JPS59229061A - ペルトン水車の制御方法 - Google Patents
ペルトン水車の制御方法Info
- Publication number
- JPS59229061A JPS59229061A JP58103787A JP10378783A JPS59229061A JP S59229061 A JPS59229061 A JP S59229061A JP 58103787 A JP58103787 A JP 58103787A JP 10378783 A JP10378783 A JP 10378783A JP S59229061 A JPS59229061 A JP S59229061A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- deflector
- nozzle
- water turbine
- needle
- pelton
- 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.)
- Granted
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
- F03B15/20—Controlling by varying liquid flow specially adapted for turbines with jets of high-velocity liquid impinging on bladed or like rotors
-
- 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)
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Control Of Water Turbines (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】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、ペルトン水車の制御装置に関し、特にペル
トン水車を備える水力発電所において、系統故障などで
発電不可になった際デフレクタのみの操作で水車の運転
を止め自然放流する必要が生じ、その後系統との再並列
投入時にこの自然放流流量を変化させることなく系統と
の並列を可能にするものである。
トン水車を備える水力発電所において、系統故障などで
発電不可になった際デフレクタのみの操作で水車の運転
を止め自然放流する必要が生じ、その後系統との再並列
投入時にこの自然放流流量を変化させることなく系統と
の並列を可能にするものである。
一般にペルトン水車は２００〜１８００ ｍの高落差地
点に適用される衝動水車であり、中容量様以下は横軸形
、大容量機には立軸形が用いられている。
点に適用される衝動水車であり、中容量様以下は横軸形
、大容量機には立軸形が用いられている。
第１図に示す横軸形ペルトン水車によってその概要を説
明すると、水圧鉄管１０からの圧力水は入口曲管１１ａ
、ｌｌｂで二つのノズル１，２に分配されそれぞ、れの
ノズル１，２で加速され高速のジェン） １２ａ 。
明すると、水圧鉄管１０からの圧力水は入口曲管１１ａ
、ｌｌｂで二つのノズル１，２に分配されそれぞ、れの
ノズル１，２で加速され高速のジェン） １２ａ 。
１２ｂとなってバケツ） ５ａに水動力を加えて仕事を
したのち下部放水路１４に排出される。それぞれのノズ
ル１．２内のニードルｌａ、２ａは通常運転時はそれぞ
れが備えるサーボモータｌｃ、２ｃによって負荷に応じ
て開閉されその流量を調整する。それぞれのノズル１，
２とランナ５との間にはデフレクタｌｂ、２ｂが該ノズ
ルに軸支され回動自在に設げられ、負荷が急赦に減少し
たときにサーボモータ６によりリンク機構７を介してそ
れぞれのデフレクタｌｂ、２ｂが連動して同時に回動さ
れジェットの方向を一時バケツ） ５ａの方向からそら
せて、その間にそれぞれのニードルｌａ、２ａを徐々に
閉じて水圧管１０内の水撃作用による水圧上昇を防止し
ながら水車の回転数が増大するのを抑制している。また
、デフレクタｌｂ、２ｂを全閉することによりジェット
１２ａ、１２ｂの方向がパケット５ａから完全にそれラ
ンチ５０回転は停止するがこの水車を止めた状態でも放
流は継続することができる。また、ペルトン水車はフラ
ンシス水車などに比べて、負荷に応じてノズルから噴流
するジェットの数を増減して運転できるので部分負荷効
率が高く、さらに、ランナの点検や取替えが容易で、機
構が簡単であるから土砂などによる摩耗腐蝕部品の取換
えがたやすく、加えて、デフレクタおよびジエンドブレ
ーキの採用により、速度上昇、水圧上昇値が小さい等の
利点がある。
したのち下部放水路１４に排出される。それぞれのノズ
ル１．２内のニードルｌａ、２ａは通常運転時はそれぞ
れが備えるサーボモータｌｃ、２ｃによって負荷に応じ
て開閉されその流量を調整する。それぞれのノズル１，
２とランナ５との間にはデフレクタｌｂ、２ｂが該ノズ
ルに軸支され回動自在に設げられ、負荷が急赦に減少し
たときにサーボモータ６によりリンク機構７を介してそ
れぞれのデフレクタｌｂ、２ｂが連動して同時に回動さ
れジェットの方向を一時バケツ） ５ａの方向からそら
せて、その間にそれぞれのニードルｌａ、２ａを徐々に
閉じて水圧管１０内の水撃作用による水圧上昇を防止し
ながら水車の回転数が増大するのを抑制している。また
、デフレクタｌｂ、２ｂを全閉することによりジェット
１２ａ、１２ｂの方向がパケット５ａから完全にそれラ
ンチ５０回転は停止するがこの水車を止めた状態でも放
流は継続することができる。また、ペルトン水車はフラ
ンシス水車などに比べて、負荷に応じてノズルから噴流
するジェットの数を増減して運転できるので部分負荷効
率が高く、さらに、ランナの点検や取替えが容易で、機
構が簡単であるから土砂などによる摩耗腐蝕部品の取換
えがたやすく、加えて、デフレクタおよびジエンドブレ
ーキの採用により、速度上昇、水圧上昇値が小さい等の
利点がある。
上記のようにこの柚のペルトン水車の制御装置としてデ
フレクタが知られているが、従来装置においては第２図
にその要部を示すように、複数（この従来例の場合４個
であるが）のノズル１゜２．３，４が備えるそれぞれの
デフレクタｌｂ、２ｂ。
フレクタが知られているが、従来装置においては第２図
にその要部を示すように、複数（この従来例の場合４個
であるが）のノズル１゜２．３，４が備えるそれぞれの
デフレクタｌｂ、２ｂ。
３ｂ、４ｂをリンク機構′ｌを介して連動させそれぞれ
のデフレクタｌｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂに共通に設けられ
た１個のサーボモータ６でこれらのデフレクタを制御し
装置の簡略化とデフレクタ回動時各ノズルからのジェッ
トがパケットに与える水動力のバランス化をはかってい
る。そのためこのような装置では系統解除後の水車停止
から定格回転数まで増速させて系統に再並列投入するた
めには、周知のように各ノズルをそれぞれのサボモータ
ｌｃ。
のデフレクタｌｂ、２ｂ、３ｂ、４ｂに共通に設けられ
た１個のサーボモータ６でこれらのデフレクタを制御し
装置の簡略化とデフレクタ回動時各ノズルからのジェッ
トがパケットに与える水動力のバランス化をはかってい
る。そのためこのような装置では系統解除後の水車停止
から定格回転数まで増速させて系統に再並列投入するた
めには、周知のように各ノズルをそれぞれのサボモータ
ｌｃ。
２ｃ、３ｃ、４Ｃを駆動してニードルｌａ、２ａ、３ａ
、４ａで絞シ一旦全閉にして、その後起動開度まで各ニ
ードルと各デフレクタを開動作して増速していき、さら
に各ニードルと各デフレクタを閉動作して水車回転数が
定格回転数になった時点で系統と再並列投入を行なって
いる。この制御ダイアフラムを第３図に示す。したがっ
て、このような制御装置では各ノズルで絞るという操作
があるため、水路内の流量変化が避けられなかった。そ
のためこの種のペルトン水車の制御装置を備える水力発
電所において系統故障等で発電不可になシ水路系の放流
流量を確保すべくデフレクタのみの操作で自然放流を継
続しても、その後水車を起動し系統と再並列投入を行な
う際放流流量が変化するという欠点がある。また、その
対策として従来は土木設備として放流流量が維持できる
余水路を、さらには流量変化による水圧鉄管の水圧上昇
を押えるためにサージタンクを設ける必要があるといっ
たことからその設備に多額の費用を要すという欠点があ
った。
、４ａで絞シ一旦全閉にして、その後起動開度まで各ニ
ードルと各デフレクタを開動作して増速していき、さら
に各ニードルと各デフレクタを閉動作して水車回転数が
定格回転数になった時点で系統と再並列投入を行なって
いる。この制御ダイアフラムを第３図に示す。したがっ
て、このような制御装置では各ノズルで絞るという操作
があるため、水路内の流量変化が避けられなかった。そ
のためこの種のペルトン水車の制御装置を備える水力発
電所において系統故障等で発電不可になシ水路系の放流
流量を確保すべくデフレクタのみの操作で自然放流を継
続しても、その後水車を起動し系統と再並列投入を行な
う際放流流量が変化するという欠点がある。また、その
対策として従来は土木設備として放流流量が維持できる
余水路を、さらには流量変化による水圧鉄管の水圧上昇
を押えるためにサージタンクを設ける必要があるといっ
たことからその設備に多額の費用を要すという欠点があ
った。
上記従来のペルトン水車の制御装置の欠点に鑑がみ、こ
の発明は系統故障等で発電を停止しても水路系流量を変
化させることなく、系統との再並列投入ができ、土木設
備として設けられていた余水路やサージタンクを省略し
、さらに、流量変化によって生じる水圧上昇がないため
水圧鉄管も廉価なものにすることを目的とする。
の発明は系統故障等で発電を停止しても水路系流量を変
化させることなく、系統との再並列投入ができ、土木設
備として設けられていた余水路やサージタンクを省略し
、さらに、流量変化によって生じる水圧上昇がないため
水圧鉄管も廉価なものにすることを目的とする。
この発明はこれらの目的を達成するために、進退自在な
ニードル、該ニードルの進退で開閉される複数のノズル
、該ノズルから噴流するジェットをパケットに受けその
衝動で回転するランナ、該ランナとそれぞれのノズルと
の間で該ノズルに軸支されその回動によシジェットの方
向をランチからそらすデフレクタを備えるペルトン水車
において、前記ノズルの少なくとも１つに該ノズルの備
えるデフレクタが単独で駆動できる手段を設け、該手段
により前記デフレクタを駆動し前記ペルトン水車に連接
する発電機と系統との系統解除後の再並列投入時、該水
車の回転数を制御できるように構成し、その駆動手段は
サーボモータであってもよく、水車を系統と再並列する
際の水車回転数の変化を少なくとも１つのノズルだけで
制御できるようにしたものである。
ニードル、該ニードルの進退で開閉される複数のノズル
、該ノズルから噴流するジェットをパケットに受けその
衝動で回転するランナ、該ランナとそれぞれのノズルと
の間で該ノズルに軸支されその回動によシジェットの方
向をランチからそらすデフレクタを備えるペルトン水車
において、前記ノズルの少なくとも１つに該ノズルの備
えるデフレクタが単独で駆動できる手段を設け、該手段
により前記デフレクタを駆動し前記ペルトン水車に連接
する発電機と系統との系統解除後の再並列投入時、該水
車の回転数を制御できるように構成し、その駆動手段は
サーボモータであってもよく、水車を系統と再並列する
際の水車回転数の変化を少なくとも１つのノズルだけで
制御できるようにしたものである。
以下この発明の実施例を示す図面によシこの発明の詳細
な説明する。図において従来例を示す図面と同一構成部
分は同一符号を付しその説明を省略する。
な説明する。図において従来例を示す図面と同一構成部
分は同一符号を付しその説明を省略する。
第４図はこの発明の実施例を示す要部説明図で第２図と
異なるところは４個のデフレクタｌｂ、２ｂ。
異なるところは４個のデフレクタｌｂ、２ｂ。
３ｂ 、 ４ｄがそれぞれ独立して制御できるサーボモ
ータｌｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄを設け、各デフレクタを連
動させていたリンク機構を削除した点である。
ータｌｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄを設け、各デフレクタを連
動させていたリンク機構を削除した点である。
この構成による制御装置を備えたペルトン水車の制御方
法は第５図にその制御ダイアフラムで示す。第５図にお
いて、水車運転が停止され放流が続けられている状態で
該水車と系統との並列が指示すれると、／１６１のノズ
ル系だけにその信号が伝えられる。そこでＡ６１のノズ
ルにおいてはニードル１ａを無負荷開度までそのサーボ
モータＩＣによって閉動作し、水車ブレーキをＯＦＦに
した後ニードル１ａとデフレクタ１ｂを起動開度まで開
いていき水車を増速し、両者が共に起動開度になったら
両者を水車回転数が定常回転数になるまで閉動作し定常
回転数で負荷と連結しその後デフレクタ１ｂおよびニー
ドル１ａを全開にするとともに他のデフレクタ２ｂ、３
ｂ、４ｂを全開動作して全負荷運転に移行する。すなわ
ち、この装置では１個のノズルだけでそのデフレクタと
ニードルを制御して再並列投入時の回転数変化を制御す
る。この際通常の起動時は従来例と同じく全ノズルを作
動するのに対して、１個のノズルだけ作動させて水車が
定格回転数になるまでその速度を上昇させるべく起動開
度、無負荷開度の切換えが行なえる。１個のノズルが全
開状態で発電を開始した後他の時期中のノズルデフレク
タを全開状態にずれば全負荷運転となる。したがって、
再並行投入時全ノズルを全開にする操作を不要とし、ま
た１個のノズル操作だけで水車回転数の変化を制御でき
るので水路流 ′量はほとんど変化しない。
法は第５図にその制御ダイアフラムで示す。第５図にお
いて、水車運転が停止され放流が続けられている状態で
該水車と系統との並列が指示すれると、／１６１のノズ
ル系だけにその信号が伝えられる。そこでＡ６１のノズ
ルにおいてはニードル１ａを無負荷開度までそのサーボ
モータＩＣによって閉動作し、水車ブレーキをＯＦＦに
した後ニードル１ａとデフレクタ１ｂを起動開度まで開
いていき水車を増速し、両者が共に起動開度になったら
両者を水車回転数が定常回転数になるまで閉動作し定常
回転数で負荷と連結しその後デフレクタ１ｂおよびニー
ドル１ａを全開にするとともに他のデフレクタ２ｂ、３
ｂ、４ｂを全開動作して全負荷運転に移行する。すなわ
ち、この装置では１個のノズルだけでそのデフレクタと
ニードルを制御して再並列投入時の回転数変化を制御す
る。この際通常の起動時は従来例と同じく全ノズルを作
動するのに対して、１個のノズルだけ作動させて水車が
定格回転数になるまでその速度を上昇させるべく起動開
度、無負荷開度の切換えが行なえる。１個のノズルが全
開状態で発電を開始した後他の時期中のノズルデフレク
タを全開状態にずれば全負荷運転となる。したがって、
再並行投入時全ノズルを全開にする操作を不要とし、ま
た１個のノズル操作だけで水車回転数の変化を制御でき
るので水路流 ′量はほとんど変化しない。
上記のようにこの発明によるペルトン水車の制御装置は
、複数のノズルのうち少なくとも１つに該ノズルが備え
るデフレクタだけが他のノズルのそれらとは連動しない
で単独で駆動できるサーボモータ等からなる駆動手段を
設け、この手段により前記少なくとも１つのデフレクタ
を駆動しペルトン水車に連接する発電機と系統との再並
列投入時の水車回転数を制御すべく該デフレクタを駆動
することにより、該水車発電機を系統解除後系統に再並
列投入する際水路内の流量がほとんど変化することなく
、したがって土木設備としての余水路を設けなくても放
流流量が維持でき、しかも流量変化によって生じる水圧
上昇がないのでサージタンクを省略でき、かつ水圧鉄管
のコストも低減できるという優れた効果が得られる。
、複数のノズルのうち少なくとも１つに該ノズルが備え
るデフレクタだけが他のノズルのそれらとは連動しない
で単独で駆動できるサーボモータ等からなる駆動手段を
設け、この手段により前記少なくとも１つのデフレクタ
を駆動しペルトン水車に連接する発電機と系統との再並
列投入時の水車回転数を制御すべく該デフレクタを駆動
することにより、該水車発電機を系統解除後系統に再並
列投入する際水路内の流量がほとんど変化することなく
、したがって土木設備としての余水路を設けなくても放
流流量が維持でき、しかも流量変化によって生じる水圧
上昇がないのでサージタンクを省略でき、かつ水圧鉄管
のコストも低減できるという優れた効果が得られる。
第１図、第２図および第３図はペルトン水車の従来例を
示すもので、第１図はその概要を示す縦断面図、第２図
はその制御装置の要部説明図、第３図はその制御ダイア
フラム、第４図および第５図はこの発明によるペルトン
水車の制御装置の要部説明図およびその制御ダイアクラ
ムである。 １．２，３および４・・・ノズル、１ａｔ２ａ＊３ａお
よび４ａ・・・ニードル、１ｂ、２ｂ、３ｂおよび４ｂ
・・・デフレクタ、ｌｄ、２ｄ、３ｄおよび４ｄ・・・
駆動手段としてのサーボモータ、５・・・ランチ、５ａ
・・・バケット、１２ａおよび１２ｂ・・・ジェット。 ７２図 ７３図
示すもので、第１図はその概要を示す縦断面図、第２図
はその制御装置の要部説明図、第３図はその制御ダイア
フラム、第４図および第５図はこの発明によるペルトン
水車の制御装置の要部説明図およびその制御ダイアクラ
ムである。 １．２，３および４・・・ノズル、１ａｔ２ａ＊３ａお
よび４ａ・・・ニードル、１ｂ、２ｂ、３ｂおよび４ｂ
・・・デフレクタ、ｌｄ、２ｄ、３ｄおよび４ｄ・・・
駆動手段としてのサーボモータ、５・・・ランチ、５ａ
・・・バケット、１２ａおよび１２ｂ・・・ジェット。 ７２図 ７３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｌ）進退自在なニードル、該ニードルの進退で開閉され
る複数のノズル、該ノズルから噴流するジェットをパケ
ットに受けその衝動で回転するランチ、該ランナとそれ
ぞれのノズルとの間で該ノズルに軸支されその回動によ
りジェットの方向をランナからそらすデフレクタを備え
るペルトン水車において、前記ノズルの少なくとも１つ
に該ノズルの備えるデフレクタが単独で駆動できる手段
を設け、該手段により前記デフレクタを駆動し前記ペル
トン水車に連接する発電機と系統との系統解除後の再並
列投入時、該水車の回転数ン制御できるようにしたこと
を特徴とするペルトン水車の制御装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載のペルトン水車の制御
装置において、駆動手段はｘｂｉｘサーボモータである
ことを特徴とするペルトン水車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58103787A JPS59229061A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | ペルトン水車の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58103787A JPS59229061A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | ペルトン水車の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59229061A true JPS59229061A (ja) | 1984-12-22 |
| JPH0133667B2 JPH0133667B2 (ja) | 1989-07-14 |
Family
ID=14363115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58103787A Granted JPS59229061A (ja) | 1983-06-10 | 1983-06-10 | ペルトン水車の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59229061A (ja) |
-
1983
- 1983-06-10 JP JP58103787A patent/JPS59229061A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0133667B2 (ja) | 1989-07-14 |
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