JPH0463635B2 - - Google Patents
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- JPH0463635B2 JPH0463635B2 JP57182920A JP18292082A JPH0463635B2 JP H0463635 B2 JPH0463635 B2 JP H0463635B2 JP 57182920 A JP57182920 A JP 57182920A JP 18292082 A JP18292082 A JP 18292082A JP H0463635 B2 JPH0463635 B2 JP H0463635B2
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- generator
- water turbine
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- cycloconverter
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 230000001934 delay Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
-
- 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)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (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の運転装置に係り、
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機の運転装置に関するも
のである。
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機の運転装置に関するも
のである。
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てその二次巻線
に所定の周波数の交流を与え、出力周波数を一定
に保ようにしている。すなわちこの種発電機シス
テムは第１図に示すように構成され、かつ次のよ
うに運転されている。すなわちこの種のシステム
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６、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とガイドベーン１
０に制御信号を与えてこれらを制御する。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。
電機は、発電機の回転速度に応じてその二次巻線
に所定の周波数の交流を与え、出力周波数を一定
に保ようにしている。すなわちこの種発電機シス
テムは第１図に示すように構成され、かつ次のよ
うに運転されている。すなわちこの種のシステム
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６、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とガイドベーン１
０に制御信号を与えてこれらを制御する。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を第２図よ
りみてみる。この図は水車の完全特性図で、図中
斜線部は運転領域を示すものである。尚無負荷運
転時が点Ａで負荷運転時（最高効率点）が点Ｂと
なる。
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を第２図よ
りみてみる。この図は水車の完全特性図で、図中
斜線部は運転領域を示すものである。尚無負荷運
転時が点Ａで負荷運転時（最高効率点）が点Ｂと
なる。
この点ＡからＢへの移行は発電機の速度制御と
ガイドベーンの開度制御によつて行なわれる。発
電機速度制御とガイドベーン開度制御を独立して
行うと発電機速度制御は電気系のみであるがガイ
ドベーン開度制御には油圧装置等の機械系が含ま
れるため、その応答速度は発電機速度制御の方が
早くＡ点からＢ点への移行経路は同図に示す点線
の経路となる。この点線の経路では水車の動作点
が不安定領域（水車制動領域）を通過するため水
車の運転上好ましくないのである。すなわち第３
図を用いてもう少し詳しくのべると、この図は第
２図の一部を拡大して示したもので横軸は単位落
差当りの回転速度すなわち、 n1＝ｎ／Ｎ である。
ガイドベーンの開度制御によつて行なわれる。発
電機速度制御とガイドベーン開度制御を独立して
行うと発電機速度制御は電気系のみであるがガイ
ドベーン開度制御には油圧装置等の機械系が含ま
れるため、その応答速度は発電機速度制御の方が
早くＡ点からＢ点への移行経路は同図に示す点線
の経路となる。この点線の経路では水車の動作点
が不安定領域（水車制動領域）を通過するため水
車の運転上好ましくないのである。すなわち第３
図を用いてもう少し詳しくのべると、この図は第
２図の一部を拡大して示したもので横軸は単位落
差当りの回転速度すなわち、 n1＝ｎ／Ｎ である。
ここで
ｎ；回転速度
Ｈ；有効落差
この関係から明らかなように回転速度ｎは一定
でも有効落差Ｈが変動すると単位落差当りの回転
速度n1も変動する。
でも有効落差Ｈが変動すると単位落差当りの回転
速度n1も変動する。
正転水車領域の点Ｘ（n1＝1.9、ガイドベーン開
度20％）において、単位落差当りの回転速度に±
Δn1の変動が生じた場合、流動変動はΔQ1Xであ
る。しかし水車制動領域の点Ｙ（n1＝2.2、ガイド
ベーン開度20％）では単位落差当りの回転速度±
Δn1の変動に対し流量の変動はΔQ1Yとなり、
ΔQ1Xに比べ非常に大となる。
度20％）において、単位落差当りの回転速度に±
Δn1の変動が生じた場合、流動変動はΔQ1Xであ
る。しかし水車制動領域の点Ｙ（n1＝2.2、ガイド
ベーン開度20％）では単位落差当りの回転速度±
Δn1の変動に対し流量の変動はΔQ1Yとなり、
ΔQ1Xに比べ非常に大となる。
この流量の大幅な変動な騒音、振動の原因とな
るため不安定領域（水車制動領域）での動作は水
車の運転上好ましくない。
るため不安定領域（水車制動領域）での動作は水
車の運転上好ましくない。
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、水車が常に
安定して所定の速度で回転し、振動や騒音を生じ
たり、また運転不能になつたりすることのないこ
の種発電機の運転装置を提供するにある。
したがつてその目的とするところは、水車が常に
安定して所定の速度で回転し、振動や騒音を生じ
たり、また運転不能になつたりすることのないこ
の種発電機の運転装置を提供するにある。
本発明は、例えば無負荷運転から負荷運転へ移
行する場合のように、巻線形誘動発電機の電気的
負荷が増大する際、サイクロコンバータに与える
速度増大制御信号をガイドベーンに与える開度増
大制御信号より遅らせる手段、例えば一時抑制装
置を設けることにより、所期の目的を達成するよ
うにしたものである。
行する場合のように、巻線形誘動発電機の電気的
負荷が増大する際、サイクロコンバータに与える
速度増大制御信号をガイドベーンに与える開度増
大制御信号より遅らせる手段、例えば一時抑制装
置を設けることにより、所期の目的を達成するよ
うにしたものである。
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。
説明する。
第４図は、本発明の一実施例に係る可変速水車
発電機の運転装置を示したもので、第１図と同一
のものには同一符号を付し説明は省略する。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
号から最適な発電機の励磁電流と速度を決定し、
サイクロコンバータ３とガイドベーン１０に制御
信号を与えて発電機１の速度制御及びガイドベー
ン１０の開度制御を行うわけであるが、この場合
特にこの実施例の速度制御装置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発電機の速度指令回路に一
時抑制装置が設けられ、発電機の電気的負荷が増
大する際、ガイドベーンの開度増大指令より発電
機の速度増大指令を遅らすようにするのである。
換言すれば、ガイドベーンの開度増大制御を発電
機の速度増大制御より早くして制御するのであ
る。これを第５図の水車の完全特性図を用いて説
明すると、無負荷運転の点Ａから負荷運転、すな
わち最高効率点の点Ｂへ移行する際、ある一定の
期間ガイドベーン開度増大制御を早く作動させ、
その一定期間経過後に速度増大制御の作動を開始
させるのである。
発電機の運転装置を示したもので、第１図と同一
のものには同一符号を付し説明は省略する。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
号から最適な発電機の励磁電流と速度を決定し、
サイクロコンバータ３とガイドベーン１０に制御
信号を与えて発電機１の速度制御及びガイドベー
ン１０の開度制御を行うわけであるが、この場合
特にこの実施例の速度制御装置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発電機の速度指令回路に一
時抑制装置が設けられ、発電機の電気的負荷が増
大する際、ガイドベーンの開度増大指令より発電
機の速度増大指令を遅らすようにするのである。
換言すれば、ガイドベーンの開度増大制御を発電
機の速度増大制御より早くして制御するのであ
る。これを第５図の水車の完全特性図を用いて説
明すると、無負荷運転の点Ａから負荷運転、すな
わち最高効率点の点Ｂへ移行する際、ある一定の
期間ガイドベーン開度増大制御を早く作動させ、
その一定期間経過後に速度増大制御の作動を開始
させるのである。
このようにすると、第５図に点線で示すように
発電機の速度制御速度が遅くなるので、機械系を
有するガイドベーン開度制御にある程度近づく応
答速度となり、無負荷運転から負荷運転へ移行す
る際従来のように不安定領域を通ることはなくな
り、したがつて水車は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はなくなる。
発電機の速度制御速度が遅くなるので、機械系を
有するガイドベーン開度制御にある程度近づく応
答速度となり、無負荷運転から負荷運転へ移行す
る際従来のように不安定領域を通ることはなくな
り、したがつて水車は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はなくなる。
尚以上の説明では一実施例として発電機の速度
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、たとえば速度制御応答速度を遅
く（にぶく）する装置を設けてもよいであろう。
尚この場合の移行状態は図中二点鎖線で示されて
いる。
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、たとえば速度制御応答速度を遅
く（にぶく）する装置を設けてもよいであろう。
尚この場合の移行状態は図中二点鎖線で示されて
いる。
以上説明したように、本発明の運転装置によれ
ば、発電機の電気的負荷が増大する際、サイクロ
コンバータに与える速度増大制御信号をガイドベ
ーンに与える開度増大制御信号より遅らせる手段
を設け、水車の回転速度が発電機の回転速度に充
分追従して増大するようにしたので、水車の回転
速度が不安定な領域に入ることはなく、したがつ
て水車は常に安定して所定の速度で回転し、振動
や騒音を生じたり、運転不能になつたりすること
のない効果が得られる。
ば、発電機の電気的負荷が増大する際、サイクロ
コンバータに与える速度増大制御信号をガイドベ
ーンに与える開度増大制御信号より遅らせる手段
を設け、水車の回転速度が発電機の回転速度に充
分追従して増大するようにしたので、水車の回転
速度が不安定な領域に入ることはなく、したがつ
て水車は常に安定して所定の速度で回転し、振動
や騒音を生じたり、運転不能になつたりすること
のない効果が得られる。
第１図は従来の可変速水車発電機の運転装置を
示すブロツク図、第２図は従来の運転装置による
無負荷から負荷運転への移行状態を示す水車の完
全特性図、第３図は第２図の一部拡大図、第４図
は本発明の一実施例に係る可変速水車発電機の運
転装置を示すブロツク図、第５図は本発明の運転
装置による無負荷から負荷への移行状態を示す水
車の完全特性図である。 １……巻線形誘導発電機、２……水車、３……
サイクロコンバータ、４……速度制御装置、４ａ
……一時抑制装置、１０……ガイドベーン。
示すブロツク図、第２図は従来の運転装置による
無負荷から負荷運転への移行状態を示す水車の完
全特性図、第３図は第２図の一部拡大図、第４図
は本発明の一実施例に係る可変速水車発電機の運
転装置を示すブロツク図、第５図は本発明の運転
装置による無負荷から負荷への移行状態を示す水
車の完全特性図である。 １……巻線形誘導発電機、２……水車、３……
サイクロコンバータ、４……速度制御装置、４ａ
……一時抑制装置、１０……ガイドベーン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 巻線形誘導発電機１と、該巻線形誘導発電機
１の二次巻線１ａを交流励磁するサイクロコンバ
ータ３と、前記巻線形誘導発電機１を駆動する水
車２と、該水車２に供給する水量を調整するガイ
ドベーン１０と、前記サイクロコンバータ３とガ
イドベーン１０とに制御信号を与える速度制御装
置４とを備えた可変速水車発電機の運転装置にお
いて、 前記速度制御装置４は、巻線形誘導発電機１の
電気的負荷が増大する際、前記サイクロコンバー
タ３に与える速度増大制御信号を、前記ガイドベ
ーン１０に対して与える開度増大制御信号より遅
らせる手段４ａを備えたことを特徴とする可変水
車発電機の運転装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182920A JPS5972998A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 可変速水車発電機の運転装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57182920A JPS5972998A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 可変速水車発電機の運転装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5972998A JPS5972998A (ja) | 1984-04-25 |
| JPH0463635B2 true JPH0463635B2 (ja) | 1992-10-12 |
Family
ID=16126689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57182920A Granted JPS5972998A (ja) | 1982-10-20 | 1982-10-20 | 可変速水車発電機の運転装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5972998A (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2538859B2 (ja) * | 1984-10-19 | 1996-10-02 | 関西電力 株式会社 | 可変速揚水発電システムの製御装置 |
| JPS61170299A (ja) * | 1985-01-21 | 1986-07-31 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速発電システムの運転制御方式 |
| JPH0634626B2 (ja) * | 1985-01-28 | 1994-05-02 | 関西電力株式会社 | 可変速水車発電装置の制御装置 |
| JPH0634625B2 (ja) * | 1985-01-28 | 1994-05-02 | 関西電力株式会社 | 可変速水車発電装置 |
| JP2538862B2 (ja) * | 1985-04-24 | 1996-10-02 | 関西電力 株式会社 | 可変速揚水発電システムの制御装置 |
| JPS6271498A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-02 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速水車発電装置 |
| EP0220492B1 (en) * | 1985-09-25 | 1991-03-06 | Hitachi, Ltd. | Control system for variable speed hydraulic turbine generator apparatus |
| JPS6282000A (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-15 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 励磁制御方式 |
| JPS6281999A (ja) * | 1985-10-02 | 1987-04-15 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速揚水発電システムの運転制御方法 |
| JPS6285699A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-20 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速発電装置 |
| JPH0634627B2 (ja) * | 1985-10-25 | 1994-05-02 | 関西電力株式会社 | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 |
| JPS62110500A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-21 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速揚水発電システムの運転制御装置 |
| JPS62110499A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-21 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 可変速揚水発電システムの運転制御方式 |
| JPS62131798A (ja) * | 1985-11-28 | 1987-06-15 | Fuji Electric Co Ltd | 発電装置 |
| DE3770332D1 (de) * | 1986-04-30 | 1991-07-04 | Hitachi Ltd | Energiegeneratorsystem vom pumpen-aufschlagstyp mit veraenderlicher geschwindigkeit. |
| JPS62255585A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-11-07 | Hitachi Ltd | 可変速水車発電装置 |
| JPS62282172A (ja) * | 1986-05-12 | 1987-12-08 | Hitachi Ltd | 可変速水車発電装置 |
| JP2585233B2 (ja) * | 1986-10-17 | 1997-02-26 | 株式会社日立製作所 | 可変速水車発電装置 |
| JPH0681556B2 (ja) * | 1987-01-19 | 1994-10-12 | 東京電力株式会社 | 可変速水車発電システムの制御装置 |
| JP2617310B2 (ja) * | 1987-05-19 | 1997-06-04 | 三菱電機株式会社 | 水車発電機の始動制御方式 |
| JPS6445970A (en) * | 1987-08-14 | 1989-02-20 | Hitachi Ltd | Control device for variable speed water turbine generating unit |
| DE3855290T2 (de) * | 1987-08-14 | 1996-11-21 | Hitachi Ltd | Kontrollsystem für eine Hydrokraftanlage mit veränderlicher Geschwindigkeit |
| JP2753239B2 (ja) * | 1987-12-18 | 1998-05-18 | 株式会社日立製作所 | 可変速発電プラント |
| JP2526605B2 (ja) * | 1987-10-21 | 1996-08-21 | 三菱電機株式会社 | 可変速発電制御装置 |
| JP2771474B2 (ja) * | 1995-05-29 | 1998-07-02 | 株式会社日立製作所 | 可変速発電装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5246428A (en) * | 1975-10-09 | 1977-04-13 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Control unit of hydraulic turbine generator |
-
1982
- 1982-10-20 JP JP57182920A patent/JPS5972998A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5246428A (en) * | 1975-10-09 | 1977-04-13 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Control unit of hydraulic turbine generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5972998A (ja) | 1984-04-25 |
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