JPS6133353B2 - - Google Patents
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- JPS6133353B2 JPS6133353B2 JP53005747A JP574778A JPS6133353B2 JP S6133353 B2 JPS6133353 B2 JP S6133353B2 JP 53005747 A JP53005747 A JP 53005747A JP 574778 A JP574778 A JP 574778A JP S6133353 B2 JPS6133353 B2 JP S6133353B2
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- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 47
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 12
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
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- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は有効落差変動に応じて水車発電機の出
力制限を行う自動負荷制御装置に関するものであ
る。
力制限を行う自動負荷制御装置に関するものであ
る。
第１図に従来の自動負荷制御装置１のブロツク
図を示す。負荷設定器１１は発電機の負荷を設定
する設定器である。そしてこの設定器１１の設定
値V1は上下限リミツタ１２に入力され水車発電
機の許容負荷範囲を制限した負荷指令値v2とな
る。負荷指令値v2は加算器１３に入力され、発電
機のPT，CT出力を電力変換器１４に入力して得
られる発電機負荷に比例した信号v3との差信号v4
を得る。この差信号v4は65PM駆動部１５に入力
され、差信号v4の極性に応じて負荷制御用65PM
モータ２を増／減するのに適した信号v5を出力す
る。これによつて65PMモータ２は水車３のガイ
ドベーン開度を開閉して水車への流入量を調節し
発電機４の発電機出力を制御する。
図を示す。負荷設定器１１は発電機の負荷を設定
する設定器である。そしてこの設定器１１の設定
値V1は上下限リミツタ１２に入力され水車発電
機の許容負荷範囲を制限した負荷指令値v2とな
る。負荷指令値v2は加算器１３に入力され、発電
機のPT，CT出力を電力変換器１４に入力して得
られる発電機負荷に比例した信号v3との差信号v4
を得る。この差信号v4は65PM駆動部１５に入力
され、差信号v4の極性に応じて負荷制御用65PM
モータ２を増／減するのに適した信号v5を出力す
る。これによつて65PMモータ２は水車３のガイ
ドベーン開度を開閉して水車への流入量を調節し
発電機４の発電機出力を制御する。
次に上部ダムと下部ダム（又は放水路）との水
位差（以下静落差と仮称する）は図示しない水位
差検出装置より静落差に比例した信号v6として本
装置の上限値作成器１６と下限値作成器１７にそ
れぞれ入力される。上限値作成器１６は静落差に
応じた水車発電機の出力上限値v7を出力しまた下
限値作成器１７は静落差に応じた水車発電機の出
力下限値v8を出力する。そして出力上限値v7と出
力下限値v8は上下限リミツタ１２に入力し上下限
リミツタの設定値となる。ここで静落差に応じて
水車発電機の出力制限を行うのは、同じガイドベ
ーン開度値においても落差が変動することにより
水車発電機の出力値が変化するためにその時の落
差に応じた発電機の許容負荷値を越えたり、また
落差が少くなることによりガイドベーン開度を全
開にしても設定された負荷をとり得ないために不
要に65PMモータを増操作することがあるので、
落差に応じた出力上限値を作成するためである。
また低負荷運転においては落差に応じた一定負荷
以下で運転すると水車のキヤビテーシヨン現象が
発生し水車の効率低下、振動・騒音の増大、壊食
など水車の特性に著しく有害な現象を生じる。ま
たこのキヤビテーシヨン現象が発生するのは負荷
値のみで決まるのではなく、落差にも密接な関係
があるので落差に応じた出力下限値を作成してい
る。
位差（以下静落差と仮称する）は図示しない水位
差検出装置より静落差に比例した信号v6として本
装置の上限値作成器１６と下限値作成器１７にそ
れぞれ入力される。上限値作成器１６は静落差に
応じた水車発電機の出力上限値v7を出力しまた下
限値作成器１７は静落差に応じた水車発電機の出
力下限値v8を出力する。そして出力上限値v7と出
力下限値v8は上下限リミツタ１２に入力し上下限
リミツタの設定値となる。ここで静落差に応じて
水車発電機の出力制限を行うのは、同じガイドベ
ーン開度値においても落差が変動することにより
水車発電機の出力値が変化するためにその時の落
差に応じた発電機の許容負荷値を越えたり、また
落差が少くなることによりガイドベーン開度を全
開にしても設定された負荷をとり得ないために不
要に65PMモータを増操作することがあるので、
落差に応じた出力上限値を作成するためである。
また低負荷運転においては落差に応じた一定負荷
以下で運転すると水車のキヤビテーシヨン現象が
発生し水車の効率低下、振動・騒音の増大、壊食
など水車の特性に著しく有害な現象を生じる。ま
たこのキヤビテーシヨン現象が発生するのは負荷
値のみで決まるのではなく、落差にも密接な関係
があるので落差に応じた出力下限値を作成してい
る。
以上が従来の自動負荷制御装置の動作である
が、水車・発電機の許容負荷制限を静落差のみか
ら演算しているために、実機運転においては損失
落差に相当する負荷分が許容負荷の誤差となつて
生じている。すなわち実際には上部ダムから水車
までの圧力管路内を水が流れるときには必ず水の
もつ位置エネルギーが摩擦や断面変化によつて消
失するために、正確な出力制限を行う場合には静
落差から上記の消失分（以下損失落差と称する）
を差し引いた有効落差によつて行う必要がある。
が、水車・発電機の許容負荷制限を静落差のみか
ら演算しているために、実機運転においては損失
落差に相当する負荷分が許容負荷の誤差となつて
生じている。すなわち実際には上部ダムから水車
までの圧力管路内を水が流れるときには必ず水の
もつ位置エネルギーが摩擦や断面変化によつて消
失するために、正確な出力制限を行う場合には静
落差から上記の消失分（以下損失落差と称する）
を差し引いた有効落差によつて行う必要がある。
損失落差はその時、その時の運転状態により変
化するが、従来技術ではこの損失落差を計算に入
れない装置であつたため、制限値は運転状態によ
らず、静落差のみで決めていた。従つてこの制限
値は安全側にとらざるを得なくなり、有効落差で
考えた場合に比べ実際に運転可能な範囲より狭く
なるという不具合があり、エネルギーの有効活用
の面で問題があつた。
化するが、従来技術ではこの損失落差を計算に入
れない装置であつたため、制限値は運転状態によ
らず、静落差のみで決めていた。従つてこの制限
値は安全側にとらざるを得なくなり、有効落差で
考えた場合に比べ実際に運転可能な範囲より狭く
なるという不具合があり、エネルギーの有効活用
の面で問題があつた。
したがつて、本発明の目的は有効落差の変動に
応じて水車発電機の許容負荷制限を行い水車発電
機の過負荷と水車のキヤビテーシヨン現象を防止
するとともに水資源エネルギーの有効活用を図る
ことができる自動負荷制御装置を得ることにあ
る。
応じて水車発電機の許容負荷制限を行い水車発電
機の過負荷と水車のキヤビテーシヨン現象を防止
するとともに水資源エネルギーの有効活用を図る
ことができる自動負荷制御装置を得ることにあ
る。
第２図に本発明による一実施例を示す。１は本
発明の自動負荷制御装置である。また破線２０内
が従来技術の欠点を補うために設けられた回路で
ある。負荷設定器１１は発電機負荷を設定する設
定器であり、その設定値v1は上下限リミツタ１２
に入力される。そして負荷設定値v1は水車発電機
の許容負荷以内に制限された負荷指令値v2とな
り、加算器１３に入力される。一方発電機出力は
PT，CT、を介して電力変換器１４に入力され、
発電機負荷に比例した信号v3を得て加算器１３に
入力される。そして加算器１３は負荷指令値v2と
発電機負荷v3との差信号v4を演算し、この差信号
v4を65PM駆動部１５に入力する。65PM駆動部１
５は差信号v4の極性に応じて65PMモータ２を
増／減（差信号v4が正極性のとき増；負極性のと
き減）する信号v5を出力する。65PMモータ２が
増／減することにより水車３のガイドベーン開度
を開閉し、水車への流入量を調節する。これによ
つて発電機４の負荷を制御する。
発明の自動負荷制御装置である。また破線２０内
が従来技術の欠点を補うために設けられた回路で
ある。負荷設定器１１は発電機負荷を設定する設
定器であり、その設定値v1は上下限リミツタ１２
に入力される。そして負荷設定値v1は水車発電機
の許容負荷以内に制限された負荷指令値v2とな
り、加算器１３に入力される。一方発電機出力は
PT，CT、を介して電力変換器１４に入力され、
発電機負荷に比例した信号v3を得て加算器１３に
入力される。そして加算器１３は負荷指令値v2と
発電機負荷v3との差信号v4を演算し、この差信号
v4を65PM駆動部１５に入力する。65PM駆動部１
５は差信号v4の極性に応じて65PMモータ２を
増／減（差信号v4が正極性のとき増；負極性のと
き減）する信号v5を出力する。65PMモータ２が
増／減することにより水車３のガイドベーン開度
を開閉し、水車への流入量を調節する。これによ
つて発電機４の負荷を制御する。
また、上部ダムと下部ダム（又は放水路）の水
位差すなわち静落差v6は図示しない水位差検出装
置より水位差に比例した信号として、本装置１の
加算器２０に入力される。ここで水位差検出装置
１は従来より各種あり特に説明しない。
位差すなわち静落差v6は図示しない水位差検出装
置より水位差に比例した信号として、本装置１の
加算器２０に入力される。ここで水位差検出装置
１は従来より各種あり特に説明しない。
また発電機負荷v3は圧力鉄管を共有する他のｎ
台の水車発電機負荷信号v3―１〜v3―ｎと加算器
２３で加算されて、損失落差演算器２２に入力さ
れ、発電機合計負荷に応じた損失落差v9を演算し
加算器２１に入力する。加算器２１は静落差v6か
ら損失落差v9を差し引き有効落差v10を演算し、
上限値作成器１６と下限値作成器１７にそれぞれ
入力される。上限値作成器１６は有効落差に応じ
た水車・発電機の最大出力値及び過負荷値すなわ
ち出力上限値v7を出力する。また下限値作成器１
７は有効落差に応じた水車のキヤビテーシヨン発
生負荷値すなわち出力下限値v3を出力する。そし
て出力上限値v7と出力下限値v8は上下限リミツタ
１２に入力し、上下限リミツタの設定値となる。
したがつて上下限リミツタ１２の出力v2は出力上
限値v7以上及び出力下限値v8以下は出力しないよ
うに出力上下限値により負荷設定器v1の設定出力
範囲を制限している。
台の水車発電機負荷信号v3―１〜v3―ｎと加算器
２３で加算されて、損失落差演算器２２に入力さ
れ、発電機合計負荷に応じた損失落差v9を演算し
加算器２１に入力する。加算器２１は静落差v6か
ら損失落差v9を差し引き有効落差v10を演算し、
上限値作成器１６と下限値作成器１７にそれぞれ
入力される。上限値作成器１６は有効落差に応じ
た水車・発電機の最大出力値及び過負荷値すなわ
ち出力上限値v7を出力する。また下限値作成器１
７は有効落差に応じた水車のキヤビテーシヨン発
生負荷値すなわち出力下限値v3を出力する。そし
て出力上限値v7と出力下限値v8は上下限リミツタ
１２に入力し、上下限リミツタの設定値となる。
したがつて上下限リミツタ１２の出力v2は出力上
限値v7以上及び出力下限値v8以下は出力しないよ
うに出力上下限値により負荷設定器v1の設定出力
範囲を制限している。
損失落差は水量が上部ダムと水車流入口までの
水圧管内を流れるときの管内摩擦による損失や管
漸縮による損失や管の形状による損失などがあ
る。これらの損失を構成する要素は管の断面積・
長さ・こう配そして流量である。前者の断面積・
長さ・こう配は水圧管を設けるときに実測値とし
てわかつており一定の係数と考えて良い。また流
量変化による損失落差の変化についても流量変化
係数として計算することができるので実際の流量
をこの流量変化係数に乗じることにより損失落差
を求めることができる。そして流量は、発電機負
荷に応じたある係数にて求めることができるの
で、発電機負荷から損失落差を求めるときには、
発電機負荷を流量に変換する係数と流量変化係数
そして管断面積や長さやこう配等の一定の係数を
乗じることにより求められる。以上のようにして
損失落差を算出するのが損失落差演算器２２であ
る。そして損失落差v9は静落差v6から加算器２１
により差し引かれ、有効落差v10を得て上限値作
成器１６と下限値作成器１７に入力される。
水圧管内を流れるときの管内摩擦による損失や管
漸縮による損失や管の形状による損失などがあ
る。これらの損失を構成する要素は管の断面積・
長さ・こう配そして流量である。前者の断面積・
長さ・こう配は水圧管を設けるときに実測値とし
てわかつており一定の係数と考えて良い。また流
量変化による損失落差の変化についても流量変化
係数として計算することができるので実際の流量
をこの流量変化係数に乗じることにより損失落差
を求めることができる。そして流量は、発電機負
荷に応じたある係数にて求めることができるの
で、発電機負荷から損失落差を求めるときには、
発電機負荷を流量に変換する係数と流量変化係数
そして管断面積や長さやこう配等の一定の係数を
乗じることにより求められる。以上のようにして
損失落差を算出するのが損失落差演算器２２であ
る。そして損失落差v9は静落差v6から加算器２１
により差し引かれ、有効落差v10を得て上限値作
成器１６と下限値作成器１７に入力される。
上限値作成器１６はそのときの有効落差におい
て、ガイドベーン100％開度でとれる負荷値以下
でかつ水車・発電機が過負荷とならない値の上限
値v7を出力する。また下限値作成器１７はそのと
きの有効落差において水車のキヤビテーシヨン現
象が発生しない水車・発電機の負荷値の下限値v3
を出力する。そして負荷設定器１１の設定値v1を
上下限リミツタ１２に入力し前記上限値v7以上及
び下限値v8以下の設定値を出力しないように上限
値v7と下限値v8により負荷設定値v1を制限し負荷
指令値v2が得られる。負荷指令値v2は発電機負荷
v3と加算器１３により差v4を演算して65PM駆動
部１５に入力し65PMモータ２を増／減し水車３
のガイドベーン開度を開閉して差v4が零となるよ
うに発電機負荷を調節する。以上述べた実施例で
は、ガイドベーン開度を開閉するモータを65PM
によつて行つているが他のガイドベーン開度を開
閉できるモータ例えば負荷制限用モータ又は開度
制限用モータ等でも実現することができる。また
上述の実施例では発電機負荷設定を設定器により
行つているが制御所又は中央給電指令所等の遠方
からの設定値信号でも実現することができる。
て、ガイドベーン100％開度でとれる負荷値以下
でかつ水車・発電機が過負荷とならない値の上限
値v7を出力する。また下限値作成器１７はそのと
きの有効落差において水車のキヤビテーシヨン現
象が発生しない水車・発電機の負荷値の下限値v3
を出力する。そして負荷設定器１１の設定値v1を
上下限リミツタ１２に入力し前記上限値v7以上及
び下限値v8以下の設定値を出力しないように上限
値v7と下限値v8により負荷設定値v1を制限し負荷
指令値v2が得られる。負荷指令値v2は発電機負荷
v3と加算器１３により差v4を演算して65PM駆動
部１５に入力し65PMモータ２を増／減し水車３
のガイドベーン開度を開閉して差v4が零となるよ
うに発電機負荷を調節する。以上述べた実施例で
は、ガイドベーン開度を開閉するモータを65PM
によつて行つているが他のガイドベーン開度を開
閉できるモータ例えば負荷制限用モータ又は開度
制限用モータ等でも実現することができる。また
上述の実施例では発電機負荷設定を設定器により
行つているが制御所又は中央給電指令所等の遠方
からの設定値信号でも実現することができる。
以上述べたように本発明によれば有効落差の変
化に応じて水車・発電機の許容負荷制限を行つて
いるために、静落差のみで負荷制限を行つていた
従来にくらべて非常に高精度の負荷制限を行うこ
とができ、水資源エネルギーの有効活用が可能と
なる。
化に応じて水車・発電機の許容負荷制限を行つて
いるために、静落差のみで負荷制限を行つていた
従来にくらべて非常に高精度の負荷制限を行うこ
とができ、水資源エネルギーの有効活用が可能と
なる。
第１図は従来の自動負荷制御ブロツク図、第２
図は本発明による自動負荷制御ブロツク図であ
る。 １……自動負荷制御装置、２……65PMモー
タ、３……水車、４……発電機、１１……負荷設
定器、１２……上下限リミツタ、１３……加算
器、１４……電力変換器、１５……65PM駆動
部、１６……上限値作成器、１７……下限値作成
器、２０……本発明による追加回路、２１……加
算器、２２……損失落差演算器。
図は本発明による自動負荷制御ブロツク図であ
る。 １……自動負荷制御装置、２……65PMモー
タ、３……水車、４……発電機、１１……負荷設
定器、１２……上下限リミツタ、１３……加算
器、１４……電力変換器、１５……65PM駆動
部、１６……上限値作成器、１７……下限値作成
器、２０……本発明による追加回路、２１……加
算器、２２……損失落差演算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 圧力鉄管を共有する複数台の水車発電機を有
し、ダム水位差の変動により発電機出力が変動す
る水力発電所において、有効落差に応じた水車・
発電機の許容負荷範囲を演算する装置を有し、こ
の出力により、発電機を許容負荷範囲内で制御す
ることを特徴とする水車発電機の自動負荷制御装
置。 ２ 圧力鉄管を共有する複数台の水車発電機を有
し、ダム水位差の変動により発電機出力が変動す
る水力発電所において、各発電機出力を入力して
これに見合つた損失落差を算出する損失落差演算
器と、静落差から該損失落差演算器の出力を差し
引き、有効落差を算出する加算器と、該加算器出
力を入力して有効落差に応じた水車発電機の許容
負荷範囲を演算する装置とを有し、この装置の出
力により発電機負荷設定範囲を制限し有効落差に
応じた許容負荷設定値を演算する水車発電機の自
動負荷制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP574778A JPS5499921A (en) | 1978-01-24 | 1978-01-24 | Automatic load controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP574778A JPS5499921A (en) | 1978-01-24 | 1978-01-24 | Automatic load controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5499921A JPS5499921A (en) | 1979-08-07 |
| JPS6133353B2 true JPS6133353B2 (ja) | 1986-08-01 |
Family
ID=11619690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP574778A Granted JPS5499921A (en) | 1978-01-24 | 1978-01-24 | Automatic load controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5499921A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0525156Y2 (ja) * | 1987-11-19 | 1993-06-25 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638998A (en) * | 1979-09-06 | 1981-04-14 | Toshiba Corp | Controller for water wheel |
| JPS5728599A (en) * | 1980-07-24 | 1982-02-16 | Toshiba Corp | Overload controlling device |
-
1978
- 1978-01-24 JP JP574778A patent/JPS5499921A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0525156Y2 (ja) * | 1987-11-19 | 1993-06-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5499921A (en) | 1979-08-07 |
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