JP2735328B2 - 水車の制御方法 - Google Patents
水車の制御方法Info
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- JP2735328B2 JP2735328B2 JP1316451A JP31645189A JP2735328B2 JP 2735328 B2 JP2735328 B2 JP 2735328B2 JP 1316451 A JP1316451 A JP 1316451A JP 31645189 A JP31645189 A JP 31645189A JP 2735328 B2 JP2735328 B2 JP 2735328B2
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- guide
- guide vane
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Control Of Water Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はランナベーンを有する斜流水車およびプロペ
ラ水車の異常時における制御方法に関する。
ラ水車の異常時における制御方法に関する。
（従来の技術） 従来、斜流水車およびプロペラ水車においては、ガイ
ドベーンのみをコンバータで制御し、水車出力の全範囲
に亘って高効率が得られるように、ランナベーン開度は
カムを介して機械的にガイドベーン開度に追従させる場
合が多かった。この場合はコンバータの電源が喪失する
と、ガイドベーンは閉まり方向へ動作し、ランナベーン
はカムを介してガイドベーンに追従し、やはり閉まり方
向へ動作していた。
ドベーンのみをコンバータで制御し、水車出力の全範囲
に亘って高効率が得られるように、ランナベーン開度は
カムを介して機械的にガイドベーン開度に追従させる場
合が多かった。この場合はコンバータの電源が喪失する
と、ガイドベーンは閉まり方向へ動作し、ランナベーン
はカムを介してガイドベーンに追従し、やはり閉まり方
向へ動作していた。
また、近年採用しているランナベーンをコンバータで
制御するコンバータ制御式高効率制御装置（以下ランナ
ベーンコンバータ制御という）においても、ガイドベー
ン、ランナベーン共にコンバータ電源喪失時は閉まり勝
手としていた。
制御するコンバータ制御式高効率制御装置（以下ランナ
ベーンコンバータ制御という）においても、ガイドベー
ン、ランナベーン共にコンバータ電源喪失時は閉まり勝
手としていた。
（発明が解決しようとする課題） ランナベーン開度を機械式カムによりガイドベーン開
度に追従して制御する場合、次のような問題点があっ
た。
度に追従して制御する場合、次のような問題点があっ
た。
現地での調整試験時等に高効率が得られていないと判
明したときは、カムを調速機から取り外して、カム表面
をグラインダ成形したり、溶接肉盛で成形する必要があ
り、作業性が非常に悪く、水車停止期間が延長する。
明したときは、カムを調速機から取り外して、カム表面
をグラインダ成形したり、溶接肉盛で成形する必要があ
り、作業性が非常に悪く、水車停止期間が延長する。
また、ガイドベーン開度をランナベーンへ伝達するリ
ンク機構部の可動部のガタ、セリ、摩耗等により伝達遅
れが生じると、ランナベーン開度とランナベーン開度と
アンマッチが起こり、出力不足、振動、水圧変動等の不
具合が発生する。
ンク機構部の可動部のガタ、セリ、摩耗等により伝達遅
れが生じると、ランナベーン開度とランナベーン開度と
アンマッチが起こり、出力不足、振動、水圧変動等の不
具合が発生する。
さらに、コンバータ電源喪失時において、ガイドベー
ンは徐々に閉鎖し、ランナベーンもガイドベーンに追従
して閉状態となるため、遮断器が開指令となっていると
無負荷状態となり、速度上昇率が大きく無拘束状態とな
るため、軸受温度が上昇して軸受が焼付損傷したり、ラ
ンナ、発電機ロータ等の回転部の応力が高くなり、破損
につながる危険性がある。
ンは徐々に閉鎖し、ランナベーンもガイドベーンに追従
して閉状態となるため、遮断器が開指令となっていると
無負荷状態となり、速度上昇率が大きく無拘束状態とな
るため、軸受温度が上昇して軸受が焼付損傷したり、ラ
ンナ、発電機ロータ等の回転部の応力が高くなり、破損
につながる危険性がある。
本発明は上記の事情を考慮してなされたものであり、
カムの調整が不要で、リンク機構部のガタ等が生じるこ
とがなく、さらに短時間で水車を停止させることにより
回転上昇を抑え、軸受を保護することができる水車の制
御方法を提供することを目的とする。
カムの調整が不要で、リンク機構部のガタ等が生じるこ
とがなく、さらに短時間で水車を停止させることにより
回転上昇を抑え、軸受を保護することができる水車の制
御方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明はガイドベーンお
よびランナベーンをコンバータにより電気制御する水車
の制御方法において、通常運転時、レギュレータの信号
を第１コンバータに入力し、第１コンバータの出力によ
り第１主配圧弁を制御して圧油をガイベーンサーボモー
タに供給し、上記ガイドベーンを開口させるとともに、
上記レギュレータの信号を第２コンバータに入力し、第
２コンバータの出力により第２主配圧弁を制御して圧油
をランナベーンサーボモータに供給し、上記ランナベー
ンを開口させる一方、上記第１および第２コンバータの
電源喪失時、第１コンバータのムービングコイルの自重
（弾性力）により第１コンバータおよびガイドベーンサ
ーボモータを閉操作させ、上記ガイドベーンを閉口させ
るとともに、上記第２コンバータのムービングコイルの
自重（弾性力）により第２コンバータおよびガイドベー
ンサーボモータを開操作させ、上記ランナベーンを開口
させるものである。
よびランナベーンをコンバータにより電気制御する水車
の制御方法において、通常運転時、レギュレータの信号
を第１コンバータに入力し、第１コンバータの出力によ
り第１主配圧弁を制御して圧油をガイベーンサーボモー
タに供給し、上記ガイドベーンを開口させるとともに、
上記レギュレータの信号を第２コンバータに入力し、第
２コンバータの出力により第２主配圧弁を制御して圧油
をランナベーンサーボモータに供給し、上記ランナベー
ンを開口させる一方、上記第１および第２コンバータの
電源喪失時、第１コンバータのムービングコイルの自重
（弾性力）により第１コンバータおよびガイドベーンサ
ーボモータを閉操作させ、上記ガイドベーンを閉口させ
るとともに、上記第２コンバータのムービングコイルの
自重（弾性力）により第２コンバータおよびガイドベー
ンサーボモータを開操作させ、上記ランナベーンを開口
させるものである。
（作用） 本発明はランナベーンおよびガイドベーンをコンバー
タにより電気制御するため、カムやリンク機構部を必要
とせず、その結果カム等の調整が不要となると共に、リ
ンク機構部のガタ等の発生による不具合の発生を防止す
ることができる。
タにより電気制御するため、カムやリンク機構部を必要
とせず、その結果カム等の調整が不要となると共に、リ
ンク機構部のガタ等の発生による不具合の発生を防止す
ることができる。
また、コンバータ制御電源が喪失したとき、第１コン
バータのムービングコイルの自重（弾性力）によりガイ
ドベーンを確実に閉口させるとともに、第２コンバータ
のムービングコイルの自重（弾性力）によりランナベー
ンを確実に開口させる一方、このランナベーンの開口
中、動力水の流れのエネルギに抗して発生するブレーキ
効果により水車を安全に停止させることができる。
バータのムービングコイルの自重（弾性力）によりガイ
ドベーンを確実に閉口させるとともに、第２コンバータ
のムービングコイルの自重（弾性力）によりランナベー
ンを確実に開口させる一方、このランナベーンの開口
中、動力水の流れのエネルギに抗して発生するブレーキ
効果により水車を安全に停止させることができる。
（実施例） 本発明に係る水車の制御方法の一実施例について添付
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
第１図は水車の制御方法に使用する水車の制御装置を
示すものである。この制御装置はランナベーンコンバー
タ制御方式を採用しており、第１図では水車停止状態を
示している。
示すものである。この制御装置はランナベーンコンバー
タ制御方式を採用しており、第１図では水車停止状態を
示している。
この制御装置において、通常運転時にはレギュレータ
の信号が第１コンバータ１に入り、第１配圧弁２を介し
て、第１主配圧弁３が制御され、圧油タンク４から圧油
が給油管５を通ってガイドベーンサーボモータ（図示せ
ず）に送られる一方、排油管６を通って排油が集油タン
ク７へ戻され、これによりガイドベーンは適性な開度に
保持される。
の信号が第１コンバータ１に入り、第１配圧弁２を介し
て、第１主配圧弁３が制御され、圧油タンク４から圧油
が給油管５を通ってガイドベーンサーボモータ（図示せ
ず）に送られる一方、排油管６を通って排油が集油タン
ク７へ戻され、これによりガイドベーンは適性な開度に
保持される。
ランナベーンの制御においても、同様にレギュレータ
の信号が第２コンバータ９に入り、第２配圧弁10を介し
て第２主配圧弁11が制御され、圧油タンク４からの圧油
が給油管５を通ってランナベーンサーボモータ（図示せ
ず）に送られる一方、排油管６を通って排油が集油タン
ク７に戻され、これによりランナベーンは最も高効率の
開度に保持される。
の信号が第２コンバータ９に入り、第２配圧弁10を介し
て第２主配圧弁11が制御され、圧油タンク４からの圧油
が給油管５を通ってランナベーンサーボモータ（図示せ
ず）に送られる一方、排油管６を通って排油が集油タン
ク７に戻され、これによりランナベーンは最も高効率の
開度に保持される。
次に、上記制御装置を用いた水車の制御方法について
第１図および第２図を参照して説明する。
第１図および第２図を参照して説明する。
まず、ガイドベーン制御用の第１コンバータ１は制御
電源喪失時に閉まり勝手となるように調整し、ランナベ
ーン制御用の第２コンバータ９は制御電源喪失時におい
て開き勝手（すなわちランナベーンは立っている状態）
となるように調整しておく。
電源喪失時に閉まり勝手となるように調整し、ランナベ
ーン制御用の第２コンバータ９は制御電源喪失時におい
て開き勝手（すなわちランナベーンは立っている状態）
となるように調整しておく。
この調整をしておくと、ある負荷で運転していると
き、第１および第２コンバータ1,9への制御電源が喪失
すると、ムービングコイル13を保持する電磁力が無くな
るため、コイル自重（弾性力）によりコイルが下方へ動
き、ガイドベーン用の第１コンバータ１は閉方向へ動く
ため、第１配圧弁２を介して第１主配圧弁３は閉方向へ
動き、ガイドベーンサーボモータ（図示せず）を閉操作
する。これによりガイドベーン（図示せず）は徐々に閉
状態となり水を遮断する。
き、第１および第２コンバータ1,9への制御電源が喪失
すると、ムービングコイル13を保持する電磁力が無くな
るため、コイル自重（弾性力）によりコイルが下方へ動
き、ガイドベーン用の第１コンバータ１は閉方向へ動く
ため、第１配圧弁２を介して第１主配圧弁３は閉方向へ
動き、ガイドベーンサーボモータ（図示せず）を閉操作
する。これによりガイドベーン（図示せず）は徐々に閉
状態となり水を遮断する。
この動作と並行して、ランナベーン制御用の第２コン
バータ９も、ムービングコイル14が自重（弾性力）によ
り下方へ動くことで開方向へ動き、第２配圧弁10を介し
て第２主配圧弁11は開方向へ動き、ランナベーンサーボ
モータ（図示せず）を開操作する。これにより、ランナ
ベーンは徐々に開状態（羽根の立った状態）となる。
バータ９も、ムービングコイル14が自重（弾性力）によ
り下方へ動くことで開方向へ動き、第２配圧弁10を介し
て第２主配圧弁11は開方向へ動き、ランナベーンサーボ
モータ（図示せず）を開操作する。これにより、ランナ
ベーンは徐々に開状態（羽根の立った状態）となる。
この状態が第１図に示した状態である。このとき、ラ
ンナベーンは立った状態で回転するため、抵抗が増し、
ブレーキ効果を発揮し、水車は急速に回転速度を低下さ
せ、定格の30％程度でブレーキが掛かり、完全停止状態
となる。
ンナベーンは立った状態で回転するため、抵抗が増し、
ブレーキ効果を発揮し、水車は急速に回転速度を低下さ
せ、定格の30％程度でブレーキが掛かり、完全停止状態
となる。
第２図は電源喪失時におけるランナベーンとガイドベ
ーンの開度の関係および回転数を示す特性図である。こ
の図により明らかなように、制御電源が喪失すると、ガ
イドベーンの開度が閉方向へ向かうのに対し、ランナベ
ーンの開度は開方向へ動作する。その結果、水車の回転
数はランナベーンのブレーキ効果により急速に低下し、
定格の30％程度以降はブレーキ効果により完全状態とな
る。これに対し、第３図は従来の電源喪失時のランナベ
ーンとガイドベーンの開度の関係および回転数を示す特
性図であり、制御電源喪失後ガイドベーンの開度は閉方
向へ向かい、これに追従してランナベーンの開度も閉方
向へ動作する。その結果、水車の回転数は無負荷状態と
なり、一旦速度が上昇し、その後徐々に低下する軌跡を
とる。
ーンの開度の関係および回転数を示す特性図である。こ
の図により明らかなように、制御電源が喪失すると、ガ
イドベーンの開度が閉方向へ向かうのに対し、ランナベ
ーンの開度は開方向へ動作する。その結果、水車の回転
数はランナベーンのブレーキ効果により急速に低下し、
定格の30％程度以降はブレーキ効果により完全状態とな
る。これに対し、第３図は従来の電源喪失時のランナベ
ーンとガイドベーンの開度の関係および回転数を示す特
性図であり、制御電源喪失後ガイドベーンの開度は閉方
向へ向かい、これに追従してランナベーンの開度も閉方
向へ動作する。その結果、水車の回転数は無負荷状態と
なり、一旦速度が上昇し、その後徐々に低下する軌跡を
とる。
このように上記実施例によれば、ランナベーンおよび
ガイドベーンをコンバータ1,9により電気制御するた
め、カムやリンク機構部が不要となり、作業性が向上す
ると共に、リンク機構部のガタ等に起因する不具合の発
生を防止することができる。
ガイドベーンをコンバータ1,9により電気制御するた
め、カムやリンク機構部が不要となり、作業性が向上す
ると共に、リンク機構部のガタ等に起因する不具合の発
生を防止することができる。
また、制御電源喪失時において遮断器が開指令とな
り、無負荷状態となっても、ランナベーンのブレーキ効
果により無拘束速度に達する前に水車を安全かつ速かに
停止することが可能となる。したがって、水車の回転数
が上昇することによる軸受の損傷を防止することができ
る。
り、無負荷状態となっても、ランナベーンのブレーキ効
果により無拘束速度に達する前に水車を安全かつ速かに
停止することが可能となる。したがって、水車の回転数
が上昇することによる軸受の損傷を防止することができ
る。
以上説明したように、本発明はランナベーンおよびガ
イドベーンをコンバータにより電気制御するから、従来
のようなカムやリンク機構部が不要となり、カムの調整
を必要としないと共に、リンク機構部のガタ等に起因す
る不具合の発生を防止することができる。
イドベーンをコンバータにより電気制御するから、従来
のようなカムやリンク機構部が不要となり、カムの調整
を必要としないと共に、リンク機構部のガタ等に起因す
る不具合の発生を防止することができる。
また、本発明はコンバータ制御電源が喪失したとき
に、第１コンバータのムービングコイルの自重（弾性
力）によりガイドベーンを確実に開口させるとともに、
第２コンバータのムービングコイルの自重（弾性力）に
よりランナベーンを確実に開口させる一方、このランナ
ベーンの開口中、動力水の流れのエネルギに抗して発生
するブレーキ効果により水車を安全かつ速かに停止する
ことが可能となり、回転数の上昇による軸受の損傷を防
止することができる。
に、第１コンバータのムービングコイルの自重（弾性
力）によりガイドベーンを確実に開口させるとともに、
第２コンバータのムービングコイルの自重（弾性力）に
よりランナベーンを確実に開口させる一方、このランナ
ベーンの開口中、動力水の流れのエネルギに抗して発生
するブレーキ効果により水車を安全かつ速かに停止する
ことが可能となり、回転数の上昇による軸受の損傷を防
止することができる。
第１図は本発明に係る水車の制御方法の一実施例に用い
る制御装置を示す構成図、第２図は上記実施例における
コンバータ電源喪失時のガイドベーンとランナベーンの
開度の関係および水車の回転速度の関係を示す特性図、
第３図は従来のコンバータ電源喪失時のガイドベーンと
ランナベーンの開度の関係および回転速度の関係を示す
特性図である。 １……第１コンバータ、２……第１配圧弁、３……第１
主配圧弁、４……圧油タンク、５……給油管、６……排
油管、７……集油タンク、９……第２コンバータ、10…
…第２配圧弁、11……第２主配圧弁、13,14……ムービ
ングコイル。
る制御装置を示す構成図、第２図は上記実施例における
コンバータ電源喪失時のガイドベーンとランナベーンの
開度の関係および水車の回転速度の関係を示す特性図、
第３図は従来のコンバータ電源喪失時のガイドベーンと
ランナベーンの開度の関係および回転速度の関係を示す
特性図である。 １……第１コンバータ、２……第１配圧弁、３……第１
主配圧弁、４……圧油タンク、５……給油管、６……排
油管、７……集油タンク、９……第２コンバータ、10…
…第２配圧弁、11……第２主配圧弁、13,14……ムービ
ングコイル。
Claims (1)
- 【請求項１】ランナベーンおよびガイドベーンをコンバ
ータにより電気制御する水車の制御方法において、通常
運転時、レギュレータの信号を第１コンバータに入力
し、第１コンバータの出力により第１主配圧弁を制御し
て圧油をガイドベーンサーボモータに供給し、上記ガイ
ドベーンを開口させるとともに、上記レギュレータの信
号を第２コンバータに入力し、第２コンバータの出力に
より第２主配圧弁を制御して圧油をランナベーンサーボ
モータに供給し、上記ランナベーンを開口させる一方、
上記第１および第２コンバータの電源喪失時、第１コン
バータのムービングコイルの自重により第１コンバータ
およびガイドベーンサーボモータを閉操作させ、上記ガ
イドベーンを閉口させるとともに、上記第２コンバータ
のムービングコイルの自重により第２コンバータおよび
ガイドベーンサーボモータを開操作させ、上記ランナベ
ーンを開口させることを特徴とする水車の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316451A JP2735328B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 水車の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1316451A JP2735328B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 水車の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03179171A JPH03179171A (ja) | 1991-08-05 |
| JP2735328B2 true JP2735328B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=18077236
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1316451A Expired - Lifetime JP2735328B2 (ja) | 1989-12-07 | 1989-12-07 | 水車の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735328B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109139352B (zh) * | 2018-11-06 | 2024-07-19 | 贵州电网有限责任公司 | 一种判断水轮机调速器主配拒动的装置及测量方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5912177A (ja) * | 1982-07-14 | 1984-01-21 | Fuji Electric Co Ltd | バルブ水車の回転速度上昇低減方法 |
-
1989
- 1989-12-07 JP JP1316451A patent/JP2735328B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03179171A (ja) | 1991-08-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080109 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100109 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |