JPS61164080A - 可変速水車発電機器の運転方法 - Google Patents
可変速水車発電機器の運転方法Info
- Publication number
- JPS61164080A JPS61164080A JP60003789A JP378985A JPS61164080A JP S61164080 A JPS61164080 A JP S61164080A JP 60003789 A JP60003789 A JP 60003789A JP 378985 A JP378985 A JP 378985A JP S61164080 A JPS61164080 A JP S61164080A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- guide vane
- turbine
- revolving speed
- minimum
- water turbine
- 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
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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
- F03B15/005—Starting, also of pump-turbines
-
- 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)
- 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】
〔発明の利用分野〕
本発明は可変速水車発電機器の運転方法に係シ、特にそ
の起動方法に関するものである。
の起動方法に関するものである。
速度制御装置を有する誘導発電機と、この誘導発電機を
駆動する水車と、この水車に供給される水車を調整する
案内羽根とを備えている可変速水車発電機器°において
は、その速度制御装置及び水車の案内羽根を制御して可
変速運転が行なわれる。
駆動する水車と、この水車に供給される水車を調整する
案内羽根とを備えている可変速水車発電機器°において
は、その速度制御装置及び水車の案内羽根を制御して可
変速運転が行なわれる。
例えば、特開昭５９−７２９９８号公報に示されている
ように、従来一般に採用されているこの種可変速水車発
電機は、発電機の回転速度に応じその二次巻線に所定の
周波数の交流を与え、出力周波数を一定に保つようにし
ている。すなわちこの種発電機システムは第３図に示す
ように構成され、かつ次のように運転されている。すな
わちこの種システムでは発電機として巻線形誘導発電機
１が用いられ、誘導発電機１は回転子に直結された水車
２によって駆動され、そして二次巻線１ａはサイクロコ
ンバータ３によって励磁され可変速運転が行なわれる。
ように、従来一般に採用されているこの種可変速水車発
電機は、発電機の回転速度に応じその二次巻線に所定の
周波数の交流を与え、出力周波数を一定に保つようにし
ている。すなわちこの種発電機システムは第３図に示す
ように構成され、かつ次のように運転されている。すな
わちこの種システムでは発電機として巻線形誘導発電機
１が用いられ、誘導発電機１は回転子に直結された水車
２によって駆動され、そして二次巻線１ａはサイクロコ
ンバータ３によって励磁され可変速運転が行なわれる。
４は速度制御装置で、系統５からの有効電力および無効
電力の要求を満足するように、系統位相検出器６、速度
検出器７、位相検出器８、水位検出器９の出力から最適
な励磁電流と速度を決定し、サイクロコンバータ３と案
内羽根１０を制御する。このシステムにおいて誘導発電
機１の速度は速度制御装置４によりサイクロコンバータ
３を制御して励磁量を変えることによシ制御される。
電力の要求を満足するように、系統位相検出器６、速度
検出器７、位相検出器８、水位検出器９の出力から最適
な励磁電流と速度を決定し、サイクロコンバータ３と案
内羽根１０を制御する。このシステムにおいて誘導発電
機１の速度は速度制御装置４によりサイクロコンバータ
３を制御して励磁量を変えることによシ制御される。
発電運転を行う場合には、誘導発電機１の端子電圧と系
統５の電圧が等しく同期した状態で系統に差入するわけ
であるが、この時点では発電機は無負荷運転であり系統
並人後負荷運転へ移行する。
統５の電圧が等しく同期した状態で系統に差入するわけ
であるが、この時点では発電機は無負荷運転であり系統
並人後負荷運転へ移行する。
この時点における水車の速度と水量の関係が第４図に示
しである。この図は水車の完全特性図で、横軸には単位
落差当りの回転速度”１、縦軸には単位落差当夛の流量
Ｑ１がとってあシ、案内羽根開度をパラメータにとりで
ある。Ａは正転水車領域、Ｂは水車制動領域、Ｃは運転
領域を示し、無負荷運転時が点Ｘで負荷運転時（最高効
率点）が点Ｙとなる。そして点Ｘから点Ｙへの移動に際
し、水車が常に安定して所定の速度で回転し、騒音や振
動を生じたジ、また運転不能にならないよう、案内弁の
開度制御指令よシ発電機の速度制御指令を遅らすような
方法が採られている。
しである。この図は水車の完全特性図で、横軸には単位
落差当りの回転速度”１、縦軸には単位落差当夛の流量
Ｑ１がとってあシ、案内羽根開度をパラメータにとりで
ある。Ａは正転水車領域、Ｂは水車制動領域、Ｃは運転
領域を示し、無負荷運転時が点Ｘで負荷運転時（最高効
率点）が点Ｙとなる。そして点Ｘから点Ｙへの移動に際
し、水車が常に安定して所定の速度で回転し、騒音や振
動を生じたジ、また運転不能にならないよう、案内弁の
開度制御指令よシ発電機の速度制御指令を遅らすような
方法が採られている。
しかし乍ら、水車の特性として低落差起動時には差入困
難現象を来たす場合がある。
難現象を来たす場合がある。
本発明はこのような低落差起動時の差入困難現象が回避
され最も安定であシ、かつ差入までに無効水流として放
流される水量を最小限に留めることのできる可変速水車
発電機器の運転方法を提供可能とすることを目的とする
ものである。
され最も安定であシ、かつ差入までに無効水流として放
流される水量を最小限に留めることのできる可変速水車
発電機器の運転方法を提供可能とすることを目的とする
ものである。
本発明は、速度制御装置を有する誘導発電機と、該誘導
発電機を駆動する水車と、該水車に供給される水量を調
整する案内羽根とを備え、前記速度制御装置及び前記案
内羽根を制御して可変速運転を行なう運転方法において
、前記水車の起動後、前記誘導発電機の回転一度をその
時点において検出された落差における前記誘導発電機の
最小回転速度とし、かつ前記水車の案内羽根の開度を該
最小回転速度相当の無負荷案内羽根開度まで開き、同期
をとって系統へ差入することを特徴とするものである。
発電機を駆動する水車と、該水車に供給される水量を調
整する案内羽根とを備え、前記速度制御装置及び前記案
内羽根を制御して可変速運転を行なう運転方法において
、前記水車の起動後、前記誘導発電機の回転一度をその
時点において検出された落差における前記誘導発電機の
最小回転速度とし、かつ前記水車の案内羽根の開度を該
最小回転速度相当の無負荷案内羽根開度まで開き、同期
をとって系統へ差入することを特徴とするものである。
本発明は、落差が一定の場合、無負荷流量は回転速度が
小さい程小さくなる、逆の言い方をすると、無負荷流量
（無負荷開度）を小さくすると回転速度は小さくなると
いう水車の一般的７１−特性と、可変能力を有する誘導
発電機の特性とを結びつけ、差入時の回転速度が最小と
なるようにして所期の目的の達成を可能としたものであ
る。
小さい程小さくなる、逆の言い方をすると、無負荷流量
（無負荷開度）を小さくすると回転速度は小さくなると
いう水車の一般的７１−特性と、可変能力を有する誘導
発電機の特性とを結びつけ、差入時の回転速度が最小と
なるようにして所期の目的の達成を可能としたものであ
る。
以下、実施例を第１図を用いて説明する。
第１図は水車の完全特性図で、第４図と同様に横軸には
単位落差当りの回転速度”１、すなわちｎ１＝ｎ／ｖ−
ｎ ・・・・・・・・・・・・（１）ここで
ｎ：回転速度（ｒｐｍ） Ｈ：有効落差（ｍ） がとってあシ、縦軸には単位落差当シの流量Ｑｌ、すな
わち、 Ｑｔ＝Ｑ／ｖ’Ｈ・・・・・・・・・・・・・・・Ｑ）
ここで Ｑ：流量（ｍ”／３） がとってあシ、案内羽根開度（ＧＶＯ）をパラメータと
した流量Ｑ１が示しである。Ａは正転水車領域、Ｄは無
負荷流量曲線、Ｅは差入困難領域、Ｆは無効水量Δｑを
示しており、ｎ目０．ｎロフト。
単位落差当りの回転速度”１、すなわちｎ１＝ｎ／ｖ−
ｎ ・・・・・・・・・・・・（１）ここで
ｎ：回転速度（ｒｐｍ） Ｈ：有効落差（ｍ） がとってあシ、縦軸には単位落差当シの流量Ｑｌ、すな
わち、 Ｑｔ＝Ｑ／ｖ’Ｈ・・・・・・・・・・・・・・・Ｑ）
ここで Ｑ：流量（ｍ”／３） がとってあシ、案内羽根開度（ＧＶＯ）をパラメータと
した流量Ｑ１が示しである。Ａは正転水車領域、Ｄは無
負荷流量曲線、Ｅは差入困難領域、Ｆは無効水量Δｑを
示しており、ｎ目０．ｎロフト。
ｎｉｌ大、ｎ１低０．ｎ１低小は１それぞれ＼ある落差
（Ｈｉ ）における基準回転速度、落差Ｈ１における最
小回転速度、落差Ｈｉにおける最大回転速度、低落差時
の基準回転速度、低落差時の最小回転速度を示してお９
、ＳＩｇ、 ８ｔＪｓ、 Ｓ大、３低０．Ｂ低小はそ
れぞれ単位落差当シの回転速度ｒｌｌＩＯ，Ｉ’ｍ目小
。
（Ｈｉ ）における基準回転速度、落差Ｈ１における最
小回転速度、落差Ｈｉにおける最大回転速度、低落差時
の基準回転速度、低落差時の最小回転速度を示してお９
、ＳＩｇ、 ８ｔＪｓ、 Ｓ大、３低０．Ｂ低小はそ
れぞれ単位落差当シの回転速度ｒｌｌＩＯ，Ｉ’ｍ目小
。
ｎ１１大、ｎ８低。ｔ ｎｌ低小における無負荷流量を
示している。この関係から、ある落差Ｈｉにおける最小
回転速度相当での無負荷流量はＱＩＩ小、最大回転速度
相当の無負荷流量はＱ口火となる。
示している。この関係から、ある落差Ｈｉにおける最小
回転速度相当での無負荷流量はＱＩＩ小、最大回転速度
相当の無負荷流量はＱ口火となる。
第１図と第２図に示した制御フロー図を用いて運転方法
について説明する。
について説明する。
あらかじめ、ある落差Ｈｉに対応し、かつ最小回転速度
相当の案内羽根開度（ＧＶＯ，）を設定しておく。まず
落差Ｈｉｔ−検出（第４図ａ）Ｌ、案内羽根開度をＧＶ
Ｏ，まで開く（第４図ｂ）。次に誘導発電機の回転速度
を最小回転速度に制御しく第４図’ｌ ｄ）、誘導発電
機の端子電圧と系統の電圧が等しく同期した状態（第４
図ｅ）で系統に差入する（第４図ｆ）。回転速度の制御
によシ無効水量はΔｑだけ小さくなる。
相当の案内羽根開度（ＧＶＯ，）を設定しておく。まず
落差Ｈｉｔ−検出（第４図ａ）Ｌ、案内羽根開度をＧＶ
Ｏ，まで開く（第４図ｂ）。次に誘導発電機の回転速度
を最小回転速度に制御しく第４図’ｌ ｄ）、誘導発電
機の端子電圧と系統の電圧が等しく同期した状態（第４
図ｅ）で系統に差入する（第４図ｆ）。回転速度の制御
によシ無効水量はΔｑだけ小さくなる。
この運転方法では、最小回転速度で差入するので、差入
困難領域Ｅから遠い領域で起動することが可能となる。
困難領域Ｅから遠い領域で起動することが可能となる。
すなわち、差入基準回転速度による低落差起動時の差入
点はＳ低０で、ここでは同一回転速度で流量が３通電発
生し得る。これは非常に不安定な運転を意味し、差入不
能となる場合がある。これに対して、この運転方法は低
落差起動時の回転速度を最小とするので、差入点はＳ低
、、、、！：なるためこの不安定な差入困難領域Ｅから
外れて安定した差入が可能となるのである。
点はＳ低０で、ここでは同一回転速度で流量が３通電発
生し得る。これは非常に不安定な運転を意味し、差入不
能となる場合がある。これに対して、この運転方法は低
落差起動時の回転速度を最小とするので、差入点はＳ低
、、、、！：なるためこの不安定な差入困難領域Ｅから
外れて安定した差入が可能となるのである。
この実施例の運転方法によれば、最小案内羽根開度かつ
最小回転速度で差入に至るため、無効水量が最小となる
。さらに、最小回転速度で差入するため、低落差運転時
の差入不能現象を避けることができる。遺言すれば、同
一水車で、運転可能な落差範囲を最大限にとることがで
きる。
最小回転速度で差入に至るため、無効水量が最小となる
。さらに、最小回転速度で差入するため、低落差運転時
の差入不能現象を避けることができる。遺言すれば、同
一水車で、運転可能な落差範囲を最大限にとることがで
きる。
本発明は、低落差起動時の差入困難現象が回避され最も
安定であシ、かつ差入までに無効水流として放流される
水量を最小限に留めることのできる可変速水車発電機器
の運転方法を提供可能とするもので、産業上の効果の大
なるものである。
安定であシ、かつ差入までに無効水流として放流される
水量を最小限に留めることのできる可変速水車発電機器
の運転方法を提供可能とするもので、産業上の効果の大
なるものである。
第１図は本発明の可変速水車発電機器の運転方法を示す
水車の完全特性曲線図、第２図は同じく制御システム図
、第３図は従来の可変速水車発電機器の発電システムの
ブロック線図、第４図は従来の可変速水車発電機器の運
転方法を示す水車の完全特性曲線図を示す。 ａ・・・落差検出、ｂ・・・最小回転速度相当の無負荷
案内羽根開度まで開く、Ｃ・・・案内羽根開度微調整、
ｄ・・・最小回転速度微調整、ｅ・・・同期、ｆ・・・
系統へ（ほか１名） ＄ Ｉ ロ
水車の完全特性曲線図、第２図は同じく制御システム図
、第３図は従来の可変速水車発電機器の発電システムの
ブロック線図、第４図は従来の可変速水車発電機器の運
転方法を示す水車の完全特性曲線図を示す。 ａ・・・落差検出、ｂ・・・最小回転速度相当の無負荷
案内羽根開度まで開く、Ｃ・・・案内羽根開度微調整、
ｄ・・・最小回転速度微調整、ｅ・・・同期、ｆ・・・
系統へ（ほか１名） ＄ Ｉ ロ
Claims (1)
- １、速度制御装置を有する誘導発電機と、該誘導発電機
を駆動する水車と、該水車に供給される水量を調整する
案内羽根とを備え、前記速度制御装置及び前記案内羽根
を制御して可変速運転を行なう運転方法において、前記
水車の起動後、前記誘導発電機の回転速度をその時点に
おいて検出された落差における前記誘導発電機の最小回
転速度とし、かつ前記水車の案内羽根の開度を該最小回
転速度相当の無負荷案内羽根開度まで開き、同期をとつ
て系統へ差入することを特徴とする可変速水車発電機器
の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60003789A JPS61164080A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 可変速水車発電機器の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60003789A JPS61164080A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 可変速水車発電機器の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61164080A true JPS61164080A (ja) | 1986-07-24 |
| JPH0248748B2 JPH0248748B2 (ja) | 1990-10-26 |
Family
ID=11566951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60003789A Granted JPS61164080A (ja) | 1985-01-11 | 1985-01-11 | 可変速水車発電機器の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61164080A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4920277A (en) * | 1987-08-14 | 1990-04-24 | Hitachi, Ltd. | Control system for a variable speed hydro-power plant apparatus |
| CN103470442A (zh) * | 2013-09-17 | 2013-12-25 | 郑程遥 | 一种双速凸极同步水轮发电机组的转速选择方法 |
-
1985
- 1985-01-11 JP JP60003789A patent/JPS61164080A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4920277A (en) * | 1987-08-14 | 1990-04-24 | Hitachi, Ltd. | Control system for a variable speed hydro-power plant apparatus |
| CN103470442A (zh) * | 2013-09-17 | 2013-12-25 | 郑程遥 | 一种双速凸极同步水轮发电机组的转速选择方法 |
| CN103470442B (zh) * | 2013-09-17 | 2016-08-03 | 郑程遥 | 一种双速凸极同步水轮发电机组的转速选择方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0248748B2 (ja) | 1990-10-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |