JP2579528Y2 - 水車の流量制御装置 - Google Patents
水車の流量制御装置Info
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- JP2579528Y2 JP2579528Y2 JP1992022564U JP2256492U JP2579528Y2 JP 2579528 Y2 JP2579528 Y2 JP 2579528Y2 JP 1992022564 U JP1992022564 U JP 1992022564U JP 2256492 U JP2256492 U JP 2256492U JP 2579528 Y2 JP2579528 Y2 JP 2579528Y2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
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- Hydraulic Turbines (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、水力発電所に於て、発
電機を駆動する水車への導入水流量を所定値に制御する
水車の流量制御装置の改良に関するものである。
電機を駆動する水車への導入水流量を所定値に制御する
水車の流量制御装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の水車の流量制御装置を、水力発電
所の導入水流路及び制御ブロック図を示す図３を用いて
説明する。図に於て、１０は貯水池であり、貯留された
水は、その底部から導水路１１を介して、水車１２のケ
−シング１２ａに導かれ、更に水車１２のガイドベ−ン
１２ｂの開度に応ずる流量に調整されて、水車１２内に
導入され、そのランナ１２ｃを駆動する。ランナ１２ｃ
は、その主軸１２ｄを介して、発電機１３の回転子１３
ａに連結されているから、回転子１３ａも回転し発電が
行われる。水車１２を駆動した導入水は、吸い出し管１
４から放水口１５に放出される。
所の導入水流路及び制御ブロック図を示す図３を用いて
説明する。図に於て、１０は貯水池であり、貯留された
水は、その底部から導水路１１を介して、水車１２のケ
−シング１２ａに導かれ、更に水車１２のガイドベ−ン
１２ｂの開度に応ずる流量に調整されて、水車１２内に
導入され、そのランナ１２ｃを駆動する。ランナ１２ｃ
は、その主軸１２ｄを介して、発電機１３の回転子１３
ａに連結されているから、回転子１３ａも回転し発電が
行われる。水車１２を駆動した導入水は、吸い出し管１
４から放水口１５に放出される。
【０００３】全体を一点鎖線で囲み、全体符号２０を付
した装置は、水車１２の流量制御装置である。２１は、
水車１２に導入される導入水の流量目標値を設定する設
定器であり、設定された流量目標値Ｑｓは、比較器２２
に一方の入力として加えられる。２３は、流量測定装置
例えば電磁流量計であり、電磁流量検出器２３ａと電磁
流量変換器２３ｂとから構成される。検出器２３ａは、
導水路１１の水車側末端に設けられ、変換器２３ｂは、
通常図示しない水車制御用配電盤に設けられ、両者間は
制御ケ−ブル２３ｃで接続される。検出器２３ａは、導
水路１１の流量に応じた検出信号を変換器２３ｂに送出
し、変換器２３ｂは、この信号を受信して、流量制御装
置２０の制御レベルに変換し、変換した実流量信号Ｑｍ
は比較器２２に、他方の入力として加えられる。比較器
２２は、両入力を比較して、それらの偏差（Ｑｓ−Ｑ
ｍ）を出力し、この出力は、水車１２のガイドベ−ン操
作部２４に、操作信号として加えられる。ガイドベ−ン
操作部２４は、入力操作信号に従って、水車１２のガイ
ドベ−ン１２ｂを開閉制御することにより、水車１２へ
の導入水流量を調整し、導入水流量が、設定器２１によ
り設定された目標流量値Ｑｓと、一致するように作動す
る。このようにして、水車１２を任意の設定された目標
流量で運転することができる。
した装置は、水車１２の流量制御装置である。２１は、
水車１２に導入される導入水の流量目標値を設定する設
定器であり、設定された流量目標値Ｑｓは、比較器２２
に一方の入力として加えられる。２３は、流量測定装置
例えば電磁流量計であり、電磁流量検出器２３ａと電磁
流量変換器２３ｂとから構成される。検出器２３ａは、
導水路１１の水車側末端に設けられ、変換器２３ｂは、
通常図示しない水車制御用配電盤に設けられ、両者間は
制御ケ−ブル２３ｃで接続される。検出器２３ａは、導
水路１１の流量に応じた検出信号を変換器２３ｂに送出
し、変換器２３ｂは、この信号を受信して、流量制御装
置２０の制御レベルに変換し、変換した実流量信号Ｑｍ
は比較器２２に、他方の入力として加えられる。比較器
２２は、両入力を比較して、それらの偏差（Ｑｓ−Ｑ
ｍ）を出力し、この出力は、水車１２のガイドベ−ン操
作部２４に、操作信号として加えられる。ガイドベ−ン
操作部２４は、入力操作信号に従って、水車１２のガイ
ドベ−ン１２ｂを開閉制御することにより、水車１２へ
の導入水流量を調整し、導入水流量が、設定器２１によ
り設定された目標流量値Ｑｓと、一致するように作動す
る。このようにして、水車１２を任意の設定された目標
流量で運転することができる。
【０００４】上記のように、従来の流量制御装置では、
水車への導入水流量の値は、流量測定装置からしか得る
ことができない。従って、流量測定装置に異常が発生す
ると導入水の自動流量調整を行うことができなくなり、
運転員の操作に頼るしか方法がなかった。
水車への導入水流量の値は、流量測定装置からしか得る
ことができない。従って、流量測定装置に異常が発生す
ると導入水の自動流量調整を行うことができなくなり、
運転員の操作に頼るしか方法がなかった。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】本考案が解決しようと
する問題点は、流量測定装置に異常が発生すると、自動
流量調整が不可能になる点である。
する問題点は、流量測定装置に異常が発生すると、自動
流量調整が不可能になる点である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本考案は、上記課題を解
決するため、自己診断機能を有し導水路を介して水車に
導入される導入水流量を測定して自己の異常時には異常
信号を発生する流量測定装置と、予め設定された前記水
車への導入水流量目標値と前記流量測定装置の出力とを
入力されそれらの偏差を演算する比較器と、前記導入水
の落差と水車のガイドベーンの開度とを入力され導入水
の理論流量を出力する関数発生器と、前記流量測定装置
の異常信号を受けて前記比較器に入力されていた前記流
量測定装置の出力を前記関数発生器の出力に切換える切
換装置とを備え、この比較器の出力を操作量として水車
のガイドベーンの開度を調整して前記導入水流量を制御
するようにしたことを特徴とするものである。
決するため、自己診断機能を有し導水路を介して水車に
導入される導入水流量を測定して自己の異常時には異常
信号を発生する流量測定装置と、予め設定された前記水
車への導入水流量目標値と前記流量測定装置の出力とを
入力されそれらの偏差を演算する比較器と、前記導入水
の落差と水車のガイドベーンの開度とを入力され導入水
の理論流量を出力する関数発生器と、前記流量測定装置
の異常信号を受けて前記比較器に入力されていた前記流
量測定装置の出力を前記関数発生器の出力に切換える切
換装置とを備え、この比較器の出力を操作量として水車
のガイドベーンの開度を調整して前記導入水流量を制御
するようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
【実施例】以下図面を参照して本考案を説明する。図１
は、本考案の一実施例を示す水力発電所の導入水流路及
び制御ブロック図であり、図２は、本考案に使用する関
数発生器の作用を説明するための曲線図である。図３に
示した従来の流量制御装置２０と、図１に示した本考案
に係る流量制御装置３０とで異なる点は、流量測定装置
２３に故障が発生し、水車１２への導入水の流量の実測
デ−タが異常になったり、測定が不能になった時に、そ
の出力が切換え使用される導入水の理論流量信号を出力
する関数発生器を設けた点のみであり、通常の運転時に
於ける動作は従来装置２０と全く同じであるので、従来
装置２０と同一部分には同一符号を付し、その説明は省
略する。
は、本考案の一実施例を示す水力発電所の導入水流路及
び制御ブロック図であり、図２は、本考案に使用する関
数発生器の作用を説明するための曲線図である。図３に
示した従来の流量制御装置２０と、図１に示した本考案
に係る流量制御装置３０とで異なる点は、流量測定装置
２３に故障が発生し、水車１２への導入水の流量の実測
デ−タが異常になったり、測定が不能になった時に、そ
の出力が切換え使用される導入水の理論流量信号を出力
する関数発生器を設けた点のみであり、通常の運転時に
於ける動作は従来装置２０と全く同じであるので、従来
装置２０と同一部分には同一符号を付し、その説明は省
略する。
【０００８】３１は、上記の関数発生器であり、水車１
２への導入水の落差と水車１２のガイドベ−ン１２ｂの
開度とから、水車１２への論理流量を算出する。即ち、
水位計３２により貯水池１０の水位信号Ｈｕを，水位計
３３により放水口１５の水位信号Ｈｄを送出させ、これ
ら両信号を偏差演算器３４に入力し、両信号の偏差Ｈｕ
−Ｈｄ＝Ｈ（水車１２への導入水の落差）を算出し、落
差信号Ｈを関数発生器３１に入力する。（水位計３２，
３３は、貯水池，放水口に於ける水位管理上必要不可欠
な装置であり、本考案用として特に設けたものではな
い。）一方、水車１２のガイドベ−ン１２ｂの開度は、
図示しないガイドベ−ン１２ｂの開閉制御を行うサ−ボ
モ−タのストロ−クを、差動トランスにより測定し、こ
の測定値をガイドベ−ンの開度に変換して求めるが、図
示の便宜上、３５をガイドベ−ン１２ｂの開度検出器と
して示す。この様にして開度検出器３５により検出した
ガイドベ−ン１２ｂの開度信号Ｇｖを、関数発生器３１
に入力する。関数発生器３１は、入力された導入水の落
差信号Ｈと、ガイドベ−ン１２ｂの開度信号Ｇｖより導
入水の理論流量を算出し、論理流量信号Ｑｋを出力す
る。３６は、流量測定装置２３に故障が発生した場合
に、比較器２２の他方の入力信号として加えられていた
実流量信号Ｑｍを、上記の理論流量信号Ｑｋに切換える
切換装置である。切換装置３６の常閉接点３６ｂの一端
には実流量信号Ｑｍが，常開接点３６ａの一端には理論
流量信号Ｑｋが加えられ、両接点３６ａ，３６ｂの他端
は共通接続され、比較器２２の他方の入力側に接続され
る。流量測定装置２３は、自己診断機能を有し、装置自
身に故障が生ずると、それを検出し、電磁流量変換器２
３ｂは図示しない接点出力を生じ、破線で示す様に、切
換装置３６の励磁コイル３６ｃは付勢される。従って切
換装置３６は動作し、その常閉接点３６ｂは開路し、常
開接点３６ａは閉路するから、比較器２２の他方の入力
として加えられていた実流量信号Ｑｍは、理論流量信号
Ｑｋに切換えられる。
２への導入水の落差と水車１２のガイドベ−ン１２ｂの
開度とから、水車１２への論理流量を算出する。即ち、
水位計３２により貯水池１０の水位信号Ｈｕを，水位計
３３により放水口１５の水位信号Ｈｄを送出させ、これ
ら両信号を偏差演算器３４に入力し、両信号の偏差Ｈｕ
−Ｈｄ＝Ｈ（水車１２への導入水の落差）を算出し、落
差信号Ｈを関数発生器３１に入力する。（水位計３２，
３３は、貯水池，放水口に於ける水位管理上必要不可欠
な装置であり、本考案用として特に設けたものではな
い。）一方、水車１２のガイドベ−ン１２ｂの開度は、
図示しないガイドベ−ン１２ｂの開閉制御を行うサ−ボ
モ−タのストロ−クを、差動トランスにより測定し、こ
の測定値をガイドベ−ンの開度に変換して求めるが、図
示の便宜上、３５をガイドベ−ン１２ｂの開度検出器と
して示す。この様にして開度検出器３５により検出した
ガイドベ−ン１２ｂの開度信号Ｇｖを、関数発生器３１
に入力する。関数発生器３１は、入力された導入水の落
差信号Ｈと、ガイドベ−ン１２ｂの開度信号Ｇｖより導
入水の理論流量を算出し、論理流量信号Ｑｋを出力す
る。３６は、流量測定装置２３に故障が発生した場合
に、比較器２２の他方の入力信号として加えられていた
実流量信号Ｑｍを、上記の理論流量信号Ｑｋに切換える
切換装置である。切換装置３６の常閉接点３６ｂの一端
には実流量信号Ｑｍが，常開接点３６ａの一端には理論
流量信号Ｑｋが加えられ、両接点３６ａ，３６ｂの他端
は共通接続され、比較器２２の他方の入力側に接続され
る。流量測定装置２３は、自己診断機能を有し、装置自
身に故障が生ずると、それを検出し、電磁流量変換器２
３ｂは図示しない接点出力を生じ、破線で示す様に、切
換装置３６の励磁コイル３６ｃは付勢される。従って切
換装置３６は動作し、その常閉接点３６ｂは開路し、常
開接点３６ａは閉路するから、比較器２２の他方の入力
として加えられていた実流量信号Ｑｍは、理論流量信号
Ｑｋに切換えられる。
【０００９】この様にして、流量測定装置２３に故障が
発生しても、その出力である実流量信号Ｑｍの代りに関
数発生器３１から得られる論理流量信号Ｑｋを切換使用
することにより、水車１２への導入水の自動流量調整を
継続して行うことが出来る。
発生しても、その出力である実流量信号Ｑｍの代りに関
数発生器３１から得られる論理流量信号Ｑｋを切換使用
することにより、水車１２への導入水の自動流量調整を
継続して行うことが出来る。
【００１０】図２は関数発生器の作用を説明するための
曲線図である。水車を運転する時の水車への導入水量
は、その水車のガイドベ−ンの開度に略々比例する。従
って流量の理論値は、図２に示すように、ガイドベ−ン
開度を横軸に、流量を縦軸にした関数として表すことが
出来る。然し、ガイドベ−ンの開度は同一であっても、
その時の導入水の落差によって、流量は変化する。一般
に、水力発電所に於ける落差の範囲は、発電所毎に異な
るから、ガイドベ−ンの開度から、水車の理論流量を求
めるには、落差の範囲に応じて、ガイドベ−ン開度と流
量との関係を表す曲線を、複数本記述する必要がある。
そのため、関数発生器による流量算出演算に当っては、
通常２本又は３本の曲線を記述し、曲線上に無い落差に
ついては、比例換算によって流量を求める様にすれば、
実用上問題は無い。
曲線図である。水車を運転する時の水車への導入水量
は、その水車のガイドベ−ンの開度に略々比例する。従
って流量の理論値は、図２に示すように、ガイドベ−ン
開度を横軸に、流量を縦軸にした関数として表すことが
出来る。然し、ガイドベ−ンの開度は同一であっても、
その時の導入水の落差によって、流量は変化する。一般
に、水力発電所に於ける落差の範囲は、発電所毎に異な
るから、ガイドベ−ンの開度から、水車の理論流量を求
めるには、落差の範囲に応じて、ガイドベ−ン開度と流
量との関係を表す曲線を、複数本記述する必要がある。
そのため、関数発生器による流量算出演算に当っては、
通常２本又は３本の曲線を記述し、曲線上に無い落差に
ついては、比例換算によって流量を求める様にすれば、
実用上問題は無い。
【００１１】図２は、２本の曲線を記述した場合を示
し、表１は、図２に示す曲線上に無い落差に対する比例
換算の算出式を、示したものである。図２に於て、曲線
Ｈ2,Ｈ1 は、夫々落差が Ｈ2,Ｈ1 ( Ｈ2 ＞Ｈ1 ）の
ときのガイドベ−ン開度と流量との関係を示す曲線であ
り、曲線 Ｈr は、落差が Ｈ2 より小さく Ｈ1 より
大きい Ｈr に於けるガイドベ−ンの開度に応ずる理論
流量を、曲線 Ｈ2,Ｈ1から表１に示す比例換算算出式
によって算出した値を示す曲線であり、Ｑr はガイドベ
−ン開度 ＧＶ1,落差Ｈr に於ける表１の比例換算算出
式により求めた流量である。尚、図２においては、ガイ
ドベ−ンの開度が０〜１００％の全範囲について示した
が、普通は、その発電所に於いて、最も多く運転される
ガイドベ−ンの開度範囲より少し広範囲にすれば十分で
ある。 ［表１］
し、表１は、図２に示す曲線上に無い落差に対する比例
換算の算出式を、示したものである。図２に於て、曲線
Ｈ2,Ｈ1 は、夫々落差が Ｈ2,Ｈ1 ( Ｈ2 ＞Ｈ1 ）の
ときのガイドベ−ン開度と流量との関係を示す曲線であ
り、曲線 Ｈr は、落差が Ｈ2 より小さく Ｈ1 より
大きい Ｈr に於けるガイドベ−ンの開度に応ずる理論
流量を、曲線 Ｈ2,Ｈ1から表１に示す比例換算算出式
によって算出した値を示す曲線であり、Ｑr はガイドベ
−ン開度 ＧＶ1,落差Ｈr に於ける表１の比例換算算出
式により求めた流量である。尚、図２においては、ガイ
ドベ−ンの開度が０〜１００％の全範囲について示した
が、普通は、その発電所に於いて、最も多く運転される
ガイドベ−ンの開度範囲より少し広範囲にすれば十分で
ある。 ［表１］
【００１２】
【考案の効果】以上説明したように本考案の水車の流量
制御装置は、流量測定装置に異常をきたして実流量が得
られなくなっても、水車への導入水の落差と、水車のガ
イドベ−ン開度とから、理論流量を算出する関数発生器
をもうけ、この理論流量を切換え使用するようにしたか
ら、自動流量調整を継続することが可能となり、信頼性
の高い水車の流量制御装置を得ることが出来る。尚、貯
水池と放水口の水位デ−タは、貯水池，放水口の水位管
理上必要不可欠のデ−タであり、本考案はこれらのデ−
タを流用することにより実現出来るため、流量測定装置
を２台設ける場合よりコストダウンを計ることが出来
る。
制御装置は、流量測定装置に異常をきたして実流量が得
られなくなっても、水車への導入水の落差と、水車のガ
イドベ−ン開度とから、理論流量を算出する関数発生器
をもうけ、この理論流量を切換え使用するようにしたか
ら、自動流量調整を継続することが可能となり、信頼性
の高い水車の流量制御装置を得ることが出来る。尚、貯
水池と放水口の水位デ−タは、貯水池，放水口の水位管
理上必要不可欠のデ−タであり、本考案はこれらのデ−
タを流用することにより実現出来るため、流量測定装置
を２台設ける場合よりコストダウンを計ることが出来
る。
【図１】本考案の一実施例を示した水力発電所の導入水
流路及び制御ブロック図。
流路及び制御ブロック図。
【図２】関数発生器の作用を説明するための曲線図。
【図３】従来の水力発電所の導入水流路及び制御ブロッ
ク図。
ク図。
１０……貯水池 １１……導水路 １２……水車 １２ｂ…ガイドベ−ン １３……発電機 １５……放水口 ２１……設定器 ２２……比較器 ２３……流量測定装置 ２４……ガイドベ−ン操作部 ３１……関数発生器 ３６……切換装置
Claims (1)
- 【請求項１】 自己診断機能を有し導水路を介して水車
に導入される導入水流量を測定して自己の異常時には異
常信号を発生する流量測定装置と、予め設定された前記
水車への導入水流量目標値と前記流量測定装置の出力と
を入力されそれらの偏差を演算する比較器と、前記導入
水の落差と水車のガイドベーンの開度とを入力され導入
水の理論流量を出力する関数発生器と、前記流量測定装
置の異常信号を受けて前記比較器に入力されていた前記
流量測定装置の出力を前記関数発生器の出力に切換える
切換装置とを備え、この比較器の出力を操作量として水
車のガイドベーンの開度を調整して前記導入水流量を制
御するようにしたことを特徴とする水車の流量制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992022564U JP2579528Y2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 水車の流量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1992022564U JP2579528Y2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 水車の流量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0575479U JPH0575479U (ja) | 1993-10-15 |
| JP2579528Y2 true JP2579528Y2 (ja) | 1998-08-27 |
Family
ID=12086375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1992022564U Expired - Lifetime JP2579528Y2 (ja) | 1992-03-16 | 1992-03-16 | 水車の流量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2579528Y2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62279278A (ja) * | 1986-05-27 | 1987-12-04 | Toshiba Corp | 分岐水路揚水発電所の運転方法 |
| JP2573246B2 (ja) * | 1987-09-16 | 1997-01-22 | 株式会社東芝 | 可動翼水車の高効率運転装置 |
| JPH0292068U (ja) * | 1989-01-06 | 1990-07-20 |
-
1992
- 1992-03-16 JP JP1992022564U patent/JP2579528Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0575479U (ja) | 1993-10-15 |
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