同步机的励磁控制装置 【技术领域】
本发明涉及同步机的励磁控制装置，特别是涉及有利于提高电力系统的电压稳定性的同步机地励磁控制装置。背景技术
例如日本特开平12-308397公报所示的、已有的同步机的励磁控制装置具有控制主变压器的高压侧电压于控制目标值的HSVC(High Side VoltageControl)功能。该HSVC功能是作为软件附加于自动电压调整装置(AutomaticVoltage Regulator，下称“AVR”)的功能。
因此，在将这种HSVC功能附加于已设置的控制设备时，必须把整个AVC替换下来，因此就产生了成本提高的问题。
本发明是为解决上述已有的同步机的励磁控制装置存在的问题而作出的，其目的是得到不替换掉已经设置的AVR而能取得HSVC功能的同步机的励磁控制装置。发明内容
本发明的同步机的励磁控制装置具备检测通过变压器连接于输电系统的同步机输出端子的电压的电压检测器、检测所述同步机输出的电流的电流检测器、根据所述电压检测器与所述电流检测器的输出，计算发电机端子的电压及无功功率，同时根据发电机端子的电压及无功功率计算无功电流值，根据计算出的无功电流值和所述变压器的电抗值计算高压侧电压值，输出以计算出的高压侧电压值与电压设定值的差为依据的修正信号的模块型HSVC(High SideVoltage Control)装置、具有电压设定器，输出该电压设定器的电压设定值与所述修正信号相加得到的指令的自动电压调整装置、以及根据来自自动电压调整装置的指令控制所述同步机的磁场的励磁装置。
又，所述模块型HSVC装置具备用于目标电压的设定及控制逻辑的设定、显示的人机界面(Human Machine Interface)。
又，所述模块型HSVC装置具备有用于将HMI与网络连接的通信功能的连接部。
又，所述模块型HSVC装置具有从所述自动电压调整装置输入电压设定值的输入部，输出以输入的电压设定值与计算出的高压侧电压值之差为依据的修正信号。
又，所述同步机通过变压器相互并联地连接于输电系统，各同步机分别具备所述电压检测器、所述电流检测器、所述模块型HSVC装置、所述自动电压调整装置、以及所述励磁装置，各模块型HSVC装置相互根据从别的模块型HSVC装置来的无功功率输入进行横流抑制控制。
还有，所述模块型HSVC装置具备输出运算结果的模拟输出部。附图说明
图1是本发明实施形态1的同步机的励磁控制装置的总体结构方框图。
图2是本发明实施形态1的模块型HSVC的内部结构方框图。
图3是本发明实施形态2的模块型HSVC的内部结构方框图。
图4是本发明实施形态3的模块型HSVC的内部结构方框图。
图5是本发明实施形态4的模块型HSVC的内部结构方框图。
图6是本发明实施形态5的模块型HSVC的内部结构方框图。
图7是本发明实施形态6的同步机的励磁控制装置的总体结构方框图。具体实施形态
实施形态1
图1是本发明实施形态1的同步机的励磁控制装置的总体结构方框图。图1所示的同步机的励磁控制装置是，对于具备检测同步机1的输出电压用的仪表变压器(Potential Transformer，下称“PT”)2、检测同步机1的输出电流的仪表用变流器(Current transformer，下称“CT”)3、根据PT2与CT3的输出调整发电机电压的原有的AVR5、以及根据AVR5的指令控制同步机1的磁场的励磁装置6的结构，追加用于附加HSVC功能的劢磁控制装置(下称“模块型HSVC装置”)4的装置。
该模块型HSVC装置4对原有的AVR5的电压设定值追加使其具有HSVC功能用的修正信号，对励磁装置6进行控制，将主变压器7的高压侧电压控制于目标电压设定值。也就是说，模块型HSVC装置4根据PT2与CT3的输出计算发电机端子电压、有功功率、无功功率，根据发电机端子电压、无功功率计算同步机1输出的无功电流值，根据计算出的无功电流值与主变压器7的电抗值计算高压侧电压值，输出对应于计算的高压侧电压值与目标电压设定值之差的修正信号。
在这里，模块型HSVC装置4，如图2所示，包含在模块盒中提供模块型HSVS装置4的电源的电源电路8、辅助变压器/变流器(下称“辅助PT/CT”)、通过辅助PT/CT9读入同步机1的端子电压与电流的3相电流/电压用模拟输入部10、根据该输出计算用于实现HSVC功能和进行整个模块的控制的修正信号的运算部11、将运算部11计算出的修正信号输出到原有的AVR5的模拟输出部12、提供将模块型HSVC装置4的功能切换为有功/无功用的数字输入的数字输入部13、以及作为用于进行目标电压的设定和控制逻辑的设定、显示的HMI(人机界面)的显示/设定部14。
下面对图1所示的同步机的励磁控制装置的动作进行说明。在模块型HSVC装置4中，3相电流/电压用模拟输入部10通过辅助PT/CT9输入来自PT2及CT3的检测信号，测定同步机1的端子电流、电压。运算部11根据从3相电流/电压用模拟输入部10的输出计算发电机端子电压、有功功率、无功功率，根据计算出的发电机端子电压与无功功率计算无功电流，根据这些计算值与主变压器7的已知的电抗值计算高压侧电压值。然后，把根据计算出的高压侧电压值与其设定值的差得到的修正信号通过模拟输出部12输出到AVR5。模块HSVC装置4借助于此实现HSVC功能。还有，计算的设定值的确认或变更通过安装于模块上的显示/设定部14进行，功能的使用、去除通过数字输入部13进行。
因此，采用上述实施形态1可以不用替换掉原有的AVR而能够对控制装置附加HSVC功能。
实施形态2
在上述实施形态1中，利用模块上安装的显示/设定部14，对设定值进行确认或变更，但是也可以如图3所示，取代显示/设定部14，在运算部11上串联连接个人电脑等工具16，用该工具16实现显示、设定功能。
实施形态3
在上述实施形态2中，利用能够与运算部11直接连接的工具，实现显示、设定功能，但是也可以如图4所示，在运算部11上连接具有使其与网络18连接的通信功能的网络连接部17，利用连接网络18的个人电脑等工具19，从远距离上使运算部11实现显示设定功能。
实施形态4
在上述实施形态3中，通过网络实现显示、设定功能，但是这种研制的模块型HSVC装置4考虑安装于连接有多个的同步机的每一个。这时，也可以如图5所示，通过HUB20等，一台电脑等工具19经网络21连接于多台模块型HSVC装置4、22，同时实现显示、设定功能。
实施形态5
在实施形态1，已设的AVR5的电压设定值从模块型HSVC装置4的显示/设定部14输入作为设定值，但是也可以如图6所示，增加模拟输入部23，读入已设的AVR的电压设定值，自动设定已设的AVR的电压设定值。
实施形态6
图7是两台同步机1、24并列运行的图示。同步机24上也与同步机1一样安装着模块型HSVC装置25。这时，在各自进行控制的情况下，被认为输出将失去平衡，产生横向电流。因此，利用图7所示的信号线26，从模拟输出部12输出各自同步机1、24的输出无功功率信号，从模拟输入部23读入，能够进行抑制环流的控制。因此，也可以采用图6所示的结构，实施对环流的抑制。
实施形态7
本发明的模块型HSVC装置4由于以一整体型起作用，有时想要对内部值进行测定。为此，也可以把模拟输出部12的输出输往安装模块盒上的未图示的核对管脚上，这样就能够利用示波器等测定仪器对内部运算值进行测定。
上面所述的实施形态1～7可以分别组合使用，因此，也可以采用将这些实施形态同时使用的装置。
如上所述，采用本发明，由于具备通过变压器连接于输电系统的检测同步机输出端子的电压的电压检测器、检测所述同步机输出的电流的电流检测器、根据所述电压检测器与所述电流检测器的输出计算发电机端子电压及无功功率，同时根据发电机端子电压及无功功率计算无功电流值，根据计算出的无功电流值与所述变压器的电抗值计算高压侧的电压，输出以计算出的高压侧电压值与电压设定值的差为依据的修正信号的模块型HSVC(High Side VoltageControl；高端电压控制)装置、具有电压设定器，输出该电压设定器的电压设定值与所述修正信号相加得出的指令的自动电压调整装置、以及根据来自自动电压调整装置的指令控制所述同步机的磁场的励磁装置，所以可以不替替已设置的AVR也能够得到HSVC功能。
又，所述模块型HSVC装置具备用于目标电压的设定及控制逻辑的设定、显示的HMI(人机界面)，因此能很容易地进行设定值的确认和变更。
又，所述模块型HSVC装置由于具备有用于将HMI与网络连接的通信功能的连接部，因此容易从远距离进行设定值的确认和变更。
又，所述模块型HSVC装置由于具备从所述自动电压调整装置输入电压设定值的输入部，输出以输入的电压设定值与计算出的高压侧电压值的差为依据的修正信号，因此可以不替换已设置的AVR就能够得到HSVC功能。
又，所述同步机由于通过变压器相互并联地连接于输电系统，各同步机分别具备所述电压检测器、所述电流检测器、所述模块型HSVC装置、所述自动电压调整装置、以及所述励磁装置，各模块型HSVC装置相互根据从别的模块型HSVC装置来的无功功率输入进行横流抑制控制，因此能够进行对并联连接的同步机的协调控制。
还有，所述模块型HSVC装置由于具备输出运算结果的模拟输出部，因此能够从外部测定运算结果。