JPH039077A - ペルトン水車の始動装置 - Google Patents

ペルトン水車の始動装置

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JPH039077A
JPH039077A JP1142669A JP14266989A JPH039077A JP H039077 A JPH039077 A JP H039077A JP 1142669 A JP1142669 A JP 1142669A JP 14266989 A JP14266989 A JP 14266989A JP H039077 A JPH039077 A JP H039077A
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Koichi Arisaka
有阪 浩一
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • 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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  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業−1−の利用分野 本発明はペルトン水車の始動装置に関ケる3、B9発明
の概要 本発明はデフレクタ及びニードル操作か全て電動操作で
、余水路省略の水力発電所にも設置可能なペルトン水車
の始動装置において、 ペルトン水車の始動に際して、ニードルは一定開度又は
任意の開度に開いて、デフレクタを定加速始動方式によ
る調速制御部により制御しながら始動させるようにした
ことにより、 ペルトン水車の始動装置の構成の簡素化を図るとともに
安定な始動が確実にできるようにしたものである。
C従来の技術 ペルトン水車ではデフレクタ及びニードルの操作に油圧
操作式を採用するのが一般的である。ところで、最近の
水力発電所は環境問題からオイルレス指向となっており
、デフレクタ及びニードルの操作方式も変更が要求され
ている。また、最近は、水力発電所の建設コストを低減
するため、余水路を省略することが検討されている。余
水路省略の場合には負荷しゃ断時にもニードルは上水槽
に流入する水量に見合ってニードル自身を通して放流す
る運転、即ち水量運転を行うと共に、系統解列時又は単
独運転時はそのままでは水車が過速してしまうため、デ
フレクタを全閉又は調速機による制御により無負荷運転
相当開度にする必要がある。
D1発明が解決しようとする課題 従来のペルトン水車ではニードルで、始動並びに速度調
整しており、かつ従来の調速機には始動装置か備えられ
ている。上記調速機によるペルトン水車の始動において
は、(a)まず、ニードルを始動開度まで開き、(b)
水車が始動したところで無負荷開度まで閉じ、(c)そ
のうち、回転速度か定格付近に達すれば、始動装置から
調速制御回路へ切り換えて、以後、速度調整運転となる
余水路省略の場合には上記のニードル制御に置き換える
ことになるが、余水路省略の水力発電所ではニードル開
度(及び数)は水量運転による任意の開度となる。この
ため、上記(a)、(b)に相当するデフレクタ開度は
ニードル開度(又は数)に連動して自動可変とする必要
がある。このため、制御装置の構成が複雑になるととも
に安定な始動制御が行いにくい欠点がある。
本発明の目的は調速制御部を用いて水車の始動を行い、
調速制御部の速度設定値は始動モード時には時間ととも
に一定加速度で変化するようにして安定な始動制御がで
きるようにしたペルトン水車の始動装置を提供すること
にある。
E1課題を解決するための手段 本発明はペルトン水車のデフレクタ及びニードルにそれ
ぞれ電動操作式のサーボモータとそれらサーボモータを
駆動するデフレクタ及びニードルサーボモータ制御部を
それぞれ設け、水車回転速度信号と調速用設定器出力と
を供給して出力に水車の回転速度を制御する指令値を得
る水車回転速度比較増幅器、前記水車回転速度信号が入
力され、出力に回転速度変化信号を得る回転速度変化検
出器、前記水車回転速度信号と前記比較増幅器の出力が
それぞれ供給され、出力から前記指令値が一定値となる
よう出力を送出する制御装置、この制御装置の出力、前
記指令値、前記回転速度変化信号及び負荷調整用設定器
出力が供給され、これらに基づいて出力に調速制御指令
を送出する制御演算増幅器とを有し、前記デフレクタに
対応した調速制御部を設け、正常運転時の始動に基づき
0NOFFされ、前記調速制御部出力あるいは全閉指令
を前記デフレクタサーボモータ制御部へ選択送出するデ
フレクタ動作モード切換スイッチを設ける一方、前記ニ
ードルに対応して負荷調整用設定器出力に基づき開度指
令を送出するニードル制御部を設け、正常運転時のニー
ドル水量及び始動に基づき0N−OFFされ、前記ニー
ドル制御部出力あるいは全閉指令を、前記ニードルサー
ボモータ制御部へ選択送出するニードル動作モード切換
スイソヂを設()て、ペル)・ン水車の始動を行うこと
を特徴とするものである。
F 作用 ペルトン水車を始動する際、水車回転速度信号、この回
転速度の変化信号、水車の回転速度を制御する指令値及
び負荷調整用設定器出力を制御演算し、その演算出力を
調速制御出力としてデフレクタザーポモータ制御部に供
給する。これによりデフレクタザーポモータ制御部から
デフレクタ制御出力が送出されろ。−・方ニードル制御
部からは負荷調整用設定器出力に応した開度指令がニー
ドルザーポモータ制御部に供給される。ニードルはニー
Fルザーボモータ制御部からの制御指令により制御され
ろ。このようにペルトン水車(J始動されろが、この始
動時、」二記のような調速制御部を設けているので、始
動が安定に行イっれる。
G 実施例 以上、本発明を図面に示す実施例に括づいで1;Y細に
説明4−る。
第1図は本発明の一実施例を示づムので、図中、Iは2
射形のペル!・)水車で、ニー9のノズルNZ1、NA
3とデフレクタI)Fを備えてLする。ノズルNZ、内
のニードルには二−トルザーポモータ74N1、ノズル
NZ2内のニードルには二一部ルザーボモータ74N2
がそれぞれ連結され、デフレクタI) Fにはデフレク
タザーポモータ74I)が連結されている。また、水車
Iの回転軸には水中回転速度検出器SSGが連結されて
いる。
2は水斤管、3はj二水槽、4はj―水槽3に設置され
た水位検出器である。この水位検出器4の出力と、二一
ドルザーホモーター4.NI  74N2のザーポモー
タ出力は統括制御部5に供給される。
統括制御部5は実行機能として次の7つの機能を乙って
いる。■主機ノーケンス制御、■自動再始動ノーケンス
制御、■自動応水運転ノーケンス制御、■高効率運転、
■水凋機能、■自動同期、■事故防止。
6は調速制御部で、この調速制御部6は調速用設定器6
5DM、負荷調整用設定器77])M、詳細を第2図に
示す制御部CD及び手動−自動切換スイッチS1から構
成されている。7はニードル制御部で、このニードル制
御部7は負荷調整用設定器77NM、開度分配回路D、
ニードル手動時設定?:÷7ONM+、7ONM2及び
手動−自動切換スイッチSll+ S!lから構成され
ている。
8はデフレクタザーポモータ制御部で、この制御部8は
開度制御部GO+、電流制御部CCI、インバーターN
VI及びポールCT (電流検出器)1−I CT I
により構成される。9及び10け二−トルザーボモータ
制御部で、この制御部9及び10は面記デフレクタザー
ポモータ制御部8と同様11構成である。S2はデフレ
クタ動作モード切換スイッチで、このスイッチS、は統
括制御部5よりの切換指令でOFFにてCOM信号(全
閉)を、ONにて調速制御部6の出力をデフレクタザー
ポモータ制御部8へ入力する。また、S 12+ 82
2はニードル動作モード切換スイッチで、ごのスイッチ
S 12. S t2は統括制御部5よりの切換指令で
OF I”にて00M信号(全閉)を、ONにてニード
ル制御部7の出力を二一トルザーポモー夕制御部9、l
Oへ人力する。
ここで調速制御部6の制御部CDの詳細を第2図により
述べる。水車回転速度検出器SSGにより得られた水車
回転速度信号はF/V変換器7aを介して水車回転速度
比較増幅器7b、回転速度変化検出器7c及び制御装置
7dにそれぞれ入力される。前記比較増幅器7bには上
記信号の他に調速用設定器65DMの設定出力が供給さ
れ、出力に水車の回転速度を制御する指令値を得る。ま
た、前記回転速度変化検出器7cは前記入力信号を微分
して出力に水車回転速度信号の微分出力値を得る。制御
装置7dは前記水車回転速度信号の他に、前記指令値が
入力されその出力に前記指令値を一定に保持させる出力
値を送出する。7eは制御演算増幅器で、この増幅器7
eには前記指令値、微分出力値、保持させる出力値、負
荷J1υ整用設定出力及び統括制御部5からIJ(給さ
れる開度調整信号が入力される。制御演算増幅器7eは
1−記各入ツノを制御演算し、出力に調速制御出力値を
得る。
次に上記実施例の動作を述べる。
手動−自動切換スイッチS1は統括制御部5の切換指令
により常時(自動時)は0l−F(図示黒丸印に接続さ
れている)になって、制御部CI)から調速制御指令を
デフレクタサーボモータ制御部8に供給するようになっ
ている。また、手動時にはスイッチSlはONになって
設定器77I)Mの出力が調速制御指令となって送出さ
れる。
一方、手動−自動切換スイッチS II+ S ?+も
統括制御部5の切換指令に、1;り自動時OFFにて開
】1 度分配回路りの出力がニードル制御出力として送出され
、手動時ONのときに設定器7ONM1゜NMIの出力
が送出される。なお、ニードル制御出力はニードルが一
定開度又は木調による任意の開度となるようにする。
スイッチS 、、 S 、、、 S2.が図示のような
接続状態で、スイッチS=、S12’、Setが図示と
は異なる位置にあるとき、水車1が微小回転を始めると
、水車回転速度検出器SSGがこの回転を検出する。こ
の検出信号はF/V変換器7aでF/V変換されて第2
図に示す水車回転速度比較増幅器7b、回転速度変化検
出器7C及び制御装置7dに供給される。比較増幅器7
bは設定器65DMの出力値と比較され、その偏差を所
定値に増幅する。この増幅された値が水車の回転速度を
制御す2 る指令値となる。この指令値は制御演算増幅器7eに入
力される。この増幅器7cは回転速度変化検出器7cの
出力やその他の入力値とともに制御演算して出力に調速
制御出力を送出する。ごのときの調速制御出力は制御装
置7e等の動作ににり第3図に示すように水車の始動か
ら始動完了までを時間とともに一定加速度で変化するよ
うにしている。なお、第3図において、横軸は時間、縦
軸は速度設定値である。始動完了後は設定器65DMで
調整するとともに第4図に示すタイムチャートのように
運転される。第4図において、この実施例に関する運転
モードはニードル水、Ul’Jモードと始動の個所であ
る。
H1発明の効果 以上述べたように、本発明によれば、ベルトン水車の始
動に際して、ニードルは一定開度又は任意の開度に開い
てデフレクタを定加速始動方式に、J: 、て調速制御
するようにしたので、ペルトン水車の始動装置の構成の
簡素化を図るとともに安定な始動が確実にできる利点が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るペルトン水車の始動装置の一実施
例を示すブロック図、第2図は第1図の要部の詳細を示
すブロック図、第3図は定加速始動方式を示す特性図、
第4図は本発明の実施例のタイムヂャートである。 1・・ベルトン水車、5・統括制御部、6・・調速制御
部、7 ニードル制御部、8 デフレクタザーポモータ
制御部、9,1〇 ニートルザーボモータ制御部、D 
F・・デフレクタ、NZI  N22・ノズlし、74
N+、74N2  ニーートルザーポモータ、74I〕
・デフレクタ→ノ゛−ポモータ、SSG・・・水車回転
速度検出器、CI)  制御部、65I〕M・・・調速
用設定器、77DM  負荷調整用設定器、77NM 
 負荷調整用設定器、7ONMI、7ONM2・・ニー
ドル手動時設定器、S、、S、、、S。 手動−自動切換スイッチ、S、デフレクタ動作モート切
換スイッチ、S 1.I S 22  ニードル動作モ
ード切換スイッヂ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ペルトン水車の始動に際して、ニードルは一定開
    度又は任意の開度に設定し、水車回転速度信号、この回
    転速度信号の変化信号、水車の回転速度を制御する指令
    値及び負荷調整用設定器出力を制御演算して調速制御部
    から出力し、この演算出力をデフレクタサーボモータ制
    御部に供給し、この制御部の出力でデフレクタを時間と
    ともに一定加速度で変化するように制御させることを特
    徴とするペルトン水車の始動装置。
JP1142669A 1989-06-05 1989-06-05 ペルトン水車の始動装置 Expired - Lifetime JP2943159B2 (ja)

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JPH039077A true JPH039077A (ja) 1991-01-16
JP2943159B2 JP2943159B2 (ja) 1999-08-30

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118622553A (zh) * 2024-07-08 2024-09-10 云南电网有限责任公司怒江供电局 一种冲击式水轮机折向器控制系统及方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0233474A (ja) * 1988-07-22 1990-02-02 Hitachi Ltd ペルトン水車の制御装置

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