JPS5939809Y2 - 電力系統安定化装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、同期機を電力系統に接続して運用する場合
に使用される電力系統安定化装置に関するものである。

同期発電機は、通常そわ出力電圧を自動的に調整する自
動電圧調整器（以下ＡＶＲと略称する）によって安定状
態で運転されセいるが、近年の発電所と負荷間の遠距離
化、並びに発電機や変圧器等の大容量化、およびそれに
伴う経済設計等の事情によって電力系統のインピーダン
スが増大する傾向にあり、前記ＡＶＲだけでは電力系統
の故障等の電力動揺時に安定した運転状態を維持するこ
とが困難になって来ている。

このような電力系統のインピーダンスの増大化に対処す
る方法として、最近、発電機の出力電力の変化分ＪＰを
検出して、それをＡＶＲに補助信号として供給する方法
が採用されてきている。

このようにする装置は、一般に電力系統安定化装置（以
下、ＰＳＳと略称する）と呼ばれている。

発電機が原動機（水車又はタービン等）からの機械入力
ＰＭを受けて、それを電気出力ＰＧに変換して電力系統
に送電している場合を考えれば、通常の状態ではＰ Ｍ
＝Ｐ Ｇの条件が成立し、発電機は加速あるいは減速さ
れることなく電力系統の受電ｌｌｌ１（無限大母線とみ
なせるところ）に対して成る一定の位相角δで運転され
る。

しかし、電力系統で短絡又は地絡事故等が発生すれば、
発電機と電力系統の受電側間の伝達インピーダンスが増
大して発電機の出力ＰＧは、事故前にくらべて減少する
。

他方、機械入力ＰＭは、すぐには変化しないために、Ｐ
Ｍ）ＰＣという不平衡状態となり、発電機は加速されて
電力系統受電側に対する内部位相角δも開き始める。

そして、内部位相角δが、ある値を越えると電力系統の
事故が除去されるとしても、発電機は電力系統との連系
が保セなくなり、税調状態となる。

この時に、ＰＳＳは系統事故により発電機の出力電力が
減少したことを検出してＡＶＲに信号を供給して発電機
の内部誘起電圧を上げるよ５に作動させ、発電機出力Ｐ
Ｇを増大させて機械入力ＰＭとの差、すなわち加速エネ
ルギーを少くして内部位相角δの開くのを抑制する。

以上のように、ＰＳＳは発電機出力ＰＧが急減したこと
を検出して、発電機の励磁を強め内部誘起電圧を上げよ
うとするものである。

ところで、発電機出力ＰＧの急減する原因は、以上のよ
うな電力系統での各種故障の他に、負荷しゃ断や負荷脱
落等がある。

従って、この場合にもＰＳＳは動作してＡＶＲへ信号を
供給し発電機電圧を上げるように作用する。

しかし、負荷しゃ断等の場合には発電機電圧を上げる必
要はなく、かえってＰＳＳを動かせると電圧が異常に上
昇して発電機等の電力機器にとって都合の悪い結果とな
る。

こび）ような不都合を解決する方法として、従来第１図
の構成が採用されていた。

第１図において、１は発電機を示し、この発電機１０発
電出力は、発電機しゃ断器１を介して電力系統８に供給
される。

電力系統８は、負荷しゃ断器９を介して負荷１０に接続
されている。

３は、上述した自動電圧調整器ＡＶＲで、このＡＶＲ３
には、上述した電力系統安定化装置ｐｓｓｓから接点４
を介して増磁信号が、又計器用変成器２を介して発電機
出力がそれぞれ供給されるようになっている。

ＡＶＲ３は、上記増磁信号により発電機１の界磁巻線６
に流れる界磁電流を増大させる。

今、発電機しゃ断器７が、負荷しゃ断等の原因によって
開放された時には、発電機１の出力は、急減して、ＰＳ
Ｓ５はＡＶＲ３に対して増磁信号を送ろうとする。

しかし、接点４は、発電機しゃ断器ｌの補助接点であり
、開放されているから、上記増磁信号はＡＶＲ３には供
給されない。

従って、発電機１の出力電圧が異常に上昇することはな
い。

次に、電力系統８に地絡等の故障が発生して発電機出力
が急減した場合には、発電機しゃ断器Ｉは閉路されたま
まで接点４も閉となっているから、ｐｓｓｓの増磁信号
はＡＶＲ３に供給され、発電機１の起電圧および安定度
を高くする。

ところが、以上の構成は、ＰＳＳ５からの信号を発電機
しゃ断器７の補助接点４によりインタロックしているの
で、負荷しゃ断するしゃ断器が発電機しゃ断器Ｉではな
く、電力系統８中のしゃ断器又は負荷しゃ断器９、もし
くはそれらの組合せのように複雑々状態になってくると
、インタロックすることが不可能となる。

その結果、電力系統が複雑な場合には、ｐｓｓｓからの
信号が必要であるのに切断したり、不要なのに切断しな
かったりする欠点があった。

この考案は、以上のような従来の欠点を除去するために
なされたもので、ＰＳＳσ）制御回路を設けることによ
り、しゃ断器の補助接点を不要とし、その動作が適切に
行われるようにした電力系統安定化装置を提供すること
を目的とするものである。

以下、この考案の一実施例を第２図・〜第３図を参照し
て詳細に説明する。

第２図において、符号１〜３，５〜１０の各部は、上記
第１図の対応する各部の構成と同一である。

従って、その部分の説明は省略する。第２図で、１１ａ
は、第３図の制御リレー１１のａ接点であり、ＰＳＳ５
はこの接点１１ａを介してＡＶＲ３に補助信号ＡＰを供
給するようになっている。

１３は、電流検出リレーであり、計器用変流器１２によ
り発電機１の出力電流を検出し、その値が所定値Ｉ、以
上の時に動作する。

第３図において、１１は上記接点１１ａを有する制御リ
レーで、この制御リレー１１には、上記電流検出リレー
１３の接点１３ａおよび圧カスインチ１４が直列に接続
されている。

圧力スイッチ１４は、発電機１を駆動しているタービン
の負荷に比例する蒸気圧力を検出するもので、普通低圧
タービン入口の蒸気圧力が被検出圧力として使用される
。

そして、上記圧力スイッチ１４は、負荷がある値１１以
上になった時に閉成する。

電力系統に事故がなく、発電機が正常に運転している状
態では、電流リレー１３の設定値■１および圧力スイッ
チ１４の設定値Ｐ□は発電機出力に比例するが、それら
９設定値は出力に換算して■１くＰｌの関係にある。

そこで、発電機の運転状態との関係を表にすると次のよ
うになる。

以上のように、通常状態では発電機出力が２１以上の場
合にのみ接点１１ａが閉になっていることがわかる。

これは電力系統解析の結果、発電機出力が２１未満では
、例え電力系統で事故が起ってもＰＳＳを必要としない
。

すなわち、そのようにＰｌの値を設定する。

次に、電力系統で一線地路等の事故が発生したり、負荷
しゃ断が発生した場合について表にする６と次のように
なる。

以上のように、事故時で、しかもその直前の発電機出力
が２１以上の場合のみ、接点１１ａは、閉状態を維持し
、補助信号、（ＰをＡＶＲ３に供給する。

なお、上記の表中、接点１４の※印欄が閉となっている
のは、発電機出力は、トラブル発生と同時にＰ１未満に
減少するが、前述のように接点１４は蒸気圧カスインチ
であるから急には低下セストラブル直前の状態を維持す
るためである。

また、接点１３ａが事故時では閉、負荷しゃ断時には開
となっているのは、事故時には無効電流分が増加するた
め電流検出リレー１３の設定値以上の電流が流れるが、
負荷しゃ断時には電力と共に電流も急減して電流リレー
１３の設定値以下になってしまうためである。

以上のように、この考案によれば、トラブル発生直前の
発電機出力が、ある設定値以上で、事故時のみ電力系統
安定化装置の補助信号を確実にＡＶＲに伝達し、負荷し
ゃ断時には上記電力系統安定化装置からの信号を切断す
るようにしたので、従来のような電圧の異常上昇等を防
止することができ、電力系統安定化装置本来の最適な運
用が可能となる。

なお、以上の実施例では、ＡＶＲの信号が直接発電機の
界磁巻線６に流れるようになっているが、この間に励磁
機を介装してもよいのはぎうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電力系統安定化装置のブロック図、第
２図は、この考案の一実施例による電力系統安定化装置
のブロック図、第３図は、その接点回路図である。 １・・・・・・発電機、２・・・・・・計器用変成器、
３・・・・・・自動電圧調整器（ＡＶＲ）、５・・・・
・・電力系統安定化装置（ＰＳＳ）、６・・・・・・界
磁巻線、８・・・・・・電力系統、１１・・・・・・制
御リレー １２・・・・・・変流器、１３・・・・・・
電流リレー、１４・・・・・・圧力スイッチ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 電力系統に電力を供給する同期発電機の出力電圧を自動
   的に調整する自動電圧調整器と、上記同期発電機の出力
   行力の変化分を検出して、これを上記自動電圧調整器に
   補助信号として供給する電力系統安定化装置と、上記同
   期発電機の出力電流を検出し、その検出電流が所定の値
   以上になった時に動作する電流検出リレーと、上記同期
   発電機を駆動するタービンの蒸気圧力がある値以上とな
   ったときに動作する圧カスインチと、上記電流検出リレ
   ーが動作し、かつ上記圧カスインチが動作したときに動
   作し、上記電力系統安定化装置の補助信号を上記自動電
   圧調整器へ供給する制御リレーとからなる電力系統安定
   化装置。