KR102556785B1 - 소수력 발전소의 차단 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 소수력 발전소의 차단 시스템은 소수력 발전소의 비상 운행 시, 상기 소수력 발전소의 내부에 구비된 수차로 유입되는 물의 흐름을 차단하도록 구비된 가이드 베인; 상기 가이드 베인을 구동하도록 구비된 유압 작동기; 상기 비상 운행 시, 비상 전원이 공급되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제1 밸브; 및 상기 비상 전원이 차단되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제2 밸브를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 소수력 발전소의 차단 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 소수력 발전소는 산간벽지의 작은 하천이나 폭포수의 낙차를 이용하여 전기를 일으키는 발전시설로 그 시설용량이 10,000kw 이하의 수력발전을 의미한다. 소수력 발전은 설비용량, 낙차, 발전방식에 따라 분류되며, 발전방식에 따라 수로식, 댐식, 터널식으로 분류된다.
소수력 발전소는 발전소의 내부로 유입되는 물의 낙하에 의해 수차가 회전함으로써 전기를 생산할 수 있다. 소수력 발전소에는 날개의 각도를 조절할 수 있는 카플란 수차(kaplan turbine) 등이 이용될 수 있다.
안전 사고 등의 문제가 발생할 경우, 소수력 발전소는 비상정지(trip) 될 수 있다. 소수력 발전소의 비상 정지시 수차의 구동을 중지시키기 위해, 수차로 유입되는 물이 차단될 수 있다. 예를 들어, 가이드 베인을 닫음으로써, 수차로 유입되는 물이 차단될 수 있다.
비상 운행 시, 가이드 베인은 비상 전력의 공급에 의해 구동될 수 있다. 다만, 제어 전력 또는 구동 전력이 상실되는 경우, 가이드 베인을 구동할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 가이드 베인을 구동할 수 없음에 따라, 수차의 구동을 정지시킬 수 없어 안전사고가 발생할 수 있다. 또한, 수차가 무구속 속도로 장시간 회전함에 따라, 수차 및 발전기가 손상되거나 파괴되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 과제는 이중화 급폐 밸브를 통해 비상 전원이 상실된 경우에도, 수차의 구동을 정지시킬 수 있는 소수력 발전소의 차단 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 소수력 발전소의 차단 시스템은 소수력 발전소의 비상 운행 시, 상기 소수력 발전소의 내부에 구비된 수차로 유입되는 물의 흐름을 차단하도록 구비된 가이드 베인; 상기 가이드 베인을 구동하도록 구비된 유압 작동기; 상기 비상 운행 시, 비상 전원이 공급되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제1 밸브; 및 상기 비상 전원이 차단되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제2 밸브를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 결합시키는 밸브 블록을 더 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 밸브는 상기 밸브 블록의 제1 면에 배치되고, 상기 제2 밸브는 상기 밸브 블록의 상기 제1 면에 직교한 제2 면에 배치될 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 밸브는, 상기 유압 작동기의 내부로 유체를 공급하도록 구비된 제1 급유 밸브; 및 상기 유압 작동기의 내부의 유체가 배유되도록 구비된 제1 배유 밸브를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제2 밸브는, 상기 유압 작동기의 내부로 유체가 공급되도록 구비된 제2 급유 밸브; 및 상기 유압 작동기의 내부의 유체가 배유되도록 구비된 제2 배유 밸브를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 유압 작동기에 유체를 공급하는 공급부를 더 포함하고, 상기 유로는, 상기 공급부, 상기 제1 밸브, 및 상기 제2 밸브를 연결하는 제1 급유 유로; 및 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 및 상기 유압 작동기를 연결하는 제2 급유 유로를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 급유 유로는, 상기 공급부와 연결된 제1-1 급유 유로; 상기 제1-1 급유 유로와 상기 제1 밸브를 연결하는 제1-2 급유 유로; 및 상기 제1-1 급유 유로와 상기 제2 밸브를 연결하는 제1-3 급유 유로를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제1-2 급유 유로; 및 제1-3 급유 유로 각각에는 오리피스가 배치될 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 상기 유로 상에서 서로 병렬적으로 연결될 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 유압 작동기는 복동식 액츄에이터를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 소수력 발전소 차단 시스템의 안정성 및 신뢰성이 확보될 수 있다.
본 발명에 의하면, 수차 및 발전기가 손상되는 것이 방지될 수 있다.
도 1은 소수력 발전소의 차단 시스템의 유압 배관도를 도시한 도면이다.
도 2는 소수력 발전소의 차단 시스템의 유압 배관도의 이중화 급폐 밸브와 유압 작동기의 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 3은 밸브 블록 상에 배치된 제1 급유 밸브, 및 제2 급유 밸브를 도시한 도면이다.
도 4는 밸브 블록 상에 배치된 제1, 2 급유 밸브, 및 제1, 2 배유 밸브를 도시한 도면이다.
도 5는 소수력 발전소가 정상 운행과 비상 운행 될 때, 제어 전원과 제1, 2 급유 밸브의 연결 관계를 비교한 도면이다.
도 2는 소수력 발전소의 차단 시스템의 유압 배관도의 이중화 급폐 밸브와 유압 작동기의 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 3은 밸브 블록 상에 배치된 제1 급유 밸브, 및 제2 급유 밸브를 도시한 도면이다.
도 4는 밸브 블록 상에 배치된 제1, 2 급유 밸브, 및 제1, 2 배유 밸브를 도시한 도면이다.
도 5는 소수력 발전소가 정상 운행과 비상 운행 될 때, 제어 전원과 제1, 2 급유 밸브의 연결 관계를 비교한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한 이하에서 사용되는 유로라는 말은 내부에 유체가 흐를 수 있는 관 형태의 배관을 의미할 수 있으며, 연질의 튜브, 금속 파이프 등 다양한 재질 및 형태를 가질 수 있는 구성요소를 의미한다.
후술하는 유로를 통과하는 유체는 오일을 포함할 수 있으며, 수차로 유입되는 물 또는 유입수와 구분될 수 있다. 다만, 유체는 오일에 한정하지 않는다.
도 1은 소수력 발전소의 차단 시스템의 유압 배관도를 도시한 도면이다.
도 2는 소수력 발전소의 차단 시스템의 유압 배관도의 이중화 급폐 밸브와 유압 작동기의 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 3은 밸브 블록 상에 배치된 제1 급유 밸브, 및 제2 급유 밸브를 도시한 도면이다.
도 4는 밸브 블록 상에 배치된 제1, 2 급유 밸브, 및 제1, 2 배유 밸브를 도시한 도면이다.
소수력 발전소는 수차(미도시), 가이드 베인(미도시, guide vane), 유압 작동기(10), 및 이중화 급폐 밸브(20)를 포함할 수 있다.
수차
수차는 소수력 발전소의 내부에 배치될 수 있다. 수차는 소수력 발전소로 유입되는 물이 가지는 위치 에너지를 기계 에너지로 변환할 수 있다. 변환된 기계 에너지는 수차와 연결된 발전기를 통하여 전기 에너지로 변환될 수 있다.
수차는 펠톤 수차, 프란시스 수차, 카플란 수차, 크로스플로우 수차 등이 포함될 수 있다.
가이드 베인
가이드 베인은 수차로 유입되는 물의 흐름을 조절하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 소수력 발전소의 정상 운행시에는 가이드 베인은 개방될 수 있다. 가이드 베인이 개방됨으로써, 수차로 물이 유입되어 수차가 구동될 수 있다.
소수력 발전소의 비상 운행시, 수차를 정지시키는 것이 요구될 수 있다. 수차의 작동을 정지시키기 위해, 가이드 베인은 수차로 유입되는 물의 흐름을 차단할 수 있다. 예를 들어, 가이드 베인을 긴급하게 닫음으로써, 수차로 유입되는 물의 흐름이 차단될 수 있다.
유압 작동기(10)
유압 작동기(10)는 가이드 베인을 구동하도록 구비될 수 있다. 유압 작동기(10)는 소수력 발전소가 정상 운행될 때는 가이드 베인을 제어하여 수차로 유입되는 물(이하 '유입수')의 양을 조절할 수 있다. 유압 작동기(10)는 소수력 발전소가 비상 운행될 때는, 가이드 베인을 긴급 폐쇄하여 수차로 유입되는 유입수를 차단할 수 있다.
유압 작동기(10)는 유량 조절 밸브(30), 및 이중화 급폐 밸브(20)에 의해 구동될 수 있다. 소수력 발전소가 정상 운행시에는 유량 조절 밸브(30)와의 관계에서 유압 작동기(10)가 구동될 수 있다. 소수력 발전소가 비상 운행시에는 이중화 급폐 밸브(20)와의 관계에서 유압 작동기(10)가 구동될 수 있다.
예를 들어, 소수력 발전소가 정상 운행될 때, 유량 조절 밸브(30)에 의해 유압 작동기(10)가 구동될 수 있다. 유압 작동기(10)가 구동됨으로써, 가이드 베인이 구동되어 수차로 유입되는 유입수의 양이 조절될 수 있다. 유입수의 양이 조절됨으로써, 수차의 가동 속도 및 출력 등이 제어될 수 있다.
예를 들어, 소수력 발전소가 비상 운행되는 경우, 이중화 급폐 밸브(20)에 의해 유압 작동기(10)가 구동될 수 있다. 이중화 급폐 밸브(20)에 의해 유압 작동기(10)가 구동되는 경우, 가이드 베인은 긴급하게 폐쇄될 수 있다. 이를 통해, 가이드 베인은 수차로 유입되는 유입수를 차단하고, 수차의 구동을 중지될 수 있다.
유압 작동기(10)는 유압식 액츄에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유압 작동기(10)는 복동식 액츄에이터를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
소수력 발전소의 차단 시스템은 유압 작동기(10)에 유체를 공급하는 공급부(40)를 더 포함할 수 있다. 공급부(40)에 의해 공급된 유체는 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)를 통하여 유압 작동기(10)로 전달될 수 있다.
소수력 발전소의 차단 시스템은 유압 작동기(10)에 유체를 공급하는 배유부(50)를 더 포함할 수 있다. 유압 작동기(10)에서 배유된 유체는 제1 배유 밸브(210), 및 제2 배유 밸브(220)를 통하여 배유부(50)로 전달될 수 있다.
이중화 급폐 밸브(20)
이중화 급폐 밸브(20)는 제1 밸브(110, 210), 및 제2 밸브(120, 220)를 포함할 수 있다. 제1 밸브(110, 210), 및 제2 밸브(120, 220)는 유압 작동기(10)와 연결된 유로를 개방하기 위한 밸브를 포함할 수 있다.
제1 밸브(110, 210)는 제1 급유 밸브(110), 및 제1 배유 밸브(210)를 포함할 수 있다.
제1 급유 밸브(110)는, 비상 전원이 공급되면, 유압 작동기(10)의 내부로 유체를 공급하기 위해 유로를 개방하도록 구비될 수 있다. 제1 배유 밸브(210)는, 비상 전원이 공급되면, 유압 작동기(10)의 내부의 유체가 배유되도록 유로를 개방하도록 구비될 수 있다.
제2 밸브(120, 220)는 제2 급유 밸브(120) 및 제2 배유 밸브(220)를 포함할 수 있다.
제2 급유 밸브(120)는, 제어 전력 또는 구동 전력 상실로 비상 전원이 차단되면, 유압 작동기(10)의 내부로 유체를 공급하기 위해 유로를 개방하도록 구비될 수 있다. 제2 배유 밸브(220)는, 비상 전원이 차단되면, 유압 작동기(10)의 내부의 유체가 배유되도록 유로를 개방하도록 구비될 수 있다.
제1 밸브(110, 210) 및 제2 밸브(120, 220)는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
도 3 및 도 4을 참고하면, 제1 밸브(110, 210) 및 제2 밸브(120, 220)는 밸브 블록(100)상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 급유 밸브(110)는 밸브 블록(100)의 상부면(101)에 배치될 수 있다. 제2 급유 밸브(120)는 상기 상부면(101)에 직교한 밸브 블록(100)의 측면(102)에 배치될 수 있다.
도 4를 참고하면, 밸브 블록(100)은 공급부(40), 및 배유부(50) 상에 배치될 수 있다.
제1 급유 밸브(110)가 밸브 블록(100)의 상부면(101)에 배치되고, 제2 급유 밸브(120)가 측면(102)에 배치됨으로써, 작업자는 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)에 용이하게 접근할 수 있다. 작업자가 용이하게 접근함으로써, 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)의 유지 보수가 용이할 수 있다. 작업의 품질이 향상될 수 있다.
제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)를 예시로 들어 설명했으나, 이에 한정하지 않는다. 제1 배유 밸브(210) 및 제2 배유 밸브(220)도 제1 급유 밸브(110) 및 제2 급유 밸브(120)를 참조할 수 있다.
제1 밸브(110, 210), 및 제2 밸브(120, 220)는 서로 반대되는 조건에서 유로를 개방하도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 소수력 발전소가 비상 운행될 때, 제어 전력 또는 구동 전력이 상실되는 않은 경우, 비상 전원이 각 밸브에 공급될 수 있다. 비상 전원이 제1 밸브(110, 210)에 공급되면, 제1 밸브(110, 210)가 유압 작동기(10)와 연결된 유로를 개방할 수 있다.
예를 들어, 소수력 발전소가 비상 운행될 때, 제어 전력 또는 구동 전력이 상실되는 등과 같이 비상 전원이 차단될 수 있다. 비상 전원이 차단될 때, 제2 밸브(120, 220)는 유압 작동기(10)와 연결된 유로를 개방할 수 있다.
제1 밸브(110, 210)와 제2 밸브(120, 220)가 서로 다른 조건에서 유로를 개방함으로써, 소수력 발전소의 차단 시스템은 비상 전원의 공급 유무에 상관없이 가이드 베인을 긴급히 구동 시킬 수 있다.
일 예에서, 소수력 발전소의 제어 전력 또는 구동 전력이 완전 상실된 경우에도 제2 밸브(120, 220)를 통하여 가이드 베인을 긴급히 구동 시킬 수 있다. 예를 들어, 제어 전력 또는 구동 전력이 완전 상실되어 비상 전력이 차단된 경우에도, 제2 밸브(120, 220)를 통하여 유압 작동기(10)와 연결된 유로가 개방될 수 있다. 유로의 개방을 통해, 유압 작동기(10)로 유체가 공급되어 가이드 베인이 긴급히 구동 될 수 있다. 가이드 베인을 긴급히 구동하여 유입수의 흐름을 차단함으로써, 수차의 작동을 정지시킬 수 있다.
제어 전력 또는 구동 전력이 상실된 경우에도 가이드 베인이 긴급히 구동하여 수차를 정지시킴으로써, 작업의 신뢰성 및 안정성이 증가할 수 있다. 또한, 수차의 무구속 회전에 따른 수차 및 발전기의 손상이 방지될 수 있다. 이를 통해 작업의 품질이 향상될 수 있다.
도 2를 참고하면, 제1 밸브(110, 120) 및 제2 밸브(210, 220)는, 유로에 의해, 유압 작동기(10), 공급부(40), 및 배유부(50)와 연결될 수 있다.
유로는 급유 유로(130), 및 배유 유로(230)를 포함할 수 있다.
급유 유로(130)는 공급부(40)에서 유압 작동기(10)로 공급되는 유체가 흐르는 관로일 수 있다. 급유 유로(130)는 제1 급유 유로(131), 및 제2 급유 유로(132)를 포함할 수 있다.
제1 급유 유로(131)는 공급부(40), 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)를 연결할 수 있다. 제2 급유 유로(132)는 제1 급유 밸브(110), 제2 급유 밸브(120), 및 유압 작동기(10)를 연결할 수 있다. 급유 유로(130) 상에서 제1 급유 밸브(110). 및 제2 급유 밸브(120)는 병렬적으로 배치될 수 있다.
제1 급유 유로(131)는 제1-1 급유 유로(131-1), 제1-2 급유 유로(131-2), 및 제1-3 급유 유로(131-3)를 포함할 수 있다. 제1-1 급유 유로(131-1)는 공급부(40)와 연결된 유로일 수 있다. 제1-2 급유 유로(131-2)는 제1-1 급유 유로(131-1)와 제1 급유 밸브(110)를 연결하는 유로일 수 있다. 제1-3 급유 유로(131-3)는 제1-1 급유 유로(131-1)와 제2 급유 밸브(120)를 연결하는 유로일 수 있다.
제1-2 급유 유로(131-2), 및 제1-3 급유 유로(131-3) 각각에는 오리피스(141, 142)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1-2 급유 유로(131-2)에는 제1 오리피스(141)가 배치될 수 있으며, 제1-3 급유 유로(131-3)에는 제2 오리피스(141)가 배치될 수 있다.
오리피스(141, 142)가 배치됨으로써, 유압 작동기(10)로 유입되는 유체의 유량이 조절될 수 있다. 유체의 유량이 조절됨으로써, 가이드 폐인의 구동 시간은 오리피스가 없는 경우보다 용이하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 긴급하게 수차로 유입되는 유입수를 차단해야 하는 경우, 오리피스(141, 142)를 통해 유체의 유량을 증가시킴으로써 가이드 베인을 긴급하게 구동 시킬 수 있다.
오리피스(141, 142)는 제1-2 급유 유로(131-2), 및 제1-3 급유 유로(131-3) 상에 배치된 것으로 설명했으나, 오리피스(141, 142)의 위치는 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 오리피스(141, 142)는 제2 급유 유로(132)에 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 오리피스(141, 142)는 제1-1 급유 유로(131-1)에 배치될 수 있다.
제1 배유 밸브(210), 및 제2 배유 밸브(220)도, 배유 유로(230)에 의해, 배유부(50), 및 유압 작동기(10)와 연결될 수 있다.
배유 유로(230)는 전술한 급유 유로(130)를 참조할 수 있다. 예를 들어, 배유 유로(230)는 제1 배유 유로(231), 및 제2 배유 유로(232)를 포함할 수 있으며, 배유 유로(230)에는 오리피스가 배치될 수 있다.
도 5는 소수력 발전소가 정상 운행과 비상 운행 될 때, 제어 전원과 제1, 2 급유 밸브의 연결 관계를 비교한 도면이다.
도 5를 참고하면, 제어 전원은, 제1 노드(511), 및 제2 노드(512)를 통하여, 보조 유닛(500), 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)와 연결될 수 있다.
후술하는 도 5에서 도시된 회로도는 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)를 예시로 들어 설명하나, 이에 한정하지 않는다. 제1 배유 밸브(210) 및 제2 배유 밸브(220)도 후술하는 회로도를 참조할 수 있다.
보조 유닛(500)은 제1 포트(531), 제2 포트(532), 및 제3 포트(533)를 포함할 수 있다. 보조 유닛(500)은 제1 포트(531)를 통하여 제1 스위치(521)와 연결될 수 있다. 보조 유닛(500)은 제2 포트(532)를 통하여 제2 노드(512)와 연결될 수 있다. 보조 유닛(500)은 제3 포트(533)를 통하여 제2 스위치(522) 및 제3 스위치(523)와 연결될 수 있다.
도 5를 참고하면, 소수력 발전소가 정상 운행될 때, 제1 스위치(521)는 오프(off)될 수 있다. 제1 스위치(521)가 오프 됨으로써, 보조 유닛(500)은 제2 스위치(522)를 오프시키고, 제3 스위치(523)를 온 상태로 유지시킬 수 있다.
정상 운행될 때, 제2 스위치(522)가 오프됨에 따라, 제어 전원에서 공급되는 전력은 제1 급유 밸브(110)로 전달되지 않을 수 있다. 제1 급유 밸브(110)에 전력이 공급되지 않음에 따라, 제1 급유 밸브(110)는 급유 유로(130)를 닫을 수 있다.
제3 스위치(523)가 온 됨에 따라, 제어 전원에서 공급되는 전력은 제2 급유 밸브(120)로 공급될 수 있다. 제2 급유 밸브(120)에 전력이 공급됨에 따라, 제2 급유 밸브(120)는 급유 유로(130)를 닫을 수 있다.
급유 유로(130)가 닫힘에 따라, 가이드 베인을 차단하도록 구비된 비상 차단 유로와 유압 작동기(10)가 분리될 수 있다. 가이드 베인을 구동하도록 구비된 유량 조절 밸브(예: 도 1의 유량 조절 밸브(30))에 의해 가이드 베인이 개방되고, 유입수가 수차로 유입될 수 있다.
도 5를 참고하면, 소수력 발전소가 비상 운행될 때, 제1 스위치(521)는 온(on) 될 수 있다. 제1 스위치(521)가 온 됨으로써, 보조 유닛(500)은 제2 스위치(522)를 온 시키고, 제3 스위치(523)를 오프 시킬 수 있다.
제2 스위치(522)가 온 됨에 따라, 제어 전원에서 공급되는 전력은 제1 급유 밸브(110)로 전달될 수 있다. 제1 급유 밸브(110)에 전력이 공급됨에 따라, 제1 급유 밸브(110)는 급유 유로(130)를 개방할 수 있다.
급유 유로(130)가 개방됨에 따라, 가이드 베인을 차단하도록 구비된 비상 차단 유로와 유압 작동기(10)가 연결될 수 있다. 유압 작동기(10)에 의해 가이드 베인이 닫히고, 수차로 유입되는 유입수가 차단될 수 있다. 비상 운행시 급유 유로(130)를 개방됨에 따라, 유압 작동기(10)가 가이드 베인을 닫힘 방향으로 구동시켜 수차로 유입되는 유입수의 흐름을 차단시킬 수 있다.
제3 스위치(523)가 오프됨에 따라, 제어 전원에서 공급되는 전력은 제2 급유 밸브(120)로 전달되지 않을 수 있다. 제2 급유 밸브(120)로의 전력 공급이 차단됨에 따라, 제2 급유 밸브(120)는 급유 유로(130)를 개방할 수 있다.
비상 운행 중 제어 전원의 전력 상실된 경우에도, 제2 밸브(120, 220)는 급유 유로(130)를 개방할 수 있다. 비상 전력이 상실된 상태의 비상 운행시에도, 제2 밸브(120,220)의 전력이 상실된 경우 제2 밸브(120, 220)에 내장된 스프링에 의해 급유 유로(130)가 개방될 수 있다. 급유 유로(130)가 개방됨에 따라, 유압 작동기(10)가 가이드 베인을 구동시켜서 수차로 유입되는 유입수의 흐름을 차단시킬 수 있다.
서로 다른 조건에서 제1 밸브(110, 210) 및 제2 밸브(120, 220)가 구동됨으로써, 비상 운행시의 가이드 베인의 구동이 실패할 확률이 감소할 수 있다. 실패 확률이 감소함으로써, 작업의 안정성 및 신뢰성이 증가할 수 있다. 또한, 수차 및 발전기의 파손이 방지될 수 있다.
전술한 스위치는 전기적 신호에 의해 온(on)/오프(off)되는 스위치를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 전술한 스위치는 물리적 압력에 의해 온/오프 되는 스위치를 포함할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 유압 작동기
20: 이중화 급폐 밸브
30: 유량 조절 밸브
100: 밸브 블록
101: 상부면
102: 측면
110: 제1 급유 밸브
120: 제2 급유 밸브
130: 급유 유로
131: 제1 급유 유로
131-1: 제1-1 급유 유로
131-2: 제1-2 급유 유로
131-3: 제1-3 급유 유로
132: 제2 급유 유로
141: 제1 오리피스
142: 제2 오리피스
210: 제2 급유 밸브
220: 제2 급유 밸브
230: 급유 유로
231: 제2 급유 유로
232: 제2 급유 유로
511: 제1 노드
512: 제2 노드
521: 제1 스위치
522: 제2 스위치
523: 제3 스위치
531: 제1 포트
532: 제2 포트
533: 제3 포트
20: 이중화 급폐 밸브
30: 유량 조절 밸브
100: 밸브 블록
101: 상부면
102: 측면
110: 제1 급유 밸브
120: 제2 급유 밸브
130: 급유 유로
131: 제1 급유 유로
131-1: 제1-1 급유 유로
131-2: 제1-2 급유 유로
131-3: 제1-3 급유 유로
132: 제2 급유 유로
141: 제1 오리피스
142: 제2 오리피스
210: 제2 급유 밸브
220: 제2 급유 밸브
230: 급유 유로
231: 제2 급유 유로
232: 제2 급유 유로
511: 제1 노드
512: 제2 노드
521: 제1 스위치
522: 제2 스위치
523: 제3 스위치
531: 제1 포트
532: 제2 포트
533: 제3 포트
Claims (11)
- 소수력 발전소의 비상 운행 시, 상기 소수력 발전소의 내부에 구비된 수차로 유입되는 물의 흐름을 차단하도록 구비된 가이드 베인;
상기 가이드 베인을 구동하도록 구비된 유압 작동기;
상기 비상 운행 시, 비상 전원이 공급되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제1 밸브; 및
상기 비상 전원이 차단되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제2 밸브를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 결합시키는 밸브 블록을 더 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
- 청구항 2에 있어서,
상기 제1 밸브는 상기 밸브 블록의 제1 면에 배치되고,
상기 제2 밸브는 상기 밸브 블록의 상기 제1 면에 직교한 제2 면에 배치되는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 밸브는,
상기 유압 작동기의 내부로 유체를 공급하도록 구비된 제1 급유 밸브; 및
상기 유압 작동기의 내부의 유체가 배유되도록 구비된 제1 배유 밸브를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제2 밸브는,
상기 유압 작동기의 내부로 유체가 공급되도록 구비된 제2 급유 밸브; 및
상기 유압 작동기의 내부의 유체가 배유되도록 구비된 제2 배유 밸브를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 유압 작동기에 유체를 공급하는 공급부를 더 포함하고,
상기 유로는,
상기 공급부, 상기 제1 밸브, 및 상기 제2 밸브를 연결하는 제1 급유 유로; 및
상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 및 상기 유압 작동기를 연결하는 제2 급유 유로를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
- 청구항 6에 있어서,
상기 제1 급유 유로는,
상기 공급부와 연결된 제1-1 급유 유로;
상기 제1-1 급유 유로와 상기 제1 밸브를 연결하는 제1-2 급유 유로; 및
상기 제1-1 급유 유로와 상기 제2 밸브를 연결하는 제1-3 급유 유로를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
- 청구항 7에 있어서,
상기 제1-2 급유 유로; 및 제1-3 급유 유로 각각에는 오리피스가 배치되는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 상기 유로 상에서 서로 병렬적으로 연결되는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 솔레노이드 밸브를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
- 청구항 1에 있어서,
상기 유압 작동기는 복동식 액츄에이터를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
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KR1020230066577A KR102556785B1 (ko) | 2023-05-23 | 2023-05-23 | 소수력 발전소의 차단 시스템 |
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Citations (3)
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JP2007120459A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Toshiba Corp | 発電用水力機械のガイドベーン閉鎖制御装置およびその制御方法 |
KR101268137B1 (ko) * | 2013-02-08 | 2013-05-27 | 한라건설주식회사 | 소수력발전장치 및 그 제어방법 |
KR101892387B1 (ko) * | 2017-02-23 | 2018-08-27 | 한전케이피에스 주식회사 | 터빈밸브 유압 구동기 및 이를 구비한 터빈 발전 시스템 |
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2023
- 2023-05-23 KR KR1020230066577A patent/KR102556785B1/ko active IP Right Grant
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