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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- guide vane
- pressure stage
- movable guide
- load
- opening
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- 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)
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
よる運転制御方法を適用した実施例について述べ
る。
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。
制御を行なう場合の一実施例を示している。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
発明の実施例を説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (1)
- １ 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。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58042693A JPS59168279A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 多段水力機械の運転制御方法 |
| US06/588,362 US4640664A (en) | 1983-03-15 | 1984-03-12 | Methods of controlling operation of multistage hydraulic machines |
| FR8403848A FR2542817B1 (fr) | 1983-03-15 | 1984-03-13 | Procede de commande du fonctionnement de machines hydrauliques a etages multiples |
| DE19843409340 DE3409340A1 (de) | 1983-03-15 | 1984-03-14 | Verfahren zum steuern des betriebes einer mehrstufigen hydraulischen maschine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58042693A JPS59168279A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 多段水力機械の運転制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59168279A JPS59168279A (ja) | 1984-09-21 |
| JPH0442549B2 true JPH0442549B2 (ja) | 1992-07-13 |
Family
ID=12643121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58042693A Granted JPS59168279A (ja) | 1983-03-15 | 1983-03-15 | 多段水力機械の運転制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59168279A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58122368A (ja) * | 1982-01-14 | 1983-07-21 | Toshiba Corp | 多段水力機械の運転制御方法 |
-
1983
- 1983-03-15 JP JP58042693A patent/JPS59168279A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59168279A (ja) | 1984-09-21 |
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