に(10)、(11)式が成立することによつて
判定する。なお、本実施例においては脱調検出判
定部5における脱調判定基準J、Kの値をJ=
180゜、K=0°/secとする。
また、上記において電力量検出部21,22は
系統の事故発生後、例えば図示しない過電流リレ
ー或いは不足電圧リレー等の故障検出リレーの動
作信号にて起動されて電力量の測定を開始する。
系統の事故発生後、例えば図示しない過電流リレ
ー或いは不足電圧リレー等の故障検出リレーの動
作信号にて起動されて電力量の測定を開始する。
次に、かかる脱調進展防止装置の作用について
述べる。
述べる。
例えば、今第2図の中に示すような系統に3相
短絡等の事故が発生すると、図示しない故障検出
リレーが動作し、その動作信号により電力検出部
21,22が起動される。これにより、各発電機
G1,G2の出力端においてその電力量が、変圧
器PT12,PT2及び変流器CT1,CT2を介
し、電力検出部21,22によつて検出開始され
る(但し、各発電機G1,G2の機械入力は事故
発生前の電気出力に等しいのでそれを用いる)。
すると、次にこの検出された各発電機G1,G2
の電力量は、図示しない伝送装置により伝送系3
1,32を通して、中央給電所側にアナログまた
はデジタル量として夫々伝送される。
短絡等の事故が発生すると、図示しない故障検出
リレーが動作し、その動作信号により電力検出部
21,22が起動される。これにより、各発電機
G1,G2の出力端においてその電力量が、変圧
器PT12,PT2及び変流器CT1,CT2を介
し、電力検出部21,22によつて検出開始され
る(但し、各発電機G1,G2の機械入力は事故
発生前の電気出力に等しいのでそれを用いる)。
すると、次にこの検出された各発電機G1,G2
の電力量は、図示しない伝送装置により伝送系3
1,32を通して、中央給電所側にアナログまた
はデジタル量として夫々伝送される。
一方、中央給電所側においては上記系統から伝
送される電力量信号が、角速度・相差角演算部4
に導入される。これにより、角速度・相差角演算
部4においてはこの導入された各電力量信号を基
に、各発電機G1,G2の角速度ωi(t)が前記
(4)、(5)式より、またその相差角δi(t)が同じく
(6)、(7)式より夫々算出され、脱調検出判定部5に
導入される。
送される電力量信号が、角速度・相差角演算部4
に導入される。これにより、角速度・相差角演算
部4においてはこの導入された各電力量信号を基
に、各発電機G1,G2の角速度ωi(t)が前記
(4)、(5)式より、またその相差角δi(t)が同じく
(6)、(7)式より夫々算出され、脱調検出判定部5に
導入される。
次に、この脱調検出判定部5においては、導入
された各発電機G1,G2の角速度ωi(t)・相差
角δi(t)に基づいて、脱調発電機があるか否か
の判定が行なわれる。つまり、まず前記(8)、(9)式
を基に夫々各発電機G1,G2の相差角の差δli、
角速度の差ωliが算出される。そして、次にこの
算出した相差角差δli・角速度差ωliが、脱調判定基
準J(180゜)・K(0゜/sec)との間で前記(10)、(11
)式
に基づいて比較判定される。(この場合、図にお
いては発電機が2台であるが、実際には図示しな
い発電機が連系されており、例えば発電機G1に
ついてみれば発電機G2と、図示しない他の全て
の発電機との間でこのような比較判定が行なわれ
る。) その結果、例えばは発電機G1について発電機
G2と他の全ての発電機との間にこの(10)、(11)式が
成立した場合、つまりδli180゜・ωli0゜/secが
同
時に成立した場合に、発電機G1が脱調したと判
定し、最終的にこの発電機G1に接続されている
送電線Lのしや断器CB1を開放させる如く指令
Tpを、伝送系を通して系統側に与えて脱調の進
展が阻止される。なお、上記において発電機G2
が脱調したと判定された場合についても、全く同
様の過程を経てしや断器CB2を開放して脱調現
象の進展が阻止される。
された各発電機G1,G2の角速度ωi(t)・相差
角δi(t)に基づいて、脱調発電機があるか否か
の判定が行なわれる。つまり、まず前記(8)、(9)式
を基に夫々各発電機G1,G2の相差角の差δli、
角速度の差ωliが算出される。そして、次にこの
算出した相差角差δli・角速度差ωliが、脱調判定基
準J(180゜)・K(0゜/sec)との間で前記(10)、(11
)式
に基づいて比較判定される。(この場合、図にお
いては発電機が2台であるが、実際には図示しな
い発電機が連系されており、例えば発電機G1に
ついてみれば発電機G2と、図示しない他の全て
の発電機との間でこのような比較判定が行なわれ
る。) その結果、例えばは発電機G1について発電機
G2と他の全ての発電機との間にこの(10)、(11)式が
成立した場合、つまりδli180゜・ωli0゜/secが
同
時に成立した場合に、発電機G1が脱調したと判
定し、最終的にこの発電機G1に接続されている
送電線Lのしや断器CB1を開放させる如く指令
Tpを、伝送系を通して系統側に与えて脱調の進
展が阻止される。なお、上記において発電機G2
が脱調したと判定された場合についても、全く同
様の過程を経てしや断器CB2を開放して脱調現
象の進展が阻止される。
このように、特許請求の範囲第2項に対応する
実施例の脱調進展防止装置においては、系統事故
発生による故障検出リレーの動作信号によつて起
動され、各発電機G1,G2…の出力端電力量を
検出し、それを中央給電所側へ伝送系31,32
…を介して伝送する電力量検出部21,22…
と、この伝送された各発電機G1,G2…の電力
量から前記(4)、(5)、(6)、(7)式を基に各発電機G
1,G2……の角速度ωi(t)及び(内部)相差
角δi(t)を算出する角速度・内部相差角演算部
4と、この角速度・内部相差角演算部4における
角速度ωi(t)、相差角δi(t)から前記(8)、(9)式
に基づいて各発電機間の相対的な相差角及び角速
度の差δli・ωliを算出し、更にこの差δli・ωliを前
記
(10)、(11)式に基づいて判定基準J(180゜)、K(0゜
/
sec)と比較して脱調した発電機があるか否かの
判定を行ない、且つ脱調した発電機がある時その
発電機に接続される送電線のしや断器CBを開放
させる如く指令Tpを送出する脱調検出判定部5
とから脱調進展防止装置を構成して備え、系統事
故後の対策を講じるようにしている。
実施例の脱調進展防止装置においては、系統事故
発生による故障検出リレーの動作信号によつて起
動され、各発電機G1,G2…の出力端電力量を
検出し、それを中央給電所側へ伝送系31,32
…を介して伝送する電力量検出部21,22…
と、この伝送された各発電機G1,G2…の電力
量から前記(4)、(5)、(6)、(7)式を基に各発電機G
1,G2……の角速度ωi(t)及び(内部)相差
角δi(t)を算出する角速度・内部相差角演算部
4と、この角速度・内部相差角演算部4における
角速度ωi(t)、相差角δi(t)から前記(8)、(9)式
に基づいて各発電機間の相対的な相差角及び角速
度の差δli・ωliを算出し、更にこの差δli・ωliを前
記
(10)、(11)式に基づいて判定基準J(180゜)、K(0゜
/
sec)と比較して脱調した発電機があるか否かの
判定を行ない、且つ脱調した発電機がある時その
発電機に接続される送電線のしや断器CBを開放
させる如く指令Tpを送出する脱調検出判定部5
とから脱調進展防止装置を構成して備え、系統事
故後の対策を講じるようにしている。
従つて、電力系統の3相短絡等の事故後におい
て、それによつて脱調した発電機を高速度に検出
してそれを系統から解列することができ、もつて
1発電機の脱調による他の発電機の脱調という脱
調現象の波及(進展)を確実に防止して系統の安
定度維持に大いに寄与することができる。
て、それによつて脱調した発電機を高速度に検出
してそれを系統から解列することができ、もつて
1発電機の脱調による他の発電機の脱調という脱
調現象の波及(進展)を確実に防止して系統の安
定度維持に大いに寄与することができる。
また、装置を上述したように電力量検出部2
1,22、角速度・内部相差角演算部4及び脱調
検出判定部5のみより構成しているので、簡単な
構成にて上記のような大なる効果が得られ、その
信頼性を更に向上させることができる。更に、角
速度・内部相差角演算部4及び脱調検出判定部5
の機能を、アナログ或いはデジタル計算機にて一
括して行なわせるようにすれば、経済的にも極め
て有利なものとすることができる。
1,22、角速度・内部相差角演算部4及び脱調
検出判定部5のみより構成しているので、簡単な
構成にて上記のような大なる効果が得られ、その
信頼性を更に向上させることができる。更に、角
速度・内部相差角演算部4及び脱調検出判定部5
の機能を、アナログ或いはデジタル計算機にて一
括して行なわせるようにすれば、経済的にも極め
て有利なものとすることができる。
次に、特許請求の範囲第1項に対応する実施例
について説明する。
について説明する。
すなわち、上述した実施例においては、脱調検
出判定部5は上記角速度・相差角演算部4におけ
る各角速度ωi(t)・相差角δi(t)の算出結果を
基に、各発電機1,2間の相対的な相差角の差及
び角速度の差を前記(8)、(9)式より検出し、更にそ
の検出結果を基に前記(10)、〓式より脱調した発電
機があるか否かを判定した。
出判定部5は上記角速度・相差角演算部4におけ
る各角速度ωi(t)・相差角δi(t)の算出結果を
基に、各発電機1,2間の相対的な相差角の差及
び角速度の差を前記(8)、(9)式より検出し、更にそ
の検出結果を基に前記(10)、〓式より脱調した発電
機があるか否かを判定した。
しかし、この実施例においては、脱調検出判定
部5は導入された各発電機G1,G2の相差角δi
(t)に基づいて、脱調発電機があるか否かの判
定を行う。すなわち、前記(8)式を基に夫々各発電
機G1,G2の相差角の差δliを算出する。次にこ
の算出した相差角差δliを、脱調判定基準J(180゜)
との間で前記(10)式に基づいて比較判定する。
部5は導入された各発電機G1,G2の相差角δi
(t)に基づいて、脱調発電機があるか否かの判
定を行う。すなわち、前記(8)式を基に夫々各発電
機G1,G2の相差角の差δliを算出する。次にこ
の算出した相差角差δliを、脱調判定基準J(180゜)
との間で前記(10)式に基づいて比較判定する。
その結果、例えばは発電機G1について発電機
G2と他の全ての発電機との間にこの(10)式が成立
した場合、つまりδli180゜が成立した場合に、発
電機G1が脱調したと判定し、最終的にこの発電
機G1に接続されている送電線Lのしや断器CB
1を開放させる如く指令Tpを伝送系を通して系
統側に与えて脱調の進展を阻止する。
G2と他の全ての発電機との間にこの(10)式が成立
した場合、つまりδli180゜が成立した場合に、発
電機G1が脱調したと判定し、最終的にこの発電
機G1に接続されている送電線Lのしや断器CB
1を開放させる如く指令Tpを伝送系を通して系
統側に与えて脱調の進展を阻止する。
このように、先の実施例においては、脱調検出
判定部5における脱調判定を、角速度ωi(t)と
(内部)相差角δi(t)との両者の条件によつて行
なうようにしたものであるが、判定基準Jを例え
ば200゜等の大きな値とした場合には、今回の実施
例のように、(内部)相差角δi(t)のみの条件に
よつての判定でも、同様に実施することができ
る。
判定部5における脱調判定を、角速度ωi(t)と
(内部)相差角δi(t)との両者の条件によつて行
なうようにしたものであるが、判定基準Jを例え
ば200゜等の大きな値とした場合には、今回の実施
例のように、(内部)相差角δi(t)のみの条件に
よつての判定でも、同様に実施することができ
る。
すなわち、脱調検出の判定は(内部)相差角
δi(t)の条件、(内部)相差角δi(t)とωi
(t)、の何れの条件によつても行なうことが可能
であるが、の条件に基づいた判定の方がその信
頼性の高いことは言うまでもない。
δi(t)の条件、(内部)相差角δi(t)とωi
(t)、の何れの条件によつても行なうことが可能
であるが、の条件に基づいた判定の方がその信
頼性の高いことは言うまでもない。
なお、本発明は上述した各実施例に限定される
ものではなく、次のようにしても実施が可能であ
る。
ものではなく、次のようにしても実施が可能であ
る。
(1) 先の実施例では、脱調検出判定部5における
(10)、(11)式の判定条件を、J=180゜、K=0゜/sec
とした場合について述べたが、これよりもJを
小さな値、Kを大きな値、例えばJ=150゜、K
=180゜/secなる値とすれば、より早い時点で
脱調発電機を予測することができるものであ
る。そして、この値は系統条件に応じて適宜選
択可能なものである。
(10)、(11)式の判定条件を、J=180゜、K=0゜/sec
とした場合について述べたが、これよりもJを
小さな値、Kを大きな値、例えばJ=150゜、K
=180゜/secなる値とすれば、より早い時点で
脱調発電機を予測することができるものであ
る。そして、この値は系統条件に応じて適宜選
択可能なものである。
(2) 上記実施例においては、脱調判定を行なうに
あたつて各端の電力量信号を中央給電所に伝送
し、これに基づいてそこで判定演算を行なうよ
うにしたが、これに限られず例えば系統側にお
いて各発電機の電力量を基にその角速度ωi(t)
及び(内部)相差角δi(t)を算出し、これを
角速度ωi(t)及び(内部)相差角δi(t)の信
号として中央給電所側へ送電し、これに基づい
て脱調判定を行なうように構成してもよい。
あたつて各端の電力量信号を中央給電所に伝送
し、これに基づいてそこで判定演算を行なうよ
うにしたが、これに限られず例えば系統側にお
いて各発電機の電力量を基にその角速度ωi(t)
及び(内部)相差角δi(t)を算出し、これを
角速度ωi(t)及び(内部)相差角δi(t)の信
号として中央給電所側へ送電し、これに基づい
て脱調判定を行なうように構成してもよい。
その他、本発明はその要旨を変更しない範囲
で、種々変形して実施することができるものであ
る。
で、種々変形して実施することができるものであ
る。
[発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、複数の発
電機が連系された電力系統の事故発生後における
各発電機の出力電力量を検出し、この出力電力量
から各発電機の角速度および相差角を算出し、こ
の角速度および相差角を基に、各発電機間の相対
的に相差角の差、または角速度の差および相差角
の差が脱調判定基準となる予定のしきい値以上と
なつたことで脱調有りと判定し、当該脱調した発
電機を電力系統より解列するようにした。したが
つて、系統における脱調を高速度に検出して脱調
現象の進展(波及)を未然に防止することができ
もつて系統の安定度維持に大いに寄与することが
できる信頼性の高い電力系統の脱調進展防止装置
が提供できる。
電機が連系された電力系統の事故発生後における
各発電機の出力電力量を検出し、この出力電力量
から各発電機の角速度および相差角を算出し、こ
の角速度および相差角を基に、各発電機間の相対
的に相差角の差、または角速度の差および相差角
の差が脱調判定基準となる予定のしきい値以上と
なつたことで脱調有りと判定し、当該脱調した発
電機を電力系統より解列するようにした。したが
つて、系統における脱調を高速度に検出して脱調
現象の進展(波及)を未然に防止することができ
もつて系統の安定度維持に大いに寄与することが
できる信頼性の高い電力系統の脱調進展防止装置
が提供できる。
第1図は従来の欠点を説明するための図、第2
図は本発明の一実施例を示す概要構成図、第3図
及至第7図は本発明の脱調判定に関する考え方を
説明するための図である。 21,22……電力検出部、4……角速度・内
部相差角演算部、5……脱調検出判定部。
図は本発明の一実施例を示す概要構成図、第3図
及至第7図は本発明の脱調判定に関する考え方を
説明するための図である。 21,22……電力検出部、4……角速度・内
部相差角演算部、5……脱調検出判定部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 複数の発電機が連係された電力系統におい
て、 前記電力系統の事故発生後における前記各発電
機の出力量を検出する電力量検出手段と、 前記電力量検出手段で検出された出力電力量か
ら前記各発電機の角速度および相差角を算出する
角速度・相差角演算手段と、 前記角速度・相差角演算手段で算出された角速
度および相差角を基に、前記各発電機間の相対的
な相差角の差が脱調判定基準となる予定のしきい
値以上となつたことで脱調有りと判定し、かつ当
該脱調した発電機を前記電力系統より解列する脱
調検出判定手段と、 を備えてなることを特徴とする電力系統の脱調進
展防止装置。 2 複数の発電機が連係された電力系統におい
て、 前記電力系統の事故発生後における前記各発電
機の出力量を検出する電力量検出手段と、 前記電力量検出手段で検出された出力電力量か
ら前記各発電機の角速度および相差角を算出する
角速度・相差角演算手段と、 前記角速度・相差角演算手段で算出された角速
度および相差角を基に、前記各発電機間の相対的
な角速度の差および相差角の差が脱調判定基準と
なる予定のしきい値以上となつたことで脱調有り
と判定し、かつ当該脱調した発電機を前記電力系
統より解列する脱調検出判定手段と、 を備えてなることを特徴とする電力系統の脱調進
展防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1858680A JPS56117540A (en) | 1980-02-19 | 1980-02-19 | Stepout preventing device for power system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1858680A JPS56117540A (en) | 1980-02-19 | 1980-02-19 | Stepout preventing device for power system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56117540A JPS56117540A (en) | 1981-09-16 |
| JPH0429295B2 true JPH0429295B2 (ja) | 1992-05-18 |
Family
ID=11975725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1858680A Granted JPS56117540A (en) | 1980-02-19 | 1980-02-19 | Stepout preventing device for power system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56117540A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0777493B2 (ja) * | 1985-09-30 | 1995-08-16 | 東京電力株式会社 | 電力系統の安定化方式 |
| JPH0783553B2 (ja) * | 1986-06-30 | 1995-09-06 | 東京電力株式会社 | 電力系統の動揺監視装置 |
| JP2692793B2 (ja) * | 1986-06-30 | 1997-12-17 | 東京電力株式会社 | 電力系統の脱調予測装置 |
| EP2372739B1 (en) * | 2008-12-25 | 2015-02-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Phase-control switchgear and method for controlling switchgear |
-
1980
- 1980-02-19 JP JP1858680A patent/JPS56117540A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56117540A (en) | 1981-09-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rehtanz et al. | Wide area measurement and protection system for emergency voltage stability control | |
| Abedrabbo et al. | Impact of DC grid contingencies on AC system stability | |
| US11605948B2 (en) | Communication-based permissive protection scheme for power distribution networks | |
| US8340930B2 (en) | Arrangement for protecting equipment of a power system | |
| Glavic et al. | E-SIME-A method for transient stability closed-loop emergency control: achievements and prospects | |
| Berdy | Application of out-of-step blocking and tripping relays | |
| JPH0429295B2 (ja) | ||
| JP2007288878A (ja) | 電力系統安定度判定方法及び装置 | |
| Beckwith et al. | Motor bus transfer: considerations & methods | |
| Muminović et al. | Power Swing: Detection and Prevention | |
| Sidhu et al. | A modern automatic bus transfer scheme | |
| RU208087U1 (ru) | Устройство для автоматического включения резерва | |
| Pala et al. | Power Swing and out of step Protection using Equal area Criteria | |
| Duong et al. | A method for predictive out-of-step tripping based on synchrophasors | |
| Soltani et al. | Hardware Implementation New Zero-Setting Power Swing Detection and Fast Detection Symmetrical Fault during Power Swing Algorithms | |
| JP3602742B2 (ja) | 系統安定化制御装置と系統安定化制御方法 | |
| Moshref et al. | Design of a special protection system to maintain system security at high import | |
| JP3629324B2 (ja) | 同期発電機の単独運転検出方法 | |
| Ravikumar et al. | Zero-setting algorithm for high-speed open line detection using synchrophasors | |
| JP2799065B2 (ja) | 電流差動保護継電装置の再閉路方式 | |
| US2405083A (en) | Out-of-step relay arrangement | |
| Saputra et al. | Enhancing Power System Resilience in Transmission Line: Multi-Phase Auto Reclose (MPAR) Optimization for Mitigating Islanding Operations on Radial Transmission Lines | |
| JPS6311025A (ja) | 電力系統安定化装置 | |
| Liu et al. | Research on the process of power flow transferring and its identification method | |
| Viveros et al. | Adapting the Maximum Loadability Index for Dynamic Scenarios to anticipate the occurrence of Voltage Collapse |