JP2004234442A

JP2004234442A - 調速制御装置

Info

Publication number: JP2004234442A
Application number: JP2003023630A
Authority: JP
Inventors: Makoto Hashiguchi; 誠橋口; Katsuyuki Kawahara; 勝幸川原
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba System Technology Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba System Technology Corp
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】調速制御装置において、試験要領書を電子化することにより、試験作業の効率化を図り、試験員や客先技術員への支援と助勢を実現することができる。
【解決手段】本発明は、水車発電機の調速制御装置において、無水または有水試験等の試験要領書を電子化した試験要領書データベース７１１を設け、調速制御装置１０に外部からの要求を入力するための入力手段７２から指示された試験項目について、その試験要領書を試験要領書データベース７１１から選択して出力手段７２に表示することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水車発電機の調速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、水力発電所においては、目標とする発電量を得るために水車の回転速度を制御する調速制御装置が用いられている。従来から、安定した運転・制御を実現する調速制御装置の開発が進められている（例えば、特許文献１参照）。この調速制御装置は、最適な規定値速度、開度変化率および昇速率を設定することにより、安定した起動・昇速を効率よく行うものである。
【０００３】
また、水車の現地試験を効率よく行う水車現地試験装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３７８４２号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平９−１３８１８３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような調速制御装置では、無水、有水試験等が試験要領書に従って定期的に行われている。具体的には、試験準備から試験完了に至る作業を、バインダー等で保管された紙の要領書を見ながら行っていた。このため、試験要領書の利用回数が多く、紙が傷んだり、作業中に汚してしまったり、また作業用のコピーをその都度取ることにより不要書類が増えてしまうという問題があった。
【０００７】
また、前回の試験におけるデータと比較したい場合、試験成績書の中から前回試験のデータを参照しながらの作業となり、膨大な量の紙の試験成績書を取り扱うことになるため、試験作業が煩雑になるという問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、無水または有水試験時等の作業を効率よく行える調速制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明においては、水車発電機からの速度信号、周波数信号等を基に演算処理を行い調速制御を行う演算処理手段と、外部からの要求を入力するための入力手段と、この要求に応じて演算処理手段から得られる演算結果を表示するための出力手段とを少なくとも備えた調速制御装置において、無水または有水試験等の試験要領書を電子化した試験要領書データベースを設け、入力手段から指示された試験項目について、その試験要領書を試験要領書データベースから選択して出力手段に表示することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２の発明においては、請求項１記載の調速制御装置において、試験要領に関するガイダンスを行うための対話操作手段を設けることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３の発明においては、請求項１または２記載の調速制御装置において、試験要領書に従って試験を行った結果を格納するための試験成績書データベースと、この試験結果を対応づけて保存する試験成績書保存手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４の発明においては、請求項３記載の調速制御装置において、試験成績書データベースより得られる前回試験の試験結果と、今回試験の試験結果とを比較し、許容値を逸脱している場合に出力手段に警報表示を行う警報表示判定手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５の発明においては、請求項１ないし４記載の調速制御装置において、この調速制御装置の操作表示端末として、パネルコンピュータを用いることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６の発明においては、請求項５記載の調速制御装置において、出力手段の表示画面は、試験要領書を表示する個別画面エリアと、水車や調速制御装置の状態表示や異常表示を行う状態表示エリアと、操作ボタンを設けた画面選択エリアとから構成され、状態表示を示す画面と試験要領書とを同時に表示するとともに、画面選択エリアの操作ボタンにより表示する画面を容易に切替えることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。ここでは、調速制御装置の操作表示端末として、パネルコンピュータを用いる場合について説明する。
【００１６】
図１に、本発明の第１の実施の形態に係る調速制御装置のシステム構成図を示す。調速制御装置１０は、演算処理手段１、ＰＩ／ＰＯ（位置入力、電力出力）処理手段２、ＦＩ（周波数入力）処理手段３、ＡＯ（アナログ出力）処理手段４、ＤＩ／Ｏ（ディジタル入出力）処理手段５、バス６、パネルコンピュータ７、伝送ライン８とから構成され、入力された信号に基づいて調速制御を行っている。
【００１７】
ＰＩ／ＰＯ処理手段２は、水車の案内羽根（ガイドベーン）またはサーボモータの位置信号を取り込み、ディジタル信号へ変換した後、演算処理手段１へ送るＰＩ処理と、演算処理手段１からの演算結果を電力信号に変換し出力するＰＯ処理を行う。
【００１８】
ＦＩ処理手段３は、水車発電機の回転数（周波数）を取り込み、ディジタル信号に変換する。
【００１９】
ＡＯ処理手段４は、ＰＩ／ＰＯ処理手段２やＦＩ処理手段３で得られた位置信号や回転数信号を外部表示器等に出力する。
【００２０】
ＤＩ／Ｏ処理手段５は、調速制御装置で使用する外部条件を取り込んだり、調速制御装置で検出した状態や異常を外部に出力する。
【００２１】
演算処理手段１は、ＰＩ／ＰＯ処理手段２、ＦＩ処理手段３、ＤＩ／Ｏ処理手段５にて検出した位置信号、回転数信号、外部条件信号等をバス６を介して取り込み、これらの信号に基づいて最適演算を行う。そして、その演算結果や状態をバス６を介してＰＩ／ＰＯ処理手段２、ＤＩ／Ｏ処理手段５へ送る。
【００２２】
パネルコンピュータ７は、パネルコンピュータ演算処理手段７１とパネルコンピュータ表示手段７２とから成り、試験要領書データベース７１１はパネルコンピュータ演算処理手段７１内に設けられている。パネルコンピュータ演算処理手段７１は、伝送ライン８を介して入力される演算処理手段１からの信号をもとにパネルコンピュータ表示手段７２に表示する表示画面を作成し、表示する。
【００２３】
図２〜４は、パネルコンピュータ表示手段７２に表示される画面の例を示す図である。図に示すように、パネルコンピュータ表示画面９０上を、例えば個別画面エリア９０−１、状態表示エリア９０−２、画面選択エリア９０−３に分け、画面選択エリア９０−３に監視操作ボタン９０−３ａ、試験操作ボタン９０−３ｂ、試験項目ボタン９０−３ｃを設け、このボタンが選択されることにより、選択された画面が個別画面エリア９０−１に表示される。
【００２４】
ここで、試験要領書を表示する処理の流れを、図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。
【００２５】
まず、図２の試験項目ボタン９０−３ｃが選択されると（ステップＳ１）、パネルコンピュータ演算処理手段７１内に設けた試験要領書データベース７１１の中から試験項目一覧画面を取り出し（ステップＳ２）、図３に示すような試験項目の一覧画面を表示する（ステップＳ３）。図に示すように、個別画面エリア９０−１に、無水、有水試験の試験項目の一覧を表示し、試験項目毎に試験項目選択ボタン９０−４ａ〜９０−４ｌを設ける。そして、この試験項目選択ボタンが選択されると（ステップＳ４）、試験要領書データベース７１１の中から選択された試験項目に対応する試験要領書を取り出し（ステップＳ５）、図４に示すように、取り出した試験要領書を表示する（ステップＳ６）。
【００２６】
また、同時に、状態表示エリア９０−２には、水車や調速制御装置（ガバナ）の状態表示や、信号や制御の異常表示、基板の異常表示を行う。状態表示には、ガバナ停止・起動、解列・並列、水車自動・手動などがあり、外部条件が動作すると、その動作に応じて表示を切替える。異常表示には、検出信号、制御信号の異常、入出力基板の異常、電池消耗検出があり、異常の場合には色を変えて表示する。そして、より詳しい状態表示画面を表示する場合には、画面選択エリア９０−３のボタンを選択して、画面を切替えることにより、例えば監視操作画面、試験操作画面などの詳細画面を表示する。図５は、状態表示と監視操作画面を表示している例を示す図である。このように、試験要領書の表示と同時に状態表示を行う画面構成とすることにより、常に水車や調速制御装置の状態を把握することができる。
【００２７】
以上のように、試験要領書を電子化し、パネルコンピュータを用いて必要な試験項目を簡単に表示することが可能となり、試験作業を効率化することができる。また、同時に状態表示画面を表示することにより、常に水車の状態、信号や制御の異常を把握することができる。さらに、パネルコンピュータ上のボタンを選択するだけで、表示する画面を容易に切替えることが可能となり、操作性を向上させることもできる。
【００２８】
また、本実施の形態では、試験要領書データベース７１１をパネルコンピュータ演算処理手段７１内に設けているが、図７に示すように、試験要領書データベース７１１を演算処理手段１に設けることもできる。図７において、図１に示す構成と同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
【００２９】
この場合、試験項目一覧画面の試験項目選択ボタン９０−４ａが選択されると、伝送ライン８を介して演算処理手段１内の試験要領書データベース７１１の中から選択された試験項目に対応する試験要領書を取り出し、パネルコンピュータ表示手段７２へ表示する。従って、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
図８に、本発明の第２の実施の形態に係る調速制御装置のシステム構成図を示す。なお、図１に示す構成と同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
【００３１】
ここで、図８に示す構成が図１に示す構成と異なる点は、パネルコンピュータ演算処理手段７１に対話操作手段７１３を設けた点である。対話操作手段７１３は、対話操作を行うための対話操作画面を表示し、この対話操作画面に従って試験員が入力操作することによって対話を進めるものである。
【００３２】
図９は、対話操作画面の例を示す図である。図に示すように、試験要領書を表示する画面上に、試験手順ごとの確認ボタン９０−５ａ〜９０−５ｄを設ける。そして、「はい」のボタンが選択されると、対話操作手段７１３により、次の試験作業に進むようにする。
【００３３】
このような対話操作を行うことにより、試験員や客先技術員に対してガイダンスを行うことを可能とし、試験員は、試験手順ごとに確認しながら作業を進めるため、誤った試験条件の作成や入力ミスによる機器の損傷等を防ぐことができる。
【００３４】
図１０に、本発明の第３の実施の形態に係る調速制御装置のシステム構成図を示す。なお、図１に示す構成と同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
【００３５】
ここで、図１０に示す構成が図１に示す構成と異なる点は、パネルコンピュータ演算処理手段７１内に試験成績書データベース７１２を設けた点である。試験成績書データベース７１２は、試験要領書に従って試験を行った結果を対応づけて保存するものである。
【００３６】
図１１に、パネルコンピュータ表示手段７２に表示される試験要領書の例を示すが、例えば試験成績書ボタンを設け、このボタンが押されると図１２に示すような試験成績書の画面を表示する。図１２の表エリア９０−７の実測値の欄には現在のカウント値を表示し、カーソルキー９０−８により所望の表エリアが選択された後、登録ボタン９０−９によりそのカウント値を表エリアに登録する。
【００３７】
このように、得られた試験結果を試験要領書と対応づけて保存することが可能となり、試験成績書を容易に作成することができる。これより、試験員や客先技術者の記入誤りを防止し、かつ試験成績書の作成時間を短縮することができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、試験要領書データベース７１１、試験成績書データベース７１２をパネルコンピュータ演算処理手段７１内に設けているが、演算処理手段１内に設けることもできる。この場合も、同様の効果を得ることができる。
【００３９】
図１３は、本発明の第４の実施の形態に係る調速制御装置のシステム構成図を示す。なお、図１に示す構成と同一または相当部分には、同一符号を付してその説明は省略する。
【００４０】
ここで、図１３に示す構成が図１に示す構成と異なる点は、パネルコンピュータ演算処理手段７１に工場試験時、建設時、各定検時ごとの試験成績書データベース７１２−ａ〜７１２−ｍを設けた点、警報表示判定手段７１４を設けた点である。警報表示判定手段７１４は、前回試験の試験結果と今回試験の試験結果を比較し、許容値を逸脱している場合に警報表示を行うものである。
【００４１】
図１４は、パネルコンピュータ表示手段７２に表示される試験成績書の画面例を示す図で、旧試験成績書選択ボタン９０−１０と、その選択された旧試験成績書データから必要な入力周波数を選択する入力周波数選択ボタン９０−１１と、所望の入力周波数の旧データを表示する窓９０−１２を設けている。
【００４２】
ここで、図１５に示すフローチャートを参照しながら、警報表示するまでの処理の流れを説明する。
【００４３】
まず、図１４の試験成績書画面のカーソルキー９０−８が押され、所望の表エリアが選択されると（ステップＳ１１）、選択されたエリアを網掛け表示し、現在のカウント値を表示する（ステップＳ１２）。そして、カーソルキー９０−８および試験成績書選択ボタン９０−１０にて、所望の試験成績書が選択される（ステップＳ１３）。そして、試験成績書データベース７１２−ａ〜７１２−ｍの中から所望の試験成績書を抽出する（ステップＳ１４）。
【００４４】
次に、入力周波数選択ボタン９０−１１が押され、所望の入力周波数が選択されると（ステップＳ１５）、ステップＳ１４で抽出した試験成績書から所望の入力周波数におけるデータを抽出する（ステップＳ１６）。これより、旧データ表示窓９０−１２に旧データのカウント値を表示する（ステップＳ１７）。そして、警報表示判定手段７１４により、現在値と抽出した旧データの値とを比較し、所定の許容値を逸脱しているかどうかを判定する（ステップＳ１９）。許容値を逸脱している場合には、現在値を赤色表示するなどして、警報表示を行う（ステップＳ２０）。許容値内の場合は、次のステップへ進み、登録ボタンが押されることにより、試験成績書データベースに現在のカウント値を登録する（ステップＳ２１）。
【００４５】
このように、警報表示することが可能となり、試験員や客先技術者は、機器の消耗状態や調整不備がなかったかどうかを容易に確認することができるので、問題発生時に迅速な対応をとることが可能となる。
【００４６】
また、本実施の形態では、試験要領書データベース７１１、試験成績書データベース１１２−ａ〜１１２−ｍ、警報表示判定手段７１４をパネルコンピュータ演算処理手段７１内に設けているが、演算処理手段１内に設けることもでき、同様の効果を得ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の調速制御装置においては、試験要領書や試験成績書の利用性を向上し、試験作業の効率化を図るＨＭＩ（ヒューマンマシンインターフェース）を実現できるので、試験員や客先技術員への支援と助勢を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る調速制御装置のシステム構成図
【図２】図１に示す調速制御装置のパネルコンピュータ表示手段の表示画面例を示す図
【図３】図１に示す調速制御装置の試験項目一覧画面例を示す図
【図４】図１に示す調速制御装置の試験要領書画面例を示す図
【図５】図１に示す調速制御装置の監視操作画面例を示す図
【図６】図１に示す調速制御装置の試験要領書表示処理のフロー図
【図７】図１に示す調速制御装置の他の実施例のシステム構成図
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る調速制御装置のシステム構成図
【図９】図８に示す調速制御装置の対話操作画面例を示す図
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る調速制御装置のシステム構成図
【図１１】図１０に示す調速制御装置の試験要領書画面例を示す図
【図１２】図１０に示す調速制御装置の試験成績書画面例を示す図
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る調速制御装置のシステム構成図
【図１４】図１３に示す調速制御装置の試験成績書画面例を示す図
【図１５】図１３に示す調速制御装置の警報表示処理のフロー図
【符号の説明】
１…演算処理手段、２…ＰＩ／ＰＯ処理手段、３…ＦＩ処理手段、
４…ＡＯ処理手段、５…ＤＩ／Ｏ処理手段、６…バス、
７…パネルコンピュータ、７１…パネルコンピュータ演算処理手段、
７２…パネルコンピュータ表示手段、
８…伝送ライン、１０…調速機制御装置、７１１…試験要領書データベース、
７１２、７１２−ａ〜７１２−ｍ…試験成績書データベース、
７１３…警報表示判定、９０…パネルコンピュータ表示画面、
９０−１…個別画面エリア、９０−２…状態表示エリア、
９０−３…画面選択エリア、
９０−３ａ、９０−３ｂ、９０−３ｃ…個別画面選択ボタン、
９０−４ａ〜９０−４ｌ…試験項目選択ボタン、
９０−５ａ〜９０−５ｄ…確認ボタン、
９０−６…試験成績書表示ボタン、９０−７…表エリア、
９０−８…カーソル選択ボタン、９０−９…データ登録ボタン、
９０−１０…試験成績書選択ボタン、９０−１１…入力周波数選択ボタン、
９０−１２…旧データ表示窓

Claims

水車発電機からの速度信号、周波数信号等を基に演算処理を行い調速制御を行う演算処理手段と、外部からの要求を入力するための入力手段と、この要求に応じて前記演算処理手段から得られる演算結果を表示するための出力手段とを少なくとも備えた調速制御装置において、無水または有水試験等の試験要領書を電子化した試験要領書データベースを設け、前記入力手段から指示された試験項目について、その試験要領書を前記試験要領書データベースから選択して前記出力手段に表示することを特徴とする調速制御装置。
請求項１記載の調速制御装置において、試験要領に関するガイダンスを行うための対話操作手段を設けることを特徴とする調速制御装置。
請求項１または２記載の調速制御装置において、前記試験要領書に従って試験を行った結果を格納するための試験成績書データベースと、前記試験結果を対応づけて保存する試験成績書保存手段を設けたことを特徴とする調速機制御装置。
請求項３記載の調速制御装置において、前記試験成績書データベースより得られる前回試験の試験結果と、今回試験の試験結果とを比較し、許容値を逸脱している場合に前記出力手段に警報表示を行う警報表示判定手段を設けたことを特徴とする調速機制御装置。
請求項１ないし４記載の調速制御装置において、この調速制御装置の操作表示端末として、パネルコンピュータを用いることを特徴とする調速機制御装置。
請求項５記載の調速制御装置において、前記出力手段の表示画面は、試験要領書を表示する個別画面エリアと、水車や前記調速制御装置の状態表示や異常表示を行う状態表示エリアと、操作ボタンを設けた画面選択エリアとから構成され、状態表示を示す画面と試験要領書とを同時に表示するとともに、前記画面選択エリアの操作ボタンにより表示す画面を容易に切替えることを特徴とする調速制御装置。