JP2003324996A

JP2003324996A - 同期機の励磁制御装置

Info

Publication number: JP2003324996A
Application number: JP2002131359A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Okamura; 和彦岡村; Hitoshi Aizawa; 仁士相沢
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba System Technology Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba System Technology Corp
Priority date: 2002-05-07
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2003-11-14
Anticipated expiration: 2022-05-07
Also published as: JP4154172B2

Abstract

(57)【要約】【課題】同期機の起動に際し、入力異常を検出して過
電圧を防止したい。【解決手段】同期機の出力電圧と界磁電流とを検出す
る手段を有し、同期機が電力系統に接続された状態で自
動電圧調整装置を用いて運転を行なう同期機の励磁制御
装置にいおいて、同期機の起動時に前記界磁電流より予
め定められた出力電圧を予測して出力電圧予測値を出力
する手段と、前記同期機の出力電圧と前記出力電圧予測
値とを比較し、これが予め定められたその相関関係から
逸脱した場合は、出力電圧又は界磁電流の異常と判断す
る手段と、前記異常と判断したとき同期機の界磁電流を
減衰させる手段とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同期機の励磁制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図９において、自動電圧調整装置が１重
化構成の従来の励磁制御装置の１例を説明する。図９に
おいて、１は界磁巻線２を備えた同期機である。この同
期機１の出力端は主変圧器３、系統並列用遮断器４を介
して電力系統５に接続されている。又、６は界磁遮断器
７を介して同期機１の界磁巻線２に接続されたサイリス
タ整流器である。サイリスタ整流器６の交流側入力端
は、励磁用変圧器８を介して同期機１の出力端に接続さ
れている。

【０００３】１４は同期機１の界磁電流を検出する手段
として設けられた計器用変流器であり、１５は界磁電流
検出器である。９は同期機１の励磁制御を行なう自動電
圧調整装置である。自動電圧調整機能１０は、計器用変
圧器１２及び出力電圧検出器１３を介して同期機１の出
力電圧を電圧設定器１１で設定された電圧になるよう
に、上記サイリスタ整流器６を位相制御するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】計器用変圧器１２から
の入力がない状態で同期機を起動した場合、出力電圧検
出器１３の出力はゼロとなり、自動電圧調整機能１０の
出力はサイリスタ整流器６の出力を上げるように制御す
るため、同期機１の出力電圧が上昇して過電圧となり、
同期機１を破損する恐れがある。

【０００５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、同期機の起動に際して同期機の破損を防
止させることの可能な同期機の励磁制御装置を提供する
ことを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の［請求項１］に
係る同期機の励磁制御装置は、同期機の出力電圧と界磁
電流とを検出する手段を有し、同期機が電力系統に接続
された状態で自動電圧調整装置を用いて運転を行なう同
期機の励磁制御装置において、同期機の起動時に前記界
磁電流より予め定められた出力電圧を予測して出力電圧
予測値を出力する手段と、前記同期機の出力電圧と前記
出力電圧予測値とを比較し、これが予め定められたその
相関関係から逸脱した場合は、出力電圧又は界磁電流の
異常と判断する手段と、前記異常と判断したとき同期機
の界磁電流を減衰させる手段とを備えることにより、同
期機に過電圧が発生して同期機を破損する前に同期機の
界磁電流を減衰させる。

【０００７】本発明の［請求項２］に係る同期機の励磁
制御装置は、［請求項１］において、界磁電流よりその
変化率を検出する手段と、前記界磁電流の変化率と、同
期機起動時に出力すべき界磁電流の変化率を設定した値
とを比較し、予め定められた一定時間を継続して、前記
界磁電流の変化率がその設定した値より逸脱した場合
は、出力電圧又は界磁電流の異常と判断する手段と、前
記異常と判断したとき同期機の界磁電流を減衰させる手
段とを備えることにより、同期機に過電圧が発生して同
期機を破損する前に同期機の界磁電流を減衰させる。

【０００８】本発明の［請求項３］に係る同期機の励磁
制御装置は、［請求項１］において、サイリスタ整流器
への位相制御指令値を検出する手段と、前記位相制御指
令値と、同期機起動時に出力すべき位相制御指令値を設
定した値とを比較し、予め定められた一定時間を継続し
て、前記位相制御指令値がその設定した値より逸脱した
場合は、出力電圧又は界磁電流の異常と判断する手段
と、前記異常と判断したとき同期機の界磁電流を減衰さ
せる手段とを備えることにより、同期機に過電圧が発生
して同期機を破損する前に同期機の界磁電流を減衰させ
る。

【０００９】本発明の［請求項４］に係る同期機の励磁
制御装置は、［請求項３］において、界磁電圧を検出す
る手段と、前記出力電圧と前記界磁電圧より予め定めら
れた位相制御指令値を予測して出力する手段と、前記位
相制御指令値と前記位相制御指令予測値とを比較し、こ
れが予め定められたその相関関係より逸脱した場合は、
出力電圧又は界磁電圧の異常と判断する手段と、前記異
常と判断したとき同期機の界磁電流を減衰させる手段と
を備えることにより、同期機に過電圧が発生して同期機
を破損する前に同期機の界磁電流を減衰させる。

【００１０】本発明の［請求項５］に係る同期機の励磁
制御装置は、［請求項１］において、同期機起動後に予
め定められた一定時間は、電圧設定器の値を１００％以
下の任意の値にしておき、前記出力電圧と前記出力電圧
予測値とを比較し、これが予め定められたその相関関係
から逸脱していない場合は、電圧設定器の値を１００％
に切替えて起動する手段を備え、かつ、前記相関関係か
ら逸脱した場合は、出力電圧又は界磁電流の異常と判断
する手段と、前記異常と判断したとき同期機の界磁電流
を減衰させる手段とを備えることにより、同期機に過電
圧が発生して同期機を破損する前に同期機の界磁電流を
減衰させる。

【００１１】本発明の［請求項６］に係る同期機の励磁
制御装置は、［請求項２］において、同期機起動後の予
め定められた一定時間は、電圧設定器の値を１００％以
下の任意の値にしておき、前記界磁電流の変化率が設定
した値より逸脱していない場合は、前記電圧設定器の値
を１００％に切替えて起動する手段と、かつ、前記界磁
電流の変化率が設定した値より逸脱した場合は、出力電
圧又は界磁電流の異常と判断する手段と、前記異常と判
断したとき同期機の界磁電流を減衰させる手段とを備え
ることにより、同期機に過電圧が発生して同期機を破損
する前に同期機の界磁電流を減衰させる。

【００１２】本発明の［請求項７］に係る同期機の励磁
制御装置は、［請求項３］において、同期機起動後の予
め定められた一定時間は、電圧設定器の値を１００％以
下の任意の値にしておき、前記位相制御指令値が設定し
た値より逸脱していない場合は、前記電圧設定器の値を
１００％に切替えて起動する手段と、かつ、前記位相制
御指令値が設定した値より逸脱した場合は、出力電圧又
は界磁電流の異常と判断する手段と、前記異常と判断し
たとき同期機の界磁電流を減衰させる手段とを備えるこ
とにより、同期機に過電圧が発生して同期機を破損する
前に同期機の界磁電流を減衰させる。

【００１３】本発明の［請求項８］に係る同期機の励磁
制御装置は、［請求項４］において、同期機起動後に予
め定められた一定時間は、電圧設定器の値を１００％以
下の任意の値にしておき、前記位相制御指令値と前記位
相制御指令予測値とを比較し、その相関関係から逸脱し
ていない場合は、前記電圧設定器の値を１００％に切替
えて起動する手段と、かつ、前記相関関係から逸脱した
場合は、出力電圧又は界磁電圧の異常と判断する手段
と、前記異常と判断したとき同期機の界磁電流を減衰さ
せる手段とを備えることにより、同期機に過電圧が発生
して同期機を破損する前に同期機の界磁電流を減衰させ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細を説明する。（第１の実施の形態）図１は本発明の第１の実施の形態
を示す同期機の励磁制御装置の構成図である。図１にお
いて、図９と同一符号は、同一部分又は相当分を示し、
既に説明した部分は省略することとし、その差異部分に
ついて説明する。

【００１５】１６は界磁電流検出器より出力された界磁
電流値を入力し出力電圧予測値を出力する関数設定器で
ある。１７は出力電圧検出器１３より出力された出力電
圧値と関数設定器１６より出力された出力電圧予測値と
を比較し、その差分を出力する演算回路である。

【００１６】１８は演算回路１７より出力された演算結
果（差分）をレベル判定回路（上限値）１８Ａ、又はレ
ベル判定回路（下限値）１８Ｂと比較し、その結果、異
常と判定すれば、オア回路１８Ｃを介して入力異常を出
力する自己診断回路である。１９は自己診断回路１８よ
り出力された異常判定結果より自動電圧調整機能１０よ
りサイリスタ整流器６へ出力する位相制御指令値を停止
（オフ）させると共に、界磁遮断器７へ開放指令を出力
する停止回路である。

【００１７】次に本実施の形態の動作について説明す
る。本実施の形態によれば、図１において界磁電流検出
器１５より出力された界磁電流値を関数設定器１６に取
り込み、関数設定器１６より求められる出力電圧予測値
と、出力電圧検出器１３から出力された出力電圧値とを
演算回路１７にて比較する。正常に同期機が起動すれ
ば、関数設定器１６より求められる出力電圧予測値と、
出力電圧検出器１３から出力された出力電圧値は、ほぼ
同等の値となる。

【００１８】しかし、何らかの異常により計器用変圧器
１２からの入力がゼロとなり演算回路１７の出力に差が
発生した場合は、自己診断回路１８内のレベル判定回路
（上限値）１８Ａ、又はレベル判定回路（下限値）１８
Ｂにより、出力電圧値又は界磁電流値の異常と判断す
る。

【００１９】そしてオア回路１８Ｃを介して停止回路１
９により、自動電圧調整機能１０よりサイリスタ整流器
６へ出力する位相制御指令値を停止（オフ）させ、か
つ、界磁遮断器７へ開放指令を出力することで、同期機
の界磁電流を減衰させて同期機の出力電圧が過電圧とな
ることを防止して、同期機を破損させる可能性を低減す
ることができる。

【００２０】本実施の形態によれば、同期機の起動時に
おいて、界磁電流値より求められる出力電圧予測値と出
力電圧値とを比較して、それらに差が発生すれば、出力
電圧又は界磁電流の異常と判断し、その後、同期機の界
磁電流を減衰させることにより、同期機に過電圧が発生
することを防止できる。

【００２１】（第２の実態の形態）図２は本発明の第２
の実施の形態を示す同期機の励磁制御装置の構成図であ
る。図２において、図１と同一符号は、同一部分又は相
当分を示し、既に説明した部分は省略することとし、図
１との構成の差異部分について説明する。

【００２２】２０は界磁電流検出器１５より出力された
界磁電流値を入力し界磁電流の変化率を出力する電流変
化率検出器、１８は電流変化率検出器２０より出力され
た界磁電流の変化率をレベル判定回路１８Ｄで設定され
た値と比較し、その結果が確認タイマ１８Ｆで設定され
た一定時間を継続して検出した場合は、異常と判定する
自己診断回路である。その他の構成は図１と同様であ
る。

【００２３】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図２において、界磁電流検出器１５より出力された
界磁電流値を電流変化率検出器２０にて検出する。正常
に同期機が起動すれば、界磁電流の変化率は、出力電圧
が電圧設定器１１で設定された値に近づくに連れて小さ
くなるが、何らかの異常により計器用変圧器１２からの
入力がゼロとなると、同期機の出力電圧を上げようとす
るため、必然的に界磁電流を更に流し続けることによ
り、変化率は不変のままとなる。

【００２４】従って、電流変化率検出器２０より出力さ
れた界磁電流の変化率が、自己診断回路１８内のレベル
判定回路１８Ｄで設定された変化率を確認タイマ１８Ｆ
で設定された一定時間を継続して出力した場合は、出力
電圧値又は界磁電流値の異常と判断する。

【００２５】そして、停止回路１９により、自動電圧調
整機能１０よりサイリスタ整流器６へ出力する位相制御
指令値を停止（オフ）させ、かつ、界磁遮断器７へ開放
指令を出力することで、同期機の界磁電流を減衰させて
同期機の出力電圧が過電圧となることを防止して、同期
機を破損させる可能性を低減することができる。

【００２６】本実施の形態によれば、同期機の起動時に
おいて、界磁電流の変化率異常と判断した場合は、出力
電圧又は界磁電流の異常と判断し、その後、同期機の界
磁電流を減衰させることにより、同期機に過電圧が発生
することを防止できる。

【００２７】（第３の実施の形態）図３は本発明の第３
の実施の形態を示す同期機の励磁制御装置の構成図であ
る。図３において、図１と同一符号は、同一部分又は相
当分を示し、既に説明した部分は省略することとし、図
９及び図１との構成の差異について説明する。

【００２８】２１は自動調整機能１０よりサイリスタ整
流器６へ出力する位相制御指令値を検出する位相制御指
令検出器である。１８は位相制御指令検出器２１より出
力された位相制御指令値をレベル判定回路１８Ｅで設定
された値と比較し、その結果が確認タイマ１８Ｆで設定
された一定時間を継続して検出した場合は、異常と判定
する自己診断回路である。

【００２９】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図３において、自動電圧調整機能１０よりサイリス
タ整流器６へ出力された位相制御指令値を位相制御指令
検出器２１にて検出する。正常に同期機が起動すれば、
位相制御指令値が最小指令値（フォーシング）となる時
間は決まっているが、何らかの異常により計器用変圧器
１２からの入力がゼロとなると、同期機の出力を上げよ
うとするため、必然的に位相制御指令値がフォーシング
状態を長時間に渡り継続することになる。

【００３０】従って、位相制御指令検出器２１より出力
された位相制御指令値が、自己診断回路１８内のレベル
判定回路１８Ｅで設定されたフォーシングレベルを確認
タイマ１８Ｆで設定された一定時間を継続して検出した
場合は、出力電圧又は界磁電流の異常と判断する。

【００３１】そして停止回路１９により、自動電圧調整
機能１０よりサイリスタ整流器６へ出力する位相制御指
令値を停止（オフ）させ、かつ、界磁遮断器７へ開放指
令を出力することで、同期機の界磁電流を減衰させて同
期機の出力が過電圧となることを防止して、同期機を破
損させる可能性を低減することができる。

【００３２】本実施の形態によれば、同期機の起動時に
おいて、サイリスタ整流器へ出力される位相制御指令値
の最少指令値（フォーシング）が長時間継続した場合
は、出力電圧又は界磁電流の異常と判断し、その後、同
期機の界磁電流を減衰させることにより、同期機に過電
圧が発生することを防止できる。

【００３３】（第４の実施の形態）図４は本発明の第４
の実施の形態を示す同期機の励磁制御装置の構成図であ
る。図４において、図１及び図３と同一符号は、同一部
分又は相当分を示し、既に説明した部分は省略すること
とし、図１及び図３との差異について説明する。

【００３４】２２は界磁電圧を計測するための計器用変
換器、２３は計器用変換器２２より出力される界磁電圧
値を検出する界磁電圧検出器、２４は出力電圧検出器１
３より出力される出力電圧値と、界磁電圧検出器２３よ
り出力される界磁電圧値を入力し、位相制御指令予測値
を検出する関数設定器である。

【００３５】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図４において、出力電圧検出器１３より出力された
出力電圧値と、界磁電圧検出器２３より出力された界磁
電圧値とを関数設定器２４に取り込み、関数設定器２４
より求められる位相制御指令予測値と、位相制御指令検
出器２１より出力される位相制御指令値とを演算回路１
７にて比較する。

【００３６】正常に同期機が起動すれば、関数設定器２
４より出力される位相制御指令予測値と位相制御指令検
出器２１より出力される位相制御指令値は、ほぼ同等の
値となるが、何らかの異常により計器用変圧器１２から
の入力がゼロとなり演算回路１７の出力に差が発生した
場合は、自己診断回路１８内のレベル判定回路（上限
値）１８Ａ、又はレベル判定回路（下限値）１８Ｂによ
り、出力電圧値又は界磁電圧値の異常と判断する。

【００３７】その結果、オア回路１８Ｃを介して停止回
路１９により、自動電圧調整機能１０よりサイリスタ整
流器６へ出力する位相制御指令値を停止（オフ）させ、
かつ、界磁遮断器７へ開放指令を出力することで、同期
機の界磁電流を減衰させて同期機の出力電圧が過電圧と
なることを防止して、同期機を破損させることを低減す
ることができる。

【００３８】本実施の形態によれば、同期機の起動時に
おいて、出力電圧と界磁電圧より求められるサイリスタ
整流器への位相制御指令予測値と、サイリスタ整流器へ
出力される位相制御指令値を比較して、それらに差が発
生すれば、出力電圧又は界磁電圧の異常と判断し、その
後、同期機の界磁電流を減衰させることにより、同期機
に過電圧が発生することを防止できる。

【００３９】（第５の実施の形態）図５は本発明の第５
の実施の形態を示す同期機の励磁制御装置の構成図であ
る。図５において、図１と同一符号は、同一部分又は相
当分を示し、既に説明した部分は省略することとし、図
１との差異について説明する。

【００４０】２６は起動指令を入力して起動指令信号を
ワンショット信号に変換するワンショット回路、２７は
ワンショット回路２６より出力された起動指令信号を一
定時間に引き伸ばす確認タイマ、２５は確認タイマ２７
からの信号を入力して、電圧設定器１１へ出力する電圧
設定値を１００％以下の任意の値と１００％の値に切替
える電圧設定値切替回路である。

【００４１】１７Ａは確認タイマ２７からの信号を入力
して出力電圧検出器１３より出力される出力電圧値と関
数設定器１６より出力される出力電圧予測値との比較結
果を出力するか、出力をゼロにするかを切替える演算出
力切替回路である。

【００４２】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図５において、起動指令を入力してワンショット信
号に変換するワンショット回路２６と、ワンショット回
路２６から出力される起動指令信号を一定時間に引き伸
ばす確認タイマ２７を設け、確認タイマ２７から信号が
出力されている時間は、電圧設定値切替回路２５から電
圧設定器１１へ出力する電圧設定値を１００％以下の任
意の値にする。

【００４３】そして演算回路１７の出力は、関数設定器
１６より求められる出力電圧予測値と出力電圧検出器１
３より出力される出力電圧値との比較した結果になるよ
うに演算出力切替回路１７Ａにより切替えるようにす
る。このようにすることにより、正常に同期機が起動時
した場合、１００％以下の任意の値で設定された電圧設
定値に出力電圧が到達していれば、出力電圧値と界磁電
流値は一定の値となるため、関数設定器１６より求めら
れる出力電圧予測値と出力電圧検出器１３より出力され
る出力電圧値との比較が図１の場合よりも容易に行なう
ことができる。

【００４４】又、出力電圧検出器１３が３相個別の相電
圧で取り込み、その平均値を出力するような場合におい
て、計器用変圧器１２の１相短絡時の出力電圧は、正常
時の出力電圧値に対して、６７％となる。従って、電圧
設定値切替回路２５から電圧設定器１１へ出力する電圧
設定値を６７％とすれば、計器用変圧器１２が１相短絡
となっても出力電圧は６７％＋オーバーシュート分しか
上昇しないため、図１の場合よりも更に過電圧となるこ
とを防止できる。

【００４５】その後、演算回路１７の出力差が自己診断
回路１８内のレベル判定回路（上限値）１８Ａ、又はレ
ベル判定回路（下限値）１８Ｂを逸脱していない場合
は、確認タイマ２７がオフした後に、電圧設定値切替回
路２５から電圧設定器１１へ出力する電圧設定値を１０
０％の値に切替える。しかし、演算回路１７の出力差が
自己診断回路１８内のレベル判定回路（上限値）１８
Ａ、又はレベル判定回路（下限値）１８Ｂを逸脱した場
合は、出力電圧又は界磁電流の異常と判断する。

【００４６】そして、オア回路１８Ｃを介して停止回路
１９により、自動電圧調整機能１０よりサイリスタ整流
器６へ出力する位相制御指令値を停止（オフ）させ、か
つ、界磁遮断器７へ開放指令を出力することで、同期機
の界磁電流を減衰させて同期機の出力電圧が過電圧とな
ることを防止する。

【００４７】本実施の形態によれば、同期機の起動時に
おいて、電圧設定値を１００％以下の任意の値とするこ
とにより、電圧設定値に対して出力電圧は請求項１より
も早く到達し、正常に同期機が起動すれば、出力電圧と
界磁電流は一定の値となるため、出力電圧と界磁電流よ
り求められる出力電圧予測値を図１の場合よりも容易に
比較することができる利点があり、かつ、計器用変圧器
の１相短絡時でも第５の実施の形態に記載した出力電圧
の検出方法によれば、過電圧を防止できる効果があり、
かつ、図１の場合と同様に異常と判断した場合は、同期
機の界磁電流を減衰させることにより、同期機に過電圧
が発生することを防止できる。

【００４８】（第６の実施の形態）図６は本発明の第６
の実施の形態を示す同期機の励磁制御装置の構成図であ
る。図６において、図２及び図５と同一符号は、同一部
分又は相当分を示し、既に説明した部分は省略すること
とし、図２及び図５との構成の差異について説明する。

【００４９】２８は確認タイマ２７からの信号を入力し
て電流変化率検出器２０より出力される界磁電流の変化
率を出力するか、出力をゼロにするかを切替える切替回
路である。

【００５０】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図６において、起動指令を入力してワンショット信
号に変換するワンショット回路２６とワンショット回路
２６から出力される起動指令信号を一定時間に引き伸ば
す確認タイマ２７を設け、確認タイマ２７から信号が出
力されている時間は、電圧設定値切替回路２５から電圧
設定器１１へ出力する電圧設定値を１００％以下の任意
の値にして、切替回路２８の出力は、電流変化率検出器
２０にて検出した値に切替えるようにする。

【００５１】このようにすることにより、正常に同期機
が起動した場合、１００％以下の任意の値で設定された
電圧設定値に出力電圧が到達していれば、界磁電流の変
化率はゼロとなるため、図２の場合よりも容易に異常判
断を行なうことができる。又、出力電圧検出器１３が３
相個別の相電圧で取り込み、その平均値を出力するよう
な場合において、計器用変圧器１２の１相短絡時の出力
電圧は、正常時の出力電圧値に対して、６７％となる。

【００５２】従って、電圧設定値切替回路２５から電圧
設定器１１へ出力する電圧設定値を６７％とすれば、計
器用変圧器１２が１相短絡となっても出力電圧は６７％
＋オーバーシュート分しか上昇しないため、図２の場合
よりも更に過電圧となることを防止できる。

【００５３】その後、電流変化率検出器２０より出力さ
れた界磁電流の変化率が、自己診断回路１８内のレベル
判定回路１８Ｄで設定された変化率を、確認タイマ１８
Ｆで設定された一定時間を継続して出力しなかった場合
は、確認タイマ２７がオフした後に、電圧設定値切替回
路２５から電圧設定器１１へ出力する電圧設定値を１０
０％に切替える。

【００５４】しかし、電流変化率検出器２０より出力さ
れた界磁電流の変化率が、自己診断回路１８内のレベル
判定回路１８Ｄで設定された変化率を、確認タイマ１８
Ｆで設定された一定時間を継続して出力した場合は、出
力電圧又は界磁電流の異常と判断し、停止回路１９によ
り自動電圧調整機能１０よりサイリスタ整流器６へ出力
する位相制御指令値を停止（オフ）させ、かつ、界磁遮
断器７へ開放指令を出力することで、同期機の界磁電流
を減衰させて同期機の出力電圧が過電圧となることを防
止して、同期機を破損させる可能性を低減することがで
きる。

【００５５】本実施の形態によれば、同期機の起動時に
おいて、電圧設定値を１００％以下の任意の値とするこ
とにより、電圧設定値に対して出力電圧は図２の場合よ
りも早く到達し、正常に同期機が起動すれば、界磁電流
変化率はゼロとなるため、請求項２よりも容易に界磁電
流の変化率より異常を判断できる利点があり、かつ、計
器用変圧器の１相短絡時でも第６の実施の形態に記載し
た出力電圧の検出方法によれば、過電圧を防止できる効
果があり、かつ、図２の場合と同様に異常と判断した場
合は、同期機の界磁電流を減衰させることにより、同期
機に過電圧が発生することを防止できる。

【００５６】（第７の実施の形態）図７は本発明の第７
の実施の形態を示す同期機の励磁制御装置の構成図であ
る。図７において、図３及び図５と同一符号は、同一部
分又は相当分を示し、既に説明した部分は省略すること
とし、図３及び図５との構成の差異について説明する。

【００５７】２８は確認タイマ２７からの信号を入力し
て位相制御指令検出器２１より出力される位相制御指令
値を出力するように切替える演算出力切替回路である。

【００５８】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図７において、起動指令を入力してワンショット信
号に変換するワンショット回路２６とワンショット回路
２６から出力される起動指令信号を一定時間に引き伸ば
す確認タイマ２７を設け、確認タイマ２７から信号が出
力されている時間は、電圧設定値切替回路２５から電圧
設定器１１へ出力する電圧設定値を１００％以下の任意
の値にして、切替回路２８の出力は、位相制御指令検出
器２１にて検出した値に切替えるようにする。

【００５９】このようにすることにより、正常に同期機
が起動した場合、１００％以下の任意の値で設定された
電圧設定値に出力電圧が到達していれば、位相制御指令
値は最小指令値（フォーシング）ではない値となるた
め、図３の場合よりも位相制御指令値の異常範囲を幅広
く設定することができる。

【００６０】又、出力電圧検出器１３が３相個別の相電
圧で取り込み、その平均値を出力するような場合におい
て、計器用変圧器１２の１相短絡時の出力電圧は、正常
時の出力電圧値に対して、６７％となる。従って、電圧
設定値切替回路２５から電圧設定器１１へ出力する電圧
設定値を６７％とすれば、計器用変圧器１２が１相短絡
となっても出力電圧は６７％＋オーバーシュート分しか
上昇しないため、図３の場合よりも更に過電圧となるこ
とを防止できる。

【００６１】その後、位相制御指令検出器２１より出力
された位相制御指令値が、自己診断回路１８内のレベル
判定回路１８Ｅで設定された位相制御指令値を確認タイ
マ１８Ｆで設定した時間継続して検出しなかった場合
は、確認タイマ２７がオフした後に、電圧設定値切替回
路２５から電圧設定器１１へ出力する電圧設定値を１０
０％に切替える。しかし、自己診断回路１８内のレベル
判定回路１８Ｅで設定された位相制御指令を確認タイマ
１８Ｆで設定した時間継続して検出した場合は、出力電
圧又は界磁電流の異常と判断する。

【００６２】その結果、停止回路１９により、自動電圧
調整手段１０からサイリスタ整流器６へ出力する位相制
御指令値を停止（オフ）させ、かつ、界磁遮断器７へ開
放指令を出力することで、同期機の界磁電流を減衰させ
て同期機の出力が過電圧となることを防止して、同期機
を破損させる可能性を低減することができる。

【００６３】本実施の形態によれば、同期機の起動時に
おいて、電圧設定値を１００％以下の任意の値とするこ
とにより、電圧設定値に対して出力電圧は図３の場合よ
りも早く到達し、正常に同期機が起動すれば、位相制御
指令値は最小指令値（フォーシング）状態ではなくなる
ため、図３の場合よりも位相制御指令値の異常範囲を幅
広く設定することができる利点があり、かつ、計器用変
圧器の１相短絡時でも第７の実施の形態に記載した出力
電圧の検出方法によれば、過電圧を防止できる効果があ
る。又、異常と判断した場合は、同期機の界磁電流を減
衰させることにより、同期機に過電圧が発生することを
防止できる。

【００６４】（第８の実施の形態）図８は本発明の第８
の実施の形態を示す同期機の励磁制御装置の構成図であ
る。図８において、図４及び図５と同一符号は、同一部
分又は相当分を示し、構成については説明済みのため省
略する。

【００６５】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図８において、起動指令を入力してワンショット信
号に変換するワンショット回路２６と、ワンショット回
路２６から出力される起動指令信号を一定時間に引き伸
ばす確認タイマ２７を設け、確認タイマ２７から信号が
出力されている時間は、電圧設定値切替回路２５から電
圧設定器１１へ出力する電圧設定値を１００％以下の任
意の値にする。

【００６６】又、演算回路１７の出力は、関数設定器２
４より求められる位相制御指令予測値と位相制御指令検
出器２１より出力される位相制御指令値との比較した結
果になるように演算出力切替回路１７Ａにより切替える
ようにする。このようにすることにより、正常に同期機
が起動した場合、１００％以下の任意の値で設定された
電圧設定値に出力電圧が到達していれば、出力電圧と界
磁電圧は一定の値となるため、関数設定器２４より求め
られる位相制御指令予測値と位相制御指令検出器２１よ
り検出される位相制御指令値との比較が図４の場合より
も容易に行なうことができる。

【００６７】又、出力電圧検出器１３が３相個別の相電
圧で取り込み、その平均値を出力するような場合におい
て、計器用変圧器１２の１相短絡時の出力電圧は、正常
時の出力電圧値に対して、６７％となる。従って、電圧
設定値切替回路２５から電圧設定器１１へ出力する電圧
設定値を６７％とすれば、計器用変圧器１２が１相短絡
となっても出力電圧は６７％＋オーバーシュート分しか
上昇しないため、図４の場合よりも更に過電圧となるこ
とを防止できる。

【００６８】その後、演算回路１７の出力差が自己診断
回路１８内のレベル判定回路（上限値）１８Ａ、又はレ
ベル判定回路（下限値）１８Ｂを逸脱していない場合
は、確認タイマ２７がオフした後に、電圧設定値切替回
路２５から電圧設定器１１へ出力する電圧設定値を１０
０％に切替える。しかし、演算回路１７の出力差が自己
診断回路１８内のレベル判定回路（上限値）１８Ａ、又
はレベル判定回路（下限値）１８Ｂを逸脱した場合は、
出力電圧又は界磁電圧の異常と判断する。

【００６９】そして、オア回路１８Ｃを介して停止回路
１９により、自動電圧調整手段１０よりサイリスタ整流
器６へ出力する位相制御指令値を停止（オフ）させ、か
つ、界磁遮断器７へ開放指令を出力することで、同期機
の界磁電流を減衰させて同期機の出力電圧が過電圧とな
ることを防止して、同期機を破損させる可能性を低減す
ることができる。

【００７０】本実施の形態によれば、同期機の起動時に
おいて、電圧設定値を１００％以下の任意の値とするこ
とにより、電圧設定値に対して出力電圧は早く到達し、
正常に同期機が起動すれば、出力電圧と界磁電圧は一定
となるため、位相制御指令値と出力電圧と界磁電圧より
求められる位相制御指令予測値を容易に比較することが
できる利点があり、かつ、計器用変圧器の１相短絡時で
も過電圧を防止できる効果があり、かつ、異常と判断し
た場合は、同期機の界磁電流を減衰させることにより、
同期機に過電圧が発生することを防止できる。

【００７１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば同
期機の起動時において、界磁電流値より求められる出力
電圧予測値と出力電圧値とを比較して、それらに差が発
生すれば、出力電圧又は界磁電流の異常と判断し、その
後、同期機の界磁電流を減衰させることにより、同期機
に過電圧が発生することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す同期機の励磁
制御装置の構成図。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示す同期機の励磁
制御装置の構成図。

【図３】本発明の第３の実施の形態を示す同期機の励磁
制御装置の構成図。

【図４】本発明の第４の実施の形態を示す同期機の励磁
制御装置の構成図。

【図５】本発明の第５の実施の形態を示す同期機の励磁
制御装置の構成図。

【図６】本発明の第６の実施の形態を示す同期機の励磁
制御装置の構成図。

【図７】本発明の第７の実施の形態を示す同期機の励磁
制御装置の構成図。

【図８】本発明の第８の実施の形態を示す同期機の励磁
制御装置の構成図。

【図９】従来例における同期機の励磁制御装置の構成
図。

【符号の説明】

１同期機２界磁巻線３主変圧器４系統並列用遮断器５電力系統６サイリスタ整流器７界磁遮断器８励磁用変圧器９自動電圧調整装置１０自動電圧調整機能１１電圧設定器１２計器用変圧器１３出力電圧検出器１４計器用変流器１５界磁電流検出器１６関数設定器１７演算回路１７Ａ演算出力切替回路１８自己診断回路１８Ａレベル判定回路（上限値）１８Ｂレベル判定回路（下限値）１８Ｃオア回路１８Ｄレベル判定回路１８Ｅレベル判定回路１８Ｆ確認タイマ１９停止回路２０電流変化率検出器２１位相制御指令検出器２２計器用変換器２３界磁電圧検出器２４関数設定器２５電圧設定値切替回路２６ワンショット回路２７確認タイマ２８切替回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者相沢仁士東京都府中市晴見町二丁目24番地の１東芝システムテクノロジー株式会社内Ｆターム(参考） 5H590 AB01 CC01 CD01 CE01 DD24 EA01 EB02 EB21 FC15 FC27 GA03 GB02 HA03 HA05 HB02 HB03 JB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同期機の出力電圧と界磁電流とを検出す
る手段を有し、同期機が電力系統に接続された状態で自
動電圧調整装置を用いて運転を行なう同期機の励磁制御
装置において、同期機の起動時に前記界磁電流より予め
定められた出力電圧を予測して出力電圧予測値を出力す
る手段と、前記同期機の出力電圧と前記出力電圧予測値
とを比較し、これが予め定められたその相関関係から逸
脱した場合は、出力電圧又は界磁電流の異常と判断する
手段と、前記異常と判断したとき同期機の界磁電流を減
衰させる手段とを備えたことを特徴とする同期機の励磁
制御装置。
【請求項２】請求項１記載の同期機の励磁制御装置に
おいて、界磁電流よりその変化率を検出する手段と、前
記界磁電流の変化率と、同期機起動時に出力すべき界磁
電流の変化率を設定した値とを比較し、予め定められた
一定時間を継続して、前記界磁電流の変化率がその設定
した値より逸脱した場合は、出力電圧又は界磁電流の異
常と判断する手段と、前記異常と判断したとき同期機の
界磁電流を減衰させる手段とを備えたことを特徴とする
同期機の励磁制御装置。
【請求項３】請求項１記載の同期機の励磁制御装置に
おいて、サイリスタ整流器への位相制御指令値を検出す
る手段と、前記位相制御指令値と、同期機起動時に出力
すべき位相制御指令値を設定した値とを比較し、予め定
められた一定時間を継続して、前記位相制御指令値がそ
の設定した値より逸脱した場合は、出力電圧又は界磁電
流の異常と判断する手段と、前記異常と判断したとき同
期機の界磁電流を減衰させる手段とを備えたことを特徴
とする同期機の励磁制御装置。
【請求項４】請求項３記載の同期機の励磁制御装置に
おいて、界磁電圧を検出する手段と、前記出力電圧と前
記界磁電圧より予め定められた位相制御指令値を予測し
て出力する手段と、前記位相制御指令値と前記位相制御
指令予測値とを比較し、これが予め定められたその相関
関係より逸脱した場合は、出力電圧又は界磁電圧の異常
と判断する手段と、前記異常と判断したとき同期機の界
磁電流を減衰させる手段とを備えたことを特徴とする同
期機の励磁制御装置。
【請求項５】請求項１記載の同期機の励磁制御装置に
おいて、同期機起動後に予め定められた一定時間は、電
圧設定器の値を１００％以下の任意の値にしておき、前
記出力電圧と前記出力電圧予測値とを比較し、これが予
め定められたその相関関係から逸脱していない場合は、
電圧設定器の値を１００％に切替えて起動する手段を備
え、かつ、前記相関関係から逸脱した場合は、出力電圧
又は界磁電流の異常と判断する手段と、前記異常と判断
したとき同期機の界磁電流を減衰させる手段とを備えた
ことを特徴とする同期機の励磁制御装置。
【請求項６】請求項２記載の同期機の励磁制御装置に
おいて、同期機起動後の予め定められた一定時間は、電
圧設定器の値を１００％以下の任意の値にしておき、前
記界磁電流の変化率が設定した値より逸脱していない場
合は、前記電圧設定器の値を１００％に切替えて起動す
る手段と、かつ、前記界磁電流の変化率が設定した値よ
り逸脱した場合は、出力電圧又は界磁電流の異常と判断
する手段と、前記異常と判断したとき同期機の界磁電流
を減衰させる手段とを備えたことを特徴とする同期機の
励磁制御装置。
【請求項７】請求項３記載の同期機の励磁制御装置に
おいて、同期機起動後の予め定められた一定時間は、電
圧設定器の値を１００％以下の任意の値にしておき、前
記位相制御指令値が設定した値より逸脱していない場合
は、前記電圧設定器の値を１００％に切替えて起動する
手段と、かつ、前記位相制御指令値が設定した値より逸
脱した場合は、出力電圧又は界磁電流の異常と判断する
手段と、前記異常と判断したとき同期機の界磁電流を減
衰させる手段とを備えたことを特徴とする同期機の励磁
制御装置。
【請求項８】請求項４記載の同期機の励磁制御装置に
おいて、同期機起動後に予め定められた一定時間は、電
圧設定器の値を１００％以下の任意の値にしておき、前
記位相制御指令値と前記位相制御指令予測値とを比較
し、その相関関係から逸脱していない場合は、前記電圧
設定器の値を１００％に切替えて起動する手段と、か
つ、前記相関関係から逸脱した場合は、出力電圧又は界
磁電圧の異常と判断する手段と、前記異常と判断したと
き同期機の界磁電流を減衰させる手段とを備えたことを
特徴とする同期機の励磁制御装置。