KR102293829B1 - 유체 장치 - Google Patents

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Abstract

유체 장치는, 수력 기계와, 수력 기계에 연결된 회전 전기 기계와, 회전 전기 기계로부터의 전력을 변환하는 전력 변환 제어 장치를 구비한다. 유체 장치는, 통상 동작을 계속하는 정상 상태 및 동작을 정지하고 정지 상태를 계속하는 이상 상태와 다른 경고 상태에서는, 비상 운전을 실시한다.

Description

유체 장치
본 개시는, 유체 장치에 관한 것이다.
종래, 유체 장치로서, 예를 들어 수차와 발전기를 갖는 수력 발전 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 제5573983호 공보
그런데, 상술한 유체 장치에서는, 정기적인 점검이 실시되고 있다. 그러나 유체 장치에 이상이 발생한 경우, 이상 유체 장치는 정지되기 때문에, 상기한 정기적인 점검과는 별도로, 임시의 점검 작업에 의해 유체 장치를 재가동시킬 필요가 있다. 이 때문에, 점검 공정 수가 증가하여, 메인터넌스 비용이 증가한다.
본 개시의 목적은, 점검 공정 수의 증가를 억제 가능하게 하는 유체 장치를 제공하는 데 있다.
제1 관점에 관한 유체 장치는, 수력 기계(11)와, 상기 수력 기계(11)에 연결된 회전 전기 기계(12)와, 상기 회전 전기 기계(12)로부터의 전력을 변환하는 전력 변환 제어 장치(13, 14)를 갖고, 통상 동작을 계속하는 정상 상태 및 동작을 정지하고 정지 상태를 계속하는 이상 상태와 다른 경고 상태에서는, 비상 운전을 실시한다.
상기 제1 관점의 유체 장치에 의하면, 운전을 계속할 수 있으므로, 점검 등의 공정 수 증가를 억제할 수 있다.
제2 관점에 관한 유체 장치는, 상기 경고 상태를 검출하는 검출부(63)를 추가로 갖고, 상기 경고 상태의 검출을 통지한다.
상기 제2 관점의 유체 장치에 의하면, 경고 상태로 된 것을 파악할 수 있어, 점검함으로써 이상 상태로 되는 것을 사전에 억제할 수 있다.
제3 관점에 관한 유체 장치는, 상기 경고 상태에 따라서, 발생 시각, 점검 허용 기간, 대상 개소, 보수 부품, 설치 장소 중 적어도 하나를 통지한다.
상기 제3 관점의 유체 장치에 의하면, 경고 상태를 상세하게 파악할 수 있어, 점검 시의 공정 수를 저감시킬 수 있다.
제4 관점에 관한 유체 장치는, 다음 번 점검 예정일까지의 점검 대기 기간을 취득하여, 점검 대기 기간이 점검 허용 기간보다 긴 경우는, 점검 대기 기간을 점검 허용 기간 이하로 하도록 점검의 실시를 통지한다.
상기 제4 관점의 유체 장치에 의하면, 비상 운전으로 대응할 수 있는 경우에는 점검을 실시하지 않아도 되므로, 점검 횟수를 저감시킬 수 있다.
제5 관점에 관한 유체 장치는, 경고 상태가 검출되고 나서의 경과 시간을 계측하는 계시부(63)를 추가로 갖고, 상기 계시부에서 계측한 경과 시간이 점검 허용 기간을 초과한 경우에 동작을 정지한다.
상기 제5 관점의 유체 장치에 의하면, 계속해서 비상 운전하는 것을 방지할 수 있다.
제6 관점에 관한 유체 장치는, 상기 회전 전기 기계(12)를 냉각하는 냉각기(36, 37)와, 상기 회전 전기 기계(12)의 온도를 검출하도록 배치된 온도 검출기를 갖고, 상기 전력 변환 제어 장치(13, 14)는, 상기 회전 전기 기계(12)에 열전달하도록 구성되고, 상기 온도 검출기(53b)는, 상기 전력 변환 제어 장치(13, 14)로부터 이격되도록 배치된다.
상기 제6 관점의 유체 장치에 의하면, 온도 검출기(53b)에 의해 검출한 온도(온도 변화)에 의해, 과열 개소(회전 전기 기계(12)를 냉각하는 냉각기인지 전력 변환 제어 장치(13, 14)인지)를 특정할 수 있다.
제7 관점에 관한 유체 장치는, 상기 회전 전기 기계(12)와 상기 전력 변환 제어 장치(13, 14) 중 적어도 하나의 온도가 소정값을 초과한 경우에, 상기 수력 기계(11)의 유효 낙차(H)를 증가시키도록 상기 비상 운전의 동작점을 변경한다.
상기 제7 관점의 유체 장치에 의하면, 수력 기계(11)의 유효 낙차(H)를 증가시키는 것(동작점의 변경)에 의해, 전류·토크·발전 전력을 저하시켜 온도 저하(발열의 억제)시킬 수 있다. 또한, 냉각기를 흐르는 유량의 증가에 의해 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 유체 장치의 개략 정면도.
도 2는 유체 장치의 개략 측면도.
도 3은 유체 장치의 개략 평면도.
도 4는 유체 장치의 제어계 및 전력 계통을 나타내는 블록도.
도 5는 유체 장치의 제어에 관한 특성 맵을 나타내는 설명도.
도 6은 유체 장치의 제어에 관한 특성 맵을 나타내는 설명도.
도 7은 유체 장치의 온도 변화를 나타내는 파형도.
도 8은 유체 장치의 온도 변화를 나타내는 파형도.
이하, 유체 장치에 대해 설명한다. 또한, 본 개시는, 이하에 기재하는 예시에 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 의해 나타내고, 청구범위와 균등의 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 유체 장치(10)의 수차(11)는, 수평 방향으로 연장되는 유입관(21)과, 유출관(22)을 갖고 있다. 유입관(21)은, 배관 조인트(23)를 개재하여, 수차(11)에 유체로서의 물을 공급하는 물 공급관(101)에 접속되어 있다. 유출관(22)은, 배관 조인트(24)를 개재하여, 수차(11)로부터의 물을 배출하는 물 배출관(102)에 접속되어 있다. 물 공급관(101) 및 물 배출관(102)은, 수차(11)에 물을 유통시키는 주관이다. 본 실시 형태의 유체 장치(10)는, 물 공급관(101), 유입관(21), 유출관(22), 및 물 배출관(102)으로 형성되는 수류의 유입 경로와 유출 경로가 일직선 상에 배치된 인라인형이다.
수차(11)는, 임펠러(25a)를 내장하는 케이싱(25)을 갖고 있다. 임펠러(25a)는, 유입관(21)과 유출관(22)으로 형성되는 수류 경로의 도중에 배치되어 있다. 임펠러(25a)는, 상하 방향으로 배치된 회전축(26)의 하단에 접속되고, 그 회전축(26)이 접속되는 중심부에 스파이럴형으로 배치된 복수 매의 블레이드를 갖고 있다. 임펠러(25a)는, 유입관(21)으로부터의 수류에 의해 복수 매의 블레이드가 받는 압력에 의해 회전하여, 회전축(26)을 회전시킨다. 이 임펠러(25a)로서는, 예를 들어 스파이럴 펌프의 임펠러를 사용할 수 있다. 그리고 유입관(21), 유출관(22), 회전축(26)에 설치된 임펠러(25a), 회전축(26)의 주위를 둘러싸는 중공의 받침대, 및 케이싱(25)에 의해, 수류를 받아 회전축(26)을 회전 구동시키는 수차(수력 기계)(11)를 구성한다.
수차(11)의 상방에는, 그 상하 방향으로 배치된 회전축(26)의 상단에 접속되는 발전기(회전 전기 기계)(12)가 배치되어 있다. 이 발전기(12)의 하방에 배치된 프론트 커버(27)와 수차(11)의 회전축(26)의 주위를 둘러싸는 중공의 받침대(28)가 볼트 등의 체결구에 의해 체결되어, 수차와 발전기가 분리 가능하게 연결 고정되어 있다. 본 유체 장치(10)는, 수차(11)와 발전기(12)가 상하 방향으로 배치된 종형으로 되어 있다.
발전기(12)는, 수차(11)의 회전축(26)에 연결되어 있다. 발전기(12)는, 임펠러(25a)에 의해 회전 구동되어, 소정의 교류 전력(예를 들어, 3상 교류 전력)을 발생시킨다.
발전기(12)의 일측방(도 2의 좌측방)에는, 발전기 제어 장치(13)(제1 전력 변환 제어 장치)가 배치되어 있다. 발전기 제어 장치(13)는, 발전기(12)에 의해 발전된 전력, 또는 전원으로부터의 전력을 변환, 또는 제어한다. 이 발전기 제어 장치(13)는, 예를 들어 발전기(12)에 의해 발전된 3상 교류 전력을 직류로 변환하는 교류 직류 변환기(컨버터부)를 포함한다.
또한, 발전기(12)의 타측방(도 2의 우측방)에는, 계통 연계 인버터(이하, 단순히 인버터)(14)(제2 전력 변환 제어 장치)가 배치되어 있다. 인버터(14)는, 발전기 제어 장치(13)에 의해 변환 또는 제어된 전력을, 다시 변환 또는 제어한다. 이 인버터(14)는, 예를 들어 발전기 제어 장치(13)에 의해 변환된 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 직류 교류 변환 장치이다. 발전기 제어 장치(13)에 의해 변환된 교류 전력은, 예를 들어 도 4에 도시하는 전력 계통(16)에 공급된다.
발전기 제어 장치(13)는, 전력 변환용의 복수의 반도체 소자(예를 들어, IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor)를 갖는다. 인버터(14)는, 전력 변환용의 복수의 반도체 소자(예를 들어, IGBT)를 갖는다. 이들 반도체 소자는, 그 동작에 수반하여 발열한다. 또한, 발전기(12)는, 발전 동작에 따라서 발열한다. 이들로 인해, 유체 장치(10)는, 발전기 제어 장치(13)와 인버터(14)와 발전기(12)를 냉각하는 냉각 계통(30)을 갖고 있다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 냉각 계통(30)은, 냉각 유입 배관(31, 33)과 냉각 유출 배관(32, 34)과, 냉각기(35, 36, 37)를 갖고 있다.
냉각 유입 배관(31)은, 배관 조인트(23)와 냉각기(35) 사이에 배치되어 있다. 냉각 유입 배관(31)은, 커플러(41a)에 의해 배관 조인트(23)에 마련된 밸브(23a)에 접속됨과 함께, 커플러(41b)에 의해 냉각기(35)에 접속되어 있다. 냉각 유출 배관(32)은, 냉각기(35)와 배관 조인트(24) 사이에 배치되어 있다. 냉각 유출 배관(32)은, 커플러(42b)에 의해 냉각기(35)에 접속됨과 함께, 커플러(42a)에 의해 배관 조인트(24)의 밸브(24a)에 접속되어 있다. 커플러(41a, 41b, 42a, 42b)는, 예를 들어 원터치 커플러이며, 유체 장치(10)에 있어서의 각 배관의 접속을 용이하게 한다. 밸브(23a, 24a)는, 예를 들어 수동 개폐 밸브이며, 예를 들어 시공 시나 메인터넌스 시에 폐쇄 조작되고, 시험 운전이나 운전 시에 개방 조작된다.
냉각 유입 배관(33)은, 배관 조인트(23)와 도 2에 도시하는 냉각기(36, 37) 사이에 배치되어 있다. 냉각 유입 배관(33)은, 커플러(43a)에 의해 배관 조인트(23)에 마련된 밸브(23b)에 접속된다. 냉각 유입 배관(33)은, 공용 배관(33a)과, 공용 배관(33a)으로부터 분기되어 냉각기(36, 37)(도 2 참조)에 접속되는 분기 배관(33b, 33c)을 갖고 있다. 분기 배관(33b, 33c)은, 각각 커플러(43b, 43c)에 의해 냉각기(36, 37)에 접속되어 있다. 냉각 유출 배관(34)은, 도 2에 도시하는 냉각기(36, 37)와 배관 조인트(24) 사이에 배치되어 있다. 냉각 유출 배관(34)은, 커플러(44b, 44c)에 의해 냉각기(36, 37)에 접속되는 분기 배관(34b, 34c)과, 분기 배관(34b, 34c)을 합류시키는 공용 배관(34a)을 갖고, 공용 배관(34a)은 커플러(44a)에 의해 배관 조인트(24)의 밸브(24b)에 접속되어 있다. 커플러(43a 내지 43c, 44a 내지 44c)는, 예를 들어 원터치 커플러이며, 유체 장치(10)에 있어서의 각 배관의 접속을 용이하게 한다. 밸브(23b, 24b)는, 예를 들어 수동 개폐 밸브이며, 예를 들어 시공 시나 메인터넌스 시에 폐쇄 조작되고, 시험 운전이나 운전 시에 개방 조작된다.
또한, 도 1 및 도 2에서는, 냉각기(35)는 발전기(12)의 위에 배치되어 있는 것처럼 도시되어 있지만, 예를 들어 발전기(12)의 주위에 사행되어 배치된 냉각관에 의해 구성된다. 냉각 유입 배관(31)은, 물 공급관(101)에 흐르는 물의 일부를 냉각용 유체(냉각 유체)로서 냉각기(35)에 공급한다. 냉각 유출 배관(32)은, 냉각기(35)로부터의 물을 물 배출관(102)으로 복귀시킨다(배출시킴). 이 냉각용 유체에 의해, 발전기(12)를 냉각한다.
냉각기(36)는, 발전기 제어 장치(13)와 발전기(12) 사이에 배치되어 있다. 냉각기(37)는, 인버터(14)와 발전기(12) 사이에 배치되어 있다. 냉각 유입 배관(33)은, 물 공급관(101)에 흐르는 물의 일부를 냉각용 유체(냉각 유체)로서 냉각기(36, 37)에 공급한다. 냉각 유출 배관(34)은, 냉각기(36, 37)로부터의 물을 물 배출관(102)으로 복귀시킨다(배출시킴). 이 냉각용 유체에 의해, 발전기(12)와 발전기 제어 장치(13)와 인버터(14)를 냉각한다.
다음으로, 유체 장치(10)의 제어에 관한 구성을 설명한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 유입관(21)에는, 유량계(51)가 배치되어 있다. 유량계(51)는, 수차(11)에 공급되는 유체(물)의 유량 Q를 측정한다.
수차(11)의 유입측에는 압력 센서(52a)가 마련되고, 수차(11)의 유출측에는 압력 센서(52b)가 마련되어 있다. 압력 센서(52a)는, 수차(11)의 1차 압력 p1을 측정한다. 압력 센서(52b)는, 수차(11)의 2차 압력 p2를 측정한다.
도 1, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 발전기(12)에는, 발전기(12)의 온도를 검출하는 온도 센서(온도 검출기)(53a, 53b)가 배치되어 있다. 도 1에 도시하는 온도 센서(53a)는, 예를 들어 회전축(26)을 지지하는 베어링(도시 생략)의 온도를 검출하도록 배치되어 있다. 도 2에 도시하는 온도 센서(53b)는, 발전기(12)의 권선의 온도를 검출하도록 배치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서, 이 온도 센서(53b)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 발전기 제어 장치(13)와, 인버터(14)로부터 이격된 위치에 배치된다. 예를 들어, 온도 센서(53b)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 발전기(12)의 중심을 지나고, 발전기 제어 장치(13)와 인버터(14)를 연결하는 직선과 직교하는 방향을 따라 연장되는 가상선 상이며, 발전기(12)의 주변의 위치에 배치된다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 발전기 제어 장치(13)와 인버터(14)에는 각각, 온도 센서(54, 55)가 배치된다. 온도 센서(54)는, 발전기 제어 장치(13)에 포함되는 파워 디바이스(IGBT 등)의 온도를 검출하도록 배치되어 있다. 온도 센서(55)는, 인버터(14)에 포함되는 파워 디바이스(IGBT 등)의 온도를 검출하도록 배치되어 있다.
수차(11)에는, 수위 센서(56)가 배치되어 있다. 수위 센서(56)는, 수차(11)에 있어서의 누수 등에 의한 수위의 변화를 검출하도록 배치되어 있다. 수차(11)에 있어서, 예를 들어 임펠러(25a)가 설치된 회전축(26)과 케이싱(25) 사이를 시일하는 O링 등의 시일 부재의 열화에 의한 누수가 발생하는 경우가 있다. 이 때문에, 수위 센서(56)에 의한 검출에 의해, 누수 등에 의한 수위의 변화를 검출한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 인버터(14)의 출력측에는 전력계(57)가 배치되어 있다. 전력계(57)는, 인버터(14)의 출력 전력, 즉 발전 전력을 검출한다. 또한, 전력계(57) 대신에, 전압계와 전류계가 배치되어도 된다.
다음으로, 발전기 제어 장치(13)의 구성예를 설명한다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 발전기 제어 장치(13)(제1 전력 변환 제어 장치)는, AC/DC 컨버터부(이하, 단순히 컨버터부)(61)와, 컨버터부(61)를 제어하는 발전기 제어부(62)를 갖고 있다. 컨버터부(61)는, 발전기(12)에 의해 발전된 교류 전력을, 직류 전력으로 변환한다. 그 직류 전력은, 인버터(14)에 공급된다. 인버터(14)는, 해열부(解列部, 15)를 통해 전력 계통(16)에 접속된다. 전력 계통(16)은, 예를 들어 상용 전원이다. 해열부(15)는, 인버터(14)와 전력 계통(16) 사이를 개폐한다. 이 해열부(15)는, 예를 들어 전자 릴레이가 사용된다.
도 5는, 발전기 제어부(62)에 미리 기억된 특성 맵 M을 나타낸다. 발전기 제어부(62)는, 이 특성 맵 M에 기초하여, 컨버터부(61)를 제어한다. 이 특성 맵 M은, 종축을 수차(11)의 유효 낙차(H), 횡축을 수차(11)에 공급되는 유량(Q)으로 하고 있다. 이 특성 맵 M에 있어서, 발전기(12)에 부하를 가하지 않고 토크 0값(T＝0)으로 한 경우의 무구속 속도 곡선과, 회전수 0값(N＝0)의 등속도 곡선 사이의 영역을 수차(11)가 수류에 의해 회전하는 수차 영역으로 한다. 발전기(12)는, 이 수차 영역에 있어서, 수차(11)에 의해 회전 구동되는 것을 기본으로 한다.
수차 영역에 있어서, 복수의 등토크 곡선은, 무구속 속도 곡선(T＝0)을 따라, 맵 상에서, 유량 Q의 증대에 따라서 토크값도 증대된다. 또한, 복수의 등속도 곡선은 회전수 0값(N＝0)의 등속도 곡선을 따라, 유효 낙차 H가 커질수록 회전수도 상승한다. 또한, 파선으로 나타낸 등발전 전력 곡선은 아래로 볼록한 2차 곡선이며, 유효 낙차 H 및 유량 Q의 증대에 따라서 발전 전력도 증대된다. 이 복수의 등발전 전력 곡선의 정점을 연결하는 곡선(최대 전력 곡선(E))은, 발전기(12)에 의해 최고 발전 전력 또는 최대 효율을 얻는 최대 발전 전력·효율 곡선이다.
그리고 특성 맵 M에는, 미리 측정하여 작성한 총 낙차－관로 저항 곡선(시스템 로스 커브 S)이 유동 저항 곡선으로서 기록되어 있다. 이 시스템 로스 커브 S는, 유체 장치(10)가 접속된 관로의 저항에 따른 곡선이다. 시스템 로스 커브 S는, 유량 Q＝0일 때 유효 낙차 H가 총 낙차 Ho이며, 유량 Q의 증대에 따라서 유효 낙차 H가 2차 곡선적으로 감소하는 특성을 갖는다. 시스템 로스 커브 S의 곡률은, 유체 장치(10)가 접속된 배관 계통에 고유의 값을 갖는다. 유체 장치(10)의 수차(11)는, 이 시스템 로스 커브 S 상의 점을 운전점으로 하여 동작한다.
발전기 제어부(62)는, 유량 지령 결정부(71), 유량 제어기(72), 토크 지령 결정부(73), 토크 제어기(74), PWM 제어기(75)를 갖고 있다. 유량 지령 결정부(71)는, 목표 유량 QT*와 상태 검출부(63)에 의해 검출한 유체 장치(10)의 운전 상태에 기초하여 유량 지령값 Q*를 생성한다. 유량 제어기(72)는, 유량 지령값 Q*에 기초하여, 목표 토크를 설정한다. 토크 지령 결정부(73)는, 목표 토크와 상태 검출부(63)에 의해 검출한 유체 장치(10)의 운전 상태에 기초하여, 토크 지령값 T*를 생성한다. 토크 제어기(74)는, 발전기(12)의 토크 T를 토크 지령 결정부(73)로부터의 토크 지령값 T*가 되도록, 토크 제어를 행한다. 이에 의해, 발전기(12)에는, 소정의 부하가 가해지게 된다. PWM 제어기(75)는, 토크 제어기(74)의 출력과 상태 검출부(63)에 의해 검출한 유체 장치(10)의 운전 상태에 기초하여, 컨버터부(61)에 포함되는 반도체 소자(예를 들어 IGBT)에 공급하는 게이트 신호를 생성한다. 예를 들어, PWM 제어기(75)는, 소정의 캐리어 주파수에 기초하여 반도체 소자를 간헐적으로 온 오프하도록 게이트 신호를 생성한다.
또한, 발전기 제어 장치(13)는, 상태 검출부(63)(계시부), 사용 시간 적산부(64), 표시부(65)를 갖고 있다.
상태 검출부(63)는, 유체 장치(10)의 운전 상태를 검출한다. 유체 장치(10)의 운전 상태로서는, 정상 상태, 경고 상태, 이상 상태가 설정된다. 정상 상태는, 유체 장치(10)에 이상이 없는 상태이다. 즉, 유체 장치(10)의 계속적인 운전이 가능한 상태에 있다. 이상 상태는, 유체 장치(10)에 동작의 계속이 불가능한 이상이 있는 상태이다. 즉, 유체 장치(10)는, 운전을 비상 정지시키는 상태에 있다. 경고 상태는, 정상 상태와 이상 상태 중 어느 것도 아닌 상태이다. 예를 들어, 경고 상태는, 유체 장치(10)에 이상이 있지만, 운전의 시한적인 계속이 가능한 상태를 가리킨다. 즉, 경고 상태는, 장래적으로 정지하지 않으면 안되게 되는 이상이 유체 장치(10)에 발생한 상태이다. 시한적인 계속은, 예를 들어 이상을 발견하고 나서, 정지해야 할 때까지의 기간이다.
상태 검출부(63)는, 유체 장치(10)의 운전 상태가, 상술한 정상 상태, 이상 상태, 경고 상태 중 어느 것인지를 검출한다. 그리고 상태 검출부(63)는, 검출한 운전 상태를 출력한다. 상태 검출부(63)가 출력하는 유체 장치(10)의 운전 상태는, 경고 상태, 이상 상태의 요인, 요인의 상태를 나타내는 값을 포함한다.
발전기 제어부(62)는, 상태 검출부(63)가 검출한 운전 상태에 따라서, 컨버터부(61)를 제어한다. 상술한 바와 같이, 운전 상태는, 정상 상태, 경고 상태, 이상 상태를 포함한다.
정상 상태의 경우, 발전기 제어부(62)는, 현재의 운전(정상 운전)을 계속한다. 정상 운전은, 예를 들어 도 5에 나타내는 특성 맵 M에 있어서 최대 발전 전력을 얻도록 설정한 동작점에서 유체 장치(10)를 운전하는 것이다. 또한, 정상 운전으로서, 소정 압력을 얻도록 동작점을 설정한 압력 제어를 행하도록 해도 된다. 또한, 정상 운전으로서, 소정 유량을 얻도록 동작점을 설정한 유량 제어를 행하도록 해도 된다.
이상 상태의 경우, 발전기 제어부(62)는, 유체 장치(10)의 운전을 정지하고 정지 상태를 계속한다.
경고 상태의 경우, 발전기 제어부(62)는, 정상 운전보다 기능적으로 낮은 비상 운전을 행한다. 비상 운전은, 경고 상태의 요인에 있어서, 시한적인 계속을 연장하도록, 또는 경고 상태를 해소하도록, 컨버터부(61) 등을 제어한다. 예를 들어, 온도 상승에 의해 경고 상태가 된 경우, 온도 상승을 완화시키도록 또는 온도를 저감시키도록 유체 장치(10)를 제어한다.
유체 장치(10)를 비상 운전시키면, 유체 장치(10)의 운전 상태가 변화되는 경우가 있다. 상태 검출부(63)는, 계속해서 유체 장치(10)의 운전 상태를 검출하고, 운전 상태를 출력한다. 발전기 제어부(62)는, 상태 검출부(63)가 검출한 운전 상태에 따라서, 유체 장치(10)를 제어한다.
운전 상태가 경고 상태로부터 정상 상태로 변화된 경우, 즉 정상 상태로 복귀된 경우, 상태 검출부(63)는 유체 장치(10)의 운전 상태(정상 상태)를 출력한다. 또한, 상태 검출부(63)는, 경고 상태의 경과 시간을 리셋한다. 발전기 제어부(62)는, 그 운전 상태에 기초하여, 정상 운전으로 유체 장치(10)를 제어한다. 운전 상태가 경고 상태로부터 이상 상태로 변화된 경우, 상태 검출부(63)는, 유체 장치(10)의 운전 상태(이상 상태)를 출력한다. 발전기 제어부(62)는, 그 운전 상태에 기초하여, 유체 장치(10)를 정지시킨다.
운전 상태가 경고 상태인 채로 계속되는 경우, 상태 검출부(63)는, 경고 상태라고 판단하고 나서의 경과 시간에 기초하여, 유체 장치(10)의 제어를 결정한다. 예를 들어, 상태 검출부(63)는, 점검 허용 기간을 기억하고 있다. 점검 허용 기간은, 예를 들어 비상 운전이 허가되는 기간, 점검을 행하지 않고 운전을 계속할 수 있는 기간이다. 경고 상태의 경과 시간이 점검 허용 기간보다 짧은(경과 시간＜점검 허용 기간) 경우, 상태 검출부(63)는, 비상 운전을 계속함과 함께, 다음 점검(예를 들어, 월차의 정기 점검)에서 점검을 행하도록, 운전 상태(예를 들어, 경고 상태로 운전 중)를 외부에 통지한다. 한편, 경고 상태의 경과 시간이 점검 허용 기간보다 긴(경과 시간＞점검 허용 기간) 경우, 상태 검출부(63)는, 유체 장치(10)의 운전을 정지하도록 운전 상태(이상 상태)를 출력함과 함께, 운전 상태(예를 들어, 경고 상태 후에 운전 정지)를 외부에 통지한다. 또한, 외부에 통지할 때는, 경고 상태의 내용이나 이상 상태의 내용을, 운전 상태와 함께 통지해도 된다.
통지하는 운전 상태는, 발생 시각, 점검 허용 기간, 대상 개소, 보수 부품, 설치 장소 중 적어도 하나를 포함한다. 발생 시각은, 이상 또는 경고가 발생한 시각, 즉 상태 검출부(63)가 이상 상태 또는 경고 상태를 검출한 시각이다. 점검 허용 기간은, 점검을 행하지 않고 운전을 계속할 수 있는 기간이다. 대상 개소는, 이상 또는 경고가 발생한 개소이고, 보수 부품은, 그 이상 또는 경고가 발생한 개소를 교환, 수선하기 위한 부품이다. 설치 장소는, 유체 장치(10)를 설치한 장소이다. 이들 중 적어도 하나를 포함하는 운전 상태를 통지함으로써, 단순한 이상 또는 경고의 발생만을 통지하는 경우와 비교하여, 운전 상태를 보다 상세하게 파악할 수 있어, 점검 수리의 공정 수를 삭감할 수 있다.
사용 시간 적산부(64)는, 유체 장치(10)의 사용 시간을 적산하고, 그 사용 시간을 출력한다. 또한, 사용 시간 적산부(64)는, 상태 검출부(63)의 리셋 신호에 응답하여 사용 시간을 리셋(0 클리어)하고, 그 클리어한 시간(＝0)으로부터, 유체 장치(10)의 사용 시간을 적산한다.
표시부(65)는, 상태 검출부(63)로부터 통지된 유체 장치(10)의 운전 상태를 표시한다. 표시부(65)로서는, 예를 들어 복수의 표시등(예를 들어, LED), LCD 등의 표시 패널 등을 사용할 수 있다. 복수의 표시등의 경우, 유체 장치(10)의 운전 상태에 따른 표시등을 점등 또는 운전 상태에 따른 색으로 점등한다. 표시 패널의 경우, 운전 상태를, 문자, 색으로 표시한다.
상술한 바와 같이, 상태 검출부(63)는, 외부에 유체 장치(10)의 운전 상태를 통지한다. 예를 들어, 상태 검출부(63)는, 통신 기능을 갖고, 외부의 통신 회선(유선식 또는 무선식)과 접속되고, 그 통신 회선을 통해 유체 장치(10)의 운전 상태를 외부에 송신한다. 통신 회선은, 예를 들어 감시 장치에 접속된다. 감시 장치는, 통신 회선을 통해 운전 상태를 수신하고, 유체 장치(10)의 운전 상태를 표시기에 표시한다. 또한, 통신 회선을 통해, 예를 들어 보수원의 단말기에 유체 장치(10)의 운전 상태가 송신되어도 된다.
다음으로, 상태 검출의 상세를 설명한다.
유체 장치(10)의 운전 상태는, 경고 상태, 이상 상태의 요인, 요인의 상태를 나타내는 값을 포함한다. 상태 검출부(63)는, 유체 장치(10)의 소정 위치에 설치된 각종 검출기(센서)에 기초하여, 유체 장치(10)의 운전 상태를 검출한다.
다음으로, 상태 검출부(63)가 검출하는 경고 상태의 예와, 대응하는 비상 운전의 방법(동작점의 변경)에 대해 설명한다.
[베어링 과열]
상태 검출부(63)는, 도 1에 도시하는 온도 센서(53a)에 의해 검출한 온도에 기초하여, 베어링 과열을 검출한다. 예를 들어, 상태 검출부(63)는 온도 센서(53a)에 의해 검출한 온도와 역치 온도를 비교하여, 베어링 과열을 검출한다. 이 경우, 비상 운전으로서는, 도 1에 도시하는 수차(11)(임펠러(25a))의 회전수를 낮추는 것을 들 수 있다. 예를 들어, 도 5에 나타내는 특성 맵 M에 있어서, 회전수 N을 작게 하도록 동작점을 변경한다. 이것은, 회전수의 저하에 의해, 베어링의 온도를 저하시키도록 작용한다.
[파워 디바이스 과열]
상태 검출부(63)는, 도 2에 도시하는 온도 센서(54, 55)에 의해 검출한 온도에 기초하여, 파워 디바이스(IGBT 등)의 과열을 검출한다. 예를 들어, 상태 검출부(63)는, 온도 센서(54, 55)에 의해 검출한 온도와, 역치 온도를 비교하여, 파워 디바이스 과열을 검출한다. 이 경우, 비상 운전으로서는, 예를 들어 전류, 토크, 또는 발전 전력을 낮추는 것을 들 수 있다. 예를 들어, 도 5에 나타내는 특성 맵 M에 있어서, 토크 T를 작게 하도록 동작점을 변경한다. 또한, 비상 운전으로서, PWM 제어기(75)에 있어서, 캐리어 주파수를 낮추는 것이나, 변조 방식을 변경(3상 변조로부터 2상 변조)하도록 해도 된다. 이들은, 파워 디바이스의 온도를 저하시키도록 작용한다.
또한, 비상 운전으로서, 유효 낙차 H를 증가시키도록 동작점을 변경해도 된다. 유효 낙차 H는, 도 4에 도시하는 압력 센서(52a)에 의해 검출한 1차 압력 p1과, 압력 센서(52b)에 의해 검출한 2차 압력 p2의 차(＝p1－p2)에 의해 얻어진다. 이 경우, 도 1에 도시하는 냉각 유입 배관(33)으로 유입되는 유량을 증가시켜, 냉각기(36, 37)의 냉각 능력을 높인다. 이에 의해, 파워 디바이스를 냉각한다.
[발전기 과열]
상태 검출부(63)는, 도 2에 도시하는 온도 센서(53b)에 의해 검출한 온도에 기초하여, 발전기(12)의 과열(권선의 과열)을 검출한다. 예를 들어, 상태 검출부(63)는, 검출한 온도와 역치 온도를 비교하여, 발전기 과열을 검출한다. 이 경우, 비상 운전으로서는, 상술한 파워 디바이스 과열과 마찬가지로, 예를 들어 전류, 토크, 또는 발전 전력을 낮추는 것을 들 수 있다. 또한, 비상 운전으로서, 철손을 낮추거나, 예를 들어 회전수를 낮추거나, 캐리어 주파수를 낮춘다. 또한, 상술한 파워 디바이스 과열과 마찬가지로, 비상 운전으로서, 유효 낙차 H를 증가시키도록 동작점을 변경해도 된다.
[누수]
상태 검출부(63)는, 유체 장치(10)의 사용 기간, 또는 수위 센서(56)에 의해 검출한 수위에 기초하여, 누수를 검출한다. 누수는, 예를 들어 O링 등의 시일 부재의 열화에 의해 발생한다. 이 경우, 비상 운전으로서는, 유효 낙차 H를 낮추고, 유량 Q를 낮추도록 동작점을 변경하는 것을 들 수 있다.
[냉각 배관의 막힘]
상태 검출부(63)는, 도 2에 도시하는 온도 센서(53b, 54, 55)에 의해 검출한 온도에 기초하여, 냉각 배관의 막힘을 검출한다. 예를 들어, 상태 검출부(63)는, 냉각 불량 역치를 기억한다. 이 냉각 불량 역치는, 상술한 과열을 검출하기 위한 역치(과열 보호용 역치)보다 낮은 값으로 설정된다. 상태 검출부(63)는, 검출한 온도와 냉각 불량 역치를 비교하여, 냉각 배관의 막힘을 검출한다. 이 경우, 비상 운전으로서는, 상술한 [파워 디바이스 과열] [발전기 과열]과 동일한 대응을 들 수 있다.
[발전 전력 상한값의 초과]
상태 검출부(63)는, 도 4에 도시하는 전력계(57)에 의해 검출한 전력에 기초하여, 발전 전력 상한값의 초과를 검출한다. 또한, 전압계와 전류계에 의해 전력을 얻도록 해도 된다. 이 경우, 비상 운전으로서는, 상술한 파워 디바이스 과열과 마찬가지로, 예를 들어 전류, 토크, 또는 발전 전력을 낮추도록 동작점을 변경하는 것을 들 수 있다.
[발전기의 과토크 역치의 초과]
상태 검출부(63)는, 발전기(12)의 출력에 기초하여 토크를 검출하고, 검출한 토크에 기초하여, 발전기의 과토크 역치의 초과를 검출한다. 이 경우, 비상 운전으로서는, 상술한 파워 디바이스 과열과 마찬가지로, 예를 들어 전류, 토크, 또는 발전 전력을 낮추도록 동작점을 변경하는 것을 들 수 있다.
[유량 상한값의 초과]
상태 검출부(63)는, 도 4에 도시하는 유량계(51)에 의해 검출한 유량 Q에 기초하여, 유량 상한값의 초과를 검출한다. 이 경우, 비상 운전으로서는, 유량 Q를 낮추도록 동작점을 변경하는 것을 들 수 있다.
[수명]
상태 검출부(63)는, 도 4에 도시하는 사용 시간 적산부(64)에 의해 적산한 사용 시간에 기초하여, 베어링이나 시일 부재 등의 수명을 검출한다. 이 경우, 비상 운전으로서는, 유효 낙차 H를 낮추고, 유량 Q를 낮추도록 동작점을 변경하는 것을 들 수 있다.
다음으로, 경고 상태와 비상 운전의 일례로서, 상술한 [냉각 배관의 막힘]에 대해 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이, 상태 검출부(63)는, 도 2에 도시하는 온도 센서(53b, 54, 55)에 의해 검출한 온도에 기초하여, 냉각 배관의 막힘을 검출한다. 또한, 온도 센서(53b, 54, 55)에 의해 검출하는 온도, 즉, 발전기(12)와 발전기 제어 장치(13)와 인버터(14)의 온도 상승은, 냉각 배관(냉각 유입 배관(31, 33)과 냉각 유출 배관(32, 34))에 있어서의 이물의 막힘과, 냉각 배관에 유체(물)가 흐르지 않음으로써 발생한다. 즉, 유체 장치(10)의 시공 시에, 냉각 배관의 시공 불량(접속 불량, 밸브(23a, 23b, 24a, 24b)의 개방 조작 미스)도, 이 [냉각 배관의 막힘]으로서 검출할 수 있다. 예를 들어, 가동 전의 테스트 동작에 있어서, 상술한 [냉각 배관의 막힘]을 검출함으로써, 시공 불량을 검출할 수 있다. 또한, 가동 후에 있어서, [냉각 배관의 막힘]을 검출함으로써, 이물의 막힘을 검출할 수 있다. 또한, [냉각 배관의 막힘]은, 유체가 공급되는 냉각기(35, 36, 37)에 있어서의 배관의 막힘도 포함한다.
검출 방법으로서는, 예를 들어 시간당 온도 변화(dT/dt)를 사용해도 된다. 이 경우, dT/dt가 냉각 불량 역치보다 커진 경우, [냉각 배관의 막힘]이라고 판정할 수 있다.
또한, 발전기(12)의 온도 센서(53b)는, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 발전기 제어 장치(13)와, 인버터(14)로부터 이격된 위치에 배치된다. 이 때문에, 온도 센서(53b)는, 발전기 제어 장치(13)와 인버터(14)의 온도 변화의 영향을 받기 어렵다. 또한, 발전기 제어 장치(13)와 인버터(14)의 온도 센서(54, 55)는, 각각 파워 디바이스의 근방에 배치되어, 발전기(12)의 온도 변화의 영향을 받기 어렵다. 따라서, 온도 센서(53b, 54, 55) 각각의 온도 변화에 의해, 냉각 유입 배관(31, 33)과 냉각 유출 배관(32, 34) 중 어느 것이 시공 불량 또는 이물의 막힘이 있는지를 판정할 수 있다. 또한, 이물의 막힘이 원인인 경우, 비상 운전으로서, 유효 낙차 H를 증가시키도록 동작점을 변경함으로써, 냉각 유입 배관(33)에 유입되는 유량을 증가시켜 냉각 유입 배관(33)을 세정할 수 있어, 이물을 제거할 수 있는 경우가 있다.
상태 검출부(63)는, 사용 시간 적산부(64)가 적산한 사용 시간과, 각종 검출기의 출력 등에 기초하여 운전 상태를 검출한다. 유체 장치(10)는, 정기적인 점검(예를 들어, 월차 점검, 연차 점검, 등)의 실시가 요구된다. 상태 검출부(63)는, 점검의 시기(점검의 주기)를 기억하고 있다. 상태 검출부(63)는, 사용 시간과 점검의 주기에 기초하여, 다음 점검이 실시될 때까지의 기간(점검 대기 기간)을 얻는다. 그리고 점검 대기 기간이 점검 허용 기간(예를 들어, 1주일)보다 긴 경우, 상태 검출부(63)는, 이상 상태를 발전기 제어부(62)와 외부에 통지한다. 발전기 제어부(62)는, 통지된 이상 상태에 기초하여 발전을 정지한다.
또한, 점검 대기 기간이 점검 허용 기간(예를 들어, 1주일)보다 짧은 경우, 상태 검출부(63)는 경고 상태를 발전기 제어부(62)와 외부에 통지한다. 발전기 제어부(62)는, 통지된 경고 상태에 기초하여 비상 운전을 실시한다.
또한, 상태 검출부(63)는, 점검 대기 기간이 점검 허용 기간보다 긴 경우, 점검 대기 기간을 점검 허용 기간 이하로 하도록, 점검의 실시를 촉구하도록 통지해도 된다. 이 경우, 서둘러서 점검을 행할 필요가 없고, 유체 장치(10)의 점검 계획을 세울 수 있어, 예를 들어 정기 점검의 시기를 늦춤으로써, 점검의 횟수의 증가를 억제할 수 있다. 또한, 근처에 배치된 다른 유체 장치(10)와 함께 행하도록 계획함으로써, 점검의 공정 수(점검 실시를 위한 이동이나 인원)를 저감시킬 수 있다. 그리고 경과 시간이 점검 허용 기간을 초과한 경우, 상태 검출부(63)는, 이상 상태를 나타내는 운전 상태를 통지한다. 이 통지에 의해, 유체 장치(10)가 정지한다. 이에 의해, 계속 비상 운전하는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 발전기(12)의 온도 센서(53b)의 변화를 일례로서, 비상 운전에 대해 설명한다.
도 7은, 온도 센서(53b)에 의해 검출한 온도의 변화, 즉 발전기(12)의 온도 변화를 나타낸다. 온도가 상승하여 냉각 불량 역치를 초과하면, 상술한 상태 검출부(63)는 경고 상태로 하여 예를 들어 [발전기 과열]을 검출하고, 경고 상태를 나타내는 운전 상태를 통지한다. 발전기 제어부(62)는, 통지된 운전 상태(경고 상태)에 기초하여, 예를 들어 전류를 저하시켜, 발전 전력을 억제한다. 예를 들어, 정상 운전 시의 발전 전력의 정격값을 22kW로 한 경우, 비상 운전 시에는 발전 전력을 11kW로 저하시킨다. 발전 전력의 억제에 의해, 발전기(12)의 온도가 저하된다.
그리고 온도가 발전 전력 복귀 역치보다 낮아지면, 상태 검출부(63)는, 경고 상태로부터 정상 상태로 변화되었다고, 즉 정상 상태로 복귀되었다고 판정하고, 그 정상 상태를 나타내는 운전 상태를 통지한다. 발전기 제어부(62)는, 통지된 운전 상태(정상 상태)에 기초하여 소정의 동작점에서 유체 장치(10)를 제어하여, 발전 전력을 복귀시킨다.
그 후, 온도가 상승하여 냉각 불량 역치를 초과하면, 상술한 상태 검출부(63)는 경고 상태로서 예를 들어 [발전기 과열]을 검출하고, 경고 상태를 나타내는 운전 상태를 통지한다. 또한, 온도가 발전 전력 복귀 역치보다 낮아지면, 상태 검출부(63)는 경고 상태로부터 정상 상태로 변화되었다고, 즉 정상 상태로 복귀되었다고 판정하고, 그 정상 상태를 나타내는 운전 상태를 통지한다.
이와 같이, 발전 전력의 억제에 의해, 발전기(12)의 온도가 저하되는 경우, 정상 상태보다 발전 전력은 낮아지지만, 발전을 계속할 수 있다. 이 때문에, 온도 상승에 의해 유체 장치(10)를 정지시키는 경우와 비교하여, 적산 발전 전력량을 증가시킬 수 있다. 또한, 이 비상 운전에 의해, 유체 장치(10)에 대한 임시 점검을 행하지 않아도 되므로, 임시 점검의 빈도를 저감시킬 수 있다.
다른 예로서, 도 8에 나타내는 바와 같이, 온도가 상승하여 냉각 불량 역치를 초과하면, 상술한 상태 검출부(63)는 경고 상태로서 예를 들어 [발전기 과열]을 검출하고, 경고 상태를 나타내는 운전 상태를 통지한다. 발전기 제어부(62)는 통지된 운전 상태(경고 상태)에 기초하여, 예를 들어 전류를 저하시키고, 발전 전력을 억제한다.
비상 동작에 있어서의 설정값에 따라서는, 온도가 저하되지 않는 경우가 있다. 예를 들어, 정상 운전 시의 발전 전력의 정격치를 22kW로 하고, 그보다 낮은 발전 전력, 예를 들어 21kW로 하면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 온도가 상승한다. 이 경우, 온도가 상승하여 과열 보호용 역치에 달한다. 이러한 경우에는, 이상 상태가 되어, 유체 장치(10)는 운전을 정지한다. 이 때문에, 비상 운전이 계속되는 시간이 짧아진다. 따라서, 비상 운전에서는, 온도가 상승하지 않도록 발전 전력을 설정하는 것이 바람직하고, 온도가 저하되도록 발전 전력을 설정하는 것이 보다 바람직하다.
상태 검출부(63)는 운전 상태로서 이상 상태를 검출하고, 이 운전 상태를 통지한다. 발전기 제어부(62)는, 그 운전 상태(이상 상태)에 기초하여, 유체 장치(10)의 운전을 정지한다. 이와 같이, 운전 상태에 따라서, 유체 장치(10)를 정지시킬 수 있다.
다음으로, 발전기 제어 장치(13), 인버터(14) 및 냉각기(36, 37)에 있어서의 이상의 검출에 대해 설명한다.
발전기 제어 장치(13)는 냉각기(36)를 개재하여 발전기(12)와 접속되고, 인버터(14)는 냉각기(37)를 개재하여 발전기(12)와 접속되어 있다. 따라서, 발전기 제어 장치(13)의 열은, 냉각기(36)를 통해 발전기(12)에 전달되고, 인버터(14)의 열은, 냉각기(37)를 통해 발전기(12)에 전달된다. 발전기(12)의 온도 센서(53b)는 발전기(12)의 온도와, 냉각기(36, 37)를 개재하여 발전기 제어 장치(13), 인버터(14)로부터 전달되는 온도를 검출한다.
예를 들어, 발전기 제어 장치(13)가 과열되고, 냉각기(36)가 정상적인 경우, 발전기 제어 장치(13)의 열은, 발전기(12)로 전달되기 어렵다. 이 때문에, 발전기(12)에 마련된 온도 센서(53b)에 의해 검출되는 온도의 변화는 적다. 이 경우, 발전기 제어 장치(13)의 온도 센서(54)에 의해, 발전기 제어 장치(13)의 과열(파워 디바이스 과열)을 검출할 수 있다. 한편, 발전기 제어 장치(13)가 정상이며, 냉각기(36)에 이상이 발생한 경우, 발전기 제어 장치(13)의 온도 센서(54)에 의해 검출되는 온도가 상승한다. 발전기 제어 장치(13)의 열은, 발전기(12)로 전달되므로, 온도 센서(53b)에 의해 검출되는 온도가 상승한다. 이 경우, 냉각기(36)의 이상(냉각 배관의 막힘)을 검출할 수 있다. 인버터(14) 및 냉각기(37)에 대해서도 마찬가지이다. 이와 같이, 이상 개소(발전기 제어 장치(13), 인버터(14)인지, 냉각기(36, 37)인지)를 특정할 수 있다.
다음으로, 유량, 압력을 제어하는 경우에 대해 설명한다.
수차(11)로서 펌프 역전 수차를 사용한 경우, 도 5에 나타내는 특성 맵 M에 있어서, 수차(11)는, 시스템 로스 커브 S 상의 동작점에서 동작한다. 이 때문에, 토크 T를 낮추는(높이는) 것, 회전수 N을 높이는(낮추는) 것, 유량 Q를 낮추는(높이는) 것, 유효 낙차 H를 높이는(낮추는) 것은, 동일한 의미가 된다. 이 때문에, 경고 상태로서 [파워 디바이스 과열]이나 [모터 과열]을 검출한 경우, 수차의 동작점을 변경함으로써, 유량을 낮출 수 있다. 이 때문에, 전동 밸브를 사용하지 않고, 발전 전력을 저하시킬 수 있다.
또한, 도 4에 파선으로 나타내는 바와 같이, 전동 밸브(81)를 수차(11)의 2차측 또는 1차측에 배치하고, 발전기 제어 장치(13)에 전동 밸브 제어부(82)를 마련하여, 전동 밸브(81)의 개방도를 제어한다. 이에 의해, 경고 상태에 따른 비상 운전을 행할 수 있다. 예를 들어, 경고 상태로서 [누수]나 [수명]을 검출한 경우, 유량 Q와 유효 낙차 H를 동시에 낮추도록, 복수의 제어를 동시에 행하는 것이 필요해진다. 이 경우, 전동 밸브(81)의 개방도를 조정함으로써, 도 6에 나타내는 바와 같이, 시스템 로스 커브 S1을 변경할 수 있다. 이에 의해, 토크 T를 낮추는 것과, 회전수 N을 낮추는 것과, 유량 Q를 낮추는 것과, 유효 낙차 H를 낮추는 것을 동시에 행할 수 있다. 이 때문에, 복수의 요인에 의한 비상 동작에 있어서, 발전 전력을 저하시킨 비상 운전을 행할 수 있다.
이상 기술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 이하의 효과를 발휘한다.
(1) 유체 장치(10)는, 수차(11)와, 수차(11)에 연결된 발전기(12)와, 발전기(12)로부터의 전력을 변환하는 발전기 제어 장치(13)를 갖고 있다. 발전기 제어 장치(13)는, 통상 동작을 계속하는 정상 상태 및 동작을 정지하고 정지 상태를 계속하는 이상 상태와 다른 경고 상태에서는, 비상 운전을 실시한다. 비상 운전에 의해 운전을 계속할 수 있으므로, 점검 등의 공정 수의 증가를 억제할 수 있다. 또한, 비상 운전에 의해 발전을 계속할 수 있으므로, 적산 발전 전력량을 증가시킬 수 있다.
(2) 발전기 제어 장치(13)의 상태 검출부(63)는, 유체 장치(10)의 운전 상태를 검출하고, 통지한다. 이 통지에 의해, 유체 장치(10)의 운전 상태를 파악할 수 있다. 그리고 운전 상태로서 경고 상태가 통지된 경우, 점검을 행함으로써, 이상 상태로 되는 것을 사전에 억제할 수 있다.
(3) 상태 검출부(63)가 통지하는 경고 상태는, 발생 시각, 점검 허용 기간, 대상 개소, 보수 부품, 설치 장소 중 적어도 하나를 포함한다. 이 때문에, 경고 상태를 상세하게 파악할 수 있어, 점검 시의 공정 수를 저감시킬 수 있다.
(4) 상태 검출부(63)는, 점검의 시기(점검의 주기)를 기억하고 있다. 상태 검출부(63)는, 사용 시간과 점검의 주기에 기초하여, 다음 점검이 실시될 때까지의 기간(점검 대기 기간)을 얻는다. 점검 대기 기간이 점검 허용 기간보다 긴 경우, 점검 대기 기간을 점검 허용 기간 이하로 하도록, 점검의 실시를 촉구하도록 통지한다. 이 경우, 예를 들어 정기 점검의 시기를 늦춤으로써, 임시 점검을 서둘러 행하는 일이 없어져, 점검의 횟수를 저감시킬 수 있다.
(5) 발전기 제어 장치(13)는, 냉각기(36)를 개재하여 발전기(12)와 접속되고, 인버터(14)는 냉각기(37)를 개재하여 발전기(12)와 접속되어 있다. 따라서, 발전기 제어 장치(13)의 열은, 냉각기(36)를 통해 발전기(12)로 전달되고, 인버터(14)의 열은, 냉각기(37)를 통해 발전기(12)로 전달된다. 발전기(12)의 온도 센서(53b)는, 발전기(12)의 온도와, 냉각기(36, 37)를 개재하여 발전기 제어 장치(13), 인버터(14)로부터 전달되는 온도를 검출한다. 이에 의해, 이상 개소(발전기 제어 장치(13), 인버터(14)인지, 냉각기(36, 37)인지)를 특정할 수 있다.
(그 밖의 실시 형태)
또한, 상기 실시 형태는, 이하의 양태로 실시해도 된다.
·도 7에 나타내는 바와 같이, 온도에 따라서 자동적으로 비상 운전이 정상 운전으로 복귀되도록 하였지만, 수동에 의해 정상 운전으로 복귀되도록 해도 된다.
·비상 운전에 있어서, 단계적으로 발전 전력을 저하시키도록 해도 된다.
·유량 대신에 압력을 제어하는 구성으로 해도 된다.
·발전기 제어 장치(13)는, 컨버터부(61)를 포함하여 인버터(14)를 다른 구성으로 하도록 구성되어 있지만, 발전기 제어 장치(13)와 인버터(14)를 일체 구성으로 해도 된다.
· 이상, 실시 형태를 설명하였지만, 청구범위의 주지 및 범위로부터 일탈하는 일 없이, 형태나 상세의 다양한 변경이 가능한 것이 이해될 것이다.

Claims (10)

  1. 수력 기계(11)와,
    상기 수력 기계(11)에 연결된 회전 전기 기계(12)와,
    상기 회전 전기 기계(12)로부터의 전력을 변환하는 전력 변환 제어 장치(13, 14)를
    구비하고,
    정상 상태에서는 통상 동작을 계속하는 정상 운전을 실시하고,
    동작을 정지하고 정지 상태를 계속하는 이상 상태가 아닌 경고 상태에서는, 시한적인 계속을 연장하도록 또는 상기 경고 상태를 해소하도록, 정상 운전보다 기능적으로 낮은 비상 운전을 실시하는,
    유체 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경고 상태를 검출하는 검출부(63)를 추가로 구비하고, 상기 경고 상태의 검출을 통지하는,
    유체 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 경고 상태에 따라서, 발생 시각, 점검 허용 기간, 대상 개소, 보수 부품, 설치 장소 중 적어도 하나를 통지하는,
    유체 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    다음 번 점검 예정일까지의 점검 대기 기간을 취득하여, 점검 대기 기간이 점검 허용 기간보다 긴 경우는, 점검 대기 기간을 점검 허용 기간 이하로 하도록 점검의 실시를 통지하는,
    유체 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    경고 상태가 검출되고 나서의 경과 시간을 계측하는 계시부(63)를 추가로 구비하고,
    상기 계시부에서 계측한 경과 시간이 점검 허용 기간을 초과한 경우에 동작을 정지하는,
    유체 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 전기 기계(12)를 냉각하는 냉각기(36, 37)와,
    상기 회전 전기 기계(12)의 온도를 검출하도록 배치된 온도 검출기(53b)를
    추가로 구비하고,
    상기 전력 변환 제어 장치(13, 14)는, 상기 회전 전기 기계(12)에 열전달하도록 구성되고,
    상기 온도 검출기(53b)는, 상기 전력 변환 제어 장치(13, 14)로부터 이격되도록 배치되고, 상기 전력 변환 제어 장치(13, 14)의 온도는 온도 센서(54, 55)에 의해 검출되는,
    유체 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전 전기 기계(12)와 상기 전력 변환 제어 장치(13, 14) 중 적어도 하나의 온도가 소정값을 초과한 경우에, 상기 수력 기계(11)의 유효 낙차(H)를 증가시키도록 상기 비상 운전의 동작점을 변경하는,
    유체 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    경고 상태가 검출되고 나서의 경과 시간을 계측하는 계시부(63)를 추가로 구비하고,
    상기 계시부에서 계측한 경과 시간이 점검 허용 기간을 초과한 경우에 동작을 정지하는,
    유체 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 회전 전기 기계(12)를 냉각하는 냉각기(36, 37)와,
    상기 회전 전기 기계(12)의 온도를 검출하도록 배치된 온도 검출기(53b)를
    추가로 구비하고,
    상기 전력 변환 제어 장치(13, 14)는, 상기 회전 전기 기계(12)에 열전달하도록 구성되고,
    상기 온도 검출기(53b)는, 상기 전력 변환 제어 장치(13, 14)로부터 이격되도록 배치되는,
    유체 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 회전 전기 기계(12)를 냉각하는 냉각기(36, 37)와,
    상기 회전 전기 기계(12)의 온도를 검출하도록 배치된 온도 검출기(53b)를
    추가로 구비하고,
    상기 전력 변환 제어 장치(13, 14)는, 상기 회전 전기 기계(12)에 열전달하도록 구성되고,
    상기 온도 검출기(53b)는, 상기 전력 변환 제어 장치(13, 14)로부터 이격되도록 배치되는,
    유체 장치.
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