JPH0993797A - プラント制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発電機遮断器１６の遮断容量が大きくなると
ともに、装置構成が複雑になる課題があった。 【解決手段】 事故検出手段９，１０，１７，１８によ
り事故を検出されると、送電遮断器６及び界磁遮断器３
７をトリップするとともに、そのトリップが完了したの
ち発電機遮断器１６をトリップするようにしたものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、揚水発電所に設
置されている発電電動機の主回路等に発生した事故電流
を遮断するとともに、その発電電動機の始動・停止を制
御するプラント制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７は例えば「三菱電機技報」Ｖｏｌ．
４９ Ｎｏ．９ １９７５ 第６２５頁に示された従来
のプラント制御装置を示す単線結線図であり、図におい
て、１は揚水発電用の発電電動機、２は発電電動機１の
主回路、３は所内回路、４は発電電動機１の励磁回路、
５は発電電動機１の主回路２を電力系統に連繋する送電
線、６は送電遮断器、７は変流器である。

【０００３】また、８は発電電動機１の主回路２に設置
された主変圧器、９は変圧器過電流リレー、１０は変圧
器比率差動リレー、１１は発電運転用の相反転断路器、
１２は揚水運転用の相反転断路器、１３，１４，１５は
発電電動機１の主回路２に設置された変流器、１６は発
電電動機１の主回路２に設置された発電機遮断器、１７
は発電機過電流リレー、１８は発電機比率差動リレー、
１９は発電電動機１の端子を短絡する電気ブレーキ用断
路器である。

【０００４】また、２０は主変圧器８の所内回路側に接
続された事故電流抑制用のＡＣリアクトル、２１，２
２，２３は所内回路３に設置された変流器、２４，２５
は所内回路３に設置された所内遮断器、２６は所内変圧
器、２７は所内変圧器過電流リレー、２８は所内変圧器
比率差動リレー、２９は所内電源母線、３０は遮断器で
ある。

【０００５】さらに、３１は自励用の励磁用変圧器、３
２は自励用の励磁遮断器、３３は他励用の励磁用変圧
器、３４は他励用の励磁遮断器、３５はサイリスタ励磁
装置３６を介して励磁電流を制御する自動電圧調整器、
３７は励磁回路４に設置された界磁遮断器、３８は界磁
遮断器３７が開状態になると閉状態になる一方、界磁遮
断器３７が閉状態になると開状態になるコンタクタ、３
９は発電電動機１の界磁巻線、４０は界磁放電抵抗であ
る。

【０００６】次に動作について説明する。まず、発電電
動機１の主回路２で事故が発生した場合、過電流リレー
または比率差動リレーが主回路２に流れる電流から事故
の発生を検出する。具体的に説明すると、変流器７と変
流器１４の間、若しくは、変流器７と変流器２２の間で
事故が発生した場合には、変圧器過電流リレー９または
変圧器比率差動リレー１０の少なくとも一方が、主回路
２に流れる電流から事故の発生を検出する。また、変流
器１３と変流器１５の間で事故が発生した場合には、発
電機過電流リレー１７または発電機比率差動リレー１８
の少なくとも一方が、主回路２に流れる電流から事故の
発生を検出する。

【０００７】そして、変圧器過電流リレー９，変圧器比
率差動リレー１０，発電機過電流リレー１７または発電
機比率差動リレー１８の何れかが事故の発生を検出する
と、図示せぬ保護回路が動作して、送電遮断器６，発電
機遮断器１６及び界磁遮断器３７を同時にトリップす
る。これにより、主回路２で発生した事故電流は遮断さ
れ、また、発電電動機１の界磁巻線３９に供給する励磁
電流が遮断されることになる。

【０００８】次に、発電電動機１の所内回路３で事故が
発生した場合、例えば、変流器２１と変流器２３の間で
事故が発生した場合、所内変圧器過電流リレー２７また
は所内変圧器比率差動リレー２８の少なくとも一方が、
所内回路３に流れる電流から事故の発生を検出する。そ
して、所内変圧器過電流リレー２７または所内変圧器比
率差動リレー２８の少なくとも一方が事故の発生を検出
すると、図示せぬ保護回路が動作して、所内遮断器２
４，２５を同時にトリップする。これにより、所内回路
３で発生した事故電流は遮断されることになる。

【０００９】ここで、所内回路３にＡＣリアクトル２０
を設置している理由であるが、ＡＣリアクトル２０と所
内変圧器２６の間で事故が発生した場合、所内回路３に
対して、電力系統と発電電動機１の双方から事故電流が
流入する関係上、所内回路３に流れる事故電流が非常に
大きくなる。従って、当該事故電流を遮断するためには
所内遮断器２４の遮断容量を大きくする必要性が生じて
しまうので、当該事故電流を抑制して、所内遮断器２４
の遮断容量を小さくすべく、所内回路３にＡＣリアクト
ル２０を設置している。

【００１０】なお、発電電動機１の制御であるが、始
動，電気ブレーキ，初期励磁，初充電等のごとく自励運
転できない場合は、励磁遮断器３４を閉じて、励磁遮断
器３２を開くことにより、励磁用変圧器３３から電力を
受けて他励運転する。一方、自励運転できる場合は、励
磁遮断器３２を閉じて、励磁遮断器３４を開くことによ
り、励磁用変圧器３１から電力を受けて自励運転する。

【００１１】上記従来例では、１台の発電電動機から構
成された揚水発電所のプラント制御装置について説明し
たが、以下、２台の発電電動機から構成された揚水発電
所のプラント制御装置について説明する。図８はプラン
ト制御装置の他の従来例を示す単線結線図であり、図に
おいて、５１ａ，５１ｂは揚水発電用の発電電動機、５
２ａは発電電動機５１ａの主回路、５２ｂは発電電動機
５１ｂの主回路、５３ａは発電電動機５１ａの励磁回
路、５３ｂは発電電動機５１ｂの励磁回路である。

【００１２】また、５４は主回路５２ａ，５２ｂを電力
系統に連繋する送電線、５５は送電遮断器、５６は一端
が送電遮断器５５の発電所側と接続され、他端が接地さ
れた点検用の接地断路器、５７ａ，５７ｂは特高側断路
器、５８ａ，５８ｂは主回路５２ａ，５２ｂにそれぞれ
設置された主変圧器、５９ａ，５９ｂは発電運転用の相
反転断路器、６０ａ，６０ｂは揚水運転用の相反転断路
器、６１ａ，６１ｂは発電機遮断器、６２ａ，６２ｂは
発電電動機５１ａ，５１ｂの端子をそれぞれ短絡する電
気ブレーキ用断路器である。

【００１３】また、６３ａ，６３ｂは界磁巻線６５ａ，
６５ｂに励磁電流を供給するサイリスタ励磁装置、６４
ａ，６４ｂは励磁回路５３ａ，５３ｂにそれぞれ設置さ
れた界磁遮断器、６５ａ，６５ｂはそれぞれ発電電動機
５１ａ，５１ｂの界磁巻線、６６ａ，６６ｂ，６７ａ，
６７ｂは始動用断路器、６８はサイリスタ始動装置であ
る。

【００１４】次に動作について説明する。まず、発電電
動機を停止する場合の手順を説明する。例えば、発電電
動機５１ａを停止する場合（発電電動機５１ｂの停止も
同様であるので説明を省略する）、最初に、図示せぬ制
御回路が、発電機遮断器６１ａを開放するとともに、サ
イリスタ励磁装置６３ａを制御して、界磁巻線６５ａに
供給する励磁電流を零にする。

【００１５】そして、図示せぬ制御回路が、電気ブレー
キ用断路器６２ａを閉路して発電電動機５１ａの端子を
短絡状態にしたのち、サイリスタ励磁装置６３ａを制御
して、発電電動機５１ａに定格電流が流れる程度の励磁
電流を界磁巻線６５ａに供給し、電気ブレーキを印加す
る。これにより、発電電動機５１ａは停止することにな
る。

【００１６】次に、発電電動機を同期始動する場合の手
順を説明する。例えば、発電電動機５１ｂで発電電動機
５１ａを同期始動する場合、最初に、図示せぬ制御回路
が、電気ブレーキ用断路器６２ｂ，始動用断路器６７ｂ
及び相反転断路器５９ｂ，６０ｂを開放し、発電機遮断
器６１ｂ及び始動用断路器６６ｂを投入する。

【００１７】そして、図示せぬ制御回路が、電気ブレー
キ用断路器６２ａ，発電機遮断器６１ａ，始動用断路器
６６ａ，相反転断路器５９ａ，接地断路器５６を開放
し、相反転断路器６０ａ，始動用断路器６７ａ，特高側
断路器５７ａ及び送電遮断器５５を投入する。そして、
図示せぬ制御回路が、界磁遮断器６４ａ，６４ｂを投入
するとともに、同期始動励磁をサイリスタ励磁装置６３
ａ，６３ｂに指令して、界磁巻線６５ａ，６５ｂに励磁
電流を供給する。

【００１８】そして、この状態で、発電電動機５１ｂを
ポンプ水車によって徐々に加速することにより、発電電
動機５１ｂから下記の電力供給ルートで発電電動機５１
ａに電力を供給し、発電電動機５１ａを加速する。 ・電力供給ルート 発電電動機５１ｂ→発電機遮断器６１ｂ→始動用断路器
６６ｂ→始動用断路器６７ａ→発電電動機５１ａ

【００１９】そして、発電電動機５１ａの速度が同期速
度に到達したら、図示せぬ制御回路が、発電電動機５１
ａと送電線側との同期を取って、発電機遮断器６１ａを
同期投入するとともに、発電機遮断器６１ｂを開放す
る。これにより、発電電動機５１ａの同期始動が完了し
て揚水運転に入る一方、発電電動機５１ｂは停止する。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】従来のプラント制御装
置は以上のように構成されているので、発電電動機１の
主回路２で事故が発生すると送電遮断器６及び発電機遮
断器１６によって事故電流が遮断されるが（図７参
照）、発電機遮断器１６と発電電動機１の間の事故で
は、主回路２には発電電動機１から流入する事故電流だ
けでなく、電力系統からも事故電流が流入するため、遮
断容量の大きな発電機遮断器１６を主回路２に設置しな
ければならない課題があった。また、発電電動機１の所
内回路３で発生する事故に備えて設置した所内遮断器２
４の遮断容量を軽減するために、ＡＣリアクトル２０を
所内回路３に設置しているが（図７参照）、ＡＣリアク
トル２０を設置した分の設備費が増加するとともに、Ａ
Ｃリアクトル２０の設置場所を確保しなければならず、
所内遮断器２４の遮断容量を軽減しても大きなメリット
が得られない課題もあった。さらに、発電電動機１を制
御するに際し（図７参照）、自励運転できる場合と自励
運転できない場合があるので、自励用と他励用の変圧器
３１，３３等が必要となる課題もあった。

【００２１】また、発電電動機を停止する場合（図８参
照）、発電電動機の端子を短絡する電気ブレーキ用断路
器６２ａ，６２ｂを各発電電動機５１ａ，５１ｂごとに
設置しなければならず、設備費が高価になる課題もあっ
た。さらに、発電電動機を同期始動する場合（図８参
照）、同期始動する発電電動機に電力を供給するための
始動用断路器６６ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂを各発電
電動機５１ａ，５１ｂごとに２組設置しなければなら
ず、設備費が高価になる課題もあった。

【００２２】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、発電機遮断器の遮断容量を軽減で
きるとともに、装置を簡略化することができるプラント
制御装置を得ることを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るプラント制御装置は、事故検出手段により事故を検出
されると、送電遮断器及び界磁遮断器をトリップすると
ともに、そのトリップが完了したのち発電機遮断器をト
リップするようにしたものである。

【００２４】請求項２記載の発明に係るプラント制御装
置は、事故検出手段により事故を検出されると、送電遮
断器をトリップするとともに、励磁電流を零にすべき旨
の指令値を励磁電流制御手段に対して出力し、その送電
遮断器のトリップが完了したのち発電機遮断器をトリッ
プするようにしたものである。

【００２５】請求項３記載の発明に係るプラント制御装
置は、事故検出手段により事故を検出されると、送電遮
断器及び発電機遮断器をトリップするとともに、そのト
リップが完了したのち所内遮断器をトリップするように
したものである。

【００２６】請求項４記載の発明に係るプラント制御装
置は、所内回路に接続された励磁用変圧器と、その励磁
用変圧器から電力の供給を受け、発電電動機の界磁巻線
に供給する励磁電流を指令値に基づいて制御する励磁電
流制御手段とから、発電電動機の励磁回路を構成したも
のである。

【００２７】請求項５記載の発明に係るプラント制御装
置は、複数の発電電動機を停止する際、送電遮断器及び
界磁遮断器のトリップが完了したのち接地断路器を投入
し、複数の発電電動機の界磁巻線に供給する励磁電流を
それぞれ制御して電気ブレーキを印加するようにしたも
のである。

【００２８】請求項６記載の発明に係るプラント制御装
置は、励磁電流を零にすべき旨の指令値を励磁電流制御
手段に対して出力する一方、送電遮断器のトリップが完
了したのち接地断路器を投入し、複数の発電電動機の界
磁巻線に供給する励磁電流をそれぞれ制御して電気ブレ
ーキを印加するようにしたものである。

【００２９】請求項７記載の発明に係るプラント制御装
置は、複数の発電電動機に定格電流が流れる程度の励磁
電流を界磁巻線に供給するようにしたものである。

【００３０】請求項８記載の発明に係るプラント制御装
置は、発電電動機を機械ブレーキによって停止させる機
械ブレーキ印加手段を各発電電動機ごとに設けたもので
ある。

【００３１】請求項９記載の発明に係るプラント制御装
置は、２台の発電電動機のうちの一方の発電電動機を同
期始動する際、送電遮断器を開放するとともに、発電機
遮断器及び界磁遮断器を投入する遮断器制御手段と、２
台の発電電動機の界磁巻線に励磁電流をそれぞれ供給す
る励磁電流供給手段とを設け、同期始動する発電電動機
の速度が同期速度に到達するまで他方の発電電動機の速
度を加速するようにしたものである。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるプ
ラント制御装置を示す単線結線図であり、図において、
１は揚水発電用の発電電動機、２は発電電動機１の主回
路、３は所内回路、４は発電電動機１の励磁回路、５は
発電電動機１の主回路２を電力系統に連繋する送電線、
６は送電遮断器、７は送電遮断器の主変圧器側に設置さ
れた変流器である。

【００３３】８は発電電動機１の主回路２に設置された
主変圧器、９は変流器７により検出された電流に基づい
て事故を検出する変圧器過電流リレー（事故検出手
段）、１０は変流器７，１４，２２により検出された電
流に基づいて事故を検出する変圧器比率差動リレー（事
故検出手段）、１１は発電運転用の相反転断路器、１２
は揚水運転用の相反転断路器、１３，１４，１５は発電
電動機１の主回路２に設置された変流器、１６は発電電
動機１の主回路２に設置された発電機遮断器、１７は変
流器１３により検出された電流に基づいて事故を検出す
る発電機過電流リレー（事故検出手段）、１８は変流器
１３，１５により検出された電流に基づいて事故を検出
する発電機比率差動リレー（事故検出手段）、１９は発
電電動機１の端子を短絡する電気ブレーキ用断路器であ
る。

【００３４】２１，２２，２３は所内回路３に設置され
た変流器、２４，２５は所内回路３に設置された所内遮
断器、２６は所内変圧器、２７は変流器２１により検出
された電流に基づいて事故を検出する所内変圧器過電流
リレー（事故検出手段）、２８は変流器２１，２３によ
り検出された電流に基づいて事故を検出する所内変圧器
比率差動リレー（事故検出手段）、２９は所内電源母
線、３０は遮断器である。

【００３５】３３は他励用の励磁用変圧器、３４は他励
用の励磁遮断器、３５はサイリスタ励磁装置３６を介し
て励磁電流を制御する自動電圧調整器（励磁電流制御手
段）、３６はサイリスタ励磁装置（励磁電流制御手
段）、３７は励磁回路４に設置された界磁遮断器、３８
は界磁遮断器３７が開状態になると閉状態になる一方、
界磁遮断器３７が閉状態になると開状態になるコンタク
タ、３９は発電電動機１の界磁巻線、４０は界磁放電抵
抗である。

【００３６】また、図２は実施の形態１によるプラント
制御装置の保護回路を示す構成図であり、図において、
７１は変圧器過電流リレー９，変圧器比率差動リレー１
０，発電機過電流リレー１７または発電機比率差動リレ
ー１８のうちの何れかが事故を検出するとトリップ指令
を出力する論理和回路（遮断器制御手段）、７２は論理
和回路７１からトリップ指令を出力されると、送電遮断
器６及び界磁遮断器３７をトリップする系統遮断回路
（遮断器制御手段）、７３は系統遮断回路７２によるト
リップが完了したあと発電機遮断器１６をトリップする
発電遮断回路（遮断器制御手段）である。

【００３７】７４は所内変圧器過電流リレー２７または
所内変圧器比率差動リレー２８の何れかが事故を検出す
るとトリップ指令を出力する論理和回路（遮断器制御手
段）、７５は論理和回路７４からトリップ指令を出力さ
れると、送電遮断器６，発電機遮断器１６及び界磁遮断
器３７をトリップする系統・発電遮断回路（遮断器制御
手段）、７６は系統・発電遮断回路７５によるトリップ
が完了したあと所内遮断器２４をトリップする所内遮断
回路（遮断器制御手段）である。

【００３８】次に動作について説明する。まず、発電電
動機１の主回路２で事故が発生した場合、過電流リレー
または比率差動リレーが主回路２に流れる電流から事故
の発生を検出する。具体的に説明すると、変流器７と変
流器１４の間、若しくは、変流器７と変流器２２の間で
事故が発生した場合には、変圧器過電流リレー９または
変圧器比率差動リレー１０の少なくとも一方が、主回路
２に流れる電流から事故の発生を検出する。また、変流
器１３と変流器１５の間で事故が発生した場合には、発
電機過電流リレー１７または発電機比率差動リレー１８
の少なくとも一方が、主回路２に流れる電流から事故の
発生を検出する。

【００３９】そして、変圧器過電流リレー９，変圧器比
率差動リレー１０，発電機過電流リレー１７または発電
機比率差動リレー１８の何れかが事故の発生を検出する
と、論理和回路７１が系統遮断回路７２に対してトリッ
プ指令を出力する。そして、論理和回路７１からトリッ
プ指令を受けると、系統遮断回路７２が、送電遮断器６
及び界磁遮断器３７を同時にトリップして、電力系統か
ら主回路２の事故点に流入する事故電流を遮断するとと
もに、発電電動機１の界磁巻線３９に供給する励磁電流
を遮断する。

【００４０】そして、系統遮断回路７２が送電遮断器６
及び界磁遮断器３７のトリップを完了すると、発電遮断
回路７３が、発電機遮断器１６をトリップし、発電電動
機１から主回路２の事故点に流入する事故電流を遮断す
る。これにより、主回路２で発生した事故電流は、従来
のものと同様にすべて遮断されることになるが、この実
施の形態１によれば、送電遮断器６及び界磁遮断器３７
のトリップを完了したあとに、発電機遮断器１６をトリ
ップするようにしているので、発電機遮断器１６は、電
力系統から流入する事故電流の遮断責務が不要になり、
その結果、従来のものより、発電機遮断器１６の遮断容
量を軽減することができる（発電機遮断器１６は、発電
電動機１から流入する事故電流を遮断できる遮断容量が
あればよい）。

【００４１】なお、この実施の形態１では、発電機遮断
器１６のトリップを送電遮断器６のトリップ完了後に行
うため、従来の発電機遮断器１６よりトリップ動作が若
干遅れることになるが、送電遮断器６のトリップ動作時
間は数サイクルであるので、トリップ動作の遅れは遮断
回路の遅れを加味しても数十ミリ秒程度であり、設備機
器等の保護に何ら問題を生ずるものではない。

【００４２】次に、発電電動機１の所内回路３で事故が
発生した場合、例えば、変流器２１と変流器２３の間で
事故が発生した場合、所内変圧器過電流リレー２７また
は所内変圧器比率差動リレー２８の少なくとも一方が、
所内回路３に流れる電流から事故の発生を検出する。そ
して、所内変圧器過電流リレー２７または所内変圧器比
率差動リレー２８の少なくとも一方が事故の発生を検出
すると、論理和回路７４が系統・発電遮断回路７５に対
してトリップ指令を出力する。

【００４３】そして、論理和回路７４からトリップ指令
を受けると、系統・発電遮断回路７５が、送電遮断器
６，発電機遮断器１６及び界磁遮断器３７を同時にトリ
ップして、電力系統及び発電電動機１から所内回路３の
事故点に流入する事故電流を遮断するとともに、発電電
動機１の界磁巻線３９に供給する励磁電流を遮断する。
そして、系統・発電遮断回路７５が送電遮断器６及び発
電機遮断器１６等のトリップを完了すると、所内遮断回
路７６が、所内遮断器２４をトリップする。

【００４４】これにより、所内回路３で発生した事故電
流は、従来のものと同様にすべて遮断されることになる
が、この実施の形態１によれば、送電遮断器６及び発電
機遮断器１６のトリップを完了したあとに、所内遮断器
２４をトリップするようにしているので、所内遮断器２
４は、電力系統及び発電電動機１から流入する事故電流
の遮断責務が不要になり、その結果、従来のもののよう
にＡＣリアクトル２０を設置することなく、所内遮断器
２４の遮断容量を軽減することができる。

【００４５】次に、発電電動機１の制御について説明す
る。従来の場合、励磁遮断器３２，３４を適宜制御し
て、自励運転と他励運転を切り換えるようにしていた
が、この実施の形態１では、発電電動機１を運転する場
合、常時、励磁用変圧器３３から電力を受けて他励運転
するようにしている。これにより、自励用の励磁用変圧
器３１と励磁遮断器３２が不要になり、装置が簡略化さ
れる。

【００４６】実施の形態２．上記実施の形態１では、事
故電流を遮断する際、界磁遮断器３７をトリップして、
発電電動機１の界磁巻線３９に供給する励磁電流を遮断
するものについて示したが、自動電圧調整器３５がサイ
リスタ励磁装置３６を制御して、発電電動機１の界磁巻
線３９に供給する励磁電流を零にするようにしてもよ
く、上記実施の形態１と同様の効果を奏することができ
る。

【００４７】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３によるプラント制御装置を示す単線結線図であり、
図において、５１ａ，５１ｂは揚水発電用の発電電動
機、５２ａは発電電動機５１ａの主回路、５２ｂは発電
電動機５１ｂの主回路、５３ａは発電電動機５１ａの励
磁回路、５３ｂは発電電動機５１ｂの励磁回路である。

【００４８】また、５４は主回路５２ａ，５２ｂを電力
系統に連繋する送電線、５５は送電遮断器、５６は一端
が送電遮断器５５の発電所側と接続され、他端が接地さ
れた点検用の接地断路器、５７ａ，５７ｂは特高側断路
器、５８ａ，５８ｂは主回路５２ａ，５２ｂにそれぞれ
設置された主変圧器、５９ａ，５９ｂは発電運転用の相
反転断路器、６０ａ，６０ｂは揚水運転用の相反転断路
器、６１ａ，６１ｂは発電機遮断器である。

【００４９】また、６３ａ，６３ｂは界磁巻線６５ａ，
６５ｂに励磁電流を供給するサイリスタ励磁装置（励磁
電流制御手段）、６４ａ，６４ｂは励磁回路５３ａ，５
３ｂにそれぞれ設置された界磁遮断器、６５ａ，６５ｂ
はそれぞれ発電電動機５１ａ，５１ｂの界磁巻線、６６
ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂは始動用断路器、６８はサ
イリスタ始動装置である。因に、図４はこの発明の実施
の形態３によるプラント制御装置の動作を示すフローチ
ャートである。

【００５０】次に、発電電動機５１ａ，５１ｂを停止す
る場合の手順を説明する。最初に、図示せぬ制御回路
（開閉器操作手段）が、送電遮断器５５をトリップし
て、発電電動機５１ａ，５１ｂを電力系統から切り離す
処理を行う（ステップＳＴ１）。そして、図示せぬ制御
回路（開閉器操作手段）が、界磁遮断器６４ａ，６４ｂ
をトリップして、界磁巻線６５ａ，６５ｂに供給する励
磁電流を遮断し、発電電動機５１ａ，５１ｂの端子電圧
を低下させる（ステップＳＴ２）。

【００５１】そして、図示せぬ制御回路（開閉器操作手
段）が、発電電動機５１ａ，５１ｂの端子電圧が残留電
圧まで低下したら、点検用の接地断路器５６を投入する
（ステップＳＴ３）。これにより、発電電動機５１ａ，
５１ｂの端子を短絡状態にしたことと等価となるため、
界磁遮断器６４ａ，６４ｂを投入して界磁巻線６５ａ，
６５ｂに励磁電流を供給すれば、発電電動機５１ａ，５
１ｂから接地断路器５６に向けて短絡電流が流れること
になる。

【００５２】そして、接地断路器５６を投入すると、図
示せぬ制御回路（電気ブレーキ印加手段）が、界磁遮断
器６４ａ，６４ｂを投入する（ステップＳＴ４）。そし
て、サイリスタ励磁装置６３ａ，６３ｂを制御して、発
電電動機５１ａ，５１ｂに定格電流が流れる程度の励磁
電流を界磁巻線６５ａ，６５ｂに供給し、電気ブレーキ
を印加する（ステップＳＴ５）。これにより、発電電動
機５１ａ，５１ｂは停止することになる。

【００５３】以上より、この実施の形態３によれば、通
常設置されている点検用の接地断路器５６を用いて電気
ブレーキを印加するようにしたので、従来のもののよう
に、電気ブレーキ用断路器６２ａ，６２ｂを発電電動機
５１ａ，５１ｂごとに設置することなく、発電電動機５
１ａ，５１ｂを停止させることができる。また、この実
施の形態３の場合、短絡電流が主変圧器５８ａ，５８ｂ
を通過することになるので、発電電動機５１ａ，５１ｂ
のコイルだけでなく、主変圧器５８ａ，５８ｂのコイル
からも熱が発生するようになり、その結果、従来のもの
よりも発電制動の効果が大きくなって、発電電動機５１
ａ，５１ｂの停止時間が短縮されることになる。

【００５４】実施の形態４．上記実施の形態３では、２
台の発電電動機５１ａ，５１ｂを同時に停止する場合に
ついて示したが、一方の発電電動機が停止している状態
で、他方の発電電動機を停止する場合に当該発明を適用
してもよく、上記実施の形態３と同様の効果を奏するこ
とができる。

【００５５】実施の形態５．上記実施の形態３では、発
電電動機５１ａ，５１ｂを電気ブレーキによって停止さ
せるものについて示したが、発電電動機５１ａ，５１ｂ
を機械ブレーキによって停止させる機械ブレーキ印加手
段を各発電電動機ごとに設け、発電電動機５１ａ，５１
ｂを機械ブレーキによって停止させるようにしてもよ
い。これにより、上記実施の形態３では、発電電動機５
１ａ，５１ｂの双方を運転している状態で、一方の発電
電動機だけを停止させることはできなかったが、この実
施の形態５によれば、一方の発電電動機だけを停止させ
ることができる。即ち、停止させる方の発電電動機、例
えば、発電電動機５１ａの発電機遮断器６１ａを開放し
て回転を自然減速し、回転が規定回転まで低下したとき
機械ブレーキを印加して発電電動機５１ａを停止させれ
ばよい。

【００５６】実施の形態６．上記実施の形態３では、発
電電動機５１ａ，５１ｂを停止する際、界磁遮断器６４
ａ，６４ｂをトリップして、発電電動機５１ａ，５１ｂ
の界磁巻線６５ａ，６５ｂに供給する励磁電流を遮断す
るものについて示したが、サイリスタ励磁装置６３ａ，
６３ｂを制御して、発電電動機５１ａ，５１ｂの界磁巻
線６５ａ，６５ｂに供給する励磁電流を零にするように
してもよく、上記実施の形態３と同様の効果を奏するこ
とができる。

【００５７】実施の形態７．図５はこの発明の実施の形
態７によるプラント制御装置を示す単線結線図であり、
図において、図３と同一符号は同一又は相当部分を示す
ので説明を省略する。また、図６はこの発明の実施の形
態７によるプラント制御装置の動作を示すフローチャー
トである。

【００５８】次に、発電電動機を同期始動する場合の手
順を説明する。例えば、発電電動機５１ｂで発電電動機
５１ａを同期始動する場合、最初に、図示せぬ制御回路
（遮断器制御手段）が、送電遮断器５５，接地断路器５
６，始動用断路器６７ａ，相反転断路器５９ａ，始動用
断路器６７ｂ及び相反転断路器６０ｂを開放する（ステ
ップＳＴ１１）。

【００５９】そして、図示せぬ制御回路（遮断器制御手
段）が、発電機遮断器６１ａ，界磁遮断器６４ａ，相反
転断路器６０ａ，特高側断路器５７ａ，発電機遮断器６
１ｂ，界磁遮断器６４ｂ，相反転断路器５９ｂ及び特高
側断路器５７ｂを投入する（ステップＳＴ１２）。

【００６０】そして、図示せぬ制御回路（励磁電流供給
手段）が、同期始動励磁をサイリスタ励磁装置６３ａ，
６３ｂに指令して、界磁巻線６５ａ，６５ｂに励磁電流
を供給する（ステップＳＴ１３）。

【００６１】そして、この状態で、図示せぬ速度加速手
段が、発電電動機５１ｂをポンプ水車によって徐々に加
速することにより、発電電動機５１ｂから下記の電力供
給ルートで発電電動機５１ａに電力を供給し、発電電動
機５１ａを加速する（ステップＳＴ１４）。 ・電力供給ルート 発電電動機５１ｂ→発電機遮断器６１ｂ→相反転断路器
５９ｂ→主変圧器５８ｂ→特高側断路器５７ｂ→特高側
断路器５７ａ→主変圧器５８ａ→相反転断路器６０ａ→
発電機遮断器６１ａ→発電電動機５１ａ

【００６２】そして、発電電動機５１ａの速度が同期速
度に到達したら、図示せぬ制御回路が、発電電動機５１
ａと送電線側との同期を取って、送電遮断器５５を投入
するとともに、発電機遮断器６１ｂを開放する（ステッ
プＳＴ１５）。これにより、発電電動機５１ａの同期始
動が完了して揚水運転に入る一方、発電電動機５１ｂは
停止する。

【００６３】以上より、この実施の形態７によれば、発
電電動機の主回路５２ａ，５２ｂを介して同期始動する
発電電動機に電力を供給するようにしたので、従来のも
ののように、発電電動機ごとに２組の始動用断路器６６
ａ，６６ｂ，６７ａ，６７ｂを設置する必要がなくな
り、装置構成を簡略化することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、事故検出手段により事故を検出されると、送電遮断
器及び界磁遮断器をトリップするとともに、そのトリッ
プが完了したのち発電機遮断器をトリップするように構
成したので、当該発電機遮断器の遮断容量を決定するに
際し、電力系統から流入する事故電流を考慮せずに遮断
容量を決定することができるようになり、その結果、従
来のものより、発電機遮断器の遮断容量を軽減すること
ができる効果がある。

【００６５】請求項２の発明によれば、事故検出手段に
より事故を検出されると、送電遮断器をトリップすると
ともに、励磁電流を零にすべき旨の指令値を励磁電流制
御手段に対して出力し、その送電遮断器のトリップが完
了したのち発電機遮断器をトリップするように構成した
ので、当該発電機遮断器の遮断容量を決定するに際し、
電力系統から流入する事故電流を考慮せずに遮断容量を
決定することができるようになり、その結果、従来のも
のより、発電機遮断器の遮断容量を軽減することができ
る効果がある。

【００６６】請求項３の発明によれば、事故検出手段に
より事故を検出されると、送電遮断器及び発電機遮断器
をトリップするとともに、そのトリップが完了したのち
所内遮断器をトリップするように構成したので、当該所
内遮断器の遮断容量を決定するに際し、電力系統及び発
電電動機から流入する事故電流を考慮せずに遮断容量を
決定することができるようになり、その結果、従来のも
ののようにＡＣリアクトルを所内回路に設置することな
く、所内遮断器の遮断容量を軽減することができる効果
がある。

【００６７】請求項４の発明によれば、所内回路に接続
された励磁用変圧器と、その励磁用変圧器から電力の供
給を受け、発電電動機の界磁巻線に供給する励磁電流を
指令値に基づいて制御する励磁電流制御手段とから、発
電電動機の励磁回路を構成したので、自励用の励磁用変
圧器と励磁遮断器が不要になり、装置構成を簡略化でき
る効果がある。

【００６８】請求項５の発明によれば、複数の発電電動
機を停止する際、送電遮断器及び界磁遮断器のトリップ
が完了したのち接地断路器を投入し、複数の発電電動機
の界磁巻線に供給する励磁電流をそれぞれ制御して電気
ブレーキを印加するように構成したので、従来のものの
ように、電気ブレーキ用断路器を各発電電動機ごとに設
置することなく、発電電動機を停止させることができる
ようになり、装置構成を簡略化できる効果がある。ま
た、短絡電流が主変圧器を通過することになるので、発
電電動機のコイルだけでなく、主変圧器のコイルからも
熱が発生するようになり、その結果、従来のものよりも
発電制動の効果が大きくなって、発電電動機の停止時間
が短縮される効果もある。

【００６９】請求項６の発明によれば、励磁電流を零に
すべき旨の指令値を励磁電流制御手段に対して出力する
一方、送電遮断器のトリップが完了したのち接地断路器
を投入し、複数の発電電動機の界磁巻線に供給する励磁
電流をそれぞれ制御して電気ブレーキを印加するように
構成したので、従来のもののように、電気ブレーキ用断
路器を各発電電動機ごとに設置することなく、発電電動
機を停止させることができるようになり、装置構成を簡
略化できる効果がある。また、短絡電流が主変圧器を通
過することになるので、発電電動機のコイルだけでな
く、主変圧器のコイルからも熱が発生するようになり、
その結果、従来のものよりも発電制動の効果が大きくな
って、発電電動機の停止時間が短縮される効果もある。

【００７０】請求項７の発明によれば、複数の発電電動
機に定格電流が流れる程度の励磁電流を界磁巻線に供給
するように構成したので、電気ブレーキの効果を最大に
することができる効果がある。

【００７１】請求項８の発明によれば、発電電動機を機
械ブレーキによって停止させる機械ブレーキ印加手段を
各発電電動機ごとに設けるよう構成したので、複数の発
電電動機が運転している状態で、一部の発電電動機だけ
を停止させることができる効果がある。

【００７２】請求項９の発明によれば、２台の発電電動
機のうちの一方の発電電動機を同期始動する際、送電遮
断器を開放するとともに、発電機遮断器及び界磁遮断器
を投入する遮断器制御手段と、２台の発電電動機の界磁
巻線に励磁電流をそれぞれ供給する励磁電流供給手段と
を設け、同期始動する発電電動機の速度が同期速度に到
達するまで他方の発電電動機の速度を加速するように構
成したので、従来のもののように、発電電動機ごとに２
組の始動用断路器を設置する必要がなくなり、装置構成
を簡略化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるプラント制御
装置を示す単線結線図である。

【図２】 この発明の実施の形態１によるプラント制御
装置の保護回路を示す構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態３によるプラント制御
装置を示す単線結線図である。

【図４】 この発明の実施の形態３によるプラント制御
装置の動作を示すフローチャートである。

【図５】 この発明の実施の形態７によるプラント制御
装置を示す単線結線図である。

【図６】 この発明の実施の形態７によるプラント制御
装置の動作を示すフローチャートである。

【図７】 従来のプラント制御装置を示す単線結線図で
ある。

【図８】 従来のプラント制御装置を示す単線結線図で
ある。

【符号の説明】

１，５１ａ，５１ｂ 発電電動機、２，５２ａ，５２ｂ
主回路、３ 所内回路、４，５３ａ，５３ｂ 励磁回
路、６，５５ 送電遮断器、９ 変圧器過電流リレー
（事故検出手段）、１０ 変圧器比率差動リレー（事故
検出手段）、１６発電機遮断器、１７ 発電機過電流リ
レー（事故検出手段）、１８ 発電機比率差動リレー
（事故検出手段）、２４ 所内遮断器、２７ 所内変圧
器過電流リレー（事故検出手段）、２８ 所内変圧器比
率差動リレー（事故検出手段）、３３ 励磁用変圧器、
３５ 自動電圧調整器（励磁電流制御手段）、３６，６
３ａ，６３ｂ サイリスタ励磁装置（励磁電流制御手
段）、３７，６４ａ，６４ｂ界磁遮断器、３９，６５
ａ，６５ｂ 界磁巻線、５６ 接地断路器、５８ａ，５
８ｂ 主変圧器、７１，７４ 論理和回路（遮断器制御
手段）、７２ 系統遮断回路（遮断器制御手段）、７３
発電遮断回路（遮断器制御手段）、７５ 系統・発電
遮断回路（遮断器制御手段）、７６ 所内遮断回路（遮
断器制御手段）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 孝蔵 東京都千代田区内幸町１丁目１番３号 東 京電力株式会社内 (72)発明者 山口 宣雄 東京都千代田区内幸町２丁目１番４号 日 比谷中日ビル８階 東電設計株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電電動機の主回路に設置された発電機
   遮断器と、上記発電電動機の主回路を電力系統に連繋す
   る送電遮断器と、上記発電電動機の励磁回路に設置され
   た界磁遮断器と、上記送電遮断器の発電所側で発生した
   事故を検出する事故検出手段と、上記事故検出手段によ
   り事故を検出されると、上記送電遮断器及び界磁遮断器
   をトリップするとともに、そのトリップが完了したのち
   上記発電機遮断器をトリップする遮断器制御手段とを備
   えたプラント制御装置。
2. 【請求項２】 発電電動機の主回路に設置された発電機
   遮断器と、上記発電電動機の主回路を電力系統に連繋す
   る送電遮断器と、上記発電電動機の界磁巻線に供給する
   励磁電流を指令値に基づいて制御する励磁電流制御手段
   と、上記送電遮断器の発電所側で発生した事故を検出す
   る事故検出手段と、上記事故検出手段により事故を検出
   されると、上記送電遮断器をトリップするとともに、上
   記励磁電流を零にすべき旨の指令値を上記励磁電流制御
   手段に対して出力し、その送電遮断器のトリップが完了
   したのち上記発電機遮断器をトリップする遮断器制御手
   段とを備えたプラント制御装置。
3. 【請求項３】 発電電動機の主回路に設置された発電機
   遮断器と、上記発電電動機の主回路を電力系統に連繋す
   る送電遮断器と、上記送電遮断器と上記発電機遮断器の
   中間から分岐された所内回路に設置された所内遮断器
   と、上記所内回路で発生した事故を検出する事故検出手
   段と、上記事故検出手段により事故を検出されると、上
   記送電遮断器及び発電機遮断器をトリップするととも
   に、そのトリップが完了したのち上記所内遮断器をトリ
   ップする遮断器制御手段とを備えたプラント制御装置。
4. 【請求項４】 上記所内回路に接続された励磁用変圧器
   と、上記励磁用変圧器から電力の供給を受け、上記発電
   電動機の界磁巻線に供給する励磁電流を指令値に基づい
   て制御する励磁電流制御手段とから、上記発電電動機の
   励磁回路を構成したことを特徴とする請求項１から請求
   項３のうちのいずれか１項記載のプラント制御装置。
5. 【請求項５】 互いに並列に接続された複数の発電電動
   機の主回路にそれぞれ設置された主変圧器と、上記複数
   の発電電動機の主回路を電力系統に連繋する送電遮断器
   と、一端が上記送電遮断器の発電所側と接続され、他端
   が接地された接地断路器と、上記複数の発電電動機の励
   磁回路にそれぞれ設置された界磁遮断器と、上記複数の
   発電電動機を停止する際、上記送電遮断器及び界磁遮断
   器をトリップするとともに、そのトリップが完了したの
   ち上記接地断路器を投入する開閉器操作手段と、上記開
   閉器操作手段により接地断路器が投入されると、上記界
   磁遮断器を投入するとともに、上記複数の発電電動機の
   界磁巻線に供給する励磁電流をそれぞれ制御して、各発
   電電動機を停止させる電気ブレーキ印加手段とを備えた
   プラント制御装置。
6. 【請求項６】 互いに並列に接続された複数の発電電動
   機の主回路にそれぞれ設置された主変圧器と、上記複数
   の発電電動機の主回路を電力系統に連繋する送電遮断器
   と、一端が上記送電遮断器の発電所側と接続され、他端
   が接地された接地断路器と、上記複数の発電電動機の界
   磁巻線に供給する励磁電流を指令値に基づいてそれぞれ
   制御する励磁電流制御手段と、上記複数の発電電動機を
   停止する際、上記送電遮断器をトリップするとともに、
   上記励磁電流を零にすべき旨の指令値を上記励磁電流制
   御手段に対して出力し、その送電遮断器のトリップが完
   了したのち上記接地断路器を投入する開閉器操作手段
   と、上記開閉器操作手段により接地断路器が投入される
   と、上記複数の発電電動機の界磁巻線に供給する励磁電
   流をそれぞれ制御して、各発電電動機を停止させる電気
   ブレーキ印加手段とを備えたプラント制御装置。
7. 【請求項７】 上記電気ブレーキ印加手段は、上記複数
   の発電電動機に定格電流が流れる程度の励磁電流を上記
   界磁巻線に供給することを特徴とする請求項５または請
   求項６記載のプラント制御装置。
8. 【請求項８】 発電電動機を機械ブレーキによって停止
   させる機械ブレーキ印加手段を各発電電動機ごとに設け
   たことを特徴とする請求項５から請求項７のうちのいず
   れか１項記載のプラント制御装置。
9. 【請求項９】 互いに並列に接続された２台の発電電動
   機の主回路にそれぞれ設置された発電機遮断器と、上記
   ２台の発電電動機の主回路を電力系統に連繋する送電遮
   断器と、上記２台の発電電動機の励磁回路にそれぞれ設
   置された界磁遮断器と、上記２台の発電電動機のうちの
   一方の発電電動機を同期始動する際、上記送電遮断器を
   開放するとともに、上記発電機遮断器及び界磁遮断器を
   投入する遮断器制御手段と、上記２台の発電電動機の界
   磁巻線に励磁電流をそれぞれ供給する励磁電流供給手段
   と、同期始動する発電電動機の速度が同期速度に到達す
   るまで他方の発電電動機の速度を加速する速度加速手段
   とを備えたプラント制御装置。