JPS59221716A - 水車用調速機の制限器 - Google Patents
水車用調速機の制限器Info
- Publication number
- JPS59221716A JPS59221716A JP58095629A JP9562983A JPS59221716A JP S59221716 A JPS59221716 A JP S59221716A JP 58095629 A JP58095629 A JP 58095629A JP 9562983 A JP9562983 A JP 9562983A JP S59221716 A JPS59221716 A JP S59221716A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- signal
- amplifier
- water turbine
- integrator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は水車用調速機に係り、特に、ＰＩＡ制御方式の
調速機の安定性を増す水車調速機の制限器に関する。
調速機の安定性を増す水車調速機の制限器に関する。
水車調速機は、水車の回転速度を検出し、設定値と比較
し、偏差が生じた場合、水車の出力を調整することによ
り、設足回転数を定めるものである。即ち、水車の発生
工坏ルキーと負荷との間には、Ｉ ａｗ／ａｔ ＝ Ｐ
ｗ −Ｐ Ｌ ／ωの関係がある。ここに、工は水車、
および発電機の回転体がもつ慣性定数、ωは角速度、
ｄｗ／ａｔは角加速速度。
し、偏差が生じた場合、水車の出力を調整することによ
り、設足回転数を定めるものである。即ち、水車の発生
工坏ルキーと負荷との間には、Ｉ ａｗ／ａｔ ＝ Ｐ
ｗ −Ｐ Ｌ ／ωの関係がある。ここに、工は水車、
および発電機の回転体がもつ慣性定数、ωは角速度、
ｄｗ／ａｔは角加速速度。
Ｐｗは水車の発生出力（１’−’Ｗ ） ＋ Ｐ Ｌは
負荷（ＫＷ）である。
負荷（ＫＷ）である。
この式に示されるように、水車発生出力と、負荷の間に
差が生ずれば、角加速度を生じ、回転数変化として表わ
れる。ＰＷ ＰＬ＝Ｏならば、速度は一定、Ｐｗ−、
ＰＬ＞Ｏならば速度が上昇、Ｐｗ’ ＰＬ（Ｏならば
、速度が降下する。
差が生ずれば、角加速度を生じ、回転数変化として表わ
れる。ＰＷ ＰＬ＝Ｏならば、速度は一定、Ｐｗ−、
ＰＬ＞Ｏならば速度が上昇、Ｐｗ’ ＰＬ（Ｏならば
、速度が降下する。
調速機は、水東発電機の回転数を監視しながら時々刻々
と変化する水車出力を調整し、９荷に合わせるものであ
る。
と変化する水車出力を調整し、９荷に合わせるものであ
る。
従来、この調速機には、ダッシュポット型と云われる方
式と、ＰＩＤ方式とがあった。前者の制御方式は第１図
に示すように、回転数偏差信号ΔＮを、積分型増巾器Ｉ
全通して増ｉＪｌ、、その出力の比例信号（比例増巾器
ｐｂの出力）および微分信号（微分増巾器りの出力）を
復元し、回転数偏差信号と復元信号との差を槙分型増中
器の入力信竺として与えるものである。この方式の調速
機は、安定性を増し、且つ、連応性を上げることは困難
であった。
式と、ＰＩＤ方式とがあった。前者の制御方式は第１図
に示すように、回転数偏差信号ΔＮを、積分型増巾器Ｉ
全通して増ｉＪｌ、、その出力の比例信号（比例増巾器
ｐｂの出力）および微分信号（微分増巾器りの出力）を
復元し、回転数偏差信号と復元信号との差を槙分型増中
器の入力信竺として与えるものである。この方式の調速
機は、安定性を増し、且つ、連応性を上げることは困難
であった。
ＰＩＤ制御方式である後者は、ダッシュポット方式に比
し、安定性および速応性金改良したものである。
し、安定性および速応性金改良したものである。
回転数偏差信号ΔＮは、比例信号（比例増巾器Ｐの出力
）、積分信号（積分ｊｌ巾器■の出力）、微分信号（微
分増巾器りの出力）にわけられ、各各信号は適用される
水車の条件に合わせて、利得を与えられ、加算されたｆ
＝号で水車出力を調整する。本方式は、回転数偏差信号
の微分値、即ち、水軍回転体の加速度信号を加味してい
るため、ダッシュポット型に比し応答性に優れ、近年多
数適用されている。
）、積分信号（積分ｊｌ巾器■の出力）、微分信号（微
分増巾器りの出力）にわけられ、各各信号は適用される
水車の条件に合わせて、利得を与えられ、加算されたｆ
＝号で水車出力を調整する。本方式は、回転数偏差信号
の微分値、即ち、水軍回転体の加速度信号を加味してい
るため、ダッシュポット型に比し応答性に優れ、近年多
数適用されている。
従来、この制御方式で、積分器■の出力制限を行なう、
上限はガイドベンに比例きせ、下限制限は固定であった
。
上限はガイドベンに比例きせ、下限制限は固定であった
。
下限値は固定であるため、安定性を得るために自由度が
少なく、安定した回転数全得るため時間が４弓）ってい
た。
少なく、安定した回転数全得るため時間が４弓）ってい
た。
本発明の目的は、ＰＩ’Ｄ調速機の積分器出力の下限制
限値を調整することにより、安だ性の早い調速機を提供
するにある。
限値を調整することにより、安だ性の早い調速機を提供
するにある。
本発明の要点はＰＩＤ型制御方式の調速機において、積
分増巾器の出力の下限ｉ’ｉ ｉ調整し、負荷急変の過
渡時の調速振動作を調整する。即ち、積分増巾器の出力
制限値を震えることにより、調速機の動作開始を調整し
、調速機の回復を早めることにある。
分増巾器の出力の下限ｉ’ｉ ｉ調整し、負荷急変の過
渡時の調速振動作を調整する。即ち、積分増巾器の出力
制限値を震えることにより、調速機の動作開始を調整し
、調速機の回復を早めることにある。
第１図は、前述ダッシュポット型調速機のブロック線図
を示す。Ｎは水車の回転数、Ｎｏは設定回転数ΔＮは、
設定回転数と実回転数との偏差、■は積分増巾器で、一
般的にはγ円圧サーボモータが使用される。Ｐは垂下率
復元比例増巾器、θはダッシュボッ）、ＷＴＵ水車でガ
イドベン（図示せず）ｋ調整することに水車出力を調整
出来る。
を示す。Ｎは水車の回転数、Ｎｏは設定回転数ΔＮは、
設定回転数と実回転数との偏差、■は積分増巾器で、一
般的にはγ円圧サーボモータが使用される。Ｐは垂下率
復元比例増巾器、θはダッシュボッ）、ＷＴＵ水車でガ
イドベン（図示せず）ｋ調整することに水車出力を調整
出来る。
ガイドベンは調速機アクチュエータの一部である油圧サ
ーボモータ（図示せず）により駆動される。
ーボモータ（図示せず）により駆動される。
Ｐｗは水用出力、Ｐｔ、は負荷ＧＥＮは、発電機の慣性
定数を示す。
定数を示す。
第２図で、Σは加算増巾器を示す。回転数偏差信号は、
適当に設定された利得をもつＰ、 １． Ｄ。
適当に設定された利得をもつＰ、 １． Ｄ。
増巾器により、」￥１巾芹れ、加算器［１］器により合
成された制御信号が、水車ガイドベーンを調整し水車の
回転を安定に保つことが出来る。
成された制御信号が、水車ガイドベーンを調整し水車の
回転を安定に保つことが出来る。
第３図は本発明の骨子図を示す。八は演算増巾器で、漬
算増巾器金使用し、比例増巾器Ｐ１微分増巾器Ｄｓｌｒ
ｔｔ分増巾器■を示す。Σは加算器、Ｓ■は油圧増１〕
器であるガイドベンサーボモータを示す。
算増巾器金使用し、比例増巾器Ｐ１微分増巾器Ｄｓｌｒ
ｔｔ分増巾器■を示す。Σは加算器、Ｓ■は油圧増１〕
器であるガイドベンサーボモータを示す。
積分増巾器■は、抵抗器Ｒ１ダイオードＺＤ。
を設けることにより、積分出力信号を制限することが出
来る。積分増巾器の出力は、抵抗Ｒ’ｃ及びダイオード
ｚＤ金介して、積分器入力に戻されるため、積分器出力
は制限される。又、抵抗Ｒを調整することにより、制限
値は調整可能である。寄可変抵抗器Ｒ１は抵抗器Ｒ２を
介して、マイナスの定電圧霜；源Ｎ１５に接続されてい
るので、積分増巾器の負側出力が制限され、可変抵抗器
１１．１を調整することによシ、出力制限１直が６Ｊ変
となる。
来る。積分増巾器の出力は、抵抗Ｒ’ｃ及びダイオード
ｚＤ金介して、積分器入力に戻されるため、積分器出力
は制限される。又、抵抗Ｒを調整することにより、制限
値は調整可能である。寄可変抵抗器Ｒ１は抵抗器Ｒ２を
介して、マイナスの定電圧霜；源Ｎ１５に接続されてい
るので、積分増巾器の負側出力が制限され、可変抵抗器
１１．１を調整することによシ、出力制限１直が６Ｊ変
となる。
第４図は、従来０ＰＩＤ型調速機と本発明のＰ、ＩＤ型
調速機金示す。第４図横軸は時間、縦軸は、水車の回転
数とガイドベン開度を示す。負荷急変時、回転数は上昇
し、それに伴いガイドベンは急閉するが、ガイドベン全
開点では閉鎖信号が出ていても、これ以上ガイドベンは
閉鎖出来ない。
調速機金示す。第４図横軸は時間、縦軸は、水車の回転
数とガイドベン開度を示す。負荷急変時、回転数は上昇
し、それに伴いガイドベンは急閉するが、ガイドベン全
開点では閉鎖信号が出ていても、これ以上ガイドベンは
閉鎖出来ない。
従って、回転数上昇による閉鎖信号はＰ Ｉ Ｄ、各各
に与えられるが、積分器工は閉鎖信号を貯えておく。ガ
イドベン全閉のため、回転が徐々に下がり始めるが、比
例信号はＮｏ点で出方０％Ｎｏ点よりＮが回転降下すれ
ば開信号を出す。微分信号は回転降下と共に開信号金山
す。又、積分信号（■の出力）は、水車回転数がＮｏ以
下となってはじめて、入力信号が開方向に行くが、貯え
られた積分器出力は閉信号のままであり、入カ１言号が
開信号になってから貯えられた負信号が徐々に０に近つ
く。従って、水車回転数が徐々に降下し、基準回転数以
下・になってΔＮｏ下った点で、開信号である比例出力
と、微分出力の和と、未だ開信号である積分出力が釣合
う。この点よυ、Ｎ転降下すれば、ガイドベンは開キ始
める。このときの動きを点線で示している。従ってＰＩ
Ｄ方式の調速機では、積分器下限出力が一定であったた
め、水車の特性。
に与えられるが、積分器工は閉鎖信号を貯えておく。ガ
イドベン全閉のため、回転が徐々に下がり始めるが、比
例信号はＮｏ点で出方０％Ｎｏ点よりＮが回転降下すれ
ば開信号を出す。微分信号は回転降下と共に開信号金山
す。又、積分信号（■の出力）は、水車回転数がＮｏ以
下となってはじめて、入力信号が開方向に行くが、貯え
られた積分器出力は閉信号のままであり、入カ１言号が
開信号になってから貯えられた負信号が徐々に０に近つ
く。従って、水車回転数が徐々に降下し、基準回転数以
下・になってΔＮｏ下った点で、開信号である比例出力
と、微分出力の和と、未だ開信号である積分出力が釣合
う。この点よυ、Ｎ転降下すれば、ガイドベンは開キ始
める。このときの動きを点線で示している。従ってＰＩ
Ｄ方式の調速機では、積分器下限出力が一定であったた
め、水車の特性。
慣性定数、水路条件の異なる各棟の発電所に対応出来ず
、安定な運転に達する時間が長くなり、仲々安定な状態
に達り、、ない場合があった。本発明はその点に鑑み、
積分器下限出力全可調整とすることにより、発電所条件
に合致きせ、素早く安定運転にもどすことが出来る。
、安定な運転に達する時間が長くなり、仲々安定な状態
に達り、、ない場合があった。本発明はその点に鑑み、
積分器下限出力全可調整とすることにより、発電所条件
に合致きせ、素早く安定運転にもどすことが出来る。
第４図で説明すれば、回転降下時、回転数がほぼ基準周
波数に下がった点では、比例信号はＯ５微分侶号は開、
積分下限制限値の絶対値全このときの微分信号に等しく
すれば、回転数が基準値より幾分降下した点で、ガイド
ベンは開き始め、早い安定運転に復帰する。
波数に下がった点では、比例信号はＯ５微分侶号は開、
積分下限制限値の絶対値全このときの微分信号に等しく
すれば、回転数が基準値より幾分降下した点で、ガイド
ベンは開き始め、早い安定運転に復帰する。
勿論、個々の水車によって設定されるＰＩＤ各利得は異
るため、適当な積分下限制限値は足捷らない。
るため、適当な積分下限制限値は足捷らない。
本発明によ扛ば、負荷しゃ断時等、負荷前、袈時に生ず
る調速系の安定を早めることが出来るので、鉄管の水圧
脈動の減少、系統の周波数変化を早く回復することが出
来る。
る調速系の安定を早めることが出来るので、鉄管の水圧
脈動の減少、系統の周波数変化を早く回復することが出
来る。
第１図はダッシュポット型調速機のブロック線図、第２
図はＰＩＤＫ”“４速機のブロック梅図、第３図は本発
明の制御系統図、第４図は負荷急変時の動作現象を示す
特性図である。
図はＰＩＤＫ”“４速機のブロック梅図、第３図は本発
明の制御系統図、第４図は負荷急変時の動作現象を示す
特性図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、水車の回転偏差信号を、任意の比例信号、積分信号
、微分信号に変換し、これら三つの信号を加算する加算
演算器を設け、この出力信号を制御信号とする水車用調
速機において、 前記積分信号の下限出力制限値を可調整とすることによ
り、前記水車調速機の制御開始点を調整することを％徴
とする水車用調速機の制限器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58095629A JPS59221716A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 水車用調速機の制限器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58095629A JPS59221716A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 水車用調速機の制限器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59221716A true JPS59221716A (ja) | 1984-12-13 |
Family
ID=14142810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58095629A Pending JPS59221716A (ja) | 1983-06-01 | 1983-06-01 | 水車用調速機の制限器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59221716A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2683863A1 (fr) * | 1991-11-14 | 1993-05-21 | Neyrpic | Procede de limitation de la course d'un organe de reglage d'un dispositif en fonction de la position d'un second organe de reglage de ce dispositif. |
-
1983
- 1983-06-01 JP JP58095629A patent/JPS59221716A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2683863A1 (fr) * | 1991-11-14 | 1993-05-21 | Neyrpic | Procede de limitation de la course d'un organe de reglage d'un dispositif en fonction de la position d'un second organe de reglage de ce dispositif. |
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