JPH0137593B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は可変速ポンプ水車発電電動機の運転方
法に係り、特に二次巻線を交流励磁することによ
り可変速運転を行う巻線形誘導発電電動機の運転
方法に関するものである。

〔発明の背景〕

従来一般に採用されているこの種の可変速ポン
プ水車発電電動機のポンプ運転は、電動機の所要
回転速度に応じその二次巻線に所定の周波数の交
流を与え、一次側の入力周波数と同期するように
している。すなわちこの種、電動機システムは第
１図に示すように構成され、かつ次のように運転
される。すなわちこの種、システムでは電動機と
して巻線形誘導発電電動機１が用いられ、この巻
線形誘導電動機１はその回転子に直結されたポン
プ水車２を駆動し、そして二次巻線１ａはサイク
ロコンバータ３によつて、励磁され可変速運転が
行なわれる。４は速度制御装置で、系統５からの
余乗有効電力に応じ、系統位相検出器６、速度検
出器７、位相検出器９の出力から最適な励磁電流
と速度を決定し、サイクロコンバータ３とガイド
弁１０を制御する。このシステムにおいて誘電動
機１の速度は速度制御装置４によりサイクロコン
バータ３を制御して励磁量を変えることにより制
御される。

ポンプ運転中に系統からポンプ入力減小の要求
があつた場合電動機は速度を遅くし、ガイド弁は
開度を小さくすることで応じる。この時点に、お
けるポンプ水車の速度と水量の関係を第２図に示
す。この図はポンプ水車の完全特性図で、点Ａが
最大出力運転時、点Ｂが最小出力運転時である。

この点Ａから点Ｂへの移行は速度制御とガイド
弁の開度制御によつて行なわれる。速度制御とガ
イド弁開度制御を独立して行うと速度制御は電気
系のみであるが、ガイド弁開度制御には油圧装置
等の機械系が含まれるため、その応答速度は速度
制御の方が早くＡ点からＢ点への移行経路は、同
図に示す点線Ｒの経路となる。この点線Ｒの経路
はポンプ水車の動作点が不安定な領域を通過する
ことになりポンプ水車運転上好ましくないのであ
る。

すなわち第３図を用いてこの不安定領域につい
て詳しくのべると、この図は第２図の一部をとり
出し示したもので、縦軸は単位揚程当りの流量
Q₁であり、横軸は単位揚程当りの回転数n₁すな
わち n₁＝ｎ／Ｈ ここでｎ：回転数、Ｈ：揚程である。

この関係から明らかなように回転数ｎは一定で
も揚程Ｈが変動すると単位揚程当りの回転数n₁も
変動する。したがつて今ガイド弁開度40％、n₁＝
1.76の点Ｘにおいて、単位揚程当りの回転数に±
Δn₁の変動が生じたとすると、この場合の流量変
動はΔQ_1xである。しかしガイド弁開度1000％、
ｎ＝1.76の点Ｙでは単位揚程当りの回転数±Δn₁
の変動に対し流量変動はΔQ_1Yとなり、前者の流
量変動ΔQ_1Xに比べると数倍も大となる。

この大きな流量の変動は騒音や振動の原因とな
るため単位揚程当りの回転数を下げる場合でもガ
イド弁開度は極力小さい方が好ましいのである。

この点前述もしたように従来のものではガイド
弁開度が大きなところで回転数が下げられること
になりポンプ水車に振動や騒音を生ずる嫌いがあ
るのである。

〔発明の目的〕

本発明はこれにかんがみなされたものであり、
したがつてその目的とするところは、ポンプ水車
が常に安定して所定の速度で回転し、振動や騒音
を生ずることのないポンプ水車発電電動機の運転
方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は、水量を調整するガイド弁の
開度制御を、ポンプ入力減小時に限つて誘導発電
電動機の速度制御装置の速度制御より優先させて
制御するようにして所期の目的を達成するように
したものである。

〔発明の実施例〕

以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細に
説明する。

第４図は、本発明の運転方法を説明するための
発電々動システムを示したもので、第１図と同一
のものには同一符号が付されている。したがつて
こゝでは各部の説明は省略する。速度制御装置４
は従来同様に系統位相検出器６、速度検出器７、
位相検出器８、水位検出器９の出力信号から最適
な電動機の励磁電流と速度を決定する役目をな
し、発電電動機の速度制御及びガイド弁開度制御
を行うわけであるが、この場合特に本発明の速度
制御装置４は次のように構成され、かつ運転され
る。すなわち図に４ａとして示されているように
電動機の速度指令回路に一時抑制装置が設けられ
又その切換手段４ｂが設けられ、ポンプ入力減小
時に限つて切換手段４ｂの切換でガイド弁の開度
制御指令より速度制御指令を遅らすようにするの
である。換言すればポンプ入力減小時に限つてガ
イド弁開度制御を電動機の速度制御より優先させ
て制御するのである。

すなわち第５図のポンプ水車の完全特性図を用
いてその動作を説明すると、最大出力運転の点Ａ
から最小出力運転の点Ｂへ移行する際点線R₁で
示すようにある一定の期間ガイド弁開度制御を優
先させて作動させ、その一定期間経過後に速度制
御の作動を開始させるのである。

このようにすると発電電動機の速度制御応答速
度が遅くなるので、機械系を有するガイド弁開度
制御にある程度近づく応答速度となり、ポンプ入
力減小時に従来のように不安定領域を通ることは
なくなり水車は常に安定して所定して所定の速度
で回転し、振動や騒音を生ずることはなくなるの
である。

尚この場合ガイド弁開度制御を速度制御に対し
て優先させ制御することをポンプ入力減小時に限
るのは次の理由による。すなわち常にガイド弁開
度制御を速度制御に対し優先させているとポンプ
入力増加時たとえば、最小出力運転の点Ｂから最
大出力運転の点Ａに移行する際第５図に二点鎖線
R₂で示すような経路となりポンプ水車の不安定
領域に近づく恐れがある。したがつてこの場合に
はガイド弁開度制御の速度制御に対する優先性を
解除してやる必要がある。上記理由によりガイド
弁開度制御を速度制御に対して優先して制御する
のはポンプ入力減小時に限定することは重要なこ
となのである。

以上の説明では一実施例とした電動機の速度指
令回路に一時抑制装置を設けた場合について説明
してきたが常にこのようにしなければならないわ
けではなく、たとえば発電電動機の速度指令を意
識的に手動で遅らすようにしてもよいであろう
し、また予め速度制御応答速度を遅く（にぶく）
しておくようにしてもよいであろう。尚この場合
の移行状態は第５図中点線R₃で示してある。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように本発明の運転方法によ
れば、ポンプ入力減小時にガイド弁の開度制御を
電動機の速度制御より優先させて行うようにした
から、ポンプ水車の運転状態が不安定領域に入る
ことなく常に安定して所定の速度で回転し振動や
騒音を生ずることのない可変速ポンプ水車発電電
動機の運転方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の発電電動システムを示すブロツ
ク図、第２図は従来の運転方法によるポンプ入力
減小時の移行状態を示すポンプ水車の完全特性
図、第３図は第２図の一部拡大図、第４図は本発
明の運転方法を説明するための発電電動システム
を示すブロツク図、第５図は本発明の運転方法に
よるポンプ入力減小時の移行状態を示すポンプ水
車の完全特性図である。 １……巻線形誘導発電電動機、２……ポンプ水
車、３……サイクロコンバータ、４……速度制御
装置、６……系統位相検出器、７……速度検出
器、８……位相検出器、９……水位検出器、１０
……ガイド弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 巻線形誘導発電電動機と、該巻線形誘導発電
   電動機の速度を制御する速度制御装置と、前記巻
   線形誘導発電電動機を発電時には駆動し、ポンプ
   時には駆動されるポンプ水車と、該ポンプ水車に
   供給される水量を調整するガイド弁とを備え、前
   記巻線形誘導発電機の二次巻線に交流励磁を与え
   るとともに、前記速度制御装置及びガイド弁の開
   角度を制御して可変速運転を行うようにした可変
   速ポンプ水車発電電動機の運転方法において、ポ
   ンプ運転時の際ポンプの出力を減小させるに当
   り、前記ガイド弁の開角度制御を、前記速度制御
   装置の変速制御より優先させて運転するようにし
   たことを特徴とする可変速ポンプ水車発電電動機
   の運転方法。