JP3508147B2 - 水車用負荷ガバナ装置 - Google Patents
水車用負荷ガバナ装置Info
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- JP3508147B2 JP3508147B2 JP00365193A JP365193A JP3508147B2 JP 3508147 B2 JP3508147 B2 JP 3508147B2 JP 00365193 A JP00365193 A JP 00365193A JP 365193 A JP365193 A JP 365193A JP 3508147 B2 JP3508147 B2 JP 3508147B2
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- generator
- water turbine
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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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は水車用負荷ガバナ装置に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】小容量の水車発電装置では、水量を調整
して水車を調速するのではなく、一定水量を流し、負荷
を一定とするようにダミー負荷を掛けダミー抵抗で消費
する電流負荷を調整する方式が採用される場合がある。
して水車を調速するのではなく、一定水量を流し、負荷
を一定とするようにダミー負荷を掛けダミー抵抗で消費
する電流負荷を調整する方式が採用される場合がある。
【０００３】図４は従来の発電装置の回路図を示すもの
で、１は水車（ＷＴ）、２は水車１によって回転駆動さ
れる発電機（ＡＧ）、３は発電機２の励磁装置（Ｅ
Ｘ）、４は電圧調整器（ＡＶＲ）である。５は速度調整
器（ＡＦＣ）、６はスイッチ素子であるサイリスタ、７
はダミー抵抗であって、これらによってダミー回路１０
が形成される。８は発電機２の負荷、９は負荷８のみを
開閉する開閉器である。
で、１は水車（ＷＴ）、２は水車１によって回転駆動さ
れる発電機（ＡＧ）、３は発電機２の励磁装置（Ｅ
Ｘ）、４は電圧調整器（ＡＶＲ）である。５は速度調整
器（ＡＦＣ）、６はスイッチ素子であるサイリスタ、７
はダミー抵抗であって、これらによってダミー回路１０
が形成される。８は発電機２の負荷、９は負荷８のみを
開閉する開閉器である。
【０００４】図４の装置は水車１で発電機２を駆動し、
発電機２で発電した電力を負荷８に供給するシステムで
ある。このシステムでは、発電機２が発電した電力のう
ち、負荷８が必要とする電力を供給し、余剰の電力は、
ダミー抵抗７で消費することによって、発電機２の発生
する周波数が一定になるように制御している。すなわ
ち、負荷８の増減によりダミー抵抗７で消費する電力を
調整し、発電機２の発生する電力と負荷８とダミー抵抗
７の消費する電力をバランスさせて自動周波数一定制御
を行っている。
発電機２で発電した電力を負荷８に供給するシステムで
ある。このシステムでは、発電機２が発電した電力のう
ち、負荷８が必要とする電力を供給し、余剰の電力は、
ダミー抵抗７で消費することによって、発電機２の発生
する周波数が一定になるように制御している。すなわ
ち、負荷８の増減によりダミー抵抗７で消費する電力を
調整し、発電機２の発生する電力と負荷８とダミー抵抗
７の消費する電力をバランスさせて自動周波数一定制御
を行っている。
【０００５】このような装置を装備する水車１は、ガイ
ドベーン又はニードル等の水車出力調整機を持たない構
造のもので、一般には負荷ガバナ装置と呼ばれる方式の
ものである。
ドベーン又はニードル等の水車出力調整機を持たない構
造のもので、一般には負荷ガバナ装置と呼ばれる方式の
ものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４のシステムについ
て、図では省略しているが、一般には出力側に電圧継電
器や周波数継電器などを装備し、異常を監視するシステ
ムとしている。
て、図では省略しているが、一般には出力側に電圧継電
器や周波数継電器などを装備し、異常を監視するシステ
ムとしている。
【０００７】この方式において、万一、ダミー回路１０
の速度調整器５又はサイリスタスイッチ６に故障が発生
した場合すなわち前述の如く負荷ガバナとして機能でき
なくなった場合、電圧又は周波数の異常を感知して、開
閉器９を切放すこととなる。従って、発電機２は無負荷
状態となり水車１は無拘束速度まで上昇し危険である。
の速度調整器５又はサイリスタスイッチ６に故障が発生
した場合すなわち前述の如く負荷ガバナとして機能でき
なくなった場合、電圧又は周波数の異常を感知して、開
閉器９を切放すこととなる。従って、発電機２は無負荷
状態となり水車１は無拘束速度まで上昇し危険である。
【０００８】このようなシステムでは、設備のコストを
低減する目的で負荷の最低量が決まっている場合、ダミ
ー抵抗およびサイリスタスイッチ容量を調整分だけのも
のとすることがある。即ち、発電機２が１００ＫＷに対
して、負荷８の最低量が６０ＫＷである場合、ダミー抵
抗側は４０ＫＷ相当分とする。このような場合、万一負
荷側に事故があり負荷遮断した場合、ダミー抵抗側で、
全負荷を負荷しきれず、発電機速度が上昇し電圧調整器
や励磁装置も制御範囲を逸脱するため、機能停止とな
り、結局、水車は無負荷となり無拘束運転となる。
低減する目的で負荷の最低量が決まっている場合、ダミ
ー抵抗およびサイリスタスイッチ容量を調整分だけのも
のとすることがある。即ち、発電機２が１００ＫＷに対
して、負荷８の最低量が６０ＫＷである場合、ダミー抵
抗側は４０ＫＷ相当分とする。このような場合、万一負
荷側に事故があり負荷遮断した場合、ダミー抵抗側で、
全負荷を負荷しきれず、発電機速度が上昇し電圧調整器
や励磁装置も制御範囲を逸脱するため、機能停止とな
り、結局、水車は無負荷となり無拘束運転となる。
【０００９】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてな
されたもので、その目的は発電機の負荷しゃ断時に供給
電力を負荷からダミー回路の全負荷に切換えることによ
り高安全性の水車用負荷ガバナ装置を提供することであ
る。
されたもので、その目的は発電機の負荷しゃ断時に供給
電力を負荷からダミー回路の全負荷に切換えることによ
り高安全性の水車用負荷ガバナ装置を提供することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、水車にて発電機を回転駆動して電力を
得、この電力を電圧調整器により調整すると共に、この
調整された電力を上記発電機の負荷とダミー回路に供給
するガバナ装置において、上記発電機の負荷しゃ断時に
電力の供給を上記負荷からダミー回路のダミー抵抗に切
換える切換手段を備えていることを特徴とする。
成するために、水車にて発電機を回転駆動して電力を
得、この電力を電圧調整器により調整すると共に、この
調整された電力を上記発電機の負荷とダミー回路に供給
するガバナ装置において、上記発電機の負荷しゃ断時に
電力の供給を上記負荷からダミー回路のダミー抵抗に切
換える切換手段を備えていることを特徴とする。
【００１１】
【作用】発電機の負荷しゃ断時に負荷抵抗分の負荷を掛
け、水車の無拘束状態を防止できる。また、励磁装置も
同時に切換えて一定励磁を掛けて任意の発生電圧電流と
し、望ましい水車速度となるように整定される。さら
に、電圧調整器や速度調整器が故障した場合でも、水車
が無拘束状態になるのを防止できる。
け、水車の無拘束状態を防止できる。また、励磁装置も
同時に切換えて一定励磁を掛けて任意の発生電圧電流と
し、望ましい水車速度となるように整定される。さら
に、電圧調整器や速度調整器が故障した場合でも、水車
が無拘束状態になるのを防止できる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の実施例を図１〜図３を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００１３】図１は本発明の実施例による水車用負荷ガ
バナ装置を示すもので、本実施例においては負荷８とダ
ミー抵抗７を切換えるための切換スイッチ１１を設け
る。すなわち、発電機２には切換スイッチ１１を介して
負荷８が接続されていると共に、サイリスタ６を介して
ダミー抵抗７が接続されている。またダミー抵抗７は切
換スイッチ１１を介して発電機２に接続されている。
バナ装置を示すもので、本実施例においては負荷８とダ
ミー抵抗７を切換えるための切換スイッチ１１を設け
る。すなわち、発電機２には切換スイッチ１１を介して
負荷８が接続されていると共に、サイリスタ６を介して
ダミー抵抗７が接続されている。またダミー抵抗７は切
換スイッチ１１を介して発電機２に接続されている。
【００１４】図１のガバナ装置において、万一負荷しゃ
断した場合は、切換スイッチ１１を負荷８側からダミー
抵抗７の全負荷タップに切換える。すなわち、前述の例
の場合、図３に示すように、全負荷１００ＫＷに相当す
るトルクＴ100に対し、負荷しゃ断後は４０ＫＷの負荷
に相当するトルクＴ40に切換わる。従って、水車は４０
ＫＷ負荷運転となり、無拘束速度には至らず、定格速度
Ｎｏに対し、４０％負荷相当のトルクにおける回転速度
Ｎ1にて回転することとなる。つまり、完全な無負荷運
転での回転速度ＮRよりもはるかに小さい回転速度で回
転されることとなり、発電機が水車をいためることが大
巾に低減されることとなる。
断した場合は、切換スイッチ１１を負荷８側からダミー
抵抗７の全負荷タップに切換える。すなわち、前述の例
の場合、図３に示すように、全負荷１００ＫＷに相当す
るトルクＴ100に対し、負荷しゃ断後は４０ＫＷの負荷
に相当するトルクＴ40に切換わる。従って、水車は４０
ＫＷ負荷運転となり、無拘束速度には至らず、定格速度
Ｎｏに対し、４０％負荷相当のトルクにおける回転速度
Ｎ1にて回転することとなる。つまり、完全な無負荷運
転での回転速度ＮRよりもはるかに小さい回転速度で回
転されることとなり、発電機が水車をいためることが大
巾に低減されることとなる。
【００１５】上記実施例の水車用負荷ガバナ装置によれ
ば、次のような利点がある。
ば、次のような利点がある。
【００１６】（１）切換スイッチ１１の常開接点（ａ接
点）と常閉接点（ｂ接点）を有するものを用いるだけで
あり、低コストにして、無拘束速度になることを防止で
きる。
点）と常閉接点（ｂ接点）を有するものを用いるだけで
あり、低コストにして、無拘束速度になることを防止で
きる。
【００１７】（２）最近では発電機の励磁装置がブラシ
レス化される傾向にあり、この場合発電機の回転子側に
励磁用の制御装置を搭載することになり、これは高速回
転に対して弱いもので、特に本願の方式が望まれる。
レス化される傾向にあり、この場合発電機の回転子側に
励磁用の制御装置を搭載することになり、これは高速回
転に対して弱いもので、特に本願の方式が望まれる。
【００１８】（３）水車の種類によっては、無拘束速度
が大きいものであり、このような水車では無拘束速度の
制約から特殊な発電機や励磁装置を必要とするが、本実
施例によればこの制約を克服することが出来ると共に、
水車出力に対して、ダミー抵抗容量を低減した設備にも
適用することが出来る。
が大きいものであり、このような水車では無拘束速度の
制約から特殊な発電機や励磁装置を必要とするが、本実
施例によればこの制約を克服することが出来ると共に、
水車出力に対して、ダミー抵抗容量を低減した設備にも
適用することが出来る。
【００１９】図２は本発明の他の実施例による水車用負
荷ガバナ装置を示すもので、本実施例においては、負荷
８とダミー抵抗７を切換えるための切換接点部１２ａ
と、励磁装置３を電圧調整器４と励磁用直流電源１３に
切換えるための切換スイッチ１２ｂが設けられている。
荷ガバナ装置を示すもので、本実施例においては、負荷
８とダミー抵抗７を切換えるための切換接点部１２ａ
と、励磁装置３を電圧調整器４と励磁用直流電源１３に
切換えるための切換スイッチ１２ｂが設けられている。
【００２０】図２の水車用負荷ガバナ装置によれば、励
磁電源も切換え、発生電圧を任意に選択できるととも
に、図１の装置の負荷で４０ＫＷを５０ＫＷとしたり、
あるいは水車発電機が許せる場合３０ＫＷなど小さい値
に選ぶことも可能である。また電圧調整器４の有する周
波数特性に関係なく一定の負荷をかけることが出来るも
ので、電圧調整機能や自動周波数制御機能に障害を生じ
た場合も水車を無拘束速度とすることなく安全な運転が
できる共に、図１のものと同様な作用、効果が得られ
る。
磁電源も切換え、発生電圧を任意に選択できるととも
に、図１の装置の負荷で４０ＫＷを５０ＫＷとしたり、
あるいは水車発電機が許せる場合３０ＫＷなど小さい値
に選ぶことも可能である。また電圧調整器４の有する周
波数特性に関係なく一定の負荷をかけることが出来るも
ので、電圧調整機能や自動周波数制御機能に障害を生じ
た場合も水車を無拘束速度とすることなく安全な運転が
できる共に、図１のものと同様な作用、効果が得られ
る。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、上述の如くであって、負荷ガ
バナ付の発電機において発電機と負荷との接続、発電機
とダミー抵抗との接続を切換えるための切換スイッチを
設け、この切換スイッチは常開接点（ａ接点）と常閉接
点（ｂ接点）を有し、ｂ接点側を負荷抵抗（ダミー抵
抗）の全負荷側のタップと接続し、万一負荷しゃ断した
場合も負荷抵抗分の負荷を掛け水車を無拘束とすること
がないので安全性の向上が図れる。
バナ付の発電機において発電機と負荷との接続、発電機
とダミー抵抗との接続を切換えるための切換スイッチを
設け、この切換スイッチは常開接点（ａ接点）と常閉接
点（ｂ接点）を有し、ｂ接点側を負荷抵抗（ダミー抵
抗）の全負荷側のタップと接続し、万一負荷しゃ断した
場合も負荷抵抗分の負荷を掛け水車を無拘束とすること
がないので安全性の向上が図れる。
【図１】本発明の実施例による水車用負荷ガバナ装置の
結線図。
結線図。
【図２】本発明の他の実施例による水車用負荷ガバナ装
置の結線図。
置の結線図。
【図３】本発明の実施例による水車用負荷ガバナ装置の
速度とトルクの特性図。
速度とトルクの特性図。
【図４】従来の水車用負荷ガバナ装置の結線図。
１…水車
２…発電機
３…励磁器
４…電圧調整器
５…速度調整器
６…サイリスタ
７…ダミー抵抗
８…負荷
１０…ダミー回路
１１，１２…切換スイッチ
１３…直流電源
Claims (2)
- 【請求項１】 水車にて励磁装置を有する発電機を回転
駆動して電力を得、この電力を電圧調整器及び励磁装置
を介して調整すると共に、この調整された電力を上記発
電機の負荷とダミー回路に供給するガバナ装置におい
て、上記発電機と負荷間に切換手段を設け、発電機の負
荷しゃ断時に電力の供給を上記負荷からダミー回路のダ
ミー抵抗に切換えることを特徴とする水車用負荷ガバナ
装置。 - 【請求項２】 水車にて励磁装置を有する発電機を回転
駆動して電力を得、この電力を電圧調整器及び励磁装置
を介して調整すると共に、この調整された電力を上記発
電機の負荷とダミー回路に供給するガバナ装置におい
て、上記発電機と負荷間に切換手段を設け、発電機の負
荷しゃ断時に電力の供給を上記負荷からダミー回路のダ
ミー抵抗に切換えると共に上記励磁装置の励磁電流を直
流電源に切換えることを特徴とする水車用負荷ガバナ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00365193A JP3508147B2 (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 水車用負荷ガバナ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00365193A JP3508147B2 (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 水車用負荷ガバナ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06207580A JPH06207580A (ja) | 1994-07-26 |
| JP3508147B2 true JP3508147B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=11563382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00365193A Expired - Fee Related JP3508147B2 (ja) | 1993-01-13 | 1993-01-13 | 水車用負荷ガバナ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3508147B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015080348A (ja) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | 株式会社北陸精機 | 複合発電システム及び発電機の過回転抑制方法 |
| JP6466100B2 (ja) * | 2014-08-22 | 2019-02-06 | 株式会社羽野製作所 | 風力発電制御装置および風力発電制御方法 |
-
1993
- 1993-01-13 JP JP00365193A patent/JP3508147B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06207580A (ja) | 1994-07-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031215 |
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