JPS58192476A - 揚水発電装置 - Google Patents
揚水発電装置Info
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- JPS58192476A JPS58192476A JP7509782A JP7509782A JPS58192476A JP S58192476 A JPS58192476 A JP S58192476A JP 7509782 A JP7509782 A JP 7509782A JP 7509782 A JP7509782 A JP 7509782A JP S58192476 A JPS58192476 A JP S58192476A
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- Japan
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- induction machine
- frequency
- switch
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- frequency converter
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/46—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor
- H02P1/50—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor by changing over from asynchronous to synchronous operation
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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、揚水発電装置に件り、特に周波数変換器を用
いて揚水時の運転速度と発電時の運転速度を異ならせた
ものに関する。
いて揚水時の運転速度と発電時の運転速度を異ならせた
ものに関する。
揚水発電装置の発電電動機には一般に同期機が用いられ
ているため、回転速度は一定である。ところがポンプ水
車は、揚水運転時に効率が最高になる回転速度と発電運
転時に効率が最高になる回転速度とが異なるため、揚水
運転時に効率が最高になるように設計すると発電運転時
の効率が低下し、逆に発電運転時に効率が最高になるよ
うに設計すると揚水運転時の効率が低下するという問題
、がある。
ているため、回転速度は一定である。ところがポンプ水
車は、揚水運転時に効率が最高になる回転速度と発電運
転時に効率が最高になる回転速度とが異なるため、揚水
運転時に効率が最高になるように設計すると発電運転時
の効率が低下し、逆に発電運転時に効率が最高になるよ
うに設計すると揚水運転時の効率が低下するという問題
、がある。
これを解決する手段として、発電電動機と系統の間に周
波数ｆ換器を設け、揚水運転時にはボンブ水車が最高効
率と１ｊる第１の回転速度で、発電運転時にはポンプ水
車が最高効率となる第２の回転速度で運転する方式が提
案されている（特願昭５５−８４３６号）。
波数ｆ換器を設け、揚水運転時にはボンブ水車が最高効
率と１ｊる第１の回転速度で、発電運転時にはポンプ水
車が最高効率となる第２の回転速度で運転する方式が提
案されている（特願昭５５−８４３６号）。
しかしこの方式では、発電電動機と系統間の電力の授受
を周波数変換器を通して行っているため、周波数変換器
の容量としてはポンプ水車の容量と同等以上のものが必
要となり、装置が大型化し、高価になるだけでなく、周
波数変換器の損失も無視できないものとなる。
を周波数変換器を通して行っているため、周波数変換器
の容量としてはポンプ水車の容量と同等以上のものが必
要となり、装置が大型化し、高価になるだけでなく、周
波数変換器の損失も無視できないものとなる。
本発明は、」１記の点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、回転速度制御用の周波数変換器の容
量を大幅に小さくでき、したがって周波数変換器の損失
も少なくて済む揚水発電装置を提供するにある。
的とするところは、回転速度制御用の周波数変換器の容
量を大幅に小さくでき、したがって周波数変換器の損失
も少なくて済む揚水発電装置を提供するにある。
この目的を達成するため、本発明は、ポンプ水車に連結
された発電電動機により揚水運転と発電運転を行う揚水
発電装置において、前記発電電動機として巻線型誘導機
を用い、この誘導機の１次側（固定子巻線）を、第１の
開閉器を介して系統に接続すると共に、第２の開閉器を
介して前記系統に接続された周波数変換器に接続し、前
記誘導機の２次Ｉ１１ （回転子巻線）を、第３の開閉
器を介して前記周波数変換器に接続すると共に１第４の
開閉器を介して始動抵抗器に接続してなり、揚水運転開
始時には、前記第２及び第４の開閉器を閉じ前記周波数
変換器の出力周波数を漸増させて前記誘導機の回転速度
を上昇させ、回転速度がＰｇｒ蛍の中間速度に達したら
前記第２及び第４の開閉器を開き、前記第３及び第１の
開閉器を閉じ、前記周波数変換器の出力周波数を漸減さ
せて前記誘導機の回転速度を所定の揚水運転速度まで上
昇させるようにし、発電運転開始時には、前記ポンプ水
車の駆動により前記銹導電機の回転速度を所定の発電運
転速度まで上昇させろと共に前記第３の開閉器を閉じ、
前記誘導機の１次側の周波数及び位相が前記系統のそれ
と一致したところで前記第１の開閉器を閉じるようにし
たことを特徴とする・ ｊ以下、本発明の一実施例
を図面を参照して詳細に説明する。
された発電電動機により揚水運転と発電運転を行う揚水
発電装置において、前記発電電動機として巻線型誘導機
を用い、この誘導機の１次側（固定子巻線）を、第１の
開閉器を介して系統に接続すると共に、第２の開閉器を
介して前記系統に接続された周波数変換器に接続し、前
記誘導機の２次Ｉ１１ （回転子巻線）を、第３の開閉
器を介して前記周波数変換器に接続すると共に１第４の
開閉器を介して始動抵抗器に接続してなり、揚水運転開
始時には、前記第２及び第４の開閉器を閉じ前記周波数
変換器の出力周波数を漸増させて前記誘導機の回転速度
を上昇させ、回転速度がＰｇｒ蛍の中間速度に達したら
前記第２及び第４の開閉器を開き、前記第３及び第１の
開閉器を閉じ、前記周波数変換器の出力周波数を漸減さ
せて前記誘導機の回転速度を所定の揚水運転速度まで上
昇させるようにし、発電運転開始時には、前記ポンプ水
車の駆動により前記銹導電機の回転速度を所定の発電運
転速度まで上昇させろと共に前記第３の開閉器を閉じ、
前記誘導機の１次側の周波数及び位相が前記系統のそれ
と一致したところで前記第１の開閉器を閉じるようにし
たことを特徴とする・ ｊ以下、本発明の一実施例
を図面を参照して詳細に説明する。
第１図において、１はポンプ水車（図示せず）に直結さ
れ発電電動機として機能する巻線型誘導機、２は電力系
統、３は上記誘導機１の１次側（固定子巻線）と系統２
の間に接続された第１の開閉器、４は系統２に接続され
た細波数変換器、５は誘導機１０１次側と周波数変換器
４の間に接続された第２の開閉器、６は誘導機１の２次
側（回転子巻線）と周波数変換器４０藺に接続された第
３の開閉器、Ｉは始動抵抗器、８は誘導機１の２次側と
始動抵抗器７０間に接続された第４の開閉器である３、
さらに、９は誘導機１０回転子の回転速度を検出する速
度検出器、１０は誘導機１０１次側の電圧の位相を検出
する位相検出器、１１は誘導機１の回転速度を入力とし
て第２、第３、第４の開閉器５，６．８を操作する開閉
器制御器、１２は系統２０位相を検出する位相検出器、
１３は位相検出器１０．１２で検出した誘導機１の１次
側位相と系統２の位相とを比較する位相比較器である。
れ発電電動機として機能する巻線型誘導機、２は電力系
統、３は上記誘導機１の１次側（固定子巻線）と系統２
の間に接続された第１の開閉器、４は系統２に接続され
た細波数変換器、５は誘導機１０１次側と周波数変換器
４の間に接続された第２の開閉器、６は誘導機１の２次
側（回転子巻線）と周波数変換器４０藺に接続された第
３の開閉器、Ｉは始動抵抗器、８は誘導機１の２次側と
始動抵抗器７０間に接続された第４の開閉器である３、
さらに、９は誘導機１０回転子の回転速度を検出する速
度検出器、１０は誘導機１０１次側の電圧の位相を検出
する位相検出器、１１は誘導機１の回転速度を入力とし
て第２、第３、第４の開閉器５，６．８を操作する開閉
器制御器、１２は系統２０位相を検出する位相検出器、
１３は位相検出器１０．１２で検出した誘導機１の１次
側位相と系統２の位相とを比較する位相比較器である。
この装置は、揚水運転開始時には、第１及び第３の開閉
器３，６を開１き、第２及び第４の開閉器５．８を閉じ
た状態で、周波数変換器４の出力周波数を零から徐々に
増加させる０第２図の実線人はこの出力周波数の変化を
、一点鎖＠Ｂは誘導機１０２次側に誘起される電圧の周
波数の変化を示す。周波数変換器４の出力周波数は、こ
のように誘導機１０２次側周波数に対して一定のすべり
を保って上昇させる。このようにすれば、すべりが一定
のため篩転子に働（トルクも一定に保たれ、第３図のよ
うな定加速度特性が得られる。なお、起動が完了−［る
まではポンプ水車は水に漬っていないので、この時の周
波数変換器４の出力は揚水運転時よりははるかに小さい
ものである。
器３，６を開１き、第２及び第４の開閉器５．８を閉じ
た状態で、周波数変換器４の出力周波数を零から徐々に
増加させる０第２図の実線人はこの出力周波数の変化を
、一点鎖＠Ｂは誘導機１０２次側に誘起される電圧の周
波数の変化を示す。周波数変換器４の出力周波数は、こ
のように誘導機１０２次側周波数に対して一定のすべり
を保って上昇させる。このようにすれば、すべりが一定
のため篩転子に働（トルクも一定に保たれ、第３図のよ
うな定加速度特性が得られる。なお、起動が完了−［る
まではポンプ水車は水に漬っていないので、この時の周
波数変換器４の出力は揚水運転時よりははるかに小さい
ものである。
誘導機１の回転速度が、１次側の極数と系統の周波数と
によって定まる同期速度のほぼ５０チの速をこの順にあ
るいは同時に開くと共に、周波数変換器４の出力周波数
の上昇をストップさせるーその後ただちに第３の開閉器
６を閉じると、誘導機１の１次側には、回転子が回転し
ていることによる周波数と、周波数変換器４から供給さ
れる周波数との和の周波数の電圧が発生する。この１次
側の電圧の周波数は、回転子の回転速度が丁でに同期速
度のほぼ５０％になっていること、及び周波数変換器４
の出力周波数が系統２０周波数のほぼ５０チになってい
ることから、系統２０周波数にほぼ等しいものとなるＤ この状態で、誘導機１０１次側電圧の位相が系統２の位
相と同期するように周波数変換器４の出力周波数を調整
し、位相検出器１０で検出した誘導機１の１次側位相と
、位相検出器１２で検出した系統２０位相を位相比較器
１３で比較して両者が一致したところで第１の開閉器３
を閉じる。これＫより、誘導機１は系統より直接電力を
得られるようになる。なお、この位相合わせを省略して
、第３の開閉器６を閉じると同時に第１の開閉器３を閉
じるようにすることも可能である。
によって定まる同期速度のほぼ５０チの速をこの順にあ
るいは同時に開くと共に、周波数変換器４の出力周波数
の上昇をストップさせるーその後ただちに第３の開閉器
６を閉じると、誘導機１の１次側には、回転子が回転し
ていることによる周波数と、周波数変換器４から供給さ
れる周波数との和の周波数の電圧が発生する。この１次
側の電圧の周波数は、回転子の回転速度が丁でに同期速
度のほぼ５０％になっていること、及び周波数変換器４
の出力周波数が系統２０周波数のほぼ５０チになってい
ることから、系統２０周波数にほぼ等しいものとなるＤ この状態で、誘導機１０１次側電圧の位相が系統２の位
相と同期するように周波数変換器４の出力周波数を調整
し、位相検出器１０で検出した誘導機１の１次側位相と
、位相検出器１２で検出した系統２０位相を位相比較器
１３で比較して両者が一致したところで第１の開閉器３
を閉じる。これＫより、誘導機１は系統より直接電力を
得られるようになる。なお、この位相合わせを省略して
、第３の開閉器６を閉じると同時に第１の開閉器３を閉
じるようにすることも可能である。
その後、周波数変換器４の出力周波数を第２図の実線Ａ
に示すように徐々に減少させると、回転子の回転速度は
、周波数変換器４から供給される周波数の減少分を補う
ように、上昇する（第３図参照）。このように周波数変
換器４の出力周波数を漸減させることにより誘導機１０
回転速度を上昇させて行き、ポンプ水車が揚水運転で最
高効率が得られる回転速度に達したところで周波数変換
器４の出力周波数の調整を停止し、出力周波数を一定に
保つ。この状態でポンプ水車に徐々に水を入れ、揚水運
転に入る。なお、揚水運転で最高効率が得られる回転速
度が周波数変換器４の出力周波数が零のときであれば、
揚水運転時には第３の開閉器６を開いて２次励磁をなく
すこともできる。
に示すように徐々に減少させると、回転子の回転速度は
、周波数変換器４から供給される周波数の減少分を補う
ように、上昇する（第３図参照）。このように周波数変
換器４の出力周波数を漸減させることにより誘導機１０
回転速度を上昇させて行き、ポンプ水車が揚水運転で最
高効率が得られる回転速度に達したところで周波数変換
器４の出力周波数の調整を停止し、出力周波数を一定に
保つ。この状態でポンプ水車に徐々に水を入れ、揚水運
転に入る。なお、揚水運転で最高効率が得られる回転速
度が周波数変換器４の出力周波数が零のときであれば、
揚水運転時には第３の開閉器６を開いて２次励磁をなく
すこともできる。
次に、制動時には、第１及び第３の開閉器３瘤６を閉じ
、第２及び第４の開閉器５．８を開いた状態にしておけ
ば、誘導機１０２次側に発生する電力を周波数変換器４
を通して系統２に回生ずることができる○ 次に、発電運転について説明する。発電運転開始時には
、すべての開閉器３，５，６．８を開いて ｉ・お
き、ポンプ水車に徐々に水を流して回転速度を上昇させ
、発電運転時にポンプ水車が最高効率な出せる回転速度
に達したら、第３の開閉器６を閉じる。このときの周波
数変換器４の出力周波数は、その出力周波数と回転子の
回転による周波数との和の周波数が、つまり１次側に誘
起される電圧の周波数が、系統２の周波数に一致するよ
うに設定される。そして、位相検出器１０で検出した誘
導機１０１次側の位相と、位相検出器１２で検出した系
統２の位相とを位相比較器１３で比較し、両者が一致し
たところで第１の開閉器３を閉じる。
、第２及び第４の開閉器５．８を開いた状態にしておけ
ば、誘導機１０２次側に発生する電力を周波数変換器４
を通して系統２に回生ずることができる○ 次に、発電運転について説明する。発電運転開始時には
、すべての開閉器３，５，６．８を開いて ｉ・お
き、ポンプ水車に徐々に水を流して回転速度を上昇させ
、発電運転時にポンプ水車が最高効率な出せる回転速度
に達したら、第３の開閉器６を閉じる。このときの周波
数変換器４の出力周波数は、その出力周波数と回転子の
回転による周波数との和の周波数が、つまり１次側に誘
起される電圧の周波数が、系統２の周波数に一致するよ
うに設定される。そして、位相検出器１０で検出した誘
導機１０１次側の位相と、位相検出器１２で検出した系
統２の位相とを位相比較器１３で比較し、両者が一致し
たところで第１の開閉器３を閉じる。
これでポンプ水車が最高効率を出せる回転速度で発電運
転を行うことができる。発電運転状態において周波数変
換器４を通る電力は誘導機１０２次励磁に必要な電力の
みである。
転を行うことができる。発電運転状態において周波数変
換器４を通る電力は誘導機１０２次励磁に必要な電力の
みである。
上述した本実施例の装置において、周波数変換器４の容
量は、揚水運転開始時に誘導機１を始動させるのに必要
な容量、揚水又は発電運転時に誘導機１０２次側を励磁
するのに必要な容量、及び回生制動をするのに必要な容
量のうち、いずれか最も大きな容量に決定されるが、い
ずれにせよ誘導機ないしはポンプ水車の容量よりはるか
に小さい（例えば１／ｌｏ程度の）容量で十分である。
量は、揚水運転開始時に誘導機１を始動させるのに必要
な容量、揚水又は発電運転時に誘導機１０２次側を励磁
するのに必要な容量、及び回生制動をするのに必要な容
量のうち、いずれか最も大きな容量に決定されるが、い
ずれにせよ誘導機ないしはポンプ水車の容量よりはるか
に小さい（例えば１／ｌｏ程度の）容量で十分である。
。
以上説明したように本発明によれば、揚水又は発電運転
時に誘導機と系統との間で授受が行われる大きな電力が
周波数変換器を通らないようになっているので、周波数
変換器の容量が小さくて済み、装置の小型化、コスト低
減がはかれると共に２周波数変換器の損失も少な（て済
むから装置全体の効率向上がはかれる利点がある。また
発電電動機として同期機より安価な巻線型誘導機を用い
ているので、この点からもコスト安になる。
時に誘導機と系統との間で授受が行われる大きな電力が
周波数変換器を通らないようになっているので、周波数
変換器の容量が小さくて済み、装置の小型化、コスト低
減がはかれると共に２周波数変換器の損失も少な（て済
むから装置全体の効率向上がはかれる利点がある。また
発電電動機として同期機より安価な巻線型誘導機を用い
ているので、この点からもコスト安になる。
第１図は本発明の一実施例に係る揚水発電装置を示す回
路図、第２図は同装置の揚水運転開始時における周波数
変換器の出力周波数（４））と巻線型誘導機の２次側の
周波数（Ｂ）の変化を示すグラフ、第３図はこのときの
巻線型誘導機の回転速度の変化を示すグラフである。 １・・・・・・巻線型誘導機、２・・・・・・系統、３
・・・・・・第１の開閉器、４・・・・・・周波数変換
器、５・・・・・・第２の開閉器、６・・・・・・第３
の開閉器、７・・・・・・始動抵抗器、８・・・・・・
第４の開閉器。 第１図 甑賢＝２ 糖−￥２
路図、第２図は同装置の揚水運転開始時における周波数
変換器の出力周波数（４））と巻線型誘導機の２次側の
周波数（Ｂ）の変化を示すグラフ、第３図はこのときの
巻線型誘導機の回転速度の変化を示すグラフである。 １・・・・・・巻線型誘導機、２・・・・・・系統、３
・・・・・・第１の開閉器、４・・・・・・周波数変換
器、５・・・・・・第２の開閉器、６・・・・・・第３
の開閉器、７・・・・・・始動抵抗器、８・・・・・・
第４の開閉器。 第１図 甑賢＝２ 糖−￥２
Claims (1)
- １、 ポンプ水車に連結された発電電動機により揚水運
転と発電運転を行うものにおいて、前記発電電動機とし
て巻線型誘導機を用り、この誘導機の１次側を、第１の
開閉器を介して系統に接続すると共に、第２の開閉器を
介して前記系統に接続された周波数変換器に接続し、前
記誘導機の２次側を、第３の開閉器を介して前記周波数
変換器に接続すると共に、第４の開閉器を介して始動抵
抗器に接続してなり、揚水運転開始時には、前記第２及
びＭ４′）開閉器を閉じ前記−波数変換器０出力周波数
を漸増させて前記誘導機の回転速度を上昇させ、回転速
度が所定の中間速度に達したら前記第２及び第４の開閉
器を開き、前記第３及び第１の開閉器を閉じ、前記周波
数変換器の出力周波数を漸減させて前記誘導機の回転速
度を所定の揚水運転速度まで上昇させるようにし、発電
運転開始時には、前記ポンプ水車の駆動により前記誘導
機の回転速度を所定の発電運転速度まで上昇させると共
に前記第３の開閉器を閉じ、前記誘導機の１゜次側の周
波数及び位相が前記系統のそれと一致したところで前記
第１の開閉器を閉じるようにしたことを特徴とする揚水
発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7509782A JPS58192476A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 揚水発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7509782A JPS58192476A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 揚水発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58192476A true JPS58192476A (ja) | 1983-11-09 |
Family
ID=13566318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7509782A Pending JPS58192476A (ja) | 1982-05-07 | 1982-05-07 | 揚水発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58192476A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5529274A (en) * | 1978-08-24 | 1980-03-01 | Toshiba Corp | Method of variably controlling speed of induction motor |
-
1982
- 1982-05-07 JP JP7509782A patent/JPS58192476A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5529274A (en) * | 1978-08-24 | 1980-03-01 | Toshiba Corp | Method of variably controlling speed of induction motor |
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