JPS5821520B2 - ハツデンキノ ジドウフカチヨウセイソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガバナ・フリー運転を可能にする発電機の自動
負荷調整装置に関するものである。

発電プラントの発電装置においては、発電機出力をその
出力指令に合致するように調整する自動負荷制御装置を
使用している。

しかしこの場合でも電力系統の周波数変動に応じて速度
調速機（以下ガバナと称す）を動作させて周波数を一定
に保とうとする制御も行う。

そうすると、このガバナ動作により発電機出力が変化す
るが、この様な周波数変動による発電機出力の変動は許
す、いわゆるガバナ・フリー運転は、系統運用上又安定
度上速い周期の負荷変動を吸収する上に必要不可欠であ
る。

第１図はガバナ・フリー運転の機能をもたない自動負荷
調整装置１の概略図である。

発電機２の出力Ｂは発電機出力指令値Ａと比較され、い
ま周波数変化（△ｆ）及び火力発電プラントではタービ
ン３への蒸気条件（圧力、温度）の影響がないとすれば
、その差ε１が不感帯１−１に入るまで、調速機操作用
のモータ駆動装置（以下モータ１−２と称す）を動作さ
せる。

そしてこの不感帯内の値に発電機出力Ｂを維持させる。

ここで周波数が変化しその変化が△ｆだけ生じると、係
数器４の速度調定率に１と加減弁開度による係数器５の
蒸気流量比に２により、発電機出力Ｂも変化する。

この発電機出力Ｂの変化によって発電機指令値Ａとの偏
差ε１が不感帯を越えるようになるとモータ１−２が動
作し周波数によって生じた発電機出力Ｂの変化分を引き
戻す。

したがってガバナ・フリー運転は不感帯の範囲内である
。

そこで、ガバナ・フリー運転可能な第２図の如き自動負
荷調整装置が使用される。

これはガバナ・フリー補償要素を入れたものである。

この自動負荷調整装置は周波数変化△ｆに速度調整率に
１と蒸気流量比に２から平均調定率に３を求めて、これ
を係数器１−３に固定で設定し、ガバナ・フリーにて変
化する発電機出力の変化分を偏差ε１から差引くことに
よりモータ１−２が動作しない様にしたものである。

しかし、この場合△ｆの変化が生じてから発電機出力が
変化するまでには遅れがあり、又蒸気流量什に２の値は
発電機出力の大きさによって変化するので予想通りの応
答を期待することはできない。

そこで、発電機出力指令値Ａと発電機出力Ｂとの偏差ε
１の不帯帯巾を、ガバナ・フリー巾相当の不感帯にする
ことも考えられるが、そうすると、たとえ△ｆが零であ
っても許容分だけの不感帯相当だけ自動負荷調整装置の
制御誤差が生ずる。

また、△ｆ＝ｏのときにε１−０でないと△ｆミ０にお
いて許容ガバナ・フリー巾が実質的に変わってしまう。

本発明の目的は蒸気流量比の変化に関係なく、またガ六
す・フリー補償のための制御誤差を大きくすることなく
、ガバナ・フリー運転を可能にする発電機の自動負荷調
整装置を得るにある。

第３図に本発明の一実施例のブロック図を示す。

発電機出力Ｂを検出しそれに比例した直流電圧に変換さ
れた発電機出力値ｖ１は、入力抵抗Ｒ１１゜Ｒ１２、帰
還抵抗Ｒ１３、演算増巾器１０より成る加算器１１に入
力される。

そしてその演算結果は入力抵抗Ｒ２１、帰還抵抗Ｒ２２
、演算増巾器２０より成る係数器１２に入力され、信号
ｖ３を得る。

一方、入力抵抗Ｒ３１、帰還コンデンサ０３２、演算増
巾器３０より成る積分器１３は信号Ｖ３を入力し、信号
ｖ２を加算器１１に出力する。

発電機出力値Ｖ１と信号ｖａ（ｖ３）との差信号ｖ７が
発電機出力指令値ｖ８と比較され、その差ｖ９がモータ
駆動信号となる。

一方、系統周波数は周波数電圧変換器（以下Ｆ／Ｖと称
す）１５に入力され、ここで系統周波数に比例した信号
ＶＩＯに変換される。

そして、入力抵抗Ｒ６１、帰還抵抗Ｒ６２、帰還コンデ
ンサ６３、演算増巾器６０より成る１次おくれ器１６に
入力され、基準電圧値（５０Ｈｚ又は６０Ｈ２相当）に
より動作する電圧検出器１７に入力される。

継電器１８は電圧検出器１７が動作したとき動作するよ
うになっている。

又この継電器１８により開閉する接点１８ａ、出力変更
中に開で定値制御時に閉となる接点９ａより構成される
。

出力変更中とは出力指令値■８が増加又は減少時を意味
する。

加算器１１、係数器１２、積分器１３はいづれも極性反
転増巾器である。

１次遅れ器１６は周波数変化にガバナが応動してから、
発電機出力が変化するまでの遅れ時間に設定し、火力発
電の場合には再熱器の遅れ時間にほぼ一致する。

いま、電力系統の周波数が規定の系統周波数となり、所
定の時限後継電器１８が動作して接点１８ａが閉となっ
たとする。

この場合、加算器１１の係数をに１、係数器１２の係数
をに２、積分器１３の時定数をＴとするとｖｌと■２の
関係は次の関係式で表わされる。

（１）（２）よりεを消去すると 器３の時定数、Ｓ−ラプラス演算子である。

一方ｖ３は（３）式より ｖ、１ｃｖ２は常に追従させられるので ｖ２キーｖ １（３）’ ■３キＯ（４）’ となる。

発電機出力指令値■８が一定である定価制（財）運転時
には接点９ａは閉じている。

しかし、△ｆ変化、蒸気条件変化がなければｖ６＝０だ
からｖ７−−ｖＢとなり、ｖ９＝０となりモータ駆動は
しない。

この状態で第４図の如く周波数が変化した場合を説明す
る。

検出した系統周波数ｆに比例した直流電圧ＶＩＯは一次
遅れ回路１６に入力されるので、おくれを伴なった信号
Ｖｌｌとなる。

信号Ｖｌｌの値が基準周波数ｆ。

相当のとき電圧検出器１７が動作するので、接点１８ａ
は閉となる。

このとき、上述のように積分器１３の出力ｖ２は発電機
出力値ｖ１に追従して■２キーｖ１となるので、係数器
１２（７）出力ｖ３は■３キ０となる。

一方、系統周波数ｆが基準周波数ｆ。

でなくなると、接点１８ａが開となる。

そうすると、信号ｖ２は接点１８ａが開になる直前の値
（Ｖ２（０）とする）のまま変化しないので、 Ｖ３＝に、に２（Ｖｌ−Ｖ２（０）） −、、、、、
、、、、、、、、、、（５）となる。

従って、継電器１８が動作する時の発電機出力値■１を
Ｖ２（０）として積分器１３に記憶することになり、継
電器１８が不動作になるとその記憶値Ｖ２（０）と発電
機出力値ｖ１との差を演算することになる。

このとき発電機出力値ｖ１の変化と信号Ｖ６（Ｖ３）と
は継電器１８の動作間隔ごとに相似となる。

第４図ではすべての間隔でＶ２（０）が一定の場合を示
している。

このときのＶｌ 、 Ｖ６ 、 Ｖ７の関係は、■７°
ＶＩ Ｖ６ °１°°°１°°°°°°°°°°
”°°°０°°°８°°（６）となり、このときの発電
機出力値ｖ１の変化分と系統の周波数変化に伴なう補償
のための信号ｖ６の大きさは等しくなるために ｖ７−−■８ °°”°°°°°゛°°゛°°°
°“°°°°°°°°°°°°（７）となる。

従って■９−〇となり、このときはモータは動作しない
。

以上のように発電機をガバナ・フリーの状態で積極的に
使用しガバナ・フリー巾を越える様な大きな発電機出力
変化に対してはそのリミット内に引き戻すことができる
。

しかも、発電機出力からガバナ・フリーの変化を演算す
ることによってガバナの速度調定の影響を受けない。

なお大きな周波数変化が生じて大きな発電機出力変化を
防止するために係数器１２を接点９３間にリミッタ付係
数器を入れることにより、このリミット値をこえた発電
機出力変化分についてのみ発電機圧力をおさえることも
可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のガバナ・フリー補償回路のない自動負荷
調整装置のブ田ツク図、第２図は従来のガバナ・フリー
補償回路を有する自動負荷調整装置のブロック図、第３
図は本発明の一実施例のブロック図、第４図は本発明の
自動負荷調整装置の各部の信号の特性図である。 １・・・・・自動負荷調整装置、２・・・・・・発電機
、３・・・・・・原動機、１１・・・・・・加算器、１
２・・・・・・係数器、１３・・・・・・積分器、１４
・・・・・・リミッタ、１５・・・・・・周波数電圧変
換器、１６・・・・・・１次おくれ器、１７・・・・・
・電圧検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原動機の速度を調整する調速装置に信号を与えて、
   前記原動機により駆動される発電機の出力がその出力指
   令値に合致するように制御する自動負荷調整装置におい
   て、前記発電機の接続された電力系統の系統周波数変動
   によって前記調速装置が応動したとき、前記系統周波数
   が基準周波数となった時点の基準発電機出力を記憶する
   回路と、前記発電機出力と前記基準発電機出力とを比較
   しその偏差を出力する回路と、前記発電機出力と前記偏
   差との差分が前記発電機出力指令値に合致するように制
   御する回路とを備えたことを特徴とする発電機の自動負
   荷調整装置。