JPH0248748B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0248748B2 JPH0248748B2 JP60003789A JP378985A JPH0248748B2 JP H0248748 B2 JPH0248748 B2 JP H0248748B2 JP 60003789 A JP60003789 A JP 60003789A JP 378985 A JP378985 A JP 378985A JP H0248748 B2 JPH0248748 B2 JP H0248748B2
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- JP
- Japan
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- speed
- water turbine
- water
- induction generator
- head
- Prior art date
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 238000011017 operating method Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 4
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B15/00—Controlling
- F03B15/005—Starting, also of pump-turbines
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は可変速水車発電機器の運転方法に係
り、特にその起動方法に関するものである。
り、特にその起動方法に関するものである。
速度制御装置を有する誘導発電機と、この誘導
発電機を駆動する水車と、この水車に供給される
水車を調整する案内羽根とを備えている可変速水
車発電機器においては、その速度制御装置及び水
車の案内羽根を制御して可変速運転が行なわれ
る。
発電機を駆動する水車と、この水車に供給される
水車を調整する案内羽根とを備えている可変速水
車発電機器においては、その速度制御装置及び水
車の案内羽根を制御して可変速運転が行なわれ
る。
例えば、特開昭59−72998号公報に示されてい
るように、従来一般に採用されているこの種可変
速水車発電機は、発電機の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、出力周波数
を一定に保つようにしている。すなわちこの種発
電機システムは第３図に示すように構成され、か
つ次のように運転されている。すなわちこの種シ
ステムでは発電機として巻線形誘導発電機１が用
いられ、誘導発電機１は回転子に直結された水車
２によつて駆動され、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
有効電力および無効電力の要求を満足するよう
に、系統位相検出器、速度検出器７、位相検出器
８、水位検出器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と案内羽根１
０を制御する。このシステムにおいて誘導発電機
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。
るように、従来一般に採用されているこの種可変
速水車発電機は、発電機の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、出力周波数
を一定に保つようにしている。すなわちこの種発
電機システムは第３図に示すように構成され、か
つ次のように運転されている。すなわちこの種シ
ステムでは発電機として巻線形誘導発電機１が用
いられ、誘導発電機１は回転子に直結された水車
２によつて駆動され、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
有効電力および無効電力の要求を満足するよう
に、系統位相検出器、速度検出器７、位相検出器
８、水位検出器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と案内羽根１
０を制御する。このシステムにおいて誘導発電機
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。
発電運転を行う場合には、誘導発電機１の端子
電圧と系統５の電圧が等しく同期した状態で系統
に並入するわけであるが、この時点では発電機は
無負荷運転であり系統並入後負荷運転へ移行す
る。この時点における水車の速度と水量の関係が
第４図に示してある。この図は水車の完全特性図
で、横軸には単位落差当りの回転速度n1、縦軸に
は単位落差当りの流量Q1がとつてあり、案内羽
根開度をパラメータにとつてある。Ａは正転水車
領域、Ｂは水車制御領域、Ｃは運転領域を示し、
無負荷運転時が点Ｘで負荷運転時（最高効率点）
が点Ｙとなる。そして点Ｘから点Ｙへの移動に際
し、水車が常に安定して所定の速度で回転し、騒
音や振動を生じたり、また運転不能にならないよ
う、案内弁の開度制御指令より発電機の速度制御
指令を遅らすような方法が採られている。
電圧と系統５の電圧が等しく同期した状態で系統
に並入するわけであるが、この時点では発電機は
無負荷運転であり系統並入後負荷運転へ移行す
る。この時点における水車の速度と水量の関係が
第４図に示してある。この図は水車の完全特性図
で、横軸には単位落差当りの回転速度n1、縦軸に
は単位落差当りの流量Q1がとつてあり、案内羽
根開度をパラメータにとつてある。Ａは正転水車
領域、Ｂは水車制御領域、Ｃは運転領域を示し、
無負荷運転時が点Ｘで負荷運転時（最高効率点）
が点Ｙとなる。そして点Ｘから点Ｙへの移動に際
し、水車が常に安定して所定の速度で回転し、騒
音や振動を生じたり、また運転不能にならないよ
う、案内弁の開度制御指令より発電機の速度制御
指令を遅らすような方法が採られている。
しかし乍ら、水車の特性として低落差起動時に
は並入困難現象を来たす場合がある。
は並入困難現象を来たす場合がある。
本発明はこのような低落差起動時の並入困難現
象が回避され最も安定であり、かつ並入までに無
効水流として放流される水量を最小限に留めるこ
とのできる可変速水車発電機器の運転方法を提供
可能とすることを目的とするものである。
象が回避され最も安定であり、かつ並入までに無
効水流として放流される水量を最小限に留めるこ
とのできる可変速水車発電機器の運転方法を提供
可能とすることを目的とするものである。
本発明は、速度制御装置を有する誘導発電機
と、該誘導発電機を駆動する水車と、該水車に供
給される水量を調整する案内羽根とを備え、前記
速度制御装置及び前記案内羽根を制御して可変速
運転を行なう運転方法において、前記水車の起動
後、前記誘導発電機の回転速度をその時点におい
て検出された落差における前記誘導発電機の最小
回転速度とし、かつ前記水車の案内羽根の開度を
該最小回転速度相当の無負荷案内羽根開度まで開
き、同期をとつて系統へ並入することを特徴とす
るものである。
と、該誘導発電機を駆動する水車と、該水車に供
給される水量を調整する案内羽根とを備え、前記
速度制御装置及び前記案内羽根を制御して可変速
運転を行なう運転方法において、前記水車の起動
後、前記誘導発電機の回転速度をその時点におい
て検出された落差における前記誘導発電機の最小
回転速度とし、かつ前記水車の案内羽根の開度を
該最小回転速度相当の無負荷案内羽根開度まで開
き、同期をとつて系統へ並入することを特徴とす
るものである。
本発明は、落差が一定の場合、無負荷流量は回
転速度が小さい程小さくなる、逆の言い方をする
と、無負荷流量（無負荷開度）を小さくすると回
転速度は小さくなるという水車の一般的な特性
と、可変能力を有する誘導発電機の特性とを結び
つけ、並入時の回転速度が最小となるようにして
所期の目的の達成を可能としたものである。
転速度が小さい程小さくなる、逆の言い方をする
と、無負荷流量（無負荷開度）を小さくすると回
転速度は小さくなるという水車の一般的な特性
と、可変能力を有する誘導発電機の特性とを結び
つけ、並入時の回転速度が最小となるようにして
所期の目的の達成を可能としたものである。
以下、実施例を第１図を用いて説明する。
第１図は水車の完全特性図で、第４図と同様に
横軸には単位落差当りの回転速度n1、すなわち n1＝ｎ／√ ……(1) ここで ｎ：回転速度（rpm） Ｈ：有効落差（ｍ） がとつてあり、縦軸には単位落差当りの流量Q1、
すなわち、 Q1＝Ｑ／√ ……(2) ここで Ｑ：流量（m3／ｓ） がとつてあり、案内羽根開度（GVO）をパラメ
ータとした流量Q1が示してある。Ａは正転水車
領域、Ｄは無負荷流量曲線、Ｅは並入困難領域、
Ｆは無効水量Δqを示しており、n1i0，n1i小，
n1i大，n1低0，n1低小は、それぞれ、ある落差
（Hi）における基準回転速度、落差Hiにおける最
小回転速度、落差Hiにおける最大回転速度、低
落差時の基準回転速度、低落差時の最小回転速度
を示しており、si0、S小、S大、S低0、S低小はそ
れぞれ単位落差当りの回転速度n1i0、n1i小、
n1i大、n1低0、n1低小における無負荷流量を示し
ている。この関係から、ある落差Hiにおける最
小回転速度相当で無負荷流量はQ1i小、最大回転
速度相当の無負荷流量はQ1i大となる。
横軸には単位落差当りの回転速度n1、すなわち n1＝ｎ／√ ……(1) ここで ｎ：回転速度（rpm） Ｈ：有効落差（ｍ） がとつてあり、縦軸には単位落差当りの流量Q1、
すなわち、 Q1＝Ｑ／√ ……(2) ここで Ｑ：流量（m3／ｓ） がとつてあり、案内羽根開度（GVO）をパラメ
ータとした流量Q1が示してある。Ａは正転水車
領域、Ｄは無負荷流量曲線、Ｅは並入困難領域、
Ｆは無効水量Δqを示しており、n1i0，n1i小，
n1i大，n1低0，n1低小は、それぞれ、ある落差
（Hi）における基準回転速度、落差Hiにおける最
小回転速度、落差Hiにおける最大回転速度、低
落差時の基準回転速度、低落差時の最小回転速度
を示しており、si0、S小、S大、S低0、S低小はそ
れぞれ単位落差当りの回転速度n1i0、n1i小、
n1i大、n1低0、n1低小における無負荷流量を示し
ている。この関係から、ある落差Hiにおける最
小回転速度相当で無負荷流量はQ1i小、最大回転
速度相当の無負荷流量はQ1i大となる。
第１図と第２図に示した制御フロー図を用いて
運転方法について説明する。
運転方法について説明する。
あらかじめ、ある落差Hiに対応し、かつ最小
回転速度相当の案内羽根開度（GVOs）を設定し
ておく。まず落差Hiを検出（第４図ａ）し、案
内羽根開度をGVOsまで開く（第４図ｂ）。次に
誘導発電機の回転速度を最小回転速度に制御し
（第４図ｃ，ｄ）、誘導発電機の端子電圧と系統の
電圧が等しく同期した状態（第４図ｅ）で系統に
並入する（第４図ｆ）。回転速度の制御により無
効水量はΔqで小さくなる。
回転速度相当の案内羽根開度（GVOs）を設定し
ておく。まず落差Hiを検出（第４図ａ）し、案
内羽根開度をGVOsまで開く（第４図ｂ）。次に
誘導発電機の回転速度を最小回転速度に制御し
（第４図ｃ，ｄ）、誘導発電機の端子電圧と系統の
電圧が等しく同期した状態（第４図ｅ）で系統に
並入する（第４図ｆ）。回転速度の制御により無
効水量はΔqで小さくなる。
この運転方法では、最小回転速度で並入するの
で、並入困難領域Ｅから遠い領域で起動すること
が可能となる。すなわち、並入基準回転速度によ
る低落差起動時の並入点はS低0で、ここでは同一
回転速度で流量が３通り発生し得る。これは非常
に不安定な運転を意味し、並入不能となる場合が
ある。これに対して、この運転方法は低落差起動
時の回転速度を最小とするので、並入点はS低小
となるためこの不安定な並入困難領域Ｅから外れ
て安定した並入が可能となるのである。
で、並入困難領域Ｅから遠い領域で起動すること
が可能となる。すなわち、並入基準回転速度によ
る低落差起動時の並入点はS低0で、ここでは同一
回転速度で流量が３通り発生し得る。これは非常
に不安定な運転を意味し、並入不能となる場合が
ある。これに対して、この運転方法は低落差起動
時の回転速度を最小とするので、並入点はS低小
となるためこの不安定な並入困難領域Ｅから外れ
て安定した並入が可能となるのである。
この実施例の運転方法によれば、最小案内羽根
開度かつ最小回転速度で並入に至るため、無効水
量が最小となる。さらに、最小回転速度で並入す
るため、低落差運転時の並入不能現象を避けるこ
とができる。換言すれば、同一水車で、運転可能
な落差範囲を最大限にとることができる。
開度かつ最小回転速度で並入に至るため、無効水
量が最小となる。さらに、最小回転速度で並入す
るため、低落差運転時の並入不能現象を避けるこ
とができる。換言すれば、同一水車で、運転可能
な落差範囲を最大限にとることができる。
本発明は、低落差起動時の並入困難現象が回避
され最も安定であり、かつ並入までに無効水流と
して放流される水量を最小限に留めることのでき
る可変速水車発電機器の運転方法を提供可能とす
るもので、産業上の効果の大なるものである。
され最も安定であり、かつ並入までに無効水流と
して放流される水量を最小限に留めることのでき
る可変速水車発電機器の運転方法を提供可能とす
るもので、産業上の効果の大なるものである。
第１図は本発明の可変速水車発電機器の運転方
法を示す水車の完全特性曲線図、第２図は同じく
制御システム図、第３図は従来の可変速水車発電
機器の発電システムのブロツク線図、第４図は従
来の可変速水車発電機器の運転方法を示す水車の
完全特性曲線図を示す。 ａ……落差検出、ｂ……最小回転速度相当の無
負荷案内羽根開度まで開く、ｃ……案内羽根開度
微調整、ｄ……最小回転速度微調整、ｅ……同
期、ｆ……系統へ並入。
法を示す水車の完全特性曲線図、第２図は同じく
制御システム図、第３図は従来の可変速水車発電
機器の発電システムのブロツク線図、第４図は従
来の可変速水車発電機器の運転方法を示す水車の
完全特性曲線図を示す。 ａ……落差検出、ｂ……最小回転速度相当の無
負荷案内羽根開度まで開く、ｃ……案内羽根開度
微調整、ｄ……最小回転速度微調整、ｅ……同
期、ｆ……系統へ並入。
Claims (1)
- １ 速度制御装置を有する誘導発電機と、該誘導
発電機を駆動する水車と、該水車に供給される水
量を調整する案内羽根とを備え、前記速度制御装
置及び前記案内羽根を制御して可変速運転を行な
う運転方法において、前記水車の起動後、前記誘
導発電機の回転速度をその時点において検出され
た落差における前記誘導発電機の最小回転速度と
し、かつ前記水車の案内羽根の開度を該最小回転
速度相当の無負荷案内羽根開度まで開き、同期を
とつて系統へ並入することを特徴とする可変速水
車発電機器の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60003789A JPS61164080A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 可変速水車発電機器の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60003789A JPS61164080A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 可変速水車発電機器の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61164080A JPS61164080A (ja) | 1986-07-24 |
| JPH0248748B2 true JPH0248748B2 (ja) | 1990-10-26 |
Family
ID=11566951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60003789A Granted JPS61164080A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 可変速水車発電機器の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61164080A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0303170B1 (en) * | 1987-08-14 | 1996-05-15 | Hitachi, Ltd. | Control system for a variable speed hydro-power plant apparatus |
| CN103470442B (zh) * | 2013-09-17 | 2016-08-03 | 郑程遥 | 一种双速凸极同步水轮发电机组的转速选择方法 |
-
1985
- 1985-01-11 JP JP60003789A patent/JPS61164080A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61164080A (ja) | 1986-07-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |