JPS6017951B2 - 水力機械の保護装置 - Google Patents

水力機械の保護装置

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JPS6017951B2
JPS6017951B2 JP52020425A JP2042577A JPS6017951B2 JP S6017951 B2 JPS6017951 B2 JP S6017951B2 JP 52020425 A JP52020425 A JP 52020425A JP 2042577 A JP2042577 A JP 2042577A JP S6017951 B2 JPS6017951 B2 JP S6017951B2
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JP
Japan
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servo motor
throttle
valve
closing
piston cylinder
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JP52020425A
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English (en)
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JPS53105642A (en
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芳晴 佐藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Expired legal-status Critical Current

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    • 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
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Hydraulic Turbines (AREA)
  • Control Of Water Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水力機械の保護装置に係り、特に水車およびポ
ンプ水車のガイドベーンを開閉駆動するサーボモータに
異常が生じた場合に対処しうる水力機械の保護装置に関
する。
一般に、フランシス水車およびポンプ水車は運転中に負
荷しや断を行ったり、または何らかの不測の原因により
非常停止を行う必要がある。
このような場合、従釆は、第1図に示されるように、負
荷急変時直ちに第1段閉鎖線S,一S2に沿って急閉鎖
した後、第2段閉鎖線S2一S3に沿って穣閉鎖に移行
し、その閉鎖速度を維持したま)ガイドベーンを全閉状
態まで閉鎖する、いわゆる急穣2段閉鎖方式が採用され
てきた。このように、S2点において急閉鎖から綾閉鎖
に切換えることにより、うず巻ケーシングおよび水圧鉄
管内の水圧日を示す曲線は、第1図に示されるように日
,点を頂点として低下させることができる。ところが、
従来、急閉鎖から緩閉鎖への移行は、サーボモータから
の排油管上に組み込まれた可変絞り弁の開度を絞ること
によって達成していたから、この可変絞り弁が故障した
場合には、サーボモータ動作特性は、第1図のS,一S
2一S4に沿って急閉鎖となり、この場合のうず巻ケー
シングおよび水圧鉄管内の水圧は日。
曲線で示されるように異常上昇を来たし、水力機械の大
事故の要因となっていた。そこで、本発明の目的は、サ
ーボモータの9E油管上に組込まれた可変絞り弁が故障
した場合であっても、同じ緋油管上に組込まれ、水圧鉄
管内の水圧変化に応働して通路を絞る別個の絞り切操弁
を設けることによりサーボモータを全ストロークの途中
で緩閉鎖に移行させることができるようにした水力機械
の保護装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明による水力機械の保
護装置は、水力機械のガイドベーンを開閉操作するサー
ボモー夕と、水力機械の回転速度の変化に応轍して上記
サーボモータに圧油を給排する主賓己圧弁と、ガイドベ
ーン閉鎖時におけるサーボモータの排油側の管路の流路
を2段にわたって段階的に絞り、急閉鎖速度および緩閉
鎖速度の異つた閉鎖速度でサーボモータを段階的に閉じ
ることができる第1の絞り切襖弁と、サーボモータの全
ストロ−クの途中に設定された閉鎖途度切換点で上記第
1の絞り切換弁を切換えてサーボモ−外こ綾閉鎖速度を
与えるように作用する第1の作動ピストンシリンダと、
この第1の作動ピストンシリングに圧油源からの圧油を
供給する管路上に組込まれ、上記閉鎖途度切換点で上記
第1の作動ピストンシリンダを作動させる緩閉鎖配圧弁
と、ガイドベーン閉鎖時におけるサーボモータの8E油
側の管路に組込まれ、正常運転時全開位置にあるが、系
統の異常時に絞り通路に切換えられてサ−ポモー外こ綾
閉鎖速度を与える第2の絞り切換弁と、系統の異常時に
上昇した水圧鉄管内の水圧に応働して上記第2の絞り切
換弁を第2段の絞り通路に切換える第2の作動ピストン
シリンダとを備えたことを特徴とするものである。しか
して、本発明によれば、第1の絞り切換弁に故障が生じ
て‐不作動となった場合であっても、水圧鉄管内の水圧
の異常上昇を検知し、第2の絞り切換弁を全開位置から
絞り位置へ切換え、ガイドべ−ンを急緩2段閉鎖するこ
とができ、水力機械の保護機能を増大できる。以下本発
明による水力機械の保護装置の一実施例を第2図および
第3図を参照して説明する。本発明の一実施例を示した
第2図において、符号1はガイドベーンを開閉駆動する
サーボモータを示し、このサーボモータ1は管路2,3
を介して主配圧弁4と接続されている。この主配圧弁4
は、4ボート3位置功換弁であって、その給油ボート4
aには、圧油源5からの圧池が管路6を介して供給され
、主鞍圧弁4は、水車のガバナからの信号に応答して切
換制御されるようになっている。しかして、前記サーボ
モータ1の管路3上には、第1の絞り切換弁7が組込ま
れており、この絞り切換弁7は第1段および第2段の絞
り通路を備えた2ボート2位層切換弁である。
また、上記第1の絞り切携弁7と前記主配圧弁4との間
の管略3上には、第2の絞り切換弁8が組込まれている
。この絞り切換弁8は、第1段および第2段の絞り通路
を備えた2ボート2位層切換弁である。上記第1および
第2の絞り切換弁7および8は、水力機械の正常運転時
、スプリング7Sおよび8Sのばね力により図示の全開
位置を保持されている。第2図において、符号9は第1
の作動ピストンシリンダを示しており、そのピストンロ
ッド9Pは、通常時スプリング9Sのばね力を受けて後
退しているが、ピストンロッド9Pがスプリング9Sの
ばね力に抗して突出したとき、上記第1の絞り功換弁7
を全開位置から、絞り位置へと切換えるように作用する
しかして、上記第1の作動ピストンシリンダ9のボート
9aと前記圧油源5とは圧油供給管10によって連絡さ
れ、、この供給管10の途中には、綾閉鎖配圧弁11が
組込まれている。この緩閉鎖配圧弁11は、3ボート2
位層切換弁であって、この配圧弁11のローラ12に対
して作用するカム13によってドレン位置と蓬通位置と
を切換えられるようになっている。上記カム13は、前
記サーボモータ1のピストンロッド14の先端に固着さ
れており、サーボモータ1の全ストロークの途中の閉鎖
速度切襖点でカム13がローラ12を押し上げ、綬閉鎖
配圧弁11をドレン位置から蓮通位置へと切換える。ま
た、第2図において、符号15は第2の作動ピストンシ
リンダを示しており、そのピストンロッド15Pは通常
時はスプリング16Sのばね力を受けて後退しているが
、ピストンロッド15PがGまね力に抗して突出したと
き、前記第2の絞り切換弁8を全開位置から絞り位置へ
と切換えるように作用する。なお、スプリング15Sの
ばね定数は、水圧鉄管内の許容水圧を考慮して決定され
る。しかして、上記第2の作動ピストンシリンダ15の
ボート15aは、水圧供給管路16を介して水車のうず
巻ケーシングに連なる水圧鉄管17に接続されている。
上記第2の作動ピストンシリンダー5のスプリング15
Sのぱね力は、通常時、鉄管17内の水圧に打勝ってピ
ストンロッド15Pを押し上げているから、作動ピスト
ンシリンダ15は、第2の絞り功換弁8に対しては不作
動状態におかれている。次に上記本発明による水力機械
の保護装置の作動を調べる。
第2図はサーボモータが急閉鎖する前の状態を示し、こ
のとき、サーボモータ1は主配圧弁4が中立位置にある
から、ピストンロッド14は動かず、また、水圧鉄管1
7内の圧力は許容値以下であって、緩閉鎖配圧弁11は
ドレン位置にあるから、第1の作動ピストンシリンダ9
および第2の作動ピストンシリンダ15は、いずれも不
作勤位置におかれ、その結果、第1の絞り切襖弁7およ
び第2の絞り切換弁8は、共に全開位置を保持されてい
る。
このような水力機械の正常運転状態から負荷がしや断し
た場合、水車の回転速度は急激に上昇し、これを検知し
たガバナからの信号により主館圧弁4が第3図に示す位
置に切換わる。
すると、圧油源5からの圧油は、管路6、主配圧弁4、
および管路2を通してサーポモ−夕1内に供給され、ピ
ストンロッド14を閉方向に送り、ガイドベーンを第1
段閉鎖線(第1図のS,一S2)に沿って閉鎖いまじめ
る。そして、閉鎖が進行して、閉鎖速度切換点に達し、
カム13がローラー2が押し上げたところで、穣閉鎖配
圧弁11はドレン位置から蓮通位置に切換えられ、圧油
源5からの圧油を供給管10、緩閉鎖配圧弁1 1、お
よび供聯合管10を通してボート9aより第1の作動ピ
ストンシリンダ9内へ圧油を供給し、ピストンロッド9
Pを押し下げ、第1の絞り切換弁7を全開位置から絞り
位置へと切換える。すると、サーボモータ1は急閉鎖か
ら綾閉鎖に切換えられ、第1図に示した第2段閉鎖線S
2一S3に沿って後閉鎖されることになる。ちなみに、
水力機械の正常運転時、水圧鉄管17内の水圧は許容値
以下であるから、第2の作動ピストンシリ.ンダ15は
ピストンロッド15Pが後退した位置に置かれ、第2の
絞り切襖弁8は全開位置を保持されている。ところが、
何らかの原因により、緩閉鎖配圧弁11、第1の作動ピ
ストンシリンダ9,第1の絞り切換弁7等に故障が生じ
て不作動となった場合、サーボモータ1は、上述したよ
うに正常に綾閉鎖できなくなり、この場合には、水圧鉄
管17内の水圧が異常に上昇して許容値を越える。
すると、水圧鉄管17内の異常水圧は管路16を通して
第2の作動ピストンシリンダ15のボート15aに伝達
され、ピストンロッド15Pをスプリング15Sの‘ま
ね力に抗して押し下げ、ピストンロッド15Pは、第1
図のS5点で第2の絞り切換弁8を全開位鷹から絞り位
置へと切換え、以後、第2段閉鎖線S5−S3に沿って
緩閉鎖状態をそのまま続行してガイドベーンを全開する
ことができる。このように、本発明は、従来のサーボモ
ータを多段に閉鎖する装置とは別個に、水力機械の運転
系統の異常時に伴って起る水圧鉄管内の異常水圧に応働
して作動する第2の作動ピストンシリンダと第2の絞り
切換弁とを設けているから、サーボモータを確実に急緩
2段閉鎖することができ、水力機械の保護機能を増大で
きるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図はサーボモータの動作特性および水圧変化を示す
線図、第2図はサーボモータ急閉鎖前の状態にある本発
明の水力機械の保護装置を示す線図的説明図、第3図は
サーボモータ急閉鎖時における本発明の水力機械の保護
装置を示す線図的説明図である。 1・・…・サーボモータ、2,3・・・・・・管路、4
・・・・・・主配圧弁、5・…・・圧油源、7・・・・
・・第1の絞り切換弁、8・・・…第2の絞り切換弁、
9・・・・・・第1の作動ピストンシリング、10・・
・・・・供給管、11…・・・綾閉鎖配圧弁、15…・
・・第2の作動ピストンシリンダ、16・・・・・・水
圧供給管茎各、17・・・・・・水圧鉄管。 多Z図多2塵 多3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 水力機械のガイドベーンを開閉操作するサーボモー
    タと、水力機械の回転速度の変化に応働して上記サーボ
    モータに圧油を給排する主配圧弁と、ガイドベーン閉鎖
    時におけるサーボモータの排油側の管路の流路を2段に
    わたつて段階的に絞り、急閉鎖速度および緩閉鎖速度の
    異つた閉鎖速度でサーボモータを段階的に閉じることが
    できる第1の絞り切換弁と、サーボモータの全ストロー
    クの途中に設定された閉鎖速度切換点で上記第1の絞り
    切換弁を切換えてサーボモータに緩閉鎖速度を与えるよ
    うに作用する第1の作動ピストンシリンダと、この第1
    の作動ピストンシリンダに圧油源からの圧油を供給する
    管路上に組込まれ、上記閉鎖速度切換点で上記第1の作
    動ピストンシリンダを作動させる緩閉鎖配圧弁と、ガイ
    ドベーン閉鎖時におけるサーボモータの排油側の管路に
    組込まれ、正常運転時全開位置にあるが、系統の異常時
    に絞り通路に切換えられてサーボモータに緩閉鎖速度を
    与える第2の絞り切換弁と、系統の異常時に上昇した水
    圧鉄管内の水圧に応働して上記第2の絞り切換弁を第2
    段の絞り通路に切換える第2の作動ピストンシリンダと
    を有してなる、水力機械の保護装置。
JP52020425A 1977-02-26 1977-02-26 水力機械の保護装置 Expired JPS6017951B2 (ja)

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JPS53105642A JPS53105642A (en) 1978-09-13
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JPS53105642A (en) 1978-09-13

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