JPH0515584Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、水力発電所における水車の回転速度
を制御する調速装置に係り、特に配圧弁の動作不
良を監視する装置に関する。

〔従来の技術〕

水力発電所の負荷は常に一定ではなく、種々の
原因によつて変化する。負荷の変動は系統周波数
の変動に結びつくため、水車の回転速度を負荷の
変化に応じて調整しなければならない。調速装置
は負荷の変化に応じて自動的に水口開度を調整
し、水車の回転速度を一定に保つものである。

従来の電気式調速装置の例を第３図に示す。こ
の調速装置は、水車の回転速度を規定する調速指
令信号V_vを出力する電気ガバナ１と、調速指令
信号V_vを受けて配圧弁３を駆動するコンバータ
２と、を備えて構成される。油圧サーボモータ４
は配圧弁３による圧油の切換えによつて水口開閉
機構（図示せず。）を操作するためのものである。

次に動作を説明する。

負荷の変化に応じた調速指令信号V_vがコンバ
ータ２のコンバータコイル５に与えられると、コ
ンバータコイル５により電磁力に変換され、コン
バータコイル５の電磁力と磁石６の電磁力との相
互作用により、配圧弁３の駆動ロツド７が軸方向
に動く。この駆動ロツド７の軸方向移動により配
圧弁３の圧油供給方向が切換えられ、圧油が油圧
サーボモータ４に供給される。油圧サーボモータ
４はそのロツド８をスライドさせ、水口開閉機構
を操作し、水量調整により水車の回転速度を調整
する。

ところが、配圧弁３は精密機械部品であり、ピ
ストン９とケーシング１０との間へのゴミ等の混
入などが原因となつて静止摩擦が増大し、ピスト
ン９が調速指令信号V_vに十分に応動しきれず、
極めて鈍い動きとなつて制御応答性が悪化すると
いう問題がある。このような配圧弁３の動作が不
良になる現象はステイツク現象と呼ばれている。
かかるステイツク現象は調速制御に重大な影響を
与えるものであるため、防止対策を講じる必要が
ある。

その防止対策の１つとして、配圧弁３を常時微
少振動させてピストン９の動きを円滑に保持する
方法がある。すなわち、第４図に示すように、電
気ガバナ１から出力される電気ガバナ出力信号Ｖ
を基本波とし、その高周波ともいうべき商用周波
数程度の微少振動信号ｖを発信器１１から発振さ
せ、その微少振動信号ｖを重畳回路（増幅回路を
含む。）１２において電気ガバナ出力信号Ｖに重
畳し、第２図に示すような合成信号を作る。この
ような合成信号を電気ガバナ出力信号V_vとして
コンバータコイル５に与える。コンバータ２にお
いて、コンバータコイル５は調速指令信号V_vに
対応する電磁力を発生し、磁石６との電磁力の相
互作用により常時微少振動を繰返すことになる。

〔考案が解決しようとする課題〕

上述したように、配圧弁３のピストン９を常時
微少振動させることによりステイツク現象の発生
防止を図つているのであるが、ステイツク現象の
発生原因については未だ不明な点が多く、上述の
防止策ではなお不充分である。

例えば、配圧弁３をオーバホールした後など
は、沈澱していたごみが制御油中に浮遊して目づ
まりを起こし、制御不可能となる。特に最近では
無人水力発電所が増えており、そのような無人水
力発電所において上述のような制御不可能な事故
が発生した場合、対策が大幅に遅れることにな
る。したがつて、配圧弁３の動作不良を当該配圧
弁３の通常動作を妨げない状態で正確に検出する
必要がある。

本考案は、配圧弁３の動作不良を早期に検出し
うる調速装置における配圧弁の監視装置を提供す
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、本考案は調速指令
信号に微少振動信号を重畳して出力する電気ガバ
ナと、水口開閉用サーボモータへの圧油の切換え
を行う配圧弁の駆動ロツドに連結され前記調速指
令信号に追従して前記配圧弁を駆動するコンバー
タと、を備えた調速装置において、前記駆動ロツ
ドの微少振動を検出する微少振動検出器と、前記
微少振動検出器の検出信号と電気ガバナ出力信号
とを比較して配圧弁の異常を判別する判別器と、
を備えたことを特徴とする。

〔作用〕

本考案によれば、電気ガバナ出力信号による駆
動ロツドの微少信号が微少振動検出器により検出
される。この検出信号は判別器に入力され、電気
ガバナ出力信号と比較される。配圧弁が正常であ
れば、電気ガバナ出力信号と微少振動検出信号と
は相互に一致もしくは対応しており、したがつて
その比較偏差値はゼロである。しかし、配圧弁が
動作不良であると、微少振動検出信号はゼロとな
るか極端に減少する。したがつてそれらの比較偏
差値は所定の値を示し、異常であると判別され
る。

〔実施例〕

次に、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図に本考案の実施例を示す。第１図におい
て、第３図、第４図〔従来例〕と重複する部分に
は同一の符号を附してその詳細な説明は省略す
る。

第１図において、第３図と異なる部分は、駆動
ロツド７に取付けられた微少振動検出器１３と、
その微少振動検出信号V_dと電気ガバナ出力であ
る調速指令信号V_vとを比較して異常か否かを判
定する判別器１４と、その異常判別信号V_eを入
力として警報を出力する警報装置１５とを備えた
点である。

微少振動検出器１３は駆動ロツド７に固定され
れた磁石１６と、この磁石１６に近接して取巻く
ように配置された検出コイル１７とからなる。な
お、磁石１６と検出コイル１７は上述の逆配置で
もよい。駆動ロツド７の振動により検出コイル１
７に誘起起電力が生じ、正常時においては、検出
コイル１７からは調速指令信号V_vとほぼ同じか
相似の波形の微少振動検出信号V_dが出力される
ことになる。異常時には、駆動ロツド７自体が動
かなくなるか、動きが鈍くなるので微少振動検出
信号V_dは出力されない（あるいは、極めて微弱
な信号となる。）このように、微少振動検出器１
３は非接触で駆動ロツド７の振動を検出する。

なお、微少振動検出器１３は上述の態様に限定
されない。例えば凹凸をもつ金属部と磁気センサ
（磁気近接スイツチ）、コイルを差動に巻いた差動
トランス等を用いることが可能である。

判別器１４はコンパレータあるいは比較演算増
幅器で構成され、微少振動検出信号V_dと調速指
令信号V_vの比較を行う。正常時は微少振動検出
信号V_dが調速指令信号V_vとほぼ同じ出力波形の
信号となるので偏差値はゼロ、したがつて異常判
別信号V_eは“０”レベルとなる。一方、異常時
には微少振動検出信号V_dがゼロあるいは微弱と
なるため、異常判別信号V_eは“１”レベルで出
力される。

なお、判別器１４は上述の態様に限定されな
い。例えば、微少振動検出器１３の出力電圧であ
る微少振動検出信号V_d自体の低下を検出するよ
うにしてもよい。

次に、動作を説明する。

電気ガバナ１から調速指令信号V_vが出力され
る（第２図ａ）。この調速指令信号V_vはコンバー
タコイル５および判別器１４に与えられる。コン
バータコイル５は調速指令信号V_vを電磁力に変
換し、発信器１１からの微少振動信号ｖの微少振
動周期に対応した微少振動を繰返し配圧弁３を駆
動する。しかしながら、振動量が微少であり振動
周期が短いので微少振動信号Ｖのみでは油圧サー
ボモータ４は動作せず安定な位置となる。

このとき、配圧弁３が健全であれば、駆動ロツ
ド７は調速指令信号V_vで与えられる微少振動を
常時行なつており、したがつてその微少振動は微
少振動検出器１３により検出され、微少振動検出
信号V_dが出力される。この微少振動検出信号V_d
は調速指令信号V_vと一致する値であり、判別器
１４からは“０”レベルの異常判別信号V_eが出
力され、警報装置１５は警報を出力しない。

しかし、配圧弁３が何らかの原因によりステイ
ツク現象を引き起した場合、駆動ロツド７はピス
トン９の動作不良に拘束されて微少振動が抑制
（又は停止）されることになる。その結果、微少
振動検出信号V_dの出力はなく、判別器１４では
調速指令信号V_v

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 調速指令信号に微少振動信号を重畳して出力す
   る電気ガバナと、水口開閉用サーボモータへの圧
   油の切換えを行う配圧弁の駆動ロツドに連結され
   前記調速指令信号に追従して前記配圧弁を駆動す
   るコンバータと、を備えた調速装置において、 前記駆動ロツドの微少振動を検出する微少振動
   検出器と、 前記微少振動検出器の検出信号と電気ガバナ出
   力信号とを比較して配圧弁の異常を判別する判別
   器と、 を備えたことを特徴とする調速装置における配圧
   弁の監視装置。