JPS58174169A - 水力発電所の調速制御装置 - Google Patents
水力発電所の調速制御装置Info
- Publication number
- JPS58174169A JPS58174169A JP57058710A JP5871082A JPS58174169A JP S58174169 A JPS58174169 A JP S58174169A JP 57058710 A JP57058710 A JP 57058710A JP 5871082 A JP5871082 A JP 5871082A JP S58174169 A JPS58174169 A JP S58174169A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water level
- water
- surge tank
- frequency
- governor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B15/00—Controlling
- F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
- F03B15/04—Controlling by varying liquid flow of turbines
- F03B15/06—Regulating, i.e. acting automatically
- F03B15/14—Regulating, i.e. acting automatically by or of water level
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水路系にサージタンクを有する水力発電所の調
速制御装置に係シ、特にサージング中でも安定した周波
数で発電機を運転できるようにした水力発電所の調速制
御装置に関する。
速制御装置に係シ、特にサージング中でも安定した周波
数で発電機を運転できるようにした水力発電所の調速制
御装置に関する。
一般にダム式あるいは調整池式水力発電所においては、
水車の負荷変動によって発生する水撃圧を軽減し、水撃
圧が導水路に及ぶのを防ぐ目的で導水路と水圧鉄管との
間にサージタンクを設置している。最近特に地下式発電
所が多く建設されているのでサージタンクは山中に設置
されることが多く、その形式は経済的な面から氷室式が
多い。
水車の負荷変動によって発生する水撃圧を軽減し、水撃
圧が導水路に及ぶのを防ぐ目的で導水路と水圧鉄管との
間にサージタンクを設置している。最近特に地下式発電
所が多く建設されているのでサージタンクは山中に設置
されることが多く、その形式は経済的な面から氷室式が
多い。
氷室式サージタンクとはオ１図に示す水路構成図のよう
に水路に連結したタン°り胆）の上下部に水室イＬ ）
、（ｋ）を持っており、上部氷室（８ｔ）の位置は上部
貯水池ｌの最高水位以上にあり、また下部氷室（８ｓ）
は最低水位以下になるように設計され、急激な負荷変化
に対しては上、下部氷室（ａｔ） 、 （Ｓｓ）によっ
て水撃圧を軽減するものである。水車発電機（５）の定
常運転中すなわち水車（６）の定常運転中サージタン（
３）の水位は上下部氷室間の断面積の小さい部分にあり
、負荷しゃ断等の急激な負荷変化のときけ水位変動が大
きくなり、最高水位から最低水位まで変動する可能性が
ある。サージングは導水路（２）と水槽（３１の大きさ
によって決まるが、断面積の小さいほどサージングの減
衰する時間が長くかかる。
に水路に連結したタン°り胆）の上下部に水室イＬ ）
、（ｋ）を持っており、上部氷室（８ｔ）の位置は上部
貯水池ｌの最高水位以上にあり、また下部氷室（８ｓ）
は最低水位以下になるように設計され、急激な負荷変化
に対しては上、下部氷室（ａｔ） 、 （Ｓｓ）によっ
て水撃圧を軽減するものである。水車発電機（５）の定
常運転中すなわち水車（６）の定常運転中サージタン（
３）の水位は上下部氷室間の断面積の小さい部分にあり
、負荷しゃ断等の急激な負荷変化のときけ水位変動が大
きくなり、最高水位から最低水位まで変動する可能性が
ある。サージングは導水路（２）と水槽（３１の大きさ
によって決まるが、断面積の小さいほどサージングの減
衰する時間が長くかかる。
ところが、水車（６）は停止後間もなく再運転に入来さ
れ、サージング中でも安定した同波数で運転継続しなけ
ればならない。しかし従来の電気式調速機（電気式ガバ
ナー）は単に水車発電機の同波数を一定に制御すること
は困難である。
れ、サージング中でも安定した同波数で運転継続しなけ
ればならない。しかし従来の電気式調速機（電気式ガバ
ナー）は単に水車発電機の同波数を一定に制御すること
は困難である。
本発明は、この点く鑑みてなされたもので、サージタン
ク水位の変動に対応する量を補正信号として電気式ガバ
ナーに与えることにより周波数をほぼ一定に制御するよ
うにした水力発電所の調速制御装置１ｆｒ提供すること
を目的としたものである。
ク水位の変動に対応する量を補正信号として電気式ガバ
ナーに与えることにより周波数をほぼ一定に制御するよ
うにした水力発電所の調速制御装置１ｆｒ提供すること
を目的としたものである。
以下本発明の一実施例をオ１図、第３図、オ８図を参照
して説明する。第１図においてＩ＜）ｔｄ水圧鉄管、（
７）Ｖｉ下部貯水池、そして（８）はサージタンク水位
検出器で、後述するサージタンク水位補正信号を作るた
めのものである。
して説明する。第１図においてＩ＜）ｔｄ水圧鉄管、（
７）Ｖｉ下部貯水池、そして（８）はサージタンク水位
検出器で、後述するサージタンク水位補正信号を作るた
めのものである。
第１図は制御ブロック図であり、Ｕａは、調速機制御装
置を表わす。（１０＋ ）は同波数設定器、（１０ｍ
）は電気式ガバナ増幅器である。彌は本発明で新たに設
けた部分で、サージタンク水位変化を検出するための水
位検出装置（８）およびこの装置（８）の信号を電気式
ガバナ増幅器（１０ｓ）へ水位補正信号として、導入す
るための水位補正装置（１０ｍ）とから構成されている
。
置を表わす。（１０＋ ）は同波数設定器、（１０ｍ
）は電気式ガバナ増幅器である。彌は本発明で新たに設
けた部分で、サージタンク水位変化を検出するための水
位検出装置（８）およびこの装置（８）の信号を電気式
ガバナ増幅器（１０ｓ）へ水位補正信号として、導入す
るための水位補正装置（１０ｍ）とから構成されている
。
（ロ）は調速様機構であり、水車（６）のサイドベーン
を制御する。発電機の同波数は、周波数検出器（至）に
よって取り出された電気式ガバナ増幅器（１０ｍ ）へ
帰還信号として送られる。
を制御する。発電機の同波数は、周波数検出器（至）に
よって取り出された電気式ガバナ増幅器（１０ｍ ）へ
帰還信号として送られる。
第８図は調速制御を説明するだめのフィードバック制御
系のブロック線図である。図中りは同波数設定値、ａｄ
ｌはｆｒと発電機周波数／ａとを突き合せる加え合せ点
、Ｇは増幅率、のガバナー特性を示し、出力信号はガイ
ドベーン開度に相当する。ＫＨはガイドベーン開度と出
力トルクの相互の関係を示す伝達関数であり、一般には
水車（６１の入口水位Ｈの関数として表わされる。
系のブロック線図である。図中りは同波数設定値、ａｄ
ｌはｆｒと発電機周波数／ａとを突き合せる加え合せ点
、Ｇは増幅率、のガバナー特性を示し、出力信号はガイ
ドベーン開度に相当する。ＫＨはガイドベーン開度と出
力トルクの相互の関係を示す伝達関数であり、一般には
水車（６１の入口水位Ｈの関数として表わされる。
（６）の入口水圧Ｐの関数として表わされる。ａｄ。
は水車（６）の機械出力と回転体Ｃ発電機、水車等）の
摩擦損失トルク（Ｌ−ｆａ）とを突き合わせる加え合わ
せ点、（−６）は水車の慣性を示す伝達関数、Ｌは摩擦
損失を表わす伝達関数である。
摩擦損失トルク（Ｌ−ｆａ）とを突き合わせる加え合わ
せ点、（−６）は水車の慣性を示す伝達関数、Ｌは摩擦
損失を表わす伝達関数である。
翰は第８図で述べたように水位補正信Ｊｉ＋ＫＨを作る
部分であり、補正信号ｘＨは加え合わせ点ａｄ、に加え
ら孔る。
部分であり、補正信号ｘＨは加え合わせ点ａｄ、に加え
ら孔る。
次に本発明の詳細な説明する。理解を助けるために水位
補正装置（１０１）のない従来例からまず述べる。
補正装置（１０１）のない従来例からまず述べる。
第３図において、信号ＸＨがないのでこの系の出力すな
わち発電機間波数はｆｌ１式で表わされる。
わち発電機間波数はｆｌ１式で表わされる。
（１）式において、定常状態でけＳ＝Ｏであるから１１
式は直ちに（２）式に書きかえられる。
式は直ちに（２）式に書きかえられる。
（！１式に注目するとＧおよび石がたとえ一定であって
も、ＫＭの変動の影響を受け、ＫＨが０〜閃の変動を生
ずると／ａもｏ−閃の範囲で変動することがわかる。す
なわちサージングにより水車入口水位が変化すると水車
（６）回転速度（発電機同波数）Ｋ影響を及ぼすことに
なる。
も、ＫＭの変動の影響を受け、ＫＨが０〜閃の変動を生
ずると／ａもｏ−閃の範囲で変動することがわかる。す
なわちサージングにより水車入口水位が変化すると水車
（６）回転速度（発電機同波数）Ｋ影響を及ぼすことに
なる。
零発＃４はこの欠点をなくすため、 ＸＨなろ水位補正
信号を制御系に導入したものである。信号［Ｈの導入に
よシ定常状態では となる。この（３１式において、？ ｆａｌａＫＨ−０
となるようにＸを定めればこの時の値が水位変化の影響
を受けない調速制御を実施するため【必要な水位補正と
なる。これを満すＸの値は多くあるが、 に変わり、実際の水車速度は水位変化にかかわらず設定
値に等しい速度で運転されることになる。
信号を制御系に導入したものである。信号［Ｈの導入に
よシ定常状態では となる。この（３１式において、？ ｆａｌａＫＨ−０
となるようにＸを定めればこの時の値が水位変化の影響
を受けない調速制御を実施するため【必要な水位補正と
なる。これを満すＸの値は多くあるが、 に変わり、実際の水車速度は水位変化にかかわらず設定
値に等しい速度で運転されることになる。
第３図で動作を説明すれば、水位変動のないときはＫＨ
ｉｊ零であり、水車発電機（！ｉ）の周波数ｆａｉ−ｔ
２定間波数ｆ定圧波数くなり、水位変動が発生し、サー
ジタンク水位が基準値を毬えて、水位が上昇すれば水位
補正装置（１０ｍ）は同波数設定値を下げるような信号
ｘＨを電気式ガバナー増幅器（１０ｓ）へ送り、逆にサ
ージタンク水位が基準値以下に下降すれば同波数設定値
を上げるよう例信号ＸＨを送る。従って大幅な水位変動
が発生しても発電機間波数ｆａを基準量波数にほぼ等し
く制御することができる。
ｉｊ零であり、水車発電機（！ｉ）の周波数ｆａｉ−ｔ
２定間波数ｆ定圧波数くなり、水位変動が発生し、サー
ジタンク水位が基準値を毬えて、水位が上昇すれば水位
補正装置（１０ｍ）は同波数設定値を下げるような信号
ｘＨを電気式ガバナー増幅器（１０ｓ）へ送り、逆にサ
ージタンク水位が基準値以下に下降すれば同波数設定値
を上げるよう例信号ＸＨを送る。従って大幅な水位変動
が発生しても発電機間波数ｆａを基準量波数にほぼ等し
く制御することができる。
以上述べた本発明は、一つの水路系に１台の水車を設置
した場合であるが、一つの水路系に複数台の水車を設置
したいわゆる同一分岐水路を持っている′水力発電所に
適用することもできる。この場合狛荷運転中に他−の貴
荷変化によって生ずる水位変動による出力変化を抑制す
ることが可能であり系統安定度向上を計ることにもなる
。またサージタンクの形式は氷室式に限らず他の形式で
あってもよい。
した場合であるが、一つの水路系に複数台の水車を設置
したいわゆる同一分岐水路を持っている′水力発電所に
適用することもできる。この場合狛荷運転中に他−の貴
荷変化によって生ずる水位変動による出力変化を抑制す
ることが可能であり系統安定度向上を計ることにもなる
。またサージタンクの形式は氷室式に限らず他の形式で
あってもよい。
以上述べたように本発明は水車入力水位に変動が生じた
場合、水位補正信号を調速制御装置に導入するようにし
たので、水車発電機の周波数をほぼ一定に制御すること
方できる。また本発明によればかなυのサージ）ングが
あっても一定間波数運転に支障をきたさないから、サー
ジタンクの容量を小さくすることもできる。
場合、水位補正信号を調速制御装置に導入するようにし
たので、水車発電機の周波数をほぼ一定に制御すること
方できる。また本発明によればかなυのサージ）ングが
あっても一定間波数運転に支障をきたさないから、サー
ジタンクの容量を小さくすることもできる。
牙１図は水力発電所の水路構成図、第８図は調速制御説
明用の制御ブロック図、第３図は第８図を伝達関数で表
わしたブロック線図である。 ＋３１−−−サージタンク、（５１−−一水車発電機、
＋６１−−一水車、＋８１−−−サージタンク水位検出
器、１０ｓ）−−一水位補正□装置、（１α−ｍ−調速
機制御装置。 各図中の同−符Ｊ＋け同一、または相当部分を示す。 第１図 ニし 第２図 ０ 第３図 ＝４
明用の制御ブロック図、第３図は第８図を伝達関数で表
わしたブロック線図である。 ＋３１−−−サージタンク、（５１−−一水車発電機、
＋６１−−一水車、＋８１−−−サージタンク水位検出
器、１０ｓ）−−一水位補正□装置、（１α−ｍ−調速
機制御装置。 各図中の同−符Ｊ＋け同一、または相当部分を示す。 第１図 ニし 第２図 ０ 第３図 ＝４
Claims (1)
- 水路系にサージタンクを備え、かつ、調速機によシ、水
車を調速制御するものにおいて、水車に作用するサージ
タンク水位に応じた信号を水位補正信号として、調速機
に導入し、この水位補正信号により、水位変動によって
水車の実周波数が影響を受ける上昇又は、下降変化を相
殺するように、調速機の周波数設定値を補正して、サー
ジングによる水位変動があって、水車発電機の周波数を
略一定値に制御するようにした水力発電所の調速制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57058710A JPS58174169A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 水力発電所の調速制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57058710A JPS58174169A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 水力発電所の調速制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58174169A true JPS58174169A (ja) | 1983-10-13 |
Family
ID=13092047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57058710A Pending JPS58174169A (ja) | 1982-04-06 | 1982-04-06 | 水力発電所の調速制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58174169A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2582737A1 (fr) * | 1985-06-03 | 1986-12-05 | Neyrpic | Procede de regulation de la puissance des turbines hydrauliques |
-
1982
- 1982-04-06 JP JP57058710A patent/JPS58174169A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2582737A1 (fr) * | 1985-06-03 | 1986-12-05 | Neyrpic | Procede de regulation de la puissance des turbines hydrauliques |
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