JPS60151401A - 圧油タンクの油面制御方法 - Google Patents

圧油タンクの油面制御方法

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JPS60151401A
JPS60151401A JP59004992A JP499284A JPS60151401A JP S60151401 A JPS60151401 A JP S60151401A JP 59004992 A JP59004992 A JP 59004992A JP 499284 A JP499284 A JP 499284A JP S60151401 A JPS60151401 A JP S60151401A
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    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/26Supply reservoir or sump assemblies
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、圧油タンク、特に水力発電所における圧油装
置用圧油タンクの油面制御方法に関するものである。
〔発明の背景〕
水力発電所においては、水車の水−l調、部用の案内羽
根または入口弁を操作する油圧サーボモーターを制御す
るために圧油タンク及びとの圧油タンクに圧縮空気を供
給する空気補給装置が設けられている。第1図はその概
略の系統を示すもので、1は圧油タンク、2は空気補給
油■l検出器、3は圧力開閉器、4は空気圧縮機、5は
空気タンク、6は空気補給電磁弁、7は空気放出バルブ
を示している。
圧油タンク1の油面は常用最低油圧時油面L2と常用最
高油圧時油面L1との間に保持されでいる。ぞして、圧
油タンク1内の油圧と油面°との関係は、 pxv”=一定 ・・・(1) ここで Pは圧力 ■は空気の体積 nはポリトロープ指数 の関係が保たれた状態で油圧・油面が変化している。
ところが、圧油タンク1内の空気が油中に溶は込んだり
、−よた圧油タンク1外に漏気して圧油タンク1内の空
気量が減゛少すると、(1)式の関係にある圧油タンク
1内の油圧・油面のバランスが崩れ、空気が減少した廿
に相当する分だけ圧油タンク1内の油面が上昇す乞。従
って、不足分の空気量を圧油タンク1内に給気して圧油
タンク1内の油面を基準油面位1aに戻してやる必要が
ある。
圧油タンク1内の空気補給による従来の油圧油面制御方
法においては、當用最高油圧時油面L1に対して油面が
ΔLだけ上昇して空気補給油面LOに達したら行なって
いただめ、圧油の消費により油圧・油面が変化している
間、例えば、常用最高油圧時油面L2から許容最低油圧
時油面L3の間での異常、例えば、圧油タンク1内の空
気漏れ、または外部からの空気浸入等が発生17ても、
油圧・油面の異常検出及び空気補給の制御が出来ず、常
に安定した圧油タンク1内の油圧・油面の関係を確保す
ることが出来なかった。また、何らかの異常によって空
気タンク5の圧”縮空気が圧油タンク1内に必要以上に
多く入り過き゛、余剰空気を放出する場合には、空気放
出パルプ7を手動にて開放して空気を外部に放出し圧油
タンク1′。
の油面を制御するという方法を行なっていた。
第2図は従来の空気補給の電気/−ケンスで、2は空気
補給油面検出器、3は圧力タンク1内の圧力が正常状態
でLO油面相当に上昇すると開路する圧力開閉器、6は
空気補給電磁弁、8け空気補給時間設定用タイマ、9は
補助継電器を示している。圧油タンク1内の空気が減少
し7て油面が上昇して、空気補給油面L Oに達すると
、空気補給油面検出器2が閉路し、かつ圧力開閉器3が
1j、1路されているため、空気補給時間設定用タイマ
1号が作動し、補助継電器9が付勢され、空気補給電磁
弁6を付勢して、第1図に示す空気タンク5に貯えられ
ている圧縮空気を圧油タンク1に給気する。
空気補給時間設定用タイマ8は空気補給油面LOから常
用最高油面L1まで油面を゛復帰させるために必要な空
気量を空気タンク5より圧油タンク1へ補給するのに要
する時間をあらかじめ設定しその時間だけ給気するよう
になっている。
一方、空気補給を停止する場合には、空気補給時間設定
用タイマ8め復帰や空気補給油面検出器2の開路、また
は、圧力開閉器3の開路のいずれかの条件が成立すれば
空気補給電磁弁6が消勢され、圧油タンク1への給気は
停止する。
すなわち、従来の圧油タンク1の油面制御方法は、圧油
タンク1の油面が常用最高油圧時油面し1〜常用最低油
圧時油面ら2を逸脱し、空気補給油面LOにまで上昇し
た時にのみ異常とみなして補正を実施しているために、
例えば油面が常用最低油圧時油面し2〜許容最低油圧時
油面L3の正常な使用範囲中に空気の漏気、または浸入
等の°異常が発生した時には油面の異常検出、かつ油面
制御が出来ないという欠点があった。
〔発り1]の目的〕 本発明は、このような欠点を除去し、圧油タンク内油圧
・前面を運転範囲の全領域で常に安定した状態に保つこ
とができ、安全で信頼性の高い圧油タンクの油面制御方
法を提供することを目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は発電所における圧油タンクの油圧・油面をポリ
トロープ変化特性を基準にして制御する方法に訃いて、
油圧・油面・温度の検出結果に基づき、第一にpxv”
=一定(ここでPは圧力、Vt−を空気の体積、nはポ
リトロープ指数)なるポリトロープ変化特性よりめた圧
油タンク内の油圧・油面の関数値としての許容範囲を設
定1−1第 ににpxv=RxT(ここでPは圧力、■
は空気の体積、1モは空気のガス定数、Tは絶対温度)
なる理想気体の状態式よりめた温度特性を考[1〜温度
変化に対する前記の油圧・油面の関数値としての許容範
囲の補正を行ない、得られた関数値を判定基準としてm
記圧油タンク内の油圧・油面の異常を検出し、その結果
に基づいて、前記圧油タンクの油圧・油面変化全領域に
おいて速やかに油圧二油面・温度を正常領域へ復帰させ
るよう空気補給又は余剰空気放出を行なうことを特徴と
するものである。
すなわち、本発明の圧油夕/りの油面制御方法において
は、温度特性を考慮した油圧・油面の関係を関数値とし
て終着範囲を定め、この関数値と連続量で常時監視の油
圧・油面・温度とを比較して、圧油タンク内の油圧・油
面関係に異常を検出したら空気補給、または空気放出を
して圧油タンク内油面を制御して、所期の目的の達成を
可能とするものである。
〔発明の実施例〕
第3図は一実施例の概略の系統、第4図は空気補給の電
気シーケンスを示すもので、第1図及び第2図と同一の
部分には同一の符月が付しである。
これらの図で、1゛0は温度センサ、11は油面センサ
、12は圧力センサ、13は演算制御装置、14は空気
放出電磁弁、15は空気補給デジタル接点、16は空気
放出デジタル接点を示している。
第5図は圧油タンクの正常領域のアルゴリズムの説明図
で、横軸、縦軸にそれぞれ油圧P1油面Hがとってあり
、Yは理想油圧・油面特性曲線、Y+は判定基準に用い
る油圧・油面特性の上限値の曲線、T2は判定基準に用
いる油圧・油゛面特性の下限値の曲線、Hw及びPNは
それぞれ油面及び油圧の検出値、P7.、は油面I−I
 N時における油圧・油面特性の上限値、Pl、は油面
HN時における油圧・油面特性の下限値を示しており、
Lが許容範囲を示している。すなわち、第5図は空気量
の変化を油面に換算した油面と油圧の関数値として油面
の上限値Y1と下限値Y2を定めた油圧・油面のアルゴ
リズム特性を示している。
従って、この実施例の圧油タンク1においては、圧油タ
ンク1内の状態を、温度センサ10、油面センサ11、
圧力センサ12によって連続量で常時検出し、演算制御
装置13に取シ込み、第4図の油圧・油面のアルゴリズ
ム特性と検出値とを比較し、検出値が許容範囲(Y1〜
Y2 )を外れているときは、許容範囲り内の理想曲線
Y付近になるまで空気を補給又は放出して異常状態の修
正を行ない正常位置に戻すように制御される。
第4図に示すアルゴリズム特性範囲は、圧油タンク内の
油圧がPで空気量がVであるとき(1)式の示す如く、 ” pxv”=一定 ・・・(1)′ ここでnはポリトロープ指数で、圧油タンク内の空気温
度め変化によって変わp、一般的には、Hwl、Q〜1
.4となることが知られている。
々るポリトロープ変化特性に則って定まっている。
一方、圧油タンク内の油圧P1空気量■、絶対温度T、
空気のガス定数孔の間には、理想気体の状態式として P X V=−RX T −(2) の関係があシ、この理想気体の状態式から、初期値の油
圧・油面・温度をそれ、それ、Pl、■!。
T1と゛し、変化後の油圧・油面・温度をそれぞれP2
 、T2 、T2 とfると となる。
ここで、絶対温度Tと摂氏温度tとの間にはT=273
+t ・・・(4) の関係があるので、温度増加量又は減少量をΔtとする
と、変化後の温度T2は ’r2=273+t+Δt ・・・(5)となる。
従って、空気量一定と考えた場合の温度変化による圧力
変化は となる。
との圧油タンク内の温度変化により正常領域のアルゴリ
ズムに修正を加わえたものが第6図で、平行移動して圧
油タンク内の状態を監視するようにする。第6図におい
て第5図と同一の部分には同一符号が付しである。この
図で、Y′は温度Δを変化後の理想油圧・油面特性曲線
、Y1’は温度Δを変化後の判定基準に用いる油圧・油
面特性の上限値の曲線、Y2′は温度Δを変化後の判定
基準に用いる油圧・油面特性の下限値の曲線、)T’N
及びP’yはそれぞれ温度Δを変化後の油面及び油圧の
検出値、P’m*tは油面)I’N時における油圧・油
面特性の上限値、p′、1は油面11’N時における油
圧・油面特性の下限値、Lは初期条件における許容範囲
、■、′は温度Δを変化後の許容範囲、Mは温度Δを変
化による圧力補正を示している。
すなわち、初期状態の許容領域Y l−Y 2は、運転
中の温度変化(Δt)により正常領域に補正を加えてY
I′〜Y2’とし、常に圧力タンク内圧力油面の関係を
油面・油圧変化の全領域で正常関係に保持することがで
きる。
実施例の圧油タンク1では、第6図の温度の関数として
方程式化した油圧・油面特性を演算制御装置13に記憶
しておき、連続量にて常時又は一定時間毎に検出される
温度センサ10、油面センサ11、圧力センザ12から
の信刊と、前述の正常領域のアルゴリズム特1ことを比
較し、で、その時の圧油タンク1内の油圧・油面の関係
←1が、第6図のA点にある場合、これは許容範囲夕(
であるため、速やかに異常(空気不足)を検出し、演算
制御装置13がら空気補給デジタル1表点15が付勢さ
れ、空気補給電磁弁6を付勢して空気タシク5から圧油
タンク1に空気を補給し7、圧油タンク1内圧力を上昇
せしめA点の異常状態を正常領域内の理想油圧・油面特
性曲腺Y−ヒの0点の付近まで修正して油面制御が行な
われる。丑だ、圧油タンク1内の状態が第6図において
B点にある場合には、速やかに異常(空気余剰)を検出
し、演算制御装置13がら空気放出デジタル接点15が
付勢され、空気放出電磁弁14を付勢して圧油タンク1
内の余剰空気を放出し、圧油タンク1内圧力を降下せし
め、B点の異常状態を正常領域内の理想油圧・油面特性
曲線」二の0点のイ・」近までイ13正して油面制御が
行なわれる。
次に、水力発電所の圧油タンクにおける温度補正を考慮
した異常診断監視アルゴリズムの作成例について説明す
る。
圧油タンクのタンク内径は1436 war 、全容量
は3600 L+ t N空気蓋及び泊りは油圧47 
kg/c1n”においてそれぞれ2200Lit及び1
400Litであシ、常用最高油面は50 kg/1y
n2、常用最低油面Jd、 4.7 kglon” 、
上限g報油圧・油面は、52kg/ cm2、下限警報
油圧・油面は42.5 kg /an 2としである。
なお、この場合の上限g報油圧・油面は空気補給油面L
 Oよシ約10〜20+nm上の位置に設定され、下限
警報油圧・油面は常用最低油圧・油面L2と許容最低油
圧・油面L3との中間の位置に設定されている。
この圧油タンクの異常診断アルゴリズムは、上限警報油
圧・油面〜上限警報油圧・油面の範囲について作成され
、この範囲外に油圧・油面がある時は、異常診断監視ア
ルゴリズムの有無を問わず、全て異常として検出する。
第7図はこの異常診断監視アルゴリズムを示すもので、
横軸に圧力(kgcJTz2)、縦軸に油面の位置がと
っである。Zが等温度変化曲線、Zlが上限値、Z2が
下限値、nはポリトロープ指数を示している。そして圧
油タンクの油圧・油面の変化はこの図の示す様に、等温
変化曲線Z(DF)上を変化するが、実際には熱の吸収
、放出等によって一時的に許容領域DEF及びFGD内
を変化する。
このアルゴリズム上限値は、上限警報油圧・油面の点F
から急激な油面降下動作を行なった場合に、油圧・油面
変化の上限を示すので、アルゴリズム上限値は第7図に
示すように設定される。なお、急激な油面降下動作時に
おけるポリトロープ指数は、圧油タンク容量計算に使用
されるロー1.3としである。なお、圧油タンク容量計
算時のポリトロープ指数n = 1.3は電協研で定め
られている。圧油タンクが正常状態である限シ、許容領
域FGD内のどの位置から急激な油面降下をさせても、
設定の上限値のZl(FG)線を超えることはない。
次に、このアルゴリズム下限値は、下限警報油圧・油面
の点りから圧油タンクに油を補給して油面を急上昇させ
た場合に、油圧・油面変化の下限を示すのでアルゴリズ
ム下限値は第7図に示すように設定される。圧油タンク
が正常状態である限り、許容領域DBP内のどの位置か
ら急激な油面上昇をさせても、設定の下限値のZ2 (
DE)線は下側にくることはない。
第8図は温度変化によるアルゴリズムの補正を示す説明
図で、第7図と同一の部分には同一符号が付しである。
この図でRはDEFGで規定される塩層35Cにおける
正常領域、R′はD’E’F’G’で規定される温度5
Cにおける正常領域を示している。前述の如く、圧油タ
ンク内の油圧・空気量・温度との関係式は、空気量一定
と考えた場合であシ、圧油タンクの初期状態の温度を3
5Cとし、その後5C迄温度変化した場合、30Cの温
度降下によって第7図の圧油タンク異常診断アルゴリズ
ムの領域孔は第8図の領域R′に移動した領域を監視す
ることになる。
このように、実施例の圧油タンクにおいては、圧油タン
ク内の油圧・油面・温度を連続量で検出し、温度変化を
考慮した油圧・油面の変化特性に従った監視により空気
補給又は放出制御を行なうことが可能となったため、圧
油タンク内油圧・油面を運転範囲の全領域で常に安定し
た状態に保つことができ、安全で信頼性の高い圧油装置
d用圧油タンクの油面制御が得られる。
〔発明の効果〕
本発明は、圧油タンク内油圧・油面を運転範囲の全領域
で常に安定した状態に保つことができ、安全で信頼性の
高い圧油タンクの油面制御方法を提供することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の圧油タンク油面制御系統図、第2図は同
じく油面制御電気シーケンス図、84′S3図は本発明
の圧油タンクの油面制御方法の一実hi、1例に使用さ
れる圧油タンク油面制御系統図、第4図は同じく油面制
御電気シーケンス図、第5図は同じく圧油タンクの油圧
・油面の正常領域のアルゴリズム説明図、第6図は同じ
く温度特性を考慮した圧油タンクの油圧・油面のアルゴ
リズム説明図第7図及び第8図はそれぞれ第5図及び第
6図のアルゴリズムの具体例を示すアルゴリズム説明図
である。 1・・・圧油タンク、4・・・空気圧縮機、5・・・空
気タンク、6・・・空気補給電磁弁、14・・・空気放
出電磁弁、15・・・空気補給デージタル接点、16・
・・空気放出デジタル接点。 代理人 弁理士 長崎博男 (ほか1名) $ l 目 茅 2 図 $4− ロ 茅 5 目 PI 油圧P $ 乙 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、水力発電所における圧油タンクの油圧・油面をポリ
    トロープ変化特性を基準にして制御する方法において、
    油圧・油面・温度の検出結果に基づき、第一にpxv 
    ”=一定(ここでPは圧力、■は空気の体積、nはポリ
    トロープ指数)なるポリトロープ変化特性よ°請求めた
    圧油タンク内の油圧・油面の関数値としての許容範囲を
    設定し、第二にPXV−R,XT (ここでPは圧力、
    ■は空気の体積、Rは空気のガス定数、′1゛は絶対温
    度)なる理想気体の状態式よりめた温度特性を考慮し温
    度変化に対する前記の油圧・油面の関数値としての許容
    範囲の補正を行ない、得られた関数値を判定基準として
    前記圧油タンク内の油圧・油面の異常を検出し、その結
    果に基づいて、前記圧油タンクの油圧・油面変化全領域
    において速やかに油圧・油面・温度を正常領域へ復帰さ
    せるよう空気補給又は余剰空気放出を行なうことを特徴
    とする圧油タンクの油面制御方法
JP59004992A 1984-01-13 1984-01-13 圧油タンクの油面制御方法 Granted JPS60151401A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005201132A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Toshiba Plant Systems & Services Corp 圧油装置および入口弁制御装置
CN103195644A (zh) * 2013-03-26 2013-07-10 四川中鼎自动控制有限公司 水电站油压装置自动补气系统及补气方法
JP2016080144A (ja) * 2014-10-22 2016-05-16 日本車輌製造株式会社 車両

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