动力机的异常检测方法、控制装置及具该装置的发电设备的制造方法_4

文档序号:9221302阅读:来源:国知局
器132的规定时间Ts。即,转速变化率运算部130将现时点的转速与从现时点经过规定时间Ts的转速的平均转速变化率设为现时点的转速变化率。
[0116]接着,根据图11中示出的流程图,对控制装置10a的处理的流程进行说明。
[0117]控制装置10a的校正部110接受来自转速计25的转速N和来自输出计26的发电机20的输出Pg来校正该输出Pg,从而输出燃气涡轮机10的输出Pt (校正工序(SlO))。
[0118]在该校正工序(SlO)中,首先,校正部110的输出变动运算部120求出燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δρ(外观输出变动运算工序(S12))。此时,输出变动运算部120的转速变化率运算部130通过前述的方法求出转速变化率。输出变动运算部120根据公式
(2)利用该转速变化率、转速及旋转系统的惯性力矩等来求出燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δρ。
[0119]在校正工序(SlO)中,接着,延迟时间调节部112将由输出变动运算部120求出的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δρ调节成延迟时间Td前的外观上的输出变动Ap (延迟时间调节工序(S13))。具体而言,延迟时间调节部112为延时器,且延迟时间调节部112使由输出变动运算部120求出的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δρ仅延迟延迟时间Td后进行输出。
[0120]其结果,从延迟时间调节部112输出的外观上的输出变动Δρ成为考虑了输出计26的延迟时间Td的外观上的输出变动。另外,组合外观输出变动运算工序(S12)和延迟时间调节工序(S13)的工序构成求出考虑了输出计26的延迟时间Td的外观上的输出变动的外观输出变动计算工序(Sll)。
[0121]在校正工序(SlO)中,另外,根据公式(I),输出运算部118从来自输出计26的发电机20的输出Pg减去由外观输出变动计算部111求出的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δρ而求出燃气涡轮机10的输出Pt(输出运算工序(S14))。来自输出计26的发电机20的输出Pg为从现时点实质上延迟了延迟时间Td的输出,但来自外观输出变动计算部111的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δ P也是从现时点实质上延迟了延迟时间Td的外观上的输出变动。因此,输出运算部118所处理的发电机20的输出Pg与燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δρ之间,不存在基于延迟时间Td的相移。因此,输出运算部118能够求出准确的燃气涡轮机10的输出。
[0122]以上,校正工序(SlO)结束。
[0123]异常判断部160a判断燃气涡轮机10是否发生异常(异常判断工序(S4a))。在该异常判断工序(S4a)中,首先,参考输出发生器161接受来自输出计26的输出,并基于该输出而输出参考输出Pr。减法器162a求出作为该参考输出Pr与来自校正部110的燃气涡轮机10的输出Pt之差的输出变动幅度APg(输出变动幅度计算工序(S5a))。并且,基于该输出变动幅度APg进行各判断器163、166是否发生异常的判断(判断工序(S6a))。
[0124]在该判断工序(S6a)中,容许幅度判断器163从减法器162a接受输出变动幅度APg,判断该输出变动幅度APg是否在预先确定的容许输出变动幅度APs的范围之外。并且,若输出变动幅度APg在容许输出变动幅度APs的范围之外,则容许幅度判断器163输出表示处于异常状态的异常信号。若该异常信号被输入,则容许外时间判断器166判断输出变动幅度APg在容许输出变动幅度APs的范围之外的时间是否为规定时间Tp以上,若为规定时间Tp以上,则向跳闸信号输出部170输出异常信号。
[0125]与第一实施方式相同,若异常判断部160a输出异常信号(在S6a中为Yes时),如前述,跳闸信号输出部170相对于操作部输出跳闸信号(S7)。其结果,燃气涡轮机10跳闸。
[0126]例如,如图12所示,设为燃气涡轮机10的输出Pt从时刻ta开始相对急剧地减少。另外,图12中示出的燃气涡轮机10的输出Pt为不包含燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δρ的净输出。其结果,产生减少时参考输出Prd(Pr)与燃气涡轮机10的输出Pt之差即减少时输出变动幅度APd(AP)。若燃气涡轮机10的输出Pt之后也相对急剧地减少,则减少时输出变动幅度APd也随之向负侧增大。该减少时输出变动幅度APd若在时刻tb时向负侧超出预先确定的下限容许变动幅度APsd(APs),则下限判断器165向容许外时间判断器166输出异常信号。若异常信号的输入持续规定时间Tp,则容许外时间判断器166在从时刻tb经过规定时间Tp之后的时刻tc向跳闸信号输出部170输出异常信号。其结果,如前述,跳闸信号输出部170相对于操作部输出跳闸信号,燃气涡轮机10跳闸。
[0127]如上所述,本实施方式中,例如,即使电力系统29变得不稳定,燃气涡轮机10与发电机20之间的输出平衡被打破时,能够从发电机20的输出求出准确的燃气涡轮机10的输出。
[0128]并且,本实施方式中,燃气涡轮机10的输出Pt恒定时,即使因电力系统29的不稳定而导致发电机20的输出Pg发生变动,根据如以上准确求出的燃气涡轮机10的输出Pt,也能够进行燃气涡轮机10是否发生异常的判断,因此能够减少燃气涡轮机异常的误检测及燃气涡轮机10的误跳闸。
[0129]“第三实施方式”
[0130]接着,使用图13及图14,对作为第三实施方式的发电设备进行说明。
[0131]本实施方式的控制装置10b是对第二实施方式的控制装置10a中的转速变化率运算部130进行变更的装置,其他结构与第二实施方式的控制装置10a基本相同。因此,以下主要对该变更内容进行说明。
[0132]首先,参考图14对通过本实施方式的转速变化率运算部130b的转速变化率的计算方法进行说明。
[0133]求出在第一时刻tl的转速变化率时,首先,利用在第一时刻tl从转速计25输出的第一转速NI及在从第一时刻tl相隔规定时间Ts之前的第二时刻t2从转速计25输出的第二转速N2求出两个转速N1、转速N2之差即第一转速变化量ΛΝ1。接着,利用在从第一时刻tl经过规定时间Ts之后的第三时刻t3从转速计25输出的第三转速N3和第一转速NI求出两个转速N3、转速NI之差即第二转速变化量ΔΝ2。
[0134]接着,求出第一转速变化量ΔΝ1与第二转速变化量ΔΝ2的平均值即平均变化量ANa?接着,将该平均变化量ANa除以规定时间Ts,并将该值设为在第一时刻tl的转速变化率。
[0135]S卩,在此,将在第一时刻tl与第二时刻t2之间的第一平均转速变化率和在第一时刻tl与第三时刻t3之间的第二平均转速变化率的平均值设为在第一时刻tl的转速变化率。
[0136]第一时刻tl与第二时刻t2之间的规定时间Ts及第一时刻tl与第三时刻t3之间的规定时间Ts为预想的延迟时间Td以下的时间。
[0137]因此,如上所述求出在第一时刻tl的转速变化率时,需要在第三时刻t3的第三转速N3,该第三时刻t3相对于第一时刻tl是未来的时刻。
[0138]并且,在输出运算部118中,利用在第一时刻tl的转速变化率求出的外观上的输出变动量被减去的对象为在第一时刻tl的发电机20的输出。由于规定时间Ts为预想的延迟时间Td以下的时间,因此在该第一时刻tl的发电机20的输出是,在比第三时刻t3进一步未来的时刻即在从第一时刻tl仅经过延迟时间Td的量的未来的第四时刻t4从输出计26输出的输出,该第三时刻t3是相对于第一时刻tl仅经过规定时间Ts的未来的时刻。因此,从可得到在第一时刻tl的发电机20的输出的第四时刻t4来看第三时刻t3是过去的时刻。因此,在输出运算部118中,求在第一时刻tl的燃气涡轮机10的输出时,第三时刻t3相对于第四时刻t4是过去的时刻,因此能够得到在相对于第一时刻tl为未来的时刻的第三时刻t3的第三转速N3。
[0139]本实施方式的转速变化率运算部130b通过以上方法求出转速变化率。因此,如图13所示,该转速变化率运算部130b具有:常数发生器131,输出作为常数的“2”;时间发生器132,输出规定时间Ts ;第一延时器133,使来自转速计25的转速延迟规定时间Ts而输出;第一减法器134,求出来自转速计25的转速与来自第一延时器133的转速之差;第二延时器135,使来自第一延时器133的转速进一步延迟规定时间Ts而输出;第二减法器136,求出来自第一延时器133的转速与来自第二延时器135的转速之差;加算器137,在来自第一减法器134的输出上加上来自第二减法器136的输出;第一除法器138,将来自加算器137的输出除以来自常数发生器131的“2”;及第二除法器139,将来自第一除法器138的输出除以来自时间发生器132的规定时间Ts。
[0140]在此,在该转速变化率运算部130b中,设为从转速计25输出在前述第三时刻t3的第三转速N3。此时,第一延时器133输出在从第三时刻t3相隔规定时间Ts之前的第一时刻tl的第一转速NI。第一减法器134输出作为第一转速NI与第三转速N3之差的第二转速变化量ΔΝ2。并且,此时,第二延时器135输出在从第一时刻tl相隔规定时间Ts之前的第二时刻t2的第二转速N2。第二减法器136输出第一转速变化量ΔΝ1,即作为来自第一延时器133的输出的第一转速NI与作为来自第二延时器135的输出的第二转速N2之差。在通过加算器137及第一除法器138求出作为第一转速变化量ΔΝ1与第二转速变化量ΔΝ2的平均值的平均变化量ANa。第二除法器139将平均变化量ANa除以规定时间Ts而输出在第一时刻tl的转速变化率。
[0141]另外,以上,求出平均变化量ANa以后将该平均变化量ANa除以规定时间Ts来求出转速变化率,但也可以求出第一转速变化量△ NI及第二转速变化量ΔΝ2之后,求出这些变化量的变化率,并将各变化率的平均值设为在第一时刻tl的转速变化率。
[0142]然而,如上使用图14进行叙述,在输出运算部118中,利用在第一时刻tl的转速变化率求出的外观上的输出变动量被减去的对象为在第一时刻tl的发电机20的输出。在该第一时刻tl的发电机20的输出为在从第一时刻tl仅经过延迟时间Td的量的未来的第四时刻t4从输出计26输出的输出。
[0143]另一方面,在第一时刻tl的转速变化率利用在从第一时刻tl仅经过规定时间Ts的量的未来的第三时刻t3从转速计25输出的转速而求出。因此,在第一时刻tl的转速变化率被求出的时刻成为从第一时刻tl仅经过规定时间Ts的量的未来的第三时刻t3以后。
[0144]因此,输出变动运算部120b输出在第一时刻tl的燃气涡轮机10的外观上的输出变动Δρ的时刻也成为从第一时刻tl仅经过规定时间Ts的量的未来的第三时刻t3以后。因此,来自输出变动运算部120b的输出即外观上的输出变动Δρ已经延迟规定时间Ts,因此仅通过使该外观上的输出变动Δρ延迟(Td-Ts)的量,该外观上的输出变动Δρ与来自输出计26的发电机20的输出之间的延迟时间Td差被消除。
[0145]因此,与
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