JPS6149171A - 水車ランナ監視装置 - Google Patents
水車ランナ監視装置Info
- Publication number
- JPS6149171A JPS6149171A JP59170599A JP17059984A JPS6149171A JP S6149171 A JPS6149171 A JP S6149171A JP 59170599 A JP59170599 A JP 59170599A JP 17059984 A JP17059984 A JP 17059984A JP S6149171 A JPS6149171 A JP S6149171A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water turbine
- turbine runner
- displacement sensor
- runner
- displacement
- 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
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
- F03B3/125—Rotors for radial flow at high-pressure side and axial flow at low-pressure side, e.g. for Francis-type 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)
- 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】
〔発明の技術分野〕
本発明は、水車ランナの変形状態を水車ランナに接近す
ることなく測定し１＋′するようにした水車ランナ監視
装置に関する。
ることなく測定し１＋′するようにした水車ランナ監視
装置に関する。
一般に水車ランナの稼動時の健全性検査は、水車発電機
系で連続監視されている水車ｌｋｌ＋および発電機軸の
軸振れ振動や軸受部のメタル温度を利用して一次的な判
断を行うこと、または定期検査時に水車ランナを停止さ
ヒ゛て抜水し検査員がランナに接近して健全性を確認す
ることでなされている。
系で連続監視されている水車ｌｋｌ＋および発電機軸の
軸振れ振動や軸受部のメタル温度を利用して一次的な判
断を行うこと、または定期検査時に水車ランナを停止さ
ヒ゛て抜水し検査員がランナに接近して健全性を確認す
ることでなされている。
しかしｌｌＮｌ１振れ振動の状態およびメタル温度の値
は、水車および発動機の負荷出力等によって変動するた
め、これら変動によりランナの異常を確乱２するには他
の影響因子が多く困難であり、最終的には水車ランナを
停止させ、検査員が直接検査する必要がある。
は、水車および発動機の負荷出力等によって変動するた
め、これら変動によりランナの異常を確乱２するには他
の影響因子が多く困難であり、最終的には水車ランナを
停止させ、検査員が直接検査する必要がある。
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、水車ラン
ナの変゛形を、水車運転中おＪ：び水車停止時に、水車
ランナに検査員が接近することなく測定し、水車ランナ
の変形状態から適正制御条件を −選定し１ｑるよう
にした水車ランナ監視装置を提供することを目的とづ“
る。
ナの変゛形を、水車運転中おＪ：び水車停止時に、水車
ランナに検査員が接近することなく測定し、水車ランナ
の変形状態から適正制御条件を −選定し１ｑるよう
にした水車ランナ監視装置を提供することを目的とづ“
る。
本発明は水車ランナを囲むように配置した上下カバ一部
の水車ランナ外周面に対向した部位に、複数の非接触形
変位センサを、水車ランナの軸線方向に間隔を置きかつ
水車ランナに対して同一半径線上に位置するように設け
、水車ランナの異常を早期発見することで水車ランナの
１ｑ傷を防ぐようにしたものである。
の水車ランナ外周面に対向した部位に、複数の非接触形
変位センサを、水車ランナの軸線方向に間隔を置きかつ
水車ランナに対して同一半径線上に位置するように設け
、水車ランナの異常を早期発見することで水車ランナの
１ｑ傷を防ぐようにしたものである。
（発明の実施例）
以下本発明の一実施例を図面につき説明する。
第１図において符号１は水車ランナであって、この水車
ランナ１を囲むように上カバ一部２Ｊ５よび下カバ一部
３が設けられている。上下カバ一部２．３の水車ランナ
１の外周面に対向した部位、たとえばＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの
各シール部に非接触形変位センサ４が装着されている。
ランナ１を囲むように上カバ一部２Ｊ５よび下カバ一部
３が設けられている。上下カバ一部２．３の水車ランナ
１の外周面に対向した部位、たとえばＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの
各シール部に非接触形変位センサ４が装着されている。
各シール部に設（プた変位センサ４は、水車の円周方向
に９０度の間隔を置いて４つあり、各変位センサ４は、
他のシール部Ｂ、Ｃ，Ｄに同じように設置プた変位セン
サ４と同一半径線上に位置するように設定されている。
に９０度の間隔を置いて４つあり、各変位センサ４は、
他のシール部Ｂ、Ｃ，Ｄに同じように設置プた変位セン
サ４と同一半径線上に位置するように設定されている。
上記非接触形変位センサ４は、第２図に示すように、非
磁性材料で作ったキャップ５を介して上カバ一部２に取
付けられ、リード線６を引出し孔７を介して外部に引き
出すＪ：うにしている。上記リード線の引出し孔７はシ
ール部８により流体圧または気体圧が十分遮断される設
計になっている。
磁性材料で作ったキャップ５を介して上カバ一部２に取
付けられ、リード線６を引出し孔７を介して外部に引き
出すＪ：うにしている。上記リード線の引出し孔７はシ
ール部８により流体圧または気体圧が十分遮断される設
計になっている。
上記キャップ５は、たとえば非磁性ステンレス材または
アルミ材のような腐良しにくくまた周辺の金属との間で
電食を生じない材料で作られることが好ましい。またキ
ャリア５の取付は面は流体に露呈するから、流体中に含
まれる土砂により損傷を受けることを考慮して着脱自在
な構造となっている。なおキャップ５の面は、上下カバ
一部２゜３の面に対して連続した面を形成するようにな
っていて流体によってキャビテーションが生じないよう
になっている。
アルミ材のような腐良しにくくまた周辺の金属との間で
電食を生じない材料で作られることが好ましい。またキ
ャリア５の取付は面は流体に露呈するから、流体中に含
まれる土砂により損傷を受けることを考慮して着脱自在
な構造となっている。なおキャップ５の面は、上下カバ
一部２゜３の面に対して連続した面を形成するようにな
っていて流体によってキャビテーションが生じないよう
になっている。
しかして変位センサ４の信号出力は、第３図に示すよう
に、増幅器って信号増幅された後、水車ランナ１の回転
信号Ｔとともに、信号処理器１０に入力され、信号処理
された後、比較器１１に入力され、この比較器１１に設
定されている値と比較演算され、その比較値が、警報器
１２に送られ、比較値に応じた警報信号を出力する。ま
た信号処理器１０の出力は記録表示器１３にも入力され
、ＣＲＴ上に上下カバ一部２，３ど水車ランナ１の相対
位置が表示されるとともに、水車ランナ１の周方向位置
でのΔ、、Ｂ、Ｃ，Ｄの各シール部のシールギヤツブ母
が記録されることになる。
に、増幅器って信号増幅された後、水車ランナ１の回転
信号Ｔとともに、信号処理器１０に入力され、信号処理
された後、比較器１１に入力され、この比較器１１に設
定されている値と比較演算され、その比較値が、警報器
１２に送られ、比較値に応じた警報信号を出力する。ま
た信号処理器１０の出力は記録表示器１３にも入力され
、ＣＲＴ上に上下カバ一部２，３ど水車ランナ１の相対
位置が表示されるとともに、水車ランナ１の周方向位置
でのΔ、、Ｂ、Ｃ，Ｄの各シール部のシールギヤツブ母
が記録されることになる。
なお水車ランナの回転信号は、水車ランナの任意の特定
位置を角度０度とした時の水車ランナの回転角度位置で
あり、これはロータリーエンコーダやポテンショメータ
により検出できる。
位置を角度０度とした時の水車ランナの回転角度位置で
あり、これはロータリーエンコーダやポテンショメータ
により検出できる。
次に作用を説明する。
周方向Ｂ位置では、第４図に示すように、水車ランナ１
の回転中心０に対して同心円上に９０度間隔で４つの変
位セ：ｚ＋Ｊ−４（Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ。
の回転中心０に対して同心円上に９０度間隔で４つの変
位セ：ｚ＋Ｊ−４（Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ。
Ｂｄ）が設りられている。上記水ｎＩランナ１は回転中
心をａ方向に偏心し軌跡Ｓを描いて回転している。
心をａ方向に偏心し軌跡Ｓを描いて回転している。
水車ランナ１の運転初期時の軸方向の変位分布を第５図
に示ず。
に示ず。
第５図では水車ランナ１の偏心による変位の変化を水車
ランナ１の回転による数１直として示している。
ランナ１の回転による数１直として示している。
第６図は、水車ランナ１の基準点Ｐが回転位置測定基準
点Ｑから周方向へ下、ｌご【プ移動した時に突出部が生
じた場合を示すものであって、この場合の変位分布は第
７図に示すようになり、位置［３ａでＴ１回転後に変位
の異常が計測されることで示している。
点Ｑから周方向へ下、ｌご【プ移動した時に突出部が生
じた場合を示すものであって、この場合の変位分布は第
７図に示すようになり、位置［３ａでＴ１回転後に変位
の異常が計測されることで示している。
上記Ｂ位置に対して軸方向に間隔を置いたＤ位置でも同
じように計測し、水車ランナ１の回Φム位置信号Ｔを測
定すれば、第８図に示す測定結果となり、これら測定結
果を検討すれば、水車ランナ１の周方向の変形だけでな
く軸方向の変形も計測できることになる。
じように計測し、水車ランナ１の回Φム位置信号Ｔを測
定すれば、第８図に示す測定結果となり、これら測定結
果を検討すれば、水車ランナ１の周方向の変形だけでな
く軸方向の変形も計測できることになる。
すなわち信号処理器１０は、変位センサ４の出力信号と
水車ランナ１の回転位首信号下により、水車ランナ１の
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄのシール部の周方向変形ｍと水車ランナ
周方向位置を測定することになる。
水車ランナ１の回転位首信号下により、水車ランナ１の
Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄのシール部の周方向変形ｍと水車ランナ
周方向位置を測定することになる。
なＪ３各変位センサの出力信号は上カバ一部２または下
カバ一部３と水車ランナコの間に位置する土砂にＪ：り
静電容昂のばらつき変動およびランナ１１１１が回転速
度、ガイドベンの開度、発電礪負荷等に起因するノイズ
信号成分を含むため、第９図に示すように、水車ランナ
の回転位置信号Ｔと同期させてＮ回加算平均化すること
でノイズ信号成分を低減させることが望ましい。
カバ一部３と水車ランナコの間に位置する土砂にＪ：り
静電容昂のばらつき変動およびランナ１１１１が回転速
度、ガイドベンの開度、発電礪負荷等に起因するノイズ
信号成分を含むため、第９図に示すように、水車ランナ
の回転位置信号Ｔと同期させてＮ回加算平均化すること
でノイズ信号成分を低減させることが望ましい。
上記各変位センサの出力は、取付は状態に応じて固有の
値をもつため、測定１直は信号処理２３１０で補正され
るようになっている。また水車の据付（プ時のバランス
状態に応じた回転中の固有水車変形状態は、比較器１１
内のＰＲＯＭメモリに各変位センサごとの水車ランナの
周方向位置に対応して記憶されている。
値をもつため、測定１直は信号処理２３１０で補正され
るようになっている。また水車の据付（プ時のバランス
状態に応じた回転中の固有水車変形状態は、比較器１１
内のＰＲＯＭメモリに各変位センサごとの水車ランナの
周方向位置に対応して記憶されている。
すなわち信号処理器１０からのノイズ処理された変位セ
ンサの取付けに伴なう測定誤差を補正したランナ変形状
態を示す信＠（Ａａ、Ａｂ、・・・Ｄｄ）は、比較器１
１内のメモリ内の値（Ａ８゜Ａｂ、・・・Ｄｄ）が水車
ランナ周方向位置とともに警報器１２に入力されること
になる。警報器１２は、その差色が所定の設定値ＴＣを
越えた場合に異常部の位置を示す警報信号を出力する（
第１０図）。°。
ンサの取付けに伴なう測定誤差を補正したランナ変形状
態を示す信＠（Ａａ、Ａｂ、・・・Ｄｄ）は、比較器１
１内のメモリ内の値（Ａ８゜Ａｂ、・・・Ｄｄ）が水車
ランナ周方向位置とともに警報器１２に入力されること
になる。警報器１２は、その差色が所定の設定値ＴＣを
越えた場合に異常部の位置を示す警報信号を出力する（
第１０図）。°。
しかしてＣＲＴ上に表示されたランナ変形状態を観察す
ることで、ランナの稼動中の健全性および経時変化に伴
なう変形状態を計測できることになる。
ることで、ランナの稼動中の健全性および経時変化に伴
なう変形状態を計測できることになる。
なお上記実施例では変位センサを上下カバ一部の円周上
の複数の箇所に設けたが、変位センナを特定な１ケ所に
設けてランナ回転位置と組合せランナの概略的な変形状
態を推定することも可能である。この場合水車ランナの
回転速度が判れば、ランナの特定周方向位置を検出する
だけで、回転位置信号Ｔを検出することなく、水車ラン
ナの異常発生部の周方向位置を判別できることになる。
の複数の箇所に設けたが、変位センナを特定な１ケ所に
設けてランナ回転位置と組合せランナの概略的な変形状
態を推定することも可能である。この場合水車ランナの
回転速度が判れば、ランナの特定周方向位置を検出する
だけで、回転位置信号Ｔを検出することなく、水車ラン
ナの異常発生部の周方向位置を判別できることになる。
なおランナシール部の変位測定を半径方向だけでなく軸
方向についても行なえば、水車ランナの変形状態をより
精度よく検出できるのはもちろんである。
方向についても行なえば、水車ランナの変形状態をより
精度よく検出できるのはもちろんである。
以上述べたにうに本発明によれば、水車ランナの稼動中
の変位分布を随時測定し、この測定値を正常運転時の変
位分布と比較演算することで、水車ランナの経時的変化
および異常発生部位の検出を遠隔的に行ない得、したが
って水車の運転条件を適正に選定しつつ運転制御を行な
うことができ、しかもその検出値に基いて水車の停止、
抜上時の水車ランナの検査員による直接検査、の時期を
正確に判断でき、水車の稼動率を大幅に向上せしめるこ
とが可能になるという効果を奏する。
の変位分布を随時測定し、この測定値を正常運転時の変
位分布と比較演算することで、水車ランナの経時的変化
および異常発生部位の検出を遠隔的に行ない得、したが
って水車の運転条件を適正に選定しつつ運転制御を行な
うことができ、しかもその検出値に基いて水車の停止、
抜上時の水車ランナの検査員による直接検査、の時期を
正確に判断でき、水車の稼動率を大幅に向上せしめるこ
とが可能になるという効果を奏する。
第１図は本発明による水車ランナ監視装置の変位センサ
の数句位置を示す図、第２図は変形センサの数句部分の
断面図、第３図は変位センサの出力信号の処理系を示す
ブロックダイアグラム、第４図は水車ランナに対する変
位センサの配置を示す図、第５図は第４図に示す変位セ
ンサの変位測定但を示す図、第６図は水車ランナの異常
位置の検出する場合を示す図、第７図は第６図に示す変
位センサの変位測定ｍを示す図、第８図は水車ランナの
軸方向の変形状態を検出した説明図、第９図は変位セン
サの出力の加算平均化によるノイズ処理を示す図、第１
０図は変位センサの変位量の比較演算する状態を示す図
である。 １・・・水車ランナ、２・・・上カバ一部、３・・・下
カバ一部、４・・・変位センサ、８・・・シール部、１
１・・・比較器、１２・・・警報器。 出願人代理人 猪 股 清 第５図 １−１回転 ← 第７図 第８図 第９図 一一一一一一一〇。工１，１゜ 第１０図
の数句位置を示す図、第２図は変形センサの数句部分の
断面図、第３図は変位センサの出力信号の処理系を示す
ブロックダイアグラム、第４図は水車ランナに対する変
位センサの配置を示す図、第５図は第４図に示す変位セ
ンサの変位測定但を示す図、第６図は水車ランナの異常
位置の検出する場合を示す図、第７図は第６図に示す変
位センサの変位測定ｍを示す図、第８図は水車ランナの
軸方向の変形状態を検出した説明図、第９図は変位セン
サの出力の加算平均化によるノイズ処理を示す図、第１
０図は変位センサの変位量の比較演算する状態を示す図
である。 １・・・水車ランナ、２・・・上カバ一部、３・・・下
カバ一部、４・・・変位センサ、８・・・シール部、１
１・・・比較器、１２・・・警報器。 出願人代理人 猪 股 清 第５図 １−１回転 ← 第７図 第８図 第９図 一一一一一一一〇。工１，１゜ 第１０図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水車ランナを囲むように配置した上下カバー部の水
車ランナ外周面に対向した部位でかつ水車ランナの同一
半径線上軸線方向に間隔を置いた位置に複数の非接触形
変位センサを設け、非接触形変位センサの検出信号を制
御装置で比較演算し、水車ランナの異常を検出するよう
にしたことを特徴とする水車ランナ監視装置。 ２、非接触形変位センサを、同一円上に等間隔を置くよ
うに配設したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の水車ランナ監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170599A JPS6149171A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 水車ランナ監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59170599A JPS6149171A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 水車ランナ監視装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6149171A true JPS6149171A (ja) | 1986-03-11 |
| JPH0445672B2 JPH0445672B2 (ja) | 1992-07-27 |
Family
ID=15907830
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59170599A Granted JPS6149171A (ja) | 1984-08-16 | 1984-08-16 | 水車ランナ監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6149171A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5720581U (ja) * | 1980-07-10 | 1982-02-02 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1002210A (en) * | 1973-01-10 | 1976-12-21 | Westinghouse Electric Corporation | Monitoring of tritium |
-
1984
- 1984-08-16 JP JP59170599A patent/JPS6149171A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5720581U (ja) * | 1980-07-10 | 1982-02-02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0445672B2 (ja) | 1992-07-27 |
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