JPS5846677B2 - Pump Suishiyano Hogo Souchi - Google Patents

Pump Suishiyano Hogo Souchi

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JPS5846677B2
JPS5846677B2 JP50005364A JP536475A JPS5846677B2 JP S5846677 B2 JPS5846677 B2 JP S5846677B2 JP 50005364 A JP50005364 A JP 50005364A JP 536475 A JP536475 A JP 536475A JP S5846677 B2 JPS5846677 B2 JP S5846677B2
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JP
Japan
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pump
water
turbine
guide vane
operation mode
Prior art date
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Application number
JP50005364A
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Japanese (ja)
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JPS5181244A (en
Inventor
尚夫 桑原
常彦 高草木
朝男 大石
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5846677B2 publication Critical patent/JPS5846677B2/en
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ポンプ水車の保護方法に係り、特にポンプ運
転状態において、主機が逆転方向に回転上昇した場合の
水圧鉄管の保護方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for protecting a pump water turbine, and more particularly to a method for protecting a penstock when the main engine rotates upward in the reverse direction while the pump is in operation.

ポンプ水車においては一般に、ポンプ運転と水車運転と
ではそれぞれ異なった案内羽根閉鎖速度を有しており、
かつ、それぞれの運転モードにおける閉鎖速度はさらに
閉鎖途中で閉鎖速度を変える所謂、腰折のある閉鎖速度
となっている。
Pump-turbine generally has different guide vane closing speeds for pump operation and water turbine operation.
Further, the closing speed in each operation mode is a so-called closing speed in which the closing speed is changed in the middle of closing.

この詳細を第3図によって説明する。The details will be explained with reference to FIG.

まず水車運転モードから説明する。First, the water turbine operation mode will be explained.

今、案内羽根開度が100%の状態にあり、ここで負荷
遮断が行われ、即ちポンプ水車に直結された発電機の負
荷が急に切られた場合には、ポンプ水車の回転速度が一
時的に上昇する。
If the guide vane opening is now 100% and load shedding is performed at this point, that is, if the load on the generator directly connected to the pump-turbine is suddenly cut off, the rotational speed of the pump-turbine will temporarily decrease. to rise.

ところでポンプ水車の場合には、逆の回転となるポンプ
運転も可能にするためランナー羽根の直径を比較的太き
くし、水に充分な遠心力が作用するようにランナー形状
を設計する。
In the case of a pump-turbine, the diameter of the runner blades is made relatively large to enable reverse rotation of the pump, and the runner shape is designed so that sufficient centrifugal force acts on the water.

このため、ポンプ運転と回転方向が違う水車運転でも回
転数が速くなればランナーを流過する水に大きな遠心力
が作用することになり、ランナー室に流入する水量が減
少し、ついには逆流し、ポンプ方向流れに転する。
For this reason, even if the water turbine is operated in a direction different from the pump operation, if the rotation speed increases, a large centrifugal force will act on the water flowing through the runner, reducing the amount of water flowing into the runner chamber, and eventually causing it to flow backwards. , turn the pump direction flow.

即ち案内羽根を閉めなくても回転上昇すれば水車流量は
減少する。
In other words, even if the guide vanes are not closed, if the rotation increases, the flow rate of the water turbine will decrease.

この傾向は高落差ポンプ水車になる程強まり、回転数が
上昇し、低下に転じた直後に水車流れがポンプ方向流れ
に急激に移行する現象が現れる。
This tendency becomes stronger the higher the head of the pump turbine becomes, and a phenomenon occurs in which the rotation speed increases and immediately after the rotation speed starts to decrease, the flow in the turbine suddenly shifts to flow in the direction of the pump.

そして当然の結果としてポンプ水車の水圧鉄管内水圧が
急上昇する。
As a natural result, the water pressure in the penstock of the pump-turbine increases rapidly.

特に回転数上昇と案内羽根の急閉鎖が重なった場合には
、ポンプ作用による流量減少効果と、案内羽根の絞り効
果が同時に起きて水圧鉄管内の水圧上昇が異常に拡大し
、危険である。
In particular, when an increase in rotational speed and a sudden closing of the guide vanes occur simultaneously, the flow rate reduction effect due to the pump action and the throttling effect of the guide vanes occur at the same time, causing an abnormal increase in water pressure within the penstock, which is dangerous.

このため従来より水車運転モードにおいては、一定の開
度(例えば70%)以下では案内羽根の閉速度に制限を
与えて曲線36のように腰折させている。
For this reason, conventionally, in the water turbine operation mode, the closing speed of the guide vanes is limited and bent as shown by curve 36 below a certain opening degree (for example, 70%).

例えば案内羽根開度が100%近くにあって負荷遮断が
起きた場合を考えると、案内羽根は最初比較的速く閉ま
り、回転数が最大値を越えて降下に転じた頃には比較的
遅い速度に制限され、前述の異常な水圧上昇の拡大が防
止できる。
For example, if we consider a case where load shedding occurs when the guide vane opening is close to 100%, the guide vanes will close relatively quickly at first, and then at a relatively slow speed by the time the rotation speed exceeds the maximum value and begins to fall. This prevents the above-mentioned abnormal water pressure rise from expanding.

次にポンプ運転モードについて説明する。Next, the pump operation mode will be explained.

ポンプ運転中にポンプ水車と直結され、ポンプ水車を駆
動している電動機の電源が切れた場合、もし案内羽根の
閉鎖が遅すぎるとポンプ方向であった水流は逆転して水
車流れに移行し、回転方向もポンプ方向で失速するばか
りでなくやがて逆転してしまい、実質的に水車運転へと
移行してしまう。
If the electric motor that is directly connected to the pump-turbine and drives the pump-turbine is turned off during pump operation, if the guide vanes close too late, the water flow that was in the direction of the pump will reverse and shift to the turbine flow. The direction of rotation not only stalls in the direction of the pump, but also eventually reverses, essentially shifting to water turbine operation.

この間の逆流、逆転現象は振動などを伴ってポンプ水車
にとっては非常に苛酷な運転状態になる。
During this period, the backflow and reversal phenomena are accompanied by vibrations and create extremely severe operating conditions for the pump-turbine.

したがって電動機の電源が切れたら直ちに案内羽根を閉
めることとし、その閉め方も曲線35のように全閉近く
まで比較的速い速度で一気に閉め込むようにしている。
Therefore, as soon as the electric motor is powered off, the guide vanes are closed, and the guide vanes are closed all at once at a relatively fast speed, as shown by curve 35, until nearly fully closed.

なお全閉近くで腰折れをかけ閉め込み速度を低下させる
理由は、閉めきり直後のドラフト側水撃の度合を和らげ
るためである。
The reason for lowering the closing speed by bending near the fully closed position is to reduce the degree of water hammer on the draft side immediately after closing.

上述から明らかなごとく1、ポンプ運転モードで運転中
に電動機の入力が喪失したものの案内羽根閉鎖が実行さ
れずに逆転し実質的に水車運転モードに移行した場合に
は、案内羽根の閉鎖パターンがポンプ運転モードのまま
では腰折れの入る案内羽根開度が閉じ過ぎるため、案内
羽根の絞り作用が働きすぎて水圧鉄管内水圧が急上昇し
、極めて危険な状態となる。
As is clear from the above, 1. If the input to the motor is lost during operation in the pump operation mode, but the guide vanes are not closed and reversed and the mode essentially shifts to the water turbine operation mode, the closing pattern of the guide vanes will change. If the pump remains in the pump operation mode, the opening of the guide vanes will be too closed, which can lead to buckling, and the throttling action of the guide vanes will work too much, causing a sudden rise in the water pressure in the penstock, creating an extremely dangerous situation.

このようなポンプ運転、水車運転それぞれに相異なった
閉鎖速度を持つ案内羽根閉鎖速度は、案内羽根閉鎖速度
選択装置により行なう。
The guide vane closing speeds, which have different closing speeds for pump operation and water turbine operation, are determined by a guide vane closing speed selection device.

この案内羽根閉鎖速度選択装置には、従来より二種類が
ある。
Conventionally, there are two types of guide vane closing speed selection devices.

即ち、案内羽根開度位置をカムなどによって機械的にと
らえ油圧切換弁を通して、案内羽根閉鎖速度選択装置プ
ランジャーを操作する機械式案内羽根閉鎖速度選択装置
と、もう一つは案内羽根開度を位置開閉器によって電気
的にとらえ、電磁弁を通して、案内羽根閉鎖速度選択装
置プランジャーを操作する電気式案内羽根閉鎖速度選択
装置である。
In other words, there is a mechanical guide vane closing speed selection device that mechanically detects the guide vane opening position using a cam or the like and operates a guide vane closing speed selection device plunger through a hydraulic switching valve, and the other system controls the guide vane opening position. This is an electric guide vane closing speed selection device that operates the guide vane closing speed selection device plunger electrically captured by a position switch and through a solenoid valve.

これら従来技術における共通の欠点は、ポンプ運転、水
車運転のモード選択は手動操作によるか、又はシーケン
ス進行上の自動操作によってのみ、即ち、外部からの指
令によってのみ、選択されるだけで、主機の運転状態そ
のものを自分で監視しながら、それをモード選択装置に
フィードバックする所謂、自己適応形のモード選択が考
えられていないことにある。
A common drawback in these conventional technologies is that the mode selection for pump operation and water turbine operation is only selected manually or automatically in the sequence progression, that is, only by external commands, and the main engine The problem is that so-called self-adaptive mode selection, in which the driving state itself is monitored and fed back to the mode selection device, has not been considered.

このために例えば、一旦ポンプ運転に選択された主機は
、逆転方向(水車運転状態)の回転上昇状態になっても
、ポンプ運転モードのまま主機を停止するために、水圧
鉄管に異常な圧力上昇を生じ、鉄管破裂などの事故を発
生する。
For this reason, for example, even if the main engine that has been selected for pump operation is in a state where the rotation speed increases in the reverse direction (hydraulic operation state), the main engine remains in pump operation mode and stops, causing an abnormal pressure increase in the penstock. This can lead to accidents such as bursting of iron pipes.

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を改善し、い
かなる運転状態においても安全なポンプ水車の保護方法
を提供することにある。
An object of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art and to provide a method for protecting a pump-turbine that is safe under any operating conditions.

即ち、本発明の特徴は、正回転でポンプ運転を行い、逆
回転で水車運転を行うための可逆転ランナーと、このラ
ンナーへの流入水量を調節する水量調節手段を有し、こ
の水量調節手段の閉鎖パターンをポンプ運転と水車運転
とでは異なって設定し、かつ、運転モードに応じて前記
水量調節手段の閉鎖パターンを切換えるポンプ水車の運
転方法において、ポンプ運転中逆回転して実質的に水車
運転に移行した場合、この水車運転に移行したことを検
出する手段を設け、この検出手段から出力される信号で
、ポンプ運転モードに設定されていた水量調節手段の閉
鎖パターンを水車運転モードに自動的に切換えるように
したポンプ水車のにある。
That is, the features of the present invention include a reversible runner for operating a pump in forward rotation and operating a water turbine in reverse rotation, and a water amount adjusting means for adjusting the amount of water flowing into this runner. In a method of operating a pump-turbine, in which the closing pattern of the water volume regulating means is set differently for pump operation and water turbine operation, and the closing pattern of the water volume regulating means is switched depending on the operation mode, the pump rotates in reverse during operation of the pump, thereby effectively turning the water turbine When the water turbine operation is started, a means is provided to detect the transition to the water turbine operation, and a signal output from this detection means automatically changes the closing pattern of the water flow control means that was set to the pump operation mode to the water turbine operation mode. There is a pump-turbine that is designed to switch over.

以下本発明の一実施例を図面によって説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において、二次配圧弁1のプランジャー2は図示
していない案内羽根サーボモータの開側、閉側に圧油を
配圧し、案内羽根を油圧で操作させるもので、バルブサ
ーボモータ3によって上下動される。
In FIG. 1, the plunger 2 of the secondary pressure distribution valve 1 distributes pressure oil to the opening and closing sides of a guide vane servo motor (not shown), and operates the guide vane with hydraulic pressure. It is moved up and down by.

このバルブサーボモータ3はパイロットプランジャー4
の上下動に応じて上下動させられる。
This valve servo motor 3 is a pilot plunger 4
It is moved up and down according to the up and down movement of.

即ちバルブサーボモータ3の下側室には絶えず圧油が作
用しているので、パイロットプランジャー4が上動じて
バルブサーボモータ3の上側室の油が通路37を通して
排出された場合には、バルブサーボモータ3は上動する
That is, since pressure oil is constantly acting on the lower chamber of the valve servo motor 3, when the pilot plunger 4 moves upward and the oil in the upper chamber of the valve servo motor 3 is discharged through the passage 37, the valve servo motor Motor 3 moves upward.

パイロットプランジャー4が下動じ、圧油が通路37を
通してバルブサーボモータ3の上側室にも通じた場合に
はバルブサーボモータ3は下降する。
When the pilot plunger 4 moves downward and the pressure oil also communicates with the upper chamber of the valve servo motor 3 through the passage 37, the valve servo motor 3 moves downward.

この理由は、バルブサーボモータ3の上側室の方が下側
室より受圧面積が大きいためである。
The reason for this is that the upper chamber of the valve servo motor 3 has a larger pressure receiving area than the lower chamber.

6及び7はレバー機構であり、バルブサーボモータ3の
動きをパイロットプランジャー4と対をなしパイロット
プランジャー4の外周に位置するブッシング5に対して
フィードバックする機構である。
6 and 7 are lever mechanisms, which feed back the movement of the valve servo motor 3 to a bushing 5 paired with the pilot plunger 4 and located on the outer periphery of the pilot plunger 4.

このレバー機構6,7はバルブサーボモータ3の変位が
パイロットプランジャ−4と一定の比例関係になるよう
に設けられている。
The lever mechanisms 6 and 7 are provided so that the displacement of the valve servo motor 3 and the pilot plunger 4 are in a constant proportional relationship.

8はオイルモータで圧油によって絶えず回転している。8 is an oil motor that is constantly rotated by pressure oil.

9は偏心カムでオイルモータ8の回転に伴い、微振動を
専用レバー10に伝える。
9 is an eccentric cam that transmits minute vibrations to a dedicated lever 10 as the oil motor 8 rotates.

この微振動はレバー機構6,7を介してブッシング5に
伝えられ、パイロットプランジャー4とブッシング5間
の摩擦力、ハイドロリック力の軽減に役立つ。
This slight vibration is transmitted to the bushing 5 via the lever mechanisms 6 and 7, and is useful for reducing the frictional force and hydraulic force between the pilot plunger 4 and the bushing 5.

パイロットプランジャー4は図示していない調速機の補
助サーボモータの変位と案内羽根サーボモータの変位の
差に応じて上下動させられるようになっている。
The pilot plunger 4 can be moved up and down in accordance with the difference between the displacement of an auxiliary servo motor of a speed governor (not shown) and the displacement of a guide vane servo motor.

換言すれば指令側である補助サーボモータの位置変位に
応じて案内羽根サーボモータが制御されるが、その速度
はプランジャー2の変位次第で決まる。
In other words, the guide vane servo motor is controlled according to the positional displacement of the auxiliary servo motor on the command side, but its speed is determined depending on the displacement of the plunger 2.

即ち、大きく下方に変位した時は速い閉鎖速度で、小さ
く下方に変位した時は遅い閉鎖速度で閉められる。
That is, when there is a large downward displacement, the closing speed is fast, and when the downward displacement is small, the closing speed is slow.

なお、上動の場合は開動作になる。In addition, in the case of upward movement, it becomes an opening movement.

11は案内羽根サーボモータの許容最大閉速度を設定す
るナツト、12は反対に許容最大閉速度を設定するナツ
トである。
Numeral 11 is a nut for setting the maximum allowable closing speed of the guide vane servo motor, and 12 is a nut for setting the maximum allowable closing speed.

ところで、案内羽根の閉速度は運転状態に応じて切換え
使用する必要があり、単にナツト12による最大閉速度
設定だけでは済まない。
By the way, the closing speed of the guide vanes needs to be switched depending on the operating condition, and simply setting the maximum closing speed using the nut 12 is not enough.

これを達成するために設けられたのが案内羽根閉鎖速度
選択装置のストップピストン13乃至15である。
To achieve this, stop pistons 13 to 15 of the guide vane closing speed selection device are provided.

これらストップピストン13乃至15はバルブサーボモ
ータ3の周りに配置され、バルブサーボモータ3の頂部
に取付けられたストッププレート16の下動を制限する
ように作動する。
These stop pistons 13 to 15 are arranged around the valve servo motor 3 and operate to limit the downward movement of a stop plate 16 mounted on the top of the valve servo motor 3.

まずストップピストン13は水車運転モードの腰折前の
案内羽根閉鎖速度を決めるためのもので、ポンプ運転モ
ードでは下室が排油され無効状態にあり落ちたままであ
るが、水車運転モードでは下室に電磁弁17を介して圧
油が導かれ、所定の制限を与える。
First, the stop piston 13 is used to determine the closing speed of the guide vane before buckling in the water turbine operation mode.In the pump operation mode, the lower chamber is drained of oil and remains in an invalid state, but in the water turbine operation mode, the lower chamber remains in the disabled state. Pressure oil is guided through the solenoid valve 17 to provide a predetermined restriction.

制限の度合はストップピストン13のロッド上に取付け
られたナツト18の位置を調整して決める。
The degree of restriction is determined by adjusting the position of a nut 18 mounted on the rod of the stop piston 13.

同様に、ストップピストン14は水車運転モードの腰折
後の案内羽根閉鎖速度を決めるためのものであり、スト
ップピストン15はポンプ運転モードの腰折後の案内羽
根閉鎖速度を決めるためのものである。
Similarly, the stop piston 14 is for determining the guide vane closing speed after buckling in the water turbine operation mode, and the stop piston 15 is for determining the guide vane closing speed after buckling in the pump operating mode. .

19及び20は夫々のストップピストン14及び15を
作動する電磁弁、21及び22はストップピストン14
及び15のロッド上に取付けられたストップピストン1
4及び15の位置を調整するナツトである。
19 and 20 are electromagnetic valves that operate the stop pistons 14 and 15, respectively; 21 and 22 are the stop pistons 14;
and a stop piston 1 mounted on a rod of 15
This is a nut that adjusts the positions of numbers 4 and 15.

23は水車運転モード、ポンプ運転モードを区別させる
ための運転モード選択電磁弁である。
23 is an operation mode selection solenoid valve for distinguishing between the water turbine operation mode and the pump operation mode.

24及び25は電磁弁23のコイルであり、コイル24
がONすれば圧油を電磁弁19へ通じてこれを生かし、
コイル25がONすれは圧油を電磁弁20へ通じてこれ
を生かす。
24 and 25 are coils of the solenoid valve 23;
When turned on, the pressure oil is passed to the solenoid valve 19 and utilized.
When the coil 25 is turned on, pressure oil is passed to the solenoid valve 20 to utilize it.

すなわち、電磁弁19はコイル26をONさせている時
に限り圧油をストップピストン14に通じせしめ、水車
運転モードの腰折を作動せしめる。
That is, the solenoid valve 19 allows pressurized oil to flow to the stop piston 14 only when the coil 26 is turned on, thereby activating the bend in the water turbine operation mode.

また、電磁弁20はコイル27をONさせている間圧油
をストップピストン15に通じせしめ、ポンプ運転モー
ドの腰折を作動せしめる。
Further, the solenoid valve 20 allows pressurized oil to flow to the stop piston 15 while the coil 27 is turned on, thereby activating the pump operation mode.

なお、28は電磁弁17のコイル、29は案内羽根閉鎖
速度選択装置のボディで、このボディ29に各ストップ
ピストン13乃至15が組込まれている。
In addition, 28 is a coil of the solenoid valve 17, 29 is a body of a guide vane closing speed selection device, and each stop piston 13 to 15 is incorporated in this body 29.

第2図の「ポンプ−水車」運転モード切換開閉器30の
操作によって主機がポンプ運転モードに選択されかつ、
ポンプ運転状態にある場合について説明する。
The main engine is selected to the pump operation mode by operating the "pump-water turbine" operation mode switching switch 30 in FIG. 2, and
The case where the pump is in operation will be explained.

上記の運転状態において、主機が何らかの原因、例えば
、ポンプ駆動用電動機の入力喪失時案内羽根閉鎖指令を
ただちに主機にあたえるための保過装置(図示しない)
の不動作など、の原因によって案内羽根が開いたまま逆
転し、実質的に水車運転となり、さらに回転上昇して、
水車回転方向の規定回転数以上のある回転数に達した場
合第2図の過速度開閉器31が閉路される。
A maintenance device (not shown) for immediately giving a guide vane closing command to the main engine in the above operating state when the main engine loses input for some reason, for example, to the pump drive motor.
Due to reasons such as non-operation of the guide vanes, the guide blades remain open and reverse, effectively turning into a water turbine operation, and the rotation increases further.
When the rotational speed of the water wheel reaches a specified rotational speed or higher in the rotating direction of the water wheel, the overspeed switch 31 shown in FIG. 2 is closed.

第2図の過速度開閉器31が閉路すると、同図の補助継
電器32が付勢される。
When the overspeed switch 31 of FIG. 2 closes, the auxiliary relay 32 of the same diagram is energized.

即ち第2図の補助継電器32のa接点(継電器コイル付
勢で閉路される接点)閉路により、ポンプ運転モードに
あるにもかかわらず同図のコイル28は付勢する。
That is, by closing the a contact (a contact that is closed when the relay coil is energized) of the auxiliary relay 32 in FIG. 2, the coil 28 in the figure is energized even though the pump is in the pump operation mode.

またコイル24も同時に付勢され、他方でコイル25が
消勢され、実質的に水車運転モードの閉鎖パターンの実
行体制が整う。
Coil 24 is also energized at the same time, while coil 25 is de-energized, essentially readying the closed pattern of the turbine operation mode.

かくしてコイル26は案内羽根開度位置開閉器33によ
り検出された案内羽根開度以下で消勢される。
Thus, the coil 26 is deenergized below the guide vane opening detected by the guide vane opening position switch 33.

従って第1図において案内羽根閉鎖速度選択装置用の電
磁弁17は水車運転モードに、運転モード選択の電磁弁
23は水車運転モードにそれぞれ切換る。
Therefore, in FIG. 1, the solenoid valve 17 for the guide vane closing speed selection device is switched to the water turbine operation mode, and the operation mode selection solenoid valve 23 is switched to the water turbine operation mode.

さらに案内羽根閉鎖速度選択装置用の電磁弁19は第2
図の案内羽根開度位置開閉器33により検出された案内
羽根開度以下で通油側に切換り、第1図の案内羽根閉鎖
速度選択装置のストップピストン14を上動させる。
Furthermore, the solenoid valve 19 for the guide vane closing speed selection device is a second
When the guide vane opening is less than or equal to the guide vane opening detected by the guide vane opening position switch 33 shown in the figure, it is switched to the oil passing side, and the stop piston 14 of the guide vane closing speed selection device shown in FIG. 1 is moved upward.

このようにして案内羽根は正に第3図の水車運転モード
案内羽根閉鎖速度曲線36にしたがって閉動作する。
In this way, the guide vanes close exactly according to the turbine operating mode guide vane closing speed curve 36 of FIG.

上述では逆転して実質的に水車運転モードに移行したこ
とを過速度開閉器31で検出しているがこの理由につい
て説明する。
In the above description, the overspeed switch 31 detects that the rotation is reversed and the mode is substantially shifted to the water turbine operation mode, and the reason for this will be explained.

水車運転モードで定格回転で運転中、水車出力が丁度零
になる案内羽根開度を無負荷開度というが、上述の逆転
が丁度この無負荷開度で起きたとすれば逆転後も丁度定
格回転まで達するだけで過速状態になることはない。
While operating at the rated rotation in the water turbine operation mode, the guide vane opening at which the turbine output becomes exactly zero is called the no-load opening.If the above-mentioned reversal occurs exactly at this no-load opening, then even after the reversal, the rotation will be exactly at the rated rotation. It will not cause overspeed just by reaching the maximum speed.

但し、実際にはポンプ運転時は最高の効率となる適正開
度で運転され、この開度は前記無負荷開度より格段に高
い。
However, in reality, when the pump is operated, it is operated at an appropriate opening that provides the highest efficiency, and this opening is much higher than the no-load opening.

即ちこの高開度で逆転が起きれば定格回転を越えて過速
状態になることは必至である。
That is, if a reverse rotation occurs at this high opening degree, it is inevitable that the rated rotation will be exceeded and an overspeed state will occur.

逆に言えば過速状態にならない程度の逆転なら案内羽根
開度は既にかなり閉まっていることを意味する。
Conversely, if the rotation is reversed to the extent that it does not result in an overspeed condition, it means that the guide vane opening is already quite closed.

そしてこのような小開度からならばたとえポンプ運転モ
ードの閉鎖パターンで閉め込まれてもさして大きな水圧
上昇は生ぜず危険ではない。
With such a small opening degree, even if the pump is closed in the closed pattern of the pump operation mode, a large increase in water pressure will not occur and it is not dangerous.

ついでな−がらポンプ水車の場合は、ポンプ運転モード
から水車運転モードに主機停止することなく故意に逆転
させ、直接移行する方法があるが、この場合は故障では
ないので案内羽根の閉鎖パターン切換指令も適確に与え
られるので本発明の保護装置に頼る必要はない。
Incidentally, in the case of a pump-turbine, there is a method of intentionally reversing the operation mode from the pump operation mode to the turbine operation mode without stopping the main engine, and directly transitioning, but in this case, it is not a malfunction, so the guide vane closing pattern switching command is used. is also properly provided, so there is no need to rely on the protection device of the invention.

第2図の「ポンプ−水車」運転モード切換開閉器30の
操作によって、主機が水車運転モードに選択されかつ、
水車運転状態にある場合については、説明するまでもな
く勿論いついかなる状態からも主機は、第3図の水車運
転モード案内羽根閉鎖速度曲線36にしたがって停止さ
れる。
By operating the "pump-water turbine" operation mode switching switch 30 in FIG. 2, the main engine is selected to the water turbine operation mode, and
It goes without saying that when the water turbine is in operation, the main engine is stopped in accordance with the water turbine operation mode guide vane closing speed curve 36 in FIG. 3 at any time and in any state.

主機がポンプ運転モードに選択されかつ、ポンプ運転状
態のまま即ち、ポンプ回転方向のまま停止される場合に
ついても又、説明するまでもなく勿論いついかなる状態
からも主機は第3図のポンプ運転モード案内羽根閉鎖速
度曲線35に従って停止される。
In the case where the main engine is selected to be in the pump operation mode and stopped in the pump operation state, that is, in the pump rotation direction, it goes without saying that the main engine will be in the pump operation mode as shown in Fig. 3 at any time and in any state. It is stopped according to the guide vane closing speed curve 35.

即ち、主機は常に回転方向と一致した運転モードの案内
羽根閉鎖速度で停止される。
That is, the main engine is always stopped at the guide vane closing speed of the operating mode that matches the rotation direction.

尚、案内羽根位置開閉器34は所定の小開度以下でON
Note that the guide vane position switch 34 is turned ON when the opening is below a predetermined small opening.
.

それ以上の開度ではOFFする。It turns OFF when the opening is greater than that.

上記においてポンプ駆動用電動機の入力喪失に伴う案内
羽根閉鎖信号は、一般には第1図には示されていない補
助サーボモーターに与えられ、ただちに二次配圧弁1の
プランジャー2を下降させ、主機を停止させる仕組にな
っている。
In the above, the guide vane closing signal accompanying the loss of input to the pump drive electric motor is generally given to an auxiliary servo motor (not shown in FIG. 1), which immediately lowers the plunger 2 of the secondary pressure regulating valve 1 and It is designed to stop.

本発明によれば、上記に記述したような従来技術におけ
る欠点を完全に補ない、ポンプ運転モード、水車運転モ
ードの各モード選択を手動操作および、シーケンス進行
上の自動操作による方法に加えて、主機の運転状態その
ものを検出して、それをモード選択装置にフィードバッ
クさせる所謂、閉ループのモード選択方法を可能ならし
めることによって、主機を常に回転方向と一致した運転
モードに選択することが出来るようにし、水圧鉄管の破
裂事故などを回避できる。
According to the present invention, the drawbacks of the prior art as described above are completely compensated for, in addition to the method of manually selecting each mode of pump operation mode and water turbine operation mode and automatic operation of sequence progression. By enabling a so-called closed-loop mode selection method in which the operating state of the main engine itself is detected and fed back to the mode selection device, it is possible to always select the operating mode of the main engine that matches the rotational direction. , it is possible to avoid accidents such as the rupture of penstocks.

本発明の実施例においては、ポンプ運転時における逆転
検出には、過速度開閉器を用いたが、過速度開閉器によ
らなくても、水圧鉄管内の圧力検出や流量検出などの方
法によっても間接的に逆転検出は可能であり又、単に回
転計や一般の速度開閉器を用いても制御回路を一部変え
るだけでやはり逆転検出は可能である。
In the embodiment of the present invention, an overspeed switch is used to detect reverse rotation during pump operation, but it is also possible to detect the pressure inside the penstock or the flow rate instead of using the overspeed switch. It is possible to detect the reverse rotation indirectly, and it is also possible to detect the reverse rotation simply by using a tachometer or a general speed switch by partially changing the control circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明をポンプ運転モード、水車運転モード
、それぞれに複数の案内羽根閉鎖パターンを持ち、かつ
、電気式案内羽根閉鎖速度選択装置を有するポンプ水車
に適用した場合の一実施例の油圧操作系統図、第2図は
、第1図の制御回路図、第3図は、ポンプ、水車、それ
ぞれの案内羽根閉鎖速度曲線を示す線図である。 1・・・・・・二次配圧弁、2・・・・・・プランジャ
ー、13〜15・・・・・・プランジャーピストン、1
7,19゜20.23・・・・・・電磁弁、35・・・
・・・ポンプ運転モード案内羽根閉鎖速度曲線、36・
・・・・・水車運転モード案内羽根閉鎖速度曲線。
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a pump water turbine having a plurality of guide vane closing patterns in each of the pump operation mode and the water turbine operation mode, and having an electric guide vane closing speed selection device. 2 is a diagram of the hydraulic operation system, FIG. 2 is a control circuit diagram of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram showing the closing speed curves of the guide vanes of the pump, water turbine, and each other. 1...Secondary pressure distribution valve, 2...Plunger, 13-15...Plunger piston, 1
7,19゜20.23... Solenoid valve, 35...
... Pump operation mode guide vane closing speed curve, 36.
...Hydraulic turbine operation mode guide vane closing speed curve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 正回転でポンプ運転を行い、逆回転で水車運転を行
うための可逆転ランナーと、このランナーへの流入水量
を調節する水量調節手段を有し、この水量調節手段の閉
鎖パターンをポンプ運転と水車運転とでは異なって設定
し、かつ、運転モードに応じて前記水量調節手段の閉鎖
パターンを切換えるポンプ水車の運転方法において、ポ
ンプ運転中逆回転して実質的に水車運転に移行した場合
、この水車運転に移行したことを検出する手段を設け、
この検出手段から出力される信号で、ポンプ運転モード
に設定されていた水量調節手段の閉鎖パターンを水車運
転モードに自動的に切換えるようにしたことを特徴とす
るポンプ水車の保護方法。
1. It has a reversible runner that performs pump operation in forward rotation and water turbine operation in reverse rotation, and a water volume adjustment means that adjusts the amount of water flowing into this runner, and the closing pattern of this water volume adjustment means is used for pump operation. In a method of operating a pump-turbine in which the closing pattern of the water volume regulating means is set differently from that of a water-turbine operation and the closing pattern of the water volume regulating means is switched according to the operating mode, if the pump rotates in reverse during operation and the mode essentially shifts to a water-turbine operation, Provide a means to detect the transition to water turbine operation,
A method for protecting a pump-turbine, characterized in that the closing pattern of the water volume regulating means, which has been set to a pump operating mode, is automatically switched to a water-turbine operating mode using a signal output from the detecting means.
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