JP2920384B2 - ペルトン水車発電機 - Google Patents
ペルトン水車発電機Info
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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
Landscapes
- Control Of Water Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ペルトン水車に係り、特に余水路省略によ
り下流への放流義務を有する発電所に於て、放流継続の
まま水車再起動、再並入を行なうのに好適なペルトン水
車・発電機に関する。
り下流への放流義務を有する発電所に於て、放流継続の
まま水車再起動、再並入を行なうのに好適なペルトン水
車・発電機に関する。
従来の装置は、特開昭63−113183号公報に記載のよう
に、水車への入力水量は入力水量制御装置によって制御
されるデフレクタにより水への入力水量を調整し、水車
回転速度及び出力を調整し、他方ニードル弁は放流制御
装置により制御され、放流量に応じデフラクタ開度制御
が可能となっていた。
に、水車への入力水量は入力水量制御装置によって制御
されるデフレクタにより水への入力水量を調整し、水車
回転速度及び出力を調整し、他方ニードル弁は放流制御
装置により制御され、放流量に応じデフラクタ開度制御
が可能となっていた。
一般にペルトン水車は高落差地点に適用される衝動水
車であり横軸形および縦軸形が採用されている。
車であり横軸形および縦軸形が採用されている。
以下、第３図の横軸ペルトン水車を用いてその概要を
説明する。
説明する。
水圧鉄管10からの圧力水は入口曲管11a,11bで２つの
ノズル1,2に分配され、それぞれのノズル1,2で加速され
て高速のジェット12a,12bとなってバケット5aに水動力
を加えて仕事をしたのち、下部放水路14に排出される。
ノズル1,2に分配され、それぞれのノズル1,2で加速され
て高速のジェット12a,12bとなってバケット5aに水動力
を加えて仕事をしたのち、下部放水路14に排出される。
それぞれのノズル1,2内のニードル1a,2aは、通常運転
時はそれぞれが備えるニードルサーボモータ1c,2cによ
って負荷に応じて開閉され、その流量を調整する。それ
ぞれのノズル1,2とランナ５との間にはデフレクタ1b,2b
が該ノズルに軸支されて回転自在に設けられ、負荷が急
激に減少したとき、あるいは故障が発生したときに、サ
ーボモータ６によりリンク機構７を介してそれぞれのデ
フレクタ1b,2bが連動して同時に回動され、ジェットの
方向をバケット5aの方向からそらせて水車の回転数が増
大するのを抑制している。
時はそれぞれが備えるニードルサーボモータ1c,2cによ
って負荷に応じて開閉され、その流量を調整する。それ
ぞれのノズル1,2とランナ５との間にはデフレクタ1b,2b
が該ノズルに軸支されて回転自在に設けられ、負荷が急
激に減少したとき、あるいは故障が発生したときに、サ
ーボモータ６によりリンク機構７を介してそれぞれのデ
フレクタ1b,2bが連動して同時に回動され、ジェットの
方向をバケット5aの方向からそらせて水車の回転数が増
大するのを抑制している。
他方コストダウンの観点からペルトン水車において、
事故停止又は負荷遮断により生ずる余水を水車下流側へ
放流するため、水車をバイパスして放水する水路である
余水路の省略の検討が種々行なわれている。本要求を満
足するためには、 （１） 水車停止操作中及び停止後に取水ゲートを全閉
するまでの一定時間、デフレクタによる下流側への水の
放流を継続する。
事故停止又は負荷遮断により生ずる余水を水車下流側へ
放流するため、水車をバイパスして放水する水路である
余水路の省略の検討が種々行なわれている。本要求を満
足するためには、 （１） 水車停止操作中及び停止後に取水ゲートを全閉
するまでの一定時間、デフレクタによる下流側への水の
放流を継続する。
（２） 取水ゲート閉鎖前に事故が復旧した場合、 水車再起動及び再並入を放流継続のまま行う。
等の必要が有る。
このための従来技術を第４図を用いて説明する。第４
図において、18は入力水量制御装置であり、デフレクタ
1bを制御信号20によって制御し、水車17への入力水量調
整することによって水車17の回転数を調整すること、す
なわち水車再起動及び再並入が可能である。19は放流制
御装置であり、ニードル弁1aを制御信号22で制御する。
24は放流制御装置19よりデフレクタ1bへ供給されるデフ
レクタ開度の制御信号であり、この信号によりニードル
弁1aによる放流量に応じた適切な開度にデフレクタ1bを
制御することが可能になっている。
図において、18は入力水量制御装置であり、デフレクタ
1bを制御信号20によって制御し、水車17への入力水量調
整することによって水車17の回転数を調整すること、す
なわち水車再起動及び再並入が可能である。19は放流制
御装置であり、ニードル弁1aを制御信号22で制御する。
24は放流制御装置19よりデフレクタ1bへ供給されるデフ
レクタ開度の制御信号であり、この信号によりニードル
弁1aによる放流量に応じた適切な開度にデフレクタ1bを
制御することが可能になっている。
しかしながら上記従来技術は、放流量のみでデフレク
タを制御しているため、ニードル弁1aの１本のみの場合
は問題無いが、一般にはニードル弁は偶数個、すなわち
２本、４本、又は６本を有しているのが通常であり、し
かも水車効率の面から使用するニードル弁個数を全本数
では無く１本又は２本と切換えて運転する場合が有り、
前述の放流量のみでデフレクタ1bの開度信号を出力した
場合、例えば同一放水量でもニードル弁１本と２本では
ニードル弁から放出されるジェット水の径が当然異なる
ため、単に放流量のみでデフレクタの開度を決めた場
合、デフレクタ過開となり、水車の回転数増大を招く可
能性があり、正常な制御は困難で、安全性の面でも問題
であった。
タを制御しているため、ニードル弁1aの１本のみの場合
は問題無いが、一般にはニードル弁は偶数個、すなわち
２本、４本、又は６本を有しているのが通常であり、し
かも水車効率の面から使用するニードル弁個数を全本数
では無く１本又は２本と切換えて運転する場合が有り、
前述の放流量のみでデフレクタ1bの開度信号を出力した
場合、例えば同一放水量でもニードル弁１本と２本では
ニードル弁から放出されるジェット水の径が当然異なる
ため、単に放流量のみでデフレクタの開度を決めた場
合、デフレクタ過開となり、水車の回転数増大を招く可
能性があり、正常な制御は困難で、安全性の面でも問題
であった。
また従来のペルトン水車はデフレクタ1bとニードル弁
1aの２つの流量調整機構を有しているため、水車へ入力
される流量がデフレクタとニードル弁の２変数関数とな
り、互いの制御系に干渉し合い安定性を損ない易いた
め、第５図に示す如く、あらかじめデフレクタの位置ｃ
をジェットｅを阻害しない位置ｄまで専攻して開いた
後、ニードル弁を動作させ、流量をニードルの１変数関
数として扱う制御方式を取っている。
1aの２つの流量調整機構を有しているため、水車へ入力
される流量がデフレクタとニードル弁の２変数関数とな
り、互いの制御系に干渉し合い安定性を損ない易いた
め、第５図に示す如く、あらかじめデフレクタの位置ｃ
をジェットｅを阻害しない位置ｄまで専攻して開いた
後、ニードル弁を動作させ、流量をニードルの１変数関
数として扱う制御方式を取っている。
しかしながら上記従来技術は水車に流入する水量デフ
レクタとニードル弁の２変数関数としており、定格回転
速度への揃速は困難と考えられる。また当然互いの制御
系へ干渉することから安定性を損い易いという問題が有
った。
レクタとニードル弁の２変数関数としており、定格回転
速度への揃速は困難と考えられる。また当然互いの制御
系へ干渉することから安定性を損い易いという問題が有
った。
本発明の目的は、余水路を省略したペルトン水車にお
いて、前述の問題点を解決し、余水路を省略したペルト
ン水車に求められる放流制御、及び水車への入水制御
を、安全且つ確実に行うことができるペルトン水車発電
機を提供することにある。
いて、前述の問題点を解決し、余水路を省略したペルト
ン水車に求められる放流制御、及び水車への入水制御
を、安全且つ確実に行うことができるペルトン水車発電
機を提供することにある。
上記目的は、以下の手段によって達成できる。
1.進退自在なニードル弁と、該ニードル弁の進退で開閉
される複数のノズルと、該ノズルからのジェット噴流水
をバケットに受けるランナを有する水車発電機と、前記
ランナとそれぞれのノズルとの間に設けられ、前記ジェ
ット噴流水の方向を前記ランナから反らすデフレクタと
を備え、該デフレクタ及びニードル弁によって、水車へ
の入力水量及び放流水量を制御可能としたペルトン水車
発電機において、前記ニードル弁から放流されるジェッ
ト噴流の径、及びニードル弁放流運転本数に基づいて前
記ノズルからの噴流水量を測定し、前記水車発電機への
入力水量を所定量に調整するために、前記デフレクタの
開度を補正するデフレクタ開度補正装置と、前記ニード
ル弁を任意の開度で停止するニードル弁鎖錠装置と、前
記デフレクタの制御ゲインを前記水車発電機の再起動時
に補正し、定格運転速度に制御するデフレクタ制御ゲイ
ン補正装置とを設けたことを特徴とするペルトン水車発
電機。
される複数のノズルと、該ノズルからのジェット噴流水
をバケットに受けるランナを有する水車発電機と、前記
ランナとそれぞれのノズルとの間に設けられ、前記ジェ
ット噴流水の方向を前記ランナから反らすデフレクタと
を備え、該デフレクタ及びニードル弁によって、水車へ
の入力水量及び放流水量を制御可能としたペルトン水車
発電機において、前記ニードル弁から放流されるジェッ
ト噴流の径、及びニードル弁放流運転本数に基づいて前
記ノズルからの噴流水量を測定し、前記水車発電機への
入力水量を所定量に調整するために、前記デフレクタの
開度を補正するデフレクタ開度補正装置と、前記ニード
ル弁を任意の開度で停止するニードル弁鎖錠装置と、前
記デフレクタの制御ゲインを前記水車発電機の再起動時
に補正し、定格運転速度に制御するデフレクタ制御ゲイ
ン補正装置とを設けたことを特徴とするペルトン水車発
電機。
2.進退自在なニードル弁と、該ニードル弁の進退で開閉
される複数のノズルと、該ノズルからのジェット噴流水
をバケットに受けるランナを有する水車発電機と、前記
ランナとそれぞれのノズルとの間に設けられ、前記ジェ
ット噴流水の方向を前記ランナから反らすデフレクタと
を備え、該デフレクタ及びニードル弁によって、水車へ
の入力水量及び放流水量を制御可能としたペルトン水車
発電機において、前記ニードル弁から放流されるジェッ
ト噴流の径、及びニードル弁放流運転本数に基づいて前
記ノズルからの噴流水量を測定し、前記水車への入力水
量を所定量に調整するために、前記デフレクタの開度を
補正するデフレクタ開度補正装置を設け、該デフレクタ
開度補正装置からの補正信号に基づいて、前記水車の定
格運転速度への揃速制御を調整すると共に、揃速制御開
始前に前記ニードル弁を所定の開度で停止するニードル
弁鎖錠装置を設け、該ニードル弁鎖錠装置に基づいて、
該ニードル弁による放水量を一定とすることを特徴とす
るペルトン水車発電機。
される複数のノズルと、該ノズルからのジェット噴流水
をバケットに受けるランナを有する水車発電機と、前記
ランナとそれぞれのノズルとの間に設けられ、前記ジェ
ット噴流水の方向を前記ランナから反らすデフレクタと
を備え、該デフレクタ及びニードル弁によって、水車へ
の入力水量及び放流水量を制御可能としたペルトン水車
発電機において、前記ニードル弁から放流されるジェッ
ト噴流の径、及びニードル弁放流運転本数に基づいて前
記ノズルからの噴流水量を測定し、前記水車への入力水
量を所定量に調整するために、前記デフレクタの開度を
補正するデフレクタ開度補正装置を設け、該デフレクタ
開度補正装置からの補正信号に基づいて、前記水車の定
格運転速度への揃速制御を調整すると共に、揃速制御開
始前に前記ニードル弁を所定の開度で停止するニードル
弁鎖錠装置を設け、該ニードル弁鎖錠装置に基づいて、
該ニードル弁による放水量を一定とすることを特徴とす
るペルトン水車発電機。
3.進退自在なニードル弁と、該ニードル弁の進退で開閉
される複数のノズルと、該ノズルからのジェット噴流水
をバケットに受けるランナを有する水車発電機と、前記
ランナとそれぞれのノズルとの間に設けられ、前記ジェ
ット噴流水の方向を前記ランナから反らすデフレクタと
を備え、該デフレクタ及びニードル弁によって、水車へ
の入力水量及び放流水量を制御可能としたペルトン水車
発電機において、前記ニードル弁から放流されるジェッ
ト噴流の径、及びニードル弁放流運転本数に基づいて前
記ノズルからの噴流水量を測定し、前記水車発電機への
入力水量を所定量に調整するために、前記デフレクタの
開度を補正するデフレクタ開度補正装置を設け、該デフ
レクタ開度補正装置からの補正信号に基づいて、前記水
車の定格運転速度への揃速制御を調整すると共に、揃速
制御開始前に該ニードル弁を所定の開度で停止するニー
ドル弁鎖錠装置を設け、該ニードル弁鎖錠装置に基づい
て該ニードル弁による放水量を一定とし、且つ、該デフ
レクタの制御ゲインを前記水車発電機の再起動時に補正
し、定格運転速度に制御するデフレクタ制御ゲイン補正
装置を設けたことを特徴とするペルトン水車発電機。
される複数のノズルと、該ノズルからのジェット噴流水
をバケットに受けるランナを有する水車発電機と、前記
ランナとそれぞれのノズルとの間に設けられ、前記ジェ
ット噴流水の方向を前記ランナから反らすデフレクタと
を備え、該デフレクタ及びニードル弁によって、水車へ
の入力水量及び放流水量を制御可能としたペルトン水車
発電機において、前記ニードル弁から放流されるジェッ
ト噴流の径、及びニードル弁放流運転本数に基づいて前
記ノズルからの噴流水量を測定し、前記水車発電機への
入力水量を所定量に調整するために、前記デフレクタの
開度を補正するデフレクタ開度補正装置を設け、該デフ
レクタ開度補正装置からの補正信号に基づいて、前記水
車の定格運転速度への揃速制御を調整すると共に、揃速
制御開始前に該ニードル弁を所定の開度で停止するニー
ドル弁鎖錠装置を設け、該ニードル弁鎖錠装置に基づい
て該ニードル弁による放水量を一定とし、且つ、該デフ
レクタの制御ゲインを前記水車発電機の再起動時に補正
し、定格運転速度に制御するデフレクタ制御ゲイン補正
装置を設けたことを特徴とするペルトン水車発電機。
上記構成によれば、デフレクタの制御ゲインを発電機
の解列・並列に応じて補正するものであり、これによ
り、解列時でも並列時でも定格運転速度に制御できるこ
とから、放流運転状態から、水車再起動および再並入の
運転移行を、高速かつ安定にできる。また、揃速運転制
御開始前に、ニードル弁を所定の開度で停止させる制御
を行うことにより、揃速運転に対して放流時の水量が不
足でも、ニードル弁を所定開度にして回転数を上昇させ
ることが可能であり、高速な揃速制御ができる。そのた
め、余水路を省略した場合のペルトン水車に求められる
放流制御、及び水車への入水制御を、安全且つ確実に行
うことができる。以下、本発明の作用を説明する。
の解列・並列に応じて補正するものであり、これによ
り、解列時でも並列時でも定格運転速度に制御できるこ
とから、放流運転状態から、水車再起動および再並入の
運転移行を、高速かつ安定にできる。また、揃速運転制
御開始前に、ニードル弁を所定の開度で停止させる制御
を行うことにより、揃速運転に対して放流時の水量が不
足でも、ニードル弁を所定開度にして回転数を上昇させ
ることが可能であり、高速な揃速制御ができる。そのた
め、余水路を省略した場合のペルトン水車に求められる
放流制御、及び水車への入水制御を、安全且つ確実に行
うことができる。以下、本発明の作用を説明する。
デフレクタによる放流運転状態で水車再起動指令が出
れば、デフレクタ制御ゲイン補正装置は再並入用ゲイン
に自動的に切替わる。これによって第１にデフレクタ開
度帰還用信号は、デフレクタがジェット水を阻害しない
位置まで開いた後（第５図のＤ）、ニードル弁を開動作
させる通常運転時の帰還信号から、デフレクタ開度と帰
還信号が１対１まで決まる帰還特性（第５図の２点鎖
線）にゲインを切替えるので、デフレクタ開度は全開か
ら全閉のいかなる開度にも自由に制御可能となるため、
水車の回転数及び出力を自由に制御することができる。
れば、デフレクタ制御ゲイン補正装置は再並入用ゲイン
に自動的に切替わる。これによって第１にデフレクタ開
度帰還用信号は、デフレクタがジェット水を阻害しない
位置まで開いた後（第５図のＤ）、ニードル弁を開動作
させる通常運転時の帰還信号から、デフレクタ開度と帰
還信号が１対１まで決まる帰還特性（第５図の２点鎖
線）にゲインを切替えるので、デフレクタ開度は全開か
ら全閉のいかなる開度にも自由に制御可能となるため、
水車の回転数及び出力を自由に制御することができる。
また同時にデフレクタ開度指令値及びデフレクタ開度
偏差ゲインを切替るので、前述のデフレクタ開度帰還用
信号ゲイン切替前の制御系のゲインと同一に調整可能で
あり、デフレクタ開度帰還信号ゲイン切替えが制御系の
不安定要因となることはない。
偏差ゲインを切替るので、前述のデフレクタ開度帰還用
信号ゲイン切替前の制御系のゲインと同一に調整可能で
あり、デフレクタ開度帰還信号ゲイン切替えが制御系の
不安定要因となることはない。
次にニードル弁は放流運転中、マニュアル又は上水槽
水位により任意の位置に制御されるため、ニードル弁よ
り出力されるジェット径も任意の径となる。本発明の１
つであるデフレクタ開度補正装置は、ジェット径とニー
ドル弁放流運転本数とデフレクタ向負荷開度の関係を内
蔵しており、水車再起動時の負荷制限装置の起動開度位
置信号を、ジェット径とニードル弁放流運転本数とを入
力して補正するため、ニードル弁がいかなる位置にあっ
ても安全且つ確実に水車を起動することができる。
水位により任意の位置に制御されるため、ニードル弁よ
り出力されるジェット径も任意の径となる。本発明の１
つであるデフレクタ開度補正装置は、ジェット径とニー
ドル弁放流運転本数とデフレクタ向負荷開度の関係を内
蔵しており、水車再起動時の負荷制限装置の起動開度位
置信号を、ジェット径とニードル弁放流運転本数とを入
力して補正するため、ニードル弁がいかなる位置にあっ
ても安全且つ確実に水車を起動することができる。
また外部故障時に水車を停止せず、無負荷状態で定格
回転運転を継続させる場合にも同様に無負荷開度を補正
するため、ニードル弁がいかなる位置にあっても、同様
に安全且つ確実に水車を無負荷状態で運転を継続させる
ことが可能となる。
回転運転を継続させる場合にも同様に無負荷開度を補正
するため、ニードル弁がいかなる位置にあっても、同様
に安全且つ確実に水車を無負荷状態で運転を継続させる
ことが可能となる。
さらにニードル弁鎖錠装置は水車再並入時にニードル
弁を任意の位置で停止させるため、水車への入力水量は
デフレクタによる１変数として扱えるため、制御系への
干渉も無く容易に水車を系統へ再並入することができ
る。
弁を任意の位置で停止させるため、水車への入力水量は
デフレクタによる１変数として扱えるため、制御系への
干渉も無く容易に水車を系統へ再並入することができ
る。
以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。
尚、従来例と同一構造部分については同一符号を付して
その説明を省略する。
尚、従来例と同一構造部分については同一符号を付して
その説明を省略する。
第１図において、25はデフレクタ開度帰還信号用ゲイ
ン補正装置であり、外部から入力される再起動指令26に
より、通常制御時における帰還信号、すなわちデフレク
タがジェット水を阻害しない位置まで予め開いた後、ニ
ードル弁を開動作させる信号ゲインから、デフレクタ開
度と帰還信号１対１で決まる帰還信号にゲインを切換え
る。
ン補正装置であり、外部から入力される再起動指令26に
より、通常制御時における帰還信号、すなわちデフレク
タがジェット水を阻害しない位置まで予め開いた後、ニ
ードル弁を開動作させる信号ゲインから、デフレクタ開
度と帰還信号１対１で決まる帰還信号にゲインを切換え
る。
デフレクタ開度指令信号31は、出力増幅器29によりゲ
イン調整された後、デフレクタ帰還信号33との偏差信号
34が演算される。
イン調整された後、デフレクタ帰還信号33との偏差信号
34が演算される。
デフレクタ開度偏差信号34は再び出力増幅器30により
ゲイン調整された後、E/M変換器35に送られ、以下デフ
レクタ配圧弁36、デフレクタサーボモータ37を介し、最
終的にデフレクタ38が制御される。
ゲイン調整された後、E/M変換器35に送られ、以下デフ
レクタ配圧弁36、デフレクタサーボモータ37を介し、最
終的にデフレクタ38が制御される。
デフレクタ開度指令信号用ゲイン補正装置27及びデフ
レクタ開度偏差信号用ゲイン補正装置28は、外部から入
力される再起動指令26により、デフレクタ開度帰還信号
用ゲイン補正装置25に連動してゲインを切換える。
レクタ開度偏差信号用ゲイン補正装置28は、外部から入
力される再起動指令26により、デフレクタ開度帰還信号
用ゲイン補正装置25に連動してゲインを切換える。
デフレクタ開度補正装置39は、外部から入力される再
起動指令40及びニードル弁開度指令42及び43を入力とし
て、デフレクタ用負荷制御装置41の信号をジェット径に
対応して補正する。デフレクタ開度補正装置44は、起動
後に、無負荷状態で運転継続後再、並入する場合に、負
荷調整装置46の信号を補正するものであり、外部から入
力される更並入指令45及びニードル弁開度指令42及び43
を入力として動作する。
起動指令40及びニードル弁開度指令42及び43を入力とし
て、デフレクタ用負荷制御装置41の信号をジェット径に
対応して補正する。デフレクタ開度補正装置44は、起動
後に、無負荷状態で運転継続後再、並入する場合に、負
荷調整装置46の信号を補正するものであり、外部から入
力される更並入指令45及びニードル弁開度指令42及び43
を入力として動作する。
ニードル弁鎖錠装置47a及び47bは、外部から入力され
るニードル弁ロック信号48により、ニードル弁を任意の
位置で停止させる。
るニードル弁ロック信号48により、ニードル弁を任意の
位置で停止させる。
次に、第２図により水車運転からニードル弁による放
流運転、デフレクタにより再並列まで一連の動作につい
て説明する。
流運転、デフレクタにより再並列まで一連の動作につい
て説明する。
第２図において、Ａは水車運転中に外部故障により水
車停止指令が入った状態であり、Ａの条件により並列用
遮断器が開放され系統から切り離される。水車停止指令
Ａと並列用遮断器が開放された条件Ｂにより、第１図に
示す、デフレクタ38及び負荷制限装置41は閉動作され、
同時に高信号選択器49により、ニードル弁1aは放流運転
状態に切替わる。
車停止指令が入った状態であり、Ａの条件により並列用
遮断器が開放され系統から切り離される。水車停止指令
Ａと並列用遮断器が開放された条件Ｂにより、第１図に
示す、デフレクタ38及び負荷制限装置41は閉動作され、
同時に高信号選択器49により、ニードル弁1aは放流運転
状態に切替わる。
次に第２図に示す如く界磁遮断器から開放された状態
Ｄと第１図に示すデフレクタ38が全閉になった状態がＥ
であり、この時本実施例の特色の一つであるデフレクタ
開度帰還信号ゲイン補正装置25、デフレクタ開度31及び
開度偏差信号34のゲイン補正装置27,28が動作し、デフ
レクタ開度帰還信号33はデフレクタ開度と帰還信号が１
対１で定まる特性にゲインガ切替わる。
Ｄと第１図に示すデフレクタ38が全閉になった状態がＥ
であり、この時本実施例の特色の一つであるデフレクタ
開度帰還信号ゲイン補正装置25、デフレクタ開度31及び
開度偏差信号34のゲイン補正装置27,28が動作し、デフ
レクタ開度帰還信号33はデフレクタ開度と帰還信号が１
対１で定まる特性にゲインガ切替わる。
ゲインが切替ると当然制御系全体のゲインが変り、制
御系を不安定にする可能性が有るが、本実施例ではゲイ
ン補正装置27,28が連動して動作し、制御系全体のゲイ
ンを常に一定に保つため不安定になることは無い。
御系を不安定にする可能性が有るが、本実施例ではゲイ
ン補正装置27,28が連動して動作し、制御系全体のゲイ
ンを常に一定に保つため不安定になることは無い。
また、同じくＥの状態でデフレクタ開度補正装置39及
び44が作動し、現在のニードル弁ジェット系信号及び放
流運転本数信号である42,43によって、現在のジェット
径に対応したデフレクタ無負荷開度に負荷制限装置41及
び負荷調整装置46に補正をかける。
び44が作動し、現在のニードル弁ジェット系信号及び放
流運転本数信号である42,43によって、現在のジェット
径に対応したデフレクタ無負荷開度に負荷制限装置41及
び負荷調整装置46に補正をかける。
前述のデフレクタゲイン補正及びデフレクタ開度補正
が終了した状態が第２図Ｆの状態であり、この状態に於
て水車は前述した各種補正装置により定格回転速度で安
定した運転状態となり、且つ必要水量を放流し続ける状
態Ｇとなる。
が終了した状態が第２図Ｆの状態であり、この状態に於
て水車は前述した各種補正装置により定格回転速度で安
定した運転状態となり、且つ必要水量を放流し続ける状
態Ｇとなる。
この状態で外部より再並入指令が入力された状態がＨ
であり、本状態で主機回転速度が限定値以上であれば、
第１図に示すニードル弁鎖錠装置47a,47bをロックして
ニードル弁開度を固定する。
であり、本状態で主機回転速度が限定値以上であれば、
第１図に示すニードル弁鎖錠装置47a,47bをロックして
ニードル弁開度を固定する。
従って、水車に流入する流量はデフレクタの開度のみ
に依存するため、揃速装置指令により揃速され、水車は
容易に系統への再並列が可能である。
に依存するため、揃速装置指令により揃速され、水車は
容易に系統への再並列が可能である。
系統へ再並列された状態がＩであり、並列されたこと
を条件に、ニードル弁鎖錠装置47a,47bのロックを解除
し、ニードル弁を正常運転状態に復帰させる。
を条件に、ニードル弁鎖錠装置47a,47bのロックを解除
し、ニードル弁を正常運転状態に復帰させる。
また同時に負荷制限装置を開操作し、負荷制限位置信
号によるデフレクタ〜ニードル特性回路出力信号と放流
量調整器51の信号と等しくなったことを条件に、負荷制
限装置を停止させ、デフレクタ用ゲイン補正装置を解除
し正常運転状態に復帰させる。
号によるデフレクタ〜ニードル特性回路出力信号と放流
量調整器51の信号と等しくなったことを条件に、負荷制
限装置を停止させ、デフレクタ用ゲイン補正装置を解除
し正常運転状態に復帰させる。
尚第１図に於て、ジェット径信号42,43に変え、鉄管
水圧信号、ニードル開度信号においても同様の効果を有
する。
水圧信号、ニードル開度信号においても同様の効果を有
する。
本発明によれば、特に余水路を省略したペルトン水車
において、デフレクタ補正及びデフレクタ用ゲイン補正
を任意にできるので、ニードル弁による放流運転状態か
らの水車再起動、再並入が、安全且つ確実にできるとい
う効果が有る。
において、デフレクタ補正及びデフレクタ用ゲイン補正
を任意にできるので、ニードル弁による放流運転状態か
らの水車再起動、再並入が、安全且つ確実にできるとい
う効果が有る。
また、系統へ再並列する際、ニードル弁を鎖錠できる
ので、水車へ流入する水量を１変数として扱えるので、
系統への再並列を容易にする効果がある。
ので、水車へ流入する水量を１変数として扱えるので、
系統への再並列を容易にする効果がある。
第１図は本発明の一実施例によるペルトン水車の制御装
置の構成図、第２図は運転制御の順序を示すブロック
図、第３図はペルトン水車の概様を示す縦断面図、第４
図は従来の制御装置の構成図、第５図はデフレクタとニ
ードル弁ジェットの関係を示すデフレクタ〜ニードル弁
関係図である。 25……デフレクタ帰還信号ゲイン補正装置、 27,28……デフレクタ開度ゲイン補正装置、 38……デフレクタ、 39……負荷制限装置用開度補正装置、 44……負荷調整装置用開度補正装置、 47a,47b……ニードル弁鎖錠装置、 49……高信号選択器、51……放流量調整器。
置の構成図、第２図は運転制御の順序を示すブロック
図、第３図はペルトン水車の概様を示す縦断面図、第４
図は従来の制御装置の構成図、第５図はデフレクタとニ
ードル弁ジェットの関係を示すデフレクタ〜ニードル弁
関係図である。 25……デフレクタ帰還信号ゲイン補正装置、 27,28……デフレクタ開度ゲイン補正装置、 38……デフレクタ、 39……負荷制限装置用開度補正装置、 44……負荷調整装置用開度補正装置、 47a,47b……ニードル弁鎖錠装置、 49……高信号選択器、51……放流量調整器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F03B 15/20
Claims (3)
- 【請求項１】進退自在なニードル弁と、該ニードル弁の
進退で開閉される複数のノズルと、該ノズルからのジェ
ット噴流水をバケットに受けるランナを有する水車発電
機と、前記ランナとそれぞれのノズルとの間に設けら
れ、前記ジェット噴流水の方向を前記ランナから反らす
デフレクタとを備え、該デフレクタ及びニードル弁によ
って、水車への入力水量及び放流水量を制御可能とした
ペルトン水車発電機において、 前記ニードル弁から放流されるジェット噴流の径、及び
ニードル弁放流運転本数に基づいて前記ノズルからの噴
流水量を測定し、前記水車発電機への入力水量を所定量
に調整するために、前記デフレクタの開度を補正するデ
フレクタ開度補正装置と、前記ニードル弁を任意の開度
で停止するニードル弁鎖錠装置と、前記デフレクタの制
御ゲインを前記水車発電機の再起動時に補正し、定格運
転速度に制御するデフレクタ制御ゲイン補正装置とを設
けたことを特徴とするペルトン水車発電機。 - 【請求項２】進退自在なニードル弁と、該ニードル弁の
進退で開閉される複数のノズルと、該ノズルからのジェ
ット噴流水をバケットに受けるランナを有する水車発電
機と、前記ランナとそれぞれのノズルとの間に設けら
れ、前記ジェット噴流水の方向を前記ランナから反らす
デフレクタとを備え、該デフレクタ及びニードル弁によ
って、水車への入力水量及び放流水量を制御可能とした
ペルトン水車発電機において、 前記ニードル弁から放流されるジェット噴流の径、及び
ニードル弁放流運転本数に基づいて前記ノズルからの噴
流水量を測定し、前記水車への入力水量を所定量に調整
するために、前記デフレクタの開度を補正するデフレク
タ開度補正装置を設け、該デフレクタ開度補正装置から
の補正信号に基づいて、前記水車の定格運転速度への揃
速制御を調整すると共に、揃速制御開始前に前記ニード
ル弁を所定の開度で停止するニードル弁鎖錠装置を設
け、該ニードル弁鎖錠装置に基づいて、該ニードル弁に
よる放水量を一定とすることを特徴とするペルトン水車
発電機。 - 【請求項３】進退自在なニードル弁と、該ニードル弁の
進退で開閉される複数のノズルと、該ノズルからのジェ
ット噴流水をバケットに受けるランナを有する水車発電
機と、前記ランナとそれぞれのノズルとの間に設けら
れ、前記ジェット噴流水の方向を前記ランナから反らす
デフレクタとを備え、該デフレクタ及びニードル弁によ
って、水車への入力水量及び放流水量を制御可能とした
ペルトン水車発電機において、 前記ニードル弁から放流されるジェット噴流の径、及び
ニードル弁放流運転本数に基づいて前記ノズルからの噴
流水量を測定し、前記水車発電機への入力水量を所定量
に調整するために、前記デフレクタの開度を補正するデ
フレクタ開度補正装置を設け、該デフレクタ開度補正装
置からの補正信号に基づいて、前記水車の定格運転速度
への揃速制御を調整すると共に、揃速制御開始前に該ニ
ードル弁を所定の開度で停止するニードル弁鎖錠装置を
設け、該ニードル弁鎖錠装置に基づいて該ニードル弁に
よる放水量を一定とし、且つ、該デフレクタの制御ゲイ
ンを前記水車発電機の再起動時に補正し、定格運転速度
に制御するデフレクタ制御ゲイン補正装置を設けたこと
を特徴とするペルトン水車発電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1113248A JP2920384B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | ペルトン水車発電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1113248A JP2920384B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | ペルトン水車発電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02294566A JPH02294566A (ja) | 1990-12-05 |
| JP2920384B2 true JP2920384B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=14607332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1113248A Expired - Fee Related JP2920384B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | ペルトン水車発電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2920384B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5689196B1 (ja) * | 2014-07-24 | 2015-03-25 | 秀勝 舟木 | 発電装置および発電方法 |
-
1989
- 1989-05-02 JP JP1113248A patent/JP2920384B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5689196B1 (ja) * | 2014-07-24 | 2015-03-25 | 秀勝 舟木 | 発電装置および発電方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02294566A (ja) | 1990-12-05 |
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|---|---|---|---|
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