JPH10141202A - ポンプ水車の制御方法及び装置 - Google Patents
ポンプ水車の制御方法及び装置Info
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- JPH10141202A JPH10141202A JP8300671A JP30067196A JPH10141202A JP H10141202 A JPH10141202 A JP H10141202A JP 8300671 A JP8300671 A JP 8300671A JP 30067196 A JP30067196 A JP 30067196A JP H10141202 A JPH10141202 A JP H10141202A
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- turbine
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- reverse flow
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- 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
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 逆流域での運転であることを確実に検出する
と共に逆流域から脱出することにある。 【解決手段】 ポンプまたはポンプ水車の揚水量Ｑを測
定し、測定された揚水量Ｑが、あらかじめ模型試験また
は実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ0 の下で得
られている逆流限界の流量Ｑ0 に対し、（Ｑ2 ／Ｈ）＜
（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）となった場合、ポンプまたはポンプ水
車が逆流領域で運転していると判断する。
と共に逆流域から脱出することにある。 【解決手段】 ポンプまたはポンプ水車の揚水量Ｑを測
定し、測定された揚水量Ｑが、あらかじめ模型試験また
は実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ0 の下で得
られている逆流限界の流量Ｑ0 に対し、（Ｑ2 ／Ｈ）＜
（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）となった場合、ポンプまたはポンプ水
車が逆流領域で運転していると判断する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプ水車等の揚
水機器の揚水運転時の運転制御方法に関する。
水機器の揚水運転時の運転制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】可変速ポンプ水車の運転範囲は、図１５
に示されるように最高揚程と最低揚程と最大ポンプ入力
と逆流限界線で囲まれた範囲である。すなわち、ある揚
程Ｈの下で、回転数を変化させることによって逆流限界
のＰmin から最大軸入力Ｐmaxまでの運転が可能とな
る。また、可変速揚水発電プラントでは、上池と下池の
水位差を測定し、そのときの運転範囲内で入力指令値に
プラント入力が一致するように制御している。
に示されるように最高揚程と最低揚程と最大ポンプ入力
と逆流限界線で囲まれた範囲である。すなわち、ある揚
程Ｈの下で、回転数を変化させることによって逆流限界
のＰmin から最大軸入力Ｐmaxまでの運転が可能とな
る。また、可変速揚水発電プラントでは、上池と下池の
水位差を測定し、そのときの運転範囲内で入力指令値に
プラント入力が一致するように制御している。
【０００３】よく知られているように、入力の下限であ
る逆流限界以下に入力を下げると、ポンプ水車ランナ内
に二次流れが発生し、部分的な逆流を起こす運転とな
る。この逆流域での運転は、不安定でランナポンプ入口
部分の水圧脈動が大きくなり、振動騒音が大きくなるた
め、長時間の運転では機器の破損につながるおそれがあ
る。
る逆流限界以下に入力を下げると、ポンプ水車ランナ内
に二次流れが発生し、部分的な逆流を起こす運転とな
る。この逆流域での運転は、不安定でランナポンプ入口
部分の水圧脈動が大きくなり、振動騒音が大きくなるた
め、長時間の運転では機器の破損につながるおそれがあ
る。
【０００４】また、図４に示すように逆流域外の通常運
転範囲では揚水量が減少すれば、揚程が上がりポンプ入
力が減少しているのに対し、逆流限界流量直後の逆流域
で、逆流域に入ったことによる効率の急低下により、揚
水量が減少しても揚程、ポンプ入力ともほとんど変化し
ない範囲が存在する。さらにポンプ水車ランナの特性に
よっては、図５に示すような逆流限界流量直後の逆流域
で、逆流域に入ったことによる効率の急低下により、揚
水量が減少しても揚程がいったん下がり、ポンプ入力が
いったん増えるような２重特性を有する範囲が存在す
る。
転範囲では揚水量が減少すれば、揚程が上がりポンプ入
力が減少しているのに対し、逆流限界流量直後の逆流域
で、逆流域に入ったことによる効率の急低下により、揚
水量が減少しても揚程、ポンプ入力ともほとんど変化し
ない範囲が存在する。さらにポンプ水車ランナの特性に
よっては、図５に示すような逆流限界流量直後の逆流域
で、逆流域に入ったことによる効率の急低下により、揚
水量が減少しても揚程がいったん下がり、ポンプ入力が
いったん増えるような２重特性を有する範囲が存在す
る。
【０００５】図１４は従来の制御ブロック図を示し、適
正ガイドベーン開度算出器１１には目標入力Ｐ* および
上池・下池水位差Ｈが入力され、信号ＧＶ* によってガ
イドベーンの開度が制御される。一方、適正回転速度算
出器１２には信号ＧＶ* が与えられ、回転速度Ｎ* が出
力され加算器１３を介して回転速度制御ブロック１４へ
入力される。上記加算器１３には入力偏差補正ブロック
１５からの出力信号が供給され、入力偏差補正ブロック
１５には目標入力Ｐ* およびプラント入力Ｐが供給され
る。
正ガイドベーン開度算出器１１には目標入力Ｐ* および
上池・下池水位差Ｈが入力され、信号ＧＶ* によってガ
イドベーンの開度が制御される。一方、適正回転速度算
出器１２には信号ＧＶ* が与えられ、回転速度Ｎ* が出
力され加算器１３を介して回転速度制御ブロック１４へ
入力される。上記加算器１３には入力偏差補正ブロック
１５からの出力信号が供給され、入力偏差補正ブロック
１５には目標入力Ｐ* およびプラント入力Ｐが供給され
る。
【０００６】今、ポンプ起動時や、下限入力での運転中
に何らかの外乱により、運転状態が変化し逆流域に突入
したとする。入力が下限入力より小さい値となった場合
には、制御装置は、この入力低下を検出して、入力を増
やす方向に制御し、回転数を上昇させて逆流域から脱出
できる。しかし、上記ポンプ入力が変化しない、または
２重特性を持つ逆流特性では、制御装置は入力低下を検
出できないので、この運転状態から抜け出す制御は行え
ず、そのまま逆流域での運転を続けることになる。
に何らかの外乱により、運転状態が変化し逆流域に突入
したとする。入力が下限入力より小さい値となった場合
には、制御装置は、この入力低下を検出して、入力を増
やす方向に制御し、回転数を上昇させて逆流域から脱出
できる。しかし、上記ポンプ入力が変化しない、または
２重特性を持つ逆流特性では、制御装置は入力低下を検
出できないので、この運転状態から抜け出す制御は行え
ず、そのまま逆流域での運転を続けることになる。
【０００７】定速機でも同様に逆流域は存在する。特に
高揚程運転点で運転中の定速機が外乱により揚程が上昇
した場合に逆流域に突入する恐れがある。可変速ポンプ
またはポンプ水車の逆流域の回避方法としては、下限入
力側に運転禁止域を設け、外乱によって運転状態が変化
しても逆流域に入らないようにあらかじめ設定しておく
方法や、特開平１−１６３４７３号にあるように逆流域
に近づいたことを検出して割り込み制御をかけてポンプ
回転数を上昇させて逆流域に突入するのを防ぐ方法があ
る。しかしながら、いずれの場合も運転範囲を狭く設定
することになり、可変速ポンプ運転の本来の目的である
入力可変幅を犠牲にすることになる。また、逆流域に入
ってしまった後の運転制御方法については開示されたも
のはない。
高揚程運転点で運転中の定速機が外乱により揚程が上昇
した場合に逆流域に突入する恐れがある。可変速ポンプ
またはポンプ水車の逆流域の回避方法としては、下限入
力側に運転禁止域を設け、外乱によって運転状態が変化
しても逆流域に入らないようにあらかじめ設定しておく
方法や、特開平１−１６３４７３号にあるように逆流域
に近づいたことを検出して割り込み制御をかけてポンプ
回転数を上昇させて逆流域に突入するのを防ぐ方法があ
る。しかしながら、いずれの場合も運転範囲を狭く設定
することになり、可変速ポンプ運転の本来の目的である
入力可変幅を犠牲にすることになる。また、逆流域に入
ってしまった後の運転制御方法については開示されたも
のはない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の可変速
水力機械の制御方法では、ポンプ起動時や何らかの外乱
により逆流域に突入した場合、逆流域から抜け出す制御
が行えず、運転状態が不安定で振動脈動が大きい逆流域
で長時間運転することになり、機器の破損や寿命の短縮
につながる恐れがある。
水力機械の制御方法では、ポンプ起動時や何らかの外乱
により逆流域に突入した場合、逆流域から抜け出す制御
が行えず、運転状態が不安定で振動脈動が大きい逆流域
で長時間運転することになり、機器の破損や寿命の短縮
につながる恐れがある。
【０００９】そこで請求項１から５に記載の発明の目的
は、逆流域での運転であることを確実に検出できる制御
方法を提供することにある。
は、逆流域での運転であることを確実に検出できる制御
方法を提供することにある。
【００１０】また、請求項６から８に記載の発明の目的
は、確実に逆流域から脱出できる制御方法を提供するこ
とにある。
は、確実に逆流域から脱出できる制御方法を提供するこ
とにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、上池・下池の水位差Ｈ、プ
ラント入力Ｐ及び回転速度Ｎを検出し、これらの数値に
基いて運転制御する可変速ポンプ・ポンプ水車の下限入
力付近のポンプ運転時、または定速ポンプ・ポンプ水車
の高揚程運転時において、ポンプまたはポンプ水車の揚
水量Ｑを測定し、測定された揚水量Ｑが、あらかじめ模
型試験または実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ
0 の下で得られている逆流限界の流量Ｑ0 に対し、（Ｑ
2 ／Ｈ）＜（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）となった場合、ポンプまた
はポンプ水車が逆流領域で運転していると判断すること
を特徴とするものである。
に請求項１に記載の発明は、上池・下池の水位差Ｈ、プ
ラント入力Ｐ及び回転速度Ｎを検出し、これらの数値に
基いて運転制御する可変速ポンプ・ポンプ水車の下限入
力付近のポンプ運転時、または定速ポンプ・ポンプ水車
の高揚程運転時において、ポンプまたはポンプ水車の揚
水量Ｑを測定し、測定された揚水量Ｑが、あらかじめ模
型試験または実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ
0 の下で得られている逆流限界の流量Ｑ0 に対し、（Ｑ
2 ／Ｈ）＜（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）となった場合、ポンプまた
はポンプ水車が逆流領域で運転していると判断すること
を特徴とするものである。
【００１２】請求項２に記載の発明は、ポンプ入口近く
の流路の水圧脈動または振動の振幅を検出し、あらかじ
め模型試験または実物調整試験時に得られている逆流限
界での水圧脈動または振動の振幅を越えた場合、ポンプ
またはポンプ水車が逆流領域で運転していると判断する
ことを特徴とする制御方法である。
の流路の水圧脈動または振動の振幅を検出し、あらかじ
め模型試験または実物調整試験時に得られている逆流限
界での水圧脈動または振動の振幅を越えた場合、ポンプ
またはポンプ水車が逆流領域で運転していると判断する
ことを特徴とする制御方法である。
【００１３】請求項３に記載の発明は、現在運転中の回
転数を変えずにガイドベーンを現在運転中の開度に対
し、最大開度の±３％以内の範囲で変化させたときのシ
ステム入力を検出し、入力が変化しない場合に、ポンプ
またはポンプ水車が逆流領域で運転していると判断する
ことを特徴とする制御方法である。
転数を変えずにガイドベーンを現在運転中の開度に対
し、最大開度の±３％以内の範囲で変化させたときのシ
ステム入力を検出し、入力が変化しない場合に、ポンプ
またはポンプ水車が逆流領域で運転していると判断する
ことを特徴とする制御方法である。
【００１４】請求項４に記載の発明は、あらかじめ模型
試験または実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ0
の下で得られている逆流限界の入力Ｐ0 と、逆流域から
脱出可能な運転点と逆流限界運転点によって定まる係数
αに対し、運転中に検出された上池・下池の水位差Ｈ、
プラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して制御に
移行することを特徴とするものである。
試験または実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ0
の下で得られている逆流限界の入力Ｐ0 と、逆流域から
脱出可能な運転点と逆流限界運転点によって定まる係数
αに対し、運転中に検出された上池・下池の水位差Ｈ、
プラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して制御に
移行することを特徴とするものである。
【００１５】請求項５に記載の発明は、あらかじめ模型
試験または実物調整試験時に、逆流限界のガイドベーン
開度ａ0 と、逆流域からの脱出しにくさによって定める
係数βに対し、運転中のガイドベーン開度ａが ａ＜β×ａ0 の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して制御に
移行することを特徴とするものである。
試験または実物調整試験時に、逆流限界のガイドベーン
開度ａ0 と、逆流域からの脱出しにくさによって定める
係数βに対し、運転中のガイドベーン開度ａが ａ＜β×ａ0 の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して制御に
移行することを特徴とするものである。
【００１６】請求項６に記載の発明は、ポンプまたはポ
ンプ水車が逆流領域で運転していることを逆流域からの
脱出方法に関し、逆流領域で運転して判断した時、ポン
プまたはポンプ水車の回転速度を上昇制御するととも
に、ポンプ水車のガイドベーンを閉口制御するものであ
る。
ンプ水車が逆流領域で運転していることを逆流域からの
脱出方法に関し、逆流領域で運転して判断した時、ポン
プまたはポンプ水車の回転速度を上昇制御するととも
に、ポンプ水車のガイドベーンを閉口制御するものであ
る。
【００１７】請求項７に記載の発明は、あらかじめ模型
試験または実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ0
の下で得られている逆流限界の入力Ｐ0 と、逆流域から
脱出可能な運転点と逆流限界運転点によって定まる係数
αに対し、運転中に検出された上池・下池の水位差Ｈ、
プラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲である危険域の外までポンプ水車ラ
ンナの回転速度を上昇制御することを特徴とするもので
ある。請求項８に記載の発明は、逆流域からの脱出方法
として、ポンプ水車のガイドベーンを運転中のガイドベ
ーン開度に対して、いったん閉口または開口制御した後
速やかに元の開度に戻すものである。
試験または実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ0
の下で得られている逆流限界の入力Ｐ0 と、逆流域から
脱出可能な運転点と逆流限界運転点によって定まる係数
αに対し、運転中に検出された上池・下池の水位差Ｈ、
プラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲である危険域の外までポンプ水車ラ
ンナの回転速度を上昇制御することを特徴とするもので
ある。請求項８に記載の発明は、逆流域からの脱出方法
として、ポンプ水車のガイドベーンを運転中のガイドベ
ーン開度に対して、いったん閉口または開口制御した後
速やかに元の開度に戻すものである。
【００１８】請求項１から３に記載の発明は、ポンプ水
車が逆流域で運転していることを判断できる制御方法に
関するものである。図４に示すような逆流限界直後の逆
流域で入力が変化しない領域または、図５に示すような
逆流域で２重特性を持つ領域に突入した場合、従来の機
械ではポンプ入口が変化しないので逆流域での運転であ
ると判断できなかった。しかし、この場合入力は変化し
ないものの、図に示したように揚水量は、減少している
ことが分かる。請求項１の発明では、ポンプ水車の揚水
量を検出し、逆流限界の揚水量以下になっている場合逆
流領域の運転であると判断することで、確実に逆流域の
運転を判断できる。また、可変速ポンプ水車の場合、回
転数が変化すると逆流流量も変化するが、揚程と揚水量
の関係式（Ｑ2 ／Ｈ）の値は、回転数によって変化しな
い。そこで、模型試験または実物調整試験時に、ある上
池・下池の水位差Ｈ0 の下で得られている逆流限界の流
量Ｑ0 を一点測定しておけば、水位差Ｈのもとで測定さ
れた揚水量Ｑが、（Ｑ2 ／Ｈ）＜（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）とな
った場合、ポンプまたはポンプ水車が逆流領域で運転し
ていると判断できる。
車が逆流域で運転していることを判断できる制御方法に
関するものである。図４に示すような逆流限界直後の逆
流域で入力が変化しない領域または、図５に示すような
逆流域で２重特性を持つ領域に突入した場合、従来の機
械ではポンプ入口が変化しないので逆流域での運転であ
ると判断できなかった。しかし、この場合入力は変化し
ないものの、図に示したように揚水量は、減少している
ことが分かる。請求項１の発明では、ポンプ水車の揚水
量を検出し、逆流限界の揚水量以下になっている場合逆
流領域の運転であると判断することで、確実に逆流域の
運転を判断できる。また、可変速ポンプ水車の場合、回
転数が変化すると逆流流量も変化するが、揚程と揚水量
の関係式（Ｑ2 ／Ｈ）の値は、回転数によって変化しな
い。そこで、模型試験または実物調整試験時に、ある上
池・下池の水位差Ｈ0 の下で得られている逆流限界の流
量Ｑ0 を一点測定しておけば、水位差Ｈのもとで測定さ
れた揚水量Ｑが、（Ｑ2 ／Ｈ）＜（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）とな
った場合、ポンプまたはポンプ水車が逆流領域で運転し
ていると判断できる。
【００１９】また、請求項２の発明は、図１０に示すよ
うにある特定の揚水量Ｑ以下の逆流域でポンプ入口の水
圧脈動や振動の振幅が大きくなることを利用して、逆流
域での運転かどうかを判断できる。
うにある特定の揚水量Ｑ以下の逆流域でポンプ入口の水
圧脈動や振動の振幅が大きくなることを利用して、逆流
域での運転かどうかを判断できる。
【００２０】請求項３の発明は、図１１に示すように通
常運転範囲ではガイドベーン開度をある程度変化させた
場合、揚水量が変化する分だけポンプ入力が変化する
が、逆流限界直後の運転状態ではガイドベーン開度を変
化させて揚水量を変化させてもポンプ入力が変化しない
ことを利用したものである。すなわちガイドベーン開度
を現在運転中の開度に対し、最大開度の±３％以内の範
囲で変化させたときのシステム入力を検出し、入力が変
化しない場合に、ポンプまたはポンプ水車が逆流領域で
運転していると判断する。
常運転範囲ではガイドベーン開度をある程度変化させた
場合、揚水量が変化する分だけポンプ入力が変化する
が、逆流限界直後の運転状態ではガイドベーン開度を変
化させて揚水量を変化させてもポンプ入力が変化しない
ことを利用したものである。すなわちガイドベーン開度
を現在運転中の開度に対し、最大開度の±３％以内の範
囲で変化させたときのシステム入力を検出し、入力が変
化しない場合に、ポンプまたはポンプ水車が逆流領域で
運転していると判断する。
【００２１】請求項４、５の発明は、逆流域に近い運転
領域を危険域として判断し、危険域内でのみ逆流域内で
の運転かどうかの判断を行う制御に移行する。これによ
り、通常運転範囲で制御装置の誤動作を防げる。
領域を危険域として判断し、危険域内でのみ逆流域内で
の運転かどうかの判断を行う制御に移行する。これによ
り、通常運転範囲で制御装置の誤動作を防げる。
【００２２】請求項４の発明は、逆流限界に対する余裕
が同一な運転点のプラント入力と水位差との関係式Ｐ2
／Ｈ3 の値が回転速度によって変化しない事と、逆流域
から脱出できる揚程が上記ポンプ２重特性の大きさによ
って定まる事を利用する。すなわち、あらかじめ模型試
験または実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ0の
下で得られている逆流限界の入力Ｐ0 と、逆流域から脱
出可能な運転点と逆流限界運転点によって定まる係数α
に対し、運転中に検出された上池・下池の水位差Ｈ、プ
ラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して、請求
項１から３に記載の制御装置を生かす制御に移行する。
が同一な運転点のプラント入力と水位差との関係式Ｐ2
／Ｈ3 の値が回転速度によって変化しない事と、逆流域
から脱出できる揚程が上記ポンプ２重特性の大きさによ
って定まる事を利用する。すなわち、あらかじめ模型試
験または実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ0の
下で得られている逆流限界の入力Ｐ0 と、逆流域から脱
出可能な運転点と逆流限界運転点によって定まる係数α
に対し、運転中に検出された上池・下池の水位差Ｈ、プ
ラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して、請求
項１から３に記載の制御装置を生かす制御に移行する。
【００２３】請求項５の発明は、適正ガイドベーン開度
が同一の運転点では、逆流限界に対する余裕が同じであ
ることを利用する。また、逆流域からの脱出しにくさ
は、上記ポンプ２重特性の大きさによって定まることを
利用する。すなわち、あらかじめ模型試験または実物調
整試験時に、逆流限界のガイドベーン開度ａ0 と、逆流
域からの脱出しにくさによって定める係数βに対し、運
転中のガイドベーン開度ａが ａ＜β×ａ0 の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して、請求
項１から３に記載の制御装置を生かす制御に移行する。
が同一の運転点では、逆流限界に対する余裕が同じであ
ることを利用する。また、逆流域からの脱出しにくさ
は、上記ポンプ２重特性の大きさによって定まることを
利用する。すなわち、あらかじめ模型試験または実物調
整試験時に、逆流限界のガイドベーン開度ａ0 と、逆流
域からの脱出しにくさによって定める係数βに対し、運
転中のガイドベーン開度ａが ａ＜β×ａ0 の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して、請求
項１から３に記載の制御装置を生かす制御に移行する。
【００２４】請求項６の発明は、請求項１〜３の制御装
置が逆流域の運転状態であると判断した場合、すみやか
に逆流域から脱出するための可変速ポンプまたはポンプ
水車の制御方法である。すなわち、逆流領域で運転して
いることを判断した後、ポンプまたはポンプ水車の回転
速度を上昇制御するとともに、ポンプ水車のガイドベー
ンを閉口制御するものである。回転数上昇制御により、
図８に示すようにポンプ特性が高揚程大流量側に動くの
で、逆流域から脱出できる。また、ガイドベーンを閉口
制御することにより、逆流域から脱出しやすくなるの
で、脱出が速やかに行える。
置が逆流域の運転状態であると判断した場合、すみやか
に逆流域から脱出するための可変速ポンプまたはポンプ
水車の制御方法である。すなわち、逆流領域で運転して
いることを判断した後、ポンプまたはポンプ水車の回転
速度を上昇制御するとともに、ポンプ水車のガイドベー
ンを閉口制御するものである。回転数上昇制御により、
図８に示すようにポンプ特性が高揚程大流量側に動くの
で、逆流域から脱出できる。また、ガイドベーンを閉口
制御することにより、逆流域から脱出しやすくなるの
で、脱出が速やかに行える。
【００２５】請求項７の発明は、請求項６の制御装置に
おいて、あらかじめ模型試験または実物調整試験時に、
上池・下池の水位差Ｈ0 の下で得られている逆流限界の
入力Ｐ0 と、逆流域から脱出可能な運転点と逆流限界運
転点によって定まる係数αに対し、運転中に検出された
上池・下池の水位差Ｈ、プラント入力Ｐが （Ｐ3 ／Ｈ2 ）＜α×（Ｐ0 3 ／Ｈ0 2 ） の関係を満たす範囲である危険域の外までポンプ水車ラ
ンナの回転速度を上昇制御する事により逆流領域からの
脱出を確実にするものである。
おいて、あらかじめ模型試験または実物調整試験時に、
上池・下池の水位差Ｈ0 の下で得られている逆流限界の
入力Ｐ0 と、逆流域から脱出可能な運転点と逆流限界運
転点によって定まる係数αに対し、運転中に検出された
上池・下池の水位差Ｈ、プラント入力Ｐが （Ｐ3 ／Ｈ2 ）＜α×（Ｐ0 3 ／Ｈ0 2 ） の関係を満たす範囲である危険域の外までポンプ水車ラ
ンナの回転速度を上昇制御する事により逆流領域からの
脱出を確実にするものである。
【００２６】請求項８の発明は、請求項１から３の制御
装置が、可変速ポンプ・ポンプ水車または定速ポンプ・
ポンプ水車が逆流領域で運転していることを判断した
時、ポンプ水車のガイドベーンを運転中のガイドベーン
開度に対して、いったん閉口または開口制御した後速や
かに元の開度に戻すことにより逆流領域から脱出するこ
とを特徴とする。逆流領域での運転中ガイドベーンを開
口または、閉口すると揚水量が減少するので、鉄管部の
水撃作用によって過渡的に揚程が低下する。このことを
利用して逆流域から脱出するのである。
装置が、可変速ポンプ・ポンプ水車または定速ポンプ・
ポンプ水車が逆流領域で運転していることを判断した
時、ポンプ水車のガイドベーンを運転中のガイドベーン
開度に対して、いったん閉口または開口制御した後速や
かに元の開度に戻すことにより逆流領域から脱出するこ
とを特徴とする。逆流領域での運転中ガイドベーンを開
口または、閉口すると揚水量が減少するので、鉄管部の
水撃作用によって過渡的に揚程が低下する。このことを
利用して逆流域から脱出するのである。
【００２７】
〔実施例１〕図１は本発明を適用するポンプ水車のシス
テムを示し、上池１と下池２との間には水位差Ｈが存し
ている。また、ポンプ水車３には可変速発電電動機４が
直結され、その固定子側には二次励磁装置５が接続され
ている。上池１とポンプ水車３との間は鉄管６で接続さ
れ、途中に流量計７が組込まれている。
テムを示し、上池１と下池２との間には水位差Ｈが存し
ている。また、ポンプ水車３には可変速発電電動機４が
直結され、その固定子側には二次励磁装置５が接続され
ている。上池１とポンプ水車３との間は鉄管６で接続さ
れ、途中に流量計７が組込まれている。
【００２８】また、図２は本発明による制御ブロック図
を示している。この制御ブロック図が図１４に示した従
来の制御ブロック図と異なる点は逆流域運転制御ブロッ
ク１６および危険域運転検出ブロック１７を新たに追加
した点にある。すなわち、逆流域運転制御ブロック１６
は接点１８を介して加算器１３および加算器１９に接続
されている。前記逆流域運転制御ブロック１６には揚水
量を示す信号Ｑと揚程を示す信号Ｈが供給される。一
方、危険域運転検出ブロック１７にはモータ入力を示す
信号Ｐと揚程を示す信号Ｈが供給される。そして、危険
域運転検出ブロック１７からの出力信号は前記接点の可
動側に接続されている。上池と下池との間の水位差Ｈ、
プラント入力Ｐ及び回転速度Ｎを検出して運転制御して
いる可変速ポンプ・ポンプ水車の下限入力付近のポンプ
運転時、または高揚程運転時の定速ポンプ・ポンプ水車
において、まず危険域運転判断制御ブロック７が、あら
かじめ模型試験または実物調整試験時に、上池・下池の
水位差Ｈ0 の下で得られている逆流限界の入力Ｐ0 と、
逆流域から脱出可能な運転点と逆流限界運転点によって
定まる係数αに対し、運転中に検出された上池・下池の
水位差Ｈ、プラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断する。危険
域での運転であると判断した時、逆流域運転判断制御ブ
ロック１６を生かす。
を示している。この制御ブロック図が図１４に示した従
来の制御ブロック図と異なる点は逆流域運転制御ブロッ
ク１６および危険域運転検出ブロック１７を新たに追加
した点にある。すなわち、逆流域運転制御ブロック１６
は接点１８を介して加算器１３および加算器１９に接続
されている。前記逆流域運転制御ブロック１６には揚水
量を示す信号Ｑと揚程を示す信号Ｈが供給される。一
方、危険域運転検出ブロック１７にはモータ入力を示す
信号Ｐと揚程を示す信号Ｈが供給される。そして、危険
域運転検出ブロック１７からの出力信号は前記接点の可
動側に接続されている。上池と下池との間の水位差Ｈ、
プラント入力Ｐ及び回転速度Ｎを検出して運転制御して
いる可変速ポンプ・ポンプ水車の下限入力付近のポンプ
運転時、または高揚程運転時の定速ポンプ・ポンプ水車
において、まず危険域運転判断制御ブロック７が、あら
かじめ模型試験または実物調整試験時に、上池・下池の
水位差Ｈ0 の下で得られている逆流限界の入力Ｐ0 と、
逆流域から脱出可能な運転点と逆流限界運転点によって
定まる係数αに対し、運転中に検出された上池・下池の
水位差Ｈ、プラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断する。危険
域での運転であると判断した時、逆流域運転判断制御ブ
ロック１６を生かす。
【００２９】逆流域運転判断制御ブロック１６は、流量
計６によってポンプまたはポンプ水車３の揚水量Ｑを測
定し、測定された揚水量Ｑが、あらかじめ模型試験また
は実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ0 の下で得
られている逆流限界の流量Ｑ0 に対し、（Ｑ2 ／Ｈ）＜
（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）となった場合、ポンプまたはポンプ水
車が逆流領域で運転していると判断する。逆流域運転判
断制御ブロック１６が逆流域での運転であると判断した
時、接点１８を閉じ逆流域脱出制御ブロック１６は、回
転速度を上昇制御すると共にポンプ水車のガイドベーン
を逆流限界の揚程が最高となる開度まで閉口させる。こ
の場合、逆流域脱出判断制御ブロックが、あらかじめ模
型試験または実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ
0 の下で得られている逆流限界の入力Ｐ0 と、逆流域か
ら脱出可能な運転点と逆流限界運転点によって定まる係
数αに対し、運転中に検出された上池・下池の水位差
Ｈ、プラント入力Ｐが （Ｐ3 ／Ｈ2 ）＜α×（Ｐ0 3 ／Ｈ0 2 ） の関係を満たす範囲である危険域の外であると判断する
までポンプ水車ランナの回転速度を上昇制御する。
計６によってポンプまたはポンプ水車３の揚水量Ｑを測
定し、測定された揚水量Ｑが、あらかじめ模型試験また
は実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ0 の下で得
られている逆流限界の流量Ｑ0 に対し、（Ｑ2 ／Ｈ）＜
（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）となった場合、ポンプまたはポンプ水
車が逆流領域で運転していると判断する。逆流域運転判
断制御ブロック１６が逆流域での運転であると判断した
時、接点１８を閉じ逆流域脱出制御ブロック１６は、回
転速度を上昇制御すると共にポンプ水車のガイドベーン
を逆流限界の揚程が最高となる開度まで閉口させる。こ
の場合、逆流域脱出判断制御ブロックが、あらかじめ模
型試験または実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ
0 の下で得られている逆流限界の入力Ｐ0 と、逆流域か
ら脱出可能な運転点と逆流限界運転点によって定まる係
数αに対し、運転中に検出された上池・下池の水位差
Ｈ、プラント入力Ｐが （Ｐ3 ／Ｈ2 ）＜α×（Ｐ0 3 ／Ｈ0 2 ） の関係を満たす範囲である危険域の外であると判断する
までポンプ水車ランナの回転速度を上昇制御する。
【００３０】一般に逆流限界に対する余裕が同一な運転
点でのプラント入力と水位差との関係式Ｐ2 ／Ｈ3 の値
は回転速度によって変化せず、又逆流域から脱出できる
揚程はポンプ２重特性の大きさによって定まる。αを、
図３に示すように逆流限界のＰ0 、Ｈ0 に対し、逆流域
の右上がり特性の谷部分の揚程より低い揚程の運転点の
Ｐ1 、Ｈ1 を用いて、 α＝（Ｐ1 2 ／Ｈ1 3 ）／（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） として定め、運転中に検出された上池・下池の水位差
Ｈ、プラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断できる。通
常、逆流域から十分離れた運転点では逆流域へ突入する
事はないので、危険域外の運転点では逆流域運転判断制
御を行わないことにより、何らかの外乱信号や過渡的な
状態変化により判断制御ブロックが誤動作し、逆流域で
の運転と判断してしまうことを防止できる。
点でのプラント入力と水位差との関係式Ｐ2 ／Ｈ3 の値
は回転速度によって変化せず、又逆流域から脱出できる
揚程はポンプ２重特性の大きさによって定まる。αを、
図３に示すように逆流限界のＰ0 、Ｈ0 に対し、逆流域
の右上がり特性の谷部分の揚程より低い揚程の運転点の
Ｐ1 、Ｈ1 を用いて、 α＝（Ｐ1 2 ／Ｈ1 3 ）／（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） として定め、運転中に検出された上池・下池の水位差
Ｈ、プラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断できる。通
常、逆流域から十分離れた運転点では逆流域へ突入する
事はないので、危険域外の運転点では逆流域運転判断制
御を行わないことにより、何らかの外乱信号や過渡的な
状態変化により判断制御ブロックが誤動作し、逆流域で
の運転と判断してしまうことを防止できる。
【００３１】危険域での運転中は、逆流域に突入する恐
れがあるので、逆流域運転判断制御ブロック１６を生か
す。図４に示すような逆流限界直後の逆流域で入力が変
化しない領域または、図５に示すような逆流域で２重特
性を持つ領域に突入した場合、従来の機械ではポンプ入
力が変化しないので逆流域での運転であると判断できな
かった。しかし、この場合入力は変化しないものの、図
に示したように揚水量は、減少していることが分かる。
また、図６に示すように逆流限界の線上では、回転数に
よらずＱ2 ／Ｈの値が一定となる。したがって、実物調
整試験時に試験時の揚程Ｈ0 における逆流限界の揚水量
Ｑ0 を測定しておけば、いかなる運転揚程Ｈに対しても
測定された揚水量Ｑが（Ｑ2 ／Ｈ）＞（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）
の範囲では逆流域でなく通常運転範囲であると、また、
（Ｑ2 ／Ｈ）＜（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）の範囲では逆流域での
運転であると判断できる。また図７に示すようにあらか
じめ模型試験によって逆流点での揚程Ｈ0 ′と揚水量Ｑ
0 ′が得られていれば、模型と実物の寸法比ｓと効率比
ｙを用いて実物の逆流限界点は（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）＝（Ｑ
0 ′2 ／Ｈ0 ′）＊ｓ4 ／ｙで得られるので、実物調整
試験で逆流限界流量を測定しない場合でも逆流限界の
（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）を求められる。
れがあるので、逆流域運転判断制御ブロック１６を生か
す。図４に示すような逆流限界直後の逆流域で入力が変
化しない領域または、図５に示すような逆流域で２重特
性を持つ領域に突入した場合、従来の機械ではポンプ入
力が変化しないので逆流域での運転であると判断できな
かった。しかし、この場合入力は変化しないものの、図
に示したように揚水量は、減少していることが分かる。
また、図６に示すように逆流限界の線上では、回転数に
よらずＱ2 ／Ｈの値が一定となる。したがって、実物調
整試験時に試験時の揚程Ｈ0 における逆流限界の揚水量
Ｑ0 を測定しておけば、いかなる運転揚程Ｈに対しても
測定された揚水量Ｑが（Ｑ2 ／Ｈ）＞（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）
の範囲では逆流域でなく通常運転範囲であると、また、
（Ｑ2 ／Ｈ）＜（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）の範囲では逆流域での
運転であると判断できる。また図７に示すようにあらか
じめ模型試験によって逆流点での揚程Ｈ0 ′と揚水量Ｑ
0 ′が得られていれば、模型と実物の寸法比ｓと効率比
ｙを用いて実物の逆流限界点は（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）＝（Ｑ
0 ′2 ／Ｈ0 ′）＊ｓ4 ／ｙで得られるので、実物調整
試験で逆流限界流量を測定しない場合でも逆流限界の
（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）を求められる。
【００３２】このように逆流域運転判断制御ブロックが
逆流領域での運転であると判断した場合、速やかに逆流
域から脱出するために逆流域脱出制御ブロックを生か
す。逆流域脱出制御ブロックは、回転数上昇制御とガイ
ドベーン開度閉口制御を行うが、回転数上昇制御によ
り、図８に示すようにポンプ特性が高揚程大流量に動く
ので、逆流域から脱出できる。また、ガイドベーンを逆
流限界揚程が最高になる開度まで、閉口制御する事によ
り、逆流域のポンプ２重特性の谷の揚程も最も高くなる
ので、回転数を大幅に上昇させなくても逆流域からの脱
出が可能となる。
逆流領域での運転であると判断した場合、速やかに逆流
域から脱出するために逆流域脱出制御ブロックを生か
す。逆流域脱出制御ブロックは、回転数上昇制御とガイ
ドベーン開度閉口制御を行うが、回転数上昇制御によ
り、図８に示すようにポンプ特性が高揚程大流量に動く
ので、逆流域から脱出できる。また、ガイドベーンを逆
流限界揚程が最高になる開度まで、閉口制御する事によ
り、逆流域のポンプ２重特性の谷の揚程も最も高くなる
ので、回転数を大幅に上昇させなくても逆流域からの脱
出が可能となる。
【００３３】逆流域脱出制御を行った場合、上記危険域
外に出れば、逆流域からの脱出完了と判断できるので、
（Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ）となったこと
を検出して回転数上昇制御をやめれば良い。
外に出れば、逆流域からの脱出完了と判断できるので、
（Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ）となったこと
を検出して回転数上昇制御をやめれば良い。
【００３４】以上のようにポンプ水車を制御することに
より、確実に逆流領域での運転かどうかを確認でき、確
実または速やかに逆流域からの脱出が可能となる。
より、確実に逆流領域での運転かどうかを確認でき、確
実または速やかに逆流域からの脱出が可能となる。
【００３５】〔実施例２〕揚水量が測定できないような
発電所においては、ポンプ入口近くの流路の水圧脈動ま
たは振動の振幅を検出し、あらかじめ模型試験または実
物調整試験時に得られている逆流限界での水圧脈動また
は振動の振幅を越えた場合、ポンプまたはポンプ水車が
逆流領域で運転していると判断する。図９に示すように
ポンプ逆流領域ではポンプ入口部分で二次流れが発生
し、部分的に逆流する現象が見られるため、大きな水圧
脈動、振動を伴う。図１０に示すように測定された水圧
脈動または振動の振幅が逆流限界での値を越えた場合に
逆流域での運転であると判断できる。
発電所においては、ポンプ入口近くの流路の水圧脈動ま
たは振動の振幅を検出し、あらかじめ模型試験または実
物調整試験時に得られている逆流限界での水圧脈動また
は振動の振幅を越えた場合、ポンプまたはポンプ水車が
逆流領域で運転していると判断する。図９に示すように
ポンプ逆流領域ではポンプ入口部分で二次流れが発生
し、部分的に逆流する現象が見られるため、大きな水圧
脈動、振動を伴う。図１０に示すように測定された水圧
脈動または振動の振幅が逆流限界での値を越えた場合に
逆流域での運転であると判断できる。
【００３６】〔実施例３〕揚水量を検出する代わりに現
在運転中の回転数を変えずにガイドベーンを現在運転中
の開度に対し、最大開度の±３％以内の範囲で変化させ
たときのシステム入力を検出し、入力が変化しない場合
に、ポンプまたはポンプ水車が逆流領域で運転している
と判断する。図１１に示すように通常運転範囲ではガイ
ドベーン開度をある程度変化させた場合、揚水量が変化
する分だけポンプ入力が変化するが、逆流限界直後の運
転状態ではガイドベーン開度を変化させて揚水量を変化
させてもポンプ入力が変化しないことを利用する。すな
わちガイドベーン開度を現在運転中の開度に対し、最大
開度の±３％以内の範囲で変化させたときのシステム入
力を検出し、入力が変化しない場合に、ポンプまたはポ
ンプ水車が逆流領域で運転していると判断する。
在運転中の回転数を変えずにガイドベーンを現在運転中
の開度に対し、最大開度の±３％以内の範囲で変化させ
たときのシステム入力を検出し、入力が変化しない場合
に、ポンプまたはポンプ水車が逆流領域で運転している
と判断する。図１１に示すように通常運転範囲ではガイ
ドベーン開度をある程度変化させた場合、揚水量が変化
する分だけポンプ入力が変化するが、逆流限界直後の運
転状態ではガイドベーン開度を変化させて揚水量を変化
させてもポンプ入力が変化しないことを利用する。すな
わちガイドベーン開度を現在運転中の開度に対し、最大
開度の±３％以内の範囲で変化させたときのシステム入
力を検出し、入力が変化しない場合に、ポンプまたはポ
ンプ水車が逆流領域で運転していると判断する。
【００３７】〔実施例４〕入力と水位差を検出して危険
域を検出する方法の他に、あらかじめ模型試験または実
物調整試験時に、逆流限界のガイドベーン開度ａ0 と、
逆流域からの脱出しにくさによって定める係数βに対
し、運転中のガイドベーン開度ａが ａ＜β×ａ0 の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して、請求
項１から３に記載の制御装置を生かす制御に移行する。
図１２に示すように逆流限界に対する余裕は、運転点の
適正ガイドベーン開度によって定まる。また、図１３に
示すように逆流域からの脱出できる揚程に対応する通常
運転範囲の運転点での適正ガイドベーン開度ａ1 と逆流
限界点のガイドベーン開度ａ0 の比としてβ＝ａ1 ／ａ
0 を定めれば、逆流域への突入の恐れのある危険域とし
て運転中のガイドベーン開度ａに対して ａ＜β×ａ0 の範囲が定まり、この危険域でのみ逆流判断制御を生か
す事により通常運転範囲での誤動作を防げる。
域を検出する方法の他に、あらかじめ模型試験または実
物調整試験時に、逆流限界のガイドベーン開度ａ0 と、
逆流域からの脱出しにくさによって定める係数βに対
し、運転中のガイドベーン開度ａが ａ＜β×ａ0 の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して、請求
項１から３に記載の制御装置を生かす制御に移行する。
図１２に示すように逆流限界に対する余裕は、運転点の
適正ガイドベーン開度によって定まる。また、図１３に
示すように逆流域からの脱出できる揚程に対応する通常
運転範囲の運転点での適正ガイドベーン開度ａ1 と逆流
限界点のガイドベーン開度ａ0 の比としてβ＝ａ1 ／ａ
0 を定めれば、逆流域への突入の恐れのある危険域とし
て運転中のガイドベーン開度ａに対して ａ＜β×ａ0 の範囲が定まり、この危険域でのみ逆流判断制御を生か
す事により通常運転範囲での誤動作を防げる。
【００３８】〔実施例５〕可変速ポンプ・ポンプ水車ま
たは定速ポンプ・ポンプ水車が逆流領域で運転している
ことを判断した時、ポンプ水車のガイドベーンを運転中
のガイドベーン開度に対して、いったん閉口または開口
制御した後速やかに元の開度に戻すことにより逆流領域
から脱出する。逆流領域での運転中ガイドベーンを大幅
に開口または、閉口すると揚水量が減少するので、鉄管
部７の水撃作用により過渡的に揚程が低下する。逆流領
域のポンプ２重特性の谷の揚程以下に揚程が低下すれ
ば、逆流領域から脱出できる。
たは定速ポンプ・ポンプ水車が逆流領域で運転している
ことを判断した時、ポンプ水車のガイドベーンを運転中
のガイドベーン開度に対して、いったん閉口または開口
制御した後速やかに元の開度に戻すことにより逆流領域
から脱出する。逆流領域での運転中ガイドベーンを大幅
に開口または、閉口すると揚水量が減少するので、鉄管
部７の水撃作用により過渡的に揚程が低下する。逆流領
域のポンプ２重特性の谷の揚程以下に揚程が低下すれ
ば、逆流領域から脱出できる。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、逆流領域運転を確実にまた通常運転範囲での
誤動作を無くして検出でき、さらに逆流領域運転点から
速やかに脱出できるように制御できる。
によれば、逆流領域運転を確実にまた通常運転範囲での
誤動作を無くして検出でき、さらに逆流領域運転点から
速やかに脱出できるように制御できる。
【図１】本発明を適用する揚水発電システムの説明図。
【図２】本発明の一実施形態による揚水発電システムの
制御ブロック図。
制御ブロック図。
【図３】揚水量と揚程Ｈおよび入力Ｐの関係を示した線
図。
図。
【図４】逆流域前後におけるポンプ入力、揚程、効率の
関係を示した線図。
関係を示した線図。
【図５】逆流域前後におけるポンプ入力、揚程、効率の
関係を示した線図。
関係を示した線図。
【図６】揚程Ｈと揚水量Ｑの関係を示した線図。
【図７】模型揚水量Ｑ′と模型揚程Ｈ′の関係を示した
線図。
線図。
【図８】揚水量と揚程の関係を示した線図。
【図９】フランシス水車の逆流の様子を示した略図。
【図１０】揚水量とポンプ入口水圧脈動振幅を示した線
図。
図。
【図１１】揚水量と揚程、ポンプ入力との関係を示した
線図。
線図。
【図１２】揚程とポンプ入力との関係を示した線図。
【図１３】揚水量と揚程、適正ガイドペーン開度を示し
た線図。
た線図。
【図１４】従来の制御ブロック図。
【図１５】可変速ポンプ水車の一般的な運転範囲を示し
た線図。
た線図。
１ 上池 ２ 下池 ３ ポンプ水車 ４ 可変速発電電動機 ５ 二次励磁装置 ６ 鉄管 ７ 流量計 １１ 適正ガイドベーン開度算出器 １２ 適正回転速度算出器 １３ 加算器 １４ 回転速度制御ブロック １５ 入力偏差補正ブロック １６ 逆流域運転判断ブロック １７ 危険域運転判断ブロック １８ 接点 １９ 加算器
Claims (9)
- 【請求項１】上池・下池の水位差Ｈ、プラント入力Ｐ及
び回転速度Ｎを検出し、これらの数値に基いて運転制御
する可変速ポンプ・ポンプ水車の下限入力付近のポンプ
運転時、または高揚程運転時の定速ポンプ・ポンプ水車
において、ポンプまたはポンプ水車の揚水量Ｑを測定
し、測定された揚水量Ｑが、あらかじめ模型試験または
実物調整試験時に、上池・下池の水位差Ｈ0 の下で得ら
れている逆流限界の流量Ｑ0 に対し、（Ｑ2 ／Ｈ）＜
（Ｑ0 2 ／Ｈ0 ）となった場合、ポンプまたはポンプ水
車が逆流領域で運転していると判断することを特徴とす
る可変速ポンプ水車の制御方法。 - 【請求項２】ポンプ入口近くの流路の水圧脈動または振
動の振幅を検出し、あらかじめ模型試験または実物調整
試験時に得られている逆流限界での水圧脈動または振動
の振幅を越えた場合、ポンプまたはポンプ水車が逆流領
域で運転していると判断することを特徴とする可変速ポ
ンプ水車の制御方法。 - 【請求項３】現在運転中の回転数を変えずにガイドベー
ンを現在運転中の開度に対し、最大開度の±３％以内の
範囲で変化させたときのシステム入力を検出し、入力が
変化しない場合に、ポンプまたはポンプ水車が逆流領域
で運転していると判断することを特徴とする可変速ポン
プ水車の制御方法。 - 【請求項４】あらかじめ模型試験または実物調整試験時
に、上池・下池の水位差Ｈ0 の下で得られている逆流限
界の入力Ｐ0 と、逆流域から脱出可能な運転点と逆流限
界運転点によって定まる係数αに対し、運転中に検出さ
れた上池・下池の水位差Ｈ、プラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して制御に
移行することを特徴とする可変速ポンプ水車の制御方
法。 - 【請求項５】あらかじめ模型試験または実物調整試験時
に、逆流限界のガイドベーン開度ａ0 と、逆流域からの
脱出しにくさによって定める係数βに対し、運転中のガ
イドベーン開度ａが ａ＜β×ａ0 の関係を満たす範囲にある場合危険域と判断して制御に
移行することを特徴とする可変速ポンプ水車の制御方
法。 - 【請求項６】ポンプまたはポンプ水車が逆流領域で運転
していることを判断した時、可変速ポンプまたはポンプ
水車の回転速度を上昇制御するとともに、ポンプ水車の
ガイドベーンを閉口制御して逆流域からの脱出を行うこ
とを特徴とする可変速ポンプ水車の制御方法。 - 【請求項７】あらかじめ模型試験または実物調整試験時
に、上池・下池の水位差Ｈ0 の下で得られている逆流限
界の入力Ｐ0 と、逆流域から脱出可能な運転点と逆流限
界運転点によって定まる係数αに対し、運転中に検出さ
れた上池・下池の水位差Ｈ、プラント入力Ｐが （Ｐ2 ／Ｈ3 ）＜α×（Ｐ0 2 ／Ｈ0 3 ） の関係を満たす範囲である危険域外まで可変速ポンプ水
車ランナの回転速度を上昇制御することを特徴とするポ
ンプ水車の制御方法。 - 【請求項８】可変速ポンプ・ポンプ水車または定速ポン
プ・ポンプ水車が逆流領域で運転していることを判断し
た時、ポンプ水車のガイドベーンを運転中のガイドベー
ン開度に対して、いったん閉口または開口制御した後速
やかに元の開度に戻すことにより逆流領域から脱出する
ことを特徴とする可変速または定速ポンプ・ポンプ水車
の制御方法。 - 【請求項９】測定されたポンプ水車の揚水量Ｑが、あら
かじめ模型試験または実物調整試験時に、上池・下池の
水位差をＨ0 の下で得られる逆流限界の流量Ｑ0 に対
し、（Ｑ2 ／Ｈ）＜（Ｑ0 2 ／Ｈ0 2 ）となった場合
に、ポンプまたはポンプ水車が逆流領域で運転している
と判断する逆流域運転判断ブロックを備えていることを
特徴とする制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8300671A JPH10141202A (ja) | 1996-11-12 | 1996-11-12 | ポンプ水車の制御方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8300671A JPH10141202A (ja) | 1996-11-12 | 1996-11-12 | ポンプ水車の制御方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10141202A true JPH10141202A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17887676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8300671A Pending JPH10141202A (ja) | 1996-11-12 | 1996-11-12 | ポンプ水車の制御方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10141202A (ja) |
-
1996
- 1996-11-12 JP JP8300671A patent/JPH10141202A/ja active Pending
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