JP2846785B2 - Deflector damage detection device - Google Patents

Deflector damage detection device

Info

Publication number
JP2846785B2
JP2846785B2 JP5018395A JP1839593A JP2846785B2 JP 2846785 B2 JP2846785 B2 JP 2846785B2 JP 5018395 A JP5018395 A JP 5018395A JP 1839593 A JP1839593 A JP 1839593A JP 2846785 B2 JP2846785 B2 JP 2846785B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
turbine
generator
deflector
rotation speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5018395A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06229363A (en
Inventor
茂 相場
正廸 牧野
正広 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Chubu Electric Power Co Inc
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Chubu Electric Power Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Chubu Electric Power Co Inc filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP5018395A priority Critical patent/JP2846785B2/en
Publication of JPH06229363A publication Critical patent/JPH06229363A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2846785B2 publication Critical patent/JP2846785B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B1/00Engines of impulse type, i.e. turbines with jets of high-velocity liquid impinging on blades or like rotors, e.g. Pelton wheels; Parts or details peculiar thereto
    • F03B1/04Nozzles; Nozzle-carrying members
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、ペルトン水車を持つ
水力発電設備におけるデフレクタ破損検出装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a deflector breakage detecting device in a hydroelectric power plant having a Pelton turbine.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9にペルトン水車の概要構造を示す。
同図において、図示されないヘッドタンクから水を導く
導水管31には、複数に分岐した分岐管32,32aが
設けられている。分岐管32,32aにはそれぞれ先端
にニードル33が設けられたニードルシャフト33aが
曲管34,34aをそれぞれ貫通し、ノズルパイプ3
5,35aに設けられた図示されない軸受によって支持
され、駆動装置(図示なし)により往復動される。ニー
ドルシャフト33aの往復動により、ニードル33はノ
ズル36,36aに挿入,引抜きされることでノズルの
開度が調整され、ヘッドタンクからの水流をこの開度で
ジェット水流として噴出する。このジェット水流はラン
ナ37に多数設けられたバケット37aに当たり、ラン
ナ37を矢印の方向に回転させる。そして、ランナ37
の軸37bに結合された発電機を駆動し、電力を取り出
す。
2. Description of the Related Art FIG. 9 shows a schematic structure of a Pelton turbine.
In the figure, a water pipe 31 for guiding water from a head tank (not shown) is provided with branch pipes 32 and 32a branched into a plurality. A needle shaft 33a having a needle 33 at the distal end of each of the branch pipes 32, 32a penetrates the curved pipes 34, 34a, respectively.
5, 35a are supported by bearings (not shown) provided and reciprocated by a driving device (not shown). By reciprocating the needle shaft 33a, the needle 33 is inserted into and pulled out of the nozzles 36, 36a, so that the opening of the nozzle is adjusted, and the water flow from the head tank is jetted at this opening as a jet water flow. This jet water stream hits a number of buckets 37a provided on the runner 37, and rotates the runner 37 in the direction of the arrow. And runner 37
A generator connected to the shaft 37b is driven to extract electric power.

【0003】デフレクタ38,38aはノズルを覆うよ
う回転可能に設けられており、通常運転時はニードルと
デフレクタとの相関特性によりニードルとデフレクタと
の位置が最適関係となるように、つまり、発電時には常
時デフレクタが噴流を全て水車に当てるようにし、噴流
を(水車に対して)反らす必要が生じた場合は無駄時間
なくその動作ができる位置に待機するようにしている。
なお、系統遮断時にノズルから噴出するジェット水流の
方向を変えるようにデフレクタが前記ノズルを覆うこと
により、ランナの異常回転速度上昇や水圧鉄管の急激な
圧力上昇を防止するようにしている。
[0003] The deflectors 38 and 38a are rotatably provided so as to cover the nozzles. During normal operation, the positions of the needle and the deflector are in an optimum relationship due to the correlation characteristics between the needle and the deflector. The deflector always directs the jet to the turbine, and when it becomes necessary to deflect the jet (with respect to the turbine), the deflector stands by at a position where the operation can be performed without wasting time.
The deflector covers the nozzle so as to change the direction of the jet water jet spouted from the nozzle when the system is shut off, thereby preventing an abnormal increase in the rotational speed of the runner and a sudden increase in the pressure of the penstock.

【0004】1および4はニードルとデフレクタのサー
ボモータであり、12および10はそれぞれニードルサ
ーボモータとニードル、デフレクタサーボモータとデフ
レクタの機械的連結を概念的に示している。また、2お
よび6はサーボモータに連動し、ニードルおよびデフレ
クタの開度を検出する開度検出器であり、ニードル全閉
信号(74NL)やデフレクタ全閉信号(74DL)な
どの信号はここで検出される。
Numerals 1 and 4 denote servo motors for the needle and the deflector. Numerals 12 and 10 conceptually show a mechanical connection between the needle servo motor and the needle and a deflector servo motor and the deflector, respectively. Further, reference numerals 2 and 6 are opening degree detectors which detect the opening degree of the needle and the deflector in conjunction with the servomotor, and detect signals such as a needle fully closing signal (74NL) and a deflector fully closing signal (74DL) here. Is done.

【0005】次に、ペルトン水車のデフレクタ放流につ
いて説明する。通常の発電所では、点検時または事故時
などの水車・発電機を停止させる場合には、図9に示す
導水管31の上流側に設けられた入口弁を全閉とするこ
とにより、水を遮断するようにしている。その結果、発
電に使用されていた水が余ることになるため、通常は上
部水槽に設けられた余水路を通して越流放流される。と
ころで、土木建設費用を少なくするために、このような
余水路を省略した余水路省略発電所においては、遠隔地
にある取水門から取水される水は全てノズルから放流し
ないと、取水門と上部水槽との間に設けられた水路トン
ネルに水が充満し、その水圧によって水路トンネルに好
ましくない影響を与えることになる。そのため、余水路
省略発電所ではデフレクタを全閉としてノズルからの水
流を完全に反らし、ランナのバケットに当たらないよう
にして余分な水を放流させ上部水槽の水位上昇を防ぐ必
要がある。また、このようなデフレクタ放流中は反らし
た水のはね返りがランナに当たり、弱いながらも駆動力
となることもあるため、この場合でも水車・発電機が回
転しないように、ブレーキを掛けるようにしている。
Next, the deflector discharge of the Pelton turbine will be described. In a normal power plant, when shutting down a water turbine / generator at the time of inspection or an accident, etc., water is supplied by completely closing an inlet valve provided on the upstream side of the water guide pipe 31 shown in FIG. I try to shut it off. As a result, the water used for power generation is left over, and is usually overflowed through a spillway provided in the upper water tank. By the way, in order to reduce the cost of civil engineering construction, in a spillway-omitted power plant where such a spillway is omitted, all the water taken from a distant intake gate must be discharged from a nozzle. Water fills the waterway tunnel provided between the water tank and the water pressure, which has an undesirable effect on the waterway tunnel. For this reason, in a spillway-free power plant, it is necessary to completely close the deflector to completely deflect the water flow from the nozzle and to discharge excess water so as not to hit the bucket of the runner to prevent the water level in the upper water tank from rising. Also, during such deflector discharge, the bounced water hits the runner and may be a weak but driving force, so even in this case, the brake is applied so that the water turbine and generator do not rotate. .

【0006】図10に電力系統,発電機および速度継電
器の関係を示す。水車WTに与えられた駆動力は発電機
Gによって電力に変えられ、しゃ断器52および主変圧
器を通して高圧の電力系統へ供給される。発電機Gまた
は系統に事故が発生したときは、事故が波及しないよう
速やかにしゃ断器52が開路される。また、水車・発電
機の速度は、機械的に連結された速度信号発信器(SS
G:Speed Signal Generator)
によって電気信号に変えられ、この電気信号によって速
度継電器12,13,141,142がそれぞれ動作
し、速度信号が得られる。
FIG. 10 shows the relationship among a power system, a generator and a speed relay. The driving force given to the water turbine WT is converted into electric power by the generator G and supplied to the high-voltage power system through the circuit breaker 52 and the main transformer. When an accident occurs in the generator G or the system, the circuit breaker 52 is quickly opened to prevent the accident from spreading. The speed of the turbine / generator is controlled by a mechanically connected speed signal transmitter (SS
G: Speed Signal Generator)
The speed relays 12, 13, 141 and 142 are respectively operated by this electric signal, and a speed signal is obtained.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来は上記
デフレクタの損傷を直接検出するのが困難であるため、
停止過程におけるデフレクタによるノズルからの水流ジ
ェットのしゃ断時やデフレクタ放流時に、デフレクタが
破損し、その結果、水車・発電機の回転数が過速度継電
器(図10の符号12参照)の動作速度まで上昇し、こ
の継電器が動作することで間接的に検出している。この
過速度継電器は水車・発電機の調速装置の異常による回
転数の異常上昇を検出し、水車・発電機を保護すること
を主目的に設置されているもので、その動作値は負荷遮
断時の最大速度変動率に5%程度の余裕を持たせて設定
される。
By the way, conventionally, it is difficult to directly detect the damage of the deflector.
When the water jet from the nozzle is cut off or discharged by the deflector during the stop process, the deflector is damaged, and as a result, the rotation speed of the turbine / generator increases to the operating speed of the overspeed relay (see reference numeral 12 in FIG. 10). However, this relay operates indirectly as a result of operation. This overspeed relay is installed mainly for the purpose of detecting the abnormal increase in the rotation speed due to the abnormality of the governor of the turbine / generator and protecting the turbine / generator. The maximum speed fluctuation rate at the time is set with a margin of about 5%.

【0008】このように、従来は過速度領域でしかデフ
レクタ破損を検出できないため、以下のような問題が生
じている。 (1)過速度継電器による検出のみであるため、調速装
置系統の異常によるものか、デフレクタ破損によるもの
かの原因が特定できない。 (2)過速度になってからの検出であるため、水車・発
電機の回転速度が必ず無拘束速度に達し、水車・発電機
に好ましくない影響を与える。 (3)デフレクタ放流時は、通常はブレーキを掛けてデ
フレクタによりノズルからの水流ジェットを逸らして放
流するため、過速度領域のみの検出では、反らされてい
た水流ジェットが水車のランナに当たって回転トルクが
発生し、ブレーキが掛かったまま水車が回転することに
なり、ブレーキの焼損や火災の発生などの事態に到る。 したがって、この発明の課題はデフレクタ破損を迅速か
つ確実に検出することにある。
As described above, since the deflector breakage can be detected only in the overspeed region, the following problems occur. (1) Since the detection is only performed by the overspeed relay, it is not possible to identify the cause of the abnormality due to an abnormality in the governing system or the deflector being damaged. (2) Since the detection is performed after the overspeed, the rotation speed of the turbine / generator always reaches the unconstrained speed, which adversely affects the turbine / generator. (3) When the deflector is discharged, the brake is normally applied and the deflector deflects the water jet from the nozzle to discharge it. Therefore, in the detection of only the overspeed region, the deflected water jet hits the runner of the turbine and the rotational torque. This causes the water turbine to rotate while the brake is applied, leading to a situation such as burning of the brake or occurrence of a fire. Therefore, an object of the present invention is to detect a deflector breakage quickly and reliably.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、この発明では、ペルトン水車を持つ水力発電設
備において、水車・発電機の停止移行時またはデフレク
タ放流時に、デフレクタによってノズルからの水流ジェ
ットの一部または全部を遮断している状態にあることを
検出し、その結果を保持する保持手段と、前記状態にお
いて水車・発電機の回転数を監視し、過速度状態になっ
たことを検出する第1の検出手段と、同じく前記水流ジ
ェットを遮断している状態において水車・発電機の回転
数を監視し、その回転数が一旦規定速度まで低下した
後、再度規定速度を越えて回転数が上昇したことを検出
する第2の検出手段と、同じく前記水流ジェットを遮断
している状態において水車・発電機の回転数を監視し、
その回転数が一旦ブレーキ動作速度まで低下してブレー
キが動作したにもかかわらず、再度ブレーキ動作速度以
上に上昇したことを検出する第3の検出手段と、同じく
前記水流ジェットを遮断している状態において水車・発
電機の回転数を監視し、その回転数が一旦ブレーキ動作
速度まで低下してブレーキが動作し、水車・発電機が完
全に停止した後、再度回転し始めたことを検出する第4
の検出手段と、同じく前記水流ジェットを遮断している
状態において水車・発電機の回転数を監視し、その回転
数が予め予想されている時間内に規定速度にまで低下し
ないことを検出する第5の検出手段と、を設け、前記各
検出手段からのいずれかの出力に応じてデフレクタ破損
信号を外部に出力するとともに、ブレーキ動作中のとき
はブレーキ解放信号を出力することを特徴としている。
According to the present invention, in order to solve such a problem, in a hydroelectric power plant having a Pelton turbine, when the turbine / generator is stopped or when the deflector is discharged, the water flow from the nozzle is deflected by the deflector. Detecting that a part or all of the jet is shut off, holding means for holding the result, and monitoring the rotation speed of the water turbine / generator in the state, and detecting that an overspeed condition has occurred. In the same manner as the first detecting means for detecting, while the water jet is shut off, the rotation speed of the turbine / generator is monitored, and after the rotation speed once decreases to the specified speed, the rotation speed exceeds the specified speed again. A second detecting means for detecting that the number has risen, and also monitoring the rotation speed of the water turbine / generator while the water jet is shut off,
A third detecting means for detecting that the rotation speed has once again increased to or higher than the braking operation speed even though the rotation speed has once decreased to the braking operation speed, and the water jet has been cut off; Monitoring the number of rotations of the turbine / generator and detecting that the number of rotations has once decreased to the braking operation speed, the brakes have been operated, and the turbine / generator has stopped completely and has started to rotate again. 4
Detecting means for monitoring the number of rotations of the turbine / generator while the water jet is shut off, and detecting that the number of rotations does not decrease to the specified speed within a time that is predicted in advance. And detecting means for outputting a deflector damage signal to the outside in response to any of the outputs from the detecting means, and outputting a brake release signal when the brake is in operation.

【0010】[0010]

【作用】デフレクタは通常、ノズルからの水流ジェット
を切らない開度で運転されているが、事故発生時には水
車・発電機の回転数上昇を抑えるために、デフレクタは
ノズルからの水流ジェットをランナの方向から反らすよ
うに制御される。このとき、水車・発電機は通常は停止
方向に移行するため回転数は徐々に低下するが、デフレ
クタが破損した場合は、図4ないし図8のように動作す
る。
[Function] The deflector is normally operated with an opening that does not cut off the water jet from the nozzle. However, in the event of an accident, the deflector controls the water jet from the nozzle to the runner to suppress the increase in the rotation speed of the turbine / generator. It is controlled to be deflected from the direction. At this time, since the turbine / generator normally moves in the stop direction, the rotation speed gradually decreases, but when the deflector is damaged, it operates as shown in FIG. 4 to FIG.

【0011】(1)通常運転中にデフレクタが破損した
場合は、事故発生による負荷遮断後に回転数は通常の最
大速度変動率を超えて上昇し、デフレクタが全閉となっ
ても破損したデフレクタに対応するノズルからの水流ジ
ェットにより回転トルクが与えられるので、回転数は低
下しない。つまり、これは図4の場合に相当するが、こ
の場合を第1の検出手段により検出する。なお、ニード
ル開度が小さく回転トルクが小さい場合は、事故による
負荷遮断後でも回転数上昇が余り大きくならず、上記第
1の検出手段によっても検知できない場合(図8参照)
が予想されるので、この状態を第5の検出手段により検
出する。
(1) If the deflector breaks during normal operation, after the load is cut off due to the occurrence of an accident, the rotational speed rises above the normal maximum speed fluctuation rate, and even if the deflector is fully closed, the damaged deflector may be damaged. The rotational torque is given by the water jet from the corresponding nozzle, so that the rotational speed does not decrease. That is, this corresponds to the case of FIG. 4, but this case is detected by the first detection means. When the needle opening is small and the rotation torque is small, the increase in the rotation speed is not so large even after the load is cut off due to an accident, and the rotation cannot be detected by the first detection means (see FIG. 8).
Therefore, this state is detected by the fifth detecting means.

【0012】(2)停止過程においてデフレクタが破損
が発生した場合は、一旦低下した回転数が再度上昇し、
その動作パターンは図5,図6および図7(イ)のよう
になるので、これらをそれぞれ第2,第3および第4の
検出手段により検出する。 (3)デフレクタ放流時には、デフレクタを全閉とし水
車・発電機にブレーキを掛けてノズルからの放流を実施
するが、このときデフレクタが破損した場合は、ブレー
キによる制動トルクよりも水流ジェットの回転トルクの
方が大きいため、水車・発電機は回転を始める。このと
きの推移を示すのが図7(ロ)であり、これを第4の検
出手段により検出する。
(2) If the deflector is damaged during the stopping process, the rotational speed once decreased again increases,
The operation patterns are as shown in FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7A, and these are detected by the second, third, and fourth detection means, respectively. (3) When discharging the deflector, the deflector is fully closed and the water turbine / generator is braked to discharge water from the nozzle. If the deflector is damaged at this time, the rotational torque of the water jet is higher than the braking torque by the brake. , The turbine / generator starts to rotate. FIG. 7B shows the transition at this time, and this is detected by the fourth detection means.

【0013】[0013]

【実施例】図1はこの発明の実施例を示す回路図、図2
は水流ジェット遮断状態の判定回路の具体例を示す回路
図、図3は異常信号およびブレーキ解放指令出力回路を
示す回路図、図4ないし図8は水車・発電機の動作パタ
ーンを説明するための説明図である。まず、図2から説
明する。なお、同図において、AND10〜12はアン
ドゲート、OR1はオアゲート、NOT7〜9はノット
ゲート、FF4はフリップフロップをそれぞれ示してい
る。また、1Xは運転指令、4Xは起動指令である。こ
こで、運転指令1Xを受けると、実際の運転に必要な圧
油や冷却水を確保するために補機モータ類に運転指令を
与え、油圧や冷却水の通水が確立すると4Xが動作し、
水車・発電機の起動指令となる。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing a specific example of a circuit for judging a water jet cutoff state, FIG. 3 is a circuit diagram showing an abnormal signal and a brake release command output circuit, and FIGS. 4 to 8 are diagrams for explaining operation patterns of a water turbine / generator. FIG. First, FIG. 2 will be described. In the figure, AND10 to AND12 indicate AND gates, OR1 indicates an OR gate, NOT7 to 9 indicate NOT gates, and FF4 indicates a flip-flop. 1X is an operation command, and 4X is a start command. Here, when the operation command 1X is received, the operation command is given to the auxiliary motors to secure the hydraulic oil and the cooling water necessary for the actual operation, and when the hydraulic pressure and the cooling water flow are established, the 4X operates. ,
This is a start command for the turbine / generator.

【0014】水車・発電機の停止過程またはデフレクタ
放流中のデフレクタによる水流ジェット遮断状態は、1
Xおよび4Xが復帰していることを条件に発電用遮断器
(52:図10参照)が開路し、デフレクタ全閉(74
DL)で、かつニードルまたは入口弁が全閉(74N
L)でないことで成立する。この結果は、フリップフロ
ップFF4によって保持され、信号M1として出力され
る。フリップフロップFF1の解除は、デフレクタおよ
びニードル(または入口弁)がともに全閉(74NL)
になって水流ジェット遮断状態がなくなるか(アンドゲ
ートAND12の出力をオアゲートOR1を介して得た
とき)、または水車・発電機の起動指令を受け付け、運
転に移行した時点で行なわれる(アンドゲートAND1
0の出力をオアゲートOR1を介して得たとき)。
In the process of stopping the turbine / generator or the deflector during the discharge of the deflector, the state of the water jet cutoff is as follows.
Under the condition that X and 4X have returned, the circuit breaker for power generation (52: see FIG. 10) opens and the deflector is fully closed (74).
DL) and the needle or inlet valve is fully closed (74N
L). This result is held by the flip-flop FF4 and output as the signal M1. To release the flip-flop FF1, both the deflector and the needle (or the inlet valve) are fully closed (74NL)
And the water flow jet cutoff state disappears (when the output of the AND gate AND12 is obtained via the OR gate OR1), or when a start command of the turbine / generator is received and the operation shifts to the operation (AND gate AND1)
0 is obtained via the OR gate OR1).

【0015】図1について説明する。同図に示すよう
に、この回路は、信号M1を受けて検出信号S1〜S5
を出力する5つの検出手段から構成されている。すなわ
ち、通常運転時にデフレクタが破損すると、事故発生に
よる負荷遮断後に、回転数は通常の最大速度変動率を超
えて上昇し、デフレクタが全閉となっても、破損したデ
フレクタに対応するノズルからの水流ジェットによる回
転トルクが与えられるので、回転数は低下しない。つま
り、水車・発電機の回転数が図4のように推移したとき
は、これを第1の検出手段としてのアンドゲートAND
1によって検出し、信号S1を出力する。この信号S1
は具体的には図2の判定回路からの信号M1と、水車・
発電機の回転数が図10の過速度継電器12の動作レベ
ルを超えたこと(過速度状態)を示す信号N12とのア
ンド条件で得るものである。
Referring to FIG. As shown in the drawing, this circuit receives a signal M1 and detects detection signals S1 to S5.
Is output from five detecting means. In other words, if the deflector breaks during normal operation, after the load is cut off due to the occurrence of an accident, the rotation speed rises above the normal maximum speed fluctuation rate, and even if the deflector is fully closed, the rotation from the nozzle corresponding to the damaged deflector Since the rotational torque is given by the water jet, the rotational speed does not decrease. That is, when the rotation speed of the turbine / generator changes as shown in FIG.
1 and outputs a signal S1. This signal S1
Specifically, the signal M1 from the determination circuit of FIG.
It is obtained by an AND condition with a signal N12 indicating that the rotation speed of the generator has exceeded the operation level of the overspeed relay 12 in FIG. 10 (overspeed state).

【0016】第2の検出手段は図5の動作パターンに対
応するもので、M1が出力されている状態において、図
10に示す継電器13の動作レベルである規定速度N1
3以下になったことを、ノットゲートNOT1,アンド
ゲートAND2およびタイマT1を介して検出し、この
状態を記憶して信号M2を出力するフリップフロップF
F1、および状態M2になった後に再度規定速度以上の
回転数となったことを示す信号N13により信号S2を
出力するアンドゲートAND3から構成されている。な
お、タイマT1は誤動作防止または状態確認用として用
いられ、また、フリップフロップFF1の解除は信号M
1が無くなることで行なわれるが、この点は基本動作と
は直接関係はないものである。
The second detecting means corresponds to the operation pattern shown in FIG. 5, and when M1 is being output, the specified speed N1 which is the operation level of the relay 13 shown in FIG.
3 is detected via a NOT gate NOT1, an AND gate AND2, and a timer T1, and this state is stored to output a signal M2.
F1 and an AND gate AND3 that outputs a signal S2 in response to a signal N13 indicating that the number of revolutions has exceeded the specified speed again after the state M2 has been reached. The timer T1 is used for preventing malfunction or checking the state, and the release of the flip-flop FF1 is controlled by the signal M.
This is performed by eliminating 1, but this point is not directly related to the basic operation.

【0017】第3の検出手段は図6の動作パターンに対
応するもので、M2が出力されている状態においてデフ
レクタが全閉(74DL)し、さらに回転数が低下して
図10に示す継電器141の動作レベルであるブレーキ
動作速度N141よりも下回り、かつブレーキが動作
(75Z)したことをアンドゲートAND5およびタイ
マT2を介して検出し、この状態を記憶して信号M3を
出力するフリップフロップFF2、および一旦ブレーキ
動作速度N141以下になったこと(M3の状態)を条
件に、再度回転数が上昇し、ブレーキ動作速度以下の信
号N141が無くなったことで信号S3を出力するアン
ドゲートAND6から構成されている。なお、フリップ
フロップFF2の解除およびタイマT2の作用等につい
ては、第2の検出手段の場合と同様である。
The third detecting means corresponds to the operation pattern shown in FIG. 6. In the state where M2 is being output, the deflector is fully closed (74DL), and the number of revolutions further decreases, so that the relay 141 shown in FIG. The operation level is lower than the brake operation speed N141 and the operation of the brake (75Z) is detected via the AND gate AND5 and the timer T2, and this state is stored, and the flip-flop FF2 which outputs the signal M3, And an AND gate AND6 that outputs a signal S3 when the rotation speed increases again and the signal N141 that is lower than the brake operation speed disappears, on condition that the brake operation speed is once lower than the brake operation speed N141 (state of M3). ing. The operation of the flip-flop FF2, the operation of the timer T2, and the like are the same as those of the second detection unit.

【0018】第4の検出手段は図7(イ),(ロ)の動
作パターンに対応するもので、M2が出力されている状
態においてデフレクタが全閉(74DL)し、かつブレ
ーキが動作(75Z)し、さらに図10に示す継電器1
42で水車・発電機が停止していることを検出したこと
(信号N142)を条件としてアンドゲートAND7お
よびタイマT3を介して動作し、この状態を記憶して信
号M4を出力するフリップフロップFF3、および一旦
停止したこと(M4の状態)を条件に、停止信号N14
2が無くなったこと、すなわち新たな回転が発生したこ
とで信号S4を出力するアンドゲートAND8から構成
されている。このフリップフロップFF3の解除および
タイマT3の作用についても、第2の検出手段のそれと
同様である。
The fourth detecting means corresponds to the operation patterns shown in FIGS. 7A and 7B. When M2 is output, the deflector is fully closed (74DL), and the brake is operated (75Z). ) And the relay 1 shown in FIG.
A flip-flop FF3 that operates via the AND gate AND7 and the timer T3 on condition that the turbine / generator is stopped at 42 (signal N142), stores this state and outputs a signal M4, And the stop signal N14 on the condition that the stop signal is temporarily stopped (the state of M4).
2 and an AND gate AND8 that outputs a signal S4 when a new rotation occurs. The release of the flip-flop FF3 and the operation of the timer T3 are the same as those of the second detecting means.

【0019】第5の検出手段は図8の動作パターンに対
応しており、M1が出力されている状態において、水車
・発電機の回転数がタイマT4にて与えられる予め定め
られた時間(正常時の実測時間に余裕を持たせた設定と
する)以内に、規定速度N13以下に低下しないことを
検出して信号S5を出力するアンドゲートAND9から
構成されている。
The fifth detecting means corresponds to the operation pattern shown in FIG. 8, and when M1 is output, the number of revolutions of the turbine / generator is set to a predetermined time (normal And a gate S9 that detects that the speed does not drop below the prescribed speed N13 and outputs a signal S5 within a predetermined time.

【0020】以上のようにして得られたデフレクタ破損
信号S1〜S5を図3のオアゲートOR2に入力し、タ
イマT5を介してフリップフロップFF5へ導入するこ
とにより、信号S1〜S5の少なくとも1つが有意とな
ればフリップフロップFF5がセットされて信号F1を
得ることができる。この信号F1を、ここではデフレク
タが破損したことを示す異常信号として出力するととも
に、ブレーキ動作中ならばこれを解放するための指令と
しても使用するようにしている。なお、フリップフロッ
プFF5の解除はM2の状態が解除され、ニードルまた
は入口弁が全閉(74NL)し、水車・発電機が停止
(N142)した後、確認用タイマT6を介して行なわ
れる。
By inputting the deflector damage signals S1 to S5 obtained as described above to the OR gate OR2 in FIG. 3 and introducing them to the flip-flop FF5 via the timer T5, at least one of the signals S1 to S5 becomes significant. Then, the flip-flop FF5 is set and the signal F1 can be obtained. Here, the signal F1 is output as an abnormal signal indicating that the deflector has been damaged, and is also used as a command for releasing the brake during a braking operation. The release of the flip-flop FF5 is performed via the confirmation timer T6 after the state of M2 is released, the needle or the inlet valve is fully closed (74NL), and the turbine / generator is stopped (N142).

【0021】[0021]

【発明の効果】この発明によれば、回転数の低い領域お
よび高い領域のいずれにおいても、デフレクタの破損を
早期に検出できるため、ブレーキの焼損や火災発生など
の重大事故を確実に回避し得る利点が得られる。
According to the present invention, it is possible to detect damage to the deflector at an early stage in both the low-speed region and the high-speed region, so that a serious accident such as burnout of a brake or occurrence of a fire can be reliably avoided. Benefits are obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施例を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】水流ジェット遮断状態の判定回路の具体例を示
す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of a determination circuit for a water jet cutoff state;

【図3】異常信号およびブレーキ解放指令出力回路を示
す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an abnormal signal and a brake release command output circuit.

【図4】水車・発電機の第1動作パターンを説明するた
めの説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram for describing a first operation pattern of the water turbine / generator.

【図5】水車・発電機の第2動作パターンを説明するた
めの説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a second operation pattern of the water turbine / generator.

【図6】水車・発電機の第3動作パターンを説明するた
めの説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a third operation pattern of the water turbine / generator.

【図7】水車・発電機の第4,第5動作パターンを説明
するための説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining fourth and fifth operation patterns of the water turbine / generator.

【図8】水車・発電機の第6動作パターンを説明するた
めの説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a sixth operation pattern of the water turbine / generator.

【図9】ペルトン水車の概要を説明するための構造図で
ある。
FIG. 9 is a structural diagram for explaining the outline of the Pelton turbine.

【図10】電力系統と発電機,速度検出器の関係を説明
するためのブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram for explaining a relationship between a power system, a generator, and a speed detector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,4…サーボモータ、2,6…開度検出器、12…過
速度継電器、13…規定速度用継電器、141…ブレー
キ動作用用継電器、142…停止検出用継電器、31…
導水管、32,32a…分岐管、33…ニードル、33
a…ニードルsシャフト、34,34a…曲管、35,
35a…ノズルパイプ、36,36a…ノズル、37…
ランナ、37a…ランナバケット、38,38a…デフ
レクタ、AND1〜13…アンドゲート、NOT1〜1
0…ノットゲート、T1〜6…タイマ、FF1〜5…フ
リップフロップ、OR1,2…オアゲート。
1, 4 servo motor, 2, 6 opening detector, 12 overspeed relay, 13 relay for specified speed, 141 relay for brake operation, 142 relay for stop detection, 31
Water pipe, 32, 32a ... branch pipe, 33 ... needle, 33
a: Needle s shaft, 34, 34a: curved pipe, 35,
35a ... nozzle pipe, 36, 36a ... nozzle, 37 ...
Runner, 37a: Runner bucket, 38, 38a: Deflector, AND1-13: AND gate, NOT1-1
0 ... not gate, T1-6 ... timer, FF1-5 ... flip-flop, OR1,2 ... OR gate.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 正広 愛知県名古屋市東区東新町1番地 中部 電力株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F03B 1/04 F03B 15/18────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Masahiro Tanaka 1 Higashi-ku, Higashi-ku, Nagoya-shi, Aichi Chubu Electric Power Co., Inc. (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F03B 1/04 F03B 15 / 18

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ペルトン水車を持つ水力発電設備におい
て、 水車・発電機の停止移行時またはデフレクタ放流時に、
デフレクタによってノズルからの水流ジェットの一部ま
たは全部を遮断している状態にあることを検出し、その
結果を保持する保持手段と、 前記状態において水車・発電機の回転数を監視し、過速
度状態になったことを検出する第1の検出手段と、 同じく前記水流ジェットを遮断している状態において水
車・発電機の回転数を監視し、その回転数が一旦規定速
度まで低下した後、再度規定速度を越えて回転数が上昇
したことを検出する第2の検出手段と、 同じく前記水流ジェットを遮断している状態において水
車・発電機の回転数を監視し、その回転数が一旦ブレー
キ動作速度まで低下してブレーキが動作したにもかかわ
らず、再度ブレーキ動作速度以上に上昇したことを検出
する第3の検出手段と、 同じく前記水流ジェットを遮断している状態において水
車・発電機の回転数を監視し、その回転数が一旦ブレー
キ動作速度まで低下してブレーキが動作し、水車・発電
機が完全に停止した後、再度回転し始めたことを検出す
る第4の検出手段と、 同じく前記水流ジェットを遮断している状態において水
車・発電機の回転数を監視し、その回転数が予め予想さ
れている時間内に規定速度にまで低下しないことを検出
する第5の検出手段と、を設け、前記各検出手段からの
いずれかの出力に応じてデフレクタ破損信号を外部に出
力するとともに、ブレーキ動作中のときはブレーキ解放
信号を出力することを特徴とするデフレクタ破損検出装
置。
Claims: 1. In a hydroelectric power plant having a Pelton turbine, when a turbine / generator is stopped or when a deflector is discharged,
Detecting that a part or all of the water jet from the nozzle is blocked by the deflector, and holding means for holding the result, and monitoring the rotation speed of the turbine / generator in the state, A first detecting means for detecting that the water jet has been shut off, and also monitoring a rotation speed of the turbine / generator while the water jet is shut off, and once the rotation speed has once decreased to a specified speed, and again. Second detecting means for detecting that the rotation speed has risen beyond a prescribed speed; and also monitoring the rotation speed of the turbine / generator in a state where the water jet is shut off, and once the rotation speed has reached the braking operation. A third detecting means for detecting that the speed has increased to a speed higher than the brake operating speed again even though the speed has decreased to the speed and the brake has operated, and the water jet is also shut off. Monitoring the turbine / generator rotation speed in a state where it has been detected that the rotation speed has once decreased to the brake operation speed, the brakes have been activated, and the turbine / generator has stopped completely and has started to rotate again. A fourth detecting means for monitoring the rotation speed of the turbine / generator while the water jet is shut off, and confirming that the rotation speed does not decrease to a specified speed within a time that is predicted in advance. And a fifth detecting means for detecting, and outputting a deflector damage signal to the outside in response to any output from each of the detecting means, and outputting a brake release signal when the brake is being operated. Deflector damage detection device.
JP5018395A 1993-02-05 1993-02-05 Deflector damage detection device Expired - Fee Related JP2846785B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5018395A JP2846785B2 (en) 1993-02-05 1993-02-05 Deflector damage detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5018395A JP2846785B2 (en) 1993-02-05 1993-02-05 Deflector damage detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06229363A JPH06229363A (en) 1994-08-16
JP2846785B2 true JP2846785B2 (en) 1999-01-13

Family

ID=11970520

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5018395A Expired - Fee Related JP2846785B2 (en) 1993-02-05 1993-02-05 Deflector damage detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2846785B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2122881A1 (en) * 1993-05-06 1994-11-07 Michiya Kawakami Process for producing hydrogen peroxide

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06229363A (en) 1994-08-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0057402B1 (en) Apparatus for controlling the operation of a water turbine or a pump turbine and a method thereof
JP2846785B2 (en) Deflector damage detection device
US5292225A (en) Overspeed protection apparatus for a turbomachine
JPH10306766A (en) Reversible pump-turbine
US4053786A (en) Transducer out of range protection for a steam turbine generator system
JP3088594B2 (en) Waterway drainage control method in power plant using Pelton turbine
KR101144308B1 (en) Reset Method for the Power Load Unbalance function in steam turbines with by-pass system
US6250887B1 (en) Reversible pump-turbine system
CN116181546B (en) Method for judging sliding accident position of cylindrical valve of water turbine
JP4141780B2 (en) Pump turbine and its operation control method
JPH06307324A (en) Variable speed hydraulic machine and its operation controlling method
JPH07158406A (en) Power generating radial turbine stop device
SU1270828A1 (en) Method of protection of hydraulic-turbine generator against excess in rotational speed
JPS61272404A (en) Cross around piping system
JPH081124B2 (en) Turbine advance emergency control method
JPS6337271B2 (en)
JP2755816B2 (en) Operation control method of hydroelectric power plant
JP2664826B2 (en) Reactor shutdown device
JPS6411829B2 (en)
JPH05134090A (en) Full capacity turbine bypass nuclear plant
JPS6157471B2 (en)
JPH11287176A (en) Abnormal pressure generation preventing device for hydraulic machine
JP2945770B2 (en) Hydraulic machine and its starting and control method
JPH0617741A (en) Automatic control protection device for hydraulic turbine
JPH09195920A (en) Controller for hydraulic power plant

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081030

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081030

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091030

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101030

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111030

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees