JP3890490B2

JP3890490B2 - Water wheel control device

Info

Publication number: JP3890490B2
Application number: JP35934798A
Authority: JP
Inventors: 健一松崎; 玲子服部; 秀昭今井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-12-17
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2018-12-17
Also published as: JP2000179445A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、水撃作用を緩和するために、案内羽根の閉鎖時間を案内羽根の所定の開度位置で切換える必要のある水車における制御装置に係り、特に、案内羽根の閉鎖時間を制御する水車制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３に水力発電所の案内羽根閉鎖時間切換え装置の概要を示す。案内羽根閉鎖時間切換え用電磁弁１が付勢されると電磁弁１のポートがaからbへ切換えられ、油圧切換え弁２への管路を形成する。また案内羽根サーボモータ１１のストロークが、レタンワイヤ３０により調速機盤内の滑車３１に伝達され滑車３１と同軸上に配置されたシャフト３２を回動し、シャフト３２に配置された案内羽根閉鎖時間切換え位置設定用カム３３，３４を回動させ、カム３３の動作により油圧切換え弁２のポートをcからdへ切換える。この切り換えにより、油圧切換弁２から発電側腰折操作弁４への管路が形成され、図示されていないアキュムレータからの圧油が発電側腰折操作弁４へ供給されて、発電側腰折操作弁４内に設置されているピストン４ａを押し上げる。ピストン４ａの移動量はリンク７，８およびリンク９を介し、配圧弁１０のリフト量を制限する。配圧弁１０のリフト量を制限することにより、配圧弁１０と案内羽根サーボモータ１１を接続している管路１０ｃ内を流れる案内羽根サーボモータ１１に供給される油量が、案内羽根サーボモータ１１の最短閉鎖時間に相当する油量よりも少なくなるよう制限し、案内羽根閉鎖時間を切換える。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の装置は、レタンワイヤ３０などを使用して案内羽根サーボモータ１１のストローク位置を機械的にフィードバックし、カム３３，３４やその他の油圧機器を使用することにより制御電源が喪失した場合に於いても、機械的に腰折位置（腰折すべき案内羽根位置）を検出することができた。しかし近年ディジタル機器の採用および機器の簡素化から案内羽根サーボモータの位置を電気的に検出し、制御に用いることが多くなってきている。この場合制御電源が喪失した場合、腰折位置が検出できなくなるという問題点があった。
【０００４】
本発明の課題は、水撃作用を緩和するために、水車に接続された導水管や水車に配置された案内羽根の閉鎖時間を案内羽根の所定の開度位置で切換える手段を備え、案内羽根閉鎖時間を設定するための制御装置用制御電源が喪失した場合および案内羽根の閉鎖時間を切換えるための位置を設定するための制御信号が喪失した場合においても、案内羽根の閉鎖時間を切換え、案内羽根の閉鎖により発生する水撃現象を緩和せしめ、水力発電所の安全の確保および信頼性の向上を図る水車制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的のために本発明の水車制御装置は、水車に流入する水の流路に配置された案内羽根の開度を検出して電気信号として出力する開度検出手段と、前記案内羽根閉鎖速度を設定する閉鎖速度設定手段と、前記電気信号を入力として電磁弁と機械式リンク機構を介して案内羽根の所定の開度位置で案内羽根閉鎖速度を切換える電磁機械式切換え手段とを備え、前記閉鎖速度設定手段が閉鎖速度を軸方向の移動量として設定するものであり、前記電磁機械式切換え手段が、前記閉鎖速度設定手段の軸方向移動量を規制するように構成され、前記電磁弁は、電源喪失時、そのポート位置を保持するとともに、前記電気信号によりそのポート位置を保持する力を消勢される保持手段と、を有してなることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図１を用いて、発電および揚水運転を実施する水力発電所について説明する。図示の装置は、図示されていない圧油源に接続された案内羽根閉鎖時間切換え用電磁弁１（以下電磁弁１という）と、電磁弁１に管路１ｅで接続されて該電磁弁１から圧油の供給を受ける発電側案内羽根閉鎖時間切換え位置検出用単式電磁弁２（以下、電磁弁２という）と、同じく電磁弁１に管路１ｃで接続されて該電磁弁１から圧油の供給を受ける揚水側案内羽根閉鎖時間切換え位置検出用単式電磁弁３（以下、電磁弁３という）と、前記電磁弁２に管路２ｃで接続されて該電磁弁２から圧油の供給を受ける発電側案内羽根閉鎖時間切換え操作弁４（以下、操作弁４という）と、前記電磁弁３に管路３ｃで接続されて該電磁弁３から圧油の供給を受ける揚水側案内羽根閉鎖時間切換え操作弁５（以下、操作弁５という）と、前記操作弁４と操作弁５の間に配置され前記管路１ｃに接続されて該管路１ｃから圧油の供給を受ける腰折操作弁６と、前記操作弁４のピストン４ａに結合されたロッドの先端に一端を枢着され、他端を前記操作弁５のピストン５ａに結合されたロッドの先端に枢着されたリンク７と、該リンク７の中間の前記腰折操作弁６のピストン６ａに結合されたロッドの上端に対応する位置に一端を枢着されたリンク８と、該リンク８の他端に一端を枢着され他端９ｂが固定支点に枢着されたリンク９と、プランジャ１０ａを内装し該プランジャ１０ａに結合されたロッド１０ｆが前記リンク９の中間位置に形成された環状部９ａを貫通して伸縮するように配置された配圧弁１０と、前記ロッド１０ｆの中間部分に装着されて該ロッド１０ｆの軸線方向位置を変位させる配圧弁駆動装置１６と、該配圧弁駆動装置１６を制御する調速機制御装置１５と、前記配圧弁１０の二つの油圧ポートに管路１０ｂ，１０ｃで接続された案内羽根サーボモータ１１と、案内羽根サーボモータ１１のピストンロッド１１ａに結合されて案内羽根の開度位置を検出して電気信号として出力する開度検出手段をなす案内羽根位置検出器１２と、前記電磁弁１のソレノイドへの通電を制御する配電盤１３と、前記電磁弁２，３のソレノイドへの通電を制御する腰折位置検出用単式電磁弁操作装置１４と、を含んで構成されている。
【０００７】
なお、図１に破線で示されている管路は排油側の管路であり、以下の説明では単に排油側として記載する。
【０００８】
前記ロッド１０ｆを含む配圧弁１０、調速機制御装置１５、配圧弁駆動装置１６が、閉鎖速度設定手段を構成し、前記電磁弁２，３、操作弁４，５、腰折操作弁６、リンク７，８，９が電磁機械式切換え手段を構成する。電磁弁２，３に付属して設けられる保持手段については後述する。
【０００９】
前記電磁弁１は、発電側ポート１ｂと揚水側ポート１ａのいずれかに切り換えられるようになっており、発電側ポート１ｂの位置では図示されていない圧油源を管路１ｅに接続するとともに管路１ｃを排油側に、揚水側ポート１ａの位置では前記圧油源を管路１ｃに接続するとともに管路１ｅを排油側に、それぞれ接続する。
【００１０】
前記操作弁４，５のロッドにはそれぞれストッパ４ｃ，５ｃが取り付けられ、該ストッパ４ｃ，５ｃと係合してロッド伸長側のストロークエンドを規制するリミッタ４ｂ，５ｂが設けられている。リミッタ４ｂ，５ｂの位置は調整可能となっており、必要に応じてロッド伸長側のストロークエンド位置を調整できるようになっている。
【００１１】
前記腰折操作弁６のピストン６ａに結合されたロッドの上端には、リミッタ６ｂが固着され、前記リンク８が下降したときにその下端に当接してリンク８の下降の下限位置を設定するようにしてある。腰折操作弁６のピストン６ａは、前記管路１ｃから供給される圧油により上下するから、この下限位置は前記電磁弁１の動作により変化する。
【００１２】
配圧弁１０のロッド１０ｆには、前記配圧弁駆動装置１６が装着されている部分よりも先端側にストッパ１０ｈが取り付けられ、このストッパ１０ｈと係合してロッド１０ｆの伸出側、縮退側それぞれストロークエンドを規制するリミッタ１０ｅ，１０ｄが設けられている。ロッド１０ｆにはさらに、前記リンク９との係合部（前記環状部９ａを貫通している部分）を挟む位置にストッパ１０ｉ，１０ｈが取り付けられ、ロッド１０ｆの伸出側、縮退側それぞれストロークが、前記リンク９によって制限されるようになっている。つまり、ロッド１０ｆは前記環状部９ａを貫通しているが、ストッパ１０ｉ，１０ｈは該環状部９ａを通過できない大きさにしてあるので、ストッパ１０ｉ，１０ｈがリンク９に当たると、ロッド１０ｆ、すなわちプランジャ１０ａはそこで止まる。
【００１３】
図示されていない案内羽根は、案内羽根サーボモータ１１により、閉鎖される。案内羽根の閉鎖状態、すなわち開度位置は、ピストンロッド１１ａに結合された案内羽根位置検出器１２により、検出される。
【００１４】
図２に腰折位置検出用電磁弁操作装置１４の詳細を示す。図示の構成は、電磁弁２のソレノイドの一端が、直列に接続されたリミットスイッチ１ｍとリミットスイッチ１２ａを介して電源に接続され、電磁弁３のソレノイドの一端が、直列に接続されたリミットスイッチ１ｎとリミットスイッチ１２ｂを介して電源に接続されたものである。ソレノイドの各他端は直接電源Ｂに接続されている。リミットスイッチ１ｍ，１ｎはそれぞれ電磁弁１の位置が発電側ポート１ｂ、揚水側ポート１ａにあるとき、接点オンとなるように構成され、リミットスイッチ１２ａ，１２ｂは、案内羽根位置検出器１２内に設置され、それぞれ、発電側案内羽根腰折開度以下で接点オフ、揚水側案内羽根腰折開度以下で接点オフとなるように構成されている。
【００１５】
また、リミットスイッチ１２ａ，１２ｂの接点と逆の動作をする接点１９ａ，１９ｂが設けられ、接点１９ａ，，１９ｂに接続してソレノイド１７ａ，１７ｂ、直流電源（例えば太陽電池）１８ａ，１８ｂが設けられている。さらに、電源Ａ，Ｂ間に、直列にソレノイド２０ａ，２０ｂが設けられている。前記電磁弁２，３には、付属するばねに駆動されて電磁弁の動作を固定する方向に動く図示されていない保持手段をなすストッパが付属しており、ソレノイド１７ａ，２０ａは通電時、前記ばねの力と逆向きにストッパに力を加えて電磁弁２の動作を自由にするようになっている。つまり、電源Ａ，Ｂが正常な状態では、ソレノイド２０ａに通電されているので、接点１９ａに関係なく、電磁弁２は自由に動作する。電源Ａ，Ｂが喪失すると、ソレノイド２０ａが消磁され、ばねによりストッパが動作して電磁弁２はその状態（ソレノイド２が通電中であった場合は排油側ポート位置）に保持される。その状態でリミットスイッチ１２ａが作動した場合、接点１９ａがオンとなり、ソレノイド１７ａが直流電源１８ａによって励磁され、前記ストッパは電磁弁２の動作を自由にするように動く。接点１９ｂ，ソレノイド１７ａ，２０ｂも、電磁弁３に設けられたストッパにつき、同様に動作する。
【００１６】
発電運転が選択され、電磁弁１の位置が発電側ポート１ｂになると、電磁弁１内に設置されているリミットスイッチ１ｍが接点オンとなる。ここで案内羽根位置検出器１２内に設置されているリミットスイッチ１２ａが発電側案内羽根腰折開度以上で接点オンとなるように設定しておくことにより、リミットスイッチ１ｍの接点オンで、発電側案内羽根閉鎖時間切換位置検出用単式電磁弁２が付勢される。また、案内羽根位置検出器１２内に設置されているリミットスイッチ１２ａが発電側案内羽根腰折開度以下で接点オフするように設定しておくことにより、案内羽根開度が発電側腰折位置以下になったとき、前記電磁弁２を消勢する構成とする。電源Ａ，Ｂが喪失した場合、前記図示されていないストッパにより、電磁弁２はその状態（電源喪失前の状態）に保持される。
【００１７】
また、揚水運転が選択され、電磁弁１の位置が揚水側ポート１ａになると、電磁弁１内に設置されているリミットスイッチ１ｎが接点オンとなる。ここで案内羽根位置検出器１２内に設置されているリミットスイッチ１２ｂが揚水側案内羽根腰折開度以上では接点オンとなるように設定しておくことにより、リミットスイッチ１ｎの接点オンで、揚水側案内羽根閉鎖時間切換位置検出用単式電磁弁３が付勢される。また、案内羽根位置検出器１２内に設置されている前記リミットスイッチ１２ｂが揚水側案内羽根腰折開度以下で接点オフするように設定しておくことにより、案内羽根開度が揚水側腰折位置以下になったときは、該電磁弁３を消勢する構成とする。電磁弁３についても、電源Ａ，Ｂが喪失した場合、前記電磁弁２の場合と同様、電磁弁３は前記図示されていないストッパによりその状態（電源喪失前の状態）に保持される。
【００１８】
上記装置を備え、発電運転と揚水運転を切り換え実施する水力発電所において発電運転が選択されていれば、配電盤１３により電磁弁１は発電側に付勢され、発電側ポート１ｂの位置、すなわち、図示されていない圧油源を管路１ｅに接続し、管路１ｃを排油側に接続する位置に切換えられている。また、電磁弁２は、腰折位置検出用単式電磁弁操作装置１４により、排油側ポート２ａの位置、すなわち、管路２ｃを排油側に連通する位置に操作されている。したがって、図示されていない圧油源は電磁弁１を介して管路１ｅに接続され、管路１ｅは電磁弁２の行く先のないポートに接続されている。また、操作弁４の圧油は、管路２ｃを経て排油側に排出される。さらに、電磁弁３は、前記リミットスイッチ１ｎの接点がオフとなっているため消磁され、圧油供給側ポート３ｂの位置、すなわち、管路３ｃを管路１ｃ，電磁弁１の発電側ポート１ｂを経て排油側に連通する位置に操作されている。したがって、操作弁４，操作弁５，腰折れ操作弁６の各ピストンは最低位置となり、リンク７，８，９も最低位置にある。
【００１９】
また、揚水運転が選択されると、電磁弁１が揚水側ポート１ａに切換わるように付勢され、電磁弁３は腰折位置検出用電磁弁操作装置１４の条件により付勢され、排油側ポート３ａへ切換わる。したがって、図示されていない圧油源は電磁弁１の揚水側ポート１ａを介して管路１ｃに接続され、管路１ｃは、電磁弁３の排油側ポート３ａに、管路１ｄを介して腰折操作弁６に、それぞれ連通される。また、電磁弁２は、腰折位置検出用電磁弁操作装置１４の条件により消勢され、ポート位置は内蔵されたばねの弾性で圧油供給側ポート２ｂに復帰する。したがって、操作弁４内の圧油は、管路２ｃ，管路１ｅ及び電磁弁１の揚水側ポート１ａを介して排油側に排出される。この結果、図示されていない圧油源からの圧油が腰折れ操作弁６へ供給され、操作弁５内の圧油は、管路３ｃを経て排油側に排出される。
【００２０】
このような状態で調速機制御装置１５により配圧弁駆動装置１６が駆動され、配圧弁１０のロッド１０ｆの位置が設定されて、案内羽根サーボモータ１１による案内羽根の閉鎖動作が開始される。
【００２１】
以下、上記装置の動作を詳細に説明する。運転モードが発電運転のとき、電磁弁１は発電側に付勢されており、ポート位置は前述のように発電側ポート１ｂとなっていて、前記リミットスイッチ１ｍがオン、リミットスイッチ１ｎがオフとなっている。発電側案内羽根閉鎖時間切換位置検出用電磁弁２は、電源正常かつ案内羽根腰折位置設定値以上（前記リミットスイッチ１２ａが接点オン）で付勢されている。該電磁弁２は励磁（付勢）されることにより、排油側ポート２ａの位置をとり、発電側の操作弁４内の圧油が管路２ｃを通して排油されている。また、電磁弁３は消磁されていて圧油供給側ポート３ｂ位置であり、操作弁５、腰折れ操作弁６はいずれも排油されている。各操作弁内の圧油が排油されていれば、それら操作弁内のピストンも最低位置に保たれ、ピストンのロッドに連結されているリンク７，８，９も最低位置となる。このため、配圧弁駆動装置１６に駆動された配圧弁１０のロッド１０ｆの閉鎖側リフト量が案内羽根最短閉鎖時間相当となっても、前記リンク９によってリフト量の制限を受けることがなく、案内羽根サーボモータ１１に案内羽根最短時間相当の油量が供給され、前記サーボモータは最短閉鎖時間で案内羽根を閉鎖するよう動作する。案内羽根の閉鎖が進行し、案内羽根開度が腰折開度以下になると、案内羽根位置検出器１２に設置されたリミットスイッチ１２ａの接点がオフとなる。前記接点がオフとなることにより、電磁弁２のソレノイドへの通電が断たれて消磁され、ばねの弾性力により、電磁弁２は圧油供給側ポート２ｂに復帰する。
【００２２】
前記電磁弁２のポート位置が圧油供給側ポート２ｂに復帰すると、圧油が管路２ｃを通して発電側の操作弁４に供給され、操作弁４内のピストン４ａが押し上げられる。ピストン４ａが押し上げられると、ピストン４ａのロッドに連結されているリンク７が押し上げられる。リンク７が押し上げられることにより、リンク８、リンク９が押し上げられ、リンク９が押し上げられることにより、配圧弁１０のロッド１０ｆに対してリンク９の環状部９ａの位置が相対的に高くなり、ロッド１０ｆの下降方向の下限位置が高くなる。このため、配圧弁１０内に設置されているプランジャ１０ａの閉鎖側（プランジャ１０ａの下降側）のリフト量が案内羽根最短閉鎖時間相当よりも小さくなるように制限される。
【００２３】
プランジャ１０ａの閉鎖側のリフト量が制限されることにより、案内羽根サーボモータ１１に供給する油量が制限され、前記案内羽根サーボモータ１１による案内羽根の閉鎖速度が低減される（閉鎖速度の腰折れ）。すなわち、配圧弁１０と案内羽根サーボモータ１１を接続する管路１０ｃ内を流れる油量を案内羽根最短閉鎖時間相当よりも小さくすることで案内羽根サーボモータ１１の案内羽根閉鎖時間が延長され、案内羽根急閉鎖時の水撃現象により発生する鉄管内の水圧上昇が抑制される。
【００２４】
ここで、腰折位置検出用電磁弁操作装置１４用電源（図２の電源Ａ，Ｂ）が喪失した場合は、電磁弁２の励磁が解かれるものの前記図示されていないストッパのソレノイド２０ａの励磁が解かれてばねによりストッパが作動し、電磁弁２のポート位置は排油側ポートに保持される。案内羽根の閉鎖が進行して案内羽根位置検出器内のリミットスイッチ１２ａにより、予め設定された案内羽根の開度位置が検出されると、接点１２ａがオフとなる。それとともに、接点１９ａがオンとなり、前記ソレノイド１７ａが励磁されてストッパは電磁弁の位置保持を解除する。電磁弁２はばねの弾性力により圧油供給側ポート２ｂに復帰して、上記手順により、案内羽根の閉鎖速度が低減される。
【００２５】
上述のように、案内羽根サーボモータ１１に供給する油量を制限することにより、前記案内羽根の閉鎖所要時間が変更できる装置構成とすることで水力発電所の高い安全性および信頼性を確保することが可能となる。
【００２６】
また、揚水運転が選択されると、案内羽根閉鎖時間切換え用電磁弁１が揚水側に励磁され、揚水側ポート１ａに切換わる。揚水側ポート１ａに切り換わったら図示されていない圧油源が電磁弁１の揚水側ポート１ａを介して管路１ｃに接続され、管路１ｅは同様に電磁弁１の揚水側ポート１ａを介して排油側に接続される。電磁弁１が揚水側ポート１ａに切り換わったら、電磁弁１に配置された前記リミットスイッチ１ｎの接点がオンとなり、前記リミットスイッチ１ｍの接点がオフとなる。また、案内羽根開度が予め設定された揚水側案内羽根腰折開度以上であれば、案内羽根位置検出器１２内のリミットスイッチ１２ｂがオンであるから、電磁弁３のソレノイドは通電され、電磁弁３のポート位置は排油側ポート３ａとなっている。電磁弁２は、前記リミットスイッチ１ｍがオフになっているため、ソレノイドには通電されず、ポート位置は、管路２ｃを管路１ｅ，電磁弁１の揚水側ポート１ａを介して排油側に接続する位置になっている。前記電磁弁３のストッパは、ソレノイド２０ｂが励磁されているので、ばねの力に抗して後退位置にあり、電磁弁３の動作を自由にしている。
【００２７】
電磁弁３のポート位置が前記排油側ポート３ｂになっていることにより、揚水側案内羽根閉鎖時間切換え操作弁５内の圧油は管路３ｃを経て排油側に排油されており、前記操作弁５内のピストン５ａは最低位置に保たれ、前記ピストン５ａに連結されているリンク７も最低位置となる。また、操作弁４の圧油も管路２ｃ，管路１ｅ，電磁弁１の揚水側ポート１ａを介して排油側に排出され、ピストン４ａは最低位置となって結合されているリンク７を最低位置としている。一方、管路１ｃに供給された圧油は、電磁弁３においては排油側ポート３ｂで止められているが、同時に管路１ｄを経て腰折操作弁６に導かれ、腰折操作弁６のピストン６ａを押し上げる。ピストン６ａが押し上げられることにより、ピストン６ａに結合されたロッドの先端のリミッタ６ｂが上昇してリンク８とリンク９の枢着部を押し上げる。このため、配圧弁駆動装置１６が配圧弁１０のロッド１０ｆの閉鎖側リフト量を案内羽根最短閉鎖時間相当に駆動しようとしても、前記リンク８とリンク９の枢着部の下端位置が前記リミッタ６によって所定の高さに規制されるため、リフト量が所定の値に制限され、案内羽根サーボモータ１１に供給される油量は、案内羽根最短閉鎖時間よりも長い時間で案内羽根を閉鎖する量に抑えられる。この結果、案内羽根サーボモータ１１は、案内羽根を、最短閉鎖時間で閉鎖する場合よりもいくらか遅い速度で閉鎖するように動作する。
【００２８】
案内羽根の閉鎖が進行して案内羽根開度か案内羽根位置検出器１２内のリミットスイッチ１２ｂで設定された揚水側案内羽根腰折開度以下となれば、リミットスイッチ１２ｂの接点がオフとなり、電磁弁３が消磁され、ポート位置が、内蔵されたばねにより圧油供給側ポート３ａに切換えられる。電磁弁３のポート位置が圧油供給側ポート３ａに切換わることにより、圧油が揚水側の操作弁５に供給され、該操作弁５内部のピストン５ａを押し上げる。前記ピストン５ａが押し上げられることにより、ピストン５ａに連結されたロッドに枢着されたリンク７が押し上げられる。前記リンク７が押し上げられることによりリンク８、リンク９が押し上げられ、配圧弁１０内のプランジャ１０ａの閉鎖側のリフト量が、前記リミッタ６で制限された揚水側羽根閉鎖時間相当よりも小さくなるように、ロッド１０ｆのストッパ１０ｉがリンク１０の環状部９ａで押し上げられる。この結果、配圧弁１０と案内羽根サーボモータ１１を接続する管路１０ｃ内を流れる油量が前記リミッタ６で制限された案内羽根閉鎖時間相当よりも小さくなって、つまり、閉鎖速度を腰折れさせて、案内羽根サーボモータ１１の案内羽根閉鎖時間が延長され、案内羽根急閉鎖時の水撃現象により発生する鉄管内の水圧上昇が抑制される。
【００２９】
なお、このとき、リミットスイッチ１２ｂの接点がオフになるのにともなって、接点１９ｂがオンとなり、ソレノイド１７ｂが励磁されるが、電磁弁３のストッパはソレノイド２０ｂの励磁によって後退位置にあり、何ら支障はない。
【００３０】
電磁弁３が励磁されてポート位置が排油側ポート位置にあるときに電源Ａ，Ｂが喪失した場合、ソレノイド２０ｂが消磁されてストッパがばねにより動作し、電磁弁３のポート位置は排油側ポート位置に保持される。
【００３１】
案内羽根の閉鎖が進行して案内羽根位置検出器内のリミットスイッチ１２ｂにより、予め設定された案内羽根の開度位置が検出されると、接点１２ｂがオフとなる。それとともに、接点１９ｂがオンとなり、前記ソレノイド１７ｂが励磁されてストッパは電磁弁の位置保持を解除する。電磁弁３はばねの弾性力により圧油供給側ポート３ｂに復帰して、上記手順により、案内羽根の閉鎖速度が低減される。
【００３２】
上述のように、プランジャ１０ａの閉鎖側のリフト量が、案内羽根のあらかじめ設定された開度位置で小さくなるように構成して、案内羽根サーボモータに供給する油量を制限することにより、前記案内羽根サーボモータの閉鎖時間が変更できる装置構成となり、水力発電所の高い安全性および信頼性を確保することが可能となる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、水力発電所における水撃現象を緩和するために案内羽根の閉鎖時間を案内羽根の所定開度で切換える必要のある発電所で制御電源の喪失時のバックアップ装置を設けることにより、制御電源喪失時の腰折動作を所定の案内羽根開度で確保し、水撃現象による発電所への悪影響が排除できる水車制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す系統図である。
【図２】図１に示す実施例の細部を示す結線図である。
【図３】従来の調整制御方式を示す系統図である。
【符号の説明】
１案内羽根閉鎖時間切換え用電磁弁
１ａ揚水側ポート
１ｂ発電側ポート
１ｃ，１ｄ，１ｅ管路
２発電側案内羽根閉鎖時間切換位置検出用単式電磁弁
２ａ発電側の排油側ポート
２ｂ発電側の圧油供給側ポート
２ｃ管路
３揚水側の案内羽根閉鎖時間切換位置検出用単式電磁弁
３ａ揚水側の排油側ポート
３ｂ揚水側の圧油供給側ポート
３ｃ管路
４発電側案内羽根閉鎖時間切換え操作弁
４ａピストン
４ｂリミッタ（リフト制限装置）
４ｃストッパ
５揚水側案内羽根閉鎖時間切換え操作弁
５ａピストン
５ｂリミッタ（リフト制限装置）
５ｃストッパ
６腰折操作弁
６ａピストン
６ｂリミッタ
７、８、９リンク
９ａ環状部
１０配圧弁
１０ａ配圧弁プランジャ
１０ｂ、１０ｃ管路
１０ｄ，１０ｅリミッタ
１０ｆロッド
１０ｇ，１９ｈ，１０ｉストッパ
１１案内羽根サーボモータ
１１a ピストンロッド
１２案内羽根位置検出器
１２ａ，１２ｂ案内羽根位置検出器内のリミットスイッチ
１３配電盤、
１３ａ配電盤からの指令信号
１４腰折位置検出用電磁弁操作装置
１５調速機制御装置
１５ａ調速機制御装置からの指令信号
１６配圧弁駆動装置
１７ａ，１７ｂソレノイド
１８ａ，１８ｂ直流電源
１９ａ，１９ｂ接点
２０ａ，２０ｂソレノイド[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a control device for a water turbine that needs to switch the closing time of the guide vanes at a predetermined opening position of the guide vanes in order to alleviate the water hammer effect, and in particular, the water wheel that controls the closing time of the guide vanes. The present invention relates to a control device.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows an outline of a guide blade closing time switching device for a hydroelectric power station. When the guide blade closing time switching solenoid valve 1 is energized, the port of the solenoid valve 1 is switched from a to b, and a pipe line to the hydraulic switching valve 2 is formed. The stroke of the guide vane servo motor 11 is transmitted to the pulley 31 in the governor panel by the retin wire 30 to rotate the shaft 32 arranged coaxially with the pulley 31, and the guide vane closing time arranged on the shaft 32 is closed. The switching position setting cams 33 and 34 are rotated, and the operation of the cam 33 switches the port of the hydraulic pressure switching valve 2 from c to d. By this switching, a pipe line from the hydraulic pressure switching valve 2 to the power generation side folding operation valve 4 is formed, and pressure oil from an accumulator (not shown) is supplied to the power generation side folding operation valve 4 to generate power generation side folding. The piston 4a installed in the operation valve 4 is pushed up. The movement amount of the piston 4 a limits the lift amount of the pressure distribution valve 10 via the links 7, 8 and the link 9. By limiting the lift amount of the pressure distribution valve 10, the amount of oil supplied to the guide blade servomotor 11 flowing in the pipe line 10 c connecting the pressure distribution valve 10 and the guide blade servomotor 11 is changed to the guide blade servomotor 11. The guide blade closing time is switched by limiting the oil amount to be less than the oil amount corresponding to the shortest closing time.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional apparatus mechanically feeds back the stroke position of the guide vane servo motor 11 using the retin wire 30 or the like, and the control power is lost by using the cams 33 and 34 or other hydraulic equipment. In addition, it was possible to mechanically detect the waist folding position (the position of the guide blade where the waist should be folded). However, in recent years, the position of the guide vane servomotor is electrically detected and used for control due to the adoption of digital equipment and simplification of equipment. In this case, there is a problem that when the control power source is lost, the position of hip folding cannot be detected.
[0004]
An object of the present invention is to provide a guide vane having means for switching the closing time of a guide vane arranged in a water guide pipe connected to a water turbine or a water turbine at a predetermined opening position of the guide vane in order to alleviate the water hammer effect. Even when the control power source for the control device for setting the closing time is lost and when the control signal for setting the position for changing the closing time of the guide vanes is lost, the closing time of the guide vanes is changed and the guidance is changed. An object of the present invention is to provide a hydraulic turbine control device that can alleviate the water hammer phenomenon caused by the closing of the blades and ensure the safety and reliability of the hydroelectric power plant.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
For the above purpose, the water turbine control device of the present invention includes an opening degree detecting means for detecting an opening degree of a guide blade arranged in a flow path of water flowing into the water wheel and outputting it as an electric signal, and the guide blade closing speed. Closing speed setting means for setting, and electromagnetic mechanical switching means for switching the guide blade closing speed at a predetermined opening position of the guide blades via the electromagnetic valve and the mechanical link mechanism with the electric signal as an input, The closing speed setting means sets the closing speed as an axial movement amount, the electromagnetic mechanical switching means is configured to regulate the axial movement amount of the closing speed setting means, and the electromagnetic valve And holding means for holding the port position when the power is lost and deactivating the force for holding the port position by the electrical signal.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 for a hydroelectric power plant that performs power generation and pumping operation. The illustrated apparatus includes a guide blade closing time switching electromagnetic valve 1 (hereinafter referred to as an electromagnetic valve 1) connected to a pressure oil source (not shown), and an electromagnetic valve 1 connected to the electromagnetic valve 1 via a pipe line 1e. A single solenoid valve 2 for detecting a power generation side guide blade closing time switching position (hereinafter referred to as solenoid valve 2) that receives supply of pressure oil is connected to the solenoid valve 1 through a conduit 1c. A pumped-side guide blade closing time switching position detecting position detection type solenoid valve 3 (hereinafter referred to as solenoid valve 3) is connected to the solenoid valve 2 through a pipe line 2c and receives supply of pressure oil from the solenoid valve 2. A power generation side guide blade closing time switching operation valve 4 (hereinafter referred to as operation valve 4) and a pumping side guide blade closing time switching connected to the electromagnetic valve 3 by a pipe 3c and receiving pressure oil supplied from the electromagnetic valve 3 An operation valve 5 (hereinafter referred to as an operation valve 5), and the operation valve 4 A waist folding operation valve 6 that is disposed between the valve operation 5 and is connected to the pipe line 1c to receive pressure oil from the pipe line 1c, and one end of a rod connected to the piston 4a of the operation valve 4 The other end is connected to the piston 7a of the waist folding operation valve 6 in the middle of the link 7 and the link 7 pivotally attached to the tip of the rod connected to the piston 5a of the operation valve 5. A link 8 having one end pivotally attached to a position corresponding to the upper end of the rod, a link 9 having one end pivotally attached to the other end of the link 8 and the other end 9b pivotally attached to a fixed fulcrum, and a plunger 10a are provided. A rod 10f coupled to the plunger 10a is attached to a pressure distribution valve 10 disposed so as to expand and contract through an annular portion 9a formed at an intermediate position of the link 9, and an intermediate portion of the rod 10f. Displace the axial position of the rod 10f A pressure distribution valve drive device 16, a speed governor control device 15 for controlling the pressure distribution valve drive device 16, and a guide vane servomotor 11 connected to two hydraulic ports of the pressure distribution valve 10 by pipe lines 10 b and 10 c, The guide vane position detector 12 is connected to the piston rod 11a of the guide vane servo motor 11 to detect the opening position of the guide vane and outputs it as an electrical signal, and to the solenoid of the solenoid valve 1. The switchboard 13 that controls the energization of the solenoid valve and the single-type solenoid valve operating device 14 for detecting the hip position that controls the energization of the solenoids of the solenoid valves 2 and 3 are configured.
[0007]
In addition, the pipe line shown by the broken line in FIG. 1 is a pipe line on the oil drain side, and is simply described as the oil drain side in the following description.
[0008]
The pressure distribution valve 10, including the rod 10f, the governor control device 15, and the pressure distribution valve drive device 16 constitute a closing speed setting means, and the electromagnetic valves 2, 3, the operation valves 4, 5, the waist folding operation valve 6, The links 7, 8, 9 constitute an electromechanical switching means. The holding means attached to the electromagnetic valves 2 and 3 will be described later.
[0009]
The solenoid valve 1 can be switched to either the power generation side port 1b or the pumping side port 1a. At the position of the power generation side port 1b, a pressure oil source (not shown) is connected to the pipe line 1e and a pipe. The path 1c is connected to the oil drain side, and at the position of the pumping side port 1a, the pressure oil source is connected to the pipe line 1c, and the pipe line 1e is connected to the oil drain side.
[0010]
Stoppers 4c and 5c are attached to the rods of the operation valves 4 and 5, respectively, and limiters 4b and 5b that engage with the stoppers 4c and 5c and restrict the stroke end on the rod extension side are provided. The positions of the limiters 4b and 5b can be adjusted, and the stroke end position on the rod extension side can be adjusted as necessary.
[0011]
A limiter 6b is fixed to the upper end of the rod coupled to the piston 6a of the waist folding operation valve 6 so that when the link 8 is lowered, the lower end position of the link 8 is lowered by contacting the lower end thereof. It is. Since the piston 6 a of the waist folding operation valve 6 is moved up and down by the pressure oil supplied from the pipe line 1 c, the lower limit position is changed by the operation of the electromagnetic valve 1.
[0012]
A stopper 10h is attached to the rod 10f of the pressure distribution valve 10 on the tip side from the portion where the pressure distribution valve driving device 16 is mounted, and engages with the stopper 10h to extend and retract the rod 10f, respectively. Limiters 10e and 10d for restricting the stroke end are provided. Further, stoppers 10i and 10h are attached to the rod 10f at positions sandwiching the engaging portion with the link 9 (portion passing through the annular portion 9a), and the strokes of the extending side and the retracting side of the rod 10f are respectively set. Are restricted by the link 9. That is, the rod 10f passes through the annular portion 9a, but the stoppers 10i and 10h are sized so as not to pass through the annular portion 9a. Therefore, when the stoppers 10i and 10h hit the link 9, the rod 10f, that is, the plunger 10a stops there.
[0013]
Guide vanes not shown are closed by a guide vane servomotor 11. The closed state of the guide vanes, that is, the opening position is detected by the guide vane position detector 12 coupled to the piston rod 11a.
[0014]
FIG. 2 shows details of the waist folding position detecting electromagnetic valve operating device 14. In the illustrated configuration, one end of the solenoid of the solenoid valve 2 is connected to a power source via a limit switch 1m and a limit switch 12a connected in series, and one end of the solenoid of the solenoid valve 3 is connected in series. 1n and the limit switch 12b are connected to the power source. Each other end of the solenoid is directly connected to the power source B. The limit switches 1m and 1n are configured such that the contacts are turned on when the solenoid valve 1 is at the power generation side port 1b and the pumping side port 1a, respectively. The limit switches 12a and 12b are provided in the guide vane position detector 12. It is installed and configured such that the contact point is turned off at the power generation side guide blade hip folding opening or less, and the contact point is turned off at the pumping side guide blade hip folding opening or less.
[0015]
Further, contacts 19a and 19b that operate in reverse to the contacts of the limit switches 12a and 12b are provided. Solenoids 17a and 17b and DC power supplies (for example, solar cells) 18a and 18b are provided connected to the contacts 19a and 19b. ing. Further, solenoids 20a and 20b are provided in series between the power supplies A and B. The solenoid valves 2 and 3 are each provided with a stopper (not shown) which is driven by an attached spring and moves in a direction to fix the operation of the solenoid valve. The solenoids 17a and 20a are energized when energized. The operation of the solenoid valve 2 is made free by applying a force to the stopper in the direction opposite to the spring force. That is, when the power supplies A and B are normal, the solenoid 20a is energized, so that the solenoid valve 2 operates freely regardless of the contact point 19a. When the power supplies A and B are lost, the solenoid 20a is demagnetized, the stopper is operated by the spring, and the solenoid valve 2 is held in that state (the oil drain side port position when the solenoid 2 is energized). When the limit switch 12a is operated in this state, the contact 19a is turned on, the solenoid 17a is excited by the DC power supply 18a, and the stopper moves so as to freely operate the solenoid valve 2. The contact 19b and the solenoids 17a and 20b operate in the same manner with respect to the stopper provided in the electromagnetic valve 3.
[0016]
When the power generation operation is selected and the position of the solenoid valve 1 becomes the power generation side port 1b, the limit switch 1m installed in the solenoid valve 1 is turned on. Here, by setting the limit switch 12a installed in the guide vane position detector 12 so that the contact is turned on when the power generation side guide vane hip opening degree is greater than or equal to, the power is generated when the limit switch 1m is turned on. The single solenoid valve 2 for detecting the side guide blade closing time switching position is energized. Further, by setting the limit switch 12a installed in the guide vane position detector 12 so that the contact point is turned off when the opening angle is less than or equal to the power generation side guide blade hip folding position, the guide vane opening degree is set to the power generation side hip folding position. The electromagnetic valve 2 is deenergized when the following occurs. When the power sources A and B are lost, the solenoid valve 2 is held in that state (the state before the power source is lost) by the stopper (not shown).
[0017]
When the pumping operation is selected and the position of the solenoid valve 1 is the pumping side port 1a, the limit switch 1n installed in the solenoid valve 1 is turned on. Here, the limit switch 12b installed in the guide vane position detector 12 is set so that the contact is turned on when the opening degree of the pump blade on the pumping side is higher than the opening degree, so that the pump is turned on when the contact of the limit switch 1n is turned on. The single solenoid valve 3 for detecting the side guide blade closing time switching position is energized. Further, by setting the limit switch 12b installed in the guide vane position detector 12 so that the contact point is turned off when the opening degree is lower than the pumping side guide vane folding opening, the guide vane opening degree is changed to the pumping side hip folding. The solenoid valve 3 is de-energized when the position is below the position. Also for the solenoid valve 3, when the power supplies A and B are lost, the solenoid valve 3 is held in that state (the state before the power loss) by the stopper (not shown) as in the case of the solenoid valve 2.
[0018]
If the power generation operation is selected in the hydroelectric power plant that includes the above-described device and switches between the power generation operation and the pumping operation, the electromagnetic valve 1 is urged to the power generation side by the switchboard 13 and the position of the power generation side port 1b, that is, A pressure oil source (not shown) is connected to the pipe line 1e and switched to a position where the pipe line 1c is connected to the oil discharge side. Moreover, the solenoid valve 2 is operated to the position of the oil drain side port 2a, that is, the position where the pipe line 2c is communicated with the oil drain side by the single solenoid valve operating device 14 for detecting the hip fold position. Therefore, a pressure oil source (not shown) is connected to the pipe line 1e via the electromagnetic valve 1, and the pipe line 1e is connected to a port where the electromagnetic valve 2 does not go. Further, the pressure oil of the operation valve 4 is discharged to the oil discharge side through the pipe line 2c. Further, the solenoid valve 3 is demagnetized because the contact of the limit switch 1n is off, and the position of the pressure oil supply side port 3b, that is, the pipeline 3c is set to the pipeline 1c, and the power generation side port 1b of the solenoid valve 1 is set. It is operated to a position that communicates with the oil draining side. Accordingly, the pistons of the operation valve 4, the operation valve 5, and the hip folding operation valve 6 are in the lowest position, and the links 7, 8, and 9 are also in the lowest position.
[0019]
When the pumping operation is selected, the solenoid valve 1 is energized so as to be switched to the pumping side port 1a, and the solenoid valve 3 is energized according to the conditions of the solenoid valve operating device 14 for detecting the hip position. Switch to side port 3a. Accordingly, a pressure oil source (not shown) is connected to the pipe line 1c via the pumping side port 1a of the electromagnetic valve 1, and the pipe line 1c is connected to the oil discharge side port 3a of the electromagnetic valve 3 via the pipe line 1d. The waist folding operation valve 6 communicates with each other. Further, the solenoid valve 2 is deenergized by the conditions of the waist folding position detecting solenoid valve operating device 14, and the port position returns to the pressure oil supply side port 2b by the elasticity of the built-in spring. Therefore, the pressure oil in the operation valve 4 is discharged to the oil discharge side through the pipe line 2c, the pipe line 1e, and the pumping side port 1a of the electromagnetic valve 1. As a result, the pressure oil from a pressure oil source (not shown) is supplied to the hip folding operation valve 6, and the pressure oil in the operation valve 5 is discharged to the oil discharge side through the pipe line 3c.
[0020]
In this state, the governor control device 15 drives the pressure distribution valve drive device 16 to set the position of the rod 10f of the pressure distribution valve 10, and the guide blade servomotor 11 starts the closing operation of the guide blade.
[0021]
Hereinafter, the operation of the apparatus will be described in detail. When the operation mode is power generation operation, the solenoid valve 1 is energized to the power generation side, the port position is the power generation side port 1b as described above, and the limit switch 1m is on and the limit switch 1n is off. It has become. The power generation side guide blade closing time switching position detecting solenoid valve 2 is energized when the power supply is normal and the guide blade waist folding position setting value is exceeded (the limit switch 12a is in contact ON). When the solenoid valve 2 is excited (energized), the oil discharge side port 2a is positioned, and the pressure oil in the power generation side operation valve 4 is discharged through the pipe line 2c. Further, the solenoid valve 3 is demagnetized and located at the pressure oil supply side port 3b position, and both the operation valve 5 and the waist folding operation valve 6 are drained. If the pressure oil in each operation valve is drained, the pistons in these operation valves are also kept in the lowest position, and the links 7, 8, 9 connected to the piston rods are also in the lowest position. For this reason, even if the closing side lift amount of the rod 10f of the pressure distribution valve 10 driven by the pressure distribution valve driving device 16 is equivalent to the guide blade shortest closing time, the link 9 does not limit the lift amount and guides. The blade servomotor 11 is supplied with an oil amount corresponding to the guide blade shortest time, and the servomotor operates to close the guide blade in the shortest closing time. When the closing of the guide vane proceeds and the guide vane opening becomes equal to or less than the hip folding opening, the contact of the limit switch 12a installed in the guide vane position detector 12 is turned off. When the contact is turned off, the energization of the solenoid of the solenoid valve 2 is cut off and demagnetized, and the solenoid valve 2 returns to the pressure oil supply side port 2b by the elastic force of the spring.
[0022]
When the port position of the electromagnetic valve 2 returns to the pressure oil supply side port 2b, the pressure oil is supplied to the power generation side operation valve 4 through the pipe line 2c, and the piston 4a in the operation valve 4 is pushed up. When the piston 4a is pushed up, the link 7 connected to the rod of the piston 4a is pushed up. When the link 7 is pushed up, the link 8 and the link 9 are pushed up, and when the link 9 is pushed up, the position of the annular portion 9a of the link 9 becomes relatively high with respect to the rod 10f of the pressure distribution valve 10. The lower limit position in the descending direction of 10f is increased. For this reason, the lift amount on the closing side (downward side of the plunger 10a) of the plunger 10a installed in the pressure distribution valve 10 is limited to be smaller than the equivalent of the guide blade shortest closing time.
[0023]
By limiting the lift amount on the closing side of the plunger 10a, the amount of oil supplied to the guide vane servomotor 11 is limited, and the closing speed of the guide vane by the guide vane servomotor 11 is reduced (the closing speed is folded back). ). That is, the guide blade closing time of the guide blade servomotor 11 is extended by making the amount of oil flowing in the pipe line 10c connecting the pressure distribution valve 10 and the guide blade servomotor 11 smaller than the equivalent of the guide blade shortest closing time. An increase in water pressure in the iron pipe caused by a water hammer phenomenon at the time of sudden blade closing is suppressed.
[0024]
Here, when the power source for the waist folding position detection electromagnetic valve operating device 14 (power sources A and B in FIG. 2) is lost, the solenoid valve 2 is de-energized but the stopper solenoid 20a (not shown) is excited. Is released, the stopper is actuated by the spring, and the port position of the solenoid valve 2 is held at the oil drain side port. When closing of the guide vanes proceeds and a preset opening position of the guide vanes is detected by the limit switch 12a in the guide vane position detector, the contact 12a is turned off. At the same time, the contact 19a is turned on, the solenoid 17a is excited, and the stopper releases the position holding of the solenoid valve. The solenoid valve 2 returns to the pressure oil supply side port 2b by the elastic force of the spring, and the closing speed of the guide vanes is reduced by the above procedure.
[0025]
As described above, by limiting the amount of oil supplied to the guide vane servomotor 11, a high safety and reliability of the hydroelectric power plant can be ensured by adopting an apparatus configuration that can change the required closing time of the guide vanes. It becomes possible.
[0026]
When the pumping operation is selected, the guide blade closing time switching electromagnetic valve 1 is excited to the pumping side and switched to the pumping side port 1a. When switched to the pumping side port 1a, a pressure oil source (not shown) is connected to the pipe line 1c via the pumping side port 1a of the solenoid valve 1, and the pipe line 1e is similarly connected to the pumping side port 1a of the solenoid valve 1. Connected to the oil drain side. When the solenoid valve 1 is switched to the pumping side port 1a, the contact of the limit switch 1n arranged in the solenoid valve 1 is turned on, and the contact of the limit switch 1m is turned off. Further, if the guide blade opening is equal to or higher than the preset pumping side guide blade hip opening, the limit switch 12b in the guide blade position detector 12 is on, so the solenoid of the solenoid valve 3 is energized, The port position of the solenoid valve 3 is the oil drain side port 3a. The solenoid valve 2 is not energized to the solenoid because the limit switch 1m is off, and the port position is the oil drain side through the pipe line 2c through the pipe line 1e and the pumping side port 1a of the solenoid valve 1. It is in the position to connect to. Since the solenoid 20b is excited, the stopper of the electromagnetic valve 3 is in the retracted position against the force of the spring, and the operation of the electromagnetic valve 3 is made free.
[0027]
Since the port position of the solenoid valve 3 is the oil drain side port 3b, the pressure oil in the pumping side guide blade closing time switching operation valve 5 is drained to the oil drain side via the pipe line 3c. The piston 5a in the operation valve 5 is kept at the lowest position, and the link 7 connected to the piston 5a is also at the lowest position. Further, the pressure oil of the operation valve 4 is also discharged to the oil discharge side through the pipe line 2c, the pipe line 1e, and the pumping side port 1a of the electromagnetic valve 1, and the piston 4a is connected to the link 7 connected at the lowest position. The lowest position. On the other hand, the pressure oil supplied to the pipe line 1c is stopped at the oil discharge side port 3b in the electromagnetic valve 3, but is simultaneously guided to the waist folding operation valve 6 through the pipe line 1d, and the waist folding operation valve 6 The piston 6a is pushed up. When the piston 6a is pushed up, the limiter 6b at the tip of the rod coupled to the piston 6a rises to push up the pivotally attached portion of the link 8 and the link 9. For this reason, even if the pressure distribution valve driving device 16 tries to drive the closing side lift amount of the rod 10f of the pressure distribution valve 10 for the guide blade shortest closing time, the lower end position of the pivotally attached portion of the link 8 and link 9 is the limiter 6. Therefore, the lift amount is limited to a predetermined value, and the amount of oil supplied to the guide blade servomotor 11 is an amount that closes the guide blade in a time longer than the guide blade shortest closing time. Can be suppressed. As a result, the guide vane servomotor 11 operates to close the guide vane at a somewhat slower speed than when the guide vane is closed with the shortest closing time.
[0028]
If the closing of the guide vane progresses and the opening degree of the guide vane is equal to or less than the opening degree of the guide vane waist folding set by the limit switch 12b in the guide vane position detector 12, the contact of the limit switch 12b is turned off. The solenoid valve 3 is demagnetized, and the port position is switched to the pressure oil supply side port 3a by a built-in spring. When the port position of the solenoid valve 3 is switched to the pressure oil supply side port 3a, the pressure oil is supplied to the operation valve 5 on the pumping side, and the piston 5a inside the operation valve 5 is pushed up. When the piston 5a is pushed up, the link 7 pivotally attached to the rod connected to the piston 5a is pushed up. When the link 7 is pushed up, the link 8 and the link 9 are pushed up so that the lift amount on the closing side of the plunger 10a in the pressure distribution valve 10 becomes smaller than the pumping side blade closing time equivalent to the limiter 6. The stopper 10 i of the rod 10 f is pushed up by the annular portion 9 a of the link 10. As a result, the amount of oil flowing in the pipe line 10c connecting the pressure distribution valve 10 and the guide blade servomotor 11 becomes smaller than the guide blade closing time equivalent to the limiter 6, that is, the closing speed is broken. The guide blade closing time of the guide blade servomotor 11 is extended, and the water pressure rise in the iron pipe caused by the water hammer phenomenon when the guide blade is suddenly closed is suppressed.
[0029]
At this time, as the contact of the limit switch 12b is turned off, the contact 19b is turned on and the solenoid 17b is excited. However, the stopper of the solenoid valve 3 is in the retracted position by the excitation of the solenoid 20b. There is no hindrance.
[0030]
When the power supply A and B are lost when the solenoid valve 3 is energized and the port position is at the oil drain side port position, the solenoid 20b is demagnetized and the stopper is operated by a spring, and the port position of the solenoid valve 3 is oil drained. Held in the side port position.
[0031]
When the closing of the guide vanes proceeds and a preset opening position of the guide vanes is detected by the limit switch 12b in the guide vane position detector, the contact 12b is turned off. At the same time, the contact 19b is turned on, the solenoid 17b is excited, and the stopper releases the position holding of the solenoid valve. The electromagnetic valve 3 returns to the pressure oil supply side port 3b by the elastic force of the spring, and the closing speed of the guide vanes is reduced by the above procedure.
[0032]
As described above, the lift amount on the closing side of the plunger 10a is configured to be small at a preset opening position of the guide blade, and by limiting the amount of oil supplied to the guide blade servomotor, It becomes an apparatus structure which can change the closing time of a guide blade servomotor, and it becomes possible to ensure the high safety | security and reliability of a hydroelectric power station.
[0033]
【The invention's effect】
According to the present invention, by providing a backup device at the time of loss of control power at a power plant that needs to switch the closing time of the guide vanes at a predetermined opening degree of the guide vanes in order to alleviate the water hammer phenomenon in the hydroelectric power plant. Thus, it is possible to provide a water wheel control device that can secure a waist folding operation at a predetermined guide vane opening degree when a control power source is lost and can eliminate an adverse effect on a power plant due to a water hammer phenomenon.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a connection diagram showing details of the embodiment shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a system diagram showing a conventional adjustment control method.
[Explanation of symbols]
1 Solenoid valve for switching guide blade closing time
1a Pumping side port
1b Power generation side port
1c, 1d, 1e pipeline
2 Single solenoid valve for power generation side guide blade closing time switching position detection
2a Oil drain side port on the power generation side
2b Pressure oil supply side port on the power generation side
2c pipeline
3 Single solenoid valve for detecting the guide blade closing time switching position on the pumping side
3a Oil discharge side port on pumping side
3b Pressure oil supply side port on pumping side
3c pipeline
4 Power generation side guide vane closing time switching operation valve
4a Piston
4b Limiter (lift limiter)
4c stopper
5 Pumping side guide blade closing time switching operation valve
5a Piston
5b Limiter (lift limiter)
5c stopper
6 Waist-fold operation valve
6a Piston
6b Limiter
7, 8, 9 links
9a Annular part
10 Pressure distribution valve
10a Pressure distribution plunger
10b, 10c pipeline
10d, 10e limiter
10f rod
10g, 19h, 10i stopper
11 Guide vane servo motor
11a Piston rod
12 Guide vane position detector
12a, 12b Limit switch in guide vane position detector
13 Switchboard,
13a Command signal from switchboard
14 Solenoid valve operation device for detecting hip position
15 Governor control device
15a Command signal from governor controller
16 Pressure distribution valve drive device
17a, 17b Solenoid
18a, 18b DC power supply
19a, 19b contact
20a, 20b Solenoid

Claims

水車に流入する水の流路に配置された案内羽根の開度を検出して電気信号として出力する開度検出手段と、前記案内羽根閉鎖速度を設定する閉鎖速度設定手段と、前記電気信号を入力として電磁弁と機械式リンク機構を介して案内羽根の所定の開度位置で案内羽根閉鎖速度を切換える電磁機械式切換え手段とを備え、前記閉鎖速度設定手段が閉鎖速度を軸方向の移動量として設定するものであり、前記切換え手段が、前記閉鎖速度設定手段の軸方向移動量を規制するように構成され、前記電磁弁は、電源喪失時、そのポート位置を保持するとともに、前記電気信号によりそのポート位置を保持する力を消勢される保持手段を有してなることを特徴とする水車制御装置。Opening degree detecting means for detecting the opening degree of the guide vanes arranged in the flow path of the water flowing into the water turbine and outputting as an electric signal, closing speed setting means for setting the guide vane closing speed, and the electric signal And an electromagnetic mechanical switching means for switching the guide blade closing speed at a predetermined opening position of the guide blade via an electromagnetic valve and a mechanical link mechanism as an input, and the closing speed setting means sets the closing speed to a moving amount in the axial direction. The switching means is configured to regulate the amount of axial movement of the closing speed setting means, and the solenoid valve maintains its port position when power is lost, and the electrical signal The water wheel control device is characterized by comprising holding means for deactivating the force for holding the port position.