JPH1174103A - 液体抵抗器制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体抵抗器に貯留し循環させる電解液の液温
制御を最適に行う。 【解決手段】この液体抵抗器制御装置は、液体抵抗器本
体８内に電解液を貯留し可動電極９を移動させて固定電
極１０との距離を調整し始動電動機１への制御信号を可
変する液体抵抗器を制御する上で液体抵抗器本体８に貯
留する電解液を循環させる循環系（電解液補助タンク
７、循環ポンプ３、入口電動弁１１）と、循環系により
循環される電解液の液温を調節する温度調節系としての
電解液冷却装置４と、液体抵抗器本体８内の液温を測定
する液温センサ１５と、電解液補助タンク７内の液温を
測定する液温センサ１６と、液温センサ１５、１６によ
り測定された液温を基に循環系を含めた電解液の平均液
温を演算しこの演算結果と予め設定しておいた揚水始動
所要時間とを基に揚水始動時間のばらつきを無くすよう
循環系及び電解液冷却装置４を制御する演算装置５とを
具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば水力発電プラ
ントの揚水発電所などに設置される液体抵抗器制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】液体抵抗器は揚水発電所における揚水運
転の始動用電動機の起動時などに用いられる機器であ
る。この液体抵抗器は発電電動機が揚水運転始動をする
際の駆動力源となる始動用電動機の回転子側巻線に接続
される二次抵抗器として発電電動機の始動、加速及び系
統への同期調整を行う装置である。液体抵抗器制御装置
は液体抵抗器が接続される回転子巻線に流れる電流を制
御するものである。

【０００３】ここで、従来の液体抵抗器制御装置の構成
を図１１に示し、液体抵抗器制御の原理を説明する。図
１１に示すように、液体抵抗器は液体抵抗器本体８、電
解液補助タンク７、電解液循環ポンプ３、電解液冷却装
置４、制御装置５及び液体抵抗器の運転指令を出力する
プラント制御装置６などから構成されている。なお、液
体抵抗器本体８には、抵抗値を得るための可動電極９、
固定電極１０（三相分）と、その距離を変えるための調
整用電動機２及び操作機構が収納されている。

【０００４】この液体抵抗器制御装置は、電解液中で対
向した電極９、１０間の距離を変化させ、その間の電気
抵抗を増減させることで始動電動機１の回転子巻線に流
れる電流を制御することにより、電解液の抵抗値を無段
階で制御することができる。電極９、１０間に電流が流
れると、電解液循環ポンプ３で電解液補助タンク７より
電解液を矢印１４の方向に自動的に強制循環させる。運
転継続することによってジュール熱により電極９、１０
間の液温が上昇すると、液体抵抗器出口の液温測定器１
２により液温の上昇を判別し、液温変化による抵抗値の
変動を防止するために入口電動弁１１によって電解液流
量を調整して電極９、１０間の液温をほぼ一定に制御す
る。運転継続により電解液補助タンク７内に設置された
温度検知器１３が電解液補助タンク７内の電解液が設定
液温以上の上昇を検知した場合は、電解液冷却装置４が
作動し図示しない冷却水を通水して冷却を開始して電解
液自体を冷却する。

【０００５】従来の液体抵抗器制御装置における安全対
策としては、液体抵抗器出口に設置された液温測定器１
２により液温異常上昇を検出すると、緊急停止の措置が
取られる他、始動用電動機１の一回の運転によって上昇
した液温は高温、低温に関わらず、再度図示しない発電
電動機を揚水運転始動するための条件、つまり一定温度
以下に低下するまでという条件で電解液冷却装置４によ
って設定された時間だけ冷却され、また連続運転回数も
予め設定された回数内で運転制限を実施しているのみで
あった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように従来の液体
抵抗器制御装置では、電解液補助タンクの容量及び一回
の運転で上昇する液温より予測される液温上限値を考慮
した回数に実際の運転実績からの実際運転可能回数を加
味しただけで連続使用回数を設定し、運転制御していた
だけである。

【０００７】また、安全を確保する目的では、液体抵抗
器内の液温の如何に関わらず一回の運転後及び設定回数
内連続運転終了後は、上昇した液温が設定温度に低下す
る一定の冷却時間を設け、液温が設定温度以下に下がら
ないと運転を許可しない制御を行っていた。

【０００８】さらに、液体抵抗器本体内に配置した液温
上昇検出器と、電解液補助タンクに配置した温度検知器
とで個別に異常検出し、対応するバルブを制御していた
だけであり、特に液体抵抗器の異常制御に関しては、液
体抵抗器本体内に配置した液温上昇検出器で検出された
液温が少しでも上昇すると、液体抵抗器運転を緊急停止
する制御を行っていたため、些細なことで緊急停止する
ことがたびたびあった。 すなわち、液体抵抗器の運転
は、貯留及び循環する液体の温度によって大きく左右さ
れるにもかかわらず、液体抵抗器本体内の液温や循環さ
れている液温などを異常検出に利用していただけであ
り、緊急停止が頻繁に起こる割りには再起動に多くの時
間がかかり、実際上、スムーズな運転制御が行われてい
るとは言いがたい面があった。

【０００９】そこで、本発明はこのような課題を解決す
るためになされたもので、液体抵抗器に対してスムーズ
でしかも効率的な運転制御を行うことのできる液体抵抗
器制御装置を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、請求項１記載の発明の液体抵抗器制御装置は、
液体抵抗器本体内に貯留した電解液中に固定電極及び可
動電極とを設け、前記可動電極を移動させて両電極間の
相対距離を調整することにより電動機への電気信号を可
変する液体抵抗器、前記液体抵抗器本体に貯留する電解
液の温度（液温）を調節する液温調整系、および前記液
温調整系と前記液体抵抗器本体との間において電解液を
循環させる循環系に対して前記電解液の循環制御と可動
電極の駆動制御とを行う液体抵抗器制御装置において、
前記液体抵抗器本体内の液温を測定する第１の液温セン
サと、前記循環系により循環される液温を測定する第２
の液温センサと、前記第１及び第２の液温センサにより
測定された液温を基に前記液体抵抗器本体内及び循環系
を含めた電解液の平均液温を演算する演算手段と、予め
電解液の温度、抵抗値及び電極間距離との関係データが
設定された事前データ設定手段と、前記演算手段により
演算された電解液の平均液温と、前記事前データ設定手
段に予め設定されている関係データとを基に、揚水始動
所要時間のばらつきを無くすよう前記可動電極、前記循
環系及び液温調整系のうち少なくとも一つを制御する制
御手段とを具備している。

【００１１】この請求項１記載の発明の場合、第１の液
温センサにより測定された液体抵抗器本体内の実液温及
び第２の液温センサにより測定された補助タンク内の実
液温とを基に、循環系を含めた電解液の平均液温を算出
し、予め設定された揚水始動所要時間と比較して電極相
対位置調整用電動機を制御することで電極間距離を調整
すると共に、始動用電動機の運転に伴う液体抵抗器本体
内の電解液の液温の変化による電解液の固有抵抗値を変
化させて始動用電動機の制御信号（電流）を調整するの
で、詳細でよりスムーズな運転制御が可能になる。

【００１２】請求項２記載の発明の液体抵抗器制御装置
は、請求項１記載の液体抵抗器制御装置において、前記
制御手段は、前記電解液の平均液温を所定の温度まで冷
却する液温調整制御を前記電動機を稼働させる前に行う
ことを特徴としている。

【００１３】この請求項２記載の発明の場合、電解液の
平均液温を運転前に一定温度に冷却するので、電動機を
稼働させる前、つまり運転前に電解液を所定の温度に冷
却しておくことで、運転開始時の液温差から生じる揚水
始動時間および連続運転回数のばらつきをなくすことが
でき、連続運転回数及び揚水始動時間を常に一定とする
ことができ、効率の良い運転を実現することができる。

【００１４】請求項３記載の発明の液体抵抗器制御装置
は、請求項１または請求項２いずれか記載の液体抵抗器
制御装置において、前記制御手段が、前記演算手段によ
り演算された電解液の平均液温と、前記事前データ設定
手段に予め設定されている対応データとを基に、前記電
解液の平均液温を所定の温度に制御するために必要な最
短冷却時間を演算する最短冷却時間演算手段と、前記最
短冷却時間演算手段により演算された最短冷却時間を表
示する表示手段とを具備している。

【００１５】この請求項３記載の発明の場合、運転前に
一定温度に冷却制御するのに必要な最短冷却時間が表示
手段に表示されるので、運転員は表示手段を見ることで
一々計算すること無く最短冷却時間を知ることができ
る。

【００１６】請求項４記載の発明の液体抵抗器制御装置
は、請求項１記載の液体抵抗器制御装置において、前記
電解液の平均液温、揚水始動所要時間及び電解液許容温
度、一回の始動電動機運転で前記液体抵抗器本体内の液
温が上昇する温度の各要素を基に、前記液体抵抗器を連
続して運転させることが可能な許容回数を演算する連続
運転許容回数演算手段と、この連続運転許容回数演算手
段により演算された演算結果を基に液体抵抗器の運転回
数を制限する制限手段とを具備している。

【００１７】この請求項４記載の発明の場合、循環系電
解液平均液温、揚水始動所要時間及び電解液許容温度、
一回の始動用電動機運転で上昇する温度の各要素から、
液体抵抗器の連続運転許容回数を事前に演算し、この演
算結果を基に液体抵抗器の運転回数を制限するので、運
転時に演算された運転回数以上に液体抵抗器が運転され
ることがなくなり不具合を未然に防止することができ
る。またどのような状態からでも連続運転回数を演算で
きる。

【００１８】請求項５記載の発明の液体抵抗器制御装置
は、請求項４記載の液体抵抗器制御装置において、前記
連続運転許容回数演算手段により演算された連続運転許
容回数から運転可能回数を算出する運転可能回数算出手
段と、前記運転可能回数算出手段により算出された運転
可能回数を表示する表示手段とを具備している。

【００１９】この請求項５記載の発明の場合、演算結果
の連続運転許容回数から運転可能回数が算出されて表示
手段に表示されるので、運転員は表示手段を見ることで
運転可能回数を知ることができる。

【００２０】請求項６記載の発明の液体抵抗器制御装置
は、前記液体抵抗器が連続して運転される中で連続運転
回数が許容回数に達し前記制限手段により前記液体抵抗
器の運転が停止された場合に再度運転を行わせる要求を
発行する再起動手段と、前記再起動手段により発行され
た要求に対して現在の液温から新たな連続運転回数を設
定する連続運転回数設定手段と、前記連続運転回数設定
手段により設定された新たな連続運転回数を限度として
運転可能な液温になるように前記循環系及び温度調整系
を制御する制御手段とを具備している。

【００２１】この請求項６記載の発明の場合、液体抵抗
器の連続運転回数が、設定された連続許容回数に達する
と、連続運転回数が制限されるが、この場合に再度運転
を継続するための要求を行うと、この要求に対して新た
な連続運転回数が設定され、この設定運転回数に見合っ
た液温になるように循環系及び温度調整系が制御されて
電解液の温度が調整、つまり冷却されるので、従来より
も短い冷却時間で再起動することができる。

【００２２】請求項７記載の発明の液体抵抗器制御装置
は、請求項１記載の液体抵抗器制御装置において、運転
中に、前記電解液の平均液温の変化率を監視し、液温変
化率値が一定値以上になったとき異常と判断して警報す
る監視手段を具備している。請求項７記載の発明の場
合、運転中の電解液の平均液温の変化率を監視して、液
温変化率が一定以上になったとき、異常と判断して警報
するので、本当の異常を警報することができる。

【００２３】請求項８記載の発明の液体抵抗器制御装置
は、請求項７記載の液体抵抗器制御装置において、前記
監視手段は、運転中の前記電解液の平均液温の変化率と
過去の運転時に記憶しておいた液温変化率とを比較して
異常を判断することを特徴としている。

【００２４】請求項８記載の発明の場合、過去の運転時
に記憶させておいた液温変化率と現在運転中の液温変化
率とを比較して異常を判断するので、過去の実績を踏ま
えたより確かな異常判断を行うことができ、例えば経年
劣化による異常なども予測することができる。

【００２５】請求項９記載の発明の液体抵抗器制御装置
は、請求項１記載の液体抵抗器制御装置において、前記
電解液の平均液温から目標揚水始動所要時間を算出する
目標揚水始動所要時間算出手段と、前記目標揚水始動所
要時間算出手段により算出された目標揚水始動所要時間
を表示する表示手段とを具備している。

【００２６】請求項９記載の発明の場合、演算して得ら
れた電解液の平均液温から、目標揚水始動所要時間を算
出して表示手段に表示するので、運転員はこの表示手段
を見ることで目標揚水始動所要時間を知ることができ
る。また、時間的に効率のよい運転を実現することが可
能となる。

【００２７】請求項１０記載の発明の液体抵抗器制御装
置は、請求項７記載の液体抵抗器制御装置において、前
記液温調整系は、前記監視手段により警報されたことを
条件として前記循環系により循環される電解液の液温を
運転可能な温度に調整することを特徴としている。

【００２８】この請求項１０記載の発明の場合、電解液
の平均液温が制限された連続運転回数内に、運転中に液
温異常上昇警報を条件として温度調整系を作動させて液
温を調整、つまり冷却するので、運転上の安全を保つこ
とができる。

【００２９】すなわち、上記各発明では、液体抵抗器が
運転可能になるまでの最短冷却時間確認機能、電動機に
よって揚水動作が可能になるまでの目標揚水始動所要時
間確認機能、液体抵抗器の運転回数をいつでも確認でき
る運転可能回数確認機能、早期に異常を予測する異常予
知機能、液体抵抗器の連続運転回数を制限する連続運転
制限機能などを液体抵抗器制御装置に備えたことによっ
て、従来のように停止要素のみで運転制御を行っていた
場合に比べてスムーズで効率的な運転制御を実現するこ
とができる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００３１】図１は本発明に係る一つの実施形態の液体
抵抗器制御装置の構成を示す図である。なおこの図１に
おいて図１１と同一の構成には同一の符号を付してあ
る。

【００３２】同図に示すように、この実施形態の液体抵
抗器制御装置は、液体抵抗器の液体抵抗器循環系内の電
解液平均液温を制御データとして液体抵抗器の運転制御
を行い、各種異常出力表示器１８と警報装置１９と設定
値入力装置２０と演算装置１７を備えた制御装置５と、
始動用電動機１の回転子巻線に接続される固定電極１０
と可動電極９、始動用電動機１の電流を調整する両電極
間相対位置調整用電動機２、及び操作機構が収納されて
いる液体抵抗器本体８、そして電解液温を調整するため
の電解液冷却装置４、電解液補助タンク７及び電解液循
環ポンプ３などを有している。制御装置５は電解液の循
環を制御し、矢印１４の方向に電解液を循環させて液温
を設定液温に保っている。この制御装置５には、液体抵
抗器制御を行うためにプラント制御装置６が接続されて
いる。このプラント制御装置６は運転停止信号の出力、
及び演算装置１７からの演算結果をプラント運転制御に
利用している。これら構成の他、この液体抵抗器制御装
置には、液体抵抗器本体８と電解液補助タンク７にそれ
ぞれ液温センサ１５、１６が設けられている。これらの
液温センサ１５、１６はそれぞれのタンクにおける電解
液の液温を測定するものである。またこの液体抵抗器制
御装置には、液体抵抗器本体８への電解液の流入量を調
整する入口電動弁１１が設けられている。この入口電動
弁１１は開度を可変することにより液体抵抗器運転中の
電解液温を調整、制御するものである。 図２は演算装
置１７の内部構成を示すブロック図である。

【００３３】同図において、１７は演算装置である。こ
の演算装置１７は、設定条件記憶部２１、演算処理結果
記憶部２２、演算部２３などを有している。設定条件記
憶部２１には、演算する上で必要となる比較演算および
演算制約条件などの事前に設定されたデータが記憶され
ている。演算処理結果記憶部２２には、演算部２３によ
って算出された算出結果の制御データが記憶され、演算
上必要に応じて制御データが読み出される。演算部２３
は各種演算を行う演算プログラムを内蔵し、この演算プ
ログラムにより各種演算を実行し各種補正データ（補正
情報）の伝達および表示処理等を行う。また、この演算
装置１７には、各種演算を実行するための周辺機器とし
て、液温の測定と伝送を実施する液温検出部２４と、各
種状態を演算装置１７の外部に伝達するための表示部２
５と、演算部２３によって算出された各種補正データを
受信して実際に補正調整を行う装置である調整部２６
と、人間系により設定値を入力する設定値外部入力部２
７なとが接続されている。液温検出部２４は上記液温セ
ンサ１５、１６を総称したものであり、表示部２５は表
示器１８を示す。調整部２６は電解液循環系（入口電動
弁１１、電解液循環ポンプ３、電解液補助タンク７）、
液温調整系（電解液冷却装置４）、プラント制御装置
６、調整用電動機２などを示す。設定値外部入力部２７
は設定値入力装置２０を示す。

【００３４】以下、ブロック図を参照して請求項の順に
この液体抵抗器制御装置の動作を説明する。まず、図３
を参照して請求項１及び請求項９記載の発明に係る運転
制御動作について説明する。図３は請求項１及び請求項
９記載の発明に係る運転制御の流れを示すブロック図で
ある。

【００３５】この場合、同図に示すように、電解液の液
温は常に液温検出部２４により測定され、その液温は演
算部２３に入力される。

【００３６】演算部２３では、内蔵されたプログラムに
より平均液温３０が演算され、演算結果として出力され
る。電解液温の相違による電解液抵抗値変動は揚水始動
所要時間の変動を招き信頼性の高い安定した制御が実現
不可能となる。

【００３７】そこで、この実施形態では、演算部２３が
内部の演算プログラムによって演算した平均液温３０
と、演算装置１７内の設定条件記憶部２１に予め設定入
力されている電解液の液温と電解液の抵抗値との関係デ
ータ（電解液温−電解液抵抗値関係データ）３１と、電
解液抵抗値−電極間距離関係データ３２とを演算データ
として、演算部２３は平均液温３０における揚水始動所
要時間３３を算出し、理想揚水始動所要設定時間３４と
比較演算して、電解液温−電解液抵抗値関係データ３１
及び電解液抵抗値−電極間距離関係データ３２を基にし
て得られる補正データ３５を調整用電動機２に出力し、
電極９、１０間の距離を変化させることで電解の液温の
相違による電解液抵抗値変動を抑制する。また、平均液
温３０における揚水始動所要時間３３は表示部２５へ出
力され、表示部２５の表示画面上に表示される。

【００３８】このようにこの動作例によれば、設定条件
記憶部２１に予め設定入力されている電解液の液温と電
解液の抵抗値との関係データ（電解液温−電解液抵抗値
関係データ）３１と電解液抵抗値−電極間距離関係デー
タ３２と、演算して得た平均液温３０とを基に演算部２
３が補正データ３５を算出し調整用電動機２に出力し、
電極９、１０間の距離を変化させるので、電解の液温の
相違による電解液抵抗値変動を抑制することができ、液
体抵抗器をスムーズに運転することができる。

【００３９】また、演算結果の揚水始動所要時間３３が
表示部２５に表示されるので、運転員は液温から一々計
算することなく揚水始動所要時間３３を知ることができ
る。さらに、この揚水始動所要時間３３を揚水始動デー
タとして活用することでスムーズな運転を実現すること
ができる。

【００４０】次に、図４を参照して請求項２及び請求項
３記載の発明に係る運転制御動作について説明する。図
４は請求項２及び請求項３記載の発明に係る運転制御の
流れを示すブロック図である。

【００４１】この場合、同図に示すように、電解液の液
温は常に液温検出部２４により測定され、その液温は演
算部２３に入力される。

【００４２】演算部２３では、内蔵された演算プログラ
ムにより平均液温３０、最短冷却時間３６などが演算さ
れ、演算結果が出力される。平均液温３０は演算装置１
７内の設定条件記憶手段２１に予め設定入力されている
液体抵抗器運転開始時設定液温３７と比較演算され、互
いの誤差が検出される。

【００４３】誤差が検出されると、補正データとして調
整装置２６に出力され、調整装置２６により電解液の液
温が調整される。調整装置２６は平均液温３０が液体抵
抗器運転開始時設定液温３７と等しくなるまでフィード
バック制御を実行し、液体抵抗器の異なる液温からの運
転による連続運転回数および揚水始動時間のばらつきを
防止する。また最短冷却時間３６は再起動に要する冷却
必要時間として表示部２５へ出力表示する。

【００４４】このようにこの動作例によれば、平均液温
３０が液体抵抗器運転開始時設定液温３７と等しくなる
まで調整装置２６がフィードバック制御を行うので、液
体抵抗器の異なる液温からの運転による連続運転回数お
よび揚水始動時間のばらつきを防止することができる。

【００４５】また、最短冷却時間３６、つまり冷却必要
時間が表示部２５に表示されるので、運転員は現在の液
温から一々計算するこなく冷却必要時間を知ることがで
き、液体抵抗器の効率的な運用が可能になる。

【００４６】次に、図５を参照して請求項４及び請求項
５記載の発明に係る運転制御動作について説明する。図
５は請求項４及び請求項５記載の発明に係る運転制御の
流れを示すブロック図である。

【００４７】同図に示すように、液温検出部２４によっ
て測定された液温は、演算部２３に入力され、演算手段
２３内に内蔵された演算プログラムにより平均液温３
０、揚水始動所要時間３３が演算され、演算結果として
一旦、演算処理結果記憶部２２に記憶される。

【００４８】続いて、演算部２３には、設定条件記憶部
２１に予め設定入力されている電解液許容温度Ｔ４、一
回の始動電動機運転で液体抵抗器液温が上昇する運転中
上昇温度Ｔ５などが制御要素として入力される。

【００４９】すると、演算処理結果記憶部２２に記憶さ
れている平均液温３０、揚水始動所要時間３３が演算部
２３によって読み出され、演算手段２３内の演算プログ
ラムにより演算が実施されて運転使用可能回数３８が算
出される。この運転使用可能回数３８のデータは表示部
２５へ出力されると共に、調整部２６であるプラント制
御装置６へ液体抵抗器使用許可条件として出力される。

【００５０】この液体抵抗器使用許可条件がプラント制
御装置６に入力されると、プラント制御装置６では、入
力された液体抵抗器使用許可条件、つまり運転使用可能
回数３８を限度とする液体抵抗器の運転制限が実施され
る。

【００５１】なお、電解液許容温度Ｔ４、１回の始動用
電動機運転で液体抵抗器液温が上昇する運転中上昇温度
Ｔ５は、図９の液体抵抗器運転に関する液温と経過時間
の関係図に示した運転中の平均液温３０が運転危険温度
範囲下限Τ３に突入する可能性のある運転の運転液温変
化曲線Ａの運転開始液温である電解液許容温度Ｔ４と、
運転一回目の運転液温変化曲線Ｂにおいて設定される運
転中上昇温度Ｔ５によって設定される。

【００５２】このようにこの動作例によれば、演算部２
３によって演算された平均液温３０を基に液体抵抗器使
用許可条件が求められてこの条件でプラント制御装置６
が液体抵抗器の運転制限を実施するので、運転員の確認
ミスや誤操作などにより液体抵抗器が誤って運転される
ことがなくなる。

【００５３】次に、図６を参照して請求項６記載の発明
に係る運転制御動作について説明する。図６は請求項６
記載の発明に係る運転制御の流れを示すブロック図であ
る。図４に示した運転開始設定温度３７までの最短冷却
時間３６、及び図５に示した連続運転可能回数３８によ
り液体抵抗器の連続運転回数制限が生じ、液体抵抗器の
運転が停止される。

【００５４】これに対して連続運転可能回数以上の運転
を運転員が要求する場合、図６に示すように、設定運転
回数データ４０を設定条件外部入力部２７である設定値
入力装置２０により運転員が入力することにより演算装
置１７内の設定条件記憶部２１へ要求データが記憶され
る。

【００５５】すると、演算部２３は、予め設定入力され
ている設定運転回数データ４０及び運転危険温度範囲下
限Ｔ３、始動用電動機の一回の運転で液体抵抗器液温が
上昇する運転中上昇温度Τ５等を設定条件記憶部２１か
ら読み出し、これらを演算データとして設定運転回数デ
ータ４０に適応した電解液温４１を算出し、調整部２６
の関連機器に補正データとして出力し、電解液の冷却制
御を実施する。

【００５６】最終的には、演算部２３に内蔵された演算
プログラムが、液温検出部２４によって測定された液温
を基に平均液温３０を算出し、液体抵抗器本体の液温と
循環系の電解液の液温４０とが同等となるまで比較演算
し、補正データを出力し、調整部２６を運転する。

【００５７】このようにこの動作例によれば、液体抵抗
器を自動制御するばかりで無く、時には運転員の要求に
対して入力連続運転回数の制限を変更するので、運転制
御をタイムリーに細かく行うことができ、実際の運転回
数要求に沿った液体抵抗器の運用を行うことができる。

【００５８】次に、図７を参照して請求項７及び請求項
１０記載の発明に係る運転制御動作について説明する。
図７は請求項７及び請求項１０記載の発明に係る運転制
御の流れを示すブロック図である。

【００５９】液温検出部２４により測定された液温は演
算手段２３に入力された演算手段２３内に内蔵された演
算プログラムにより算出された平均液温３０を運転全行
程に対して演算装置１７内の演算処理結果記憶部２２に
格納して変化率として監視する。

【００６０】この場合、図１０に示すように、変化率許
容限界曲線Ｕ１を演算装置１７内の設定条件記憶部２１
に予め設定入力しておき、実際の運転の変化率と変化率
許容限界曲線Ｕ１と比較演算し、変化率許容限界曲線Ｕ
１を上回る値が異常出力４２として観測された場合に警
報装置１９を作動させることにより運転員に異常を伝え
る。警報装置１９の作動により電解液冷却装置４が作動
する。

【００６１】警報装置１９は、異常出力４２が確認され
た時点で揚水始動が終了するまでは電解液冷却装置４を
連続運転させ、平均液温３０を低下させることによって
液体抵抗器運転を継続させ、揚水始動途中での液体抵抗
器の緊急停止を最小限に抑える。なお、電解液冷却装置
４の運転継続によってさらに平均液温３０が上昇し続け
た場合は運転危険温度範囲上限Ｔ２に達した時点で液体
抵抗器を緊急停止させる。

【００６２】このようにこの動作例によれば、異常出力
４２が確認された時点で揚水始動が終了するまでは電解
液冷却装置４を連続運転させ、平均液温３０を低下させ
て液体抵抗器の運転を継続させ、揚水始動途中での液体
抵抗器の緊急停止を最小限に抑えるので、運転停止回数
が削減され、スムーズな運転が可能になる。

【００６３】次に、図８を参照して請求項８記載の発明
に係る運転制御動作について説明する。図８は請求項８
記載の発明に係る運転制御の流れを示すブロック図であ
る。この場合、液温検出部２４により測定された液温は
演算手段２３内に内蔵されたプログラムにより平均液温
３０を全運転行程に対して演算装置１７内の演算処理結
果記憶部２２に格納して変化率として監視する。

【００６４】この際、図１０に示すような過去の運転実
績による平均液温変化率曲線Ｕ２を演算装置１７内の演
算処理結果記憶部２３に格納しておくことによって平均
液温変化率曲線Ｕ２に対して実際の運転液温変化率曲線
が平均的に上回った値が異常出力４３として観測された
場合に表示部２５へ異常出力する。これによって、図４
に示した運転危険温度範囲Ｔ１に液温が到達しない場合
でも液体抵抗器の異常が確認でき、点検等の判断が可能
となり異常予知が可能となる。

【００６５】このようにこの動作例によれば、経年劣化
による変化率の緩やかな異常上昇を検知することによっ
て、統計的に異常の予知を行うことができる。以上、上
記した各動作例によれば、液体抵抗器に対してスムーズ
でしかも効率的な運転制御を行うことができる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、液体抵抗器本体と循環系とにそれぞれ設けた
液温センサにより測定した液温から、液体抵抗器本体と
循環系とを含めた電解液の温度を平均液温として算出
し、この算出結果と揚水始動所要設定時間とを比較して
循環系及び液温調整系を制御することで揚水始動時間の
ばらつきを防止することができる。

【００６７】請求項２記載の発明によれば、運転開始前
の液体抵抗器循環系平均液温を設定温度に冷却しておく
ことによって、連続運転回数及び揚水始動時間を常に一
定とすることができ、効率の良い運転を実現することが
できる。

【００６８】請求項３記載の発明によれば、循環系を含
めた平均液温を設定温度に冷却制御するのに要する最短
冷却時間が表示されるので、これを運転員が見ることで
一々計算すること無く最短冷却時間を知ることができ
る。

【００６９】請求項４記載の発明によれば、運転時又は
運転開始時の平均液温を基に液体抵抗器の連続運転許容
回数を事前に演算し、この演算結果を基に液体抵抗器の
運転回数を制限するので、運転時に演算された運転回数
以上に液体抵抗器が運転されることがなくなり不具合を
未然に防止することができる。またどのような状態から
でも連続運転回数を演算できる。

【００７０】請求項５記載の発明によれば、演算した連
続運転回数を表示することによりこれを運転員が見れ
ば、一々計算すること無く連続運転回数を知ることがで
き、計画的な運転が可能となる。

【００７１】請求項６記載の発明によれば、連続運転回
数が制限されるときに新たに要求をかけることによって
制限を変更でき、実際の運転要求に則した運用が可能と
なる。 請求項７記載の発明によれば、平均液温の変化
率を監視し、液温変化率値が一定値以上になったとき異
常と判断して警報するので、電解液温の異常上昇による
液体抵抗器の本当の異常を確実に警報することができ
る。

【００７２】請求項８記載の発明によれば、平均液温の
変化率を過去の運転液温変化率と液体抵抗器の全運転行
程を通して比較するので、過去の実績を踏まえたより確
かな異常判断を行うことができる。

【００７３】請求項９記載の発明によれば、循環系電解
液平均液温の実液温から目標揚水始動所要時間を算出し
表示手段に表示するので、これを運転員が見ることで一
々計算すること無く目標揚水始動所要時間を知ることが
できる。また、時間的に効率のよい運転を実現すること
が可能となる。

【００７４】請求項１０記載の発明によれば、電解液の
平均液温が制限された連続運転回数内に、運転中に液温
異常上昇警報を条件として温度調整系を作動させて液温
を調整、つまり冷却するので、運転上の安全を保つこと
ができる。また演算した平均液温を制御要素として使用
するので、無駄の無い電解液冷却制御を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一つの実施形態の液体抵抗器制御
装置の構成を示す図。

【図２】図１の液体抵抗器制御装置の演算装置の内部構
成を示すブロック図。

【図３】この液体抵抗器制御装置における第１の運転制
御動作の流れを示すブロック図。

【図４】この液体抵抗器制御装置における第２の運転制
御動作の流れを示すブロック図。

【図５】この液体抵抗器制御装置における第３の運転制
御動作の流れを示すブロック図。

【図６】この液体抵抗器制御装置における第４の運転制
御動作の流れを示すブロック図。

【図７】この液体抵抗器制御装置における第５の運転制
御動作の流れを示すブロック図。

【図８】この液体抵抗器制御装置における第６の運転制
御動作の流れを示すブロック図。

【図９】液温と経過時間との対応関係を示すグラフ。

【図１０】液温変化率と運転経過時間の対応関係を示す
グラフ。

【図１１】従来の液体抵抗器制御装置の構成を示す図で
ある。

【符号の説明】

１…始動電動機、２…調整用電動機、３…電解液循環ポ
ンプ、４…電解液冷却装置、５…制御装置、６…プラン
ト制御装置、７…電解液補助タンク、８…液体抵抗器本
体、９…可動電極、１０…固定電極、１１…入口電動
弁、１２…液温測定器、１３…温度検知器、１４…電解
液循環方向、１５…液温センサ、１６…液温センサ、１
７…演算装置、１８…表示器、１９…警報装置、２０…
設定値入力、２１…設定条件記憶部、２２…演算処理結
果記憶部、２３…演算部、２４…液温検出部、２５…表
示部、２６…調整部、２７…設定値外部入力部、３０…
平均液温、３１…電解液温−電解液抵抗値関係データ、
３２…電解液抵抗値−電極間関係データ、３３…揚水始
動所要時間、３４…理想揚水始動所要設定時間、３５…
補正データ、３６…最短冷却時間、３７…運転開始設定
液温、３８…連続運転回数、３９…連続運転回数制限、
４０…設定運転回数データ、４１…電解液温、４２…異
常出力、４３…異常出力、Ｔ１…運転危険温度範囲、Τ
２…運転危険温度範囲上限、Ｔ３…運転危険温度範囲下
限、Ｔ４…電解液許容温度、Ｔ５…運転中上昇温度、Ａ
…運転液温変化曲線、Ｂ…運転液温変化曲線、Ｕ１…変
化許容限界曲線、Ｕ２…平均液温変化率曲線。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体抵抗器本体内に貯留した電解液中に
   固定電極及び可動電極とを設け、前記可動電極を移動さ
   せて両電極間の相対距離を調整することにより電動機へ
   の電気出力を可変する液体抵抗器、前記液体抵抗器本体
   に貯留する電解液の温度（液温）を調節する液温調整
   系、および前記液温調整系と前記液体抵抗器本体との間
   において電解液を循環させる循環系に対して前記電解液
   の循環制御と可動電極の駆動制御とを行う液体抵抗器制
   御装置において、 前記液体抵抗器本体内の液温を測定する第１の液温セン
   サと、 前記循環系により循環される液温を測定する第２の液温
   センサと、 前記第１及び第２の液温センサにより測定された液温を
   基に前記液体抵抗器本体内及び循環系を含めた電解液の
   平均液温を演算する演算手段と、 予め電解液の温度、抵抗値及び電極間距離との関係デー
   タが設定された事前データ設定手段と、 前記演算手段により演算された電解液の平均液温と、前
   記事前データ設定手段に予め設定されている関係データ
   とを基に、揚水始動所要時間のばらつきを無くすよう前
   記可動電極、前記循環系及び液温調整系のうち少なくと
   も一つを制御する制御手段とを具備したことを特徴とす
   る液体抵抗器制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液体抵抗器制御装置にお
   いて、 前記制御手段は、 前記電解液の平均液温を所定の温度まで冷却する液温調
   整制御を前記電動機を稼働させる前に行うことを特徴と
   する液体抵抗器制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２いずれか記載の
   液体抵抗器制御装置において、 前記制御手段は、 前記演算手段により演算された電解液の平均液温と、前
   記事前データ設定手段に予め設定されている対応データ
   とを基に、前記電解液の平均液温を所定の温度に制御す
   るために必要な最短冷却時間を演算する最短冷却時間演
   算手段と、 前記最短冷却時間演算手段により演算された最短冷却時
   間を表示する表示手段とを具備したことを特徴とする液
   体抵抗器制御装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の液体抵抗器制御装置にお
   いて、 前記電解液の平均液温、揚水始動所要時間及び電解液許
   容温度、一回の電動機の運転で前記液体抵抗器本体内の
   液温が上昇する温度の各要素を基に、前記液体抵抗器を
   連続して運転させることが可能な連続運転許容回数を演
   算する連続運転制限許容回数演算手段と、 この連続運転許容回数演算手段により演算された演算結
   果を基に液体抵抗器の運転回数を制限する制限手段とを
   具備したことを特徴とする液体抵抗器制御装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の液体抵抗器制御装置にお
   いて、 前記連続運転回数演算手段により演算された連続運転回
   数から運転可能回数を算出する運転可能回数算出手段
   と、 前記運転可能回数算出手段により算出された運転可能回
   数を表示する表示手段とを具備したことを特徴とする液
   体抵抗器制御装置。
6. 【請求項６】 請求項４または請求項５いずれか記載の
   液体抵抗器制御装置において、 前記液体抵抗器が連続して運転される中で連続運転回数
   が許容回数に達し前記制限手段により前記液体抵抗器の
   運転が停止された場合に再度運転を行わせる要求を発行
   する再起動手段と、 前記再起動手段により発行された要求に対して現在の液
   温から新たな連続運転回数を設定する連続運転回数設定
   手段と、 前記連続運転回数設定手段により設定された新たな連続
   運転回数を限度として運転可能な液温になるように前記
   循環系及び温度調整系を制御する手段とを具備したこと
   を特徴とする液体抵抗器制御装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の液体抵抗器制御装置にお
   いて、 運転中に、前記電解液の平均液温の変化率を監視し、液
   温変化率値が一定値以上になったとき異常と判断して警
   報する監視手段を具備したことを特徴とする液体抵抗器
   制御装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の液体抵抗器制御装置にお
   いて、 前記監視手段は、 運転中の前記電解液の平均液温の変化率と過去の運転時
   に記憶しておいた液温変化率とを比較して異常を判断す
   ることを特徴とする液体制御装置。
9. 【請求項９】 請求項１記載の液体抵抗器制御装置にお
   いて、 前記電解液の平均液温から目標揚水始動所要時間を算出
   する目標揚水始動所要時間算出手段と、 前記目標揚水始動所要時間算出手段により算出された目
   標揚水始動所要時間を表示する表示手段とを具備したこ
   とを特徴とする液体抵抗器制御装置。
10. 【請求項１０】 請求項７記載の液体抵抗器制御装置に
    おいて、 前記液温調整系は、 前記監視手段により警報されたことを条件として前記循
    環系により循環される電解液の液温を運転可能な温度に
    調整することを特徴とする液体抵抗器制御装置。