JPH1182279A - カプラン水車用調速制御装置 - Google Patents
カプラン水車用調速制御装置Info
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- JPH1182279A JPH1182279A JP9244914A JP24491497A JPH1182279A JP H1182279 A JPH1182279 A JP H1182279A JP 9244914 A JP9244914 A JP 9244914A JP 24491497 A JP24491497 A JP 24491497A JP H1182279 A JPH1182279 A JP H1182279A
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- 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
Landscapes
- Hydraulic Turbines (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 負荷遮断などによる水車の過速時に水車・発
電機の速度上昇率δnを適確に抑制できるカプラン水車
用調速制御装置を提供する。 【解決手段】 水車及び水理系１に調速制御部３からＧ
Ｖ制御系列（ＧＶコンバータ５、ＧＶ配圧弁６、ＧＶサ
ーボモータ７など）とＲＶ制御系列（ＲＶコンバータ１
０、ＲＶ配圧弁１１、ＲＶサーボモータ１２など）を経
て制御信号を送る。両制御系列間にＧＶ−ＲＶ連動制御
部９を設ける。水車の過速を検出する過速検出部１４を
設け、過速検出時に過速度信号を過速抑制信号発生部１
７に与えると、その発生部１７からの過速抑制信号がＧ
Ｖ−ＲＶ連動制御部９へ送出される。これにより、水車
の過速検出時に連動制御をロックするとともにＲＶを開
方向へ制御して、高効率運転状態から離脱させ、水車・
発電機の速度上昇率δnを抑制する。
電機の速度上昇率δnを適確に抑制できるカプラン水車
用調速制御装置を提供する。 【解決手段】 水車及び水理系１に調速制御部３からＧ
Ｖ制御系列（ＧＶコンバータ５、ＧＶ配圧弁６、ＧＶサ
ーボモータ７など）とＲＶ制御系列（ＲＶコンバータ１
０、ＲＶ配圧弁１１、ＲＶサーボモータ１２など）を経
て制御信号を送る。両制御系列間にＧＶ−ＲＶ連動制御
部９を設ける。水車の過速を検出する過速検出部１４を
設け、過速検出時に過速度信号を過速抑制信号発生部１
７に与えると、その発生部１７からの過速抑制信号がＧ
Ｖ−ＲＶ連動制御部９へ送出される。これにより、水車
の過速検出時に連動制御をロックするとともにＲＶを開
方向へ制御して、高効率運転状態から離脱させ、水車・
発電機の速度上昇率δnを抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水力発電所に設置
するカプラン水車の調速制御装置に関する。
するカプラン水車の調速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のカプラン水車用調速制御装置の一
例のブロック線図を図４に示す。図中、１は水車及び水
理系、２は速度設定部、３は調速制御部、４は開度／開
閉指令部、５はＧＶ（ガイドベーン；案内羽根）コンバ
ータ、６はＧＶ配圧弁、７はＧＶサーボモータ、８はＧ
Ｖ復原部であって、前記水車及び水理系１の回転速度検
出信号（検出値）を前記速度設定部２の出力信号（速度
設定値）と突き合わせ、更にその差と前記復原部８の出
力信号を突き合わせて前記調速制御部３の入力としてい
る。
例のブロック線図を図４に示す。図中、１は水車及び水
理系、２は速度設定部、３は調速制御部、４は開度／開
閉指令部、５はＧＶ（ガイドベーン；案内羽根）コンバ
ータ、６はＧＶ配圧弁、７はＧＶサーボモータ、８はＧ
Ｖ復原部であって、前記水車及び水理系１の回転速度検
出信号（検出値）を前記速度設定部２の出力信号（速度
設定値）と突き合わせ、更にその差と前記復原部８の出
力信号を突き合わせて前記調速制御部３の入力としてい
る。
【０００３】９´はＧＶ（案内羽根）−ＲＶ（ランナベ
ーン；ランナ羽根）連動制御部、１０はＲＶコンバー
タ、１１はＲＶ配圧弁、１２はＲＶサーボモータ、１３
はＲＶ復原部であって、このＲＶ復原部１３の出力信号
を前記調速制御部３の出力信号と突き合わせ、その差を
前記ＧＶ−ＲＶ連動制御部９´の入力としている。
ーン；ランナ羽根）連動制御部、１０はＲＶコンバー
タ、１１はＲＶ配圧弁、１２はＲＶサーボモータ、１３
はＲＶ復原部であって、このＲＶ復原部１３の出力信号
を前記調速制御部３の出力信号と突き合わせ、その差を
前記ＧＶ−ＲＶ連動制御部９´の入力としている。
【０００４】従来のカプラン水車用調速制御装置の他の
例のブロック線図を図５に示す。この例は、ＧＶ、ＲＶ
制御系列の復原部８、１３の出力信号を突き合わせてそ
の差を前記ＧＶ−ＲＶ連動制御部９´の入力とした点が
図４と異なる。
例のブロック線図を図５に示す。この例は、ＧＶ、ＲＶ
制御系列の復原部８、１３の出力信号を突き合わせてそ
の差を前記ＧＶ−ＲＶ連動制御部９´の入力とした点が
図４と異なる。
【０００５】両例では、調速制御部３の出力信号を開度
／開閉指令部４、ＧＶコンバータ５、ＧＶ配圧弁６、Ｇ
Ｖサーボモータ７のＧＶ制御系列に与えるとともに、Ｇ
Ｖ−ＲＶ連動制御部９´を介してＲＶコンバータ１０、
ＲＶ配圧弁１１、ＲＶサーボモータ１２のＲＶ制御系列
にも与えている。つまり、ＧＶとＲＶの連動制御により
高効率での運転を行うようにしている。ＧＶとＲＶの連
動制御により高効率運転を実現できることは、図６及び
図７から理解される。図６はＧＶサーボモータストロー
ク（ＧＶ開度）と水車出力の関係をＲＶ開度をパラメー
タとして表した特性図、図７はＧＶサーボモータストロ
ーク（ＧＶ開度）と水車効率の関係をＲＶ開度をパラメ
ータとして表した特性図である。
／開閉指令部４、ＧＶコンバータ５、ＧＶ配圧弁６、Ｇ
Ｖサーボモータ７のＧＶ制御系列に与えるとともに、Ｇ
Ｖ−ＲＶ連動制御部９´を介してＲＶコンバータ１０、
ＲＶ配圧弁１１、ＲＶサーボモータ１２のＲＶ制御系列
にも与えている。つまり、ＧＶとＲＶの連動制御により
高効率での運転を行うようにしている。ＧＶとＲＶの連
動制御により高効率運転を実現できることは、図６及び
図７から理解される。図６はＧＶサーボモータストロー
ク（ＧＶ開度）と水車出力の関係をＲＶ開度をパラメー
タとして表した特性図、図７はＧＶサーボモータストロ
ーク（ＧＶ開度）と水車効率の関係をＲＶ開度をパラメ
ータとして表した特性図である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来例では、常時連動
制御を行っているため、負荷遮断などで水車が過速度に
なった時にもＧＶの閉動作に追随してＲＶの閉動作が行
われる。この結果、水車の高効率運転状態（実際には、
ＧＶ閉鎖時間に比べＲＶ閉鎖時間が遅いため、高効率運
転状態から若干外れる）が維持されるため、図３に実線
で示すように水車・発電機の速度上昇率δnが大きくな
る、といった不具合が生じる。
制御を行っているため、負荷遮断などで水車が過速度に
なった時にもＧＶの閉動作に追随してＲＶの閉動作が行
われる。この結果、水車の高効率運転状態（実際には、
ＧＶ閉鎖時間に比べＲＶ閉鎖時間が遅いため、高効率運
転状態から若干外れる）が維持されるため、図３に実線
で示すように水車・発電機の速度上昇率δnが大きくな
る、といった不具合が生じる。
【０００７】そこで本発明は、上記課題を解決し、負荷
遮断などによる水車の過速時に水車・発電機の速度上昇
率δnを適確に抑制できるカプラン水車用調速制御装置
を提供することを目的とする。
遮断などによる水車の過速時に水車・発電機の速度上昇
率δnを適確に抑制できるカプラン水車用調速制御装置
を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＧＶ制御系列
とＲＶ制御系列との間にＧＶ−ＲＶ連動制御部を設けた
カプラン水車用調速制御装置において、水車の過速を検
出する過速検出部と過速抑制信号発生部とを設け、過速
検出時に過速度信号が過速抑制信号発生部に入力される
と、その信号発生部から過速抑制信号が前記ＧＶ−ＲＶ
連動制御部へ供給され、ＲＶを開方向動作させることに
よって水車のトルクを減じて、水車の過速を抑制するよ
うにしたことを特徴とする。
とＲＶ制御系列との間にＧＶ−ＲＶ連動制御部を設けた
カプラン水車用調速制御装置において、水車の過速を検
出する過速検出部と過速抑制信号発生部とを設け、過速
検出時に過速度信号が過速抑制信号発生部に入力される
と、その信号発生部から過速抑制信号が前記ＧＶ−ＲＶ
連動制御部へ供給され、ＲＶを開方向動作させることに
よって水車のトルクを減じて、水車の過速を抑制するよ
うにしたことを特徴とする。
【０００９】また本発明は、ＧＶ制御系列とＲＶ制御系
列との間にＧＶ−ＲＶ連動制御部を設けたカプラン水車
用調速制御装置において、水車の過速を検出する過速検
出部と過速抑制信号発生部を設け、重負荷となるＧＶ開
度一定値以上を過速検出部に加え、この検出部からの信
号によって過速抑制信号発生部から過速抑制信号を送出
したことを特徴とする。
列との間にＧＶ−ＲＶ連動制御部を設けたカプラン水車
用調速制御装置において、水車の過速を検出する過速検
出部と過速抑制信号発生部を設け、重負荷となるＧＶ開
度一定値以上を過速検出部に加え、この検出部からの信
号によって過速抑制信号発生部から過速抑制信号を送出
したことを特徴とする。
【００１０】更に本発明は、ＧＶ制御系列とＲＶ制御系
列との間にＧＶ−ＲＶ連動制御部を設けたカプラン水車
用調速制御装置において、水車の過速を、水車の回転速
度または回転速度上昇時の変化率が一定値以上となった
ことで検出し、これを単独、または重負荷となるＧＶ開
度一定値以上と共に過速抑制信号・送出条件とするよう
にしたことを特徴とする。
列との間にＧＶ−ＲＶ連動制御部を設けたカプラン水車
用調速制御装置において、水車の過速を、水車の回転速
度または回転速度上昇時の変化率が一定値以上となった
ことで検出し、これを単独、または重負荷となるＧＶ開
度一定値以上と共に過速抑制信号・送出条件とするよう
にしたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施形態のブロ
ック線図を示す。図中、１は水車及び水理系、２は速度
設定部、３は調速制御部、４は開度／開閉指令部、５は
ＧＶ（ガイドベーン；案内羽根）コンバータ、６はＧＶ
配圧弁、７はＧＶサーボモータ、８はＧＶ復原部であっ
て、前記水車及び水理系１の回転速度検出信号（検出
値）を前記速度設定部２の出力信号（速度設定値）と突
き合わせ、更にその差と前記復原部８の出力信号を突き
合わせて前記調速制御部３の入力としている。
ック線図を示す。図中、１は水車及び水理系、２は速度
設定部、３は調速制御部、４は開度／開閉指令部、５は
ＧＶ（ガイドベーン；案内羽根）コンバータ、６はＧＶ
配圧弁、７はＧＶサーボモータ、８はＧＶ復原部であっ
て、前記水車及び水理系１の回転速度検出信号（検出
値）を前記速度設定部２の出力信号（速度設定値）と突
き合わせ、更にその差と前記復原部８の出力信号を突き
合わせて前記調速制御部３の入力としている。
【００１２】９はＧＶ（案内羽根）−ＲＶ（ランナベー
ン；ランナ羽根）連動制御部、１０はＲＶコンバータ、
１１はＲＶ配圧弁、１２はＲＶサーボモータ、１３はＲ
Ｖ復原部であって、このＲＶ復原部１３の出力信号を前
記調速制御部３の出力信号と突き合わせ、その差を前記
ＧＶ−ＲＶ連動制御部９の入力としている。１４は過速
検出部で、前記水車及び水理系１の回転速度検出信号を
入力とし、過速検出時に過速度信号が過速抑制信号発生
部１７に入力される。過速抑制信号発生部１７は過速検
出部１４からの過速度信号が入力されると、出力に過速
抑制信号が送出され、その信号が前記ＧＶ−ＲＶ連動制
御部９へ供給される。
ン；ランナ羽根）連動制御部、１０はＲＶコンバータ、
１１はＲＶ配圧弁、１２はＲＶサーボモータ、１３はＲ
Ｖ復原部であって、このＲＶ復原部１３の出力信号を前
記調速制御部３の出力信号と突き合わせ、その差を前記
ＧＶ−ＲＶ連動制御部９の入力としている。１４は過速
検出部で、前記水車及び水理系１の回転速度検出信号を
入力とし、過速検出時に過速度信号が過速抑制信号発生
部１７に入力される。過速抑制信号発生部１７は過速検
出部１４からの過速度信号が入力されると、出力に過速
抑制信号が送出され、その信号が前記ＧＶ−ＲＶ連動制
御部９へ供給される。
【００１３】次に、動作について述べる。平常の回転速
度で水車１が運転されている場合は、ＧＶ−ＲＶ連動制
御部９が機能しており、ＧＶ、ＲＶの連動制御が行われ
ている。つまり、高効率運転状態となっている。
度で水車１が運転されている場合は、ＧＶ−ＲＶ連動制
御部９が機能しており、ＧＶ、ＲＶの連動制御が行われ
ている。つまり、高効率運転状態となっている。
【００１４】もし、この状態で負荷遮断が行われると、
水車１が過速度となり、これが過速検出部１４で検出さ
れる。過速度検出時に過速抑制信号発生部１７から過速
抑制信号がＧＶ−ＲＶ連動制御部９へ供給され、連動制
御がロックされるとともに、ＲＶは開方向へ制御され
る。これにより、水車１は高効率運転状態から外れ、水
車１の加速トルクは小さくなる。このため、水車・発電
機の速度上昇率δnは、図３に１点鎖線で示すように小
さな値に抑えられる。
水車１が過速度となり、これが過速検出部１４で検出さ
れる。過速度検出時に過速抑制信号発生部１７から過速
抑制信号がＧＶ−ＲＶ連動制御部９へ供給され、連動制
御がロックされるとともに、ＲＶは開方向へ制御され
る。これにより、水車１は高効率運転状態から外れ、水
車１の加速トルクは小さくなる。このため、水車・発電
機の速度上昇率δnは、図３に１点鎖線で示すように小
さな値に抑えられる。
【００１５】図２に本発明の他の実施形態のブロック線
図を示す。この実施形態では、過速検出部１５が重負荷
をも検出した時に、その信号が過速抑制信号発生部１７
に入力される。この信号が過速抑制信号発生部１７に入
力されると、出力には、過速抑制信号が送出条件とし
て、前記ＧＶ−ＲＶ連動制御部９へ供給される。
図を示す。この実施形態では、過速検出部１５が重負荷
をも検出した時に、その信号が過速抑制信号発生部１７
に入力される。この信号が過速抑制信号発生部１７に入
力されると、出力には、過速抑制信号が送出条件とし
て、前記ＧＶ−ＲＶ連動制御部９へ供給される。
【００１６】上記のように、ＧＶ開度が一定値以上の時
に重負荷と判断されるため、ＧＶ開度信号、例えば、Ｇ
Ｖ復原部８の出力信号を過速検出部１５に入力としてい
る。水車及び水理系１の回転速度検出信号を過速検出部
１５に入力とすることは、図１と同様である。
に重負荷と判断されるため、ＧＶ開度信号、例えば、Ｇ
Ｖ復原部８の出力信号を過速検出部１５に入力としてい
る。水車及び水理系１の回転速度検出信号を過速検出部
１５に入力とすることは、図１と同様である。
【００１７】この場合には、重負荷状態で負荷遮断が行
われ、水車が過速となった時のみ、過速抑制信号が連動
制御部９へ供給されて、連動制御がロックされるととも
に、ＲＶは開方向へ制御される。この結果、水車・発電
機の速度上昇率δnは小さな値に抑えられる。速度上昇
率δnの値が問題となるのは重負荷（大出力）時であ
り、制御性の改善に大いに貢献することになる。
われ、水車が過速となった時のみ、過速抑制信号が連動
制御部９へ供給されて、連動制御がロックされるととも
に、ＲＶは開方向へ制御される。この結果、水車・発電
機の速度上昇率δnは小さな値に抑えられる。速度上昇
率δnの値が問題となるのは重負荷（大出力）時であ
り、制御性の改善に大いに貢献することになる。
【００１８】なお、上記説明では水車の過速を回転速度
検出値から判断したが、水車の回転速度上昇時にその変
化率が一定値以上となったことで過速と判断するように
してもよい。
検出値から判断したが、水車の回転速度上昇時にその変
化率が一定値以上となったことで過速と判断するように
してもよい。
【００１９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、水車の過
速を検出しＧＶ−ＲＶ連動制御をロックするとともにＲ
Ｖを開方向へ制御するようにしたので、負荷遮断などに
よる水車の過速時に水車・発電機の速度上昇率δnを適
確に抑えることができるようになり、安定制御に寄与し
得る。特に、重負荷状態における負荷遮断時に有効であ
る。また、同じ速度上昇率δnを許容する場合には、発
電機の慣性モーメントを小さくすることができるため、
小形化により経済的な発電機を製作できる。
速を検出しＧＶ−ＲＶ連動制御をロックするとともにＲ
Ｖを開方向へ制御するようにしたので、負荷遮断などに
よる水車の過速時に水車・発電機の速度上昇率δnを適
確に抑えることができるようになり、安定制御に寄与し
得る。特に、重負荷状態における負荷遮断時に有効であ
る。また、同じ速度上昇率δnを許容する場合には、発
電機の慣性モーメントを小さくすることができるため、
小形化により経済的な発電機を製作できる。
【図１】本発明の一実施形態を示すブロック線図。
【図２】本発明の他の実施形態を示すブロック線図。
【図３】負荷遮断時におけるカプラン水車・発電機の速
度上昇率δnの変化を示す曲線図。
度上昇率δnの変化を示す曲線図。
【図４】従来のカプラン水車用調速制御装置の一例を示
すブロック線図。
すブロック線図。
【図５】従来のカプラン水車用調速制御装置の他の例を
示すブロック線図。
示すブロック線図。
【図６】ＧＶサーボモータストローク（ＧＶ開度）と水
車出力の関係をＲＶ開度をパラメータとして表した特性
図。
車出力の関係をＲＶ開度をパラメータとして表した特性
図。
【図７】ＧＶサーボモータストローク（ＧＶ開度）と水
車効率の関係をＲＶ開度をパラメータとして表した特性
図。
車効率の関係をＲＶ開度をパラメータとして表した特性
図。
１…水車及び水理系 ２…速度設定部 ３…調速制御部 ４…開度／開閉指令部 ５…ＧＶコンバータ ６…ＧＶ配圧弁 ７…ＧＶサーボモータ ８…ＧＶ復原部 ９…ＧＶ−ＲＶ連動制御部 １０…ＲＶコンバータ １１…ＲＶ配圧弁 １２…ＲＶサーボモータ １３…ＲＶ復原部 １４、１５…過速検出部
Claims (3)
- 【請求項１】 ＧＶ制御系列とＲＶ制御系列との間にＧ
Ｖ−ＲＶ連動制御部を設けたカプラン水車用調速制御装
置において、 水車の過速を検出する過速検出部と過速抑制信号発生部
とを設け、過速検出時に過速度信号が過速抑制信号発生
部に入力されると、その信号発生部から過速抑制信号が
前記ＧＶ−ＲＶ連動制御部へ供給され、ＲＶを開方向動
作させることによって水車のトルクを減じて、水車の過
速を抑制するようにしたことを特徴とするカプラン水車
用調速制御装置。 - 【請求項２】 重負荷となるＧＶ開度一定値以上を過速
抑制信号・送出条件として加えたことを特徴とする請求
項１に記載のカプラン水車用調速制御装置。 - 【請求項３】 水車の過速を、水車の回転速度または回
転速度上昇時の変化率が一定値以上となったことで検出
するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記
載のカプラン水車用調速制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9244914A JPH1182279A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | カプラン水車用調速制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9244914A JPH1182279A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | カプラン水車用調速制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1182279A true JPH1182279A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17125857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9244914A Pending JPH1182279A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | カプラン水車用調速制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1182279A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115875185A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-03-31 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种水轮发电机组过速保护装置及保护方法 |
-
1997
- 1997-09-10 JP JP9244914A patent/JPH1182279A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115875185A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-03-31 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种水轮发电机组过速保护装置及保护方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061107 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061226 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070522 |