JPS5893431A - 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】 本発明は無負荷状態にある発電所の初負荷操作方ｖ＆に
係シ、特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九系統で、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Ｋｌｌすゐ。

鎮１図は、交直連系系統の構成例を示すものである。第
１ｍ１１に於いて、Ｐｇは発電所、ＴはターＣン、Ｇは
タービン発電機、’Ｔｒは昇圧用変圧１１％ＣＢ・”Ｌ
ｌ・ＣＢＬ２は交流し中断器、Ａ、Ｂは連系交流系統、
ムＣＬ１ｍ＠１　、　ＡＣＬｌｎ＊　２は連系交流送電
線、ｋ１１〜Ｂｕｓ　３は交流母線を示す。また、直流
送電系統側において、Ｃ−Ｔｒは変換器用便圧器、Ｖは
交直変換器、ｊ、ＤＣＬ拡直流リアクトル、　　ＤＣＬ
ｉｍ・　は直流送電線を示し、Ｐ６はタービン発電機出
力、Ｐａ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１図に示すように発電所Ｐ８の交流母線又は直
流送電系統の変換装置交流側母線Ｂｕｓｌには、連系交
流送電線ムＣＬｉｔ・１が接続されておシ交流系統でも
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Ｐｓ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
法がとられておシ、発電所のタービンＴおよびタービン
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−ｍｌＫ接続される交流送電１
［ｉ！’、Ａ　ＣＬｌｎ＊　ｌのし中断器、ＣＢＬ。

またはし中断器ＣＢＬ、２がＯＦＦとなっている状態に
於いて、あるいは、交流送電線ムＣＬｉｍ＠１が存在し
ない系統構成に於いては、発電所Ｐｇのタービン発電機
Ｇは直流送電線ＤＣＬｉｎ・を含む直流送電系統を介し
て、負荷となる交流系統ムまたは交流系統ＢＥ連系され
ておシ、無負荷運転状態にある発電所Ｐ８のタービンＴ
、タービン発電機ＧＫ系統初負荷をとらせるに鉱直流送
電系統を起動させてタービンＴおよびタービン発電機Ｇ
Ｏ系統初負荷相尚の負荷で運転しなければならない。

ところで、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はほは零とす為運転、
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
間零方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、直流電圧の立上けに応じた負荷
をとることになる。

一方、発電所のタービン、タービン発電機尋は、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尋の影譬に
よ〕、数秒以上の時間遅れをもって出力する。したがっ
て、発電所のタービンおよびタービン発電機が起動後定
格速度に達した後、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Ｋは、適切な、タイ建ンダと負荷
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。

館２図は、初負荷操作と同時に直流送電系統を起動して
直流電流Ｉｄｅ　、　Ｉｄｃを共に立上げて直流送電系
統負荷Ｐｄｅを立上けた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Ｐｄｃはタ
ービン出力Ｐ？に先立って立上がるため、タービンの出
力が追いつかず、回転エネルギーが不足分ノＥ？Ｇをお
ぎないタービン発電機の周波数が低下する為、定格周波
数に対する周波数偏差ΔｙＦｉ７Ｆ＜Ｏで大きく変動す
ることを示しておシ、場合によってはタービン発電機が
トリ、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をかけること
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ｖＡＯ考え方について述べる。＃Ｉ３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、ｍｑがイラーまた祉原子炉蒸気発
生部、Ｃは複水器、Ｔはタービン、Ｇはタービン発電機
、Ｖ。

は主蒸気止め弁％　ｖｆｉｒは主蒸気隔離弁、ｖｃは蒸
気加減弁、ｖｌは蒸気パイノクス弁を夫々示す。

図において、タービンＴは主蒸気止め弁ｖ８．主蒸気隔
離弁Ｖ□、蒸気バイパス弁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、発電所に負荷となる交流系統が連系されていれ
ば、定格速度になったタービン発電機Ｇは交流系統に同
期併入し、その徒蒸気加減弁ｖｃおよび蒸気バイパス弁
ｖ１の開度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・臂ス弁
■１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シ、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
ま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
起動タイミングを適性に確保する必要がある。また、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る必要があるので、負
荷をとることになる。その為直流電り圧の立上げも適切
に行なうことが必要である。

以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。第４図は、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とらせるための回
路構成をプロ、り的に示したものである０図において、
１は初負荷操作のため指令によシ発電機用タービンの蒸
気加減弁ｖｃ１Ｍ気パイΔス弁ｖ１等各種蒸気制御弁類
を操作制御する如き操作信号を発生する操作制御装置で
、皺操作信号を発したことを示す信号を信号伝送手段２
を介して送出する・３はこの信号伝送手段２を介して伝
送される（操作）信号を入力とする遅延回路で、その出
力信号を上記信号伝送手段２からの信号と共にアンドダ
ート回路４に加え、さらにそのアンド出力を直流送電系
統（交直変換器）の制御装置６へ与え、その制御出力に
よシ交直変侯器Ｖを制御するように構成する。ここで、
遅延回路３はタービンの初負荷操作からタービン発電機
出力として取出し得るまでの遅れ時間ｔｄを整定する回
路て、上記蒸気加減弁ｖ６．蒸気パイ・奢ス弁Ｖ。

Ｏ操作遅れ時間特性と、タービンおよびタービン発電機
の入出力応答特性から決まる出力遅れ時間を考慮してそ
の時間を整定するものである。

また、制御装置５は起動制御回路５ノと、起動・停止時
の（直流送電系統の）直流電圧を制御するＶｔジター制
御回路５２と、基本制御１位相制御を含む運転制御回路
５Ｊとから成るものである。

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図に於いて、第３図にて説明した如く起
動され無負荷で定格速度に達したタービンＴおよびＩ−
ビン発電機Ｇに対して初負荷をかけるため、蒸気加減弁
ｖｃを所定の開度に制御する一方、蒸気バイパス弁Ｖ。

を閉じるよう操作制御装置ＩＫ指令して操作信号を発す
るとともに、上記操作信号を発したことを示す信号を信
号伝送手段２を介し１遅延回路３に与えてそれを動作さ
せる。この遅延回路３の出力線整定された時間ｔｄ経過
後にその出力を送出しアンド回路４に与えられる。ｔた
、このアンドｒ−）回路４ＦＣは遅延回路３の入力側信
号も入力されているため、遅延回路Ｊが出力を送出しか
つ確実に指令が出力されていることを条件にその出力を
送出し、直流送電系統を起動するように直流送電系統の
制御装置５の起動制御回路５１に指令を与える。

第５図は、以上の説明をタイムチャート図にて示し九も
のである０図において、ｔ＝ｔｏで第４図の操作制御装
置１からの信号によシ初負荷操作が開始されるが、ター
ビン発電機出力は蒸気加減弁ｖｃ、蒸気バイパス弁Ｖ、
の操作遅れおよびタービン・タービン発電機の入出力応
答特性によシ、時間ｔ０だけ遅れてタービン発電機出力
が出る。遅延回路１０整定時限ｔｄをｔｄ＝ｔ、とすれ
ば、タービン発電機出力電力が取シ出せるとき直流送電
系統も起動されるため、タービン出力上昇率と直流送電
系統起動時の出力電力上昇率との差が、タービン発電機
のじよう乱エネルギーΔＥＧＧ　となル回″転１数すな
わち周波数を変化させることになるので周波数偏差ｊＦ
が現われる。したがって、遅延回路３の整定時間ｔｄと
直流送電系統の起動特電力の変化率を適当な値とするこ
とによシ、タービン発電機出力周波数偏差ΔＦつま〉周
波数じよう乱を極めて小さくすることが出来、安定した
タービン発電機の初負荷操作が行なわれる。

このように、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＋１１１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、初負荷操作の丸め蒸気制御弁類の操作装置１に指
令して発電機タービン丁の蒸気加減弁Ｖ、および蒸気パ
イ／４ス弁ｖ１を操作すると共に、該指令信号または操
作信号を上記蒸気加減弁Ｖ。

と蒸気パイ／ヤス弁ｖｌの操作遅れ時間特性およびター
ビンＴ、タービン発電機Ｇの入出力応答特性から決まる
出が遅れ時間から決まる遅延時間ｔｄ（ｅｔ、）が整定
された遅延回路Ｓを通し上記直流送電系統の制御装置５
に与えて直流送電系統を起動し、上記タービン発電機Ｇ
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
圧の立上シを制御することによシ適当な変化率で立上げ
るようにして行なうようにしたものである。

菖６図は、本発明による他の実施例構成を示すものであ
シ、第４図と同一部分には同一符号を付して示す、第６
図において、蒸気弁類の操作制御装置１よりｏ初負荷操
作の為の指令信号または操作信号を得、信号伝送手段２
を通して、直流送電系統の制御装置５内の起動制御回路
５１に与えて、直流送電系統を運転制御回路５３で定め
られた直流電流レベルに零力率運転状態で起動するとと
もに１　タービン初負荷操作後、タービン発電機出力と
して取出せるまでの適当な遅れ時間ｔｄを整定した遅延
回路３を駆動する。そして所定の時間ｔｄ経過後、該遅
延回路３の出力を、直流送電系統の制御装置５のリオ、
ター制御回路５２に与え、直流系統電圧を適当な変化率
で立上げるととＫよシ、タービン発電機の初負荷出力特
性にマツチした直流送電系統負荷をとるように交直変換
器Ｖを制御するものである。

以上の動作による発電機および直流送電系統の負荷状態
を示すと、第７図０タイムチヤート図のようになる。第
７図において、Ｐｄ、は直流送電系統の負荷を、！むけ
直流電流、Ｅｄｃは直流電圧、ＰＴはタービン出力、Δ
Ｆはタービン発電機の定格周波数に対する実際の周波数
との偏差を示し、ΔＥＴ、　Ｉｄ、直流送電系統負荷と
タービン出力、即ち発電機から出力してよい負荷との偏
差を示すもので、これが大きいと周波数じよう乱が大き
くなる。

第７図において時刻ｉ　ｍ　ｔ６にて、タービン発電機
に対して初負荷操作がなされるとともに１直流送電系統
を直流電圧１ｄ、＝Ｏｅ直流電流Ｉｄａ　−１１ｍ１ｎ
で起動、すなわち学力率運転起動し、遅延回路３の整定
時間ｔｄを経過した後に直流電圧を立上げることによシ
適当な変化率で負荷を立上げることを示している― このように、タービン丁およびターｒ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Ｋした系統で、無負荷連転状ａｔたはそれに近い
運転状態にある発電所ＰＳ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、
初負荷操作のため蒸気制御弁類の操作装置ＩＫ指令して
発電機タービンＴの蒸気加減弁Ｖ、および蒸気バイパス
弁Ｖ、を操作すると共に、骸指令信号または操作乍号を
上記蒸気加減弁ｖｓと蒸気パイ・母ス弁Ｖ、の操作遅れ
時間特性およびタービンＴ、タービン発電機Ｇの入出力
応答特性から決まる出力遅れ時間から決まる遅延時間ｔ
ｄ（＝　１．　）が整定された遅延回路３に与えてそれ
を駆動させると共に上記直流送電系統を学力率運転状態
で所定の直流電流を流すように起動し、上記直流送電系
統の制御装置５に指令して直流送電系統直流電圧を定格
値まで立上げるよう制御するととＫより負荷を適尚な変
化率で上記ターＮ：／１ｉ電機Ｇの許容初負荷レベルま
で立上げるようにして行なうようにしたものである。

尚、上記において遅延回路３０機能は、操作制御装置１
側に設けても直流送電系統の制御装置５側に設けるよう
にしても、同様の効果が得られることはもちろんのこと
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。

以上説明した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
きる極めて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だめの１１・□ タイムチャ−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、ｆｉ
ｌｃ５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ｔｉｔ本発明の他の実施例を示すプロ、り
図、第７図は第６図におけ為作用を説明するためのタイ
ムチャート図である。 １−操作制御装置、２−・・信号伝送手段、３・・・遅
延回路、４・・・アンドｆ−）回路、５・・・直流送電
系統の制御装置、５１−起動制御回路、５２・・・リミ
ッタ−制御！１回路、５３・・・運転制御回路。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第５図 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　Ｉ−ビン発電機を備えた発電所の発生電力を
   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ｔた紘それに近い運転状１１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、初負荷操作のため蒸気制御弁類
   の操作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ｉ４イΔス弁を操作すると共に、該指令信号また
   は操作信号を前記蒸気加減弁と蒸気バイパス弁の操作遅
   れ時間特性およびタービン、タービン発電機の入出力応
   答特性から決まる出力遅れ時間から決ｔゐ遅嬌時間が整
   定された遅延回路を通し前記直流送電系統の制御装置に
   与え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〕を制御することによシ適尚な変化率で立げるよう
   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. （２）　　タービン発電機を備えた発電所の発生電力を
   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、初負荷操作のため蒸気制御弁類の
   操作装置に指令して発電機タービンの蒸気加減弁および
   蒸気バイパス弁を操作すると共に、該指令信号ま九は操
   作信号を前記蒸気加減弁と蒸気パイ　。 ｄス弁の操作遅れ時間特性およびタービン、タービン発
   電機の入出力応答特性から決まる出力遅れ時間から決ま
   る運気時間が整定された遅延回路に与えてそれを駆動さ
   せると共に前記直流送電系統を零力率運転状態で所定の
   直流電流を流すように起動し、前記直流送電系統Ｏ制御
   装置に指令して直流送電系統直流電圧を定格値ｔで立上
   げるよう制御することによ多負荷を適機な変化率で前記
   タービン発電機Ｏ許容初負荷しペルまで立上げるように
   して行なりことを特徴とする発電所の初負荷操作方法。