JPH0119172B2 - - Google Patents
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- JPH0119172B2 JPH0119172B2 JP15772080A JP15772080A JPH0119172B2 JP H0119172 B2 JPH0119172 B2 JP H0119172B2 JP 15772080 A JP15772080 A JP 15772080A JP 15772080 A JP15772080 A JP 15772080A JP H0119172 B2 JPH0119172 B2 JP H0119172B2
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 103
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- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 3
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D9/00—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel
- G05D9/12—Level control, e.g. controlling quantity of material stored in vessel characterised by the use of electric means
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水位調整装置に係り、特に発電所上流
に調整池を備えた水路式発電プラントにおいて、
調整池の水位に応じて、水車のガイドベーン開度
を制御し、水車流量を変化させることにより、調
整池の水位をある一定の変化幅内に調整するに好
適な水位調整装置に関する。
に調整池を備えた水路式発電プラントにおいて、
調整池の水位に応じて、水車のガイドベーン開度
を制御し、水車流量を変化させることにより、調
整池の水位をある一定の変化幅内に調整するに好
適な水位調整装置に関する。
一般に、水力発電プラント特に調整池を上流に
備えた水路式発電プラントにおいては、第１図に
示すように、調整池１の水位Ｈを、導水路２から
流れ込む流水量Q1の変化によらず、ある幅内に
収める必要があり、このため、調整池水位Ｈに応
じて水車３のガイドベーン４の開度を制御するこ
とにより、調整池１からの流水量即ち水車流量
Q2を制御する水位調整装置が設けられる。
備えた水路式発電プラントにおいては、第１図に
示すように、調整池１の水位Ｈを、導水路２から
流れ込む流水量Q1の変化によらず、ある幅内に
収める必要があり、このため、調整池水位Ｈに応
じて水車３のガイドベーン４の開度を制御するこ
とにより、調整池１からの流水量即ち水車流量
Q2を制御する水位調整装置が設けられる。
尚、図における５は調整池１から水車３に水を
導く圧力鉄管、６は水車３に直結された発電機を
示す。
導く圧力鉄管、６は水車３に直結された発電機を
示す。
第２図は、その水位調整装置の従来例をブロツ
クダイヤフラムで示したもので、一点鎖線で囲む
７が水位調整器である。８，９は流入量Q1と水
車流量Q2との差により、積分時定数T0で調整池
１の水位Ｈが変化することを示す水路系の伝達関
数要素、１０は水位調整器７を使用、除外状態に
切り換える切り換え接点、１１はガイドベーン制
御モータの開度に関する伝達関数、１２は水車３
の水車流量に関する伝達関数である。
クダイヤフラムで示したもので、一点鎖線で囲む
７が水位調整器である。８，９は流入量Q1と水
車流量Q2との差により、積分時定数T0で調整池
１の水位Ｈが変化することを示す水路系の伝達関
数要素、１０は水位調整器７を使用、除外状態に
切り換える切り換え接点、１１はガイドベーン制
御モータの開度に関する伝達関数、１２は水車３
の水車流量に関する伝達関数である。
また、水位調整器７における７１は、調整池水
位Ｈと設定水位HRとを比較して、その偏差を算
出する加算器、７２はその偏差に水位調定率Ｒの
逆数１／Ｒを乗算する乗算器、７３はその乗算器
７２の出力と水車定格流量QR時のガイドベーン
開度ηRとの和と実際のガイドベーン４の開度即ち
実ガイドベーン開度ηとの偏差εをガイドベーン
制御モータ１１に出力する加算器である。
位Ｈと設定水位HRとを比較して、その偏差を算
出する加算器、７２はその偏差に水位調定率Ｒの
逆数１／Ｒを乗算する乗算器、７３はその乗算器
７２の出力と水車定格流量QR時のガイドベーン
開度ηRとの和と実際のガイドベーン４の開度即ち
実ガイドベーン開度ηとの偏差εをガイドベーン
制御モータ１１に出力する加算器である。
尚、図中、TGは水車ゲート時定数、Ｓは、ラ
プラス演算子である。また、上述した設定水位
HRは、水車流量Q2が定格時即ち水車定格流量QR
時に整定すべき調整水位であり、水位調整率Ｒ
は、水車流量Q2を無負荷流量Q0から定格流量QR
へ変化させるために必要な調整池水位Ｈの変化幅
である。この変化幅Ｒは、水位Ｈに比べ極く小さ
な値である。
プラス演算子である。また、上述した設定水位
HRは、水車流量Q2が定格時即ち水車定格流量QR
時に整定すべき調整水位であり、水位調整率Ｒ
は、水車流量Q2を無負荷流量Q0から定格流量QR
へ変化させるために必要な調整池水位Ｈの変化幅
である。この変化幅Ｒは、水位Ｈに比べ極く小さ
な値である。
従来の水位調整装置は以上のように構成され
て、切り換え接点１０が図示状態即ち水位調整器
７が使用状態にあるとき、調整池水位Ｈが設定水
位HRに等しければ、７１の出力は０、従つて、
モータ１１は７３の出力εに応じて回転する結
果、実ガイドベーン開度ηが定格ガイドベーン開
度ηRに等しく制御される。これにより、水車３は
伝達関数QR／（１＋TGＳ）で水車流量Q2が変化
し、定格流量QRに等しくなる。
て、切り換え接点１０が図示状態即ち水位調整器
７が使用状態にあるとき、調整池水位Ｈが設定水
位HRに等しければ、７１の出力は０、従つて、
モータ１１は７３の出力εに応じて回転する結
果、実ガイドベーン開度ηが定格ガイドベーン開
度ηRに等しく制御される。これにより、水車３は
伝達関数QR／（１＋TGＳ）で水車流量Q2が変化
し、定格流量QRに等しくなる。
この状態から流入量Q1の変化により、調整池
水位Ｈが変化し、設定水位HRとの間に偏差を生
じた場合、その偏差は７２を介して７３に加えら
れる。この結果、実ガイドベーン開度ηは、定格
ガイドベーン開度ηRから変化し、７２の出力に応
じた開度に制御される。これにより、水車流量
Q2もそれに対応した値に制御され、調整池水位
Ｈは調定率Ｒの幅内で安定する。
水位Ｈが変化し、設定水位HRとの間に偏差を生
じた場合、その偏差は７２を介して７３に加えら
れる。この結果、実ガイドベーン開度ηは、定格
ガイドベーン開度ηRから変化し、７２の出力に応
じた開度に制御される。これにより、水車流量
Q2もそれに対応した値に制御され、調整池水位
Ｈは調定率Ｒの幅内で安定する。
このようにして、実ガイドベーン開度η従つて
水車流量Q2は、調整池水位Ｈに応じて、第３図
に示すカーブＳに沿つて変化するように制御さ
れ、調整池水位がH0のときには、無負荷流量Q0
になるように、実ガイドベーン開度ηがη0に制御
される。
水車流量Q2は、調整池水位Ｈに応じて、第３図
に示すカーブＳに沿つて変化するように制御さ
れ、調整池水位がH0のときには、無負荷流量Q0
になるように、実ガイドベーン開度ηがη0に制御
される。
ところで、この水位調整器７は、ときどき使用
状態から除外され、接点１０が図示状態から切り
換えられて、手動指令δにより、実ガイドベーン
開度ηが調整される場合がある。
状態から除外され、接点１０が図示状態から切り
換えられて、手動指令δにより、実ガイドベーン
開度ηが調整される場合がある。
この場合には、当然のことながら水車流量Q2
と調整池水位Ｈとは、無関係となり、第３図のカ
ーブＳ上にあるとは限らなくなる。即ち、加算器
７３の出力εが０であるとは限らなくなる。
と調整池水位Ｈとは、無関係となり、第３図のカ
ーブＳ上にあるとは限らなくなる。即ち、加算器
７３の出力εが０であるとは限らなくなる。
従つて、そのような状態から接点１０を図示状
態に戻し、水位調整器７を使用状態にすると、そ
の出力εに応じてガイドベーン４を急激に開又は
閉とすることになる。この結果、水車３に直結さ
れた発電機６の出力が急激に変動し、電力系統周
波数に変動を与え、電力系統運用上悪影響を及ぼ
す。水車３の下流域に対し、河川水位を急上昇を
もたらす。水位調整器７の使用／除外の頻度が高
い場合には、機械系の寿命を短かくする等の欠点
があつた。
態に戻し、水位調整器７を使用状態にすると、そ
の出力εに応じてガイドベーン４を急激に開又は
閉とすることになる。この結果、水車３に直結さ
れた発電機６の出力が急激に変動し、電力系統周
波数に変動を与え、電力系統運用上悪影響を及ぼ
す。水車３の下流域に対し、河川水位を急上昇を
もたらす。水位調整器７の使用／除外の頻度が高
い場合には、機械系の寿命を短かくする等の欠点
があつた。
更に、水車に対する落差が大きい圧力鉄管が長
い、水車定格流量が多いというような水路式発電
プラントにおいては、圧力鉄管途中にサージタン
クが設けられるが、水車流量が急激に変化する
と、調整池とサージタンク間で振動即ちサージン
グ現象を引き起こす。これにより、調整池水位が
長期にわたつて変動したり、最悪時には発散し、
発電機出力に影響を及ぼし、電力系統上からも好
ましくない事態が生じる欠点があつた。
い、水車定格流量が多いというような水路式発電
プラントにおいては、圧力鉄管途中にサージタン
クが設けられるが、水車流量が急激に変化する
と、調整池とサージタンク間で振動即ちサージン
グ現象を引き起こす。これにより、調整池水位が
長期にわたつて変動したり、最悪時には発散し、
発電機出力に影響を及ぼし、電力系統上からも好
ましくない事態が生じる欠点があつた。
本発明は、上記従来技術の欠点を除き、除外か
ら使用にしても、ガイドベーン、従つて、水車流
量、発電機出力を急変させることのなく滑らかに
水位調整運転に移行することのできる水位調整装
置を提供することを目的とする。
ら使用にしても、ガイドベーン、従つて、水車流
量、発電機出力を急変させることのなく滑らかに
水位調整運転に移行することのできる水位調整装
置を提供することを目的とする。
この目的を達成するため、本発明は、除外中、
設定水位を手動調節された実ガイドベーン開度に
対応する値に変更することにより、使用後、実ガ
イドベーン開度の急変を防ぐと共に、上記設定水
位を徐々に本来の値を戻すようにしたことを特徴
とする。
設定水位を手動調節された実ガイドベーン開度に
対応する値に変更することにより、使用後、実ガ
イドベーン開度の急変を防ぐと共に、上記設定水
位を徐々に本来の値を戻すようにしたことを特徴
とする。
以下、本発明を図面を参照して説明する。
第４図は本発明の一実施例を示す水位調整装置
のブロツクダイヤグラムで、図中、第２図と同一
符号は同一又は相当部分を示し、第２図の構成と
異なる点は、シヨツクアブソーバ７４を設けて水
位調整器７を構成した点である。
のブロツクダイヤグラムで、図中、第２図と同一
符号は同一又は相当部分を示し、第２図の構成と
異なる点は、シヨツクアブソーバ７４を設けて水
位調整器７を構成した点である。
このシヨツクアブソーバ７４は、設定水位HR
と７４の出力HR′との偏差をとる加算器７４１、
その偏差にゲインK1をかける乗算器７４２、そ
の出力を制限するリミツタ７４３，７３の出力ε
にゲインK2をかける乗算器７４４、接点１０と
連動し、除外時に開く接点１０ａおよび閉じる接
点１０ｂ、時定数T2の積分器７４５が図示の通
り結線されて成る。
と７４の出力HR′との偏差をとる加算器７４１、
その偏差にゲインK1をかける乗算器７４２、そ
の出力を制限するリミツタ７４３，７３の出力ε
にゲインK2をかける乗算器７４４、接点１０と
連動し、除外時に開く接点１０ａおよび閉じる接
点１０ｂ、時定数T2の積分器７４５が図示の通
り結線されて成る。
本実施例の水位調整装置はこのように構成され
て、接点１０，１０ａ，１０ｂが図示状態即ち水
位調整器７が除外中にある場合は、加算器７３の
出力εが乗算器７４４を介してK2倍され、接点
１０ｂを介して積分器７４５に入力する。
て、接点１０，１０ａ，１０ｂが図示状態即ち水
位調整器７が除外中にある場合は、加算器７３の
出力εが乗算器７４４を介してK2倍され、接点
１０ｂを介して積分器７４５に入力する。
従つて、加算器７１に与えられる見掛上の設定
水位HR′が実ガイドベーン開度ηに対応して変化
し、加算器７３の出力εを０にする。
水位HR′が実ガイドベーン開度ηに対応して変化
し、加算器７３の出力εを０にする。
この結果、水位調整器７を除外から使用に切り
換えても、切り換え時、モータ１１に入力する７
３の出力εは０のため、実ガイドベーン開度ηは
変化しない。
換えても、切り換え時、モータ１１に入力する７
３の出力εは０のため、実ガイドベーン開度ηは
変化しない。
一方、使用時、本来の設定水位HRは加算器７
４１に与えられ、このHRとHR′との偏差は、ゲ
インK1をもつ乗算器７４２でK1倍され、更にこ
の値はリミツタ７４３により一定値以下に制限さ
れて、接点１０ａを介して積分器７４５に入力す
る。
４１に与えられ、このHRとHR′との偏差は、ゲ
インK1をもつ乗算器７４２でK1倍され、更にこ
の値はリミツタ７４３により一定値以下に制限さ
れて、接点１０ａを介して積分器７４５に入力す
る。
従つて、加算器７１に与えられる見掛上の設定
水位HR′は徐々に変化し、本来の設定水位HRに
落ち着く。
水位HR′は徐々に変化し、本来の設定水位HRに
落ち着く。
この間、加算器７３の出力εもHR′の変化に応
じて変化し、モータ１１を操作して、実ガイドベ
ーン開度ηを徐々に設定水位HRと調整池水位Ｈ
との差に応じた値、即ち、水車流量Q2と調整池
水位Ｈとが第３図のカーブＳ上にある本来の関係
を保つ値に変更する。
じて変化し、モータ１１を操作して、実ガイドベ
ーン開度ηを徐々に設定水位HRと調整池水位Ｈ
との差に応じた値、即ち、水車流量Q2と調整池
水位Ｈとが第３図のカーブＳ上にある本来の関係
を保つ値に変更する。
この場合、HR′の変化率はリミツタ７４３の特
性と、積分器７４５の時定数T2により決定され、
実ガイドベーン開度η従つて水車流量Q2は急変
することなく滑らかに調整池水位Ｈに基づく値に
落ち着く。
性と、積分器７４５の時定数T2により決定され、
実ガイドベーン開度η従つて水車流量Q2は急変
することなく滑らかに調整池水位Ｈに基づく値に
落ち着く。
尚、このHR′の変化率を決定するリミツタ７４
３の特性即ちリミツト値、あるいは、積分器７４
５の時定数T2を、調整池水位Ｈあるいはその変
化率によつて切り換えるようにしたり、連続的に
可変にすれば、より滑らかにして迅速な切り換え
制御が可能となる。
３の特性即ちリミツト値、あるいは、積分器７４
５の時定数T2を、調整池水位Ｈあるいはその変
化率によつて切り換えるようにしたり、連続的に
可変にすれば、より滑らかにして迅速な切り換え
制御が可能となる。
また、上記実施例では実ガイドベーン開度ηを
フイードバツクしているが、発電機出力をフイー
ドバツクするようにしても上記実施例同様の水位
調整を行うことができる。
フイードバツクしているが、発電機出力をフイー
ドバツクするようにしても上記実施例同様の水位
調整を行うことができる。
以上のように本発明によれば、水位調整装置が
除外から使用に切り換つても、水車流量、発電機
出力が急激に変化することがないので、下流の河
川水位、電力系統周波数に一切影響を及ぼすこと
がなくなる。また、使用／除外の頻度が多くなつ
ても、滑らかな切り換が行われるため、機械系に
影響を及ぼすことがなく、また、水車発電機のモ
ータリングも防止されることから装置の寿命が格
段に改善される。更に、サージタンクを有する発
電プラントにおいては、サージングの発生および
発散を防止することができ、調整池水位、サージ
タンク水位を安定化して、発電機出力の振動を防
ぐことができるようになる。
除外から使用に切り換つても、水車流量、発電機
出力が急激に変化することがないので、下流の河
川水位、電力系統周波数に一切影響を及ぼすこと
がなくなる。また、使用／除外の頻度が多くなつ
ても、滑らかな切り換が行われるため、機械系に
影響を及ぼすことがなく、また、水車発電機のモ
ータリングも防止されることから装置の寿命が格
段に改善される。更に、サージタンクを有する発
電プラントにおいては、サージングの発生および
発散を防止することができ、調整池水位、サージ
タンク水位を安定化して、発電機出力の振動を防
ぐことができるようになる。
第１図は水力発電プラントにおける水路系の説
明図、第２図は従来の水位調整装置のブロツクダ
イヤグラム図、第３図は調整池水位Ｈと水車流量
Q2との関係図、第４図は本発明の一実施例を示
す水位調整装置のブロツクダイヤグラム図であ
る。 １……調整池、２……導水路、３……水車、４
……ガイドベーン、５……圧力鉄管、６……発電
機、７……水位調整器、８，９……水路系の伝達
関数要素、１０……切り換え接点、１１……ガイ
ドベーン制御モータ伝達関数、１２……水車伝達
関数、７１，７３，７４１……加算器、７２，７
４２，７４４……乗算器、７４３……リミツタ、
７４５……積分器。
明図、第２図は従来の水位調整装置のブロツクダ
イヤグラム図、第３図は調整池水位Ｈと水車流量
Q2との関係図、第４図は本発明の一実施例を示
す水位調整装置のブロツクダイヤグラム図であ
る。 １……調整池、２……導水路、３……水車、４
……ガイドベーン、５……圧力鉄管、６……発電
機、７……水位調整器、８，９……水路系の伝達
関数要素、１０……切り換え接点、１１……ガイ
ドベーン制御モータ伝達関数、１２……水車伝達
関数、７１，７３，７４１……加算器、７２，７
４２，７４４……乗算器、７４３……リミツタ、
７４５……積分器。
Claims (1)
- １ 発電機を直結した水車の上流側に設けられた
調整池の設定水位信号と実水位信号との偏差を算
出する加算器から出力される水位偏差に応じた信
号と、前記水車のガイドベーンの定格開度信号と
実開度信号との開度偏差信号とを加えてガイドベ
ーン開度制御信号を算出する水位調整器と、この
水位調整器から出力される前記ガイドベーン開度
制御信号と手動によるガイドベーン開度制御指令
信号とを切り換えて出力する切換器とを備え、こ
の切換器の出力信号に応じて前記ガイドベーン開
度を制御し、水車流量を制御することにより、前
記調整池の水位を調整する水力発電プラントの水
位調整装置において、前記設定水位信号と演算水
位信号との偏差に応じた信号を出力する回路と、
この回路の出力信号と前記ガイドベーン開度制御
信号に応じた信号とを前記切換器に連動して切り
換える第２の切換器と、この第２の切換器の出力
信号を積分して前記演算水位信号を算出する積分
器とを設け、この演算水位信号を前記水位偏差を
算出する際の設定水位信号の代りに前記加算器に
加えることを特徴とする水位調整装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15772080A JPS5783818A (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Water level adjusting device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15772080A JPS5783818A (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Water level adjusting device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5783818A JPS5783818A (en) | 1982-05-25 |
| JPH0119172B2 true JPH0119172B2 (ja) | 1989-04-10 |
Family
ID=15655892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15772080A Granted JPS5783818A (en) | 1980-11-11 | 1980-11-11 | Water level adjusting device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5783818A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04273283A (ja) * | 1991-02-28 | 1992-09-29 | Canon Inc | 電子機器 |
| JP2549726Y2 (ja) * | 1991-04-16 | 1997-09-30 | 良忠 越原 | 建設用リフト |
| CN104483991B (zh) * | 2014-12-24 | 2017-08-25 | 宋晓轩 | 湖水水位自动循环调节装置 |
-
1980
- 1980-11-11 JP JP15772080A patent/JPS5783818A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5783818A (en) | 1982-05-25 |
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