JPS5893430A - 発電所の初負荷操作方法 - Google Patents

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】 本尭明は無負荷状態にある発電所の初負荷操作方法に係
り、＃に、発電所発生電力を全量直流送電系統のみで系
統側の負荷に送電するように構成した系統で、直流送電
系統を起動して、発電所に系統初負荷をとらせる発電所
の初負荷操作方法に関する。

第１図は、交直連系系統の構成例を示すものである。第
１図に於いて、ＰＩは発電所、Ｔはタービン、Ｇはター
ビン発電機、Ｔｒｉｔ昇圧用変圧器、ＣＢ、ＣＢＬ、ｅ
ＣＢＬｌは交流し中断器、Ａ、Ｂは連系交流系統％　Ａ
ＣＬ　１　ｎ　＠１　ｅムＣＬ１ｍ＠２は連系交流送電
線、Ｂｔｎｌ−Ｊｕｓ３は交流母線を示す、また、直流
送電系統側において、Ｃ−？ｒは変換器用変圧器、Ｖ紘
交直変換器、ＤＣＬは直流リアクトル、ＤＣＬｉｍ＠は
直流送電線を示し、Ｐ６はタービン発電機出力、ｐＨは
直流送電系統運転電力を夫々示す。

従来、発電所出力を直流送電系統で送電するような系統
でも、第１ｒＩＡに示すように発電所ｐｓの交流母線又
は、直流送電系統の変換装置交流側母線１ｍ５ｌ　Ｋ唸
、連系交流送電線ムＣＬ１ｍ・１が接続されており交流
系統ても発電所発生電力を送電できるよう構成されてい
る。そして、発電所Ｐ８のタービン発電機Ｇは、まず交
流系統に同期併入されて系統側初負荷をかけ、その後、
負荷を立上げてから直流送電系統を起動して、しかる後
、交流系統負荷を除々に直流送電系統に移行させていく
ような方法がとられており、発電所のターＶンテシよび
タービン発電機Ｇの初負荷操作は従来の交流連系系統発
電所と特に変らない。

しかるに、第１図に示すような系統において、直流送電
系統送電端側の交流母線１１ｔ＋＋＋１に接続される一
交流送電線ムＣＬ１ｍ＠１のし中断器、ｃＢＬ、または
し中断器Ｃ１１，がＯＦＦとなっている状態に於いて、
あゐいは、交流送電線ムＣＬ１ｎ・１が存在しない系統
構成に於いては、発電所Ｐａのタービン発電機Ｇは直流
送電線ＤＣＬｉＩｎを含む直流送電系統を介して、負荷
となる交流系統Ａまたは交流系統ＩＫ連系されており、
無負荷運転状態にある発電所ＰＪｉのタービンτ、ター
ビン発電機Ｇに系統初負荷をとらせるには、−流送電系
統を起動させ七タービンＴｋよびタービン発電機Ｇの系
統側負荷相轟の負荷で運転しなければならない。

とζうで、一般に直流送電系統の交直変換器Ｖは所定値
以上の直流電流を流して直流電圧線はぼ零とする運転、
即ち有効電力をとらない零力率運転を行なうことが可能
であるが、長時開学力率運転能力を有する交直変換器（
以後、“変換器“と称する）は高価となる。また、長時
開学力率運転能力を有さない変換器を適用した場合には
、起動後直ちに直流電流をを所定の値以上流すとともに
短時間の内に直流電圧を立上げる必要があるので、電源
となる交流系統からは直流電圧の立上げに応じた負荷を
とることになる。

一方、発電所のタービン、タービン発電機等は、初負荷
をとらせる操作を行なっても蒸気流量制御弁類の操作遅
れ、タービンおよびタービン発電機の特性等の影響によ
り、数秒以上の時間遅れをもうて出力する。したがうて
、発電所のタービンおよびタービン発電機が起動後定格
速度に達し友後、タービンおよびタービン発電機に初負
荷操作を行なうときには、適切なタイ２ンダと負荷の立
上げを考慮して直流送電系統を起動することが要望され
る。

第２図は、初負荷操作と同時に直流送電系統を起動して
直流送電系統負荷Ｐｉ＠を立上げ九場合のタイムチャー
ト図を示すものである０図において、直流送電系統負荷
Ｐｄｅはタービン発電機出力Ｐ、に先立って立上がるた
め、タービンおよびタービン発電機の出力が追いつかず
、回転エネルギーが不足分ＪＥ９をおぎない周波数が低
下する為、定格周波数に対する周波数偏差ノＦはノＦ（
Ｑで大きく変動することを示しており、場合によっては
タービン発電機が、ドリッグすることも考えられる。

本発明は上記のような要望に鑑みて成されたもので、そ
の目的は長時開学力率運転能力を有さない直流送電用交
直変換器を適用した直流送電系統を起動して、発電所の
タービン発電機に□ 安全かつ安定に系統初負荷管かけることができる発電所
の初負荷操作方法を提供することにある。

まず、本発明の考え方について述べる。第３図は、火力
発電所または原子力発電所の蒸気系を主としたタービン
およびタービン発電機系統の概念を示す構成図である。

第３図において、Ｂｄ＆イツーまえは原子炉蒸気発生部
、Ｃは復水器、Ｔ紘ターＶン、Ｇはタービン発電機、Ｖ
。

は主蒸気止め弁、ｖｌ、は主蒸気隔離弁、ｖｃは蒸気加
減弁、Ｖ、ｄ蒸気ΔイΔス弁を夫々示す０図において、
タービンＴは主蒸気止め弁ｖ、、主蒸気隔紗ｖ、、ｅ蒸
気パイΔス弁Ｖ、を開き、蒸気加減弁ｖｃを調節して定
格速度に加速される。そして、発電所に負荷と々る交流
系統が連系されていれば、定格速度になりたタービン発
電機Ｇは交流系統に同期併入し、その後蒸気加減弁ｖｃ
お′よび蒸気ΔイΔス弁Ｖ、の開変を調節して初負荷を
とることになる。しかし、この初負荷操作は蒸気加減弁
ｖｃ、蒸気パイｄス弁Ｖ、の操作および動作遅れ時間、
タービンＴおよびタービン発電機Ｇの入出力応答特性な
どにより、初負荷操作指今後実際にタービン発電機出力
として初負荷がかかる壇でには数秒オーダーの時間遅れ
を生ずる。この遅れ時間が存在する為、直流送電系統を
介してのみ、発電所が負荷をとるような系統構成である
場合、直流送電系統の起動タイ建ンダを適性に確保する
必要がある。ｔた、直流送電系統の変換器は起動すると
直ちに直流電流を所定の値とし、かつ長時開学力率運転
能力を有さない場合には短時間の内に直流電圧を立上げ
為必要があるので負荷をとることになる。その為、直流
電圧の立上げも適切に行なうことが必要である。

以下、本発明によゐ一実施例に２いて図面を参照して説
明する。第４ｗＪは、本発明による直流送電系統を起動
して、発電所のタービン発電機に系統初負荷をかけるた
めの回路構成をプロ、り的に示したもＯである。第４図
において、Ｔはタービン、Ｇはタービン発電機、Ｔｒは
外圧変圧器、ＣａＴｒは変換器用変圧１ｉｋｖ比ｉ優、
ＤＣＬは直流リアクトル、ＰＤｑ電圧変成器を示す、ま
た、１はターｒｙｔの蒸気制御弁類の操作制御装置、２
は周波数検出装置、１はアンドゲート回路、４は直流送
電系統の制御装置を夫々示すものである。こむで、周波
数検出装置２は、つぎのように構成している。系統から
の電圧信号［Ｆ］を周液数−電圧変換器ＦＶＣＫ入力し
、周波数に比例した直流電圧に変換し、基準周波数信号
Ｆ−Ｒ（但し、直流電圧信号）との差をとって比較器Ｃ
に入力する。この比較器Ｃは、設定＠Ｌ８で設定された
値ノｆ畠以上の入力がありたとき動作するものであり、
周波数偏差Ａｙ大入力設定値Δ／ｓを越え九とき動作す
るように構成している。また、直流送電系統の制御装置
４は起動制御回路４１゜す１タタ一回路４２および運転
制御回路４１から構成している。

次に本発明による発電所の系統初負荷操作方法について
述べる。第４図において、発電機用タービンＧは第３図
にで説明しえ如く起動され定格速度に達する。しかる後
、蒸気制御弁類の操作制御装置１に指令して第３図に示
す蒸気加減弁Ｖ、および蒸気パイ／＃ス弁ｖ、　１１１
度調整を行ない、初負荷をかける為の操作信号を発する
とともに、該操作制御装置１より上記初負荷操作のえめ
の指令信号または操作信号■を得る。一方、初負荷操作
信号によりて蒸気加減弁ｖｃ、蒸気ΔイΔス弁Ｖ、が制
御されタービンＴへの蒸気流量が増加すると、無負荷状
態にあるタービン！、タービン発電機Ｇが加速されてタ
ービン発電機Ｑの出力周波数が増加する。このため、変
換器用変圧１）ＣｅＴｒの一次側電圧（交流母線電圧で
もよい）を電圧変成器ＰＤにて検出し、その出力電圧０
を同波数検出装置２に入力して、周波数が所定値以上、
増加したことを判定して出力してアンドｆ−）回路１に
一方の入力として加える。ま友、アンドゲート回路３の
もう一方の入力としては、上記操作制御装置１よりの初
負荷操作信号壜喪は操作信号■を与える。そして、これ
Ｋよりアンドｒ−）回路３のアンド条件が成立し九こと
を条件に１その出力が直流送電系統の制御装置４の中の
起動制御回路４１に起動指令として与えられて直流送電
系統は起動するとともに１　リ２．ター回路４２で適当
な変化率で直流送電系統の直流電圧を制御することによ
り負荷を所定の値（タービン発電機Ｇの許容初負荷レベ
ル）ｉで立上げる。したがって、タービンＴの初負荷操
作後、ターＣ／発電機Ｇの出力周波数が上昇し始めたこ
と、すなわちタービンＴおよびタービン発電機Ｇの出力
変化となって現われたことを検出して直流送電系統を起
動するので、直流送電系統起動タイＺンダの心配は一切
なくなることになる。また、起動とと４に所定の値まで
立上げる直流送電系統の負荷変化は、ターｒｙＴおよび
ターＣ／発電機Ｇの初負荷許容レベルと応答特性を考慮
して、運転制御回路４１で直流送電系統の起動時の直流
電流レベルを設定するとともに、す２．ター回路４Ｊで
直流電圧を適当な変化率で立上げるように設・・＼ 定することにより、タービン発電機出力立上げと直流送
電系統の起動待負荷立上けとの協調が図られるので、初
負荷時の周波数動揺を抑えることができる。

第５図は、以上の説明をタイムチャート図にて示したも
のである０図において、Ｐｄ・は直流送電系統の送電電
力、Ｐ６はタービン発電機出力電力、ｊｙＢｙｌ格周波
数に対する□、周波数偏差を示し、ｌｆｍは第４図にお
ける周波数検出装置２の設定レベルを意味している。つ
まり、本図は初負荷操作後、ターＶン発電機出力周波数
が定格値からノｆｍ増加したとき、周波数検出装置２が
動作して出力され、°直流送電系統が起動されて、ター
Ｖン発電機出力周波数の変化が抑えられることを示して
いる。

このように、タービン丁およびタービン発電機Ｇを備え
た発電所ｐｓの発生電力を直流送電系統のみにて送電す
るようにした系統で、無負荷運転状態ま光はそれに近い
運転状態にある発電所Ｐｇのタービン発電機Ｇに直流送
電系統を起動して系統初負荷をとらせる場合において、
上記発電所Ｐ８の交流母線または直流送電系統の送電端
側変換所交流母線の周波数を検出し該周波数が所定値以
上上外したことを判定して出力する周波数検出装置２を
備え、初負荷操作のため蒸気制御弁類の操作制御装置Ｉ
Ｋ指令して発電機タービンＴＣ）蒸気加減弁Ｖ、および
蒸気パイ／ｆス弁Ｖ、を操作すると共に骸指令信号また
は操作信号■を得て、上記発電機タービンＴが初負荷を
かける操作に入シかつ上記ターＶン発電機出力周波数が
所定値以上上昇したことを条件に上記直流送電系統の制
御装置４に指令して直流送電系統を起動し、上記タービ
ン発電機ＧＣ）許容初負荷レベルまで該直流送電系統の
負荷を直流電圧の立上がシを制御することによ）適当な
変化率で立上げるようにして発電所のタービン発電機Ｇ
Ｏ初負荷操作を行なうようにしたものである。

第６図は本発明の他Ｏ実施例構成を示すものである、　
ｗＪにおいて、４１′は起動制御回路、４１′社直流送
電系統の制御装置４の中の起動す建、ター制御回路尋起
動時に直流電圧の立上げを制御するりイッター回路、４
３′は、直流送電系統の運転制御回路を示し、その他の
要素について酸第４ｗＪと同様である。

つｔｌ、本方法は第６図において、タービンの蒸気制御
弁類の操作制御装置１がらの初負荷操作指令信号または
操作信号Φを得て、起動制御回路４２に与え直流送電系
統を零カ率運転状態、つｔ、ｂ所定の直流電流を流し、
直流電圧は零で運転している状態で起動する。かがる状
態では、タービン発電機Ｇは有効電力を供給する必要は
ない。しかる後、タービン発電機出方周波数が増加し始
め、そのことを系統電圧信号■を入力とする周波数検出
装置２で検出し、アンド−ｒ−）Ｊを介してリン、ター
回路４２に指令し、直流電圧をあらかじめ設定され九適
当な変化率で、すなわちタービン発電機Ｇの出力電力立
上り特性と協調して直流電圧を立上げ、直流送電系統送
電電力を立上げて、タービン発電機Ｇに初負荷（有効電
力負荷）をかけるような方法である。

このようなタービンＴおよびタービン発電機Ｇを備えた
発電所ｐｓの発生電力を直流送電系統のみにて送電する
ようにした系統で、無負荷運転状態またはそれに近い運
転状態にある発電所Ｐ８のタービン発電機Ｇに直流送電
系統を起動して系統初負荷をとらせる場合において、上
記発電所ｐｓの交流母線または直流送電系統の送電端＠
変換所交流母線の周波数を検出し＃周波数が所定以上上
昇したことを１・判定して出方する周波数検出装置２を
備え、初負荷操作のため蒸気制御弁類の操作制御装置Ｉ
Ｋ指令して発電機タービンＴの蒸気加減弁Ｖ、および蒸
気パイノやス弁■１を操作すると共に該指令信号ま喪は
操作信号■を得て、上記発電機タービンＴに初負荷をか
けるための操作を加えると共に上記直流送電系統の制御
装置４に指令して直流送電系統を零カ率運転状簡で起動
し、上記タービン発電機出力周波数が所定値以上上昇し
たことを条件に上記制御装置４に指令して直流送電系統
の直流送電電圧を上記タービン発電機出力電力の立上が
り特性と協調してを制御することにより負荷を適当な変
化率で立上げるようＫして発電所の初負荷操作を行なう
ようにしたものである。

尚、上記第４図、第６図において周波数検出装置２は、
周波数偏差レベル検出方式を用いたものであるが、これ
に限らず周波数絶対値検出方式でも或いは周波数変化率
検出方式を用いるようにしてもよｈことはもちろんのこ
とである。

また、上記第６図においては初負荷操作指令信号または
操作信号■を起動制御回路４１にその起動指令として与
えるようにしたが、この起動指令として手動操作指令ま
たは適当な操作指令を発電所の初負荷操作前に起動制御
回路４１に与え、直流送電系統を零力率運転状態にて起
動するようにしてもよいものである。

その他、本発明はその要旨を変更しない範囲で、種々に
変形して実施することができる。

以上説明しえように本発明によれば、長時開学力率運転
能力を有さない直流送電用交直変換器を適用した直流送
電系統を起動して発電所のタービン発電機の周波数動揺
を抑えて安全かつ安定に系統初負荷をかけることができ
る信頼性の高い発電所の初負荷操作方法が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な交直連系系統を示す概要図、−第２図
は従来技術による欠点を説明するためのタイムチャート
図、第３図は本発明の考え方を示す概念図、第４図は本
発明の一実、施例を示すプロ、り図、第５図は本発明の
詳細な説明するためのタイムチャート図、第６図は本発
明の他の実施例を示すプロ、り図である。 １・・・操作制御装置、２−周波数構ｍ装置、Ｊ−アン
ドｒ−）回路、４−直流送電系統の制御装置、４　Ｊ　
、　４　Ｊ’−起動制御回路、４ｘ、４ｘ’−９１，タ
ー回路、４：Ｉ、４１’−運転制御回路。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第２図 ３図 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１＞　　タービン発電機を備え九発電所の発生電力を
   直流送電系統のみＫて送電するようにした系統で、無負
   荷運転状態またはそれに近い運転状態にある発電所のタ
   ービン発電機に直流送電系統を起動して系統初負荷をと
   らせる場合において、前記発電所の交流母線ま九は直流
   送電系統の送電端側変換所交流母線の周波数または周波
   数偏差を検出し該周波数が所定値以上上昇したことまた
   紘増加方向に変化しているゝことを判定して出力する周
   波数検出装置を備え、初負荷操作〇九め蒸気制御弁類の
   操作制御装置に指令して発電機タービンの蒸気加減弁お
   よび蒸気パイパス弁を操作すると共に該指令信号また社
   操作信号を得て、前記発電機タービンが初負荷をかける
   操作に入ヤかつ前記タービン発電機出力局液数が所定値
   以上上昇したことまた。は増加方向く変化していること
   を条件に前記直流送電系統の制御装置に指令して直流送
   電系統を起動し、前記タービン発電機の許容初負荷レベ
   ルまで該直流送電系統の負荷を直流電圧の立上がりを制
   御することにより適轟な変化率で立上げるようＫして行
   なうことを特徴とする発電所の初負荷操作方法。 （２）　　タービン発電機を備えた発電所の発生電力を
   庫流送電系統のみにて送電するようにした系統で、無負
   荷運転状態まえ紘それに近い運転状態にある発電所のタ
   ービン発電機に直流送電系統を起動して系統初負荷をと
   らせる場合において、前記発電所の交流母線または直流
   送電系統の送電端側変換所交流母線の周波数１喪は周波
   数偏差を検出し該周波数が所定値以上上昇し良ととｔｉ
   は増加方向に変化していることを判定して出力する周波
   数検出装置を備え、初負荷操作のため蒸気制御弁類の操
   作制御装置に指令して発電機タービンの蒸気加減弁およ
   び蒸気ΔイΔス弁を操作すると共に鋏讃令信号謙たは操
   作信号を得て、前記発電機タービシに初負荷をかける丸
   めの操作を加えると共に前記直流送電系統の制御装置に
   指令して直流送電系統を零力率運転状態で起動し、前記
   タービン発電機出力ｆＲｔＩＬ数が所定値以上上昇した
   ことまたは増加方向に変化していることを条件に励記制
   御装置に指令して直流送電系統の直流送電々圧を前記タ
   ービン発電機出力電力の立上がり特性と協調して制御す
   るととにより負荷を適当な変化率で立上げるようにして
   行なうことを特徴とする発電所の初負荷操作方法。 （３）　　手動操作指令または適当な操作指令を発電所
   の初負荷操作画に与え直流送電系統を学力法。