JPH10306766A - ポンプ水車 - Google Patents
ポンプ水車Info
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- JPH10306766A JPH10306766A JP9060428A JP6042897A JPH10306766A JP H10306766 A JPH10306766 A JP H10306766A JP 9060428 A JP9060428 A JP 9060428A JP 6042897 A JP6042897 A JP 6042897A JP H10306766 A JPH10306766 A JP H10306766A
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- F03B11/008—Measuring or testing arrangements
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- 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
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/06—Stations or aggregates of water-storage type, e.g. comprising a turbine and a pump
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- 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
- F03B15/00—Controlling
- F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
- F03B15/04—Controlling by varying liquid flow of turbines
- F03B15/06—Regulating, i.e. acting automatically
- F03B15/18—Regulating, i.e. acting automatically for safety purposes, e.g. preventing overspeed
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- 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
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- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
- Y10S415/91—Reversible between pump and motor use
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】管路を共有する複数台のポンプ水車間で起きる
Ｓ字特性絡みの異常を水撃干渉、特に、時間差遮断時の
水圧の異常上昇を改善する。 【解決手段】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水車
端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水車
と共有している複数台ポンプ水車の内少なくとも第一の
ポンプ水車が、回転速度上昇検出装置を備え、第一のポ
ンプ水車の回転速度が定格速度より高い第二の所定値を
超えたことを検出した時には、他のポンプ水車の少なく
とも１台にも指令を送り、それらについて前記緩閉鎖移
行後と同等速度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制
限するようにした。
Ｓ字特性絡みの異常を水撃干渉、特に、時間差遮断時の
水圧の異常上昇を改善する。 【解決手段】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水車
端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水車
と共有している複数台ポンプ水車の内少なくとも第一の
ポンプ水車が、回転速度上昇検出装置を備え、第一のポ
ンプ水車の回転速度が定格速度より高い第二の所定値を
超えたことを検出した時には、他のポンプ水車の少なく
とも１台にも指令を送り、それらについて前記緩閉鎖移
行後と同等速度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制
限するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】上池側管路又は下池側管路が
分岐されていて、分岐点以遠の管路を互いに共有し合う
複数台のポンプ水車に関し、特に水撃を少なくするポン
プに関する。
分岐されていて、分岐点以遠の管路を互いに共有し合う
複数台のポンプ水車に関し、特に水撃を少なくするポン
プに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のポンプ水車においては一般にポン
プ運転と水車運転とで、それぞれ異なった案内羽根閉鎖
速度が設定されており、かつそれぞれの運転モードにお
ける閉鎖速度は、案内羽根が所定開度以下まで閉まった
ら自動的により緩慢な閉鎖速度に切り換える、いわゆる
腰折れのある閉鎖方法が採用されている。その理由を図
７の水車運転モードの例で説明する。
プ運転と水車運転とで、それぞれ異なった案内羽根閉鎖
速度が設定されており、かつそれぞれの運転モードにお
ける閉鎖速度は、案内羽根が所定開度以下まで閉まった
ら自動的により緩慢な閉鎖速度に切り換える、いわゆる
腰折れのある閉鎖方法が採用されている。その理由を図
７の水車運転モードの例で説明する。
【０００３】案内羽根開度が全負荷相当開度又はその近
傍において水車運転中に、ポンプ水車に直結された発電
機の負荷が急に切られた場合、すなわち、負荷遮断の場
合には、ポンプ水車の回転速度が一時的に上昇する。と
ころで一般的なポンプ水車の場合には、逆向の回転とな
るポンプ運転時の特性も満足させる必要があるためにラ
ンナ羽根の直径は比較的大きくし、水に十分な遠心力が
作用するようにランナ形状を工夫している。このため、
水車運転でもランナを流下する水に作用する遠心力の影
響が大きく、回転速度上昇に伴い、ランナ室に流入する
水量が普通水車に比して格段に急勾配で減少し、ついに
は逆流し、ポンプ方向流れに転ずる。つまり、案内羽根
を閉めなくても、水車の回転速度が上昇するだけで水車
流量が急勾配で減少する。尚、この傾向は高落差ポンプ
になるほど強まる。特に、ポンプ水車がＳ字特性（ｄＱ
１／ｄＮ１＞０となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ
１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効
落差）を有する場合には、回転速度が上昇し、ピークに
達し、低下に転じた直後に、水車方向流れがポンプ方向
流れに急激に、引き込まれるように移行する現象が現わ
れる。この理由は特開昭54−40946 号等で詳細に説明し
たように水撃による有効落差Ｈの上昇が流量Ｑを減少さ
せ、それが又更なる水撃を生じ、有効落差Ｈを更に上昇
させるというように正帰還現象になるためである。そし
てその結果としてポンプ水車の上池側管路内水圧が急上
昇する。ポンプ水車の下池側管路内水圧の方は反対に大
きく降下する。もし、この時点になっても尚案内羽根の
急閉鎖が継続していた場合には、ポンプ作用、特にＳ字
特性による流量の自然減少作用に、案内羽根による急速
絞り効果を重ねた形になり、水圧鉄管内の水圧上昇は異
常に拡大し、危険である。上池側管路水圧は異常上昇
し、設計水圧を超える可能性があり、下池側水圧は異常
低下し、水柱分離を起こす可能性がある。この理由は特
開昭53−143841号等で説明したが、図８のポンプ水車の
完全特性グラフを見れば明らかである。すなわち、Ｓ字
特性を流量減少方向に辿っている時、案内羽根を閉める
ことは運転点Ｎ１＝Ｎ／√Ｈが更に小さくなる方向に移
ることを意味し、同じＮの下ではＨ上昇すること必至で
あるからである。図７に示す破線は、この場合の例で、
回転速度上昇幅は若干小さくなるが、上池側管路内水圧
Ｈｐの上昇幅は増大する。
傍において水車運転中に、ポンプ水車に直結された発電
機の負荷が急に切られた場合、すなわち、負荷遮断の場
合には、ポンプ水車の回転速度が一時的に上昇する。と
ころで一般的なポンプ水車の場合には、逆向の回転とな
るポンプ運転時の特性も満足させる必要があるためにラ
ンナ羽根の直径は比較的大きくし、水に十分な遠心力が
作用するようにランナ形状を工夫している。このため、
水車運転でもランナを流下する水に作用する遠心力の影
響が大きく、回転速度上昇に伴い、ランナ室に流入する
水量が普通水車に比して格段に急勾配で減少し、ついに
は逆流し、ポンプ方向流れに転ずる。つまり、案内羽根
を閉めなくても、水車の回転速度が上昇するだけで水車
流量が急勾配で減少する。尚、この傾向は高落差ポンプ
になるほど強まる。特に、ポンプ水車がＳ字特性（ｄＱ
１／ｄＮ１＞０となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ
１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効
落差）を有する場合には、回転速度が上昇し、ピークに
達し、低下に転じた直後に、水車方向流れがポンプ方向
流れに急激に、引き込まれるように移行する現象が現わ
れる。この理由は特開昭54−40946 号等で詳細に説明し
たように水撃による有効落差Ｈの上昇が流量Ｑを減少さ
せ、それが又更なる水撃を生じ、有効落差Ｈを更に上昇
させるというように正帰還現象になるためである。そし
てその結果としてポンプ水車の上池側管路内水圧が急上
昇する。ポンプ水車の下池側管路内水圧の方は反対に大
きく降下する。もし、この時点になっても尚案内羽根の
急閉鎖が継続していた場合には、ポンプ作用、特にＳ字
特性による流量の自然減少作用に、案内羽根による急速
絞り効果を重ねた形になり、水圧鉄管内の水圧上昇は異
常に拡大し、危険である。上池側管路水圧は異常上昇
し、設計水圧を超える可能性があり、下池側水圧は異常
低下し、水柱分離を起こす可能性がある。この理由は特
開昭53−143841号等で説明したが、図８のポンプ水車の
完全特性グラフを見れば明らかである。すなわち、Ｓ字
特性を流量減少方向に辿っている時、案内羽根を閉める
ことは運転点Ｎ１＝Ｎ／√Ｈが更に小さくなる方向に移
ることを意味し、同じＮの下ではＨ上昇すること必至で
あるからである。図７に示す破線は、この場合の例で、
回転速度上昇幅は若干小さくなるが、上池側管路内水圧
Ｈｐの上昇幅は増大する。
【０００４】このため従来から、水車運転モードにおい
ては、案内羽根の所定開度、例えば８０％より下では、
案内羽根の閉鎖速度の上限制限を、案内羽根８０％以上
の時の閉鎖速度上限制限より下げて、より緩慢な閉鎖速
度に移行させて案内羽根の閉鎖パターンを線４０のよう
に腰折れさせている。例えば、案内羽根開度が１００％
近くにあって負荷遮断(時刻ｔo）が起きた場合を考える
と、案内羽根は最初比較的速く閉まり、案内開度が予め
設定された開度Ｙａに達した時点ｔａで閉鎖速度制限が
より小さい値に切り換えられる。したがってポンプ水車
回転速度が最大値を超えて降下に転じたころから始まる
運転点のＳ字特性突入と流量減少方向への辿り下りが進
行中には、案内羽根閉鎖速度は比較的遅い速度に制限さ
れており、前述のような異常な水圧上昇は防止できる。
図７の実線は、案内羽根の閉鎖速度を腰折れさせた場合
の水圧鉄管水圧Ｈｐと回転速度Ｎの動きを示している。
このように、案内羽根の閉鎖速度を案内羽根の開度に応
じて変化させる手段として、案内羽根閉鎖速度選択装置
が用いられ、例えば特公昭60−38559 号公報に開示され
たポンプ水車の保護装置が知られている。
ては、案内羽根の所定開度、例えば８０％より下では、
案内羽根の閉鎖速度の上限制限を、案内羽根８０％以上
の時の閉鎖速度上限制限より下げて、より緩慢な閉鎖速
度に移行させて案内羽根の閉鎖パターンを線４０のよう
に腰折れさせている。例えば、案内羽根開度が１００％
近くにあって負荷遮断(時刻ｔo）が起きた場合を考える
と、案内羽根は最初比較的速く閉まり、案内開度が予め
設定された開度Ｙａに達した時点ｔａで閉鎖速度制限が
より小さい値に切り換えられる。したがってポンプ水車
回転速度が最大値を超えて降下に転じたころから始まる
運転点のＳ字特性突入と流量減少方向への辿り下りが進
行中には、案内羽根閉鎖速度は比較的遅い速度に制限さ
れており、前述のような異常な水圧上昇は防止できる。
図７の実線は、案内羽根の閉鎖速度を腰折れさせた場合
の水圧鉄管水圧Ｈｐと回転速度Ｎの動きを示している。
このように、案内羽根の閉鎖速度を案内羽根の開度に応
じて変化させる手段として、案内羽根閉鎖速度選択装置
が用いられ、例えば特公昭60−38559 号公報に開示され
たポンプ水車の保護装置が知られている。
【０００５】さらに、この特公昭60−38559 号公報記載
の装置においては、案内羽根閉鎖速度選択装置自体、あ
るいは、案内羽根の開度を検出する手段が故障した場合
の対策が考慮されていなかったため、これらが故障した
場合でも、全く別の案内羽根閉鎖速度制限切り換え装置
によって、上記案内羽根開度応答腰折と同等の案内羽根
腰折を確保し、負荷遮断時のポンプ水車の安全を確保す
るようにした公知例もある。これは特開平8−42441号で
ある。具体的には、負荷遮断で回転速度が所定値以上に
なっている間は、例え案内羽根応答腰折が不動作でも腰
折を確保して当該機の安全を確保しようとするものであ
る。
の装置においては、案内羽根閉鎖速度選択装置自体、あ
るいは、案内羽根の開度を検出する手段が故障した場合
の対策が考慮されていなかったため、これらが故障した
場合でも、全く別の案内羽根閉鎖速度制限切り換え装置
によって、上記案内羽根開度応答腰折と同等の案内羽根
腰折を確保し、負荷遮断時のポンプ水車の安全を確保す
るようにした公知例もある。これは特開平8−42441号で
ある。具体的には、負荷遮断で回転速度が所定値以上に
なっている間は、例え案内羽根応答腰折が不動作でも腰
折を確保して当該機の安全を確保しようとするものであ
る。
【０００６】ところで、負荷遮断時の案内羽根の閉鎖パ
ターンと水撃、特に上池側管路水圧Ｈｐの上昇の関係に
ついては図６のような関係になることが知られている。
すなわち、案内羽根閉鎖速度を急速から緩慢閉鎖に切り
り換える条件となる案内羽根開度Ｙａを上げると、上池
側管路水圧Ｈｐの１波目のピーク値Ｈｐｘは下がってＨ
ｐｘ１となるが、２波目のピーク値Ｈｐｙは上がってＨ
ｐｙ１となる。下池側管路水圧Ｈｄの波形は図示してな
いが、Ｈｐ波形の上下を逆にしたようになり、２波目の
ピークＨｄｙ１はＨｄｙより下がる。尚、案内羽根の急
速閉鎖部の速度制限を変えた場合もＨｐ波形は変わる。
すなわち、より緩慢な勾配に制限すれば、１波目のピー
ク値Ｈｐｘは下がり、２波目のピーク値Ｈｐｙは上が
る。最も典型的な例は、急速閉鎖速度が腰折点以下の緩
慢閉鎖速度と同じになった場合である。なお、特開昭54
−40946 号でも説明したように、又前述からも解るよう
に１波目は腰折開度及び急速閉鎖速度制限で調整可能で
あるが、２波目は運転点がＳ字特性に自然に引き込まれ
る結果として現れるもので管理が極めて難しい。すなわ
ち、上池側管路水圧Ｈｐｙはなりゆき任せになり管理は
極めて難しい。特にＳ字特性を有する複数台のポンプ水
車が図２のように管路を共有する場合には、管路の共有
部分を介して互いに水撃干渉を受け合うので、複数台の
ポンプ水車が相次いで時間差を置いて負荷遮断される場
合などでは上池側管路水圧Ｈｐｙの値がいくらになるか
予想が難しい。
ターンと水撃、特に上池側管路水圧Ｈｐの上昇の関係に
ついては図６のような関係になることが知られている。
すなわち、案内羽根閉鎖速度を急速から緩慢閉鎖に切り
り換える条件となる案内羽根開度Ｙａを上げると、上池
側管路水圧Ｈｐの１波目のピーク値Ｈｐｘは下がってＨ
ｐｘ１となるが、２波目のピーク値Ｈｐｙは上がってＨ
ｐｙ１となる。下池側管路水圧Ｈｄの波形は図示してな
いが、Ｈｐ波形の上下を逆にしたようになり、２波目の
ピークＨｄｙ１はＨｄｙより下がる。尚、案内羽根の急
速閉鎖部の速度制限を変えた場合もＨｐ波形は変わる。
すなわち、より緩慢な勾配に制限すれば、１波目のピー
ク値Ｈｐｘは下がり、２波目のピーク値Ｈｐｙは上が
る。最も典型的な例は、急速閉鎖速度が腰折点以下の緩
慢閉鎖速度と同じになった場合である。なお、特開昭54
−40946 号でも説明したように、又前述からも解るよう
に１波目は腰折開度及び急速閉鎖速度制限で調整可能で
あるが、２波目は運転点がＳ字特性に自然に引き込まれ
る結果として現れるもので管理が極めて難しい。すなわ
ち、上池側管路水圧Ｈｐｙはなりゆき任せになり管理は
極めて難しい。特にＳ字特性を有する複数台のポンプ水
車が図２のように管路を共有する場合には、管路の共有
部分を介して互いに水撃干渉を受け合うので、複数台の
ポンプ水車が相次いで時間差を置いて負荷遮断される場
合などでは上池側管路水圧Ｈｐｙの値がいくらになるか
予想が難しい。
【０００７】現地で無数の組み合せになるケースの試験
を全て行うことは到底できないので、時間差遮断につい
てはシミュレーション解析に頼ることになるが、ポンプ
水車の模型試験で計測するＳ字特性自体にも精度上の問
題点があり、高い精度は期待できない。結局は、単機の
負荷遮断で図６の点線のように２波目の上池側水圧が高
くなるような設定はさけて、できるだけ実線のように１
波目を充分高くするか、少なくとも２波目と同レベルに
している。ここには、時間差遮断時のＨｐｙがいかに相
互干渉で異常上昇しても管路を共有する複数台のポンプ
水車が同時に遮断された時のＨｐｘΣを超えることはな
いようにし、起こりうる最高水圧をＳ字特性によるなり
ゆき任せではなく、管理できる１波目で管理しようとの
配慮がある。なお、普通は、単機遮断時にＨｐｘ＞Ｈｐ
ｙにしておけば全負荷同時遮断時にもＨｐｘΣ＞Ｈｐｙ
Σの関係は保持される（当然ながら、全負荷同時遮断時
のＨｐｘΣ＞単機遮断時のＨｐｘ）。上述の従来技術で
は、単機遮断時に図６の実線のようにＨｐｘ＞Ｈｐｙと
なるように案内羽根閉鎖パターンを設定しても、両者が
接近しておれば、時間差遮断時に２波目のピークが高く
なって逆転しないという保証はないという問題が残る。
まして、単機負荷遮断時Ｈｐｘ＜Ｈｐｙとなるように案
内羽根閉鎖パターンを設定した場合には、上池側管路水
圧の最高値Ｈｐｙが完全にＳ字特性依存となるため、時
間差遮断時の上池側管路水圧が全負荷同時遮断時の最高
値ＨｐｙΣを超える可能性はむしろ高くなる。
を全て行うことは到底できないので、時間差遮断につい
てはシミュレーション解析に頼ることになるが、ポンプ
水車の模型試験で計測するＳ字特性自体にも精度上の問
題点があり、高い精度は期待できない。結局は、単機の
負荷遮断で図６の点線のように２波目の上池側水圧が高
くなるような設定はさけて、できるだけ実線のように１
波目を充分高くするか、少なくとも２波目と同レベルに
している。ここには、時間差遮断時のＨｐｙがいかに相
互干渉で異常上昇しても管路を共有する複数台のポンプ
水車が同時に遮断された時のＨｐｘΣを超えることはな
いようにし、起こりうる最高水圧をＳ字特性によるなり
ゆき任せではなく、管理できる１波目で管理しようとの
配慮がある。なお、普通は、単機遮断時にＨｐｘ＞Ｈｐ
ｙにしておけば全負荷同時遮断時にもＨｐｘΣ＞Ｈｐｙ
Σの関係は保持される（当然ながら、全負荷同時遮断時
のＨｐｘΣ＞単機遮断時のＨｐｘ）。上述の従来技術で
は、単機遮断時に図６の実線のようにＨｐｘ＞Ｈｐｙと
なるように案内羽根閉鎖パターンを設定しても、両者が
接近しておれば、時間差遮断時に２波目のピークが高く
なって逆転しないという保証はないという問題が残る。
まして、単機負荷遮断時Ｈｐｘ＜Ｈｐｙとなるように案
内羽根閉鎖パターンを設定した場合には、上池側管路水
圧の最高値Ｈｐｙが完全にＳ字特性依存となるため、時
間差遮断時の上池側管路水圧が全負荷同時遮断時の最高
値ＨｐｙΣを超える可能性はむしろ高くなる。
【０００８】運転点がＳ字特性を流量減少方向に辿って
いることを検出する方法としては公知例として特公昭63
−21033 号等の方法が存在する。例えばｄＮ／ｄｔ＜０
とｄ２Ｎ／ｄｔ２＜０のアンド条件、ｄＮ／ｄｔ＜０と
Ｎ＞Ｎａのアンド条件等がある。
いることを検出する方法としては公知例として特公昭63
−21033 号等の方法が存在する。例えばｄＮ／ｄｔ＜０
とｄ２Ｎ／ｄｔ２＜０のアンド条件、ｄＮ／ｄｔ＜０と
Ｎ＞Ｎａのアンド条件等がある。
【０００９】特開昭52−134949号では管路を共有する複
数台のポンプ水車を対象にした水撃干渉緩和策の例が開
示されている。この公知例では、あるポンプ水車が負荷
遮断され案内羽根が急速閉鎖に入っている時は、管路を
共有する他のポンプ水車の案内羽根は緩閉鎖になるよう
制限を掛けるという案が開示されている。しかし、この
公知例では異常水撃干渉がＳ字特性絡みで起きるとの認
識がなく、他号機の運転監視項目が案内羽根閉鎖速度だ
けに限られている。当然ながら、他号機のＳ字特性接近
やＳ字特性を流量減少方向に辿っている過程等の本発明
で提案するような監視は開示されていない。この公知例
によると管路を共有する複数台のポンプ水車の案内羽根
の同時急速閉鎖は危険がなくてもできなくなってしま
う。
数台のポンプ水車を対象にした水撃干渉緩和策の例が開
示されている。この公知例では、あるポンプ水車が負荷
遮断され案内羽根が急速閉鎖に入っている時は、管路を
共有する他のポンプ水車の案内羽根は緩閉鎖になるよう
制限を掛けるという案が開示されている。しかし、この
公知例では異常水撃干渉がＳ字特性絡みで起きるとの認
識がなく、他号機の運転監視項目が案内羽根閉鎖速度だ
けに限られている。当然ながら、他号機のＳ字特性接近
やＳ字特性を流量減少方向に辿っている過程等の本発明
で提案するような監視は開示されていない。この公知例
によると管路を共有する複数台のポンプ水車の案内羽根
の同時急速閉鎖は危険がなくてもできなくなってしま
う。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】管路を共有する複数台
のポンプ水車間で起きるＳ字特性絡みの異常な水撃干
渉、特に、時間差遮断時のＨｐｙの異常上昇（Ｈｄｙの
異常低下）に対して現状では的確な対策がないのでこれ
を改善する。しかも、このＳ字特性への配慮がネックに
なって達成できなかった水撃最小化すなわち、上／下池
側管路やポンプ水車機器の設計水圧の改善も可能にす
る。
のポンプ水車間で起きるＳ字特性絡みの異常な水撃干
渉、特に、時間差遮断時のＨｐｙの異常上昇（Ｈｄｙの
異常低下）に対して現状では的確な対策がないのでこれ
を改善する。しかも、このＳ字特性への配慮がネックに
なって達成できなかった水撃最小化すなわち、上／下池
側管路やポンプ水車機器の設計水圧の改善も可能にす
る。
【００１１】本発明では、先ず、上記従来技術の問題で
ある、管路を共有する複数台のポンプ水車間で起きるＳ
字特性絡みの異常な水撃干渉の仕組みを解明し、これに
適切な対策を講じて、時間差遮断時のＨｐｙの異常上昇
等を合理的に解消し、同時遮断時以上の水撃は起きない
ようにする安価で確実な対策案を提供することである。
その上で、同時遮断時の水撃自身も最小限に抑える方法
を提供する。そして、管路を共有する複数台のポンプ水
車個々の設計合理化を可能にする一方、下池水位に対す
るポンプ水車中心の掘り下げ深さを浅くし、プラント全
体のコスト低減を可能にする。
ある、管路を共有する複数台のポンプ水車間で起きるＳ
字特性絡みの異常な水撃干渉の仕組みを解明し、これに
適切な対策を講じて、時間差遮断時のＨｐｙの異常上昇
等を合理的に解消し、同時遮断時以上の水撃は起きない
ようにする安価で確実な対策案を提供することである。
その上で、同時遮断時の水撃自身も最小限に抑える方法
を提供する。そして、管路を共有する複数台のポンプ水
車個々の設計合理化を可能にする一方、下池水位に対す
るポンプ水車中心の掘り下げ深さを浅くし、プラント全
体のコスト低減を可能にする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に管路を共有する複数台のポンプ水車には、個々に、回
転速度上昇検出器と案内羽根閉鎖速度自動制限装置を装
備させる。回転速度上昇検出器はそのポンプ水車の速度
が定格速度より高い所定値を超えているか否かを検出す
るもので、その狙いとするところは、回転上昇に伴う流
量低下の割合が負荷遮断後の回転上昇に伴って大きくな
ってきて、案内羽根の急速閉鎖を継続するのは危険と判
断される回転速度に達したか、あるいは、運転点がＳ字
特性に突入し、流量減少方向に辿り下っている段階かを
判定する。他方、案内羽根閉鎖速度自動制限装置は遠方
からの指令で案内羽根の閉鎖速度制限を急速閉鎖から緩
慢閉鎖へ、又はその逆に自動切り換え可能にするもので
ある。その上で、複数台のポンプ水車中いずれのポンプ
水車の回転速度上昇検出器が動作しても、管路を共有す
る他のポンプ水車にその検出信号を送り、それら他のポ
ンプ水車の案内羽根閉鎖速度自動制限装置を作動させ、
無条件に閉速度制限を掛ける。なお、上述において管路
を共有する複数のポンプ水車中、一部のポンプ水車だけ
が回転速度上昇検出器や案内羽根閉鎖速度自動制限装置
を有する場合でも同等の効果を得られる。さらに特開平
8−42441号のように、回転速度上昇検出器が動作した時
自号機の案内羽根閉鎖速度制限も作動させるようにし
て、回転速度上昇検出器を兼用で使用できるようにすれ
ば効率的である。
に管路を共有する複数台のポンプ水車には、個々に、回
転速度上昇検出器と案内羽根閉鎖速度自動制限装置を装
備させる。回転速度上昇検出器はそのポンプ水車の速度
が定格速度より高い所定値を超えているか否かを検出す
るもので、その狙いとするところは、回転上昇に伴う流
量低下の割合が負荷遮断後の回転上昇に伴って大きくな
ってきて、案内羽根の急速閉鎖を継続するのは危険と判
断される回転速度に達したか、あるいは、運転点がＳ字
特性に突入し、流量減少方向に辿り下っている段階かを
判定する。他方、案内羽根閉鎖速度自動制限装置は遠方
からの指令で案内羽根の閉鎖速度制限を急速閉鎖から緩
慢閉鎖へ、又はその逆に自動切り換え可能にするもので
ある。その上で、複数台のポンプ水車中いずれのポンプ
水車の回転速度上昇検出器が動作しても、管路を共有す
る他のポンプ水車にその検出信号を送り、それら他のポ
ンプ水車の案内羽根閉鎖速度自動制限装置を作動させ、
無条件に閉速度制限を掛ける。なお、上述において管路
を共有する複数のポンプ水車中、一部のポンプ水車だけ
が回転速度上昇検出器や案内羽根閉鎖速度自動制限装置
を有する場合でも同等の効果を得られる。さらに特開平
8−42441号のように、回転速度上昇検出器が動作した時
自号機の案内羽根閉鎖速度制限も作動させるようにし
て、回転速度上昇検出器を兼用で使用できるようにすれ
ば効率的である。
【００１３】さらに、上述の号機を跨ぐ回転速度応答案
内羽根閉鎖速度制限を備えた上で、単機負荷遮断時の上
池側管路水圧Ｈｐ波形の２波目のピーク値Ｈｐｙが１波
目のピーク値Ｈｐｘとほぼ同レベルかむしろ高くなるよ
うに設定する方法を積極的に採用することを提案する。
このようにすればいかに２波目のピーク値Ｈｐｙが１波
目のピーク値Ｈｐｘより高くしておいても、時間差遮断
時の有害な水撃干渉を全く心配しないで、専ら、同時遮
断時のＨｐの最小化（ＨｐｘΣ／ＨｐｙΣのいずれが高
いかは問わずに）を追求できるので従来より無駄のない
プラント全体の経済設計が可能になる。特に前述のよう
に従来技術によれば、有害な水撃干渉を心配するあまり
に、１波目のピーク値Ｈｐｘを２波目のピーク値Ｈｐｙ
より充分高くする等余裕を付けていたので、少なくとも
この余裕分は改善可能になる。
内羽根閉鎖速度制限を備えた上で、単機負荷遮断時の上
池側管路水圧Ｈｐ波形の２波目のピーク値Ｈｐｙが１波
目のピーク値Ｈｐｘとほぼ同レベルかむしろ高くなるよ
うに設定する方法を積極的に採用することを提案する。
このようにすればいかに２波目のピーク値Ｈｐｙが１波
目のピーク値Ｈｐｘより高くしておいても、時間差遮断
時の有害な水撃干渉を全く心配しないで、専ら、同時遮
断時のＨｐの最小化（ＨｐｘΣ／ＨｐｙΣのいずれが高
いかは問わずに）を追求できるので従来より無駄のない
プラント全体の経済設計が可能になる。特に前述のよう
に従来技術によれば、有害な水撃干渉を心配するあまり
に、１波目のピーク値Ｈｐｘを２波目のピーク値Ｈｐｙ
より充分高くする等余裕を付けていたので、少なくとも
この余裕分は改善可能になる。
【００１４】なお、上述において、回転速度上昇検出器
の代わりに、少なくとも回転速度を入力として、当該ポ
ンプ水車が負荷遮断による回転上昇でＳ字特性に接近し
つつあるか又はＳ字特性内を流量減少方向に辿りつつあ
るかの検出をする検出器で置き換えても良い。
の代わりに、少なくとも回転速度を入力として、当該ポ
ンプ水車が負荷遮断による回転上昇でＳ字特性に接近し
つつあるか又はＳ字特性内を流量減少方向に辿りつつあ
るかの検出をする検出器で置き換えても良い。
【００１５】本発明は上記目的を達成するために上池側
管路又は下池側管路が、ポンプ水車端近くで分岐されて
いて、分岐点以遠を他のポンプ水車と共有し、個々に案
内羽根を有し、負荷遮断時には、案内羽根が最初は比較
的急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉鎖に移
行する多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水車にお
いて、複数台ポンプ水車の内少なくとも第一のポンプ水
車が、回転速度上昇検出装置を備え、第一のポンプ水車
の回転速度が定格速度より高い第二の所定値を超えたこ
とを検出した時には、複数台ポンプ水車中、第一のポン
プ水車以外の少なくとも１台に指令を送り、それらにつ
いて緩閉鎖移行後と同等速度またはそれ以下に案内羽根
閉鎖速度を制限するようにしたものである。
管路又は下池側管路が、ポンプ水車端近くで分岐されて
いて、分岐点以遠を他のポンプ水車と共有し、個々に案
内羽根を有し、負荷遮断時には、案内羽根が最初は比較
的急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉鎖に移
行する多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水車にお
いて、複数台ポンプ水車の内少なくとも第一のポンプ水
車が、回転速度上昇検出装置を備え、第一のポンプ水車
の回転速度が定格速度より高い第二の所定値を超えたこ
とを検出した時には、複数台ポンプ水車中、第一のポン
プ水車以外の少なくとも１台に指令を送り、それらにつ
いて緩閉鎖移行後と同等速度またはそれ以下に案内羽根
閉鎖速度を制限するようにしたものである。
【００１６】また、上記目的を達成するために、上池側
管路又は下池側管路が、ポンプ水車端近くで分岐されて
いて、分岐点以遠を他のポンプ水車と共有し、個々に案
内羽根を有し、負荷遮断時には案内羽根を最初は比較的
急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉鎖に移行
する多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水車におい
て、複数台ポンプ水車の内少なくとも第一のポンプ水車
が、少なくとも回転速度を入力とする検出装置を備え、
前記検出装置が前記第一のポンプ水車がＳ字特性（ｄＱ
１／ｄＮ１＞０となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ
１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効
落差）の影響を受ける範囲にあることを検出した時に
は、複数台ポンプ水車中、第一のポンプ水車以外の少な
くとも１台にも指令を送り、それについて緩閉鎖移行後
と同等速度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制限す
るようにしたものである。
管路又は下池側管路が、ポンプ水車端近くで分岐されて
いて、分岐点以遠を他のポンプ水車と共有し、個々に案
内羽根を有し、負荷遮断時には案内羽根を最初は比較的
急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉鎖に移行
する多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水車におい
て、複数台ポンプ水車の内少なくとも第一のポンプ水車
が、少なくとも回転速度を入力とする検出装置を備え、
前記検出装置が前記第一のポンプ水車がＳ字特性（ｄＱ
１／ｄＮ１＞０となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ
１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効
落差）の影響を受ける範囲にあることを検出した時に
は、複数台ポンプ水車中、第一のポンプ水車以外の少な
くとも１台にも指令を送り、それについて緩閉鎖移行後
と同等速度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制限す
るようにしたものである。
【００１７】また、上記目的を達成するために上池側管
路又は下池側管路が、ポンプ水車端近くで分岐されてい
て、分岐点以遠を他のポンプ水車と共有し、個々に案内
羽根を有し、負荷遮断時には案内羽根を最初は比較的急
速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉鎖に移行す
る多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水車におい
て、複数台ポンプ水車が個々に、回転速度上昇検出装置
を備え、回転速度が定格速度より高い第二の所定値を超
えたことを検出した時には、当該ポンプ水車以外のポン
プ水車にも指令を送り、いずれも緩閉鎖移行後と同等速
度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制限するように
したものである。
路又は下池側管路が、ポンプ水車端近くで分岐されてい
て、分岐点以遠を他のポンプ水車と共有し、個々に案内
羽根を有し、負荷遮断時には案内羽根を最初は比較的急
速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉鎖に移行す
る多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水車におい
て、複数台ポンプ水車が個々に、回転速度上昇検出装置
を備え、回転速度が定格速度より高い第二の所定値を超
えたことを検出した時には、当該ポンプ水車以外のポン
プ水車にも指令を送り、いずれも緩閉鎖移行後と同等速
度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制限するように
したものである。
【００１８】また、上記目的を達成するために、本発明
では上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水車端近くで
分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水車と共有
し、個々には、Ｓ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０となる特
性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車
流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）を有し、案内羽根
を備え、しかも、単機で全負荷遮断された時、案内羽根
を最初は急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉
鎖に移行する多段閉鎖を採用し、急速閉鎖中に生ずる上
池側管路水圧ピーク値と当該ポンプ水車が回転速度のピ
ークを迎えた直後にＳ字特性の影響で作る上池側管路水
圧のもう一つのピーク値を比較して、後者が前者と同等
か又は高くなるように急速閉鎖速度，緩閉鎖速度，急速
閉鎖から緩閉鎖への移行条件を設定した複数台のポンプ
水車に関し、複数台ポンプ水車の内少なくとも第一のポ
ンプ水車が、回転速度上昇検出装置を備え、第一のポン
プ水車の回転速度が定格速度より高い第二の所定値を超
えたことを検出した時に、複数台ポンプ水車中、前記第
一のポンプ水車以外の少なくとも１台にも指令を送り、
それらについて緩閉鎖移行後と同等速度またはそれ以下
に案内羽根閉鎖速度を制限するようにしたものである。
では上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水車端近くで
分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水車と共有
し、個々には、Ｓ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０となる特
性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車
流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）を有し、案内羽根
を備え、しかも、単機で全負荷遮断された時、案内羽根
を最初は急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉
鎖に移行する多段閉鎖を採用し、急速閉鎖中に生ずる上
池側管路水圧ピーク値と当該ポンプ水車が回転速度のピ
ークを迎えた直後にＳ字特性の影響で作る上池側管路水
圧のもう一つのピーク値を比較して、後者が前者と同等
か又は高くなるように急速閉鎖速度，緩閉鎖速度，急速
閉鎖から緩閉鎖への移行条件を設定した複数台のポンプ
水車に関し、複数台ポンプ水車の内少なくとも第一のポ
ンプ水車が、回転速度上昇検出装置を備え、第一のポン
プ水車の回転速度が定格速度より高い第二の所定値を超
えたことを検出した時に、複数台ポンプ水車中、前記第
一のポンプ水車以外の少なくとも１台にも指令を送り、
それらについて緩閉鎖移行後と同等速度またはそれ以下
に案内羽根閉鎖速度を制限するようにしたものである。
【００１９】また、上記目的を達成するために、本発明
では上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水車端近くで
分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水車と共有
し、個々にＳ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０となる特性。
但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車流
量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）を有し、案内羽根を
備え、しかも、単機で全負荷遮断された時、案内羽根を
最初は急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉鎖
に移行する多段閉鎖を採用し、前記急速閉鎖中に生ずる
上池側管路水圧ピーク値と当該ポンプ水車が回転速度の
ピークを迎えた直後にＳ字特性の影響で作る上池側管路
水圧のもう一つのピーク値を比較して、後者が前者と同
等か又は高くなるように急速閉鎖速度，緩閉鎖速度，急
速閉鎖から緩閉鎖への移行条件を設定した複数台のポン
プ水車において、複数台ポンプ水車の内少なくとも第一
のポンプ水車が、少なくとも回転速度を入力とする検出
装置を備え、検出装置が前記第一のポンプ水車がＳ字特
性の影響を受ける範囲にあることを検出した時には、複
数台ポンプ水車中、第一のポンプ水車以外の少なくとも
１台にも指令を送り、それらについて緩閉鎖移行後と同
等速度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制限するよ
うにしたものである。
では上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水車端近くで
分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水車と共有
し、個々にＳ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０となる特性。
但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車流
量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）を有し、案内羽根を
備え、しかも、単機で全負荷遮断された時、案内羽根を
最初は急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉鎖
に移行する多段閉鎖を採用し、前記急速閉鎖中に生ずる
上池側管路水圧ピーク値と当該ポンプ水車が回転速度の
ピークを迎えた直後にＳ字特性の影響で作る上池側管路
水圧のもう一つのピーク値を比較して、後者が前者と同
等か又は高くなるように急速閉鎖速度，緩閉鎖速度，急
速閉鎖から緩閉鎖への移行条件を設定した複数台のポン
プ水車において、複数台ポンプ水車の内少なくとも第一
のポンプ水車が、少なくとも回転速度を入力とする検出
装置を備え、検出装置が前記第一のポンプ水車がＳ字特
性の影響を受ける範囲にあることを検出した時には、複
数台ポンプ水車中、第一のポンプ水車以外の少なくとも
１台にも指令を送り、それらについて緩閉鎖移行後と同
等速度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制限するよ
うにしたものである。
【００２０】また、上記目的を達成するために、複数台
ポンプ水車が各々に、案内羽根が所定開度以下になった
時に信号を出力する案内羽根開度検出手段と、ガバナー
の演算部から与えられた目標開度とその時の案内羽根開
度の偏差に基づいて案内羽根を開閉制御する案内羽根制
御手段と、案内羽根開度検出手段が動作していない時、
案内羽根の閉鎖速度の上限を第三の所定値に制限する第
三の制限手段と、案内羽根開度検出手段が動作している
時、案内羽根の閉鎖速度の上限を第三の所定値より低い
第四の所定値に制限する第四の制限手段を有し、他方、
複数台ポンプ水車の内少なくとも第一のポンプ水車が、
少なくとも回転速度を入力とする検出装置を備え、検出
装置が前記第一のポンプ水車がＳ字特性（ｄＱ１／ｄＮ
１＞０となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／
√Ｈ、Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）の
影響を受ける範囲にあることを検出した時には、複数台
ポンプ水車中、第一のポンプ水車以外の少なくとも１台
にも指令を送り、それらについて案内羽根の閉鎖速度の
上限を第四の所定値かその近傍の第五の所定値に制限す
る第五の制限手段を有するようにしたものである。
ポンプ水車が各々に、案内羽根が所定開度以下になった
時に信号を出力する案内羽根開度検出手段と、ガバナー
の演算部から与えられた目標開度とその時の案内羽根開
度の偏差に基づいて案内羽根を開閉制御する案内羽根制
御手段と、案内羽根開度検出手段が動作していない時、
案内羽根の閉鎖速度の上限を第三の所定値に制限する第
三の制限手段と、案内羽根開度検出手段が動作している
時、案内羽根の閉鎖速度の上限を第三の所定値より低い
第四の所定値に制限する第四の制限手段を有し、他方、
複数台ポンプ水車の内少なくとも第一のポンプ水車が、
少なくとも回転速度を入力とする検出装置を備え、検出
装置が前記第一のポンプ水車がＳ字特性（ｄＱ１／ｄＮ
１＞０となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／
√Ｈ、Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）の
影響を受ける範囲にあることを検出した時には、複数台
ポンプ水車中、第一のポンプ水車以外の少なくとも１台
にも指令を送り、それらについて案内羽根の閉鎖速度の
上限を第四の所定値かその近傍の第五の所定値に制限す
る第五の制限手段を有するようにしたものである。
【００２１】本発明のポンプ水車の回転速度上昇検出器
は、当機の回転速度が上昇し、当機の運転点がＳ字特性
に接近するにつれて（この時はｄＮ／ｄｔ＞０）、当機
の流量減少率（ｄＱ／ｄｔ）の絶対値が所定値（管路を
共有する他号機に有害な水撃干渉を与えるほど大きくな
ることの監視規準とする）を超えることの監視（これに
相当する／代わりになる最も実用的な監視がＮ＞Ｎ
ａ）、及び、当機の運転点がＳ字特性を流量減少方向に
辿っていることの監視（この時管路を共有する他号機に
有害な水撃干渉を与える。前述のようにｄＮ／ｄｔ＜０
とＮ＞Ｎａ′を組み合わせれば検出可能）の両方の監視
を兼ねて設定するのが望ましく一般には可能である。兼
ねればｄＮ／ｄｔの正負条件は除外できるからである。
尚、上記の両方が管路を共有する他号機に有害な水撃干
渉を与える主要原因である。
は、当機の回転速度が上昇し、当機の運転点がＳ字特性
に接近するにつれて（この時はｄＮ／ｄｔ＞０）、当機
の流量減少率（ｄＱ／ｄｔ）の絶対値が所定値（管路を
共有する他号機に有害な水撃干渉を与えるほど大きくな
ることの監視規準とする）を超えることの監視（これに
相当する／代わりになる最も実用的な監視がＮ＞Ｎ
ａ）、及び、当機の運転点がＳ字特性を流量減少方向に
辿っていることの監視（この時管路を共有する他号機に
有害な水撃干渉を与える。前述のようにｄＮ／ｄｔ＜０
とＮ＞Ｎａ′を組み合わせれば検出可能）の両方の監視
を兼ねて設定するのが望ましく一般には可能である。兼
ねればｄＮ／ｄｔの正負条件は除外できるからである。
尚、上記の両方が管路を共有する他号機に有害な水撃干
渉を与える主要原因である。
【００２２】これら主要原因の内でも、後者、すなわ
ち、運転点がＳ字特性を流量減少方向に辿っていること
の影響は一般により深刻である。このため運転点がＳ字
特性の影響を受ける範囲にあるか否かを監視する方法も
意味がある。
ち、運転点がＳ字特性を流量減少方向に辿っていること
の影響は一般により深刻である。このため運転点がＳ字
特性の影響を受ける範囲にあるか否かを監視する方法も
意味がある。
【００２３】上述のように有害な水撃干渉の原因の中で
特に後者、すなわち、運転点がＳ字特性を流量減少方向
に辿っていることの影響がより深刻であるため、この後
者だけを直接又は間接的に監視する方法もある。なお、
運転点がＳ字特性を流量減少方向に辿っていることを直
接検出する方法としては従来から特公昭63−21033 号等
でいつくか提案されてきている。また、予め計算又は実
測で求めた負荷遮断後の回転速度上昇カーブから、運転
点がＳ字特性を流量減少方向に辿るタイミングを負荷に
応じて概略予測できるので、負荷に応じたタイマー設定
等で概略検出する方法も考えられる。このように、上述
のように当機が異常水撃干渉を懸念する事態になった
時、管路を共有する他号機に指令を送りこれらの案内羽
根閉鎖速度をより緩慢なものに自動切り換えすれば、他
号機がいつ負荷遮断され、いつ案内羽根閉鎖が始まって
も、急速閉鎖がブロックされるので他号機から過大な
（少なくとも同時遮断時に起こりうる干渉を超えるよう
な）水撃干渉は来なくなる。管路が共有になっているの
で、他号機のＨ上昇によって自機のＨが上昇すると、自
機のＮ１＝Ｎ／√Ｈが低下する。この時、自機がＳ字特
性を流量減少方向に辿っているとするとこれはＳ字特性
の引き込み作用を強調することになるからである。な
お、上述において切り換え後の緩慢な速度とは、従来技
術による負荷遮断直後の急速閉鎖速度より実質的に低い
速度であればいかほどでもよい。もちろん、従来技術に
よるＹ＜Ｙａ時の緩閉鎖速度と同じにしておけば兼用で
きるので都合がよい。
特に後者、すなわち、運転点がＳ字特性を流量減少方向
に辿っていることの影響がより深刻であるため、この後
者だけを直接又は間接的に監視する方法もある。なお、
運転点がＳ字特性を流量減少方向に辿っていることを直
接検出する方法としては従来から特公昭63−21033 号等
でいつくか提案されてきている。また、予め計算又は実
測で求めた負荷遮断後の回転速度上昇カーブから、運転
点がＳ字特性を流量減少方向に辿るタイミングを負荷に
応じて概略予測できるので、負荷に応じたタイマー設定
等で概略検出する方法も考えられる。このように、上述
のように当機が異常水撃干渉を懸念する事態になった
時、管路を共有する他号機に指令を送りこれらの案内羽
根閉鎖速度をより緩慢なものに自動切り換えすれば、他
号機がいつ負荷遮断され、いつ案内羽根閉鎖が始まって
も、急速閉鎖がブロックされるので他号機から過大な
（少なくとも同時遮断時に起こりうる干渉を超えるよう
な）水撃干渉は来なくなる。管路が共有になっているの
で、他号機のＨ上昇によって自機のＨが上昇すると、自
機のＮ１＝Ｎ／√Ｈが低下する。この時、自機がＳ字特
性を流量減少方向に辿っているとするとこれはＳ字特性
の引き込み作用を強調することになるからである。な
お、上述において切り換え後の緩慢な速度とは、従来技
術による負荷遮断直後の急速閉鎖速度より実質的に低い
速度であればいかほどでもよい。もちろん、従来技術に
よるＹ＜Ｙａ時の緩閉鎖速度と同じにしておけば兼用で
きるので都合がよい。
【００２４】以上の号機を跨ぐ回転速度応答腰折は、管
路を共有する全ポンプ水車が具備するのが望ましいが、
その一部のポンプ水車だけが具備した場合でも、ある程
度の効果は期待できる。
路を共有する全ポンプ水車が具備するのが望ましいが、
その一部のポンプ水車だけが具備した場合でも、ある程
度の効果は期待できる。
【００２５】ところで、管路を共有する各ポンプ水車が
特開平8−42441号のように案内羽根応答腰折装置のバッ
クアップとしての回転速度応答腰折を備えている場合に
は、単に図１のように号機間を跨ぐ回転速度上昇検出器
信号のやり取りのみ追加するだけで、本発明が達成でき
るので極めて簡単である。
特開平8−42441号のように案内羽根応答腰折装置のバッ
クアップとしての回転速度応答腰折を備えている場合に
は、単に図１のように号機間を跨ぐ回転速度上昇検出器
信号のやり取りのみ追加するだけで、本発明が達成でき
るので極めて簡単である。
【００２６】さらに、注目すべきは、本発明を採用すれ
ばいかに２波目のピーク値Ｈｐｙが１波目のピーク値Ｈ
ｐｘより高くしておいても、時間差遮断時の有害な水撃
干渉は全く心配しないで、専ら、同時遮断時のＨｐの最
小化（ＨｐｘΣ／ＨｐｙΣのいずれが高いかは問わず
に）を追求できるので従来より無駄のないプラント全体
の経済設計が可能になる。特に前述のように従来技術に
よれば、有害な水撃干渉を心配するあまりに、１波目の
ピーク値Ｈｐｘを２波目のピーク値Ｈｐｙより充分高く
する等余裕を付けていたので、少なくともこの余裕分は
改善可能になる。このことは上池側管路、ポンプ水車の
ランナ室の設計水圧を下げられる可能性を示す。さら
に、下池側管路にとっては水中分離の可能性を軽減する
ことになり、水中分離を懸念して深く下げていた下池水
位に対するポンプ水車据付位置を浅くでき、土木費を大
幅に低減する可能性が出てくる。
ばいかに２波目のピーク値Ｈｐｙが１波目のピーク値Ｈ
ｐｘより高くしておいても、時間差遮断時の有害な水撃
干渉は全く心配しないで、専ら、同時遮断時のＨｐの最
小化（ＨｐｘΣ／ＨｐｙΣのいずれが高いかは問わず
に）を追求できるので従来より無駄のないプラント全体
の経済設計が可能になる。特に前述のように従来技術に
よれば、有害な水撃干渉を心配するあまりに、１波目の
ピーク値Ｈｐｘを２波目のピーク値Ｈｐｙより充分高く
する等余裕を付けていたので、少なくともこの余裕分は
改善可能になる。このことは上池側管路、ポンプ水車の
ランナ室の設計水圧を下げられる可能性を示す。さら
に、下池側管路にとっては水中分離の可能性を軽減する
ことになり、水中分離を懸念して深く下げていた下池水
位に対するポンプ水車据付位置を浅くでき、土木費を大
幅に低減する可能性が出てくる。
【００２７】なお、回転速度上昇検出器はガバナー自身
の速度検出装置であるＳＳＧ（Speed Signal Generato
r），ＰＭＧ（Permanent Magnet Generator）等とは全
く独立の装置にすることによって、信頼性が上がること
は言うまでもない。
の速度検出装置であるＳＳＧ（Speed Signal Generato
r），ＰＭＧ（Permanent Magnet Generator）等とは全
く独立の装置にすることによって、信頼性が上がること
は言うまでもない。
【００２８】ところで本発明の号機跨ぎの案内羽根閉鎖
速度制限の条件ができたら、特開平8−42441号の案内羽
根応答腰折装置のバックアップとしての回転速度応答腰
折と同様に、案内羽根サーボモーター用配圧弁に働きか
けて、案内羽根サーボモーターへ／からの圧油量制限を
行う。この具体化例の一つとして配圧弁プランジャーの
変位を機械的に制限する方法がある。
速度制限の条件ができたら、特開平8−42441号の案内羽
根応答腰折装置のバックアップとしての回転速度応答腰
折と同様に、案内羽根サーボモーター用配圧弁に働きか
けて、案内羽根サーボモーターへ／からの圧油量制限を
行う。この具体化例の一つとして配圧弁プランジャーの
変位を機械的に制限する方法がある。
【００２９】ここで特開平8−42441号で提案された装置
の主としてハード部分を確認する。その理由は本発明で
も同様のハードを使えるからである。
の主としてハード部分を確認する。その理由は本発明で
も同様のハードを使えるからである。
【００３０】案内羽根の開度が所定の開度以上の状態で
は、案内羽根開度検出手段（Ｙ＞Ｙａの検出）は信号を
出力しておらず、第３の制限手段は案内羽根の閉鎖速度
の上限を第３の所定値に制限している。この状態で負荷
遮断が起きて案内羽根閉鎖が指令されると、ガバナーの
開閉制御手段は、案内羽根開閉手段を駆動して案内羽根
の閉鎖を開始する。このとき、案内羽根閉鎖速度の上限
は前記第３の制限手段により、第３の所定値に制限され
ている。案内羽根の閉鎖が進み、案内羽根の開度が予め
設定された開度に達すると、前記案内羽根開度検出手段
は信号を出力し、この信号により、第４の制限手段が起
動される。第４の制限手段は、案内羽根閉鎖速度の上限
を前記第３の所定値より低い第４の所定値を超えない範
囲に制限する。例えば、案内羽根開度検出手段が案内羽
根の開度が予め設定された開度を下回ったことを示す信
号を出力し始めたとき、案内羽根閉鎖速度が前記第４の
設定値を超える値であれば、第４の制限手段は開閉制御
手段を強制して、案内羽根閉鎖速度を第４の設定値を超
えない値に抑制する。
は、案内羽根開度検出手段（Ｙ＞Ｙａの検出）は信号を
出力しておらず、第３の制限手段は案内羽根の閉鎖速度
の上限を第３の所定値に制限している。この状態で負荷
遮断が起きて案内羽根閉鎖が指令されると、ガバナーの
開閉制御手段は、案内羽根開閉手段を駆動して案内羽根
の閉鎖を開始する。このとき、案内羽根閉鎖速度の上限
は前記第３の制限手段により、第３の所定値に制限され
ている。案内羽根の閉鎖が進み、案内羽根の開度が予め
設定された開度に達すると、前記案内羽根開度検出手段
は信号を出力し、この信号により、第４の制限手段が起
動される。第４の制限手段は、案内羽根閉鎖速度の上限
を前記第３の所定値より低い第４の所定値を超えない範
囲に制限する。例えば、案内羽根開度検出手段が案内羽
根の開度が予め設定された開度を下回ったことを示す信
号を出力し始めたとき、案内羽根閉鎖速度が前記第４の
設定値を超える値であれば、第４の制限手段は開閉制御
手段を強制して、案内羽根閉鎖速度を第４の設定値を超
えない値に抑制する。
【００３１】また、図５に示されているように、負荷遮
断後のポンプ水車の回転速度Ｎの上昇は、案内羽根の閉
鎖と共に進行する。したがって案内羽根の開度がＹａに
達した時点でのポンプ水車回転速度Ｎａは予めテストで
確認できる。もちろん、テストをしなくてもシミュレー
ションでほぼ予測できる。案内羽根の閉鎖が進み、ポン
プ水車の回転速度が次第に上昇して回転速度上昇検出器
からポンプ水車の回転速度が定格回転速度よりも高い予
め設定された所定値を超えていることを示す信号が出力
されると、前記第６の制限手段が起動される。この第６
の制限手段は、前記第４の制限手段同様に、案内羽根閉
鎖速度の上限を前記第３の所定値より低い第４の所定値
かそれに近い値の上限制限を与える。第６の制限手段
は、開閉制御手段に対して前記第４の制限手段と並列的
に作用し、第４の制御手段が何らかの理由で正常に動作
しなかった場合でも、第４の制御手段とは独立して動作
するから、所望の案内羽根腰折閉鎖が確保され安全に閉
鎖することができる。
断後のポンプ水車の回転速度Ｎの上昇は、案内羽根の閉
鎖と共に進行する。したがって案内羽根の開度がＹａに
達した時点でのポンプ水車回転速度Ｎａは予めテストで
確認できる。もちろん、テストをしなくてもシミュレー
ションでほぼ予測できる。案内羽根の閉鎖が進み、ポン
プ水車の回転速度が次第に上昇して回転速度上昇検出器
からポンプ水車の回転速度が定格回転速度よりも高い予
め設定された所定値を超えていることを示す信号が出力
されると、前記第６の制限手段が起動される。この第６
の制限手段は、前記第４の制限手段同様に、案内羽根閉
鎖速度の上限を前記第３の所定値より低い第４の所定値
かそれに近い値の上限制限を与える。第６の制限手段
は、開閉制御手段に対して前記第４の制限手段と並列的
に作用し、第４の制御手段が何らかの理由で正常に動作
しなかった場合でも、第４の制御手段とは独立して動作
するから、所望の案内羽根腰折閉鎖が確保され安全に閉
鎖することができる。
【００３２】なお、案内羽根を開閉する手段としては、
圧油を供給し、この圧油によりサーボモーター等の開閉
手段を駆動することが通常行われる。このような方式で
は、サーボモーターへの圧油の供給量を流量調整弁で制
御して開閉速度を制御することが行われるが、圧油の供
給量の制御は流量調整弁の弁軸の移動により行われる。
これは、弁軸の位置が中立位置にあるとき圧油の流量
０、すなわち、閉鎖速度０、弁軸の位置が該中立位置か
らいずれか一方の側（例えば下側）に移動する量が大い
とき、圧油の流量が大きくなって閉鎖速度が増加し、弁
軸の位置が該中立位置から他方の側（例えば上側）に移
動する量が大いとき、圧油の流量が逆方向に大きくなっ
て開速度が増加するのである。従って弁軸の移動量に制
限を設けることにより圧油の流量を制限し、閉鎖速度に
制限を設けることができる。つまり、弁軸の移動をスト
ップする手段を設け、このストップ位置を可変にするこ
とにより、案内羽根閉鎖速度腰折れを実現することがで
きる。以上が特開平8−42441号のハード部分の概要説明
である。
圧油を供給し、この圧油によりサーボモーター等の開閉
手段を駆動することが通常行われる。このような方式で
は、サーボモーターへの圧油の供給量を流量調整弁で制
御して開閉速度を制御することが行われるが、圧油の供
給量の制御は流量調整弁の弁軸の移動により行われる。
これは、弁軸の位置が中立位置にあるとき圧油の流量
０、すなわち、閉鎖速度０、弁軸の位置が該中立位置か
らいずれか一方の側（例えば下側）に移動する量が大い
とき、圧油の流量が大きくなって閉鎖速度が増加し、弁
軸の位置が該中立位置から他方の側（例えば上側）に移
動する量が大いとき、圧油の流量が逆方向に大きくなっ
て開速度が増加するのである。従って弁軸の移動量に制
限を設けることにより圧油の流量を制限し、閉鎖速度に
制限を設けることができる。つまり、弁軸の移動をスト
ップする手段を設け、このストップ位置を可変にするこ
とにより、案内羽根閉鎖速度腰折れを実現することがで
きる。以上が特開平8−42441号のハード部分の概要説明
である。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施例を図１乃至
図７を参照して説明する。
図７を参照して説明する。
【００３４】図１は本発明のロジックを説明する図面で
ある。ここには管路を共有する複数台のポンプ水車とし
てＡ号とＢ号の２台のポンプ水車がある。この場合、両
ポンプ水車共に１つの案内羽根閉鎖速度制限装置（腰折
装置）を有する。Ａ号ポンプ水車の腰折装置はＡ号機の
案内羽根開度検出器がＹ＜Ｙａを検出するか又はＡ号機
の回転速度上昇検出器がＮ＞Ｎａを検出するかいずれか
の条件が成立するか、又は、他号機であるＢ号機の回転
速度上昇検出器がＮ＞Ｎｂを検出するか３条件中１件で
も成立すれば作動する。もちろん、複数の閉鎖速度制限
装置を有し、Ａ号機の案内羽根開度検出器がＹ＜Ｙａを
検出した時作動する腰折装置の閉鎖速度制限値とＡ号機
の回転速度上昇検出器がＮ＞Ｎａを検出した時作動する
腰折装置の閉鎖速度制限値と他号機であるＢ号機の回転
速度上昇検出器がＮ＞Ｎｂを検出した時作動する腰折装
置の閉鎖速度制限値を別々に設定する方法も考えられ
る。又、上記Ａ号機用の３条件中、Ａ号機の回転速度上
昇検出器によるＮ＞Ｎａ検出条件を削除し、２条件だけ
の組み合せにしても本発明の主旨は残る。
ある。ここには管路を共有する複数台のポンプ水車とし
てＡ号とＢ号の２台のポンプ水車がある。この場合、両
ポンプ水車共に１つの案内羽根閉鎖速度制限装置（腰折
装置）を有する。Ａ号ポンプ水車の腰折装置はＡ号機の
案内羽根開度検出器がＹ＜Ｙａを検出するか又はＡ号機
の回転速度上昇検出器がＮ＞Ｎａを検出するかいずれか
の条件が成立するか、又は、他号機であるＢ号機の回転
速度上昇検出器がＮ＞Ｎｂを検出するか３条件中１件で
も成立すれば作動する。もちろん、複数の閉鎖速度制限
装置を有し、Ａ号機の案内羽根開度検出器がＹ＜Ｙａを
検出した時作動する腰折装置の閉鎖速度制限値とＡ号機
の回転速度上昇検出器がＮ＞Ｎａを検出した時作動する
腰折装置の閉鎖速度制限値と他号機であるＢ号機の回転
速度上昇検出器がＮ＞Ｎｂを検出した時作動する腰折装
置の閉鎖速度制限値を別々に設定する方法も考えられ
る。又、上記Ａ号機用の３条件中、Ａ号機の回転速度上
昇検出器によるＮ＞Ｎａ検出条件を削除し、２条件だけ
の組み合せにしても本発明の主旨は残る。
【００３５】図２は本発明の対象となる上池側管路およ
び下池側管路を共有する４台のポンプ水車の例を示す図
である。１０１は上池、１０２は上池側管路の４台共通
部分、１０３，１０８は上池側管路の２台共通部分、１
０４Ａ〜１０４Ｄは上池側管路の各号機接続部分、１０
５Ａ〜１０５Ｄは下池側管路の各号機接続部分、106,１
０９は下池側管路の２台共通部分、１０７は下池をそれ
ぞれ示す。Ａ号機の水車運転時には、１０１上池の水が
上池側管路１０２，１０３，１０４Ａ経由でＡ号機に導
かれ、Ａ号機を出た水は１０５Ａ，１０６、を経由して
１０７下池に至る。Ａ号機の揚水運転時には、この逆で
１０７下池の水が１０１上池に上げられる。なお、上下
池間には水位差があるので、水車運転時には、Ａ号機が
流下する水の位置エネルギーを電気エネルギーに変換し
て取り出す役割を果たす。反対に揚水運転時には、電気
エネルギーを消費し、これを揚水される水の位置エネル
ギーにして上池に保存する。
び下池側管路を共有する４台のポンプ水車の例を示す図
である。１０１は上池、１０２は上池側管路の４台共通
部分、１０３，１０８は上池側管路の２台共通部分、１
０４Ａ〜１０４Ｄは上池側管路の各号機接続部分、１０
５Ａ〜１０５Ｄは下池側管路の各号機接続部分、106,１
０９は下池側管路の２台共通部分、１０７は下池をそれ
ぞれ示す。Ａ号機の水車運転時には、１０１上池の水が
上池側管路１０２，１０３，１０４Ａ経由でＡ号機に導
かれ、Ａ号機を出た水は１０５Ａ，１０６、を経由して
１０７下池に至る。Ａ号機の揚水運転時には、この逆で
１０７下池の水が１０１上池に上げられる。なお、上下
池間には水位差があるので、水車運転時には、Ａ号機が
流下する水の位置エネルギーを電気エネルギーに変換し
て取り出す役割を果たす。反対に揚水運転時には、電気
エネルギーを消費し、これを揚水される水の位置エネル
ギーにして上池に保存する。
【００３６】図３に示す案内羽根制御装置は、主とし
て、図示されていないガバナの指令に応じて案内羽根開
度指令信号を発する図示されていない補助サーボモータ
ーと補助サーボモーターからの案内羽根開度指令信号と
案内羽根サーボモーターからの復元信号の差に応答し、
両者の差をなくすように応答するパイロットバルブと、
案内羽根サーボモーターを油圧操作する二次配圧弁１
と、この二次配圧弁１のプランジャー２に直結され前記
パイロットバルブから油圧操作されるバルブサーボモー
ター３と前記二次配圧弁１のプランジャー２の上下変位
量を機械的に制限することにより、ポンプ水車の運転状
況に応じた所望の案内羽根閉鎖速度制限を与える案内羽
根閉鎖速度選択装置２９で構成されている。
て、図示されていないガバナの指令に応じて案内羽根開
度指令信号を発する図示されていない補助サーボモータ
ーと補助サーボモーターからの案内羽根開度指令信号と
案内羽根サーボモーターからの復元信号の差に応答し、
両者の差をなくすように応答するパイロットバルブと、
案内羽根サーボモーターを油圧操作する二次配圧弁１
と、この二次配圧弁１のプランジャー２に直結され前記
パイロットバルブから油圧操作されるバルブサーボモー
ター３と前記二次配圧弁１のプランジャー２の上下変位
量を機械的に制限することにより、ポンプ水車の運転状
況に応じた所望の案内羽根閉鎖速度制限を与える案内羽
根閉鎖速度選択装置２９で構成されている。
【００３７】二次配圧弁１は、シリンダ状の空所１Ｂ，
１Ｃを有してなるケーシング１Ａと、ケーシング１Ａの
壁面にバルブサーボモーター３と軸線を一致させて固定
されたブッシング３９と、前記バルブサーボモーター３
に結合され該ブッシング３９内を上下に摺動しながら、
案内羽根サーボモーターの開／閉室の油圧制御を行うプ
ランジャー２と、前記プランジャー２と前記バルブサー
ボモーター３を直結する軸３５Ａと圧油ポート４６と開
側ポート４５と閉側ポート４７を含んで構成されてい
る。
１Ｃを有してなるケーシング１Ａと、ケーシング１Ａの
壁面にバルブサーボモーター３と軸線を一致させて固定
されたブッシング３９と、前記バルブサーボモーター３
に結合され該ブッシング３９内を上下に摺動しながら、
案内羽根サーボモーターの開／閉室の油圧制御を行うプ
ランジャー２と、前記プランジャー２と前記バルブサー
ボモーター３を直結する軸３５Ａと圧油ポート４６と開
側ポート４５と閉側ポート４７を含んで構成されてい
る。
【００３８】バルブサーボモーター３は大径部３Ａ及び
小径部３Ｂを持つ差動ピストンと、二次配圧弁のケーシ
ング１Ａと組合わされて一体になるバルブサーボモータ
ーシリンダー１Ｄを含んで構成される。
小径部３Ｂを持つ差動ピストンと、二次配圧弁のケーシ
ング１Ａと組合わされて一体になるバルブサーボモータ
ーシリンダー１Ｄを含んで構成される。
【００３９】パイロットバルブはパイロットプランジャ
ー４と、復元レバー６と、下端に置かれたバネの力で上
端を復元レバー６の枝部７に常時押し付けられるブッシ
ング５と圧油供給ポートとバルブサーボ制御油圧ライン
３７を含んで構成される。
ー４と、復元レバー６と、下端に置かれたバネの力で上
端を復元レバー６の枝部７に常時押し付けられるブッシ
ング５と圧油供給ポートとバルブサーボ制御油圧ライン
３７を含んで構成される。
【００４０】今、図示してない補助サーボモーターの開
度が増大した場合を例に考える。レバー６２の右端が上
動する。これによって、パイロットバルブのパイロット
プランジャー４が上動する。バルブサーボ制御油圧ライ
ン３７が排油側に接続され圧力が低下し、バルブサーボ
モーター３が上動する。これに伴って復元レバー６は右
回転し、復元レバー６の枝部７は上動する。このためブ
ッシング５は上動し、パイロットプランジャー４との間
に生じた相対変位は徐々にゼロに近づく。この復元によ
ってバルブサーボ制御油圧ライン３７は再びバルブサー
ボモーター３の下側室に作用している圧油力に見合う値
へと復帰する。他方バルブサーボモーター３の上動によ
ってプランジャー２が上動し、図示してない案内羽根サ
ーボモーターの開側ライン４２には圧油４３が供給さ
れ、反対に、案内羽根サーボモーターの閉側ライン４４
は排油に接続される。この結果案内羽根サーボモーター
は開動作する。案内羽根サーボモーターの開動作に伴っ
て、復元レバー６の左端が下動し、パイロットプランジ
ャー４は下動して、ブッシング５との間に先ほどとは反
対の相対変位を作る。この結果バルブサーボ制御油圧ラ
イン３７に圧油が供給されて、バルブサーボモーター３
は下動し、プランジャ２は元の中立位置へと戻ってい
く。このプランジャー２の下動は先ほどと同様に復元レ
バー６，復元レバー６の枝部７へと伝えられる。かくし
て、ブッシング５は下動し、パイロットプランジャー４
との間に生じていた相対変位は徐々にゼロに近づく。こ
の復元によって一旦上昇したバルブサーボ制御油圧ライ
ン３７の油圧は再びバルブサーボモーター３の下側室に
作用している圧油力に見合う値へと復帰していく。そし
て、最終的には、パイロットプランジャー４，プランジ
ャー２共に当初の位置に戻って安定する。以上はプラン
ジャー２が一時的に上動する補助サーボモーター開動作
（案内羽根開指令）の場合の説明であるが、補助サーボ
モーター閉動作（案内羽根閉指令）の場合には、プラン
ジャー２は一時的に下動することは言うまでもない。な
お、プランジャー２の一時的上動量が大きければ、過渡
的に案内羽根サーボモーターが急速に開き、プランジャ
ー２の一時的下動量が大きければ、過渡的に案内羽根サ
ーボモーターが急速に閉じることを意味する。そこでプ
ランジャー２の下動量を機械的に制限すれば、案内羽根
閉鎖レートを制限できることになる。もちろんこの他に
も案内羽根閉鎖レートを制限する方法はある。例えば、
二次配圧弁の圧油ライン４３や、排油ラインや案内羽根
サーボモーター開側ライン４２や案内羽根サーボモータ
ー閉側ライン４４に所望の絞りを入れる方法も可能であ
る。以下はプランジャー２の下動量を機械的に制限する
案だけで説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、結果的に本発明の主旨の案内羽根閉鎖レート制
限が与えられればこれらも包含する。
度が増大した場合を例に考える。レバー６２の右端が上
動する。これによって、パイロットバルブのパイロット
プランジャー４が上動する。バルブサーボ制御油圧ライ
ン３７が排油側に接続され圧力が低下し、バルブサーボ
モーター３が上動する。これに伴って復元レバー６は右
回転し、復元レバー６の枝部７は上動する。このためブ
ッシング５は上動し、パイロットプランジャー４との間
に生じた相対変位は徐々にゼロに近づく。この復元によ
ってバルブサーボ制御油圧ライン３７は再びバルブサー
ボモーター３の下側室に作用している圧油力に見合う値
へと復帰する。他方バルブサーボモーター３の上動によ
ってプランジャー２が上動し、図示してない案内羽根サ
ーボモーターの開側ライン４２には圧油４３が供給さ
れ、反対に、案内羽根サーボモーターの閉側ライン４４
は排油に接続される。この結果案内羽根サーボモーター
は開動作する。案内羽根サーボモーターの開動作に伴っ
て、復元レバー６の左端が下動し、パイロットプランジ
ャー４は下動して、ブッシング５との間に先ほどとは反
対の相対変位を作る。この結果バルブサーボ制御油圧ラ
イン３７に圧油が供給されて、バルブサーボモーター３
は下動し、プランジャ２は元の中立位置へと戻ってい
く。このプランジャー２の下動は先ほどと同様に復元レ
バー６，復元レバー６の枝部７へと伝えられる。かくし
て、ブッシング５は下動し、パイロットプランジャー４
との間に生じていた相対変位は徐々にゼロに近づく。こ
の復元によって一旦上昇したバルブサーボ制御油圧ライ
ン３７の油圧は再びバルブサーボモーター３の下側室に
作用している圧油力に見合う値へと復帰していく。そし
て、最終的には、パイロットプランジャー４，プランジ
ャー２共に当初の位置に戻って安定する。以上はプラン
ジャー２が一時的に上動する補助サーボモーター開動作
（案内羽根開指令）の場合の説明であるが、補助サーボ
モーター閉動作（案内羽根閉指令）の場合には、プラン
ジャー２は一時的に下動することは言うまでもない。な
お、プランジャー２の一時的上動量が大きければ、過渡
的に案内羽根サーボモーターが急速に開き、プランジャ
ー２の一時的下動量が大きければ、過渡的に案内羽根サ
ーボモーターが急速に閉じることを意味する。そこでプ
ランジャー２の下動量を機械的に制限すれば、案内羽根
閉鎖レートを制限できることになる。もちろんこの他に
も案内羽根閉鎖レートを制限する方法はある。例えば、
二次配圧弁の圧油ライン４３や、排油ラインや案内羽根
サーボモーター開側ライン４２や案内羽根サーボモータ
ー閉側ライン４４に所望の絞りを入れる方法も可能であ
る。以下はプランジャー２の下動量を機械的に制限する
案だけで説明するが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、結果的に本発明の主旨の案内羽根閉鎖レート制
限が与えられればこれらも包含する。
【００４１】案内羽根閉鎖速度選択装置２９は固定式開
閉速度制限装置と、急速閉鎖レート選択装置と、案内羽
根開度応答緩閉鎖レート選択装置，回転速度応答緩閉鎖
レート選択装置，ポンプモード緩閉鎖レート選択装置に
大別できる。
閉速度制限装置と、急速閉鎖レート選択装置と、案内羽
根開度応答緩閉鎖レート選択装置，回転速度応答緩閉鎖
レート選択装置，ポンプモード緩閉鎖レート選択装置に
大別できる。
【００４２】固定式開閉速度制限装置は二次配圧弁のプ
ランジャー２に機械的に連結されている軸３５Ｂとこの
上端に取り付けられたストッパープレート１６と、バル
ブサーボモーターシリンダー１Ｄに植え込まれた一対の
ボルト５４Ａ及び５４Ｂと、これらボルト５４Ａ及び５
４Ｂ上に取り付けられストッパープレートの上側変位量
を制限する開速度制限ナット１１と、同じくボルト５４
Ａ及び５４Ｂ上に取り付けられストッパープレートの下
側変位量を制限する閉速度制限ナット１２を含んで構成
される。
ランジャー２に機械的に連結されている軸３５Ｂとこの
上端に取り付けられたストッパープレート１６と、バル
ブサーボモーターシリンダー１Ｄに植え込まれた一対の
ボルト５４Ａ及び５４Ｂと、これらボルト５４Ａ及び５
４Ｂ上に取り付けられストッパープレートの上側変位量
を制限する開速度制限ナット１１と、同じくボルト５４
Ａ及び５４Ｂ上に取り付けられストッパープレートの下
側変位量を制限する閉速度制限ナット１２を含んで構成
される。
【００４３】急速閉鎖レート選択装置は運転モード切換
電磁弁２３と運転モード切換電磁弁２３に附属し発電運
転時（ポンプ水車にとっては水車運転モード）に附勢さ
れるソレノイド２４と、同じく運転モード切換電磁弁２
３に附属し揚水運転時に附勢されるソレノイド２５と発
電運転時に限って運転モード切換電磁弁２３からの圧油
によって上動するストップピストン１３と、ストップピ
ストン１３上に調整可能に取り付けられストッパープレ
ート１６の下側変位量を制限するナット１８を含んで構
成される。
電磁弁２３と運転モード切換電磁弁２３に附属し発電運
転時（ポンプ水車にとっては水車運転モード）に附勢さ
れるソレノイド２４と、同じく運転モード切換電磁弁２
３に附属し揚水運転時に附勢されるソレノイド２５と発
電運転時に限って運転モード切換電磁弁２３からの圧油
によって上動するストップピストン１３と、ストップピ
ストン１３上に調整可能に取り付けられストッパープレ
ート１６の下側変位量を制限するナット１８を含んで構
成される。
【００４４】案内羽根開度応答緩閉鎖レート選択装置は
電磁弁１９と電磁弁１９に附属し案内羽根開度Ｙ＜Ｙａ
の時消勢され（Ｙ＞Ｙａの時附勢され）るソレノイド２
６と、ソレノイド２６が消勢された時電磁弁１９から供
給される圧油によって上動するストップピストン１４と
このストップピストン１４上に調整可能に取り付けられ
ストッパープレート１６の下側変位量を制限するナット
２１を含んで構成される。
電磁弁１９と電磁弁１９に附属し案内羽根開度Ｙ＜Ｙａ
の時消勢され（Ｙ＞Ｙａの時附勢され）るソレノイド２
６と、ソレノイド２６が消勢された時電磁弁１９から供
給される圧油によって上動するストップピストン１４と
このストップピストン１４上に調整可能に取り付けられ
ストッパープレート１６の下側変位量を制限するナット
２１を含んで構成される。
【００４５】回転速度応答緩閉鎖レート選択装置は電磁
弁２０と電磁弁２０に附属し、自分のポンプ水車の回転
速度Ｎ＞Ｎａ又は管路を共有する他のいずれかのポンプ
水車の回転速度が所定値より大（例えばＮ＞Ｎｂ）時消
勢され（自分のポンプ水車の回転速度Ｎ＜Ｎａでかつ他
のいずれのポンプ水車の回転速度も所定値より小（例え
ばＮ＜Ｎｂ）の時附勢されるソレノイド２７と、ソレノ
イド２７が消勢された時電磁弁２０から供給される圧油
によって上動するストップピストン１５とこのストップ
ピストン１５上に調整可能に取り付けられストッパープ
レート１６の下側変位量を制限するナット２２を含んで
構成される。
弁２０と電磁弁２０に附属し、自分のポンプ水車の回転
速度Ｎ＞Ｎａ又は管路を共有する他のいずれかのポンプ
水車の回転速度が所定値より大（例えばＮ＞Ｎｂ）時消
勢され（自分のポンプ水車の回転速度Ｎ＜Ｎａでかつ他
のいずれのポンプ水車の回転速度も所定値より小（例え
ばＮ＜Ｎｂ）の時附勢されるソレノイド２７と、ソレノ
イド２７が消勢された時電磁弁２０から供給される圧油
によって上動するストップピストン１５とこのストップ
ピストン１５上に調整可能に取り付けられストッパープ
レート１６の下側変位量を制限するナット２２を含んで
構成される。
【００４６】ポンプモード緩閉鎖レート選択装置は電磁
弁１７と、電磁弁１７に附属し、揚水運転中、案内羽根
開度Ｙ＜Ｙａ′の時附勢するソレノイド２８と、ソレノ
イド２８が附勢された時電磁弁２３，電磁弁１７経由で
供給される圧油によって上動するストップピストン６０
とこのストップピストン６０上に調整可能に取り付けら
れストッパープレート１６の下側変位量を制限するナッ
ト６１を含んで構成される。
弁１７と、電磁弁１７に附属し、揚水運転中、案内羽根
開度Ｙ＜Ｙａ′の時附勢するソレノイド２８と、ソレノ
イド２８が附勢された時電磁弁２３，電磁弁１７経由で
供給される圧油によって上動するストップピストン６０
とこのストップピストン６０上に調整可能に取り付けら
れストッパープレート１６の下側変位量を制限するナッ
ト６１を含んで構成される。
【００４７】図４は前記ソレノイド２４〜２８の制御回
路図である。ＰＣは直流電源の＋側、ＮＣは同じ直流電
源の−側を示す。３１−１は当該プラント（ポンプ水車
のみに注目すれば当該ポンプ水車）の揚水／発電（水
車）モード選択スイッチの一つの接点で発電モードで閉
じる接点である。すなわち、ソレノイド２４は当該ポン
プ水車が発電側に選択されたら即附勢される。この結
果、ストップピストン１３が運転モード切換電磁弁２３
からの圧油によって上動し、ナット１８によって発電モ
ードの案内羽根急速閉鎖レートが設定される。他方３１
−２は当該プラント（当該ポンプ水車）の揚水／発電
（水車）モード選択スイッチの他の一つの接点で揚水モ
ードで閉じる接点である。すなわち、ソレノイド２５は
当該ポンプ水車が揚水側に選択されたら即附勢される。
なお、上記では、発電モードの案内羽根急速閉鎖レート
＜揚水モードの急速閉鎖レートを想定して説明したが、
逆の場合には、揚水モードでストップピストン１３が上
動するようにするように逆にする必要がある。
路図である。ＰＣは直流電源の＋側、ＮＣは同じ直流電
源の−側を示す。３１−１は当該プラント（ポンプ水車
のみに注目すれば当該ポンプ水車）の揚水／発電（水
車）モード選択スイッチの一つの接点で発電モードで閉
じる接点である。すなわち、ソレノイド２４は当該ポン
プ水車が発電側に選択されたら即附勢される。この結
果、ストップピストン１３が運転モード切換電磁弁２３
からの圧油によって上動し、ナット１８によって発電モ
ードの案内羽根急速閉鎖レートが設定される。他方３１
−２は当該プラント（当該ポンプ水車）の揚水／発電
（水車）モード選択スイッチの他の一つの接点で揚水モ
ードで閉じる接点である。すなわち、ソレノイド２５は
当該ポンプ水車が揚水側に選択されたら即附勢される。
なお、上記では、発電モードの案内羽根急速閉鎖レート
＜揚水モードの急速閉鎖レートを想定して説明したが、
逆の場合には、揚水モードでストップピストン１３が上
動するようにするように逆にする必要がある。
【００４８】３１−３は前記揚水／発電（水車）モード
選択スイッチの他の一つの接点で発電モードで閉じる接
点である。又３３−１は案内羽根開度検出スイッチで当
該ポンプ水車の案内羽根開度（Ｙ）＜所定値（Ｙａ）に
なった時開く接点である。すなわち、ソレノイド２６は
発電モードでＹ＞Ｙａの時は附勢されているが、Ｙ＜Ｙ
ａになると消勢される。電源（ＰＣ−ＮＣ）が切れて
も、消勢される。消勢されれば前述のようにストップピ
ストン１４が運転モード切換電磁弁２３からの圧油によ
って上動し、ストッププレート１６の下向変位量がナッ
ト２１によって制限されるようになり、案内羽根開度応
答緩閉鎖レート選択装置が作動する。なお、前記揚水／
発電（水車）モード選択スイッチが揚水側に選択された
場合もソレノイド２６は消勢される。但し、この時はソ
レノイド２５が附勢されていて（ソレノイド２４が消勢
されていて）、電磁弁１９への圧油供給ラインが運転モ
ード切換電磁弁２３で排油されるのでストップピストン
１４はもはや上動できず案内羽根開度応答緩閉鎖レート
選択装置は動作しない。このように案内羽根開度応答緩
閉鎖レート選択装置は発電モードでは電源喪失時フェイ
ル作動にする。
選択スイッチの他の一つの接点で発電モードで閉じる接
点である。又３３−１は案内羽根開度検出スイッチで当
該ポンプ水車の案内羽根開度（Ｙ）＜所定値（Ｙａ）に
なった時開く接点である。すなわち、ソレノイド２６は
発電モードでＹ＞Ｙａの時は附勢されているが、Ｙ＜Ｙ
ａになると消勢される。電源（ＰＣ−ＮＣ）が切れて
も、消勢される。消勢されれば前述のようにストップピ
ストン１４が運転モード切換電磁弁２３からの圧油によ
って上動し、ストッププレート１６の下向変位量がナッ
ト２１によって制限されるようになり、案内羽根開度応
答緩閉鎖レート選択装置が作動する。なお、前記揚水／
発電（水車）モード選択スイッチが揚水側に選択された
場合もソレノイド２６は消勢される。但し、この時はソ
レノイド２５が附勢されていて（ソレノイド２４が消勢
されていて）、電磁弁１９への圧油供給ラインが運転モ
ード切換電磁弁２３で排油されるのでストップピストン
１４はもはや上動できず案内羽根開度応答緩閉鎖レート
選択装置は動作しない。このように案内羽根開度応答緩
閉鎖レート選択装置は発電モードでは電源喪失時フェイ
ル作動にする。
【００４９】３１−４は前記揚水／発電（水車）モード
選択スイッチの他の一つの接点で発電モードで閉じる接
点である。３２−Ａは自号ポンプ水車の回転速度上昇検
出装置の接点でＮ＜Ｎａでは閉じ、Ｎ＞Ｎａでは開く。
３２−Ｂは管路を共有する他号ポンプ水車の回転速度上
昇検出装置の接点でＮ＜Ｎｂでは閉じ、Ｎ＞Ｎｂでは開
く。この場合は管路を共有する他号ポンプ水車の台数が
１台の場合につき説明しているが、複数台ある場合に
は、ソレノイド２７の回路上で３２−Ｂ１，３２−Ｂ２
・・・のように各ポンプ水車の回転速度上昇検出装置の
接点を全て直列接続する必要がある。かくして、自号ポ
ンプ水車の回転速度Ｎ＞Ｎａになっても、管路を共有す
る他のいずれのポンプ水車の回転速度Ｎ＞Ｎｂｉになっ
ても、電源（ＰＣ−ＮＣ）が切れても、消勢される。消
勢されれば前述のようにストップピストン１５が運転モ
ード切換電磁弁２３からの圧油によって上動し、ストッ
ププレート１６の下向変位量がナット２２によって制限
されるようになり、回転速度応答緩閉鎖レート選択装置
が作動する。なお、前記揚水／発電（水車）モード選択
スイッチが揚水側に選択された場合もソレノイド２７は
消勢される。但し、この時はソレノイド２５が附勢され
ていて（ソレノイド２４が消勢されていて）、電磁弁２
０への圧油供給ラインが運転モード切換電磁弁２３で排
油されるのでストップピストン１５はもはや上動できず
この回転速度応答緩閉鎖レート選択装置は動作しない。
上述のように、この場合も、上記の案内羽根開度応答緩
閉鎖レート選択装置同様、電源喪失時フェイル作動にな
っている。
選択スイッチの他の一つの接点で発電モードで閉じる接
点である。３２−Ａは自号ポンプ水車の回転速度上昇検
出装置の接点でＮ＜Ｎａでは閉じ、Ｎ＞Ｎａでは開く。
３２−Ｂは管路を共有する他号ポンプ水車の回転速度上
昇検出装置の接点でＮ＜Ｎｂでは閉じ、Ｎ＞Ｎｂでは開
く。この場合は管路を共有する他号ポンプ水車の台数が
１台の場合につき説明しているが、複数台ある場合に
は、ソレノイド２７の回路上で３２−Ｂ１，３２−Ｂ２
・・・のように各ポンプ水車の回転速度上昇検出装置の
接点を全て直列接続する必要がある。かくして、自号ポ
ンプ水車の回転速度Ｎ＞Ｎａになっても、管路を共有す
る他のいずれのポンプ水車の回転速度Ｎ＞Ｎｂｉになっ
ても、電源（ＰＣ−ＮＣ）が切れても、消勢される。消
勢されれば前述のようにストップピストン１５が運転モ
ード切換電磁弁２３からの圧油によって上動し、ストッ
ププレート１６の下向変位量がナット２２によって制限
されるようになり、回転速度応答緩閉鎖レート選択装置
が作動する。なお、前記揚水／発電（水車）モード選択
スイッチが揚水側に選択された場合もソレノイド２７は
消勢される。但し、この時はソレノイド２５が附勢され
ていて（ソレノイド２４が消勢されていて）、電磁弁２
０への圧油供給ラインが運転モード切換電磁弁２３で排
油されるのでストップピストン１５はもはや上動できず
この回転速度応答緩閉鎖レート選択装置は動作しない。
上述のように、この場合も、上記の案内羽根開度応答緩
閉鎖レート選択装置同様、電源喪失時フェイル作動にな
っている。
【００５０】３１−５は前記揚水／発電（水車）モード
選択スイッチの他の一つの接点で揚水モードで閉じる接
点である。３３−２は案内羽根開度検出スイッチで当該
ポンプ水車の案内羽根開度（Ｙ）＜所定値（Ｙａ′）に
なった時閉じる接点である。かくして、ソレノイド２８
は揚水モードとＹ＜Ｙａ′の両条件が成立した時附勢さ
れる。揚水モードでは運転モード切換電磁弁２３から電
磁弁１７に圧油が供給されてきているので、ソレノイド
２８の附勢によって、この圧油はストップピストン６０
に導かれ、これを押し上げる。かくして、ストップピス
トン６０上に調整可能に取り付けられたナット６１によ
ってストッパープレート１６の下側変位量が制限され
る。すなわち、ポンプモード緩閉鎖レートが選択され
る。なお、電源喪失し、ソレノイド２８が消勢した場合
には、ストップピストン６０の下側室は排油され、ポン
プモード緩閉鎖選択装置は効かなくなる。揚水モードで
は発電モードと違って、電源喪失時、このように不能に
する方がより安全である。このフェイル不能化の理由
は、特公昭60−38559 号公報で開示したように、ポンプ
の逆転防止にある。
選択スイッチの他の一つの接点で揚水モードで閉じる接
点である。３３−２は案内羽根開度検出スイッチで当該
ポンプ水車の案内羽根開度（Ｙ）＜所定値（Ｙａ′）に
なった時閉じる接点である。かくして、ソレノイド２８
は揚水モードとＹ＜Ｙａ′の両条件が成立した時附勢さ
れる。揚水モードでは運転モード切換電磁弁２３から電
磁弁１７に圧油が供給されてきているので、ソレノイド
２８の附勢によって、この圧油はストップピストン６０
に導かれ、これを押し上げる。かくして、ストップピス
トン６０上に調整可能に取り付けられたナット６１によ
ってストッパープレート１６の下側変位量が制限され
る。すなわち、ポンプモード緩閉鎖レートが選択され
る。なお、電源喪失し、ソレノイド２８が消勢した場合
には、ストップピストン６０の下側室は排油され、ポン
プモード緩閉鎖選択装置は効かなくなる。揚水モードで
は発電モードと違って、電源喪失時、このように不能に
する方がより安全である。このフェイル不能化の理由
は、特公昭60−38559 号公報で開示したように、ポンプ
の逆転防止にある。
【００５１】ここで、上述のストッパープレート１６の
下動制限量と案内羽根閉鎖速度制限の関係につき説明す
る。当然ながら、ストッパープレート１６の下動幅が小
さい値に制限されればされるほど、二次配圧弁のプラン
ジャー２の閉方向変位量が小さい値に制限されるので、
案内羽根閉鎖速度はより緩慢な速度に制限される。具体
的には、例えば、閉速度制限ナット１２による固定式開
閉速度制限装置の下動変位許容幅、すなわち、揚水モー
ド急速閉鎖レート制限＞ストップピストン１３が押し上
げられた時のナット１８による急速閉鎖レート選択装置
の下動変位許容幅、すなわち、発電モード急速閉鎖レー
ト制限＞ストップピストン１４が押し上げられた時のナ
ット２１による案内羽根開度応答緩閉鎖レート選択装置
の下動変位許容幅、すなわち、従来技術による発電モー
ドの腰折後の緩閉鎖レート制限≒ストップピストン１５
が押し上げられた時のナット２２による回転速度応答緩
閉鎖レート選択装置の下動変位許容幅、すなわち、本発
明による発電モードのバックアップ腰折レート／緩閉鎖
レート制限≒ナット６１によるポンプモード緩閉鎖レー
ト選択装置の腰折後の緩閉鎖レート制限のように設定す
る。
下動制限量と案内羽根閉鎖速度制限の関係につき説明す
る。当然ながら、ストッパープレート１６の下動幅が小
さい値に制限されればされるほど、二次配圧弁のプラン
ジャー２の閉方向変位量が小さい値に制限されるので、
案内羽根閉鎖速度はより緩慢な速度に制限される。具体
的には、例えば、閉速度制限ナット１２による固定式開
閉速度制限装置の下動変位許容幅、すなわち、揚水モー
ド急速閉鎖レート制限＞ストップピストン１３が押し上
げられた時のナット１８による急速閉鎖レート選択装置
の下動変位許容幅、すなわち、発電モード急速閉鎖レー
ト制限＞ストップピストン１４が押し上げられた時のナ
ット２１による案内羽根開度応答緩閉鎖レート選択装置
の下動変位許容幅、すなわち、従来技術による発電モー
ドの腰折後の緩閉鎖レート制限≒ストップピストン１５
が押し上げられた時のナット２２による回転速度応答緩
閉鎖レート選択装置の下動変位許容幅、すなわち、本発
明による発電モードのバックアップ腰折レート／緩閉鎖
レート制限≒ナット６１によるポンプモード緩閉鎖レー
ト選択装置の腰折後の緩閉鎖レート制限のように設定す
る。
【００５２】ここで本発明の必須要件は、ストップピス
トン１３が押し上げられた時のナット１８による急速閉
鎖レート選択装置の下動変位許容幅、すなわち、［発電
モード急速閉鎖レート制限＞ストップピストン１４が押
し上げられた時のナット２１による案内羽根開度応答緩
閉鎖レート選択装置の下動変位許容幅、すなわち、従来
技術による発電モードの腰折後の緩閉鎖レート制限≒ス
トップピストン１５が押し上げられた時のナット２２に
よる回転速度応答緩閉鎖レート選択装置の下動変位許容
幅、すなわち、本発明による発電モードのバックアップ
腰折レート／緩閉鎖レート制限］の部分だけである。す
なわち、［揚水モード急速閉鎖レート制限＜発電モード
急速閉鎖レート制限］にしてもよく、ポンプモードの腰
折後の緩閉鎖レート制限を発電モードの腰折後の緩閉鎖
レート制限やバックアップ腰折レート制限と同等の値に
することは必ずしも必要ではない。
トン１３が押し上げられた時のナット１８による急速閉
鎖レート選択装置の下動変位許容幅、すなわち、［発電
モード急速閉鎖レート制限＞ストップピストン１４が押
し上げられた時のナット２１による案内羽根開度応答緩
閉鎖レート選択装置の下動変位許容幅、すなわち、従来
技術による発電モードの腰折後の緩閉鎖レート制限≒ス
トップピストン１５が押し上げられた時のナット２２に
よる回転速度応答緩閉鎖レート選択装置の下動変位許容
幅、すなわち、本発明による発電モードのバックアップ
腰折レート／緩閉鎖レート制限］の部分だけである。す
なわち、［揚水モード急速閉鎖レート制限＜発電モード
急速閉鎖レート制限］にしてもよく、ポンプモードの腰
折後の緩閉鎖レート制限を発電モードの腰折後の緩閉鎖
レート制限やバックアップ腰折レート制限と同等の値に
することは必ずしも必要ではない。
【００５３】図７は本発明の回転速度応答緩閉鎖レート
選択装置用の回転速度上昇検出装置の設定方法に関する
説明図である。時点ｔ０で、管路を共有する複数台のポ
ンプ水車中あるポンプ水車が全負荷遮断されたとする。
この結果、当該機の回転速度Ｎは図のように上昇する。
すると、このＮの上昇に図示していないガバナが応答し
て案内羽根開度Ｙが図の実線のように急速に閉められ
る。この閉鎖レートは図３の例ではナット１８で設定さ
れる。そしてＹがＹａ以下になると図３，図４の例では
案内羽根開度検出スイッチ３３−１が動作し、案内羽根
開度応答緩閉鎖レート選択装置が動作し、案内羽根閉鎖
レートは今までの急速閉鎖から緩閉鎖レートに制限され
る。俗に言えば、腰折が入る。他方、案内羽根の急速閉
鎖によって、水車流量が急速に絞られるので、当該機の
上池側管路水圧Ｈｐは図のように上昇する。そして、案
内羽根が腰折に入ると流量減少レートも低下するので、
一旦Ｈｐ上昇は止み図の実線のように低下する。その後
当該ポンプ水車の運転点がＳ字特性に入り、流量減少方
向に辿り始めると、案内羽根が緩閉鎖中にもかかわら
ず、Ｓ字特性自身の正帰還回路的増幅作用によってＨｐ
は再び自然に上昇し始める。なお、運転点がＳ字特性に
入り、流量減少方向に辿っている時はほぼｄＮ／ｄｔ＜
０でｄ２Ｎ／ｄｔ２＜０の時である。ところで、もし、
この腰折が入らず、案内羽根が点線のように急速閉鎖を
続けた場合には、Ｈｐのグラフは点線のようになる。す
なわち、回転速度Ｎは若干低下するが、上池側管路水圧
Ｈｐは大きく上昇してしまい、下池側管路水圧は大きく
低下してしまう。後者の方は水中分離→再結合という重
大問題を起こす可能性があり、特に注意を要する。そこ
でＮ＞Ｎａの条件で当該機自身の回転速度応答緩閉鎖レ
ート選択装置を作動させれば、図の点線のようなトラブ
ルは回避できる。すなわち、図３，図４の例では自号ポ
ンプ水車の回転速度上昇検出装置３２−Ａの動作により
回転速度応答緩閉鎖レート選択装置が作動する。なお、
Ｎａの値は、当該機の単機全負荷遮断時に、Ｙが略Ｙａ
に到達する時点のＮとしてもよい。また、Ｎのカーブ上
でｄＮ／ｄｔ＜０でｄ2Ｎ／ｄｔ2が略ゼロになるＮとし
てもよい。もし、Ｎａの値を、当該機の単機全負荷遮断
時に、Ｙが略Ｙａに到達する時点のＮより若干上に設定
しておけば、従来技術による案内羽根開度応答緩閉鎖レ
ート選択装置が正常に動作している限り、腰折点が変わ
ることはなく、案内羽根閉鎖パターンは変わらず、本発
明による回転速度応答緩閉鎖レート選択装置の追加によ
る実害は全くないようにすることができる。さらに、本
発明によると、管路を共有する複数台のポンプ水車中、
いずれかのポンプ水車が負荷遮断されＮ＞所定値（これ
は上述の自号機のＮａに相当するＮｂで、ポンプ水車が
同一仕様の場合には自号機のＮａと同じ設定にしておい
てもよい）になっている時にも、当機の回転速度応答緩
閉鎖レート選択装置を作動させる。
選択装置用の回転速度上昇検出装置の設定方法に関する
説明図である。時点ｔ０で、管路を共有する複数台のポ
ンプ水車中あるポンプ水車が全負荷遮断されたとする。
この結果、当該機の回転速度Ｎは図のように上昇する。
すると、このＮの上昇に図示していないガバナが応答し
て案内羽根開度Ｙが図の実線のように急速に閉められ
る。この閉鎖レートは図３の例ではナット１８で設定さ
れる。そしてＹがＹａ以下になると図３，図４の例では
案内羽根開度検出スイッチ３３−１が動作し、案内羽根
開度応答緩閉鎖レート選択装置が動作し、案内羽根閉鎖
レートは今までの急速閉鎖から緩閉鎖レートに制限され
る。俗に言えば、腰折が入る。他方、案内羽根の急速閉
鎖によって、水車流量が急速に絞られるので、当該機の
上池側管路水圧Ｈｐは図のように上昇する。そして、案
内羽根が腰折に入ると流量減少レートも低下するので、
一旦Ｈｐ上昇は止み図の実線のように低下する。その後
当該ポンプ水車の運転点がＳ字特性に入り、流量減少方
向に辿り始めると、案内羽根が緩閉鎖中にもかかわら
ず、Ｓ字特性自身の正帰還回路的増幅作用によってＨｐ
は再び自然に上昇し始める。なお、運転点がＳ字特性に
入り、流量減少方向に辿っている時はほぼｄＮ／ｄｔ＜
０でｄ２Ｎ／ｄｔ２＜０の時である。ところで、もし、
この腰折が入らず、案内羽根が点線のように急速閉鎖を
続けた場合には、Ｈｐのグラフは点線のようになる。す
なわち、回転速度Ｎは若干低下するが、上池側管路水圧
Ｈｐは大きく上昇してしまい、下池側管路水圧は大きく
低下してしまう。後者の方は水中分離→再結合という重
大問題を起こす可能性があり、特に注意を要する。そこ
でＮ＞Ｎａの条件で当該機自身の回転速度応答緩閉鎖レ
ート選択装置を作動させれば、図の点線のようなトラブ
ルは回避できる。すなわち、図３，図４の例では自号ポ
ンプ水車の回転速度上昇検出装置３２−Ａの動作により
回転速度応答緩閉鎖レート選択装置が作動する。なお、
Ｎａの値は、当該機の単機全負荷遮断時に、Ｙが略Ｙａ
に到達する時点のＮとしてもよい。また、Ｎのカーブ上
でｄＮ／ｄｔ＜０でｄ2Ｎ／ｄｔ2が略ゼロになるＮとし
てもよい。もし、Ｎａの値を、当該機の単機全負荷遮断
時に、Ｙが略Ｙａに到達する時点のＮより若干上に設定
しておけば、従来技術による案内羽根開度応答緩閉鎖レ
ート選択装置が正常に動作している限り、腰折点が変わ
ることはなく、案内羽根閉鎖パターンは変わらず、本発
明による回転速度応答緩閉鎖レート選択装置の追加によ
る実害は全くないようにすることができる。さらに、本
発明によると、管路を共有する複数台のポンプ水車中、
いずれかのポンプ水車が負荷遮断されＮ＞所定値（これ
は上述の自号機のＮａに相当するＮｂで、ポンプ水車が
同一仕様の場合には自号機のＮａと同じ設定にしておい
てもよい）になっている時にも、当機の回転速度応答緩
閉鎖レート選択装置を作動させる。
【００５４】図５はこの号機を跨ぐ回転速度応答緩閉鎖
レート制限が作動した時の当機の挙動を示す図である。
管路を共有し、図示されていない他のポンプ水車が時点
ｔ０で負荷遮断された後、当機が時点ｔ１で負荷遮断さ
れた場合を示す。特に図示されていないが、他のポンプ
水車の回転速度上昇検出装置３２−Ｂは時点ｔ１以前に
動作していて（Ｎ＞Ｎｂになっていて）これが時点ｔ３
まで継続しているものとする。従来技術によると当機の
案内羽根は負荷遮断直後に急速閉鎖に入り実線のように
閉鎖されるのに対して、本発明によれば点線のように閉
鎖される。すなわち、他号機からの有害な水撃干渉があ
る間は所定の緩閉鎖レートに制限する。尚、他号機から
の有害な水撃干渉がなくなってから即ちｔ３以後急速閉
鎖を開始する筈であるが時点ｔ４まで自号機のＮ＞Ｎａ
になっているため緩閉鎖レートのままになる。当然なが
ら、案内羽根開度Ｙ＜Ｙａとなれば自号機の案内羽根開
度応答緩閉鎖レート制限が入り図のように腰折が入る。
なお、この本発明による号機を跨ぐ回転速度応答緩閉鎖
レート制限によって、Ｎが図の点線のようにＮｘｘから
Ｎｘｘ１へと上昇するがポンプ水車の場合には、Ｓ字特
性の影響を受けるので、この差はわずか数％で済みほと
んど実害はない。
レート制限が作動した時の当機の挙動を示す図である。
管路を共有し、図示されていない他のポンプ水車が時点
ｔ０で負荷遮断された後、当機が時点ｔ１で負荷遮断さ
れた場合を示す。特に図示されていないが、他のポンプ
水車の回転速度上昇検出装置３２−Ｂは時点ｔ１以前に
動作していて（Ｎ＞Ｎｂになっていて）これが時点ｔ３
まで継続しているものとする。従来技術によると当機の
案内羽根は負荷遮断直後に急速閉鎖に入り実線のように
閉鎖されるのに対して、本発明によれば点線のように閉
鎖される。すなわち、他号機からの有害な水撃干渉があ
る間は所定の緩閉鎖レートに制限する。尚、他号機から
の有害な水撃干渉がなくなってから即ちｔ３以後急速閉
鎖を開始する筈であるが時点ｔ４まで自号機のＮ＞Ｎａ
になっているため緩閉鎖レートのままになる。当然なが
ら、案内羽根開度Ｙ＜Ｙａとなれば自号機の案内羽根開
度応答緩閉鎖レート制限が入り図のように腰折が入る。
なお、この本発明による号機を跨ぐ回転速度応答緩閉鎖
レート制限によって、Ｎが図の点線のようにＮｘｘから
Ｎｘｘ１へと上昇するがポンプ水車の場合には、Ｓ字特
性の影響を受けるので、この差はわずか数％で済みほと
んど実害はない。
【００５５】上述では号機を跨ぐ案内羽根緩閉鎖レート
制限を動作させる条件として他号機の回転速度Ｎの監視
を使っているが、Ｎそのものでなくてもこれに所定の演
算を加えたｄＮ／ｄｔ，ｄ2Ｎ／ｄｔ2等を使ったり、Ｎ
と他の運転状態量とを組み合わせた指標を使ってもＮ＞
Ｎｂと同等の検出はできる。要は、本発明は、Ｎのカー
ブの中に当該ポンプ水車の運転点がＳ字特性に突入する
直前および流量減少方向に辿り下る時を概略判定できる
情報が入っている、少なくとも、有害な水撃干渉を引き
起こす運転状態判断情報が入っているという発見に基づ
いており、これらの変形例も本願に含まれる。Ｎを使っ
て他号ポンプ水車の挙動監視をする理由の第二として、
Ｎはポンプ水車及び発電電動機の回転部慣性効果の影響
で他の状態量（例えばＨ，Ｑ等）と比較して、動きが極
めて滑らかで測定し易いことが挙げられる。
制限を動作させる条件として他号機の回転速度Ｎの監視
を使っているが、Ｎそのものでなくてもこれに所定の演
算を加えたｄＮ／ｄｔ，ｄ2Ｎ／ｄｔ2等を使ったり、Ｎ
と他の運転状態量とを組み合わせた指標を使ってもＮ＞
Ｎｂと同等の検出はできる。要は、本発明は、Ｎのカー
ブの中に当該ポンプ水車の運転点がＳ字特性に突入する
直前および流量減少方向に辿り下る時を概略判定できる
情報が入っている、少なくとも、有害な水撃干渉を引き
起こす運転状態判断情報が入っているという発見に基づ
いており、これらの変形例も本願に含まれる。Ｎを使っ
て他号ポンプ水車の挙動監視をする理由の第二として、
Ｎはポンプ水車及び発電電動機の回転部慣性効果の影響
で他の状態量（例えばＨ，Ｑ等）と比較して、動きが極
めて滑らかで測定し易いことが挙げられる。
【００５６】上述では、号機を跨ぐ案内羽根緩閉鎖レー
ト制限を動作させる条件として他号ポンプ水車のＮ＞Ｎ
ｂ監視を使っているが、この代わりの監視方法の例につ
き水車運転時のＱ１−Ｎ１完全特性図８を使ってもう少
し説明する。横軸はＮ１＝Ｎ／√Ｈ、縦軸はＱ１＝Ｑ／
√Ｈを示す。なお、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差、Ｑは
流量を示す。パラメータのＹ２，Ｙ１は案内羽根開度を
示し、Ｙ２＞Ｙ１。他号ポンプ水車からの有害な水撃干
渉は運転点がＳ字特性に接近してdQ1／dN1の勾配が立っ
てきた場合や、Ｓ字特性に突入し、特にこれを流量減少
方向に辿っている時である。後者の検出方法については
特公昭63−21033 号等で提案されている。前者について
は（Ｎ１＞案内羽根毎に決めた所定値Ｎ１）や（ｄＱ１
／ｄＮ１の絶対値が案内羽根毎に決めた所定値より大）
等の検出方法が考えられる。
ト制限を動作させる条件として他号ポンプ水車のＮ＞Ｎ
ｂ監視を使っているが、この代わりの監視方法の例につ
き水車運転時のＱ１−Ｎ１完全特性図８を使ってもう少
し説明する。横軸はＮ１＝Ｎ／√Ｈ、縦軸はＱ１＝Ｑ／
√Ｈを示す。なお、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差、Ｑは
流量を示す。パラメータのＹ２，Ｙ１は案内羽根開度を
示し、Ｙ２＞Ｙ１。他号ポンプ水車からの有害な水撃干
渉は運転点がＳ字特性に接近してdQ1／dN1の勾配が立っ
てきた場合や、Ｓ字特性に突入し、特にこれを流量減少
方向に辿っている時である。後者の検出方法については
特公昭63−21033 号等で提案されている。前者について
は（Ｎ１＞案内羽根毎に決めた所定値Ｎ１）や（ｄＱ１
／ｄＮ１の絶対値が案内羽根毎に決めた所定値より大）
等の検出方法が考えられる。
【００５７】上述の実施例では、管路を共有する複数の
ポンプ水車の全てが回転速度上昇検出装置を備えている
が、少ない台数（例えば、２台までとか３台までとか）
ならば前述の有害な水撃干渉を許容できる場合には、特
定号機だけに装備させ全台には装備しない方法もありう
る。
ポンプ水車の全てが回転速度上昇検出装置を備えている
が、少ない台数（例えば、２台までとか３台までとか）
ならば前述の有害な水撃干渉を許容できる場合には、特
定号機だけに装備させ全台には装備しない方法もありう
る。
【００５８】もちろん、本発明には自号機の案内羽根開
度応答緩閉鎖レート制限のバックアップと他号機からの
有害な水撃干渉回避の２つの大きな作用を合わせ備える
という狙いがあることを考えれば、上述の特定号機のみ
に装備するケースでは前者の効果が期待できる号機が限
られることは覚悟すべきである。
度応答緩閉鎖レート制限のバックアップと他号機からの
有害な水撃干渉回避の２つの大きな作用を合わせ備える
という狙いがあることを考えれば、上述の特定号機のみ
に装備するケースでは前者の効果が期待できる号機が限
られることは覚悟すべきである。
【００５９】なお、図４の３２−Ａ，３２−Ｂ等の回転
速度上昇検出装置は、ガバナ（図３の補助サーボモータ
ーを制御する）とは全く独立させ、信頼性を高めるのが
よい。
速度上昇検出装置は、ガバナ（図３の補助サーボモータ
ーを制御する）とは全く独立させ、信頼性を高めるのが
よい。
【００６０】さらに、図９〜図１１の動特性解析例によ
ってさらに詳しく説明する。
ってさらに詳しく説明する。
【００６１】図９は解析の対象となるプラントの管路構
成図である。１０１は上池、１０２は上池側管路の２台
共通部分、１０４α，１０４βは上池側管路の各号機分
岐部分、１０５α，１０５βは各号機の下池側管路、１
０７は下池、α，βは同一仕様の可変速ポンプ水車をそ
れぞれ示す。尚、両ポンプ水車共に水車運転領域にＳ字
特性を有する。
成図である。１０１は上池、１０２は上池側管路の２台
共通部分、１０４α，１０４βは上池側管路の各号機分
岐部分、１０５α，１０５βは各号機の下池側管路、１
０７は下池、α，βは同一仕様の可変速ポンプ水車をそ
れぞれ示す。尚、両ポンプ水車共に水車運転領域にＳ字
特性を有する。
【００６２】図１０，図１１はこれら２台の可変速ポン
プ水車が発電運転（水車運転）中に１０秒の時間差をお
いて相次いで負荷遮断される場合の各号機の挙動解析を
示す。
プ水車が発電運転（水車運転）中に１０秒の時間差をお
いて相次いで負荷遮断される場合の各号機の挙動解析を
示す。
【００６３】図１０は従来技術による場合で図１１は本
発明を採用した場合を示す。
発明を採用した場合を示す。
【００６４】先ず図１０を説明する。最初に負荷遮断さ
れるのはα号機である。遮断と同時に回転速度Ｎαが上
昇する。これに図示してないガバナが応答して案内羽根
Ｙαは図のように急閉鎖される。案内羽根Ｙα＜所定開
度Ｙαａとなれば案内羽根開度応答腰折が動作し、案内
羽根閉鎖速度が図のようにスローダウンする。結果的に
α号機の上池側管路のα号機端の水圧Ｈｐαが図のよう
に上昇する。もちろん、時点ｔ０からｔ１のＨｐαの急
上昇は自号機の案内羽根Ｙαの急閉鎖によるものであ
る。ところで２波目のピークは自号機の運転点がＳ字特
性を流量減少方向に辿り下っている影響と後述の他号機
（β機）の案内羽根急閉鎖の影響が相乗した結果であ
る。Ｓ字特性を流量減少方向に辿り下っていることはＮ
αのカーブで確認できる。すなわち、この時は丁度Ｎα
が下降に転じた時でｄＮ／ｄｔ＜０，ｄ2Ｎ／ｄｔ2＜０
である。ところで水圧Ｈｐαの変動は管路１０４α，１
０４βを介してβ号機にも伝えられるので、β号機の上
池側管路のβ号機端の水圧Hpβも図のように変動する。
Ｈｐβの１波目のピークはα号機からの水撃干渉による
ものであるので、Ｈｐαの１波目ピークより若干低くな
る。なお、図示してないが、α，β両機ともに可変速機
で、比較的応答の遅い回転速度ガバナ制御が常時生きて
いる。他号機からの水撃干渉によってＨｐβが上昇する
と、β号機の水車出力が一時的に上昇するため(なお、
この時発電機負荷は一定に制御されている)β機の回転
速度も若干上昇し、これにガバナが応答してゆっくりと
β機の案内波根が閉められる。時点ｔ２になるとβ号機
も遮断される。するとβ機の回転速度Ｎβが急上昇し始
め、これにガバナが応答してβ機の案内羽根が急閉鎖さ
れる。ところで、この時、前述したようにα号機はＳ字
特性を流量減少方向に辿り下っているので、この流量絞
り効果とβ機の案内羽根による流量絞り効果が重なっ
て、Ｈｐβの第２波ピークが異常上昇する。観点を変え
て説明すると、図９において、管路１０４αの下池端で
Ｓ字による絞りが、管路１０４βの下池端で案内羽根急
閉鎖絞りがそれぞれ同時に作用することになるので、上
池側管路共通部分１０２の減速度が上がり異常水撃が発
生することはむしろ当然である。なお、この場合、管路
１０４βの下池端の案内羽根急閉鎖絞り効果の方が管路
１０４αの下池端のＳ字絞り効果より強いため、Ｈｐβ
の第２波ピークの方がＨｐαの第２波ピークより高くな
っている。
れるのはα号機である。遮断と同時に回転速度Ｎαが上
昇する。これに図示してないガバナが応答して案内羽根
Ｙαは図のように急閉鎖される。案内羽根Ｙα＜所定開
度Ｙαａとなれば案内羽根開度応答腰折が動作し、案内
羽根閉鎖速度が図のようにスローダウンする。結果的に
α号機の上池側管路のα号機端の水圧Ｈｐαが図のよう
に上昇する。もちろん、時点ｔ０からｔ１のＨｐαの急
上昇は自号機の案内羽根Ｙαの急閉鎖によるものであ
る。ところで２波目のピークは自号機の運転点がＳ字特
性を流量減少方向に辿り下っている影響と後述の他号機
（β機）の案内羽根急閉鎖の影響が相乗した結果であ
る。Ｓ字特性を流量減少方向に辿り下っていることはＮ
αのカーブで確認できる。すなわち、この時は丁度Ｎα
が下降に転じた時でｄＮ／ｄｔ＜０，ｄ2Ｎ／ｄｔ2＜０
である。ところで水圧Ｈｐαの変動は管路１０４α，１
０４βを介してβ号機にも伝えられるので、β号機の上
池側管路のβ号機端の水圧Hpβも図のように変動する。
Ｈｐβの１波目のピークはα号機からの水撃干渉による
ものであるので、Ｈｐαの１波目ピークより若干低くな
る。なお、図示してないが、α，β両機ともに可変速機
で、比較的応答の遅い回転速度ガバナ制御が常時生きて
いる。他号機からの水撃干渉によってＨｐβが上昇する
と、β号機の水車出力が一時的に上昇するため(なお、
この時発電機負荷は一定に制御されている)β機の回転
速度も若干上昇し、これにガバナが応答してゆっくりと
β機の案内波根が閉められる。時点ｔ２になるとβ号機
も遮断される。するとβ機の回転速度Ｎβが急上昇し始
め、これにガバナが応答してβ機の案内羽根が急閉鎖さ
れる。ところで、この時、前述したようにα号機はＳ字
特性を流量減少方向に辿り下っているので、この流量絞
り効果とβ機の案内羽根による流量絞り効果が重なっ
て、Ｈｐβの第２波ピークが異常上昇する。観点を変え
て説明すると、図９において、管路１０４αの下池端で
Ｓ字による絞りが、管路１０４βの下池端で案内羽根急
閉鎖絞りがそれぞれ同時に作用することになるので、上
池側管路共通部分１０２の減速度が上がり異常水撃が発
生することはむしろ当然である。なお、この場合、管路
１０４βの下池端の案内羽根急閉鎖絞り効果の方が管路
１０４αの下池端のＳ字絞り効果より強いため、Ｈｐβ
の第２波ピークの方がＨｐαの第２波ピークより高くな
っている。
【００６５】なお、時点ｔ３でβ機の案内羽根腰折が入
る。これ以降では両機共、腰折が作動し、案内羽根閉鎖
速度が制限されているので、α機がＳ字絞りを継続して
いても、β機がＳ字絞りを始めても、前述のような悪条
件の相乗効果は起きないので、Ｈｐα，Ｈｐβ共に異常
になることはない。
る。これ以降では両機共、腰折が作動し、案内羽根閉鎖
速度が制限されているので、α機がＳ字絞りを継続して
いても、β機がＳ字絞りを始めても、前述のような悪条
件の相乗効果は起きないので、Ｈｐα，Ｈｐβ共に異常
になることはない。
【００６６】図１１は本発明を採用した場合の解析を示
す。すなわち、α機の回転速度Ｎα＞Ｎαａになった
ら、β号機の案内羽根腰折を掛けるようになっている。
このため、β号機が時点ｔ２で負荷遮断されても、β号
機の案内羽根は急速には閉鎖されない。時点ｔ４になっ
て、上記号機跨ぎ腰折が外れてから急速閉鎖を開始す
る。ただし、この場合はすぐ自号機の案内羽根開度応答
腰折が入り再度腰折状態に戻っている。この結果、図１
０のようなＨｐβ第２波ピークの異常上昇は全く発生せ
ず、Ｈｐβの最高水圧は第１ピークで決まる。図１０で
はＨｐβの第２波ピークがＨｐβの最高水圧になってい
たことを考えると、この対策はポンプ水車や上流側管路
の設計水圧低減に大きな効果を発揮することがわかる。
なお、図１０と図１１の比較から解るように、本発明を
使うと回転速度Ｎβの上昇幅が若干増大するが、ポンプ
水車の場合には元来Ｓ字特性によって抑えられ僅かに止
まるので、一般には問題にならない。
す。すなわち、α機の回転速度Ｎα＞Ｎαａになった
ら、β号機の案内羽根腰折を掛けるようになっている。
このため、β号機が時点ｔ２で負荷遮断されても、β号
機の案内羽根は急速には閉鎖されない。時点ｔ４になっ
て、上記号機跨ぎ腰折が外れてから急速閉鎖を開始す
る。ただし、この場合はすぐ自号機の案内羽根開度応答
腰折が入り再度腰折状態に戻っている。この結果、図１
０のようなＨｐβ第２波ピークの異常上昇は全く発生せ
ず、Ｈｐβの最高水圧は第１ピークで決まる。図１０で
はＨｐβの第２波ピークがＨｐβの最高水圧になってい
たことを考えると、この対策はポンプ水車や上流側管路
の設計水圧低減に大きな効果を発揮することがわかる。
なお、図１０と図１１の比較から解るように、本発明を
使うと回転速度Ｎβの上昇幅が若干増大するが、ポンプ
水車の場合には元来Ｓ字特性によって抑えられ僅かに止
まるので、一般には問題にならない。
【００６７】この解析例は上流側管路の異常水撃干渉の
例であるが、下池側管路が分岐されている場合には下池
側管路の異常水撃干渉対策になることは当然である。
例であるが、下池側管路が分岐されている場合には下池
側管路の異常水撃干渉対策になることは当然である。
【００６８】
【発明の効果】本発明の効果は以上から明らかである。
すなわち、管路を共有する複数台のポンプ水車間で起き
るＳ字特性絡みの有害な水撃干渉を解消又は大幅に軽減
できること。さらに、自号機の案内羽根開度応答緩閉鎖
レート制限のバックアップも兼ねて達成できること。管
路を共有する他号機からの有害な水撃干渉問題を解消し
たことによって、現地では複数台のポンプ水車が相次い
で負荷遮断される時間差遮断の試験は不要になること
（同時遮断だけで管理すればよくなること、従って、案
内羽根閉鎖パターンは単機全負荷遮断時に決めることが
できること）、管路を共有する他号機からの有害な水撃
干渉問題を解消したことによって、最大の水撃を発生す
るケースは全台同時全負荷遮断時に限定できるため、上
池側管路水圧上昇や下池側管路水圧低下幅縮減のために
より合理的な案内羽根閉鎖パターンの設定が可能になっ
たこと。具体的には図６の点線のような２波目のピーク
を高くするケースも含めて、最大変動幅縮小に努めれば
よいことになった。このため、全台同時全負荷遮断時の
水撃変動幅をかなり大幅に縮小できる可能性が出てきた
こと。これは、上池側管路はもちろん、ポンプ水車自身
の設計水圧を下げられること、下池水位に対するポンプ
水車据付位置の差（吸い出し高さ）を下げられること、
すなわち、土木掘削量を下げられることを意味する。こ
のように効果甚大であるのに、コストアップはほとんど
１個の回転速度上昇検出装置追加だけで済み極めて経済
的であること、等が挙げられる。
すなわち、管路を共有する複数台のポンプ水車間で起き
るＳ字特性絡みの有害な水撃干渉を解消又は大幅に軽減
できること。さらに、自号機の案内羽根開度応答緩閉鎖
レート制限のバックアップも兼ねて達成できること。管
路を共有する他号機からの有害な水撃干渉問題を解消し
たことによって、現地では複数台のポンプ水車が相次い
で負荷遮断される時間差遮断の試験は不要になること
（同時遮断だけで管理すればよくなること、従って、案
内羽根閉鎖パターンは単機全負荷遮断時に決めることが
できること）、管路を共有する他号機からの有害な水撃
干渉問題を解消したことによって、最大の水撃を発生す
るケースは全台同時全負荷遮断時に限定できるため、上
池側管路水圧上昇や下池側管路水圧低下幅縮減のために
より合理的な案内羽根閉鎖パターンの設定が可能になっ
たこと。具体的には図６の点線のような２波目のピーク
を高くするケースも含めて、最大変動幅縮小に努めれば
よいことになった。このため、全台同時全負荷遮断時の
水撃変動幅をかなり大幅に縮小できる可能性が出てきた
こと。これは、上池側管路はもちろん、ポンプ水車自身
の設計水圧を下げられること、下池水位に対するポンプ
水車据付位置の差（吸い出し高さ）を下げられること、
すなわち、土木掘削量を下げられることを意味する。こ
のように効果甚大であるのに、コストアップはほとんど
１個の回転速度上昇検出装置追加だけで済み極めて経済
的であること、等が挙げられる。
【図１】本発明の実施例を示す機能図である。
【図２】本発明の対象となる管路を共有する複数台ポン
プ水車の例を示す図である。
プ水車の例を示す図である。
【図３】本発明の実施例で二次配圧弁周りの機構を示す
図である。
図である。
【図４】本発明の実施例で各種ソレノイドの回路図であ
る。
る。
【図５】本発明を採用したポンプ水車の負荷遮断時の挙
動例を示す図である。
動例を示す図である。
【図６】従来技術によるポンプ水車の負荷遮断時の挙動
例を示す図である。
例を示す図である。
【図７】従来技術によるポンプ水車の負荷遮断時の他の
挙動例と本発明の回転速度上昇検出装置の設定方法を兼
ねた図である。
挙動例と本発明の回転速度上昇検出装置の設定方法を兼
ねた図である。
【図８】ポンプ水車のＳ字特性を示す図である。
【図９】解析例の対象プラントの管路構成図である。
【図１０】図９のプラントに従来技術を適用した時の動
特性解析結果である。
特性解析結果である。
【図１１】図９のプラントに本発明の技術を適用した時
の動特性解析結果である。
の動特性解析結果である。
Claims (20)
- 【請求項１】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水車
端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水車
と共有し、個々に案内羽根を有し、負荷遮断時には、前
記案内羽根を最初は比較的急速に、その後は少なくとも
一度、所定の緩閉鎖に移行する多段閉鎖を採用している
複数台のポンプ水車において、前記複数台ポンプ水車の
内少なくとも第一のポンプ水車が、回転速度上昇検出装
置を備え、前記第一のポンプ水車の回転速度が定格速度
より高い第二の所定値を超えたことを検出した時には、
前記複数台ポンプ水車中、前記第一のポンプ水車以外の
少なくとも１台にも指令を送り、該ポンプ水車の前記緩
閉鎖移行後と同等速度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速
度を制限するようにしたことを特徴とするポンプ水車。 - 【請求項２】電力系統に接続された通常の発電運転中に
起こり得る回転速度変動幅より上に前記第二の所定値を
設定するようにした請求項１のポンプ水車。 - 【請求項３】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水車
端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水車
と共有し、個々に案内羽根を有し、負荷遮断時には、前
記案内羽根を最初は比較的急速に、その後は少なくとも
一度、所定の緩閉鎖に移行する多段閉鎖を採用している
複数台のポンプ水車において、該複数台ポンプ水車の内
少なくとも第一のポンプ水車が、少なくとも回転速度を
入力とする検出装置を備え、前記検出装置が前記第一の
ポンプ水車がＳ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０となる特
性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車
流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）の影響を受ける範
囲にあることを検出した時には、前記複数台ポンプ水車
中、前記第一のポンプ水車以外の少なくとも１台にも指
令を送り、該ポンプ水車の前記緩閉鎖移行後と同等速度
またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制限するようにし
たことを特徴とするポンプ水車。 - 【請求項４】請求項１において、前記複数台ポンプ水車
が各々に、案内羽根が所定開度以下になった時に信号を
出力する案内羽根開度検出手段と、ガバナーの演算部か
ら与えられた目標開度とそのときの案内羽根開度の偏差
に基づいて案内羽根を開閉制御する案内羽根制御手段
と、前記案内羽根開度検出手段が動作していない時、案
内羽根の閉鎖速度の上限を第三の所定値に制限する第三
の制限手段と、該案内羽根開度検出手段が動作している
時、案内羽根の閉鎖速度の上限を前記第三の所定値より
低い第四の所定値に制限する第四の制限手段を有し、他
方、前記第一のポンプ水車は回転速度が定格速度より高
い第二の所定値以上になった時信号を出力する回転速度
上昇検出装置を有し、前記回転速度上昇検出装置が信号
を出力している時は、前記第一のポンプ水車以外の少な
くとも１台のポンプ水車にも指令を送り、該ポンプ水車
の案内羽根の閉鎖速度の上限を前記第四の所定値かその
近傍の第五の所定値に制限する第五の制限手段を有する
ことを特徴とする管路を共有する複数のポンプ水車。 - 【請求項５】案内羽根を開閉する油圧サーボモータに供
給する圧油の流量を制御する配圧弁の弁軸の閉方向変位
を機械的に制限することによって前記第三，第四，第五
の案内羽根閉鎖速度制限を行うことを特徴とする請求項
４に記載の管路を共有する複数のポンプ水車。 - 【請求項６】前記回転速度上昇検出装置は前記案内羽根
制御手段に目標開度信号を与えるガバナーの回転速度検
出部とは全く独立の装置とした請求項４に記載の管路を
共有する複数のポンプ水車。 - 【請求項７】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水車
端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水車
と共有し、個々には、案内羽根を有し、しかも、負荷遮
断時には、前記案内羽根を最初は比較的急速に、その後
は少なくとも一度、所定の緩閉鎖に移行する多段閉鎖を
採用している複数台のポンプ水車に関し、前記複数台ポ
ンプ水車が個々に、回転速度上昇検出装置を備え、回転
速度が定格速度より高い第二の所定値を超えたことを検
出した時には、当該ポンプ水車以外のポンプ水車にも指
令を送り、いずれも前記緩閉鎖移行後と同等速度または
それ以下に案内羽根閉鎖速度を制限するようにしたこと
を特徴とする管路を共有する複数のポンプ水車。 - 【請求項８】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水車
端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水車
と共有し、個々には、Ｓ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０と
なる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑ
は水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）を有し、案
内羽根を備え、しかも、単機で全負荷遮断された時、案
内羽根を最初は急速に、その後は少なくとも一度、所定
の緩閉鎖に移行する多段閉鎖を採用し、前記急速閉鎖中
に生ずる上池側管路水圧ピーク値と当該ポンプ水車が回
転速度のピークを迎えた直後にＳ字特性の影響で作る上
池側管路水圧のもう一つのピーク値を比較して、後者が
前者と同等か又は高くなるように前記急速閉鎖速度，前
記緩閉鎖速度，急速閉鎖から緩閉鎖への移行条件を設定
した複数台のポンプ水車において、前記複数台ポンプ水
車の内少なくとも第一のポンプ水車が、回転速度上昇検
出装置を備え、前記第一のポンプ水車の回転速度が定格
速度より高い第二の所定値を超えたことを検出した時
に、前記複数台ポンプ水車中、前記第一のポンプ水車以
外の少なくとも１台にも指令を送り、それらについて前
記緩閉鎖移行後と同等速度またはそれ以下に案内羽根閉
鎖速度を制限するようにしたことを特徴とする管路を共
有する複数のポンプ水車。 - 【請求項９】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水車
端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水車
と共有し、個々には、Ｓ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０と
なる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑ
は水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）を有し、案
内羽根を備え、しかも、単機で全負荷遮断された時、案
内羽根を最初は急速に、その後は少なくとも一度、所定
の緩閉鎖に移行する多段閉鎖を採用し、前記急速閉鎖中
に生ずる上池側管路水圧ピーク値と当該ポンプ水車が回
転速度のピークを迎えた直後にＳ字特性の影響よりなる
上池側管路水圧のもう一つのピーク値を比較して、後者
が前者と同等か又は高くなるように前記急速閉鎖速度，
前記緩閉鎖速度，急速閉鎖から緩閉鎖への移行条件を設
定した複数台のポンプ水車において、前記複数台ポンプ
水車の内少なくとも第一のポンプ水車が、少なくとも回
転速度を入力とする検出装置を備え、前記検出装置が前
記第一のポンプ水車がＳ字特性の影響を受ける範囲にあ
ることを検出した時には、前記複数台ポンプ水車中、前
記第一のポンプ水車以外の少なくとも１台にも指令を送
り、それらについて前記緩閉鎖移行後と同等速度または
それ以下に案内羽根閉鎖速度を制限するようにしたこと
を特徴とする管路を共有する複数のポンプ水車。 - 【請求項１０】請求項３において、前記複数台ポンプ水
車が各々に、案内羽根が所定開度以下になった時に信号
を出力する案内羽根開度検出手段と、ガバナーの演算部
から与えられた目標開度とその時の案内羽根開度の偏差
に基づいて案内羽根を開閉制御する案内羽根制御手段
と、前記案内羽根開度検出手段が動作していない時、案
内羽根の閉鎖速度の上限を第三の所定値に制限する第三
の制限手段と、該案内羽根開度検出手段が動作している
時、案内羽根の閉鎖速度の上限を前記第三の所定値より
低い第四の所定値に制限する第四の制限手段を有し、他
方、該複数台ポンプ水車の内少なくとも第一のポンプ水
車が、少なくとも回転速度を入力とする検出装置を備
え、前記検出装置が前記第一のポンプ水車がＳ字特性
（ｄＱ１／ｄＮ１＞０となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√
Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈ
は有効落差）の影響を受ける範囲にあることを検出した
時には、前記複数台ポンプ水車中、前記第一のポンプ水
車以外の少なくとも１台に指令を送り、それらについて
案内羽根の閉鎖速度の上限を前記第四の所定値かその近
傍の第五の所定値に制限する第五の制限手段を有するこ
とを特徴とする管路を共有する複数のポンプ水車。 - 【請求項１１】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水
車端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水
車と共有し、個々には、Ｓ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０
となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、
Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）を有し、
案内羽根を備え、しかも、単機で全負荷遮断された時、
案内羽根を最初は急速に、その後は少なくとも一度、所
定の緩閉鎖に移行する多段閉鎖を採用し、前記急速閉鎖
中に生ずる上池側管路水圧ピーク値と当該ポンプ水車が
回転速度のピークを迎えた直後にＳ字特性の影響で作る
上池側管路水圧のもう一つのピーク値を比較して、後者
が前者と同等か又は高くなるように前記急速閉鎖速度，
前記緩閉鎖速度，急速閉鎖から緩閉鎖への移行条件を設
定した複数台のポンプ水車において、前記複数台ポンプ
水車が個々に、回転速度上昇検出装置を備え、回転速度
が定格速度より高い所定値を超えたか否かを個々に監視
し、ＹＥＳの場合には当該ポンプ水車以外のポンプ水車
にも指令を送り、いずれも、前記緩閉鎖移行後と同等速
度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制限するように
したことを特徴とする管路を共有する複数のポンプ水
車。 - 【請求項１２】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水
車端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水
車と共有し、個々には、案内羽根を有し、しかも、前記
案内羽根が全負荷かそれに近い大負荷遮断時には、最初
は比較的急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉
鎖に移行する多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水
車において、前記複数台ポンプ水車が個々に、少なくと
も回転速度を入力とする検出装置を備え、各ポンプ水車
がＳ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０となる特性。但し、Ｑ
１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車流量、Ｎは回
転速度、Ｈは有効落差）の影響を受ける範囲に入ったか
否かを個々に監視し、ＹＥＳの場合には当該ポンプ水車
以外のポンプ水車にも指令を送り、いずれも前記緩閉鎖
移行後と同等速度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を
制限するようにしたことを特徴とする管路を共有する複
数のポンプ水車。 - 【請求項１３】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水
車端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水
車と共有し、個々には、Ｓ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０
となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、
Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）を有し、
案内羽根を備え、しかも、単機で全負荷遮断された時、
案内羽根を最初は急速に、その後は少なくとも一度、所
定の緩閉鎖に移行する多段閉鎖を採用し、前記急速閉鎖
中に生ずる上池側管路水圧ピーク値と当該ポンプ水車が
回転速度のピークを迎えた直後にＳ字特性の影響で作る
上池側管路水圧のもう一つのピーク値を比較して、後者
が前者と同等か又は高くなるように前記急速閉鎖速度，
前記緩閉鎖速度，急速閉鎖から緩閉鎖への移行条件を設
定した複数台のポンプ水車において、前記複数台ポンプ
水車が個々に、回転速度上昇検出装置を備え、回転速度
が定格速度より高い所定値を超えたか否かを個々に監視
し、ＹＥＳの場合には当該ポンプ水車以外のポンプ水車
にも指令を送り、いずれも、前記緩閉鎖移行後と同等速
度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制限するように
したことを特徴とする管路を共有する複数のポンプ水
車。 - 【請求項１４】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水
車端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水
車と共有し、個々には、Ｓ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０
となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、
Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）を有し、
案内羽根を備え、しかも、単機で全負荷遮断された時、
案内羽根を最初は急速に、その後は少なくとも一度、所
定の緩閉鎖に移行する多段閉鎖を採用し、前記急速閉鎖
中に生ずる上池側管路水圧ピーク値と当該ポンプ水車が
回転速度のピークを迎えた直後にＳ字特性の影響で作る
上池側管路水圧のもう一つのピーク値を比較して、後者
が前者と同等か又は高くなるように前記急速閉鎖速度，
前記緩閉鎖速度，急速閉鎖から緩閉鎖への移行条件を設
定した複数台のポンプ水車において、前記複数台ポンプ
水車が個々に、少なくとも回転速度を入力とする検出装
置を備え、各ポンプ水車がＳ字特性の影響を受ける範囲
に入ったか否かを個々に監視し、ＹＥＳの場合には当該
ポンプ水車以外のポンプ水車にも指令を送り、いずれ
も、前記緩閉鎖移行後と同等速度またはそれ以下に案内
羽根閉鎖速度を制限するようにしたことを特徴とする管
路を共有する複数のポンプ水車。 - 【請求項１５】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水
車端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水
車と共有し、個々には、案内羽根を有し、しかも、前記
案内羽根が全負荷かそれに近い大負荷遮断時には、最初
は比較的急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉
鎖に移行する多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水
車において、前記複数台ポンプ水車の内少なくとも第一
のポンプ水車が、回転速度上昇検出装置を備え、前記第
一のポンプ水車の回転速度が定格速度より高い第二の所
定値を超えたことを検出した時には、当該ポンプ水車の
案内羽根閉鎖速度を前記緩閉鎖移行後と同等速度または
それ以下に制限する一方、前記第一のポンプ水車以外の
少なくとも１台にも指令を送り、それらについても前記
緩閉鎖移行後と同等速度またはそれ以下に案内羽根閉鎖
速度を制限するようにしたことを特徴とする管路を共有
する複数のポンプ水車。 - 【請求項１６】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水
車端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水
車と共有し、個々には、案内羽根を有し、しかも、前記
案内羽根が全負荷かそれに近い大負荷遮断時には、最初
は比較的急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉
鎖に移行する多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水
車において、該複数台ポンプ水車の内少なくとも第一の
ポンプ水車が、少なくとも回転速度を入力とする検出装
置を備え、前記検出装置が前記第一のポンプ水車がＳ字
特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ
／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車流量、Ｎは回転速
度、Ｈは有効落差）の影響を受ける範囲にあることを検
出した時には、当該ポンプ水車の案内羽根閉鎖速度を前
記緩閉鎖移行後と同等速度またはそれ以下に制限する一
方、前記第一のポンプ水車以外の少なくとも１台にも指
令を送り、それらについても前記緩閉鎖移行後と同等速
度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制限するように
したことを特徴とする管路を共有する複数のポンプ水
車。 - 【請求項１７】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水
車端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水
車と共有し、個々には、案内羽根を有し、しかも、前記
案内羽根が全負荷かそれに近い大負荷遮断時には、最初
は比較的急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉
鎖に移行する多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水
車において、他号ポンプ水車の内少なくとも第一のポン
プ水車の回転速度が定格速度より高い第二の所定値を超
えたことを検出した時には、その検出信号を受けて、自
号ポンプ水車の案内羽根閉鎖速度を前記緩閉鎖移行後と
同等速度またはそれ以下に制限するようにしたことを特
徴とする管路を共有するポンプ水車。 - 【請求項１８】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水
車端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水
車と共有し、個々には、案内羽根を有し、しかも、前記
案内羽根が全負荷かそれに近い大負荷遮断時には、最初
は比較的急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉
鎖に移行する多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水
車において、該複数台ポンプ水車の内少なくとも第一の
ポンプ水車が少なくともＳ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０
となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、
Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）を流量減
少方向に辿りつつある時には、前記複数台ポンプ水車
中、前記第一のポンプ水車以外の少なくとも１台も前記
緩閉鎖移行後と同等速度またはそれ以下に案内羽根閉鎖
速度を制限するようにしたことを特徴とする管路を共有
する複数のポンプ水車。 - 【請求項１９】上池側管路又は下池側管路が、ポンプ水
車端近くで分岐されていて、分岐点以遠を他のポンプ水
車と共有し、個々には、案内羽根を有し、しかも、前記
案内羽根が全負荷かそれに近い大負荷遮断時には、最初
は比較的急速に、その後は少なくとも一度、所定の緩閉
鎖に移行する多段閉鎖を採用している複数台のポンプ水
車において、該複数台ポンプ水車の内少なくとも第一の
ポンプ水車が少なくともＳ字特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０
となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、
Ｑは水車流量、Ｎは回転速度、Ｈは有効落差）を流量減
少方向に辿りつつあることを検出するＳ字下り検出器を
備え、前記Ｓ字下り検出器が動作した時には、前記複数
台ポンプ水車中、前記第一のポンプ水車以外の少なくと
も１台にも指令を送り、それらについて前記緩閉鎖移行
後と同等速度またはそれ以下に案内羽根閉鎖速度を制限
するようにしたことを特徴とする管路を共有する複数の
ポンプ水車。 - 【請求項２０】請求項１８において、第一のポンプ水車
がｄＮ／ｄｔ＜０とｄ２Ｎ／ｄｔ２＜０の＆条件でＳ字
特性（ｄＱ１／ｄＮ１＞０となる特性。但し、Ｑ１＝Ｑ
／√Ｈ，Ｎ１＝Ｎ／√Ｈ、Ｑは水車流量、Ｎは回転速
度、Ｈは有効落差）を流量減少方向に辿りつつあること
を検出するＳ字下り検出器を備え、前記Ｓ字下り検出器
が動作した時には、前記複数台ポンプ水車中、前記第一
のポンプ水車以外の少なくとも１台にも指令を送り、そ
れらについて前記緩閉鎖移行後と同等速度またはそれ以
下に案内羽根閉鎖速度を制限するようにしたことを特徴
とする管路を共有する複数のポンプ水車。
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