JPH09215204A - 同期発電機の単独運転検出方法 - Google Patents
同期発電機の単独運転検出方法Info
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- JPH09215204A JPH09215204A JP8019572A JP1957296A JPH09215204A JP H09215204 A JPH09215204 A JP H09215204A JP 8019572 A JP8019572 A JP 8019572A JP 1957296 A JP1957296 A JP 1957296A JP H09215204 A JPH09215204 A JP H09215204A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誤動作防止対策が充分にして、高信頼性の同
期発電機の単独運転検出方法を提供する。 【解決手段】 電力系統に分散型電源として連系された
同期発電機２を解列して単独運転となったことを検出す
るものであって、同期発電機２の出力と機器定数，自動
電圧調整器９の伝達関数および調速機の伝達関数をもと
に電力量の微少変動量と周期を演算制御部１０により算
出し、周波数リレー部２０により同期発電機の周波数変
動分を演算してその変動分が整定値以上になったことを
条件に単独運転となったことを検出するとともに、演算
制御部１０の算出信号と周波数リレー部２０の検出信号
をもとに外乱信号発生部３０から電圧設定微少変動信号
を出力して自動電圧調整器９を制御する。
期発電機の単独運転検出方法を提供する。 【解決手段】 電力系統に分散型電源として連系された
同期発電機２を解列して単独運転となったことを検出す
るものであって、同期発電機２の出力と機器定数，自動
電圧調整器９の伝達関数および調速機の伝達関数をもと
に電力量の微少変動量と周期を演算制御部１０により算
出し、周波数リレー部２０により同期発電機の周波数変
動分を演算してその変動分が整定値以上になったことを
条件に単独運転となったことを検出するとともに、演算
制御部１０の算出信号と周波数リレー部２０の検出信号
をもとに外乱信号発生部３０から電圧設定微少変動信号
を出力して自動電圧調整器９を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同期発電機の単独
運転検出装置に係り、特に逆潮流有りの電力系統に連系
された同期発電機の単独運転検出装置に関するものであ
る。
運転検出装置に係り、特に逆潮流有りの電力系統に連系
された同期発電機の単独運転検出装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図１８は電力系統の概略構成を示すもの
で、１は第１の電源としての商用電源側の配電変電所、
２（ＳＧ）は配電線３を介して配電変電所１に接続され
た第２の電源としての需要家側の同期発電機、４（ＣＢ
１）は配電線３に配設された系統連系点遮断器、５は受
電点遮断器である。
で、１は第１の電源としての商用電源側の配電変電所、
２（ＳＧ）は配電線３を介して配電変電所１に接続され
た第２の電源としての需要家側の同期発電機、４（ＣＢ
１）は配電線３に配設された系統連系点遮断器、５は受
電点遮断器である。
【０００３】かかる電力系統において、配電線に系統連
系された同期発電機が、系統連系点の遮断（配電変電所
の送り出し遮断器の開放）によって、単独運転状態にな
ると系統信頼度及び保安上の問題からこの状態を検出し
て、受電点の遮断器を開放しなければならない。これに
関する現在の技術は以下の通りである。
系された同期発電機が、系統連系点の遮断（配電変電所
の送り出し遮断器の開放）によって、単独運転状態にな
ると系統信頼度及び保安上の問題からこの状態を検出し
て、受電点の遮断器を開放しなければならない。これに
関する現在の技術は以下の通りである。
【０００４】（１）配電線送り出し遮断器の開放を配電
変電所で検出して、受電点の遮断器にトリップ信号を転
送する転送遮断方式。
変電所で検出して、受電点の遮断器にトリップ信号を転
送する転送遮断方式。
【０００５】（２）単独運転状態が検出されるべき同期
発電機の自動電圧調整器の電圧設定値に周期的微少変動
を与え、発電機周波数変動が一定値以上になったことに
よって同期発電機の単独運転状態を検出して、受電点の
遮断器を開放する方式（例えば特開平７−３１１９７号
公報において開示されている同期発電機の単独運転検出
装置）。
発電機の自動電圧調整器の電圧設定値に周期的微少変動
を与え、発電機周波数変動が一定値以上になったことに
よって同期発電機の単独運転状態を検出して、受電点の
遮断器を開放する方式（例えば特開平７−３１１９７号
公報において開示されている同期発電機の単独運転検出
装置）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記（１）の転送遮断
方式では、コストがかかり発電機を系統連系するメリッ
トが薄れることや、系統連系された発電機の台数が増加
すると配電変電所の転送遮断装置が増加し保守が煩雑に
なるなどの問題点がある。
方式では、コストがかかり発電機を系統連系するメリッ
トが薄れることや、系統連系された発電機の台数が増加
すると配電変電所の転送遮断装置が増加し保守が煩雑に
なるなどの問題点がある。
【０００７】上記（２）の方式として、特開平７−３１
１９７号公報に開示されている同期発電機の単独運転検
出装置では、同期発電機の自動電圧調整器の周期的微少
変動に対して、どういう大きさやどういう周期で変動さ
せ、また発電機の周波数変動がどういう値にすれば単独
運転検出機能を発揮できるかについては述べられておら
ず、系統短絡事故に対する単独運転検出装置の誤動作防
止対策が充分でなく、かつ単独運転検出装置の信頼性監
視機能が備わっていない。
１９７号公報に開示されている同期発電機の単独運転検
出装置では、同期発電機の自動電圧調整器の周期的微少
変動に対して、どういう大きさやどういう周期で変動さ
せ、また発電機の周波数変動がどういう値にすれば単独
運転検出機能を発揮できるかについては述べられておら
ず、系統短絡事故に対する単独運転検出装置の誤動作防
止対策が充分でなく、かつ単独運転検出装置の信頼性監
視機能が備わっていない。
【０００８】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、誤動作防止対策が充分にして、高信
頼性の同期発電機の単独運転検出方法を提供することで
ある。
ので、その目的は、誤動作防止対策が充分にして、高信
頼性の同期発電機の単独運転検出方法を提供することで
ある。
【０００９】本発明が対象とするのは同期発電機の単独
運転検出機能（能動方式，受動方式）の中で能動方式に
関するものである。自家用発電設備を系統に連系する場
合の技術要件を通産省はガイドラインとして制定し、平
成５年３月このガイドラインに「逆潮流がある状態で低
圧線及び高圧一般配電線への連系要件」が追加された。
これにより、従来の転送遮断方式の他、単独運転検出機
能による分散型電源の逆潮流条件での系統連系が可能に
なった。本能動方式は同期発電機の自動電圧調整器（Ａ
ＶＲ）の電圧設定値を常時一定周期で微少変動させて、
単独運転状態で生じる発電機周波数変動によりこの状態
を検出するもので、系統側連系点の遮断器が潮流零の条
件で遮断される最過酷の条件でも単独運転状態の検出を
可能にするものである。
運転検出機能（能動方式，受動方式）の中で能動方式に
関するものである。自家用発電設備を系統に連系する場
合の技術要件を通産省はガイドラインとして制定し、平
成５年３月このガイドラインに「逆潮流がある状態で低
圧線及び高圧一般配電線への連系要件」が追加された。
これにより、従来の転送遮断方式の他、単独運転検出機
能による分散型電源の逆潮流条件での系統連系が可能に
なった。本能動方式は同期発電機の自動電圧調整器（Ａ
ＶＲ）の電圧設定値を常時一定周期で微少変動させて、
単独運転状態で生じる発電機周波数変動によりこの状態
を検出するもので、系統側連系点の遮断器が潮流零の条
件で遮断される最過酷の条件でも単独運転状態の検出を
可能にするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の同期発電機の単独運転検出方法は、基本的
には、系統連系された同期発電機の自動電圧調整器（Ａ
ＶＲ）に対して、その電圧設定値を常時一定周期で微少
変動させるための信号を出力する機能１と、単独運転状
態を最適な条件で検出するため発電機出力、発電機の機
器定数、その自動電圧調整器の伝達関数およびその調速
機の伝達関数とから機能１の信号に対して最適な微少変
動量と周期を演算して機能１に出力する機能２と、発電
機周波数の変動分を演算してその変動分が整定値以上に
なったことによって単独運転状態を検出する周波数リレ
ーである機能３を備えたことを特徴とする。
に、本発明の同期発電機の単独運転検出方法は、基本的
には、系統連系された同期発電機の自動電圧調整器（Ａ
ＶＲ）に対して、その電圧設定値を常時一定周期で微少
変動させるための信号を出力する機能１と、単独運転状
態を最適な条件で検出するため発電機出力、発電機の機
器定数、その自動電圧調整器の伝達関数およびその調速
機の伝達関数とから機能１の信号に対して最適な微少変
動量と周期を演算して機能１に出力する機能２と、発電
機周波数の変動分を演算してその変動分が整定値以上に
なったことによって単独運転状態を検出する周波数リレ
ーである機能３を備えたことを特徴とする。
【００１１】単独運転の誤検出の防止策として、機能３
において低整定値を持つ第１段の周波数リレーと高整定
値を持つ第２段周波数リレーの２種類の周波数リレーを
設け、第１段リレー動作、第２段リレー不動作の条件が
成立してから一定期間だけ自動電圧調整器の電圧設定値
の微少変動量の大きさを増幅しその条件が成立してから
一定期間かつ第１段リレーと第２段リレーが共に動作し
た場合のみ単独運転を検出し、また、第１段、第２段の
リレーが共に動作した場合は微少変動量の大きさを増幅
せずに単独運転を検出することを特徴とする。
において低整定値を持つ第１段の周波数リレーと高整定
値を持つ第２段周波数リレーの２種類の周波数リレーを
設け、第１段リレー動作、第２段リレー不動作の条件が
成立してから一定期間だけ自動電圧調整器の電圧設定値
の微少変動量の大きさを増幅しその条件が成立してから
一定期間かつ第１段リレーと第２段リレーが共に動作し
た場合のみ単独運転を検出し、また、第１段、第２段の
リレーが共に動作した場合は微少変動量の大きさを増幅
せずに単独運転を検出することを特徴とする。
【００１２】発電機が連系されていない系統の短絡事故
時の発電機の加速に対して単独運転状態の誤検出を系統
の短絡事故除去リレーとの時限協調によって防止するた
め、機能３において周波数の変動分が整定値以上になっ
た時間を積分しその値が一定時間以上になったことによ
って単独運転状態を検出することを特徴とする。
時の発電機の加速に対して単独運転状態の誤検出を系統
の短絡事故除去リレーとの時限協調によって防止するた
め、機能３において周波数の変動分が整定値以上になっ
た時間を積分しその値が一定時間以上になったことによ
って単独運転状態を検出することを特徴とする。
【００１３】発電機が連系されていない系統の短絡事故
時の発電機の加速に対して単独運転状態の誤検出を防止
するため、機能３において短絡事故検出リレーの動作に
よって周波数リレーの出力信号をロックすることを特徴
とする。
時の発電機の加速に対して単独運転状態の誤検出を防止
するため、機能３において短絡事故検出リレーの動作に
よって周波数リレーの出力信号をロックすることを特徴
とする。
【００１４】機能１に対して、発電機の系統連系条件を
系統連系用遮断器の開閉信号によって検出し、発電機が
系統連系されているときだけ自動電圧調整器に微少変動
信号を出力することを特徴とする。
系統連系用遮断器の開閉信号によって検出し、発電機が
系統連系されているときだけ自動電圧調整器に微少変動
信号を出力することを特徴とする。
【００１５】常時、発電機の無効電力出力の変動分を監
視することによって機能１の不良を検出することを特徴
とする。
視することによって機能１の不良を検出することを特徴
とする。
【００１６】機能１の自動電圧調整器の電圧整定値微少
変動による発電機の無効電力出力の変動分が単独運転時
に小さくなることによって機能１の不良が誤検出される
ことを防止するため、発電機の系統連系条件を系統連系
用遮断器の開閉信号によって検出し、発電機が系統連系
されているときだけ機能１の不良検出をすることを特徴
とする。
変動による発電機の無効電力出力の変動分が単独運転時
に小さくなることによって機能１の不良が誤検出される
ことを防止するため、発電機の系統連系条件を系統連系
用遮断器の開閉信号によって検出し、発電機が系統連系
されているときだけ機能１の不良検出をすることを特徴
とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図１
〜図６を参照しながら説明する。
〜図６を参照しながら説明する。
【００１８】図１は本発明による同期電動機の単独運転
検出装置の実施の形態を示すもので、図１において６は
変圧器、７は配電線３に配設された変流器、８は計器用
変圧器、９は自動電圧調整器（ＡＶＲ）である。
検出装置の実施の形態を示すもので、図１において６は
変圧器、７は配電線３に配設された変流器、８は計器用
変圧器、９は自動電圧調整器（ＡＶＲ）である。
【００１９】また、図１において１０は演算制御部であ
って、演算部１１を有する。演算部１１は、変流器７に
よる配電線３に流れる電流検出信号Ｉと計器用変圧器８
による電圧信号Ｖを入力とし、後述する発電機定数，自
動電圧調整器伝達関数および調速機伝達関数をもとに演
算して、最適な微少変動周波数やその大きさを算出す
る。
って、演算部１１を有する。演算部１１は、変流器７に
よる配電線３に流れる電流検出信号Ｉと計器用変圧器８
による電圧信号Ｖを入力とし、後述する発電機定数，自
動電圧調整器伝達関数および調速機伝達関数をもとに演
算して、最適な微少変動周波数やその大きさを算出す
る。
【００２０】２０は周波数リレー部であって、詳細には
図２に示す構成であり、電流検出信号Ｉと電圧検出信号
Ｖを入力として、第１段リレー動作信号，同期発電機２
の単独運転検出信号，リセット信号および不良検出信号
を出力する。３０は外乱信号発生部であって、演算制御
部１０の演算部１１の演算出力信号である最適な微少変
動周波数信号を入力として外乱信号を発生する外乱信号
発生器３１と、外乱信号発生器３１の低ゲイン出力信
号，周波数リレー部２０の第１段リレー動作信号，およ
びしゃ断器４と５の補助接点４ｂと５ｂの接点信号を入
力とするナンドゲート３２と、外乱信号発生器３１の高
ゲイン出力信号，第１段リレー動作信号および補助接点
４ｂと５ｂの接点信号を入力とするアンドゲート３３お
よびナンドゲート３２の出力信号とナンドゲート３３の
出力信号をオア条件とするオアゲート３４によって構成
されている。
図２に示す構成であり、電流検出信号Ｉと電圧検出信号
Ｖを入力として、第１段リレー動作信号，同期発電機２
の単独運転検出信号，リセット信号および不良検出信号
を出力する。３０は外乱信号発生部であって、演算制御
部１０の演算部１１の演算出力信号である最適な微少変
動周波数信号を入力として外乱信号を発生する外乱信号
発生器３１と、外乱信号発生器３１の低ゲイン出力信
号，周波数リレー部２０の第１段リレー動作信号，およ
びしゃ断器４と５の補助接点４ｂと５ｂの接点信号を入
力とするナンドゲート３２と、外乱信号発生器３１の高
ゲイン出力信号，第１段リレー動作信号および補助接点
４ｂと５ｂの接点信号を入力とするアンドゲート３３お
よびナンドゲート３２の出力信号とナンドゲート３３の
出力信号をオア条件とするオアゲート３４によって構成
されている。
【００２１】図２は周波数リレー部２０の構成を示すも
ので、同図において２１ａは計器用変圧器８の電圧検出
信号Ｖを入力とする第１段リレー、２１ｂは同じく電圧
検出信号Ｖを入力とする第２段リレー、２２ａは第１段
リレー２１ａの出力を入力とする第１の積分タイマー、
２２ｂは第２段リレー２１ｂの出力信号を入力とする第
２の積分タイマーである。２３ａは第１の積分タイマー
２２ａと第２の積分タイマー２２ｂの出力信号をナンド
条件とする第１のナンドゲート、２４はナンドゲート２
３ａのナンド出力信号を入力としてオンするオンディレ
イタイマー、２５ａおよび２５ｂはオンディレイタイマ
ー２４のオン出力信号を入力として一定時間オンして、
信号Ｂ1，Ｂ2を出力する第１のスイッチング増幅回路お
よび第２のスイッチング増幅回路である。２６ａは第２
のスイッチング増幅回路２５ｂ，第１の積分タイマー２
２ａおよび第２の積分タイマー２２ｂの出力信号をアン
ド条件とする第１のアンドゲート、２７ａはアンドゲー
ト２６ａの出力信号Ａ1とナンドゲート２３ｂの出力信
号Ａ2を入力とする第１のオアゲートである。また、図
２において２８は計器用変圧器８の電圧検出信号Ｖを入
力とする不足電圧リレー（ＵＶＲ）、２７ｂは第２のオ
アゲート、２９は電流検出信号Ｉと電圧検出信号Ｖを入
力とする無効電力検出回路、２６ｂは無効電力検出回路
（Ｑ）２９の出力信号としゃ断器４と５の補助接点４ａ
と４ｂの接点入力信号をアンド条件とする第２のアンド
ゲート、２２ｃは第３の積分タイマーである。
ので、同図において２１ａは計器用変圧器８の電圧検出
信号Ｖを入力とする第１段リレー、２１ｂは同じく電圧
検出信号Ｖを入力とする第２段リレー、２２ａは第１段
リレー２１ａの出力を入力とする第１の積分タイマー、
２２ｂは第２段リレー２１ｂの出力信号を入力とする第
２の積分タイマーである。２３ａは第１の積分タイマー
２２ａと第２の積分タイマー２２ｂの出力信号をナンド
条件とする第１のナンドゲート、２４はナンドゲート２
３ａのナンド出力信号を入力としてオンするオンディレ
イタイマー、２５ａおよび２５ｂはオンディレイタイマ
ー２４のオン出力信号を入力として一定時間オンして、
信号Ｂ1，Ｂ2を出力する第１のスイッチング増幅回路お
よび第２のスイッチング増幅回路である。２６ａは第２
のスイッチング増幅回路２５ｂ，第１の積分タイマー２
２ａおよび第２の積分タイマー２２ｂの出力信号をアン
ド条件とする第１のアンドゲート、２７ａはアンドゲー
ト２６ａの出力信号Ａ1とナンドゲート２３ｂの出力信
号Ａ2を入力とする第１のオアゲートである。また、図
２において２８は計器用変圧器８の電圧検出信号Ｖを入
力とする不足電圧リレー（ＵＶＲ）、２７ｂは第２のオ
アゲート、２９は電流検出信号Ｉと電圧検出信号Ｖを入
力とする無効電力検出回路、２６ｂは無効電力検出回路
（Ｑ）２９の出力信号としゃ断器４と５の補助接点４ａ
と４ｂの接点入力信号をアンド条件とする第２のアンド
ゲート、２２ｃは第３の積分タイマーである。
【００２２】図１に示す同期発電機の単独運転検出装置
において、機能２である演算制御部１０においては演算
部１１が、配電線３すなわち電源１の電流検出信号Ｉと
電圧検出信号Ｖを入力として同期発電機２の発電機定
数，自動電圧調整器９の伝達関数および調速機（図示せ
ず）の伝達関数をもとに演算処理して最適な微少変動周
波数の大きさを算出する。
において、機能２である演算制御部１０においては演算
部１１が、配電線３すなわち電源１の電流検出信号Ｉと
電圧検出信号Ｖを入力として同期発電機２の発電機定
数，自動電圧調整器９の伝達関数および調速機（図示せ
ず）の伝達関数をもとに演算処理して最適な微少変動周
波数の大きさを算出する。
【００２３】機能３である周波数リレー部２０では、第
１段周波数リレー２１ａと第２段周波数リレー２１ｂ
は、それぞれ、電圧検出信号Ｖを入力して動作する。第
１の積分タイマー（Ｔ1）２２ａは第１段周波数リレー
２１ａの出力信号を、積分遅延して第１のナンドゲート
２３ａ，第１のアンドゲート２６ｂおよび第２のナンド
ゲート２３ｂに導く。同様にして、第２の積分タイマー
（Ｔ2）２２ｂは第２段周波数リレー２１ｂの出力信号
を、積分遅延して第１のナンドゲート２３ａ，第１のア
ンドゲート２６ａおよび第２のナンドゲート２３ｂに導
く。第１のナンドゲート２３ａは第１の積分タイマー２
２ａの出力有りのときのみ導通し、その出力信号をオン
ディレータイマー２４に導く。オンディレータイマー２
４の出力信号は第１，第２のスイッチング増幅回路２５
ａ，２５ｂおよび第２のナンドゲート２３ｂに導かれ
る。第１のスイッチング増幅回路２５ａは、入力有りで
一定時間オンになり、第１段周波数リレーだけ動作時の
微少変動量増幅信号を出力した第１段リレー動作信号を
機能１である外乱信号発生部３０に出力する。第２のス
イッチング増幅回路２５ｂもオンディレータイマー２４
からの入力有りの時だけ一定時間オンし、その出力信号
を第１のナンドゲート２６ａに導く。第１のナンドゲー
ト２６ａは、第１の積分タイマー２２ａの出力，第２の
積分タイマー２６ｂの出力および第２のスイッチング増
幅回路２５ｂの出力が全て有りの状態で動作して出力信
号Ａ1を第１のノアゲート２７ａに導く。第２のナンド
ゲート２３ｂは、第１，第２の積分タイマー２２ａ，２
２ｂの出力有りとオンディレータイマー２４の出力無し
の条件で動作し、出力信号Ａ2を第１のオアゲート２７
ａに導く。第１のノアゲート２７ａは第１のナンドゲー
ト２６ａの出力信号Ａ1と第２のナンドゲート２３ｂの
出力信号Ａ2をオア条件として同期発電機２の単独運転
検出信号を遮断器４に導き制御する。
１段周波数リレー２１ａと第２段周波数リレー２１ｂ
は、それぞれ、電圧検出信号Ｖを入力して動作する。第
１の積分タイマー（Ｔ1）２２ａは第１段周波数リレー
２１ａの出力信号を、積分遅延して第１のナンドゲート
２３ａ，第１のアンドゲート２６ｂおよび第２のナンド
ゲート２３ｂに導く。同様にして、第２の積分タイマー
（Ｔ2）２２ｂは第２段周波数リレー２１ｂの出力信号
を、積分遅延して第１のナンドゲート２３ａ，第１のア
ンドゲート２６ａおよび第２のナンドゲート２３ｂに導
く。第１のナンドゲート２３ａは第１の積分タイマー２
２ａの出力有りのときのみ導通し、その出力信号をオン
ディレータイマー２４に導く。オンディレータイマー２
４の出力信号は第１，第２のスイッチング増幅回路２５
ａ，２５ｂおよび第２のナンドゲート２３ｂに導かれ
る。第１のスイッチング増幅回路２５ａは、入力有りで
一定時間オンになり、第１段周波数リレーだけ動作時の
微少変動量増幅信号を出力した第１段リレー動作信号を
機能１である外乱信号発生部３０に出力する。第２のス
イッチング増幅回路２５ｂもオンディレータイマー２４
からの入力有りの時だけ一定時間オンし、その出力信号
を第１のナンドゲート２６ａに導く。第１のナンドゲー
ト２６ａは、第１の積分タイマー２２ａの出力，第２の
積分タイマー２６ｂの出力および第２のスイッチング増
幅回路２５ｂの出力が全て有りの状態で動作して出力信
号Ａ1を第１のノアゲート２７ａに導く。第２のナンド
ゲート２３ｂは、第１，第２の積分タイマー２２ａ，２
２ｂの出力有りとオンディレータイマー２４の出力無し
の条件で動作し、出力信号Ａ2を第１のオアゲート２７
ａに導く。第１のノアゲート２７ａは第１のナンドゲー
ト２６ａの出力信号Ａ1と第２のナンドゲート２３ｂの
出力信号Ａ2をオア条件として同期発電機２の単独運転
検出信号を遮断器４に導き制御する。
【００２４】また、機能３である周波数リレー部２０に
おいて、不足電圧リレー２８は、電圧検出信号Ｖを入力
として不足電圧を検出し、その出力信号を第２のオアゲ
ート２７ｂに入力する。オアゲート２７ｂは不足電圧リ
レー２８の出力信号と、第１段周波数リレー２１ａの不
動作期間が一定値以上である条件と、第２段周波数リレ
ー２１ｂの不動作期間が一定値以上であるという条件の
もとにリセット信号を出力する。無効電力検出リレー２
９は、電流検出信号Ｉと電圧検出信号Ｖを入力として、
その出力信号を第２のアンドゲート２６ｂに導く。第２
のアンドゲート２６ｂはさらに遮断器４の補助接点４ａ
の接点信号および遮断器５の補助接点５ａの接点信号を
入力条件として外乱信号発生部３０が不良であることを
示す検出信号を出力する。
おいて、不足電圧リレー２８は、電圧検出信号Ｖを入力
として不足電圧を検出し、その出力信号を第２のオアゲ
ート２７ｂに入力する。オアゲート２７ｂは不足電圧リ
レー２８の出力信号と、第１段周波数リレー２１ａの不
動作期間が一定値以上である条件と、第２段周波数リレ
ー２１ｂの不動作期間が一定値以上であるという条件の
もとにリセット信号を出力する。無効電力検出リレー２
９は、電流検出信号Ｉと電圧検出信号Ｖを入力として、
その出力信号を第２のアンドゲート２６ｂに導く。第２
のアンドゲート２６ｂはさらに遮断器４の補助接点４ａ
の接点信号および遮断器５の補助接点５ａの接点信号を
入力条件として外乱信号発生部３０が不良であることを
示す検出信号を出力する。
【００２５】外乱信号発生部３０では、外乱信号発生器
３１が演算制御部１０の演算部１１の出力信号を入力と
して低ゲインの外乱信号と高ゲインの外乱信号を出力す
る。ナンドゲート３２は、外乱信号発生器３１からの低
ゲイン外乱信号と、周波数リレー部２０からの第１段周
波数リレー動作信号と、遮断器４の補助接点４ｂと遮断
器５の補助接点５ｂのそれぞれの接点信号を入力条件と
して出力信号をオアゲート３４に導く。アンドゲート３
３は、外乱信号発生器３１の高ゲイン外乱信号と、周波
数リレー部２０の第１段周波数リレー動作信号と補助接
点４ｂと５ｂの接点信号を入力条件として、その出力信
号を自動電圧調整器９に電圧設定値微少変動信号として
入力する。
３１が演算制御部１０の演算部１１の出力信号を入力と
して低ゲインの外乱信号と高ゲインの外乱信号を出力す
る。ナンドゲート３２は、外乱信号発生器３１からの低
ゲイン外乱信号と、周波数リレー部２０からの第１段周
波数リレー動作信号と、遮断器４の補助接点４ｂと遮断
器５の補助接点５ｂのそれぞれの接点信号を入力条件と
して出力信号をオアゲート３４に導く。アンドゲート３
３は、外乱信号発生器３１の高ゲイン外乱信号と、周波
数リレー部２０の第１段周波数リレー動作信号と補助接
点４ｂと５ｂの接点信号を入力条件として、その出力信
号を自動電圧調整器９に電圧設定値微少変動信号として
入力する。
【００２６】外乱信号発生部３０は、同期発電機２の自
動電圧調整器９の電圧設定値に対して一定周期の微少変
動を与えるもので、外乱信号発生器３１により一定周期
の微少変動信号を発生する。その周期と大きさは演算制
御部１０によって演算された最適な値とする。
動電圧調整器９の電圧設定値に対して一定周期の微少変
動を与えるもので、外乱信号発生器３１により一定周期
の微少変動信号を発生する。その周期と大きさは演算制
御部１０によって演算された最適な値とする。
【００２７】演算制御部１０は、微少変動周期と大きさ
を後述する（１１）式または（１２）式から演算してそ
の結果を機能（１）３０に出力するものである。このた
め、演算部１１に発電機の電圧（Ｖ）と電流（Ｉ）及び
発電機１の機器定数、自動電圧調整器９の伝達関数、調
速機の伝達関数を入力し、ＶとＩから発電機１の出力を
求めた結果と上記定数や伝達関数値を（１１）式に代入
することによって（１２）式のように伝達関数が演算さ
れるので、最高感度となる変動周期を求めることができ
る。
を後述する（１１）式または（１２）式から演算してそ
の結果を機能（１）３０に出力するものである。このた
め、演算部１１に発電機の電圧（Ｖ）と電流（Ｉ）及び
発電機１の機器定数、自動電圧調整器９の伝達関数、調
速機の伝達関数を入力し、ＶとＩから発電機１の出力を
求めた結果と上記定数や伝達関数値を（１１）式に代入
することによって（１２）式のように伝達関数が演算さ
れるので、最高感度となる変動周期を求めることができ
る。
【００２８】また、周波数リレー部２０の周波数リレー
の整定値は系統連系時の常時の周波数によって誤動作し
ない値に決められるので、変動量の大きさは同期発電機
の単独運転時の周波数変動がこの整定値を超える様に決
められる。このようにして演算された最適な変動量の大
きさと周波数は機能２である演算制御部１０に出力され
る。周波数リレー部２０は発電機の電圧（Ｖ）を入力と
して、それより周波数変動を求め、この値が整定値を超
えたことによって同期発電機の単独運転状態を検出し、
受電点の遮断器４にトリップ指令を出力し、これにより
同期発電機の単独運転を防止する。
の整定値は系統連系時の常時の周波数によって誤動作し
ない値に決められるので、変動量の大きさは同期発電機
の単独運転時の周波数変動がこの整定値を超える様に決
められる。このようにして演算された最適な変動量の大
きさと周波数は機能２である演算制御部１０に出力され
る。周波数リレー部２０は発電機の電圧（Ｖ）を入力と
して、それより周波数変動を求め、この値が整定値を超
えたことによって同期発電機の単独運転状態を検出し、
受電点の遮断器４にトリップ指令を出力し、これにより
同期発電機の単独運転を防止する。
【００２９】単独運転の誤検出対策として、単独運転を
検出する周波数リレー部２０は、低整定値を持つ第１段
周波数リレー（ＦＲ１）２１ａと高整定値を持つ第２段
周波数リレー（ＦＲ２）２１ｂの２種類を設け、第１段
リレー動作、第２段リレー不動作の条件が成立してから
一定時間だけ（回路２５ａが入力が有ってから一定時間
だけオン）自動電圧調整器９の電圧整定値の微少変動量
の大きさを増幅し、その条件が成立してから一定期間
（回路２５ｂも回路２５ａと同じ）かつ第１段周波数リ
レー２１ａと第２段周波数リレー２１ｂが共に動作した
場合のみ同期発電機の単独運転状態として検出する。
検出する周波数リレー部２０は、低整定値を持つ第１段
周波数リレー（ＦＲ１）２１ａと高整定値を持つ第２段
周波数リレー（ＦＲ２）２１ｂの２種類を設け、第１段
リレー動作、第２段リレー不動作の条件が成立してから
一定時間だけ（回路２５ａが入力が有ってから一定時間
だけオン）自動電圧調整器９の電圧整定値の微少変動量
の大きさを増幅し、その条件が成立してから一定期間
（回路２５ｂも回路２５ａと同じ）かつ第１段周波数リ
レー２１ａと第２段周波数リレー２１ｂが共に動作した
場合のみ同期発電機の単独運転状態として検出する。
【００３０】また、系統側連系点の潮流が大きな場合は
単独運転に移行すると同期発電機２の入力と出力のアン
バランスが大きくなり同期発電機の周波数もそれに伴い
大きくなるので、単独運転移行直後に周波数リレーが第
１段および第２段ともに動作することがある。これに対
して検出時間に遅れが生じないように、第１段、第２段
のリレーが共に動作すると微少変動量の大きさを増幅せ
ずに単独運転を検出する。第１段周波数リレー２６ａの
整定値は、系統連系時の常時の周波数変動で誤動作しな
いように決め、第２段周波数リレー２１ｂの整定値は増
幅された微少変動量の大きさに対して決めれば、信頼性
の高い単独運転が可能になる。
単独運転に移行すると同期発電機２の入力と出力のアン
バランスが大きくなり同期発電機の周波数もそれに伴い
大きくなるので、単独運転移行直後に周波数リレーが第
１段および第２段ともに動作することがある。これに対
して検出時間に遅れが生じないように、第１段、第２段
のリレーが共に動作すると微少変動量の大きさを増幅せ
ずに単独運転を検出する。第１段周波数リレー２６ａの
整定値は、系統連系時の常時の周波数変動で誤動作しな
いように決め、第２段周波数リレー２１ｂの整定値は増
幅された微少変動量の大きさに対して決めれば、信頼性
の高い単独運転が可能になる。
【００３１】系統連系点の潮流が零の条件で同期発電機
の単独運転に移行した後の能動方式周波数リレーの応動
を図３に示す。同期発電機単独運転移行後の発電機周波
数は、後述する図１０〜図１３のシュミレーション結果
で示すように、ほぼ正弦波状に変化し、その大きさは時
間と共に徐々に大きくなり定常状態に落ちつく。よっ
て、周波の変動値が一定値以上になると動作する能動方
式の周波数リレーは図示するように動作復帰を繰り返
す。
の単独運転に移行した後の能動方式周波数リレーの応動
を図３に示す。同期発電機単独運転移行後の発電機周波
数は、後述する図１０〜図１３のシュミレーション結果
で示すように、ほぼ正弦波状に変化し、その大きさは時
間と共に徐々に大きくなり定常状態に落ちつく。よっ
て、周波の変動値が一定値以上になると動作する能動方
式の周波数リレーは図示するように動作復帰を繰り返
す。
【００３２】一方、配電系統短絡事故時には同期発電機
は加速されて周波数が増加するので、その場合の誤検出
を防止するため周波数リレーの出力にタイマーを設け
る。そのタイマーの整定値は配電変電所に設置されてい
る短絡事故用リレーによる事故除去時間に裕度を持たせ
た値とする。そのタイマーのカウントは上述のように単
独運転移行後に動作、復帰を繰返すので積分方式として
検出時間の遅延を防止する。また、短絡事故は不足電圧
リレー（ＵＶＲ）２８によって検出できることがあるの
で、不足電圧リレー２８を設けて周波数リレーの出力を
ロックし、短絡事故の誤検出を防止する。
は加速されて周波数が増加するので、その場合の誤検出
を防止するため周波数リレーの出力にタイマーを設け
る。そのタイマーの整定値は配電変電所に設置されてい
る短絡事故用リレーによる事故除去時間に裕度を持たせ
た値とする。そのタイマーのカウントは上述のように単
独運転移行後に動作、復帰を繰返すので積分方式として
検出時間の遅延を防止する。また、短絡事故は不足電圧
リレー（ＵＶＲ）２８によって検出できることがあるの
で、不足電圧リレー２８を設けて周波数リレーの出力を
ロックし、短絡事故の誤検出を防止する。
【００３３】タイマーのセット条件は、不足電圧リレー
２８の動作時とする。図４〜図６に機能（３）２０の動
作シーケンスを示す。図４は基本動作波形図、図５は第
１段周波数リレー２１ａのみの動作動作による微少変動
増幅における単独運転検出の動作波形図、図５は第１段
周波数リレー２１ａと第２段周波数リレー２１ｂの動作
が同じである場合の動作波形図、図６は第１段周波数リ
レー２１ａの動作による微少変動値増幅時における波形
図である。図４と図５において、ＦＲ１，ＦＲ２は第１
段，第２段周波数リレー２１ａ，２１ｂの動作波形を示
し、タイマ１，タイマ２は積分タイマー２２ａ，２２ｂ
の動作波形、Ｂ1，Ｂ2はスイッチング増幅回路２５ａ，
２５ｂの出力波形、Ａ1はアンドゲート２６ａの出力波
形、Ａ2はナンドゲート２３ｂの出力波形、Ｃは単独運
転検出波形を示す。図５に示すように、オンディレイタ
イマー整定値は第１の積分タイマー２２ａのリセット信
号Ｔ1と第２の積分タイマー２２ｂのリセット信号Ｔ2の
整定値が同じである場合、第１段周波数リレー２１ａと
第２段周波数リレー２１ｂの動作時間のばらつき以上に
する。
２８の動作時とする。図４〜図６に機能（３）２０の動
作シーケンスを示す。図４は基本動作波形図、図５は第
１段周波数リレー２１ａのみの動作動作による微少変動
増幅における単独運転検出の動作波形図、図５は第１段
周波数リレー２１ａと第２段周波数リレー２１ｂの動作
が同じである場合の動作波形図、図６は第１段周波数リ
レー２１ａの動作による微少変動値増幅時における波形
図である。図４と図５において、ＦＲ１，ＦＲ２は第１
段，第２段周波数リレー２１ａ，２１ｂの動作波形を示
し、タイマ１，タイマ２は積分タイマー２２ａ，２２ｂ
の動作波形、Ｂ1，Ｂ2はスイッチング増幅回路２５ａ，
２５ｂの出力波形、Ａ1はアンドゲート２６ａの出力波
形、Ａ2はナンドゲート２３ｂの出力波形、Ｃは単独運
転検出波形を示す。図５に示すように、オンディレイタ
イマー整定値は第１の積分タイマー２２ａのリセット信
号Ｔ1と第２の積分タイマー２２ｂのリセット信号Ｔ2の
整定値が同じである場合、第１段周波数リレー２１ａと
第２段周波数リレー２１ｂの動作時間のばらつき以上に
する。
【００３４】
【実施例】以下に、能動方式の性能をシミュレーション
結果で示す。その条件は以下の通りである。
結果で示す。その条件は以下の通りである。
【００３５】図７は同期発電機Ｇ1が系統連系されてい
る系統図と系統定数を示す。表１と２および図８と図９
は、その発電機の機器定数と調速機の定数および自動電
圧調整器の定数を示す。発電機の有効電力出力を１．８
３ＭＷ，無効電力出力を０．４ＭＶαγ（遅れ），構内
負荷Ｌ1の消費電力を有効電力０．９１６ＭＷ，無効電
力０．４ＭＶαγ（遅れ）とし、残りの有効電力０．９
１６ＭＷが逆潮流され外部負荷Ｌ0で消費されるものと
する。この条件では系統側連系点の遮断器ＣＢＯの潮流
は零になる。
る系統図と系統定数を示す。表１と２および図８と図９
は、その発電機の機器定数と調速機の定数および自動電
圧調整器の定数を示す。発電機の有効電力出力を１．８
３ＭＷ，無効電力出力を０．４ＭＶαγ（遅れ），構内
負荷Ｌ1の消費電力を有効電力０．９１６ＭＷ，無効電
力０．４ＭＶαγ（遅れ）とし、残りの有効電力０．９
１６ＭＷが逆潮流され外部負荷Ｌ0で消費されるものと
する。この条件では系統側連系点の遮断器ＣＢＯの潮流
は零になる。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】自動電圧調整器（ＡＶＲ）の電圧設定値を
定格電圧の大きさに対して１％のピーク値をもつ０．４
Ｈｚの正弦波で微少変動させ、系統側連系点の遮断器を
１秒で開放させた場合のＡＶＲ電圧設定値変動量，発電
機周波数，端子電圧，発電機の無効電力の変動量を図１
０〜１３に示す。
定格電圧の大きさに対して１％のピーク値をもつ０．４
Ｈｚの正弦波で微少変動させ、系統側連系点の遮断器を
１秒で開放させた場合のＡＶＲ電圧設定値変動量，発電
機周波数，端子電圧，発電機の無効電力の変動量を図１
０〜１３に示す。
【００３９】図１０〜図１３に示すように、系統連系時
には発電機周波数は殆ど変動しないが、単独運転移行後
の周波数変動は大きい。発電機の端子電圧の変動量も同
様である。一方、無効電力の変動量は逆の傾向になって
いる。
には発電機周波数は殆ど変動しないが、単独運転移行後
の周波数変動は大きい。発電機の端子電圧の変動量も同
様である。一方、無効電力の変動量は逆の傾向になって
いる。
【００４０】次に、自動電圧調整器（ＡＶＲ）の電圧設
定値の変動量（１％）を一定として、変動周期を変化さ
せた場合の単独運転時の周波数変動（第一波の大きさ）
を図１４に示す。これより変動周期０．４Ｈｚで最高感
度が得られることが分かる。系統連系時の系統へ与える
影響をより少なくするために、このような最高感度とな
る変動周期の選択が重要である。また、ＡＶＲの電圧設
定値の変動量、変動周期を１％，０．４Ｈｚ一定とし
て、発電機の有効電力出力を変化させた場合の単独運転
時の発電機周波数（第一波の大きさ）を図１５に示す。
これより発電機の有効電力に比例して周波数が変動する
ことが分かる。
定値の変動量（１％）を一定として、変動周期を変化さ
せた場合の単独運転時の周波数変動（第一波の大きさ）
を図１４に示す。これより変動周期０．４Ｈｚで最高感
度が得られることが分かる。系統連系時の系統へ与える
影響をより少なくするために、このような最高感度とな
る変動周期の選択が重要である。また、ＡＶＲの電圧設
定値の変動量、変動周期を１％，０．４Ｈｚ一定とし
て、発電機の有効電力出力を変化させた場合の単独運転
時の発電機周波数（第一波の大きさ）を図１５に示す。
これより発電機の有効電力に比例して周波数が変動する
ことが分かる。
【００４１】能動方式の性能（理論的検討結果）次に能
動方式について理論的な検討を行う。発電機モデルは、
能動方式に対してダンパ巻線の影響は殆どないので、こ
の巻線の影響を無視した過渡モデルを使用する。
動方式について理論的な検討を行う。発電機モデルは、
能動方式に対してダンパ巻線の影響は殆どないので、こ
の巻線の影響を無視した過渡モデルを使用する。
【００４２】同期発電機に対する二軸理論より、単独運
転時には次式が成立する。
転時には次式が成立する。
【００４３】
【数１】 Ｉe＝ＬT（Ｅ′q）2 ………（１）
【００４４】
【数２】 Ｖfd＝ＬfdＥq′＋Ｔd′0（ｄ／ｄｔ）Ｅq′……（２）
【００４５】
【数３】 Ｅt＝ＬetＥq′ ………（３） 但し、Ｔe，Ｖfd，Ｅtは発電機の電気的出力トルク，界
磁電圧、Ｅq′は発電機のｑ軸過渡電圧、Ｔd′0はｄ軸
開路過渡時定数であって、ＬT，Ｌfd，Ｌetは次式で定
義される。
磁電圧、Ｅq′は発電機のｑ軸過渡電圧、Ｔd′0はｄ軸
開路過渡時定数であって、ＬT，Ｌfd，Ｌetは次式で定
義される。
【００４６】
【数４】
【００４７】ＺL＝ＲL＋ｊＸLは発電機出力に対応する
インピーダンスであり、（４）式でＺL以外の定数は表
１に示してある。能動方式による変動は微少なので
（１）〜（３）式を線形近似してラプラス変換すると次
式が得られる。
インピーダンスであり、（４）式でＺL以外の定数は表
１に示してある。能動方式による変動は微少なので
（１）〜（３）式を線形近似してラプラス変換すると次
式が得られる。
【００４８】
【数５】 △Ｔe＝２ＬTＥq′0・△Ｅq′ ………
（５）
（５）
【００４９】
【数６】 △Ｖfd（Ｌfd＋ＳＴd′0）△Ｅq′……
（６）
（６）
【００５０】
【数７】 △ｅt＝Ｌet△Ｅq′ ………
（７） 但し、△Ｔe，△Ｖfd，△ｅt，△Ｅ′qはＴe，Ｖfd，ｅ
t，Ｅ′qの微少変動に対するラプラス変換値、Ｅq′0は
系統連系時のＥq′の平均値である。
（７） 但し、△Ｔe，△Ｖfd，△ｅt，△Ｅ′qはＴe，Ｖfd，ｅ
t，Ｅ′qの微少変動に対するラプラス変換値、Ｅq′0は
系統連系時のＥq′の平均値である。
【００５１】次に図８の調速機回路について、基準速度
と負荷設定値が一定として線形近似すると次式が得られ
る。
と負荷設定値が一定として線形近似すると次式が得られ
る。
【００５２】
【数８】 △Ｔm＝−ＧGOV △ωm ………（８） 但し、△Ｔm，△ωmは原動機出力Ｔm，発電機回転速度
ωmの微少変動に対するラプラス変換値、ＧGOVは調速機
（ガバナー）回路伝達関数であって、ＧGOV＝｛１０．
０／（１＋０．１Ｓ）｝×｛１．０／（１＋０．６
Ｓ）｝である。
ωmの微少変動に対するラプラス変換値、ＧGOVは調速機
（ガバナー）回路伝達関数であって、ＧGOV＝｛１０．
０／（１＋０．１Ｓ）｝×｛１．０／（１＋０．６
Ｓ）｝である。
【００５３】また、図９の自動電圧調整器（ＡＶＲ）回
路について、端子電圧検出回路の時定数は小さいのでこ
れを無視して線形近似すると次式が得られる。
路について、端子電圧検出回路の時定数は小さいのでこ
れを無視して線形近似すると次式が得られる。
【００５４】
【数９】 △Ｖfd＝ＧAVR（△ＶAVR−△ｅt） ………（９） 但し、△ＶAVRはＡＶＲ電圧設定値の微少変動に対する
伝達関数、ＧAVRはＡＶＲ回路伝達関数であって、ＧAVR
＝｛１０．０（１＋１．５６Ｓ）／１．５６Ｓ｝×
｛１．０／（１＋０．２Ｓ）｝である。発電機の動揺方
程式を線形近似すると次式が成立する。
伝達関数、ＧAVRはＡＶＲ回路伝達関数であって、ＧAVR
＝｛１０．０（１＋１．５６Ｓ）／１．５６Ｓ｝×
｛１．０／（１＋０．２Ｓ）｝である。発電機の動揺方
程式を線形近似すると次式が成立する。
【００５５】
【数１０】 ２Ｈ（ｄ△ωn／ｄｔ）＝△Ｔm−△Ｔe ………（１０） 但し、２Ｈは発電機（原動機を含む）慣性定数であり、
（５），（６），（７），（８），（９），（１０）式
から単独運転時の伝達関数ブロック図を作成すると図１
６になる。図１６のブロック図よりＡＶＲ電圧設定値変
動△ＶAVRに対する発電機周波数の伝達関数△ωm（発電
機回転速度）は次式になる。
（５），（６），（７），（８），（９），（１０）式
から単独運転時の伝達関数ブロック図を作成すると図１
６になる。図１６のブロック図よりＡＶＲ電圧設定値変
動△ＶAVRに対する発電機周波数の伝達関数△ωm（発電
機回転速度）は次式になる。
【００５６】
【数１１】
【００５７】（１１）式より、単独運転時の発電機の周
波数変動は、発電機の機器定数とその出力状態で定まる
定数Ｌt，Ｌfd，Ｌetと系統連系時のｑ軸過渡電圧の平
均値Ｅq′O、ｄ軸開路過渡時定数Ｔd′O及びＡＶＲ，ガ
バナー回路の伝達関数ＧAVR,GGOV、発電機の単位慣性定
数２Ｈで決定される。（１１）式に於いて、発電機の有
効電力出力が１．８３ＭＷ，無効電力出力が０．２６７
ＭＶαγでかつ系統側連系点の潮流が零の条件で△ωm
の伝達関数を求めた結果を次式に示す。
波数変動は、発電機の機器定数とその出力状態で定まる
定数Ｌt，Ｌfd，Ｌetと系統連系時のｑ軸過渡電圧の平
均値Ｅq′O、ｄ軸開路過渡時定数Ｔd′O及びＡＶＲ，ガ
バナー回路の伝達関数ＧAVR,GGOV、発電機の単位慣性定
数２Ｈで決定される。（１１）式に於いて、発電機の有
効電力出力が１．８３ＭＷ，無効電力出力が０．２６７
ＭＶαγでかつ系統側連系点の潮流が零の条件で△ωm
の伝達関数を求めた結果を次式に示す。
【００５８】
【数１２】
【００５９】（１２）式は発電機の出力状態、発電機の
機器定数、ＡＶＲ，ガバナー回路の伝達関数、ＡＶＲの
電圧設定値の変動量、変動周期によって発電機の周波数
変動を演算できることを示している。（１２）式に対し
てボード線図を求めると図１７になりＡＶＲ電圧設定値
の変動周波数が０．４Ｈｚで、発電機周波数に対して最
高感度が得られることを示している。これは図１４に示
すシミュレーション結果とほぼ一致している。
機器定数、ＡＶＲ，ガバナー回路の伝達関数、ＡＶＲの
電圧設定値の変動量、変動周期によって発電機の周波数
変動を演算できることを示している。（１２）式に対し
てボード線図を求めると図１７になりＡＶＲ電圧設定値
の変動周波数が０．４Ｈｚで、発電機周波数に対して最
高感度が得られることを示している。これは図１４に示
すシミュレーション結果とほぼ一致している。
【００６０】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、発電機出力、
発電機の機器定数、その自動電圧調整器の伝達関数およ
びその調速機の伝達関数とからその微少変動量に対して
最適な周期、大きさを演算し、その値を自動電圧調整器
の電圧設定値変動量とすることによって効果的な単独運
転検出が可能になる。
発電機の機器定数、その自動電圧調整器の伝達関数およ
びその調速機の伝達関数とからその微少変動量に対して
最適な周期、大きさを演算し、その値を自動電圧調整器
の電圧設定値変動量とすることによって効果的な単独運
転検出が可能になる。
【００６１】請求項２の発明によれば、単独運転の誤検
出防止策として、単独運転を検出する周波数リレーは低
整定値を持つ第１段と高整定値を持つ第２段の２種類を
設け、第１段リレー動作、第２段リレー不動作の条件が
成立してから一定期間だけ自動電圧調整器の電圧設定値
の微少変動量の大きさを増幅し、その条件が成立してか
ら一定期間かつ第１段リレーと第２段リレーが共に動作
した場合のみ同期発電機の単独運転状態として検出す
る。また、系統側連系点の潮流が大きな場合は単独運転
に移行すると同期発電機の入力と出力のアンバランスが
大きくなり発電機周波数もそれに伴い大きくなるので、
単独運転移行直後に周波数リレーが第１段及び第２段共
に動作することがある。これに対して検出時間に遅れが
生じないよう、第１段、第２段のリレーが共に動作する
と微少変動量の大きさを増幅せずに単独運転を検出す
る。第１段リレーの整定値は、系統連系時の常時の周波
数変動で誤動作しないように決め、第２段リレーの整定
値は増幅された微少変動量の大きさに対して決めれば、
信頼性の高い単独運転検出が可能になる。
出防止策として、単独運転を検出する周波数リレーは低
整定値を持つ第１段と高整定値を持つ第２段の２種類を
設け、第１段リレー動作、第２段リレー不動作の条件が
成立してから一定期間だけ自動電圧調整器の電圧設定値
の微少変動量の大きさを増幅し、その条件が成立してか
ら一定期間かつ第１段リレーと第２段リレーが共に動作
した場合のみ同期発電機の単独運転状態として検出す
る。また、系統側連系点の潮流が大きな場合は単独運転
に移行すると同期発電機の入力と出力のアンバランスが
大きくなり発電機周波数もそれに伴い大きくなるので、
単独運転移行直後に周波数リレーが第１段及び第２段共
に動作することがある。これに対して検出時間に遅れが
生じないよう、第１段、第２段のリレーが共に動作する
と微少変動量の大きさを増幅せずに単独運転を検出す
る。第１段リレーの整定値は、系統連系時の常時の周波
数変動で誤動作しないように決め、第２段リレーの整定
値は増幅された微少変動量の大きさに対して決めれば、
信頼性の高い単独運転検出が可能になる。
【００６２】請求項３又は４の発明によれば、系統短絡
事故に対する単独運転検出の誤動作対策に関する発明で
あり、これによって短絡事故時の誤動作を防止できる。
事故に対する単独運転検出の誤動作対策に関する発明で
あり、これによって短絡事故時の誤動作を防止できる。
【００６３】請求項５の発明によれば、系統連系されて
いるときだけ、自動電圧調整器の電圧設定値に微少変動
を与えることにより信頼性の高い単独運転検出方式が可
能になる。
いるときだけ、自動電圧調整器の電圧設定値に微少変動
を与えることにより信頼性の高い単独運転検出方式が可
能になる。
【００６４】請求項６の発明によれば、発電機の無効電
力出力の変動量が一定値以下になることによって自動電
圧調整器の電圧設定値に微少変動を与える回路の不良を
検出することにより、信頼性の高い単独運転検出方式が
可能になる。
力出力の変動量が一定値以下になることによって自動電
圧調整器の電圧設定値に微少変動を与える回路の不良を
検出することにより、信頼性の高い単独運転検出方式が
可能になる。
【００６５】請求項７の発明によれば、請求項６の発明
に対して系統連系されているときだけ不良検出すること
により信頼性の高い監視が可能になる。
に対して系統連系されているときだけ不良検出すること
により信頼性の高い監視が可能になる。
【図１】本発明の実施の形態による同期発電機の単独運
転検出装置を示すブロック結線図。
転検出装置を示すブロック結線図。
【図２】図１の同期発電機の単独運転検出装置の要部の
ブロック結線図。
ブロック結線図。
【図３】能動方式による周波数変動とリレー応動を示す
波形図。
波形図。
【図４】図１の装置における要部の動作シーケンス図。
【図５】図１の装置における要部の動作シーケンス図。
【図６】図１の装置における要部の動作シーケンス図。
【図７】本発明の実施例としてのシミュレーションを示
すブロック図。
すブロック図。
【図８】本発明の実施例としてのシミュレーションを示
すブロック図。
すブロック図。
【図９】本発明の実施例としてのシミュレーションを示
すブロック図。
すブロック図。
【図１０】本発明の実施例としてのシミュレーションに
よる特性波形図。
よる特性波形図。
【図１１】本発明の実施例としてのシミュレーションに
よる特性波形図。
よる特性波形図。
【図１２】本発明の実施例としてのシミュレーションに
よる特性波形図。
よる特性波形図。
【図１３】本発明の実施例としてのシミュレーションに
よる特性波形図。
よる特性波形図。
【図１４】本発明の実施例としてのシミュレーションに
よる特性波形図。
よる特性波形図。
【図１５】本発明の実施例としてのシミュレーションに
よる特性波形図。
よる特性波形図。
【図１６】本発明の実施例としてのシミュレーションに
よる伝達関数ブロック図。
よる伝達関数ブロック図。
【図１７】図１６の伝達関数を用いた発電機周波数のボ
ード線図。
ード線図。
【図１８】同期発電機を連系した電力系統のブロック
図。
図。
１…電力系統の配電変電所 ２…同期発電機 ３…配電線 ４…系統連系遮断器 ４ａ，４ｂ…遮断器補助接点 ５ａ，５ｂ…遮断器補助接点 ５…遮断器 ７…変流器 ８…計器用変圧器 ９…自動電圧調整器 １０…演算制御部 １１…演算部 ２０…周波数リレー部 ２１ａ…第１段周波数リレー ２１ｂ…第２段周波数リレー ２２ａ…第１の積分タイマー ２２ｂ…第２の積分タイマー ２３ａ，２３ｂ…ナンドゲート ２４…オンディレータイマー ２５ａ，２５ｂ…スイッチング増幅回路 ２６ａ，２６ｂ…アンドゲート ２７ａ，２７ｂ…オアゲート ２８…不足電圧リレー ２９…無効電力検出回路 ３０…外乱信号発生部 ３１…外乱信号発生器 ３２…ナンドゲート ３３…アンドゲート ３４…オアゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲斐 隆章 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 金田 裕敏 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 (72)発明者 藤本 敏朗 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内
Claims (7)
- 【請求項１】 電力系統に分散型電源として連系された
同期発電機を解列して単独運転となることを検出する単
独運転検出方法において、 前記同期発電機の出力と機器定数，当該同期発電機の自
動電圧調整器の伝達関数および当該調速機の伝達関数と
から周波数の微少変動量と周期を算出する演算制御部
と、 前記同期発電機周波数変動分を演算してその変動分が整
定値以上になったことを条件に単独運転となったことを
検出する周波数リレー部、および前記演算部によって算
出された電力量の微少変動量と同期と前記周波数リレー
部の検出信号を入力条件として、前記同期発電機の自動
電圧調整器に対して外乱信号を入力する外乱信号発生部
からなり、 前記外乱信号発生部より前記自動電圧調整器に電圧設定
値微少変動信号を出力し、その電圧設定値を所定周期で
微少変動させることを特徴とする、 同期発電機の単独運転検出方法。 - 【請求項２】 前記周波数リレー部において低整定値を
持つ第１段の周波数リレーと高整定値を持つ第２段周波
数リレーの２種類の周波数リレーを設け、第１段リレー
動作、第２段リレー不動作の条件が成立してから一定期
間だけ自動電圧調整器の電圧設定値の微少変動量の大き
さを増幅しその条件が成立してから一定期間かつ第１段
リレーと第２段リレーが共に動作した場合のみ単独運転
を検出し、また、第１段、第２段のリレーが共に動作し
た場合は微少変動量の大きさを増幅せずに単独運転を検
出することを特徴とする請求項１に記載の同期発電機の
単独運転検出方法。 - 【請求項３】 前記周波数リレー部において、周波数の
変動分が整定値以上になった時間を積分しその値が所定
時間以上になったことを条件に前記同期発電機の単独運
転を検出し、前記同期発電機が連系されていない系統の
短絡事故時の発電機の加速に対して単独運転状態の誤検
出を系統の短絡事故除去リレーとの時限協調によって防
止することを特徴とする、請求項１に記載の同期発電機
の単独運転検出方法。 - 【請求項４】 前記周波数リレー部において短絡事故検
出リレーの動作によって周波数リレーの出力信号をロッ
クし、前記同期発電機が連系されていない系統の短絡事
故時の該同期発電機の加速に対して単独運転状態の誤検
出を防止する、ことを特徴とする請求項１に記載の同期
発電機の単独運転検出方法。 - 【請求項５】 前記同期発電機の系統条件を連系用遮断
器の開閉信号によって検出し、前記同期発電機が系統連
系されているときのみ前記外乱信号発生部を前記自動電
圧調整器への微少変動信号を出力させることを特徴とす
る請求項１に記載の同期発電機の単独運転検出方法。 - 【請求項６】 前記周波数リレー部が、前記同期発電機
の無効電力の変動分を監視し、前記外乱信号発生部の不
良を検出することを特徴とする請求項１に記載の同期発
電機の単独運転検出方法。 - 【請求項７】 前記同期発電機の系統連系条件を系統連
系用遮断器の開閉信号によって検出し、当該同期発電機
が系統連系されているときだけ前記外乱信号発生部の不
良を検出し、該同期発電機の電圧設定値微少変動による
前記同期発電機の無効電力出力の変動分が単独運転時に
小さくなることによる前記外乱信号発生部の不良が誤検
出されることを防止することを特徴とする、請求項６に
記載の同期発電機の単独運転検出方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01957296A JP3629324B2 (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 同期発電機の単独運転検出方法 |
| DE69623692T DE69623692T2 (de) | 1995-05-31 | 1996-05-30 | Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren des Islanding-Betriebes eines verteilten Generators |
| EP96108609A EP0746078B1 (en) | 1995-05-31 | 1996-05-30 | Method and apparatus for detecting islanding operation of dispersed generator |
| US08/655,817 US5808449A (en) | 1995-02-06 | 1996-05-31 | Method and apparatus for detecting islanding operation of dispersed generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01957296A JP3629324B2 (ja) | 1996-02-06 | 1996-02-06 | 同期発電機の単独運転検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09215204A true JPH09215204A (ja) | 1997-08-15 |
| JP3629324B2 JP3629324B2 (ja) | 2005-03-16 |
Family
ID=12003007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01957296A Expired - Fee Related JP3629324B2 (ja) | 1995-02-06 | 1996-02-06 | 同期発電機の単独運転検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3629324B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007252127A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 同期発電機用単独運転検出装置 |
| JP2007252128A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置 |
-
1996
- 1996-02-06 JP JP01957296A patent/JP3629324B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007252127A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 同期発電機用単独運転検出装置 |
| JP2007252128A (ja) * | 2006-03-17 | 2007-09-27 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電力系統安定化機能を有する同期発電機用単独運転検出装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3629324B2 (ja) | 2005-03-16 |
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