JPH0442549B2 - - Google Patents
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- JPH0442549B2 JPH0442549B2 JP58042693A JP4269383A JPH0442549B2 JP H0442549 B2 JPH0442549 B2 JP H0442549B2 JP 58042693 A JP58042693 A JP 58042693A JP 4269383 A JP4269383 A JP 4269383A JP H0442549 B2 JPH0442549 B2 JP H0442549B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は多段水力機械の運転制御方法に係り、
特に最高圧段部から最低圧段部までの各段部の流
路が返し通路によつて連絡され、かつ最高圧段部
と最低圧段部とに可動ガイドベーンを備えた多段
水力機械の定常運転時における負荷調整制御方法
に関する。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for controlling the operation of a multi-stage hydraulic machine.
In particular, the steady state of a multistage hydraulic machine in which the flow paths of each stage from the highest pressure stage to the lowest pressure stage are connected by return passages, and the highest pressure stage and the lowest pressure stage are equipped with movable guide vanes. This invention relates to a load adjustment control method during operation.
最高圧段部から最低圧段部までの各段部にラン
ナを備え、各段部を返し通路によつて連絡した多
段水力機械の運転制御は、各段部のランナの外周
に設けたガイドベーンの開度を調整し各段部の水
流状態を制御することにより行なわれる。しかし
ながら、各段部のランナの外側に可動ガイドベー
ンを設け、かつ各段部の可動ガイドベーンに開閉
操作機構を連絡させることは、構造上の制約を受
けて極めて困難である。
The operation of a multi-stage hydraulic machine, in which each stage from the highest pressure stage to the lowest pressure stage is equipped with a runner and each stage is connected by a return passage, is controlled by guide vanes installed around the runners of each stage. This is done by adjusting the opening degree and controlling the water flow condition of each step. However, it is extremely difficult to provide a movable guide vane outside the runner of each step and to connect the opening/closing operation mechanism to the movable guide vane of each step due to structural constraints.
そのため従来の多段水力機械においては、各段
部のランナの外側に固定ベーンのみを設け、水力
機械の入口部に設けた入口弁の開閉制御によつて
運転制御を行なうものもあるが、水流量調整が入
口弁のみで行なわれるため、設計点から離れた小
流量、大流量時の多段水力機械の水力性能の低下
が著しいという問題があつた。 For this reason, in some conventional multi-stage hydraulic machines, only fixed vanes are installed on the outside of the runners of each stage, and operation is controlled by opening and closing an inlet valve installed at the inlet of the hydraulic machine. Since adjustment is performed only by the inlet valve, there has been a problem in that the hydraulic performance of the multistage hydraulic machine is significantly degraded at small and large flow rates far from the design point.
このような入口弁制御方式による運転制御方法
の有する問題点を解決策として最高圧段部あるい
は最低圧段部のみに水口開度を調節できる可動ガ
イドベーンを設け、この可動カイドベーンによつ
て水流量調整を行なう多段水力機械が考えられる
が、小流量運転時の振動、騒音、キヤビテーシヨ
ン等の問題点をやはり有している。 As a solution to the problems of the operation control method using the inlet valve control method, a movable guide vane that can adjust the opening of the water port is installed only in the highest pressure stage or the lowest pressure stage, and this movable guide vane adjusts the water flow rate. A multi-stage hydraulic machine that performs adjustment is considered, but it still has problems such as vibration, noise, and cavitation when operating at a small flow rate.
そこで、構造上においても合理的で無理がな
く、かつ相対的に高い水力性能を有する多段水力
機械として、最高圧段部および最低圧段部に水口
開度を調整できる可動ガイドベーンを備えた多段
水力機械が考えられる。 Therefore, we developed a multi-stage hydraulic machine that is structurally reasonable and reasonable, and has relatively high hydraulic performance.It is equipped with a movable guide vane in the highest pressure stage and the lowest pressure stage that can adjust the opening of the water port. Hydraulic machines can be considered.
このように、最高圧段部と最低圧段部に可動ガ
イドベーンを備えた多段水力機械は、単段の水力
機械に比べて流路形状が複雑であつて、かつ可動
ガイドベーンが2組あるため、特に重要な定常運
転時の負荷調整制御の際、各可動ガイドベーンの
開度を的確に調整する必要がある。この開度調整
が確実に行なわれない場合には、多段水力機械全
体に作用する落差を各段部のランナが分担する割
合(落差分担)が異なつて不均一となり、各段部
では基準点からはづれた不安定な水力特性領域に
おち入るので水力性能の低下を招いたり、低圧側
段部の過大水圧上昇、振動、騒音、キヤビテーシ
ヨンなどを伴い易い運転状態となり問題となる。 In this way, a multi-stage hydraulic machine with movable guide vanes in the highest pressure stage and the lowest pressure stage has a more complex flow path shape than a single stage hydraulic machine, and has two sets of movable guide vanes. Therefore, it is necessary to accurately adjust the opening degree of each movable guide vane during load adjustment control during steady-state operation, which is particularly important. If this opening adjustment is not performed reliably, the ratio of the head that acts on the entire multi-stage hydraulic machine to the runners of each stage (head share) will be different and uneven, and each stage will differ from the reference point. Since the system falls into an isolated and unstable hydraulic characteristic region, it causes a decrease in hydraulic performance, an excessive increase in water pressure in the low-pressure side section, and an operational state that is likely to be accompanied by vibration, noise, cavitation, etc., which poses problems.
しかるに、最高圧段部と最低圧段部に可動ガイ
ドベーンを備えた多段水力機械自体が技術的に未
開な分野が多いこともあつて、運用上特に重要な
定常運転時の負荷調整制御を行なう場合に対する
簡便にして的確な運転制御方法が未だ提案されて
いない。 However, there are many technologically unexplored fields in the multistage hydraulic machine itself, which is equipped with movable guide vanes in the highest pressure stage and the lowest pressure stage, and it is necessary to perform load adjustment control during steady operation, which is particularly important for operation. A simple and accurate operation control method for this case has not yet been proposed.
そこで、本発明の目的は、定常運転時に負荷調
整制御を行なう場合、目標負荷と実負荷信号を使
つて最高圧段と最低圧段の各可動ガイドベーンの
開度制御を確実に行なうことにより安定した運転
状態の下に、的確な負荷調整制御を実施できるよ
うにした多段水力機械の運転制御方法を提供する
ことにある。
Therefore, an object of the present invention is to securely control the opening of each movable guide vane in the highest pressure stage and lowest pressure stage using target load and actual load signals when performing load adjustment control during steady operation. An object of the present invention is to provide a method for controlling the operation of a multi-stage hydraulic machine, which enables accurate load adjustment control under such operating conditions.
上記目的を達成するため、本発明は、最高圧段
部から最低圧段部までの各段部にランナを備え各
段部が返し通路によつて連絡され、かつ前記最高
圧段部と前記最低圧段部の各段部の入口側に水口
開度を調節する可動ガイドベーを設けた多段水力
機械において;定常発電運転時に目標負荷への調
整制御を行なう場合、前記最高圧段部または最低
圧段部のいづれか一方の段部の可動ガイドベーン
は所与の運転水位下で高性能運転が行なえるよう
にあらかじめ規定された負荷とガイドベーン開度
との相対関係を満足するような目標負荷相当ガイ
ドベーン開度に設定すると共に他方の段部の可動
ガイドベーンは同部可動ガイドベーンにおける実
負荷と前記目標負荷との相対差もしくは相対比が
規定範囲内に入るように開度を制御することを特
徴としたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a runner for each stage from the highest pressure stage to the lowest pressure stage, and each stage is connected by a return passage, and the highest pressure stage and the lowest pressure stage are connected to each other by a return passage. In a multi-stage hydraulic machine equipped with a movable guide bay for adjusting the water port opening on the inlet side of each stage of the pressure stage; when performing adjustment control to the target load during steady power generation operation, the highest pressure stage or the lowest pressure stage The movable guide vane on either step of the section is a guide corresponding to a target load that satisfies a predetermined relative relationship between the load and the guide vane opening so that high performance operation can be performed under a given operating water level. While setting the vane opening degree, the opening degree of the movable guide vane in the other stepped section is controlled so that the relative difference or relative ratio between the actual load and the target load at the same movable guide vane falls within a specified range. It is characterized by
以下、フランジ形2段ポンプ水車を例にとつて
本発明による多段水力機械の運転制御方法の実施
例を図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for controlling the operation of a multi-stage hydraulic machine according to the present invention will be described below with reference to the drawings, taking a flange type two-stage pump turbine as an example.
単一の水車主軸1の軸上には、高圧段ランナ2
と低圧段ランナ3とが軸方向の距離をおいて固着
されている。上記高圧段ランナ2は上カバー4お
よび下カバー5で包囲される一方、低圧段ランナ
3は上カバー6および下カバー7で包囲され、高
圧段ランナ室8および低圧段ランナ室9を構成し
ている。前記高圧段ランナ室8と低圧段ランナ室
9とは返し通路10で連絡され、通路上には返し
羽根11および水口開度を変えられる低圧段可動
ガイドベーン12が設けられている。また高圧段
ランナ室8の外側にはうず巻ケーシング13が配
置され、そのうず室14と上記高圧段ランナ室8
とは連通され、うず室14の入口は図示しない入
口弁を介して水圧鉄管に接続され、水圧鉄管は上
池に連絡している。さらにまた高圧段ランナ2の
外側には、水口開度を変えられる高圧段可動ガイ
ドベーン15が設けられている。なお上記低圧段
ランナ室9には吸出し管16が接続され、その下
流側は放水路と接続されて、放水路は下池と連絡
している。 On the shaft of the single water turbine main shaft 1, there is a high pressure stage runner 2.
and a low pressure stage runner 3 are fixedly spaced apart from each other in the axial direction. The high pressure stage runner 2 is surrounded by an upper cover 4 and a lower cover 5, while the low pressure stage runner 3 is surrounded by an upper cover 6 and a lower cover 7, forming a high pressure stage runner chamber 8 and a low pressure stage runner chamber 9. There is. The high-pressure stage runner chamber 8 and the low-pressure stage runner chamber 9 are connected by a return passage 10, and on the passage are provided return vanes 11 and a low-pressure stage movable guide vane 12 that can change the opening degree of the water port. Further, a spiral casing 13 is disposed outside the high pressure stage runner chamber 8, and the spiral casing 13 and the high pressure stage runner chamber 8 are connected to the spiral casing 13.
The inlet of the whirlpool chamber 14 is connected to a penstock via an inlet valve (not shown), and the penstock communicates with the upper pond. Furthermore, a high-pressure stage movable guide vane 15 is provided on the outside of the high-pressure stage runner 2 and can change the opening degree of the water port. A suction pipe 16 is connected to the low-pressure stage runner chamber 9, and its downstream side is connected to a waterway, which communicates with the lower pond.
次に上記した2段ポンプ水車に対して本発明に
よる運転制御方法を適用した実施例について述べ
る。 Next, an embodiment will be described in which the operation control method according to the present invention is applied to the above-mentioned two-stage pump turbine.
第2図および第3図は定常運転下で負荷の調整
制御を行なう場合の一実施例を示している。 FIGS. 2 and 3 show an embodiment in which load adjustment control is performed under steady-state operation.
先ず水位検出装置17を使つて上池の水位と下
池の水位との間の水位差Hstを検出し、その信号
を演算制御装置18に入力する。この演算制御装
置18には、データ入力装置19を介してあらか
じめ負荷Pとガイドベーン開度aとの関係を示し
たデータが記憶されている。この負荷Pとガイド
ベーン開度aとの関係は、第4図に示したように
水位差Hstをパラーメータとして水力性能模型試
験によつて求められたものであつて、目標負荷Pp
が設定されているとその目標負荷を実現するガイ
ドベーン開度apが特定されるようになつている。
そして、目標負荷Ppは、目標負荷入力装置20か
らの入力信号を演算制御装置18に与えることに
よつて設定される。さらに、演算制御装置18に
よつて求められたガイドベーン開度apを表わす出
力信号は高圧段ガイドベーン制御装置21に与え
られ、高圧段可動ガイドベーン15の開度をapに
設定する。 First, the water level detection device 17 is used to detect the water level difference Hst between the water level of the upper pond and the water level of the lower pond, and the signal thereof is input to the arithmetic and control device 18. Data indicating the relationship between the load P and the guide vane opening degree a is stored in advance in the arithmetic and control device 18 via the data input device 19. The relationship between the load P and the guide vane opening a is determined by a hydraulic performance model test using the water level difference Hst as a parameter, as shown in Fig. 4, and the target load P p
is set, the guide vane opening degree a p that realizes the target load is specified.
The target load P p is set by applying an input signal from the target load input device 20 to the arithmetic and control device 18 . Further, an output signal representing the guide vane opening degree a p determined by the arithmetic and control device 18 is given to the high pressure stage guide vane control device 21, which sets the opening degree of the high pressure stage movable guide vane 15 to a p .
このように、高圧段可動ガイドベーン15の運
転目標負荷に対応するガイドベーン開度への制御
に伴なつて、高圧段ランナ2と低圧段ランナ3に
おけるガイドベーン開度が相対的に異なつてくる
ので落差の分担割合も変化して実負荷も変化す
る。 As described above, as the guide vane opening degree is controlled to correspond to the operating target load of the high pressure stage movable guide vane 15, the guide vane opening degrees in the high pressure stage runner 2 and the low pressure stage runner 3 become relatively different. Therefore, the head sharing ratio changes and the actual load also changes.
一方、低圧段可動ガイドベーン12の開度を制
御するには、負荷検出装置22を使つて実負荷を
検出し、その検出信号を演算制御装置18に入力
する。この演算制御装置には、第5図に示したよ
うに目標負荷Ppに対する実負荷Pと目標負荷Ppと
の相対差P−Ppの関係をあらかじめ実験によつて
求めた結果が記憶されている。さらに、第6図に
示したように、目標負荷Ppに対する実負荷Pと目
標負荷Ppとの相対比P/Ppの関係をあらかじめ実
験によつて求めた結果が記憶されている。したが
つて、負荷相対差P−Ppもしくは負荷相対比P/
Ppが第5図および第6図にハツチングに付して示
した矩形の規定範囲内に入るように低圧段可動ガ
イドベーン12の開度を制御すればよい。そし
て、目標負荷は、目標負荷入力装置20からの入
力信号を演算制御装置18に与えることによつて
設定される。さらに、演算制御装置18で演算さ
れた結果が低圧段の可動ガイドベーン制御装置2
3に出力され、低圧段可動ガイドベーン12の開
度をaに設定する。 On the other hand, in order to control the opening degree of the low-pressure stage movable guide vane 12, the load detection device 22 is used to detect the actual load, and the detection signal is input to the arithmetic and control device 18. As shown in Fig. 5, this arithmetic and control device stores the results of experiments that have been previously determined to determine the relationship between the relative difference P-P p between the actual load P and the target load P p with respect to the target load P p . ing. Furthermore, as shown in FIG. 6, the results of the relationship of the relative ratio P/P p between the actual load P and the target load P p with respect to the target load P p are previously obtained through experiments are stored. Therefore, the relative load difference P−P p or the relative load ratio P/
The opening degree of the low-pressure stage movable guide vane 12 may be controlled so that P p falls within the specified rectangular range indicated by hatching in FIGS. 5 and 6. The target load is set by applying an input signal from the target load input device 20 to the arithmetic and control device 18. Furthermore, the result calculated by the calculation control device 18 is calculated by the movable guide vane control device 2 of the low pressure stage.
3, and the opening degree of the low pressure stage movable guide vane 12 is set to a.
すなわち、負荷相対差もしくは負荷相対比が各
段部で高性能運転が行える落差分担状態となるよ
うにあらかじめ設定された規定範囲を上まわるも
のであるときは低圧段可動ガイドベーン12を閉
方向に、また逆に負荷相対差もしくは負荷相対比
が規定範囲を下まわるものであるときは低圧段可
動ガイドベーン12を開方向にそれぞれ操作すれ
ばよい。 In other words, when the relative load difference or relative load ratio exceeds a specified range that is preset to achieve a head sharing state that enables high-performance operation at each stage, the low-pressure stage movable guide vane 12 is moved in the closing direction. Conversely, if the relative load difference or relative load ratio is below the specified range, the low pressure stage movable guide vane 12 may be operated in the opening direction.
このように、目標負荷に対応したガイドベーン
開度の制御指令を高圧段可動ガイドベーン15に
伝えてその開度制御を行ないながら、他方では実
負荷と目標負荷との相対差もしくは相対比の制御
指令を低圧段可動ガイドベーン12に伝えて開度
制御を行なうことにより所定の目標負荷における
運転状態を実現できる。 In this way, a control command for the guide vane opening corresponding to the target load is transmitted to the high-pressure stage movable guide vane 15 to control the opening, while at the same time controlling the relative difference or relative ratio between the actual load and the target load. By transmitting a command to the low pressure stage movable guide vane 12 and controlling the opening degree, an operating state at a predetermined target load can be realized.
上記実施例は、目標負荷に対応したガイドベー
ン開度の制御指令を高圧段可動ガイドベーン15
に対して与えたが、これとは逆に上記制御指令を
低圧段可動ガイドベーン12に対して与えてもよ
い。 In the above embodiment, the control command for the guide vane opening corresponding to the target load is sent to the high pressure stage movable guide vane 15.
However, conversely, the above control command may be given to the low pressure stage movable guide vane 12.
すなわち、水位検出装置17によつて検出され
た運転水位例えばHstiと目標負荷入力装置20
からの目標負荷Poを表わす信号を演算制御装置
18に入力し、水位差をパラメータとして決定さ
れる目標負荷Poに対応するガイドベーン開度ap
を決定し、このガイドベーン開度apに応じた制御
信号を演算制御装置18からガイドベーン制御装
置21に伝えて低圧段可動ガイドベーン12の開
度制御を行なう。 That is, the operating water level detected by the water level detection device 17, for example Hsti, and the target load input device 20
A signal representing the target load Po from is input to the arithmetic and control unit 18, and the guide vane opening degree a p corresponding to the target load Po is determined using the water level difference as a parameter.
is determined, and a control signal corresponding to the guide vane opening a p is transmitted from the arithmetic and control device 18 to the guide vane control device 21 to control the opening of the low pressure stage movable guide vane 12.
一方、高圧段可動ガイドベーン15について
は、第3図に示したように、実負荷と目標負荷と
の相対差あるいは相対比が各段部であらかじめ高
性能運転が行えるように設定された規定範囲(第
5図および第6図参照)を上まわるものであると
きは、高圧段可動ガイドベーン15を閉方向に、
また逆に規定範囲を下まわるものであるときは開
方向へ操作する制御指令を演算制御装置18から
ガイドベーン制御装置23に出力し、可動ガイド
ベーン15の開度制御を行えばよい。 On the other hand, as for the high-pressure stage movable guide vane 15, as shown in FIG. (See Figures 5 and 6), move the high pressure stage movable guide vane 15 in the closing direction,
Conversely, if it is below the specified range, a control command for operating in the opening direction is output from the arithmetic and control device 18 to the guide vane control device 23 to control the opening degree of the movable guide vane 15.
次に第7図乃至第11図を参照して本願の他の
発明の実施例を説明する。 Next, other embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 7 to 11.
前述した発明においては、実負荷と目標負荷と
の相対差もしくは相対比が規定範囲を維持するよ
うに制御したのに対して、この発明は、制御すべ
き可動ガイドベーンの実開度と目標負荷相当ガイ
ドベーン開度との相対差もしくは相対比が規定範
囲内に入るように制御したものである。 In the above-mentioned invention, the relative difference or relative ratio between the actual load and the target load is controlled to be maintained within a specified range, whereas in this invention, the actual opening of the movable guide vane to be controlled and the target load are controlled. Control is performed so that the relative difference or relative ratio with the equivalent guide vane opening falls within a specified range.
すなわち、第7図および第8図は定常運転下で
負荷の調整制御を行なう場合の実施例を示してお
り、先ず水位検出装置17を使つて上池の水位と
下池の水位との間の水位差Hstを検出し、その信
号を演算制御装置18に入力する。この演算制御
装置18には、データ入力装置19を介して負荷
Pとガイドベーン開度aとの関係を表わしたデー
タが記憶されている。この負荷Pとガイドベーン
開度aとは、第4図に示したように水位差Hstを
パラメータとして水力性能模型試験によつて求め
られたものであつて、目標負荷Poが設定される
とその目標負荷Poを実現するガイドベーン開度
apが特定されるようになつている。そして、目標
負荷は、目標負荷入力装置20からの入力信号を
演算制御装置18に与えることによつて設定され
る。さらに演算制御装置18によつて求められた
ガイドベーン開度apを表わす出力信号は高圧段ガ
イドベーン制御装置21に与えられ、高圧段可動
ガイドベーン15の開度をapに設定する。 That is, FIG. 7 and FIG. 8 show an embodiment in which load adjustment control is performed under steady operation. First, the water level between the water level of the upper pond and the water level of the lower pond is detected using the water level detection device 17. The difference Hst is detected and the signal is input to the arithmetic and control unit 18. Data representing the relationship between the load P and the guide vane opening degree a is stored in the arithmetic and control device 18 via the data input device 19. The load P and guide vane opening degree a are determined by a hydraulic performance model test using the water level difference Hst as a parameter, as shown in Fig. 4. Once the target load Po is set, Guide vane opening to achieve target load Po
a p is becoming identified. The target load is set by applying an input signal from the target load input device 20 to the arithmetic and control device 18. Further, an output signal representing the guide vane opening degree a p determined by the arithmetic and control unit 18 is given to the high pressure stage guide vane control device 21, which sets the opening degree of the high pressure stage movable guide vane 15 to a p .
この高圧段可動ガイドベーン15の運転目標負
荷に対応するガイドベーン開度への制御に伴なつ
て高圧段ランナ2と低圧段ランナ3におけるガイ
ドベーン開度が相対的に異なつてくるので落差の
分担割合も変化して実流量も変化する。 As the guide vane opening degree of the high pressure stage movable guide vane 15 is controlled to correspond to the operating target load, the guide vane opening degrees of the high pressure stage runner 2 and the low pressure stage runner 3 become relatively different, so the head is shared. The ratio also changes and the actual flow rate also changes.
一方、低圧段可動ガイドベーン12の開度を制
御するには、第8図に示されたように、低圧段可
動ガイドベーン12の実際の開度aをガイドベー
ン開度検出装置23を使つて検出し、その検出信
号をフイードバツクし演算制御装置18に入力す
る。この演算制御装置18には、あらかじめ第9
図および第10図に示したように、水力特性上安
定した運転を行なうことができる実開度aと目標
負荷相当ガイドベーン開度apとの相対差a−apお
よび相対比a/apの実験結果が記憶されている。
したがつて、水力特性上安定した運転を行なうに
は、実開度aと目標負荷担当ガイドベーン開度ap
との相対差a−apおよび相対比a/apが第9図お
よび第10図にハツチングを付して示した矩形の
規定領域内に入るように低圧段可動ガイドベーン
12の開度を制御すればよい。そして、目標負荷
は、目標負荷入力装置20からの入力信号を演算
制御装置18に与えることによつて設定される。
さらに演算制御装置18で演算された結果が低圧
段の可動ガイドベーン制御装置22に出力され、
低圧段可動ガイドベーン12の開度をaに設定す
る。 On the other hand, in order to control the opening degree of the low pressure stage movable guide vane 12, as shown in FIG. The detection signal is fed back and input to the arithmetic and control unit 18. This arithmetic and control unit 18 has a ninth
As shown in Fig. 1 and Fig. 10, the relative difference a-a p and the relative ratio a/ a between the actual opening a which allows stable operation due to hydraulic characteristics and the guide vane opening a p corresponding to the target load. The experimental results of p are stored.
Therefore, in order to perform stable operation due to hydraulic characteristics, the actual opening a and the target load guide vane opening a p
The opening degree of the low-pressure stage movable guide vane 12 is adjusted so that the relative difference a-a p and the relative ratio a/a p fall within the rectangular prescribed area indicated by hatching in FIGS. 9 and 10. Just control it. The target load is set by applying an input signal from the target load input device 20 to the arithmetic and control device 18.
Furthermore, the result calculated by the calculation control device 18 is output to the movable guide vane control device 22 of the low pressure stage,
The opening degree of the low pressure stage movable guide vane 12 is set to a.
すなわち、開度差ましくは開度比が各段部で高
性能運転が規定範囲を上まわるものであるとき
は、低圧段可動ガイドベーン12を閉方向に、ま
た逆に開度差もしくは開度比が規定範囲を下まわ
るものであるときは低圧段可動ガイドベーン12
を開方向にそれぞれ操作すればよい。 That is, when the opening difference or opening ratio exceeds the specified range for high performance operation at each stage, the low pressure stage movable guide vane 12 is moved in the closing direction, and vice versa. If the power ratio is below the specified range, the low pressure stage movable guide vane 12
All you have to do is operate them in the opening direction.
このように、目標負荷に対応したガイドベーン
開度の制御指令を高圧段可動ガイドベーン15に
伝えてその開度制御を行ないながら、低圧段可動
ガイドベーンに対してその実開度と目標負荷相当
ガイドベーン開度との開度差もしくは開度比の制
御指令を伝えて低圧段可動ガイドベーンの開度を
制御し、所定の目標負荷における運転状態に至る
ことができる。 In this way, the control command for the guide vane opening corresponding to the target load is transmitted to the high pressure stage movable guide vane 15 to control its opening, while the actual opening and the guide corresponding to the target load are transmitted to the low pressure stage movable guide vane 15. It is possible to control the opening of the low pressure stage movable guide vane by transmitting a control command for the opening difference or the opening ratio between the vane opening and the operating state at a predetermined target load.
上記実施例においては、目標負荷に対応したガ
イドベーン開度の制御指令を高圧段可動ガイドベ
ーン15に対して与えたが、これとは逆に、上記
制御指令を低圧段可動ガイドベーン12に対して
与えてもよい。 In the above embodiment, a control command for the guide vane opening corresponding to the target load was given to the high pressure stage movable guide vane 15, but conversely, the above control command was given to the low pressure stage movable guide vane 12. You can also give it to someone.
すなわち、水位検出装置17によつて検出され
た運転水位例えばHstiと目標負荷入力装置20
からの目標負荷Poを表わす信号を演算制御装置
18に入力し、水位差をパラメータとして決定さ
れる目標負荷Poに対応するガイドベーン開度ap
を決定し、このガイドベーン開度apに応じた制御
信号を演算制御装置18からガイドベーン制御装
置21に伝えて低圧段可動ガイドベーン12の開
度制御を行なう。 That is, the operating water level detected by the water level detection device 17, for example Hsti, and the target load input device 20
A signal representing the target load Po from is input to the arithmetic and control unit 18, and the guide vane opening degree a p corresponding to the target load Po is determined using the water level difference as a parameter.
is determined, and a control signal corresponding to the guide vane opening a p is transmitted from the arithmetic and control device 18 to the guide vane control device 21 to control the opening of the low pressure stage movable guide vane 12.
一方、高圧段可動ガイドベーン15について
は、第8図に示したように、高圧段可動ガイドベ
ーンにおける実際の開度と目標流量相当ガイドベ
ーン開度との開度差もしくは開度比が各段部であ
らかじめ高性能運転が行なえるように設定した規
定範囲を上まわるものであるときは高可段可動ガ
イドベーンを閉方向に、また逆に規定範囲を下ま
わるものであるときは開方向へ操作する制御指令
を演算制御装置18からガイドベーン制御装置2
3に出力し、可動ガイドベーン15の開度制御を
行えばよい。 On the other hand, as for the high-pressure stage movable guide vane 15, as shown in FIG. If the value exceeds the specified range set in advance to enable high-performance operation, the highly variable guide vane will be moved in the closing direction, and conversely, if it is below the specified range, it will be moved in the open direction. Control commands to be operated are sent from the arithmetic and control device 18 to the guide vane control device 2.
3 to control the opening of the movable guide vane 15.
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、定常運転時に負荷の調整制御を行なう場合、
高圧段可動ガイドベーンまたは低圧段可動ガイド
ベーンのいずれか一方の段部の可動ガイドベーン
を目標負荷担当ガイドベーン開度に設定すると共
に、他方の段部の可動ガイドベーンは実負荷と目
標負荷との相対差もしくは相対比が規定範囲に入
るように開度を制御するようにしたから、流路内
の水圧の変動に起因した応答遅れによる影響を全
く受けることのない負荷信号によつて2組の可動
ガイドベーン開度の組み合わせを水力性能上最適
なものとして選択し水力性能の最も優れた運転が
可能となる。その結果、定常運転時の負荷調整制
御を行なう場合に問題となる振動、騒音、キヤビ
テーシヨン、異常な水圧変動などを伴なう不安定
な運転状態を回避して常に高性能運転を行なうこ
とができる。
As is clear from the above description, according to the present invention, when performing load adjustment control during steady operation,
The movable guide vane on either the high-pressure stage movable guide vane or the low-pressure stage movable guide vane is set to the guide vane opening for the target load, and the movable guide vane on the other stage is set to the actual load and target load. Since the opening degree is controlled so that the relative difference or relative ratio of By selecting the combination of movable guide vane opening degrees that is optimal in terms of hydraulic performance, operation with the best hydraulic performance is possible. As a result, it is possible to always perform high-performance operation by avoiding unstable operating conditions accompanied by vibration, noise, cavitation, abnormal water pressure fluctuations, etc., which are problems when performing load adjustment control during steady-state operation. .
第1図は本発明を適用するフランシス形2段ポ
ンプ水車の縦断面図、第2図および第3図は定常
運転時における可動ガイドベーンの運転制御の構
成を示したブロツク図、第4図は目標負荷とガイ
ドベーン開度との関係を示した線図、第5図は定
常運転範囲における実負荷と目標負荷との相対差
の規定範囲を示した線図、第6図は定常運転範囲
における実負荷と目標負荷との相対比の規定範囲
を示した線図、第7図および第8図は他の発明に
よる定常運転時における運転制御の構成を示した
ブロツク図、第9図は定常運転範囲における目標
負荷とガイドベーン開度差との関係を示した線
図、第10図は定常運転範囲における目標負荷と
ガイドベーン開度比との関係を示した線図であ
る。
2……高圧段ランナ、3……低圧段ランナ、1
0……返し通路、12……低圧段可動ガイドベー
ン、15……高圧段可動ガイドベーン、17……
水位検出装置、18……演算制御装置、19……
データ入力装置、20……目標負荷入力装置、2
1,23……ガイドベーン制御装置、22……負
荷検出装置、24……ガイドベーン開度検出装
置。
Fig. 1 is a vertical sectional view of a Francis type two-stage pump turbine to which the present invention is applied, Figs. 2 and 3 are block diagrams showing the configuration of the operation control of the movable guide vane during steady operation, and Fig. 4 is Figure 5 is a diagram showing the relationship between target load and guide vane opening. Figure 5 is a diagram showing the specified range of relative difference between actual load and target load in the steady operating range. Figure 6 is a diagram showing the specified range of the relative difference between the actual load and target load in the steady operating range. A diagram showing the specified range of the relative ratio between the actual load and the target load, Figures 7 and 8 are block diagrams showing the configuration of operation control during steady operation according to another invention, and Figure 9 shows the configuration of the operation control during steady operation. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the target load and the guide vane opening ratio in the steady operation range. 2...High pressure stage runner, 3...Low pressure stage runner, 1
0...Return passage, 12...Low pressure stage movable guide vane, 15...High pressure stage movable guide vane, 17...
Water level detection device, 18... Arithmetic control device, 19...
Data input device, 20...Target load input device, 2
1, 23...Guide vane control device, 22...Load detection device, 24...Guide vane opening detection device.
Claims (1)
ンナを備え各段部が返し通路によつて連絡され、
かつ前記最高圧段部と前記最低圧段部の各段部の
入口側に水口開度を調節する可動ガイドベーンを
設けた多段水力機械において、定常発電運転時に
目標負荷への調整制御を行なう場合、前記最高圧
段部または最低圧段部のいづれか一方の般部可動
ガイドベーンは、所与の運転水位下で高性能運転
が行なえるようにあらかじめ規定された負荷とガ
イドベーン開度との相対関係を満足するような目
標負荷相当ガイドベーン開度に設定すると共に、
他方の段部の可動ガイドベーンは同部可動ガイト
ベーンにおける実負荷と前記目標負荷との相対差
もしくは相対比が規定範囲内に入るように開度を
制御することを特徴とする多段水力機械の運転制
御方法。1 Each step from the highest pressure step to the lowest pressure step is equipped with a runner, and each step is connected by a return passage.
In a multi-stage hydraulic machine that is provided with a movable guide vane that adjusts the water port opening on the inlet side of each of the highest pressure stage section and the lowest pressure stage section, when performing adjustment control to a target load during steady power generation operation. , the general movable guide vane of either the highest pressure stage section or the lowest pressure stage section has a predetermined relationship between the load and the guide vane opening so that high performance operation can be performed under a given operating water level. In addition to setting the guide vane opening corresponding to the target load to satisfy the relationship,
Operation of a multi-stage hydraulic machine characterized in that the opening degree of the movable guide vane of the other stepped part is controlled so that the relative difference or relative ratio between the actual load and the target load in the movable guide vane of the same part is within a specified range. Control method.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58042693A JPS59168279A (en) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | Operation control of multistage hydraulic machine |
| US06/588,362 US4640664A (en) | 1983-03-15 | 1984-03-12 | Methods of controlling operation of multistage hydraulic machines |
| FR8403848A FR2542817B1 (en) | 1983-03-15 | 1984-03-13 | METHOD FOR CONTROLLING THE OPERATION OF MULTI-STAGE HYDRAULIC MACHINES |
| DE19843409340 DE3409340A1 (en) | 1983-03-15 | 1984-03-14 | METHOD FOR CONTROLLING THE OPERATION OF A MULTI-STAGE HYDRAULIC MACHINE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58042693A JPS59168279A (en) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | Operation control of multistage hydraulic machine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59168279A JPS59168279A (en) | 1984-09-21 |
| JPH0442549B2 true JPH0442549B2 (en) | 1992-07-13 |
Family
ID=12643121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58042693A Granted JPS59168279A (en) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | Operation control of multistage hydraulic machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59168279A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58122368A (en) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Toshiba Corp | Drive control method of multi-stage hydraulic machinery |
-
1983
- 1983-03-15 JP JP58042693A patent/JPS59168279A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59168279A (en) | 1984-09-21 |
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