JPS6217375A - ポンプまたはポンプ水車の運転制御方法 - Google Patents
ポンプまたはポンプ水車の運転制御方法Info
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- JPS6217375A JPS6217375A JP60157395A JP15739585A JPS6217375A JP S6217375 A JPS6217375 A JP S6217375A JP 60157395 A JP60157395 A JP 60157395A JP 15739585 A JP15739585 A JP 15739585A JP S6217375 A JPS6217375 A JP S6217375A
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- pump
- guide vane
- turbine
- rotational speed
- shaft input
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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
Landscapes
- Control Of Water Turbines (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】
〔発明の技術分野〕
本発明はガイドベーン(可動式の案内羽根)を有し可変
速運転を行うポンプまたはポンプ水車の揚水運転中の軸
入力を調節するための運転制御方法に関する。
速運転を行うポンプまたはポンプ水車の揚水運転中の軸
入力を調節するための運転制御方法に関する。
一般にポンプ水車では、発電運転中はガイドベーンの開
度を変えることにより、流量を変化させ電力系統の要求
に応じて発電電動機の出力を100%から50%程度の
範囲内で変化させるような運転(AFC運転)が可能で
ある。しかしながら揚水運転では電力系統の要求に基づ
き軸入力を調節するということはほとんど行なわれてお
らず、落差(上池と下池の水位差)が変らない限りガイ
ドベーン開度は一定に保たれており、その結果、揚水m
や軸入力も落差により一義的に決ってしまう。これは以
下の理由による。
度を変えることにより、流量を変化させ電力系統の要求
に応じて発電電動機の出力を100%から50%程度の
範囲内で変化させるような運転(AFC運転)が可能で
ある。しかしながら揚水運転では電力系統の要求に基づ
き軸入力を調節するということはほとんど行なわれてお
らず、落差(上池と下池の水位差)が変らない限りガイ
ドベーン開度は一定に保たれており、その結果、揚水m
や軸入力も落差により一義的に決ってしまう。これは以
下の理由による。
1、定速度運転されるポンプ水車では発電運転の場合と
異なり、揚水運転中はガイドベーン開度が多少変化して
も揚水mQ・全揚程H特性や揚水IQ・輸入力P特性は
あまり変化せず、従って軸入力Pもほとんど変化しない
。
異なり、揚水運転中はガイドベーン開度が多少変化して
も揚水mQ・全揚程H特性や揚水IQ・輸入力P特性は
あまり変化せず、従って軸入力Pもほとんど変化しない
。
2、揚水運転中に軸入力が変化するまでガイドベーン開
度を変えると、その開度は最適ガイドベーン開度からか
なりかけ離れた開度となる。その結果軸入力は変化する
が振動、騒音が著しく増大し、長時間の運転ができなく
なる。
度を変えると、その開度は最適ガイドベーン開度からか
なりかけ離れた開度となる。その結果軸入力は変化する
が振動、騒音が著しく増大し、長時間の運転ができなく
なる。
しかしながら、最近は電力系統の機動的な運用のため、
揚水運転中のポンプまたはポンプ水車においても、発電
運転時と同様に軸入力を調節することが求められるよう
になってきた。
揚水運転中のポンプまたはポンプ水車においても、発電
運転時と同様に軸入力を調節することが求められるよう
になってきた。
こうしたポンプまたはポンプ水車の軸入力を調節するた
めの方法の一つとしてポンプまたはポンプ水車を可変速
運転させることが考えられる。従来のポンプまたはポン
プ水車は同期電a機で駆動されるため定速度運転される
のが常であったが、最近では同期電動機の場合でも種々
の電気的方法(例えばサイリスタ等を用いて電源周波数
を変える方法)で可変速運転を行うことが可能となって
きた。ポンプまたはポンプ水車の場合、軸入力Pは回転
速度Nのほぼ3乗に比例するので可変速運転ができれば
軸入力の調節は容易となる。このような発′ri電動機
の可変速運転に関する公知例としては特開昭48−21
045号、55−131813号、57−113971
号、58−18595号、58−222981号公報等
がある。
めの方法の一つとしてポンプまたはポンプ水車を可変速
運転させることが考えられる。従来のポンプまたはポン
プ水車は同期電a機で駆動されるため定速度運転される
のが常であったが、最近では同期電動機の場合でも種々
の電気的方法(例えばサイリスタ等を用いて電源周波数
を変える方法)で可変速運転を行うことが可能となって
きた。ポンプまたはポンプ水車の場合、軸入力Pは回転
速度Nのほぼ3乗に比例するので可変速運転ができれば
軸入力の調節は容易となる。このような発′ri電動機
の可変速運転に関する公知例としては特開昭48−21
045号、55−131813号、57−113971
号、58−18595号、58−222981号公報等
がある。
′しかしながら・、ガイドベーンを有するポンプまたは
ポンプ水車では回転速度と共にガイドベーン開度を゛ど
のように制御するかが実用上は大きな1問題となるが、
前記した公知例においてこの点を明確にしているものは
皆無である。
ポンプ水車では回転速度と共にガイドベーン開度を゛ど
のように制御するかが実用上は大きな1問題となるが、
前記した公知例においてこの点を明確にしているものは
皆無である。
以下、可変速運転時におけるガイドベーン制御の問題点
について考察する。
について考察する。
第6図は通常のガイドベーンを有するポンプ水車を定格
回転速度N。で運転中の特性を示す。横軸は揚水量Qを
示し、縦軸は効率η、全揚程H1軸入力Pを示す。曲線
L −14は揚水IQと効率ηの関係を、曲線m1〜
m4は揚水ff1Qと全揚程Hの関係を、また曲線n
”” n 4は揚水IQと □軸入力Pの関
係を各々示す。添字1,2.3.4はガイドベーン開度
がal 、a2 、a3 、a4である時の特性
を意味し、またり、m□は各々曲線L 〜L 、 m
−m4の包絡線を示す。
回転速度N。で運転中の特性を示す。横軸は揚水量Qを
示し、縦軸は効率η、全揚程H1軸入力Pを示す。曲線
L −14は揚水IQと効率ηの関係を、曲線m1〜
m4は揚水ff1Qと全揚程Hの関係を、また曲線n
”” n 4は揚水IQと □軸入力Pの関
係を各々示す。添字1,2.3.4はガイドベーン開度
がal 、a2 、a3 、a4である時の特性
を意味し、またり、m□は各々曲線L 〜L 、 m
−m4の包絡線を示す。
従来の定速度回転するポンプまたはポンプ水車では各々
の運転条件のときに最も効率が高くなるようにガイドベ
ーン開度を調節するため、運転点は常に包絡線り、mo
上にある。すなわち、揚程が11 の時はガイドベーン
開度をa4とし、揚程がH2に上昇した時はガイドベー
、ンを絞り、開度を82とする。このように制御すれば
運転点は常に包絡線上の点となり、効率はその揚程にお
ける最高効率となるが、揚水5tQ、軸入力Pは一義的
に決まり軸入力を調節することができなくなる。
の運転条件のときに最も効率が高くなるようにガイドベ
ーン開度を調節するため、運転点は常に包絡線り、mo
上にある。すなわち、揚程が11 の時はガイドベーン
開度をa4とし、揚程がH2に上昇した時はガイドベー
、ンを絞り、開度を82とする。このように制御すれば
運転点は常に包絡線上の点となり、効率はその揚程にお
ける最高効率となるが、揚水5tQ、軸入力Pは一義的
に決まり軸入力を調節することができなくなる。
一方、定速度回転するポンプまたはポンプ水車の軸入力
をガイドベーンでm節することも不可能ではない。すな
わち、揚程がH4のとき、従来はガイドベーン開度を常
に84としていたが、例えば、a にすれば揚水量はQ
4からQ41に変化し、軸入力もP からP41に変化
する。ところが効率はη4からη41まで著しく低下す
る上、実際には包Na上で運転していた場合よりも振動
、騒音が著しく増加するため、長時間の運転は不可能と
なる。
をガイドベーンでm節することも不可能ではない。すな
わち、揚程がH4のとき、従来はガイドベーン開度を常
に84としていたが、例えば、a にすれば揚水量はQ
4からQ41に変化し、軸入力もP からP41に変化
する。ところが効率はη4からη41まで著しく低下す
る上、実際には包Na上で運転していた場合よりも振動
、騒音が著しく増加するため、長時間の運転は不可能と
なる。
従って、軸入力を調整するためには、ポンプまたはポン
プ水車を可変速運転することが必要となる訳であるが、
その基本的原理を第7図を参照して説明する。
プ水車を可変速運転することが必要となる訳であるが、
その基本的原理を第7図を参照して説明する。
実I!!m ’ 〜m ’ 、 nl ’ 〜n
’ は第6図でガイドベーン開度を84とし、回転速
度NをN −N (N <N2<N3<N4)と
変化させた場合の揚水ff1Qと全揚程Hの関係および
揚水IQと軸入力Pの関係を示す。またガイドベーン開
度をa2として回転速度をN1〜N4と変化させた場合
の揚水量Qと全揚程H1揚水11fiQと軸入力Pの関
係を点線m 〜m ′J 、 n 、 #〜n4″で
示す。
’ は第6図でガイドベーン開度を84とし、回転速
度NをN −N (N <N2<N3<N4)と
変化させた場合の揚水ff1Qと全揚程Hの関係および
揚水IQと軸入力Pの関係を示す。またガイドベーン開
度をa2として回転速度をN1〜N4と変化させた場合
の揚水量Qと全揚程H1揚水11fiQと軸入力Pの関
係を点線m 〜m ′J 、 n 、 #〜n4″で
示す。
この図から明らかなように揚程Hが決っても回転速度N
を変えれば軸入力P、揚水IQは任意に調整できる。す
なわち、揚程H1の時は、ガイドベーン開度a4.回転
速度Nで運転中に軸入力をP からPlまで減少させる
には回転速度をN4からN1へ下げればよい。すなわち
、回転速度NをN4からN1に変化させるとポンプ水車
のQ〜Hの関係は曲m(実線)m4′からm 11 変
化する。このため、運転点がOL4からOLlに変化し
、揚水量もQ10からQLlに減少する。
を変えれば軸入力P、揚水IQは任意に調整できる。す
なわち、揚程H1の時は、ガイドベーン開度a4.回転
速度Nで運転中に軸入力をP からPlまで減少させる
には回転速度をN4からN1へ下げればよい。すなわち
、回転速度NをN4からN1に変化させるとポンプ水車
のQ〜Hの関係は曲m(実線)m4′からm 11 変
化する。このため、運転点がOL4からOLlに変化し
、揚水量もQ10からQLlに減少する。
一方、軸入力Pと揚水ff1Qの関係は曲線(実線)n
′からn ′に変化するため、軸入力はP4からPl
に変化する。
′からn ′に変化するため、軸入力はP4からPl
に変化する。
ところが揚程が変化してHhとなった時は、回転速度N
4、ガイドベーン開度a4の状態では運転点はah4で
あるが、この状態では、軸入力を調節するために回転速
度N1にすると、運転点は揚水fiQが負の領域のOh
lに移動し、揚水しなくなる。このため、この状態では
回転速度Nを変えて軸入力を調節することはできない。
4、ガイドベーン開度a4の状態では運転点はah4で
あるが、この状態では、軸入力を調節するために回転速
度N1にすると、運転点は揚水fiQが負の領域のOh
lに移動し、揚水しなくなる。このため、この状態では
回転速度Nを変えて軸入力を調節することはできない。
しかしながら、この揚程でもガイドベーン開度をa2に
すればポンプ水車の揚水fitQ・全揚程Hの関係は曲
線(点線)n 〜n “のようになるため、回転速度を
N4がらN1に変えると運転点は曲19m1”上のOh
1′ に移り、軸入力は曲線(点線)01″に示される
ようにP1′に変化するため、軸入力の調節が可能とな
る。
すればポンプ水車の揚水fitQ・全揚程Hの関係は曲
線(点線)n 〜n “のようになるため、回転速度を
N4がらN1に変えると運転点は曲19m1”上のOh
1′ に移り、軸入力は曲線(点線)01″に示される
ようにP1′に変化するため、軸入力の調節が可能とな
る。
このようにガイドベーンを有するポンプまたはポンプ水
車では単に可変速運転のみでは限られたt!囲でしか軸
入力の調整ができず、広い範囲で効率よく軸入力の調節
を行うためには回転速度Nと共にガイドベーン開度aも
制御しなければならない。
車では単に可変速運転のみでは限られたt!囲でしか軸
入力の調整ができず、広い範囲で効率よく軸入力の調節
を行うためには回転速度Nと共にガイドベーン開度aも
制御しなければならない。
本発明は上述の事実に鑑みて成されたもので、ガイドベ
ーンを有し可変速運転されるポンプまたはポンプ水車に
おいて広いt!囲で効率よく軸入力を調節できる運転制
御方法を提供することを目的とする。
ーンを有し可変速運転されるポンプまたはポンプ水車に
おいて広いt!囲で効率よく軸入力を調節できる運転制
御方法を提供することを目的とする。
本発明のポンプまたはポンプ水車運転制御方法はガイド
ベーンを有するポンプまたはポンプ水車において、目標
とする軸入力Poと実際の運転の軸入力Pとの差へP=
P−Poを検出し、この差△Pが零になるようにポンプ
またはポンプ水車の回転速度をmffJすると共に、ポ
ンプまたはポンプ水車の全揚程Hと回転速度Nに対して
予め定められた最適ガイドベーン開度になるようにガイ
ドベーンの開度を制御することを特徴とする。
ベーンを有するポンプまたはポンプ水車において、目標
とする軸入力Poと実際の運転の軸入力Pとの差へP=
P−Poを検出し、この差△Pが零になるようにポンプ
またはポンプ水車の回転速度をmffJすると共に、ポ
ンプまたはポンプ水車の全揚程Hと回転速度Nに対して
予め定められた最適ガイドベーン開度になるようにガイ
ドベーンの開度を制御することを特徴とする。
〔発明の実施例ゴ
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図に示す装置において、信号演算器1は要求軸入力
P。と発電電動機2の実際の軸入力Pとの差△Pを検出
し、この差△Pを零にするような回転速度信号N、を出
力する。回転速度制御装置3は回転速度が回転速度信号
N「と一致するように発電電!71機2の回転速度Nを
制御する。発電電動機2に直結されたポンプ水車のラン
ナ4の外周にはガイドベーン5が配置されており、これ
らはガイドベーンサーボ6で駆動される。
P。と発電電動機2の実際の軸入力Pとの差△Pを検出
し、この差△Pを零にするような回転速度信号N、を出
力する。回転速度制御装置3は回転速度が回転速度信号
N「と一致するように発電電!71機2の回転速度Nを
制御する。発電電動機2に直結されたポンプ水車のラン
ナ4の外周にはガイドベーン5が配置されており、これ
らはガイドベーンサーボ6で駆動される。
一方、ガイドベーン開度設定器は発電電動112の回転
速度Nと全揚程検出器8の出力から、予め定められた関
係式によって所要のガイドベーン開度a「を求め、実際
のガイドベーン開度aがa(になるようにガイドベーン
サーボ6を制御する。
速度Nと全揚程検出器8の出力から、予め定められた関
係式によって所要のガイドベーン開度a「を求め、実際
のガイドベーン開度aがa(になるようにガイドベーン
サーボ6を制御する。
以上のように構成したポンプまたはポンプ水車の運転制
御装置において、本発明の特長の一つは軸入力Pの制御
が信号演算器1、回転速度制御装置3、発電電動機2に
よるフィードバック制御で行なわれる所にある。これに
より信号演算器1を制御系として安定するように適切な
制御l要素(比例、微分、積分要素等)で構成し、差Δ
Pが負の時は回転速度Nを上げるような制御信号N、を
、また差ΔPが正の時は回転速度Nを下げるような制御
信号N、を出力することによって、従来例のようにポン
プ水車の水力特性を厳密に考慮しなくとも軸入力Pを要
求軸入力P。に一致させることができる。
御装置において、本発明の特長の一つは軸入力Pの制御
が信号演算器1、回転速度制御装置3、発電電動機2に
よるフィードバック制御で行なわれる所にある。これに
より信号演算器1を制御系として安定するように適切な
制御l要素(比例、微分、積分要素等)で構成し、差Δ
Pが負の時は回転速度Nを上げるような制御信号N、を
、また差ΔPが正の時は回転速度Nを下げるような制御
信号N、を出力することによって、従来例のようにポン
プ水車の水力特性を厳密に考慮しなくとも軸入力Pを要
求軸入力P。に一致させることができる。
第6図につき説明したようにガイドベーンを有するポン
プまたはポンプ水車では各々の運転点に対して最も効率
が高くなる最適ガイドベーン開度が存在する。そのため
、たとえば第6図の包絡線moを各回転速度N (−N
1.N2.N3.N4・・・rpm)で求め、それらを
パラメータとして第2図のようにポンプまたはポンプ水
車の全揚程Hと最適ガイドベーン開度a。ptの関係式
を求めておき、これに基づきガイドベーン開度設定器7
が回転速度信号Nと全揚程信号Hから開度信号a。
プまたはポンプ水車では各々の運転点に対して最も効率
が高くなる最適ガイドベーン開度が存在する。そのため
、たとえば第6図の包絡線moを各回転速度N (−N
1.N2.N3.N4・・・rpm)で求め、それらを
パラメータとして第2図のようにポンプまたはポンプ水
車の全揚程Hと最適ガイドベーン開度a。ptの関係式
を求めておき、これに基づきガイドベーン開度設定器7
が回転速度信号Nと全揚程信号Hから開度信号a。
を出力するようにしておけば、どのような落差や回転速
度においてもガイドベーンは最適開度に制御される。
度においてもガイドベーンは最適開度に制御される。
なお、ここで全揚程検出器8は従来の上池と下池の水位
差から求める単純な水位検出器でもよく、あるいはポン
プ水車の入口圧と出口圧を測定し、それらの差から全揚
程Hを算定する装置でもよい。
差から求める単純な水位検出器でもよく、あるいはポン
プ水車の入口圧と出口圧を測定し、それらの差から全揚
程Hを算定する装置でもよい。
またポンプまたはポンプ水車の一般的な水力相似則を用
いれば、第2図の回転速11Nをパラメータとした全揚
程Hと最適ガイドベーン開度a のpt 関係は第3図に示した変数H/N2とa の関pt 係に置換えることができ、ガイドベーン開度設定器7の
構成を簡素化できる。
いれば、第2図の回転速11Nをパラメータとした全揚
程Hと最適ガイドベーン開度a のpt 関係は第3図に示した変数H/N2とa の関pt 係に置換えることができ、ガイドベーン開度設定器7の
構成を簡素化できる。
次に本発明の作動様式を第4図を参照して説明する。な
お、筒車のため信号演算器1はNf−f ΔPdt の演算を実行する積分要素とする。
お、筒車のため信号演算器1はNf−f ΔPdt の演算を実行する積分要素とする。
第4図において、曲線Sで示すように要求軸入力が時刻
t。でP。からP。′へ急変したとする。
t。でP。からP。′へ急変したとする。
このとき信号演算器1には曲線U′で示すようにステッ
プ状の信号ΔPが入力される。この入力信号は信号演算
器1において前述の式のように積分され、出力N、は曲
線■のようになり、回転速度1Iil制御装置には回転
速度Nを下げるよう指令が出される。回転速度Nが曲線
Wのように低下していくと、それに応じてポンプ水車の
軸入力Pも曲線Xのように変化する。
プ状の信号ΔPが入力される。この入力信号は信号演算
器1において前述の式のように積分され、出力N、は曲
線■のようになり、回転速度1Iil制御装置には回転
速度Nを下げるよう指令が出される。回転速度Nが曲線
Wのように低下していくと、それに応じてポンプ水車の
軸入力Pも曲線Xのように変化する。
時刻t1で軸入力Pが要求軸入力P。′よりさらに下が
ってしまうと曲線Uで示される全揚程検出器1の入力Δ
Pが負になるため、出力N、は曲線Vのように変化の方
向が変り、回転速度Nを上げるような信号となる。従っ
て、軸入力Pは再び増加する。
ってしまうと曲線Uで示される全揚程検出器1の入力Δ
Pが負になるため、出力N、は曲線Vのように変化の方
向が変り、回転速度Nを上げるような信号となる。従っ
て、軸入力Pは再び増加する。
以上の過程を2〜3回繰返すことによりポンプ水車の軸
入力Pは要求軸入力P。′と一致する。
入力Pは要求軸入力P。′と一致する。
一方、こうした過程とは別に、ガイドベーン開度設定器
7により、その時のポンプ水車の回転速度Nと全揚程H
に応じて最適ガイドベーン開度aoptが演算され、ガ
イドベーンの開度aは曲線 −2のようにi、
1JIllされ、最終的には回転速度N。′対する最適
ガイドベーン開度へ ′に設定されopす る。′ ゛ 〔実施例の効果〕 このように本発明の運転制御方法によれば要求軸入力に
応じてポンプまたはポンプ水車の軸入力を迅速、正確に
制御できると共にガイドベーンをその時の回転数と落差
における最適ガイドベーン開度に設定することにより、
高効率で振動、騒音の少ない運転状態でポンプまたはポ
ンプ水車°を運転することができる。また、本発明にお
いては、模型試験などの結果から推定される軸入力Pと
回転速度N、全揚程Hのデータに基づいて行う従来のυ
制御方法とは異なり、直接フィードバック制御している
ため、従来例では不可避的に発生すると思われるポンプ
水車の特性推定値と実際の水力特性の差に基づく要求軸
入力p。と実際の軸入力Pの差等は発生しない。また同
様の理由で要求軸入力が速い周期で変化したり、あるい
は管路系にサージングが発生し、水位条件が不安定な時
も軸入力Pを要求軸入力P。に追従さUることができる
。
7により、その時のポンプ水車の回転速度Nと全揚程H
に応じて最適ガイドベーン開度aoptが演算され、ガ
イドベーンの開度aは曲線 −2のようにi、
1JIllされ、最終的には回転速度N。′対する最適
ガイドベーン開度へ ′に設定されopす る。′ ゛ 〔実施例の効果〕 このように本発明の運転制御方法によれば要求軸入力に
応じてポンプまたはポンプ水車の軸入力を迅速、正確に
制御できると共にガイドベーンをその時の回転数と落差
における最適ガイドベーン開度に設定することにより、
高効率で振動、騒音の少ない運転状態でポンプまたはポ
ンプ水車°を運転することができる。また、本発明にお
いては、模型試験などの結果から推定される軸入力Pと
回転速度N、全揚程Hのデータに基づいて行う従来のυ
制御方法とは異なり、直接フィードバック制御している
ため、従来例では不可避的に発生すると思われるポンプ
水車の特性推定値と実際の水力特性の差に基づく要求軸
入力p。と実際の軸入力Pの差等は発生しない。また同
様の理由で要求軸入力が速い周期で変化したり、あるい
は管路系にサージングが発生し、水位条件が不安定な時
も軸入力Pを要求軸入力P。に追従さUることができる
。
次に本発明の他の実施例について説明する。この実施例
は基本的には第1図の実施例と同じであるが、ガイドベ
ーン開度設定器7の変数H/N2と最適ガイドベーン開
度a の関係について、pt 先の実施例の特性の代りに第5図に示す特性を用いたこ
とを特徴とする。すなわち、ポンプ水車の全揚程Hと回
転速度Nから求められる変数H/N2が予め定められた
臨界値’(H/N2)critica1以上になった時
はガイドベーンを全閉にするというものである。ここで
、(H/N2)。riticalは第6図のポンプ水車
の特性でQ/N→小の低流量領域に対応するように設定
する。一般にこの領域ではランナ内部で水が逆流し、剥
離などが生ずるため、キャビイテーションの発生、振動
、騒音の増大等運転状態は極めて苛酷になるが、そうし
た状態での運転を防止するため、ガイドベーンを全閉と
した締切り運転の方が流量が少ない分だけ振動、騒音も
軽減し、ランナ等に対する損傷も少なくなる。また、回
転が下がり、変数日/N2がさらに小さくなったとして
も、ガイドベーンが全閉状態のため、運転点がポンプブ
レーキ領域に移行し、水が逆流覆ることも防止される。
は基本的には第1図の実施例と同じであるが、ガイドベ
ーン開度設定器7の変数H/N2と最適ガイドベーン開
度a の関係について、pt 先の実施例の特性の代りに第5図に示す特性を用いたこ
とを特徴とする。すなわち、ポンプ水車の全揚程Hと回
転速度Nから求められる変数H/N2が予め定められた
臨界値’(H/N2)critica1以上になった時
はガイドベーンを全閉にするというものである。ここで
、(H/N2)。riticalは第6図のポンプ水車
の特性でQ/N→小の低流量領域に対応するように設定
する。一般にこの領域ではランナ内部で水が逆流し、剥
離などが生ずるため、キャビイテーションの発生、振動
、騒音の増大等運転状態は極めて苛酷になるが、そうし
た状態での運転を防止するため、ガイドベーンを全閉と
した締切り運転の方が流量が少ない分だけ振動、騒音も
軽減し、ランナ等に対する損傷も少なくなる。また、回
転が下がり、変数日/N2がさらに小さくなったとして
も、ガイドベーンが全閉状態のため、運転点がポンプブ
レーキ領域に移行し、水が逆流覆ることも防止される。
このようにあらかじめ定めた(H/N2)。ritic
a1以上の状態ではガイドベーンを全閉として締切り運
転とすることにより、ポンプまたはポンプ水車が低流量
領域やポンプブレーキ領域等の苛酷な運転状態にさらさ
れるのを未然に防ぐこができる。なお、この場合、締切
り軸入力も回転速度の3乗に比例するので、軸入力の調
節には全く支障はないが、締切り運転では揚水されずに
締切り軸入力のみが消費されるので、エネルギーの有効
利用の観点からポンプまたはポンプ水車を停止してもよ
い。
a1以上の状態ではガイドベーンを全閉として締切り運
転とすることにより、ポンプまたはポンプ水車が低流量
領域やポンプブレーキ領域等の苛酷な運転状態にさらさ
れるのを未然に防ぐこができる。なお、この場合、締切
り軸入力も回転速度の3乗に比例するので、軸入力の調
節には全く支障はないが、締切り運転では揚水されずに
締切り軸入力のみが消費されるので、エネルギーの有効
利用の観点からポンプまたはポンプ水車を停止してもよ
い。
また同様な観点から水面押し下げを行い、ポンプまたは
ポンプ水車を空転運転に移行さぼるようにしてもよい。
ポンプ水車を空転運転に移行さぼるようにしてもよい。
ただし、この場合には回転数制御は中止する。
一方、ポンプまたはポンプ水車を停止または空転運転に
移行してしまうと、次に揚水運転を始めようとする時、
時間を要することになり、機動的な軸入力の調整ができ
なくなる。特に水路系がサージング等で過渡的に全揚程
Hが高くなったような場合は、全揚程Hが高い間だけ締
切り運転を行い、全揚程Hが低くなったらガイドベーン
を開け、再び揚水運転をおこなうことが望ましい。この
ためガイドベーンが全閉状態になった瞬間よりタイマー
を動作させ、予め定められた時間を経過した後、なお、
ガイドベーンが全閉状態の場合は、ポンプまたはポンプ
水車を停止さけるか空転運転に移行さVるようにすれば
、長時間の締切り運転が回避されると共に軸入力の機動
的な調整も可能となる。
移行してしまうと、次に揚水運転を始めようとする時、
時間を要することになり、機動的な軸入力の調整ができ
なくなる。特に水路系がサージング等で過渡的に全揚程
Hが高くなったような場合は、全揚程Hが高い間だけ締
切り運転を行い、全揚程Hが低くなったらガイドベーン
を開け、再び揚水運転をおこなうことが望ましい。この
ためガイドベーンが全閉状態になった瞬間よりタイマー
を動作させ、予め定められた時間を経過した後、なお、
ガイドベーンが全閉状態の場合は、ポンプまたはポンプ
水車を停止さけるか空転運転に移行さVるようにすれば
、長時間の締切り運転が回避されると共に軸入力の機動
的な調整も可能となる。
以上述べたように本発明の運転制御方法によれば次のよ
うな顕著な効果が得られる。
うな顕著な効果が得られる。
(1) 要求軸入力に応じてポンプまたはポンプ水車の
実際の軸入力を迅速かつ正確に制御できる。
実際の軸入力を迅速かつ正確に制御できる。
(2) 常に最適な運転状態になるようにガイドベーン
を制御することにより、高効率の運転が実現できると共
に苛酷な運転状態にa器がさらされるのを防止できる。
を制御することにより、高効率の運転が実現できると共
に苛酷な運転状態にa器がさらされるのを防止できる。
、(3) 運転制御装置を簡潔な構成で実現でき、ポン
プ水車の複雑な水力特性を考慮しなくとも容易に制御で
きる。
プ水車の複雑な水力特性を考慮しなくとも容易に制御で
きる。
第1図は本発明の詳細な説明する概略図、第2図と第3
図は本発明において使用される構成要素の特性図、第4
図は本発明の作動様式を示すグラフ、第5図は本発明の
他の実施例を説明する特性図、第6図は一定回転速度で
運転されるポンプまたはポンプ水車の効率η、全揚程H
1輸入力Pと揚水ff1Qとの関係を示す特性図、第7
図は第6図において回転速度を変えた場合の特性図であ
る。 1・・・信号演算器、2・・・発電?!!!IJ機、3
・・・回転速度制御装置、4・・・ポンプ水車のランナ
、5・・・ガイドベーン、6・・・ガイドベーンサーボ
、7・・・ガイドベーン開度設定器、8・・・全揚程検
出器。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第1図 門 第2図 H/N2 第3図 第4図 第5図 U 第6図
図は本発明において使用される構成要素の特性図、第4
図は本発明の作動様式を示すグラフ、第5図は本発明の
他の実施例を説明する特性図、第6図は一定回転速度で
運転されるポンプまたはポンプ水車の効率η、全揚程H
1輸入力Pと揚水ff1Qとの関係を示す特性図、第7
図は第6図において回転速度を変えた場合の特性図であ
る。 1・・・信号演算器、2・・・発電?!!!IJ機、3
・・・回転速度制御装置、4・・・ポンプ水車のランナ
、5・・・ガイドベーン、6・・・ガイドベーンサーボ
、7・・・ガイドベーン開度設定器、8・・・全揚程検
出器。 出願人代理人 佐 藤 −雄 第1図 門 第2図 H/N2 第3図 第4図 第5図 U 第6図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ガイドベーンを有するポンプまたはポンプ水車にお
いて、目標とする軸入力P_0と実際の主機の軸入力P
との差ΔP=P−P_0を検出し、この差ΔPが零にな
るようにポンプまたはポンプ水車の回転速度を調節する
と共に、ポンプまたはポンプ水車の全揚程Hと回転速度
Nに対して予め定められた最適ガイドベーン開度になる
ようにガイドベーンの開度を制御することを特徴とする
ポンプまたはポンプ水車の運転制御方法。 2 ポンプまたはポンプ水車の全揚程Hと回転速度Nか
ら変数H/N^2を求め、この変数H/N^2があらか
じめ定められた臨界値以上の時はガイドベーンを全閉に
することを特徴とする特許請求の範囲1項記載のポンプ
またはポンプ水車の運転制御方法。 3 変数H/N^2があらかじめ定められた臨界値以上
の時は、ガイドベーンを全閉として、ポンプまたはポン
プ水車を停止させることを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載のポンプまたはポンプ水車の運転制御方法。 4 変数H/N^2があらかじめ定められた臨界値以上
の時はガイドベーンを全閉として水面押し下げを行い、
ポンプまたはポンプ水車を空転運転に移行させ、回転速
度の制御は中止することを特徴とする特許請求の範囲第
2項記載のポンプまたはポンプ水車の運転制御方法。 5 変数H/N^2があらかじめ定められた臨界値以上
の時はガイドベーンを全閉にすると共に、ガイドベーン
が全閉になった時点よりタイマーを動作させ、予め定め
られた時間が経過した後も未だガイドベーンが全閉状態
の場合は回転速度の制御を中止し、ポンプまたはポンプ
水車を停止することを特徴とする特許請求の範囲第2項
記載のポンプまたはポンプ水車の運転制御方法。 6 変数H/N^2があらかじめ定められた臨界値以上
の時はガイドベーンを全閉にすると共に、ガイドベーン
が全閉になった時点よりタイマーを動作させ、予め定め
られた時間が経過した後も未だガイドベーンが全閉状態
の場合は回転速度の制御を中止し、水面押し下げを行っ
て空転運転に移行することを特徴とする特許請求の範囲
第2項記載のポンプまたはポンプ水車の運転制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60157395A JPS6217375A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ポンプまたはポンプ水車の運転制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60157395A JPS6217375A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ポンプまたはポンプ水車の運転制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6217375A true JPS6217375A (ja) | 1987-01-26 |
Family
ID=15648694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60157395A Pending JPS6217375A (ja) | 1985-07-17 | 1985-07-17 | ポンプまたはポンプ水車の運転制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6217375A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62282169A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-12-08 | Hitachi Ltd | 可変速揚水装置 |
JPS6453072A (en) * | 1987-08-20 | 1989-03-01 | Hitachi Ltd | Operation controller for variable speed pumping water type power generation system |
-
1985
- 1985-07-17 JP JP60157395A patent/JPS6217375A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62282169A (ja) * | 1986-04-30 | 1987-12-08 | Hitachi Ltd | 可変速揚水装置 |
JPS6453072A (en) * | 1987-08-20 | 1989-03-01 | Hitachi Ltd | Operation controller for variable speed pumping water type power generation system |
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