油圧発電機の逆接続保護

発電機と電動機は、2種類の異なる機械装置として知られています。発電機は他のエネルギーを電気エネルギーに変換して発電する装置であり、電動機は電気エネルギーを機械エネルギーに変換して物体を駆動する装置です。しかし、この2つは互換性がなく、互いに交換することはできません。ただし、設計や改造によって発電機と電動機を交換できるものもあります。また、故障時には発電機が電動機に切り替わることもありますが、今回ご紹介するのは、発電機の逆電源に対する逆保護機能です。

逆電力とは何ですか？

周知のとおり、発電機の電力の流れは発電機側から系統側へ向かうべきです。しかし、何らかの理由でタービンが駆動力を失い、発電機出力スイッチが作動しない場合、電力の流れは系統側から発電機側へ、つまり発電機がモーター側へと切り替わります。このとき、発電機は系統から有効電力を吸収します。これを逆電力と呼びます。

逆電力による害

発電機の逆動力保護とは、何らかの理由で蒸気タービンの主スロットルバルブが閉じられ、本来の動力が失われた際に、発電機がモーターとして作動し、蒸気タービンを回転させる仕組みです。蒸気のない状態で蒸気タービンの羽根が高速回転すると、特に最終段の羽根では、衝撃摩擦が発生し、過熱を引き起こして回転翼の損傷事故につながる可能性があります。

したがって、逆出力保護とは、実際には蒸気運転を行っていない蒸気タービンを保護するためのものである。

発電機のプログラムされた逆電力保護

発電機プログラム逆電力保護は、主に、一定の負荷がかかった状態で発電機が突然発電機出力スイッチをトリップし、蒸気タービンの主スロットルバルブが完全に閉じない状態になるのを防ぐためのものです。この場合、蒸気タービン発電機ユニットは過速度になりやすく、さらには加速してしまいます。この状況を回避するため、短絡故障のない一部の保護では、動作信号が送信された後、まず蒸気タービンの主蒸気弁を閉じる動作を行います。発電機の逆電力***が動作した後、信号とともに主蒸気弁を閉じ、短時間後にプログラム逆電力保護を形成し、動作が完全に停止します。

逆電源保護とプログラム逆電源保護の違い

逆電力保護とは、発電機が逆電力時にモーターとして動作し、蒸気タービンを回転させて損傷させるのを防ぐためのものです。最終的には、電力不足の場合に原動機がシステムによって駆動されるのではないかと危惧しています。

逆電力保護プログラムは、発電機ユニットが突然切断された後、主スロットルバルブが完全に閉じていないことが原因でタービンが過回転するのを防ぐためのものであり、逆電力を利用してこれを回避します。最終的に、原動機の出力が大きすぎると、ユニットが過回転する恐れがあると考えています。

したがって、厳密に言えば、逆電力保護は発電機リレー保護の一種ですが、主に蒸気タービンを保護します。プログラム逆電力保護は保護ではなく、プログラムトリップを実現するために設定された動作プロセスであり、プログラムトリップとも呼ばれ、一般的にシャットダウンモードに適用されます。

重要なのは、逆出力が設定値に達するとトリップするという点です。設定値に達することに加えて、プログラムによる逆出力制御では、蒸気タービンの主スロットルバルブが閉じていることも必要です。したがって、ユニット起動時の系統連系時には、逆出力動作を避ける必要があります。

発電機逆接続保護の機能と発電機逆電力の説明は以下のとおりです。系統連系運転中の蒸気タービン発電機は、蒸気タービンの主スロットル弁が閉じると同期電動機として動作し、有効電力を吸収して蒸気タービンを回転させ、無効電力を系統に送電します。蒸気タービンの主スロットル弁が閉じると、蒸気タービンの尾翼は残留蒸気と摩擦して爆風損失が発生し、長時間の運転中に過熱によって損傷します。このとき、逆接続保護によって蒸気タービンを損傷から保護することができます。