JPS58140482A - 多段水力機械の運転制御方法 - Google Patents

多段水力機械の運転制御方法

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JPS58140482A
JPS58140482A JP57022625A JP2262582A JPS58140482A JP S58140482 A JPS58140482 A JP S58140482A JP 57022625 A JP57022625 A JP 57022625A JP 2262582 A JP2262582 A JP 2262582A JP S58140482 A JPS58140482 A JP S58140482A
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guide vane
pressure side
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opening
guide
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Hisao Kuwabara
尚夫 桑原
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Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B15/00Controlling
    • F03B15/02Controlling by varying liquid flow
    • F03B15/04Controlling by varying liquid flow of turbines
    • F03B15/06Regulating, i.e. acting automatically
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy
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    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多段水力機械のガイドベーン制御方法に係り、
特に低圧側から高圧側にいたる各段部の流路が順次返υ
通路によって互いに連絡されかつ少なくとも二つの前記
各段部に同時に開度制御の行なわれる開度調整可能なガ
イドベーンを夫々有する多段水力機械のガイドベーン制
御方法に関する。
第1図は水車またはポンプ水車として用いられる高圧お
よび低圧段部からなる二段式の水力回転主機の要部を示
し、ランナ1およびガイドベーン2からなる低圧段部な
らびにランナ3およびガイドベーン4からなる高圧段部
は返り通路5によって連結され、高圧段部は水圧鉄管7
に低圧段部は吸出し管8に夫々連結されている。9は水
圧鉄管7中において高圧段部のガイドベーン4の上流側
に設けられた大口弁である。
このような多段水力機械がたとえば水車運転モードにあ
る際に、何等かの原因で低圧段部のガイドベーン2の開
度が高圧段部のガイドペー/4の開度よりも小さくな抄
、流量調整作用が実質的に低圧段部のガイドベーン2に
よって行なわれるようになると、本来は高圧段部のガイ
ドベーン4およびその上流側の水圧鉄管7や大口弁9に
のみ作用する筈の大きな水撃圧が各ランナ室や返シ通路
5にもおよほされることになる。たとえば極端な場合と
して、高圧段部のガイドベーン4が全開された状態で低
圧殺部のガイドベーン2のみが閉鎖されると生じ得る水
撃の全水圧が低圧段部のガイドベーン2やその上流側の
機械内部に作用してこれらを破壊させるおそれがある。
このような事態への対処としては、低圧段部のガイドベ
ーン、ランナ室、返り通路等をかがる水撃の圧力に耐え
得るように充分な強度に設計することも考えられるが、
これは水力機械の製作コストを著しく増大させるため実
際的な解決とはならない。そこで従来ではこのような高
圧および低圧段部のガイドベーンの開度が逆転しないよ
うな制御方法が種々提案されており、−例とし、て特開
昭54−108143号公報では低圧段部のガイドベー
ンを常に全閉しないようなガイドベーン制御方法が開示
されている。しかし、前記両ガイドベーンの開度関係の
逆転に備えて通常の制御方法に予めかかる修正を加えて
おくことはその分だけ通常運転に一点を残すことになる
。たとえばこのような方法は起動時や調和時にランチ室
の水面を押下げる際yc大きな不都合が生じ、各ランナ
室の水面を個々をこ押下ける場合には適用することがで
きない。
さらに、sI3圧段部にかいてガイドベーンの閉動作中
に異物が噛込まれたとき、あるいはガイドベーフ劃−用
の配圧弁等が故障・した際等にはこのような方法によっ
ては水力機械に充分な保護を与えることができない。
本発明の目的tよこのような従来技術の欠点を解消し、
ガイドベーン間の開度関係に異常が生じた嶺餘に適確な
保−を与えしかも通常の運転には何畳の支障をももたら
さないような多段水力機械のガイドベーン制御方法を提
供することにある。
本発明は、低圧側から高圧@にいたる各段部のvL路が
j艷医返り通路によって互いに連結されかつ少なくとも
二つの前記各段部に同時に開腹制御の何なわれる開度制
御可能なガイドベーンを夫々有する多段水力機械のガイ
ドベーン制御方法において、前記開度調整可能なガイド
ベーンの動作が正常であるときにはこれらガイドベーン
を所定の開1tpA係に維持するように制御すると共に
、いずれかの段部の前記開度調整可能なガイドベーンの
開度が前記所定の開度関係から外れたときにはこの状態
の検知に基づいて少なくとも一つの他の段部の開度調整
可能なガイドベーンの開度を前記所定の開度関係が回復
される方向に制御することを特徴とする。
以下本発明方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第2図ないし第6図は、前記第1図に示した二段水力機
械に適用される本発明方法の実施例を示す説明図であり
、各図中のグラフにおいて横軸は時間Tを示し、横軸は
ガイドベーン開度Yを示す。
また各図中、G!は低圧段部のガイドベーン2の開度曲
線xG4は高圧段部のガイドベーン4の開度曲線であり
、■は入口弁の開度曲線でおる。
Yムはガイドベーンが全閉する際に急激に衝突すること
のないように設定されたクッション範囲を示す。
まず低圧段部および高圧段部のガイドベーン2゜4が夫
々閉鎖方向に操作される第2図の場合にりいて説明する
と、ガイドベー72,4は正常な状態では曲−Gz 、
G4が不すように所定の開度関係を維持して閉動作され
、図中点線で示す経路に移何して全閉される。ここで尚
圧殺部のガイドベーン4の閉動作が何等かの原因により
時点T2^で阻止されてV基状態になると、この状態が
検知されて低圧段部のガイドベーン2の閉動作が停止さ
れ円ガイドベーン2,4の開度関係が逆転しないように
なされる。一方前記時点T2^から水圧鉄管7中の大口
弁9が曲iIで示すように閉鎖方向に駆動され時間T2
mで大口弁9が全閉された後に低圧板部のガイドベーン
2が開動作される。この場合ガイドベーン2は全閉状態
まで開動作される。
このように本発明の前記実施例の方法によれば、ガイド
ベーン2.4の閉動作中に何等かの原因によって高圧段
部のガイドベーン4が梗塞されると、その梗塞状態の検
知に基づいて低圧段部のガイドベーン2の閉動作を同時
的に停止するようになされているので、低圧段部のガイ
ドベーン2や返りfilN15等にワオータノ・ンマに
よる過大な水圧が作用することを防止でき、さらに前記
高圧段部のガイドベーン4の梗塞時点T2ムから入口弁
9を閉鎖し始めその全閉後に低圧段部のガイドベーン2
を再度閉動作させるようになされているので、ガイドベ
ーン2を安全に閉じることができる。尚、この方法にお
いては、低圧段部のガイドベーン2が全閉されるので各
段部毎に行なわれるランナ室の水面押下げにも何等支障
はなく、さらに正常なガイドベーン開動作制御に対して
は所定の開度−係を維持する以外には何等の条件も設け
られていないので通常時の動作は全く制約なく何なわれ
る。
同高圧段部のガイドベーン4の閉動作の梗塞時における
低圧段部のガイドベーン2の制御は、前記第2図に示す
方法の他にも槌々の態様が可能である。たとえば第3図
に示すように、高圧段部のガイドベーン4の閉動作の梗
塞時点T3ムから低圧段部のガイドベーン2の閉動作速
度を減少させるようにしてもよく、または第4図に示す
ように高圧段部のガイドベーン4の閉動作の梗塞時点+
r4ムから低圧段部のガイドベーン2を逆に開LYmま
で3制的に開動作させるようにしてもよい。ずなわら、
ガイドベーン2はガイドベーン4の閉動作の梗塞tこよ
って損われた開度関係が安全側に回復させる方向に制御
される。第3図および第4図のいずれの場合においても
尚圧殺部のガイドベーン4の梗塞時点から大口弁9を閉
鎖し始め、その全閉後に低圧段部のガイドベーン2の閉
動作が再開される。
第5図および第6図rよ各段部のガイドベーン2゜4が
開動作されている際、低圧段部のガイドベーン2の開動
作が阻止されて梗塞状態になった場合の高圧段部のガイ
ドベーン40制御方法を示す。
正常時には肉ガイドベーン2,4は所定の開度関係が維
持されるように曲mGz 、G4で示す実線および点線
の経路に沿って駆動される。ここで第5凶に示す方法で
は時点T5で低圧段部のガイドベーン2の開動作が何等
かの原因で阻止されて梗塞状態になると、この梗塞状態
が検知されて高圧段部のガイドベーン4の開動作が阻止
される。したがってこの方法によれば、両ガイドベーン
2゜4の開動作中に低圧段部のガイドベ−72が梗塞さ
れても高圧段部のガイドベーン4の開動作がこれと同時
的に阻止されるので、画ガイドベー72゜4は所定の開
度関係を回復する方向に制御され、低圧段部のガイドベ
ーンや返り通路等をウォータハンマによる損傷から保−
することができる。同この場合高圧段部のガイドベーン
4の制御は第6図に示すように、低圧段部のガイドベー
ン2の開動作の梗塞時点T6から逆に閉鎖方向に駆動し
て全閉するようにしてもよい。
前記本発明の方法の実施に際して、何畳かの原因によっ
てガイドベーン間の開度関係が異冨になったことを検知
する手段としては櫨々の態様の手段をとることができる
。たとえば全てのyAI!1lcI」能なガイドベーン
(2,4)の開度を常時監視し、いずれかの開度が所定
開度関係から逸脱した際にこれを直接検知する回路を設
けて、この回路からの検知出力によって関連する他のガ
イドベーンの開度を前記所定の開度関係を回復して安全
側に設定する方向に調節するように割込制御をしてもよ
い。また、1記所定開度関係からの逸脱を水力機械の内
部に設けた異常水圧構出装置によって、間接的に検知す
ることもでき、もしくはガイドベーンに対してその梗塞
時に近情されるシェアピンを設けてその折損によって間
接的に検知するようにしてもよい。
前記第2図ないし第6図に示す本発明の各実施例の制御
方法は、ガイドベーン梗塞状態の発生時にこの梗塞され
たガイドベーン以外の他のガイドベーンおよび大口弁へ
の開閉指令を割込ませるという量率な方法で行なうこと
ができるので、制御は迅速かつ容易に行なわれ、そのた
めの制御装置も既存の水力機械に対して安価に付設する
ことがで無る。
同、本発明の方法を一段水力機械に適用した場合につい
て説明したが、本発明は最低圧側から高高圧@までの各
段部の流路が返り通路によって互いに連絡されかつ少な
くとも二つ以上の段部に同時に開度制御を受ける開度調
整可能なガイドベーンを備えた任意の段数の多段水力機
械に対して同様に適用することができる。
紙上のように本発明のガイドベーン制御方法によれば、
通常の運転には何等の支障をもたらすことなく、ガイド
ベーン間の開度関係に異冨が発生した場合に水力機械を
水撃による破壊から安全に保護することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を適用する水力機械の要部を示す図
、第2図ないし第6図は本発明方法の実施形態を示す説
明図である。 1.3・・・・ランナ、2.4・・・ガイドベーン、5
・・・返り通路、7・・・水圧鉄管、8・・・大口弁。 第2関 TtAT431

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、低圧側から高圧側にいたる各段部の流路が順次返り
    通路によって互いに連絡されかつ少々くとも二つの前記
    各段部に同時に開度制御の行なわれる開fi1m整可能
    なガイドベーンを夫々有する多段水力機械のガイドベー
    ン制御方法において、前記開度調整可能なガイドベーン
    の動作が正常であるときにはこれらガイドベーンを所定
    の開度関係に維持するように制御すると共に、いずれか
    の段部の前記開f#I4整可能なガイドベーンの開度が
    前記所定の開度関係から外れたときにはこの状態の検知
    に基づいて少なくとも一つの他の段部の開度調整可能な
    ガイドベーンの開度を前記所定の開度関係が回復される
    方向に制御することを特徴とする前記多段水力機械のガ
    イドベーン制御方法。 2、前記各段部の開度調整可能なガイドベーンの閉動作
    中にある段部の開度調整可能なガイドベーンの閉動作が
    阻止された際に、この阻止状態の検知に基づいて前記あ
    る段部よりも低圧側の段部における少なくとも一つの開
    度調整可能なガイドベーンに対して閉鎖方向とは逆方向
    の駆動力を与えることを特徴とする特許 載の多段水力機械のガイドベーン制御方法。 3、前記各段部の開腹調整可能なガイドベーンの開動作
    中にある段部の開度調整可能なガイドベーンの開動作が
    阻止された際に、この阻止状態の検知に基づいて前記あ
    る段部よりも高圧側の段部における少々くとも一つの開
    度調整可能なガイドベーンに対して開方向とは逆方向の
    駆動力を加えることを特徴とする前記特許請求の範囲第
    1項記載の多段水力機械のガイドベーン制御方法。
JP57022625A 1982-02-17 1982-02-17 多段水力機械の運転制御方法 Granted JPS58140482A (ja)

Priority Applications (2)

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JP57022625A JPS58140482A (ja) 1982-02-17 1982-02-17 多段水力機械の運転制御方法
US06/463,984 US4472104A (en) 1982-02-17 1983-02-04 Operation control method for multistage regulated hydraulic machine

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JP57022625A JPS58140482A (ja) 1982-02-17 1982-02-17 多段水力機械の運転制御方法

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JPS58140482A true JPS58140482A (ja) 1983-08-20
JPS6359028B2 JPS6359028B2 (ja) 1988-11-17

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ID=12088003

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