JP2005328608A

JP2005328608A - 発電装置

Info

Publication number: JP2005328608A
Application number: JP2004143269A
Authority: JP
Inventors: Ryosuke Suenaga; 良輔末長
Original assignee: Nishishiba Electric Co Ltd
Current assignee: Nishishiba Electric Co Ltd
Priority date: 2004-05-13
Filing date: 2004-05-13
Publication date: 2005-11-24

Abstract

【課題】短絡事故が発生した場合、従来よりも短絡電流を速く遮断器に流して遮断器を動作させることができる発電装置を提供する。
【解決手段】発電機と、前記発電機の交流出力電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータの直流出力電力を所望の周波数の交流電力に変換する自励式インバータと、前記自励式インバータの所望の周波数の交流出力電力をＬＣフィルタと母線と遮断器を介して負荷に供給する発電装置において、前記ＬＣフィルタと前記母線との間に同期調相機を設け、前記遮断器より負荷側に発生した短絡に対して前記同期調相機から短絡電流を前記遮断器に流して、当該遮断器を動作させるので、従来よりも速く短絡電流を遮断器に流せるので、短絡電流を流すだけの容量をもった周波数変換装置を備える必要がなく、かつ短絡事故時の停電時間を短くすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、周波数変換を行って所望周波数の電力を供給する発電装置に関する。

従来の発電装置は交流発電機で発電した交流電力を、負荷に供給しているが、交流発電機の出力周波数が負荷が必要とする周波数と異なる場合には、所望の周波数に変換して負荷に供給する必要がある。
上記した従来の発電装置には例えば特許文献１に開示されたものがあり、図３の構成図を参照して説明する。

図において、１は交流発電機であり、この発電機１の交流出力電力は周波数変換装置２にて所望の周波数に変換される。周波数変換装置２は、コンバータ２１と、自励式インバータ２２と、ＬＣフィルタ２３により構成されており、コンバータ２１は、受け取った交流電力を直流電力に変換して、自励式インバータ２２に送り、自励式インバータ２２は、直流電力を所望の周波数の交流電力に変換する。ＬＣフィルタ２３は、所望の周波数の交流電力に含まれる高調波成分を除去する。そして、周波数変換装置２より出力された交流電力は、母線５に行き、遮断器４１，４２，４３を経てそれぞれの負荷７１，７２，７３へ供給される。

ところで、このような発電装置において、遮断器４１と負荷７１の中間で短絡６が発生した場合、そのまま放置すると母線５の電圧が低下したままになり、全ての負荷７１，７２，７３が停止するので、すみやかに短絡点を切り離すことが望まれる。短絡点を切り離すためには、遮断器４１が反応するに足りる十分な短絡電流を流さなければならない。遮断器４１が反応するに足りる十分な短絡電流を遮断器４１に設定された時間だけ継続して流すと、遮断器４１は遮断されるので、短絡点が切り離され、負荷７２，７３は通常の運転に戻ることができる。
特開平７−３１５２９３号公報

しかしながら、短絡事故発生時、遮断器４１を動作させるための短絡電流は自励式インバータ２２から流さなければならないが、自励式インバータ２２の制御遅れにより、短絡事故発生から十分な短絡電流を流すまでには時間がかかる。

図４は短絡点での短絡事故発生後、短絡電流により遮断器４１が動作するまでの、出力電圧と短絡電流の時間的変化を表すイメージ図である。この図から分かるように、短絡電流を流し、遮断器４１を切り離すまでは、短絡状態が継続されるので、短時間ではあるが停電となる。この停電時間が長いと、負荷によっては運転を継続できないので、停電時間を短くするために、短絡電流はできるだけ速く流さなければならないという課題がある。

また、周波数変換装置２より短絡電流を流す場合、周波数変換装置２は、予め短絡電流を考慮した容量にする必要がある。この短絡電流の大きさは、船舶用発電装置において顕著であり、定格の３倍もの大きさが必要となる。そのため、それだけ大容量のコンバータ２１と自励式インバータ２２が必要となり、その結果、寸法が大きくなり、コストが高くなるという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、その課題は、短絡事故が発生した場合、従来よりも短絡電流を速く遮断器に流し、しかも、短絡電流を流すだけの容量をもった周波数変換装置を備えることなく、遮断器を動作させることができる発電装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、発電機と、前記発電機の交流出力電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータの直流出力電力を所望の周波数の交流電力に変換する自励式インバータと、前記自励式インバータの所望の周波数の交流出力電力をＬＣフィルタと母線と遮断器を介して負荷に供給する発電装置において、前記ＬＣフィルタと前記母線との間に同期調相機を設け、前記遮断器より負荷側に発生した短絡に対して前記同期調相機から短絡電流を前記遮断器に流して、前記遮断器を動作させることを特徴とする。

本発明の発電装置によれば、同期調相機から短絡電流を流すことにより、従来よりも速く短絡電流を遮断器に流せるので、短絡事故時の停電時間を短くすることができる。また、短絡電流を流すだけの容量を持ったコンバータと自励式インバータを備える必要もないので、周波数変換装置の寸法を小さくしてコストを安くするという効果を奏する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態の発電装置の構成図であり、従来の発電装置と異なる構成は、周波数変換装置２と母線５との間に、同期調相機３を接続した点であり、その他の構成は、既に説明した図３の従来例と同一であるので、同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。

図において、同期調相機３は常時回転させておき、回転エネルギーを蓄えておく。例えば、遮断器４１と負荷７１の中間で短絡６が発生したとすると、母線５の電圧がゼロ近くまで下がる。この時、同期調相機３は発電機として動作し、回転エネルギーを瞬時に短絡電流に変換して、短絡電流を遮断器４１に設定された時間だけ継続して流し、遮断器４１を動作させる。

図２は図１の発電装置において、遮断器４１と負荷７１の中間で短絡事故が発生した後、短絡電流により遮断器４１が動作するまでの、出力電圧と短絡電流の時間的変化を表すイメージ図である。

このイメージ図から分かるように、短絡事故発生時、同期調相機３から瞬時に短絡電流が流れるので、従来の発電装置と比べてその分だけ遮断器４１を速く動作させることができる。遮断器４１が遮断されると短絡点が切り離され、負荷７２，７３は通常の運転に戻ることができる。

以上述べたように、本実施形態による発電装置は、短絡事故が発生した場合、同期調相機３から短絡電流を流すことにより、従来よりも速く短絡電流を遮断器４１に流し動作させることができるので、負荷７２，７３の短絡事故時の停電時間を短くすることができる。また、周波数変換装置２の寸法を小さくし、コストを安くするという効果もある。

本発明の一実施形態の構成図。図１における短絡事故発生時の出力電圧と短絡電流の時間的変化を表すイメージ図。従来の発電装置の構成図。図３における短絡事故発生時の出力電圧と短絡電流の時間的変化を表すイメージ図。

符号の説明

１…発電機、２…周波数変換装置、３…同期調相機、５…母線、６…短絡点、２１…コンバータ、２２…自励式インバータ、２３…ＬＣフィルタ、４１，４２，４３…遮断器、７１，７２，７３…負荷。

Claims

発電機と、前記発電機の交流出力電力を直流電力に変換するコンバータと、前記コンバータの直流出力電力を所望の周波数の交流電力に変換する自励式インバータと、前記自励式インバータの所望の周波数の交流出力電力をＬＣフィルタと母線と遮断器を介して負荷に供給する発電装置において、前記ＬＣフィルタと前記母線との間に同期調相機を設け、前記遮断器より負荷側に発生した短絡に対して前記同期調相機から短絡電流を前記遮断器に流して当該遮断器を動作させることを特徴とする発電装置。