JPH0763154A

JPH0763154A - 可変速水車発電装置及び可変速水車の運転方法

Info

Publication number: JPH0763154A
Application number: JP5211166A
Authority: JP
Inventors: Yuichiro Watanabe; 雄一郎渡邊; Katsumasa Shinmei; 克真震明; Masami Harano; 正実原野
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-08-26
Filing date: 1993-08-26
Publication date: 1995-03-07
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: JP3357962B2

Abstract

(57)【要約】【目的】水圧脈動等による振動・騒音を低減し水車寿
命を延ばす。【構成】水車又はポンプ水車固有の水力特性を、横軸
に単位回転速度と縦軸に単位出力をとって等効率曲線で
表わした際、ランナ水車入口における振動・騒音が小さ
くなるランナ無衝突流入ラインＣとドラフトチュ−ブ内
部の流れがほぼ無旋回になり水圧脈動・騒音が小さくな
るドラフト無旋回ラインＤとのなす角度の二等分線Ｅ
と、二等分線Ｅと単位出力に対し最高効率を与える単位
回転速度を結んだ最高効率ラインＢとのなす角度の第２
の二等分線Ｋと、第２の二等分線Ｋと二等分線Ｅとに挟
まれる領域Ｌ又は二等分線を介して接する領域Ｆに最適
運転ラインＧを設定し、落差・出力に応じて最適運転ラ
インＧ上の最適回転速度及び最適ガイドベ−ン開度を演
算する水車特性関数発生器（図示しない）を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可変速の水車又はポン
プ水車に係り、可変速の発電機又は発電電動機を有する
可変速水車発電装置及び可変速水車の運転方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の可変速水車発電装置においては、
特開昭５７−１１３９７１号公報に、落差及び負荷に応
じて水車又はポンプ水車の水力性能上における最高効率
値あるいはその近傍値を得る回転速度を選択する装置を
備えた水力発電設備が開示されている。そしてこの公知
例では、落差・負荷に応じて水車又はポンプ水車の持つ
固有の水力特性をもとに最も高い効率で機器の運転を可
能とする運転方法が開示されている。すなわち、ポンプ
水車の水力特性を、横軸を単位回転速度ｎ₁＝ｎ/√Ｈ
（ｎ：回転速度、Ｈ：落差）、縦軸を単位流量Ｑ₁＝Ｑ
／√Ｈ（Ｑ：流量、Ｈ：落差）にとったグラフ上に複数
の等効率曲線で表わした際、与えられた落差Ｈと、流量
ＱとよりＱ₁＝Ｑ／√Ｈを求め、水車特性上のこのＱ₁一
定の線上で効率が最高になるｎ₁を選択し、これにより
ｎ＝ｎ₁√Ｈを求めるものである。また、特開昭６２−
０７１４９７号公報には、可変速水車発電装置の制御装
置が開示されている。水車特性関数発生器を備えている
が、その中で最適回転数指令と最適案内羽根開度指令を
演算する方法については最高効率で運転するためと記載
してあるのみである。したがって、従来の技術では、本
発明の対象とする振動・騒音特性から見た最適回転数や
ガイドベ−ン開度を決定する手段あるいは運転方法が欠
除している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の可変速水車発電
装置にあっては、最高効率ライン上で運転させようとす
ると、水圧脈動・振動・騒音が大きく、また、水車ラン
ナ入口でキャビテ−ションが発生してランナの壞食が進
み、水車の寿命を縮める原因となる問題があった。

【０００４】本発明の目的は、若干の水車効率を犠牲に
して、水車ランナの寿命を延ばし運転中の振動・騒音を
抑え、水車特性関数発生器により水車振動特性から見た
最適回転数を決めるのに好適な可変速水車発電装置及び
可変速水車の運転方法を提供することにある。

【０００５】そして本発明の他の目的は、ランナ水車入
口の水圧脈動が極小となり、入口キャビテ−ションが発
生しないランナ無衝突流入状態を具体的に定める手段を
提供することにある。

【０００６】また本発明の他の目的は、ドラフトチュ−
ブの水圧脈動が極小となるドラフト無旋回ラインを具体
的に定める手段を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る可変速水車発電装置は、可変速の水車
又はポンプ水車と、可変速の水車又はポンプ水車に直結
された可変速の発電機又は発電電動機とを有する可変速
水車発電装置において、水車又はポンプ水車固有の水力
特性を、横軸に単位回転速度と縦軸に単位出力をとって
等効率曲線で表わした際、ランナ水車入口における振動
・騒音が小さくなるランナ無衝突流入ラインとドラフト
チュ−ブ内部の流れがほぼ無旋回になり水圧脈動・騒音
が小さくなるドラフト無旋回ラインとのなす角度の二等
分線と、二等分線と単位出力に対し最高効率を与える単
位回転速度を結んだ最高効率ラインとのなす角度の第２
の二等分線と、第２の二等分線と二等分線とに挟まれる
領域又は二等分線を介して接する領域に最適運転ライン
を設定し、落差・出力に応じて最適運転ライン上の最適
回転速度及び最適ガイドベ−ン開度を演算する水車特性
関数発生器を備えてなる構成とする。

【０００８】そして二等分線を介して接する領域は、二
等分線と第２の二等分線とにより挟まれる三角帯の底辺
幅のほぼ６０％の底辺幅を有する三角帯に形成されてい
る構成でもよい。

【０００９】またランナ無衝突流入ラインを、最高効率
ラインに沿い最高効率ラインより１０単位回転速度高い
側へほぼ平行に移動して形成した構成でもよい。

【００１０】さらにドラフト無旋回ラインを、水車等効
率曲線上の任意の単位回転速度に対し、最高効率を与え
る単位出力を結んで形成した構成でもよい。

【００１１】そして可変速水車の運転方法においては、
可変速の発電機又は発電電動機に直結された可変速の水
車又はポンプ水車を運転する可変速水車の運転方法にお
いて、水車又はポンプ水車固有の水力特性を、横軸に単
位回転速度と縦軸に単位出力をとって等効率曲線で表わ
した際、ランナ水車入口における振動・騒音が小さくな
るランナ無衝突流入ラインとドラフトチュ−ブ内部の流
れがほぼ無旋回になり水圧脈動・騒音が小さくなるドラ
フト無旋回ラインとのなす角度の二等分線と、二等分線
と単位出力に対し最高効率を与える単位回転速度を結ん
だ最高効率ラインとのなす角度の第２の二等分線と、第
２の二等分線と二等分線とに挟まれる領域又は二等分線
を介して接する領域に最適運転ラインを設定し、水車特
性関数発生器により発電所の落差・出力に応じて最適運
転ライン上の最適回転速度及び最適ガイドベ−ン開度を
演算し運転する構成とする。

【００１２】そして二等分線を介して接する領域は、二
等分線と第２の二等分線とにより挟まれる三角帯の底辺
幅のほぼ６０％の底辺幅を有する三角帯に形成されてい
る構成でもよい。

【００１３】またランナ無衝突流入ラインを、最高効率
ラインに沿い最高効率ラインより１０単位回転速度高い
側へほぼ平行に移動して形成する構成でもよい。

【００１４】さらにドラフト無旋回ラインを、水車等効
率曲線上の任意の単位回転速度に対し、最高効率を与え
る単位出力を結んで形成する構成でもよい。

【００１５】

【作用】本発明によれば、図５は、横軸を水車単位回転
速度ｎ₁₁＝ｎ/√Ｈ・Ｄ（ｎ：回転速度、Ｈ：落差、Ｄ：
ランナ径）、縦軸を単位流量Ｑ₁₁＝Ｑ/√Ｈ/Ｄ²（Ｑ：
流量、Ｈ：落差、Ｄ：ランナ径）で表した水車等効率曲
線Ａ上に、ランナ水車入口部（プライミング部）の水圧
脈動の大きさΔＨ／Ｈを、一定回転速度Ｊごとに円の大
きさで示したものである。プライミング水圧脈動が極小
となるランナ無衝突流入ラインＣは最高効率ラインＢと
は一致せず、最高効率ラインＢよりほぼｎ₁₁にして１０
単位回転速度だけ、高ｎ₁₁側へほぼ平行移動した位置に
存在する。これは、ランナ羽根入口の無衝突流入に関し
た現象である。図６は、単位落差当りの速度で示したラ
ンナ羽根入口の速度三角形である。図中、Ｕはランナ羽
根入口における周速、Ｃはガイドベ−ンからランナに向
かう絶対流速、Ｗは回転するランナから見た相対流速で
ある。今、単位回転速度がｎ₁₁＊のとき、ランナ羽根入
口が無衝突流入になっていると仮定する。一般には、単
位回転速度ｎ₁₁＊がこれより若干小さいｎ₁₁＊＊におい
て（ｎ₁₁＊＊＜ｎ₁₁＊）、ランナへの相対流入角β＊＊
がより大きくなり（β＊＊＞β＊）、ランナ羽根入口に
おいて羽根が仕事をするので効率が上昇する。従って、
逆に、プライミング水圧脈動が小さい良好な運転特性を
得るためには、最高効率ラインＢを離れて、よりランナ
無衝突流入ラインＣに近いところで運転するのが望まし
い。また、ランナ無衝突流入ラインでは、水車入口キャ
ビテ−ションの発生もなく、キャビテ−ションによる壞
食の進行もないことが保証される。

【００１６】一方、図７は、横軸を水車単位回転速度ｎ
₁₁＝ｎ/√Ｈ・Ｄ（ｎ：回転速度、Ｈ：落差、Ｄ：ランナ
径）、縦軸を単位流量Ｑ₁₁＝Ｑ/√Ｈ/Ｄ²（Ｑ：流量、
Ｈ：落差、Ｄ：ランナ径）で表した水車等効率曲線上
に、ドラフトチュ−ブ水圧脈動の大きさを円の大きさで
示したものである。図７より明らかなように、ドラフト
無旋回ラインＤは最高効率ラインＢより離れており、こ
れと交叉している。図８は、一般的なフランシス型水車
あるいはポンプ水車の水車効率特性を、横軸を単位流量
Ｑ₁₁にとって表したものである。よく知られているよう
に、最高効率点においてはランナから流出する流れは無
旋回の状態でドラフトチュ−ブへ流入し、水圧脈動も小
さい。一方、これより低い流量においてはランナと同じ
方向へ旋回した流れがドラフトチュ−ブヘ流入し、この
旋回流れの増大にしたがって水圧脈動も大きくなる。ま
た、一方、最高効率点より大きい流量においては、ラン
ナと逆方向に回転した流れがドラフトチュ−ブに流入
し、やはり最高効率点から離れれば離れるほど、ドラフ
トチュ−ブ水圧脈動は大きくなる。つまり、ドラフトチ
ュ−ブ水圧脈動はランナから流出する流れの旋回の大き
さに依存しており、ドラフト無旋回の状態で水圧脈動は
極小となり、また、その位置でほぼ効率も最大値をむか
える。この状況を図７に示す水車等効率曲線上に移し替
えて見ると、図７におけるドラフト無旋回ラインＤつま
りドラフト水圧脈動極小ラインＤは、前記水車等効率曲
線上において、任意のｎ₁₁に対し、最高効率となるＱ₁₁
を結んだ線と考えることもできる。図７より明らかなよ
うに、ドラフト無旋回ラインＤは最高効率ラインＢとは
離れており、よりドラフト無旋回ラインＤに近づいた所
で運転する方がドラフト水圧脈動は小さくなることがわ
かる。

【００１７】本発明によれば、最適運転帯内で可変速運
転させることにより、最高効率ラインよりもランナ無衝
突流入ライン又はドラフト無旋回ラインに近づく方向に
なるため、水圧脈動を減少させ振動・騒音が抑えられ
る。

【００１８】

【実施例】本発明の一実施例を図１を参照しながら説明
する。図１に示すように、可変速の水車又はポンプ水車
と、可変速の水車又はポンプ水車に直結された可変速の
発電機又は発電電動機とを有する可変速水車発電装置に
おいて、水車又はポンプ水車固有の水力特性を、横軸に
単位回転速度と縦軸に単位出力をとって等効率曲線で表
わした際、ランナ水車入口における振動・騒音が小さく
なるランナ無衝突流入ラインＣとドラフトチュ−ブ内部
の流れがほぼ無旋回になり水圧脈動・騒音が小さくなる
ドラフト無旋回ラインＤとのなす角度の二等分線Ｅと、
二等分線Ｅと単位出力に対し最高効率を与える単位回転
速度を結んだ最高効率ラインＢとのなす角度の第２の二
等分線Ｋと、第２の二等分線Ｋと二等分線Ｅとに挟まれ
る領域Ｌ又は二等分線を介して接する領域Ｆに最適運転
ラインＧを設定し、落差・出力に応じて最適運転ライン
Ｇ上の最適回転速度及び最適ガイドベ−ン開度を演算す
る水車特性関数発生器（図示しない）を備えてなる構成
とする。

【００１９】図１は、横軸を単位回転速度ｎ₁₁に、縦軸
を単位出力Ｐ₁₁にとった水車等効率曲線を示し、縦軸の
単位出力Ｐ₁₁は単位流量Ｑ₁₁としても同じである。なぜ
なら、Ｐ₁₁＝Ｑ₁₁ηρｇの関係があり、Ｐ₁₁とＱ₁₁とは
一対一に対応しているからである。任意のＰ₁₁に対して
最高効率を与えるｎ₁₁を結んだ最高効率ラインＢ、ラン
ナ無衝突流入ラインＣ及びドラフト無旋回ラインＤが図
示されており、ランナ無衝突流入ラインＣとドラフト無
旋回ラインＤとは、予めモデルテスト等によって、個々
のポンプ水車に対し求めておくのが望ましい。しかし、
そのデ−タがない場合は、以下のように定めることもで
きる。（１）ランナ無衝突流入ラインＣは最高効率ラインＢを
ｎ₁₁にして１０単位回転速度だけ高ｎ₁₁側へずらす。（２）ドラフト無旋回ラインＤは任意のｎ₁₁に対し最高
効率を与えるＰ₁₁を結んだラインとする。ランナ無衝突
流入ラインＣとドラフト無旋回ラインＤとは直線である
必要はない。次に、ランナ無衝突流入ラインＣとドラフト無旋回ライ
ンＤとのなす角度の二等分線をＥとする。ランナ無衝突
流入ラインＣとドラフト無旋回ラインＤのどちらか一
方、あるいは両方が直線ではない時は、ランナ無衝突流
入ラインＣとドラフト無旋回ラインＤとに内接する円を
多数描き、その中心を結び二等分線Ｅとする。

【００２０】二等分線Ｅと最高効率ラインＢとの間にで
きた三角帯の領域Ｌの幅を０〜１（二等分線Ｅを０）と
する。このとき、−０．３〜０．５の間の領域をＬ，Ｆ
とし、領域Ｌ又はＦの中に一本の最適運転ラインＧを引
く。つまり二等分線Ｅと最高効率ラインＢとのなす角度
の第２の二等分線Ｋと、第２の二等分線Ｋと二等分線Ｅ
とに挟まれる領域Ｌ又は二等分線を介して接する領域Ｆ
に最適運転ラインＧを設定する。二等分線Ｅを介して接
する領域Ｆは、二等分線Ｅと第２の二等分線Ｋとにより
挟まれる三角帯の底辺幅のほぼ６０％の底辺幅を有する
三角帯に形成されているものとする。可変速水車あるい
はポンプ水車は、以下のように運転される。すなわち、
任意の発電所出力指令Ｐ₀、その時点の発電所の落差Ｈ
に対してＰ₁₁を（１）式により計算する。

【００２１】

【数１】

【００２２】次に、最適運転ラインＧ上のＰ₁₁に対する
ｎ₁₁を求め、このｎ₁₁よりｎａ＝ｎ ₁₁√Ｈ／Ｄの式に基
づいて得られる最適回転速度ｎａを求める。水車はこの
最適回転速度で運転するよう制御される。また、ガイド
ベ−ン開度については、最適運転ラインＧ上のＰ₁₁に対
するガイドベ−ン開度を求め、このガイドベ−ン開度で
運転するよう制御される。

【００２３】さらに、本発明による可変速水車発電装置
の実施例を図２を参照しながら説明する。図２は、可変
速水車発電装置の制御装置の構成例を示すものである。
図２において、誘導機１はその回転子に直結された水車
２によって回転駆動され、誘導機１の２次巻線１ｂには
周波数変換器（図示しない）を備えた２次励磁制御装置
３により誘導機１の回転速度に応じて所定の位相に調整
された交流励磁電流が供給され、誘導機１の１次巻線１
ａからは交流系統４と等しい周波数の交流電力が出力さ
れるように可変速運転が行なわれる。水車特性関数発生
器５は、外部から与えられる発電所出力指令Ｐ₀と水位
検出信号Ｈ₀とを入力し、最適運転ライン上の最適回転
速度と最適ガイドベ−ン開度とを演算して最適回転速度
指令ｎａと最適ガイドベ−ン開度指令Ｙａとを発生す
る。スリップ位相検出器７は、交流系統４の電圧位相と
電気角とで表した誘導機１の２次側回転位相の差に等し
いスリップ位相Ｓｐを検出する。スリップ位相検出器７
の回転子は誘導機１の１次巻線１ａと並列に接続された
３相巻線が設けられ、スリップ位相検出器７の固定子側
には電気角でπ／２だけ異なる位置にホ−ルコンバ−タ
（図示しない）がそれぞれ１個設けられていて、誘導機
１の２次側から見た交流系統４の電圧位相の一致した信
号がホ−ルコンバ−タより検出され、スリップ位相Ｓｐ
に変換される。外部発電出力指令Ｐ₀は水車特性関数発
生装置５に入力されるとともに、２次励磁制御装置３へ
の発電出力指令として入力される。この誘導機出力指令
Ｐgとスリップ位相検出器７のスリップ位相信号Ｓｐと
は２次励磁制御回路３に入力され、有効電力検出器９で
検出される誘導機１の水車出力Ｐの検出信号が誘導機出
力指令Ｐgに等しくなるように誘導機１の２次側巻線１
ｂに供給する交流励磁電流を制御する。回転速度制御装
置１６は、水車特性関数発生器５からの最適回転速度指
令ｎａと、回転速度検出器６からの回転速度検出信号Ｎ
とを比較しガイドベ−ン開度補正信号ΔＹを出力する。
水車特性関数発生器５からの最適ガイドベ−ン開度指令
Ｙａは加算器２１によってガイドベ−ン開度補正信号Δ
Ｙと加算されてガイドベ−ン駆動装置１０に入力され、
ガイドベ−ン開度１１を調節することにより水車出力Ｐ
を制御する。

【００２４】本発明による水車特性関数発生器５に入力
される最適回転速度指令ｎａを与える関数の一例を図３
に示す。図３はいくつかの落差Ｈに対して、各水車出力
Ｐごとに最適回転速度ｎａを与える曲線を示している。
ここに与えられた落差の中間の落差に対しては、この関
数群を補間することによって最適回転速度ｎａを得る。
これらの曲線は次のようにして求められる。すなわち、
ある落差Ｈ、水車出力Ｐに対して、単位出力Ｐ₁₁を
（２）式により求める。

【００２５】

【数２】

【００２６】図１に示す最適運転ラインＧ上で単位出力
Ｐ₁₁に対する単位回転速度ｎ₁₁を読む。このｎ₁₁より、
ｎ＝ｎ₁₁√Ｈ／Ｄの式に基づいて最適回転速度ｎａを求
める。いくつかの落差に対してこの操作を繰り返すこと
により図３に示される関数群が得られる。低落差の場
合、高落差に比べて、同じ水車出力を得ようとすると単
位出力Ｐ₁₁は大きくなるため、最適運転ラインＧ上で求
められる最適回転速度ｎａも高くなるのが一般的な特徴
である。また、図３に示すように、一般には可変速水車
発電装置の最低回転速度が存在する。さらに、図３にお
いて点線で示される従来の最高効率ラインを用いた場合
に比べて、同じく図３に実線で示される本発明による最
適運転ラインを用いた場合は、同じＰ₁₁に対してより高
いｎ₁₁を選ぶため、最適回転数はより高めに設定される
という特徴がある。また、同じ発電機出力に対して可変
速発電機の回転速度が高めになるということは、トルク
が減少することと同じであり、電流が減少するので発電
機設計が容易になるという効果もある。

【００２７】また、本発明による水車特性関数発生器５
に入力される最適ガイドベ−ン開度指令Ｙａを与える関
数の一例を図４に示す。図４はいくつかの落差に対し
て、各水車出力Ｐごとに最適ガイドベ−ン開度Ｙａを与
える曲線を示している。ここに与えられた落差の中間の
中落差に対しては、この関数群を補間することによって
最適ガイドベ−ン開度Ｙａを得る。これらの曲線は次の
ようにして求められる。すなわち、ある落差Ｈ、ガイド
ベ−ン開度Ｙに対して、図１に示す最適運転ラインＧ上
でＰ₁₁とｎ₁₁とを読む。これらより、ｎ＝ｎ₁₁√Ｈ／Ｄ
および（３）式に基づいて最適回転速度ｎａと水車出力
Ｐとを求める。

【００２８】

【数３】

【００２９】いくつかの落差に対してこの操作を繰り返
すことにより図４に示される関数群が得られる。低落差
の場合、高落差に比べて、同じ水車出力を得ようとする
と単位出力Ｐ₁₁は大きくなるため、最適運転ラインＧ上
で求められる最適ガイドベ−ン開度Ｙａも高くなるのが
一般的な特徴である。図４において点線で示される従来
の最高効率ラインを用いた場合に比べて、同じく図４に
実線で示される本発明による最適運転ラインを用いた最
適ガイドベ−ン開度は、より高めに設定されるという特
徴がある。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、可変速の水車又はポン
プ水車を最適運転ライン上で運転するため、水車効率の
大幅な犠牲を抑制して、振動・騒音の小さい状態で運転
することができる。また、振動・騒音の小さい状態で運
転される結果、水車の寿命を延ばすことができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】図１の制御装置を示す構成図である。

【図３】水車特性関数発生器の最適回転速度関数の例を
示すグラフである。

【図４】水車特性関数発生器の最適ガイドベ−ン開度関
数の例を示すグラフである。

【図５】水車プライミングの水圧脈動分布を示すグラフ
である。

【図６】ランナ水車入口の速度三角形を表す図である。

【図７】水車ドラフトチュ−ブの水圧脈動分布を示すグ
ラフである。

【図８】水車ドラフトチュ−ブ内の旋回流れを表すグラ
フである。

【符号の説明】

１誘導機１ａ一次巻線１ｂ２次巻線２水車３２次励磁制御装置４交流系統５水車特性関数発生器６回転速度検出器７スリップ位相検出器９有効電力検出器１０ガイドベ−ン駆動装置１１ガイドベ−ン１２変圧器１６回転速度制御装置２１加算器Ｂ最高効率ラインＣランナ無衝突流入ラインＤドラフト無旋回ラインＥ二等分線Ｆ領域Ｇ最適運転ラインＫ第２の二等分線Ｌ領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】可変速の水車又はポンプ水車と、該可変
速の水車又はポンプ水車に直結された可変速の発電機又
は発電電動機とを有する可変速水車発電装置において、
前記水車又はポンプ水車固有の水力特性を、横軸に単位
回転速度と縦軸に単位出力をとって等効率曲線で表わし
た際、ランナ水車入口における振動・騒音が小さくなる
ランナ無衝突流入ラインとドラフトチュ−ブ内部の流れ
がほぼ無旋回になり水圧脈動・騒音が小さくなるドラフ
ト無旋回ラインとのなす角度の二等分線と、該二等分線
と単位出力に対し最高効率を与える単位回転速度を結ん
だ最高効率ラインとのなす角度の第２の二等分線と、該
第２の二等分線と前記二等分線とに挟まれる領域又は該
二等分線を介して接する領域に最適運転ラインを設定
し、落差・出力に応じて該最適運転ライン上の最適回転
速度及び最適ガイドベ−ン開度を演算する水車特性関数
発生器を備えてなることを特徴とする可変速水車発電装
置。
【請求項２】請求項１記載の可変速水車発電装置にお
いて、二等分線を介して接する領域は、該二等分線と第
２の二等分線とにより挟まれる三角帯の底辺幅のほぼ６
０％の底辺幅を有する三角帯に形成されていることを特
徴とする可変速水車発電装置。
【請求項３】請求項１記載の可変速水車発電装置にお
いて、ランナ無衝突流入ラインを、最高効率ラインに沿
い該最高効率ラインより１０単位回転速度高い側へほぼ
平行に移動して形成したことを特徴とする可変速水車発
電装置。
【請求項４】請求項１記載の可変速水車発電装置にお
いて、ドラフト無旋回ラインを、水車等効率曲線上の任
意の単位回転速度に対し、最高効率を与える単位出力を
結んで形成したことを特徴とする可変速水車発電装置。
【請求項５】可変速の発電機又は発電電動機に直結さ
れた可変速の水車又はポンプ水車を運転する可変速水車
の運転方法において、前記水車又はポンプ水車固有の水
力特性を、横軸に単位回転速度と縦軸に単位出力をとっ
て等効率曲線で表わした際、ランナ水車入口における振
動・騒音が小さくなるランナ無衝突流入ラインとドラフ
トチュ−ブ内部の流れがほぼ無旋回になり水圧脈動・騒
音が小さくなるドラフト無旋回ラインとのなす角度の二
等分線と、該二等分線と単位出力に対し最高効率を与え
る単位回転速度を結んだ最高効率ラインとのなす角度の
第２の二等分線と、該第２の二等分線と前記二等分線と
に挟まれる領域又は該二等分線を介して接する領域に最
適運転ラインを設定し、水車特性関数発生器により発電
所の落差・出力に応じて該最適運転ライン上の最適回転
速度及び最適ガイドベ−ン開度を演算することを特徴と
する可変速水車の運転方法。
【請求項６】請求項５記載の可変速水車の運転方法に
おいて、二等分線を介して接する領域は、該二等分線と
第２の二等分線とにより挟まれる三角帯の底辺幅のほぼ
６０％の底辺幅を有する三角帯に形成されていることを
特徴とする可変速水車の運転方法。
【請求項７】請求項５記載の可変速水車の運転方法に
おいて、ランナ無衝突流入ラインを、最高効率ラインに
沿い該最高効率ラインより１０単位回転速度高い側へほ
ぼ平行に移動して形成することを特徴とする可変速水車
の運転方法。
【請求項８】請求項５記載の可変速水車の運転方法に
おいて、ドラフト無旋回ラインを、水車等効率曲線上の
任意の単位回転速度に対し、最高効率を与える単位出力
を結んで形成することを特徴とする可変速水車の運転方
法。