JPS62186068A - 揚水発電所のポンプ運転起動方法 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は誘導発電電動機の２次側巻線に印加する交流励
磁周波数を周波数変換器で制御することにより、可変速
制御を可能とした誘導発電電動機を備えた揚水発電所の
ポンプ運転起動方法に関づ−るものである。

〔発明の技術的背頭〕

一般に、揚水発電所はポンプ水車を発電電動機に直結し
、ポンプ運転および水車運転を１町逆的に行えるよう構
成されている。

第３図はその具体例を示すもので、ランナ１の周囲には
ガイドベーン２が円環状に配設されており、これらのガ
イドベーンはガイドベーン制御１に置３によって開度を
制御される。

また、ランナ１を取付けた主軸４には発電電動機５が連
結されている。この発電電ｆ！ｌＩｎには起動用の直結
誘導電動機６が直結されており、この直結誘導電動機の
２次側巻線（図示せず）から引出されたリード線７には
液体抵抗器８が接続されている。

このような構成の揚水発電所において、揚水運転指令が
与えられた場合は次のようにして揚水運転への移行が行
なわれる。

まず、起動トルク軽減の目的でランナ室内の水面押し下
げを行なう。水面押し下げ位置が規定レベルに達したこ
とを検出した後、発電電動機５に直結した起動用の直結
誘導電動機〇に電力系統がら起動電流を供給してランナ
１の空転を開始させ、その後、回転速度が第２図に示す
ように規定の定格回転速度ＮＯに達したところで、系統
に対して電力動揺や電力周波数変動を及ぼさないように
回転速度の揃速制御を行いながら、主機が出力する周波
数と系統電力周波数が合致した時間１３点で並列運転へ
移行させる。それと同時にポンプ水車のランナ室内の水
面押し下げ空気の排気を開始させ、ポンプ水車内の排気
が完了して締切水圧が確立した時間ｔ４点でガイドベー
ン制御装置３によりガイドベーン２を一斉に開口させ、
正規揚水運転へ移行さける。

〔前日技術の問題点〕

このように従来の揚水起動方法においては、ポンプ水車
の空転起動後、主機が規定の定格回転速度に達しても系
統へ電力動揺や電力周波数変動を及ぼさないようにする
ため、主機を並列運転へ移行させる前に、空転状態で回
転速度を加減しながら、主機が出力する周波数と系統電
力周波数とを合致させる揃速制御が行なわれれているが
、この揃速制御のために必要な主機の空転所要時間は、
空転起動開始から正規揚水運転へ移行するまでに要する
時間に対して５動程度を占め、空転損失の増大をもたら
す上、揚水運転指令に対して迅速な対応ができないとい
う欠点があり、また、揚水起動時のみにしか役に立たな
い起動用電動機が必要となる等の不都合があった。

また、最近ではエネルギー情勢から原子力発電所、火力
発電所の古川増大や、要求需要電力の増大に伴い、電力
系統の経済的運用、ピーク負荷対策としてのエネル１！
−貯蔵の使命を持つ揚水発電所は大容量、大型化の様相
を呈しているが、それに伴い、ポンプ水車の揚水起動時
に始動源として使用されている直結誘導電動機も大容量
、大型化し、発電所の建設コストを低減させる上で隘路
となっていた。

〔発明の目的〕

本発明は発電電動機の２次側巻線に印加する交流励磁周
波数を周波数変換器で制御することにより誘導発電電動
機の可変速制御を可能とし、迅速性および安定性の高い
揚水発電所のポンプ運転起動方法を提供することを目的
とする。

〔発明の概要〕

本発明の揚水発電所のポンプ運転起動方法は、誘導発電
電動機の２次側巻線に印加する交流励磁周波数を周波数
変換器で制御することにより回転速度を可変制御される
誘導発電電動機を備えた揚水発電所に［１３いて、ポン
プ水車をポンプ起動する際、ランナ室内を水面押し下げ
した後、前記誘導発電電動機をその２次側巻線に抵抗性
負荷を接続して電動機として始動させ、その回転速度が
予め設定した速度に達したところで、前記２次側巻線を
抵抗性負荷から切離して周波数変換器に接続することに
より主機の回転速度制御を周波数変換器に移行させ、ラ
ンナ室内の水面押し下げ空気を排気させ、主機を定格回
転速度に到達「しめ、前記ランナ室内の排気が完了して
締切水圧が確立したところでガイドベーンを一斉開口制
御して揚水運転を開始することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

次に本発明方法の実施例を第１図を参照して説明する。

なお、第１図中、第３図におけると同一部分には同一の
符号を付しである。

第１図は本発明が適用される揚水発電所の概略椛成を示
Ｊ゛もので、ランナ１は主軸４を介して誘導発゛市電動
機５に直結され、その２次側巻線（図示せず）からのリ
ード線７には抵抗性負荷としての液体抵抗器８１３よび
周波数変換器１０が切換装置９を介して電気的に接続さ
れている。

上述のように構成した揚水発電所にＪ３いＣ、ポンプ水
車にポンプ運転起動指令が与えられれた場合には、まず
起動トルク軽減の目的でポンプ水車はランナ室内の水面
押し下げを実施され、規定の水面押し下げ位置の検出後
、誘導発電電！！ＩＪ機５の２次側巻線に主機の回転速
度制御を行なわせるための液体抵抗器８を切換装置９を
介して電気的に接続し、誘導発電電動機５に電力系統か
ら起動電流を供給して誘導発電電動機５を電動別として
始動さける。

これによりランナ１の空転起動を開始させ、その後、主
機の回転速度が周波数変換器１０の周波数調整範囲の下
限として予め設定した定格回転速度Ｎｏの一１０％に相
当する回転速度Ｎ１　（すなわら、Ｎ１＝０．９Ｎｏ）
に達したところ（第２図中の時間１１点）で１；７Ｊ換
装置９を操作し、２次側巻線を、それまで主機の回転速
度制御を担っていた液体抵抗器８から切離し、周波数変
換２５１０側に接続することにより、主機の回転速度制
御を周波数変換器１０に移行させる。それと同時にに機
を並列運転へ移行さけ、ポンプ水車のランプ室内の水面
押し下げ空気のす［気を開始さける。

しかる後、主機を回転加速させながら定格回転速度Ｎｏ
に到達Ｖしめ、ポンプ水車内の排気が完了して、締切水
圧が確立した時間１２点で、ガイドベーン制御装置３に
揚水開始指令を伝えてガイドベーンを一斉開口制御させ
、正規揚水運転へ移行させる。

このように、本発明においては主機の回転速度制御を、
液体抵抗器等の抵抗性負荷から周波ａ変換器１０に移行
させ、系統電力周波数に対しては誘導光電電！ＩＩＪ］
礪の２次側の交流励磁周波数を周波数変換器１０で制御
することによって、瞬時に、しかも高精度の追従が可能
となる。

従って、系統へ電力動揺や電力周波数変動を及ぼさない
ために、主機を並列運転へ移行さける前に従来必要とし
ていた回転速度の揃速制御が不必要となり、主機の空転
所要時間は大幅に短縮され、さらに、主機の誘導発電電
動機自身が起！ｌｌ電動機として働くから別に起動電動
機を設置することが不要となる。

〔発明の効果〕

上述したように本発明の揚水発電所のポンプ運転起動方
法によれば、電力系統に対して、電力動揺や電力周波数
変動を及ぼすことなく、迅速で安定性の高い並列運転へ
の移行が可能となり、主機の空転所要時間が大幅に短縮
される。従って、空転損失の低減が計れる上、揚水運転
指令に対する迅速な対応が可能となる。

また、ポンプ水車の揚水起動方式として従来必要とされ
ていた始動用の直結誘導電動機が不要となることから、
揚水発電所の建設コストの低減を計ることができる。こ
れは人容間機の場合、特に顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される揚水発電所の要部を示す説
明図、第２図は本発明および従来の揚水発電所のポンプ
運転起動方法の作動を示す説明図、第３図は従来方法に
おける揚水発電所の要部を示す説明図である。 １・・・ランナ、２・・・ガイドベーン、３・・・ガイ
ドベーン制ｍ装置、４・・・主軸、５・・・発電電ｌ！
ｌ１機、６・・・直結誘導電動機、７・・・２次側巻線
のリード線、８・・・液体抵抗＾、９・・・切換装置、
１０・・・周波数変換器。 出願人代理人　　佐　藤　　−雄 時間を 茶　２　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　２次側巻線に印加する交流励磁周波数を周波数変換
   器で制御することにより回転速度を可変制御される誘導
   発電電動機を備えた揚水発電所において、ポンプ水車を
   ポンプ起動する際、ランナ室内を水面押し下げした後、
   前記誘導発電電動機をその２次側巻線に抵抗性負荷を接
   続して電動機として始動させ、その回転速度が予め設定
   した速度に達したところで、前記２次側巻線を抵抗性負
   荷から切離して周波数変換器に接続することにより主機
   の回転速度制御を周波数変換器に移行させ、ランナ室内
   の水面押し下げ空気を排気させ、主機を定格回転速度に
   到達せしめ、前記ランナ室内の排気が完了して締切水圧
   が確立したところでガイドベーンを一斉開口制御して揚
   水運転を開始することを特徴とする揚水発電所のポンプ
   運転起動方法。 ２　抵抗性負荷が液体抵抗器からなることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の揚水発電所のポンプ運転起
   動方法。