JPS6033711Y2 - 界磁地絡検出回路の切換装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は発電機の界磁回路の地絡検出回路を切換る切換
装置に関する。

大容量タービン発電機の界磁回路においては、直流電流
がコレクターリングを通して、回転界磁に送られる回転
界磁方式が一般におこなわれている。

回転界磁方式における直流電源より界磁コイル（回転子
巻線）を通って再び電源へ戻る界磁回路の地絡の影響に
ついて述べる。

界磁回路は非接地で使用されるので一個所の地絡では発
電機運転になんら支障はないが、１点地絡を生じると、
固定子の過渡状態で回転子巻線に電圧が誘起した場合に
回転子巻線の他の点の対地電圧が上昇し、第２の地絡に
移行する可能性が増し、２点地絡になると、回転子巻線
の一部は側路され残りの部分に流れる励磁電流は増大す
る。

回転子巻線の一部が側路されると、ギャップ磁束の不平
衡を招きその結果、側路された巻線部分の磁力と反対側
の磁力とは等しくなくなり、回転子巻線の側路された部
分いかんでは回転子軸をひずませるほどの力の不平衡を
生じ、軸を偏心させてしまう。

また故障点アークによる回転子の局部過熱を伴う。

よって上記のような事態を招かないよう界磁回路の地絡
保護を行わなければならない。

現状の発電機界磁回路の地絡検出の一例を第１図に示す
。

１はタービン発電機、２は界磁しゃ断器（以下４１Ｇと
いう。

）３は界磁コイル、４は直流電源、５は界磁地絡検出継
電器（以下ＧＩＪレーと略す）、６はＧリレー内整流器
、７はＧリレー内補助リレーである。

Ｇリレーにより１点地絡検出を行なっている。

このＧリレーは交流電源を整流した直流電源を自蔵し、
この電圧を大地と界磁回路間に加えておき、界磁回路に
地絡を生じると直流電流が流れ、補助リレーが動作する
ことにより検出を行なついる。

Ｇリレーはプラント状態によらず常時界磁回路に接続さ
れている。

ところが現状においては、Ｇリレーは交流電源を整流し
た直流電圧を印加しているために高調波成分が重畳し、
界磁コイルと軸間の静電容量を介して軸受から大地へ高
調波電流が流れる。

この電流はタービン通常運転中は軸受油膜絶縁があるた
め軸接地部を通して流れ、問題とはならない。

しかしながらタービン停止時等軸受油膜絶縁が完全でな
い状態においては微少ながら軸受部を流れ、これにより
軸受メタルを損傷させる事になり、この修理のため、多
額の費用と長期のプラント停止を招くことになる。

又、現状では４１Ｇ引外し時においては界磁コイル側界
磁回路の地絡検出しか行なっていない。

電源側界磁回路は４１Ｇ投入後の監視となるため４１Ｇ
投入時電源側界磁回路の地絡により、４１Ｇの再度列外
し点検をよぎなくされるためプラント立ち上りを遅らせ
ることとなり電力費用土大きな支障をきたす。

この考案は上記の点に鑑み高調波電流によるメタル損傷
を防止すべくプラント状態を判別し発電機界磁回路とＧ
ＩＪレーを接続する界磁地絡検出回路（以下検出回路と
略す）を開閉する機能と、４１Ｇ投入前に界磁しゃ断器
の界磁コイル側回路と界磁電流を供給する電源側回路（
以下電源側回路と略す）の地絡の有無をチェックするた
め検出回路を界磁コイル側回路と電源側回路に切換える
機能を有する切換装置を提供しようとするものである。

第２図、第３図に一実施例を示す。

８は界磁地絡検出回路の切換装置、９は回転数検出器で
ある。

実施例ではプラント状態として回転数を取り上げた。

界磁地絡検出回路の切換装置８内の各部の動作を第３図
に示す。

接点Ａかプラント起動条件によりＯＮＬプラント停止条
件によりＯＦＦするプラントの条件判断部である。

接点Ｙは発電機によって決ってくる絶縁可能な油膜を形
成できる回転数信号を回転数検出器により検知してＯＮ
するプラント状態判断部である。

回転数信号は定格回転数未満であり定格回転数の条件に
より投入される４１Ｇより早く接点ＹはＯＮする。

Ｃ工は電源プラス側界磁回路の地絡の有無を判別するた
めＡ接点ＯＮ後タイマーによるＴ□時間後パルス入力と
してＯＮ、 ＯＦＦするプラス電源側判定部であり、Ｃ
２は同様に電源マイナス側の地絡の有無を判別するため
Ｃ１０ＦＦ後タイマーによる１２時間抜パルス入力とし
てＯＮ、ＯＦＦするマイナス電源側判定部である。

接点ＣはＣ□、Ｃ２接点のチェックの目的を限定するた
めの電源側判定部である。

以下詳細説明を述べると、プラント起動条件が成立する
と接点ＡがＯＮし、Ｔ□時間の後接点Ｃ□により、４１
Ｇの電源プラス側界磁回路の地絡の有無がチェックされ
る。

そしてそのチェック終了後Ｔ２時間の後接点Ｃ２により
電源マイナス側界磁回路のチェックをおこなう。

そして絶縁可能な油膜を形成できる回転数に達すると接
点Ｙにより界磁コイル側界磁回路のチェックをまず行い
、４１Ｇ投入により界磁回路全体の地絡の有無をチェッ
クする。

プラント停止時においては絶縁可能な油膜を形成するに
満たない回転数まで券もてくると接点ＹによりＧリレー
を引外す。

以上のように、本考案によれば接点Ｙによりプラント状
態を判別して検出回路を開閉することができ、接点Ｙ、
Ｃ１，Ｃ２により界磁しゃ断器投入前に界磁コイル側回
路と電源側回路の地絡の有無のチェックをおこなうこと
ができる。

本考案は自動装置として示したが切替スイッチ、リレー
シーケンスにより同様の機能をもたせることはもちろん
可能である。

又、本考案は発電機界磁地絡検出回路に限らず励磁機界
磁地絡検出回路にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の発電機界磁地絡検出回路を示す回路図、
第２図は本考案の一実施例を示す回路図、第３図は本考
案の一実施例におけるタイムチャートである。 １・・・タービン発電機、２・・・界磁コイル、３・・
・界磁しゃ断器（４１Ｇ）、４・・・直流電源、５・・
・界磁地絡継電器、６・・・界磁地絡継電器内整流器、
７・・・界磁地絡継電器内補助リレー、訃・・界磁地絡
検出回路切換装置、９・・・回転数検出器、α・・・絶
縁可能な油膜を形成できる回転数、Ａ、 Ｙ、 Ｃ□＝
Ｃ２，Ｃ・・・界磁地絡検出回路切換装置内補助リレ
ー接点。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 発電機の界磁回路の地絡検出を行なう界磁地絡検出継電
   機を有する界磁地絡検出装置において、前記発電機の起
   動条件が成立したとき動作する条件判断部と、前記界磁
   回路の界磁しゃ断器が投入される以前に動作し前記界磁
   回路の電源側回路を前記界磁地絡検出継電器に電気的に
   接続する電源側判定部と、前記発電機があらかじめ定め
   られた状態になると動作し前記界磁回路の界磁コイル側
   回路を前記界磁地絡検出継電器に電気的に接続する状態
   判断部とからなる界磁地絡検出回路の切換装置。