JPH0640699B2 - ガバナシミユレ−タ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はガバナシミュレータ装置に係り、特に水力発電
プラントにおけるガバナ制御装置の故障訓練を行なうの
に最適なガバナシミュレータ装置に関するものである。

（従来の技術） 最近の各種プラントは、デジタル制御装置の発展と計算
機適用の拡大と共に、大規模化かつ高機能化されてお
り、重電部門においても特に水力発電プラントは、火
力，原子力プラントの大形化に対して揚水発電プラント
がその主流をなし、複数台を備えて大容量化されてい
る。また、プラントの運転形態は発電運転，揚水運転，
調相運転，試送電運転と多様化され、それぞれの運転に
おいても始動制御，流量制御，ＡＦＣ制御，ＡＬＲ制
御，ＡＱＲ制御，単独運転制御，プログラム運転制御等
と、各種の自動制御が適用されて完全自動化されてい
る。従って、これらの運転制御に必要な制御装置は、複
雑化しかつ高機能化している。

ところで、水力発電所は無人化されていて、常時の運転
操作は遠方制御所から一人制御で行なわれていることか
ら、制御装置が故障したり，また点検時に発電所で手動
運転を行なう場合には、運転員は制御装置の内容を良く
理解して，制御装置の故障が発明した場合の適切な処理
が行なえるように日頃の訓練が必要となる。

しかしながら、運転訓練を目的とした現状のプラントシ
ミュレータ装置は、ポンプ水車や発電電動機等に関して
ダイナミックモデル化し、例えばポンプ水車の流量や，
発電電動機の各種電気量や，ガバナ制御装置の油圧系等
の定量的なデータをＣＲＴに表示したり、監視制御盤上
の計器を動かしたりする方法は適用されているものの、
制御装置の故障を模擬して，監視制御盤上の計器に制御
装置故障時の主機状態を確認することや，その原因を発
見させる訓練を臨場感を持って行なえるような方法は適
用されていない。従って、制御装置の対応訓練は単なる
制御ブロック図や図面による学習によっているのが実状
である。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように、従来のシミュレータ装置においては、ガ
バナ制御装置の故障を模擬して，その故障状態を盤上の
計器に表示してガバナ制御装置故障時の主機の動きを訓
練したり、ガバナ制御装置の故障原因を発見させる訓練
を臨時感を持って行なうことができないという問題があ
った。

そこで本発明では、ガバナ制御装置の故障を模擬し，そ
の故障状態を盤面に表示させてガバナ制御装置故障時の
主機の動きを訓練すると共に、ガバナ制御装置の故障原
因を発見させる訓練を臨時時を持って行なうことが可能
な信頼性の高いガバナシミュレータ装置を提供すること
を目的とするものである。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明によるガバナシミュ
レータ装置は、プラントの状態を監視制御するための模
擬盤と、プラントのシーケンス制御回路およびプラント
の各種電気量，機械量の状態を模擬し，その模擬量を上
記模擬盤に送出するプラントシミュレータ装置と、各種
アナログ基板から構成され，水車の案内羽根を可変して
主機の回転数および出力を調整するガバナ制御装置と、
このガバナ制御装置の故障訓練時に基板の模擬故障箇所
を設定するためのスイッチを備えた故障設定装置と、上
記ガバナ制御装置の故障個所を検出するための模擬電源
装置を備えたハード試験装置から構成するようにしたこ
とを特徴とする。

（作用） 上述のガバナシミュレータ装置においては、ガバナ制御
装置の故障訓練の時に、故障設定装置からガバナ制御装
置の故障を設定することにより、プラントシミュレータ
装置からの信号によって模擬盤上に主機状態を模擬して
ガバナ制御装置故障時の主機状態を実現し、ハード試験
装置でガバナ制御装置の基板の電流チェックや電圧チェ
ックを行なって故障個所の追及ができることになる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明によるガバナシミュレータ装置の構成
例をブロック的に示すものである。第１図において、１
はプラントの状態を監視制御するためのスイッチや計器
を備えた模擬盤、２はプラントのシーケンス制御回路お
よびプラントの各種電気量や機械量の状態を模擬し，上
記模擬盤２にその模擬量を送出するプラントシミュレー
タ装置、３は後述するガバナ制御装置４の故障訓練時に
基板の模擬故障個所を設定するためのスイッチを備えた
故障設定装置、４は各種アナログ基板から構成され，水
車の案内羽根を可変して主機の回転数や出力を調整する
ガバナ制御装置、５はこのガバナ制御装置４の故障個所
を検出するための模擬電源装置，およびデジボルやテス
タ等を備えたハード試験装置である。

第２図は、詳細を後述するガバナ制御装置４の基板の模
擬故障個所を設定するための回路構成例を示すものであ
る。第２図において、故障設定装置３に設けられた常開
接点のスイッチＡｏ，Ｂｏ，Ｃｏ…Ｈｏと、ガバナ制御
装置４内に設けられ，そのアナログ基板間の信号の流れ
をオープンするための接点Ａｂ，Ｂｂ，Ｃｂ，…，Ｈｂ
用の補助リレーＡ，Ｂ，Ｃ，…，Ｈとを、それぞれ直列
に接続して直流制御電源母線Ｐ，Ｎ間に接続している。

第３図は、ガバナ制御装置４の内部構成例，およびこの
ガバナ制御装置４とハード試験装置５の接続構成例を示
すものである。第３図において、ハード試験装置５内の
模擬電源装置２１から、模擬入力電圧をガバナ制御装置
４内のＦ／Ｖ変換器基板１１へ入力し、ここでレべル変
換された信号を常閉の故障模擬接点Ａｂを介してΔＦ検
出器基板１２へ入力し、ここでレべル変換された信号を
常閉の故障模擬接点Ｂｂを介して垂下率演算器基板１４
へ入力する。また、負荷設定器基板１３からの信号を、
常閉の故障模擬接点Ｃｂを介して垂下率演算器基板１４
へ入力する。さらに、ハード試験装置５内のＧＶレター
ン抵抗器２３からの信号を、ガバナ制御装置４内の位置
検出器基板１７へ入力してレべル変換した後に、常閉の
故障模擬接点Ｇｂを介して上記垂下率演算器基板１４へ
入力する。

一方、上記垂下率演算器基板１４からの信号を、常閉の
故障模擬接点Ｄｂを介してＰＩＤ演算器基板１５へ入力
し、ここでレべル変換された信号を常閉の故障模擬接点
Ｅｂを介して増巾器基板１６へ入力する。また、この増
巾器基板１６でレべル変換された信号を、常閉の故障模
擬接点Ｆｂを介してハード試験装置５内のコンバータコ
イル２２へ入力する。さらに、上記模擬電源装置２１か
らの模擬電源を、ガバナ制御装置４内の電源装置１８へ
入力し、ここでレべル変換された制御電源を常閉の故障
模擬接点Ｈｂを介して上述の各基板へ入力するようにし
ている。

次に、本実施例によるガバナシミュレータ装置の作用に
ついて説明する。

主機運転に対し、まず模擬盤１上の図示しないスイッチ
を操作することにより、プラントシミュレータ装置２に
てプラントの制御過程が模擬されると共に、主機の回転
数や水車の案内羽根開度等の各種プラント状態が模擬さ
れ、その模擬量が模擬盤１上の図示しない計器に表示さ
れる。プラントシミュレータ装置２には、ガバナ制御装
置４と同等の制御回路がダイナミックモデル化されてい
る。

従って、故障設定装置３によりガバナ制御装置４の各種
基板故障を訓練する場合には、故障設定装置３からプラ
ントシミュレータ装置２へ故障内容が入力され、プラン
トシミュレータ装置２はガバナ制御装置４内のアナログ
基板故障によるプラント状態を模擬し、これを上記模擬
盤１上の図示しない計器に表示させたり，故障表示器を
動作させたりする。

一方、ガバナ制御装置４の故障個所を捜索する場合に
は、模擬盤１上の図示しない動作表示器により主機の停
止を確認した後に開始する。ガバナ制御装置４の故障個
所を捜索するのに先だち、インストラクターが故障設定
装置３の任意のスイッチを操作することにより、ガバナ
制御装置４内の基板が故障模擬される。ここでは、ΔＦ
検出器基板１２の基板故障を設定することについて述べ
る。すなわち、まずインストラクターは故障設定装置３
のスイッチＢｏを操作することにより、補助リレーＢが
動作してその常閉接点Ｂｂが開く。訓練者は、ガバナ制
御装置４の故障個所を捜索するために、ハード試験装置
５の模擬電源装置２１からガバナ制御装置４の電源装置
１８へ、電源を入力してガバナ制御電源を活かす。ま
た、訓練者は主機の回転数に相当する電圧を、模擬電源
装置２１からガバナ制御装置４のＦ／Ｖ変換器基板１１
へ模擬入力する作業を行なう。そして、訓練者はテスタ
等を用いて各種基板の出力電圧を計測し、故障個所の追
求を行なう。この場合、ΔＦ検出器基板１２の故障発見
においては、模擬入力がΔＦ検出基板１２の入力部に有
るのに対して，垂下率演算器基板１４の入力電圧が無い
ことにより判明する。

上述したように、本実施例においては、プラントの主機
の状態を監視制御する模擬盤１とガバナ制御装置４の故
障個所を設定する故障設定装置３とにより、プラントシ
ミュレータ装置２にてプラントの状態を模擬し、模擬盤
１上にプラント状態を表示するようにしていることか
ら、プラント全体の動きを訓練者が確認することができ
る。また、ガバナ制御装置４の故障個所の捜索時には、
試験用の電線の配線を行ない、現場での実際の作業と同
様にテスタ等で基板電圧の測定を行ない、故障個所の追
求を行なうことができるので、臨場感を持って訓練を行
なうことができ，訓練の効果を大いに高めることが可能
となる。

尚、上記実施例では故障設定装置３の操作を、可動接点
であるスイッチを操作することにより行なう場合につい
て説明したが、このスイッチの代りにＣＲＴ操作卓のキ
ーボードを使用して，キーボードのデータをプラントシ
ミュレータ装置２へ入力し、さらにプラントシミュレー
タ装置２から出力変換器を介してガバナ制御装置４内の
故障設定用補助リレーを動作させるようにしても、前述
と同様の効果が得られるものである。

その他、本発明はその要旨を変更しない範囲で、種々に
変形して実施することができるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、プラントの状態を
監視制御するための模擬盤と、プラントのシーケンス制
御回路およびプラントの各種電気量，機械量の状態を模
擬し，その模擬量を上記模擬盤に送出するプラントシミ
ュレータ装置と、各種アナログ基板から構成され，水車
の案内羽根を可変して主機の回転数および出力を調整す
るガバナ制御装置と、このガバナ制御装置の故障訓練時
に基板の模擬故障箇所を設定するためのスイッチを備え
た故障設定装置と、前記ガバナ制御装置の故障個所を検
出するための模擬電源装置を備えたハード試験装置から
構成するようにしたので、ガバナ制御装置の故障を模擬
し，その故障状態を盤面に表示させてガバナ制御装置故
障時の主機の動きを訓練すると共に、ガバナ制御装置の
故障原因を発見させる訓練を臨時感を持って行なうこと
が可能な極めて信頼性の高いガバナシミュレータ装置が
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるガバナシミュレータ装置の一実施
例を示す構成ブロック図、第２図は同実施例におけるガ
バナ制御装置の故障個所を設定する回路構成図、第３図
は同実施例におけるガバナ制御装置とハード試験装置の
接続構成例を示す回路図である。 １……模擬盤、２……プラントシミュレータ装置、３…
…故障設定装置、４……ガバナ制御装置、５……ハード
試験装置、１１……Ｆ／Ｖ変換器基板、１２……ΔＦ検
出器基板、１３……負荷設定器基板、１４……垂下率演
算器基板、１５……ＰＩＤ演算器基板、１６……増巾器
基板、１７……位置検出器基板、１８……電源装置、２
１……模擬電源装置、２２……コンバータコイル、２３
……ＧＶレターン抵抗器、Ａｏ，Ｂｏ，Ｃｏ，Ｄｏ，Ｅ
ｏ，Ｆｏ，Ｇｏ，Ｈｏ……故障設定スイッチ、Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ……故障設定用補助リレー、Ａ
ｂ，Ｂｂ，Ｃｂ，Ｄｂ，Ｅｂ，Ｆｂ，Ｇｂ，Ｈｂ……故
障設定用補助リレーの常閉接点、Ｐ，Ｎ……直流制御電
源母線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラントの状態を監視制御するための模擬
   盤と、プラントのシーケンス制御回路およびプラントの
   各種電気量，機械量の状態を模擬し，その模擬量を前記
   模擬盤に送出するプラントシミュレータ装置と、各種ア
   ナログ基板から構成され，水車の案内羽根を可変して主
   機の回転数および出力を調整するガバナ制御装置と、こ
   のガバナ制御装置の故障訓練時に基板の模擬故障箇所を
   設定するためのスイッチを備えた故障設定装置と、前記
   ガバナ制御装置の故障個所を検出するための模擬電源装
   置を備えたハード試験装置から構成するようにしたこと
   を特徴とするガバナシミュレータ装置。