JP2892744B2 - 開閉弁の動作診断装置 - Google Patents

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、例えば、流れ込み式の水力発電設備におい
て余水路を省略して圧力鉄管から直接放流する目的で設
置される放流バルブの動作を診断する開閉弁の動作診断
装置に関する。

（従来の技術） 従来、流れ込み式の水力発電所には、上水槽の余水路
に代えて、圧力鉄管から分岐させ放流バルブを設け、こ
の放流バルブにより圧力鉄管の流れを直接放流可能にし
たものがある。

第２図は、このような放流バルブを備えた水力発電所
の基本的構成を示すもので、上水槽１に端末部を分岐さ
れた圧力鉄管２が接続され、一方の分岐路に発電機駆動
水車３を設けるとともに、他方の分岐路に放流バルブ４
を設けている。そして、放流バルブ４は、サーボモータ
５により開度が制御され、サーボモータ５は、コンバー
タコイル６により配圧弁７を調整することにより、圧油
タンク８の圧油により駆動されるようになっている。こ
の状態から放流バルブ４は、第３図に示す制御部10によ
り開度制御が行われる。この制御部10は、水位検出器９
の水位検出信号に基づいて第４図に示す水位調整範囲H
1、H2の間の水位と放流バルブ開度指令の関係から放流
バルブ開度指令値を求め、この放流バルブ開度指令値と
放流バルブ４の実開度レターン信号を比較器101に与え
て偏差値を求め、この偏差値を係数Ｋを有する掛算器10
2を通してコンバータコイル６に対し放流バルブ開度指
令として出力するようにしている。

（発明が解決しようとする課題） ところで、放流バルブは余水路を省略する目的で設け
られるものであるから、発電機の運転、停止に拘らず常
に制御可能な状態におかなければならないが、放流バル
ブ開度指令は、水位H1〜H2で与えられ、放流バルブ実開
度とのフィードバック制御になるため、水位が一定なら
ば比較器の偏差値も変わらず、一定開度のままである。
このため、発電機の負荷が安定していたり、取水が完全
に無くなったような場合は、放流バルブはほとんど一定
開度のまま動作しない。このため、仮に、放流バルブの
全閉状態が長期にわたって継続すると、発錆や配圧弁の
吸着などにより必要とする時の動作が不可能になること
があった。

そこで、このような放流バルブについては、動作確認
の点検が簡単にできることが望ましいが、放流バルブの
動作状態を正確に知るのは、特に発電機が運転している
状態では困難を極め、さらには、最近の発電所の無人化
傾向にともない、放流バルブの状態検査のために現地ま
で出向くこと自体も大変な作業になっている。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、無人化
された発電所においても開閉弁の動作確認の点検を簡単
に行うことができる開閉弁の動作診断装置を提供するこ
とを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、開閉弁に対する開度指令と開閉弁の実開度
信号との偏差に応じて開閉弁の開度を制御するものにお
いて、上記開閉弁の実開度零を検出する実開度検出手段
と、この実開度検出手段の検出出力により所定時間経過
後に出力を発生するタイマと、このタイマの出力により
上記開閉弁に対して所定開度の試験信号を与えるととも
に、この試験信号の出力が所定時間経過した時点でアラ
ームを生じる試験信号発生手段とを具備している。

（作用） 本発明によれば、開閉弁が所定時間継続して閉状態に
あると、開閉弁に対して所定開度の試験信号が与えられ
て動作確認の点検を自動的に行なうことができるので、
無人化された発電所においても開閉弁の診断を有効に行
なうことができ、さらに、試験信号の出力が所定時間経
過した時点でアラームを発生して開閉弁が不動作状態に
陥ったことを報知できるようにしているので、開閉弁の
故障を速やかに発見でき、開閉弁の故障に原因する事故
を未然に防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面にしたがい説明する。

この場合、本発明が適用される放流バルブを備えた水
力発電所の基本的構成は、第２図で述べたと同様であ
る。そして、この状態から放流バルブ４は、第１図に示
す制御部20により制御が行われるようになる。この場
合、放流バルブ４の開度指令値Ｐと試験入力Ｔを加算器
21に与える。ここで、開度指令値Ｐは、水位検出器９の
水位検出信号に基づいて第４図に示す水位調整範囲H1、
H2の間の水位と放流バルブ開度指令の関係から与えら
れ、H1の時全閉、H2の時全開となる。また、試験入力Ｔ
は、リレー22の常閉接点221を介して開度「０」（全閉
指令）が与えられ、リレー22の常開接点222を介して試
験開度（小開度）が与えられる。

そして、加算器21の加算出力を比較器23の一方の入力
端子に与える。この比較器23の他方の入力端子には、放
流バルブ４の実開度レターン信号Ｒが与えられる。この
実開度レターン信号Ｒは、実開度検出器24にも与えられ
る。実開度検出器24は、実開度レターン信号Ｒが零、つ
まり、放流バルブ実開度が全閉状態にあることを検出す
るものである。そして、この開度検出器24の検出出力
は、アンドゲート25の一方の入力端子に与えられるとと
もに、T1＝24時間を設定した限時動作の第１のタイマ2
6、T2＝30秒を設定した限時復帰の第２のタイマ27を通
してアンドゲート25の他方の入力端子に与えられ、この
アンドゲート25の出力は、T3＝20秒を設定した限時動作
の第３のタイマ28を介して放流バルブ４の異常を知らせ
るアラームとして出力される。また、限時復帰の第２の
タイマ27の出力により上記リレー22を30秒間付勢するよ
うにしている。

比較器23は、加算器21の加算出力と実開度レターン信
号Ｒの偏差値を求める。そして、偏差値は、係数Ｋを有
する掛算器102を通してコンバータコイル６に対する放
流バルブ開度指令として出力されるようになっている。

次に、以上のように構成した実施例の動作を説明す
る。

いま、試験入力Ｔが「０」の状態で、水位検出器９の
水位検出信号に応じた第４図に示す水位調整範囲H1、H2
の間の水位と放流バルブ開度指令の関係に基づく開度指
令値Ｐが加算器21に与えられると、加算器21より開度指
令値Ｐに応じた出力が発生し、比較器23に与えられる。
この状態で、放流バルブ４の実開度レターン信号が比較
器23に与えられると、加算器21からの出力との偏差値が
求められ、この偏差値が係数Ｋを有する掛算器102を通
してコンバータコイル６に対する放流バルブ開度指令と
して出力される。これによりコンバータコイル６によっ
て配圧弁７が調整され、圧油タンク８の圧油によりサー
ボモータ５が駆動され、放流バルブ４の開度が制御され
るようになる。

この状態から、水位が低下してH1以下になると、放流
バルブ開度指令値ＰはＯとなり、放流バルブ実開度レタ
ーン信号Ｒも全閉に対応したものになる。この状態が実
開度検出器24により検出され、その検出出力がアンドゲ
ート25の一方の入力端子に与えられるとともに、T1＝24
時間を設定した限時動作の第１のタイマ26に与えられ
る。

そして、この状態がT1時間（24時間）以上継続する
と、第１のタイマ26より出力が発生し、T2＝30秒を設定
した限時復帰の第２のタイマ27に与えられ、第２のタイ
マ27より出力が発生され、アンドゲート25を介してT3＝
20秒を設定した限時動作の第３のタイマ28に与えられる
とともに、リレー22にも与えられる。これにより、リレ
ー22が付勢され常開接点222が閉じ、試験開度（小開
度）が加算器21に与えられるようになる。

この状態では、開度指令値Ｐ＝０とともに試験入力Ｔ
の試験開度（小開度）が加算器21に与えられ加算され、
この加算出力が比較器23に与えられる。すると、比較器
23は、試験入力Ｔの試験開度（小開度）に対応した出力
を偏差として出力するようになり、掛算器102を通して
コンバータコイル６に対する放流バルブ開度指令として
出力され、放流バルブ４は、試験入力Ｔの試験開度（小
開度）にしたがって開制御されるようになる。この結
果、放流バルブ実開度レターン信号は、全閉に対応した
ものでなくなり、実開度検出器24の検出出力は停止さ
れ、アンドゲート25の一方の入力端子への出力が停止さ
れるので、限時動作の第３のタイマ28の動作条件が成立
することはなく、アラームが出力されることはない。ま
た、これと同時に第２のタイマ27の出力停止により、リ
レー22が復帰されるので、常開接点222が開いて試験開
度（小開度）の出力が絶たれ、常閉接点221を介して開
度「０」が出力され、放流バルブ４は再び元の全閉開度
状態に戻されるようになる。

以下、同様にして放流バルブ４が全閉状態を維持して
いると、24時間おきに上述した試験が自動的に実行さ
れ、放流バルブ４の動作状態が繰り返して診断されるよ
うになる。

ここで、試験入力Ｔの試験開度（小開度）に対して放
流バルブ４が開動作せず、実開度レターン信号が全閉状
態のままの場合は、実開度検出器24の出力が継続される
ので、この実開度検出器24の出力が限時動作の第３のタ
イマ28の設定時間（20秒）を経過した時点で、アラーム
が出力され、放流バルブ４が不動作状態に陥ったことが
報知され、さらに10秒を経過すると限時復帰の第２のタ
イマ27（設定時間30秒）が復帰し、リレー22の入力が停
止され、リレー22も復帰し、常開接点222が開路し、試
験動作は終了する。

したがって、このようにすれば放流バルブの全閉状態
が継続するような場合、24時間毎に強制的に放流バルブ
を開動作させて、その動きを監視するようにしたので、
無人化された発電所においても放流バルブの動作確認の
点検を簡単に行うことができることになる。

なお、本発明は上記実施例にのみ限定されず、要旨を
変更しない範囲で適宜変形して実施できる。例えば、上
述した実施例では、放流バルブの動作診断の場合を述べ
たが、発電機水車のガイドベーンの動作診断についても
同様に実施できる。

［発明の効果］ 開閉弁に対する開度指令と開閉弁の実開度信号との偏
差に応じて開閉弁の開度を制御するもので、実開度検出
手段により開閉弁の実開度零が検出されると、この検出
出力より所定時間経過後のタイマからの出力をまって、
上記開閉弁に対して所定開度の試験信号を与えるように
したので、開閉弁が所定時間継続して閉状態にあると、
開閉弁に対する動作確認の点検を自動的に行うことがで
きるようになり、無人化された発電所においても開閉弁
の診断を有効に行うことができ、また、試験信号の出力
が所定時間経過した時点でアラームを発生して開閉弁が
不動作状態に陥ったことを報知できるようにしているの
で、開閉弁の故障を速やかに発見でき、開閉弁の故障に
原因する事故を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の要部を示す回路構成図、
第２図は、放流バルブを備えた水力発電所の基本的構成
を示す構成図、第３図は、従来の放流バルブの制御部を
示す回路構成図、第４図は、水位と放流バルブ開度指令
との関係を示す図である。 １……上水槽、２……圧力鉄管、３……発電機水車、４
……放流バルブ、５……サーボモータ、６……コンバー
タコイル、７……配圧弁、８……油圧タンク、９……水
位検出器、20……制御部、21……加算器、22……リレ
ー、23……比較器、24……実開度検出器、25……アンド
ゲート、26、27、28……タイマ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開閉弁に対する開度指令と開閉弁の実開度
   信号との偏差に応じて開閉弁の開度を制御するものにお
   いて、 上記開閉弁の実開度零を検出する実開度検出手段と、 この実開度検出手段の検出出力により所定時間経過後に
   出力を発生するタイマと、 このタイマの出力により上記開閉弁に対して所定開度の
   試験信号を与えるとともに、この試験信号の出力が所定
   時間経過した時点でアラームを生じる試験信号発生手段
   と を具備したことを特徴とする開閉弁の動作診断装置。