JPH1137034A - ポンプ水車 - Google Patents
ポンプ水車Info
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- JPH1137034A JPH1137034A JP9191029A JP19102997A JPH1137034A JP H1137034 A JPH1137034 A JP H1137034A JP 9191029 A JP9191029 A JP 9191029A JP 19102997 A JP19102997 A JP 19102997A JP H1137034 A JPH1137034 A JP H1137034A
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- 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
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- Hydraulic Turbines (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放水管路を共有するポンプ水車のうち一台が
調相運転中に他方のポンプ水車に負荷遮断が発生したよ
うなときでも、調相運転中のポンプ水車の押し下げ水面
レベルを適性範囲内に制御することができるようにする
こと。 【解決手段】 吸出し管６内に高圧空気を注入してラン
ナを気中で空転運転し得るようにしたポンプ水車におい
て、吸出し管６に高圧空気注入管７と高圧空気排気管１
３を接続する。吸出し管６には高圧空気注入停止点より
さらに下方水位位置に自由水面下限点９ｃを設定し、吸
出し管内の水位が上記自由水面下限点９ｃ以下になった
とき、高圧空気排気管１３を介して吸出し管６内の高圧
空気を排気する。
調相運転中に他方のポンプ水車に負荷遮断が発生したよ
うなときでも、調相運転中のポンプ水車の押し下げ水面
レベルを適性範囲内に制御することができるようにする
こと。 【解決手段】 吸出し管６内に高圧空気を注入してラン
ナを気中で空転運転し得るようにしたポンプ水車におい
て、吸出し管６に高圧空気注入管７と高圧空気排気管１
３を接続する。吸出し管６には高圧空気注入停止点より
さらに下方水位位置に自由水面下限点９ｃを設定し、吸
出し管内の水位が上記自由水面下限点９ｃ以下になった
とき、高圧空気排気管１３を介して吸出し管６内の高圧
空気を排気する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、吸出し管内に高圧
空気を注入してその高圧空気により吸出し管内に自由水
面を作り、ランナを空転運転し得るようにしたポンプ水
車に関する。
空気を注入してその高圧空気により吸出し管内に自由水
面を作り、ランナを空転運転し得るようにしたポンプ水
車に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近のポンプ水車などの水力機械は経済
性を指向して高落差化しており、このような高落差の水
力機械の吸出し高さ或は押込み深さは、キャビテーショ
ン防止等の観点から相対的に高くなっており、その結果
吸出し管内の水圧力は高いものになっている。
性を指向して高落差化しており、このような高落差の水
力機械の吸出し高さ或は押込み深さは、キャビテーショ
ン防止等の観点から相対的に高くなっており、その結果
吸出し管内の水圧力は高いものになっている。
【０００３】ところで、このようなポンプ水車において
は、電力系統の安定化や電力需要の変化に迅速に対応す
るため、ポンプ水車のランナを長時間にわたって空転さ
せる調相運転が行われることが多い。
は、電力系統の安定化や電力需要の変化に迅速に対応す
るため、ポンプ水車のランナを長時間にわたって空転さ
せる調相運転が行われることが多い。
【０００４】図４は、上記調相運転について説明するた
めのポンプ水車を模式的に示す縦断面図である。
めのポンプ水車を模式的に示す縦断面図である。
【０００５】図４において、符号１はポンプ水車のラン
ナ室であって、そのランナ室１内には主軸２の下端に設
けられたランナ３が回転可能に配設されている。上記ラ
ンナ室１の外周にはスパイラルケーシング４が設けられ
ており、そのランナ室１とスパイラルケーシング４とを
連通する流路にガイドベーン５が周方向に配列されてい
る。そして、上記ランナ室１の下端部に吸出し管６が連
設されている。
ナ室であって、そのランナ室１内には主軸２の下端に設
けられたランナ３が回転可能に配設されている。上記ラ
ンナ室１の外周にはスパイラルケーシング４が設けられ
ており、そのランナ室１とスパイラルケーシング４とを
連通する流路にガイドベーン５が周方向に配列されてい
る。そして、上記ランナ室１の下端部に吸出し管６が連
設されている。
【０００６】上記吸出し管６には高圧空気注入管７が接
続されるとともに、水面レベル検出用の水位検出管８が
接続され、その水位検出管８には吸出し管６内に設定さ
れた上下２つの水面レベル９ａ，９ｂに対応する水位セ
ンサ１０ａ，１０ｂが取り付けられている。
続されるとともに、水面レベル検出用の水位検出管８が
接続され、その水位検出管８には吸出し管６内に設定さ
れた上下２つの水面レベル９ａ，９ｂに対応する水位セ
ンサ１０ａ，１０ｂが取り付けられている。
【０００７】ところで、このようなポンプ水車では、調
相運転時に電力負荷を軽減するため、ガイドベーン５を
全閉した後、吸出し管６内へ高圧空気注入管７を介して
高圧空気を注入してランナ室１内の水を吸出し管６内に
排水し、水面９をランナ３の下端部３ａよりも所定距離
だけ押し下げ、ランナ３を高圧空気中で回転させること
により駆動トルクの軽減を図っている。
相運転時に電力負荷を軽減するため、ガイドベーン５を
全閉した後、吸出し管６内へ高圧空気注入管７を介して
高圧空気を注入してランナ室１内の水を吸出し管６内に
排水し、水面９をランナ３の下端部３ａよりも所定距離
だけ押し下げ、ランナ３を高圧空気中で回転させること
により駆動トルクの軽減を図っている。
【０００８】ところが、このような調相運転時にあって
は、ランナ３と水面との間の空間の空気は、ランナ３の
回転による遠心風圧の作用によって回転方向にかき回さ
れ、図４に示すように、水面９には大きな波立ちや揺動
が発生する。特に吸出し管６内の圧力が高い場合には顕
著となる。
は、ランナ３と水面との間の空間の空気は、ランナ３の
回転による遠心風圧の作用によって回転方向にかき回さ
れ、図４に示すように、水面９には大きな波立ちや揺動
が発生する。特に吸出し管６内の圧力が高い場合には顕
著となる。
【０００９】このような状態では、水面９の下に空気が
巻き込まれ水中に多量の気泡が浮遊することとなり、そ
のうち一部分は常時吸出し管６のエルボ部６ａを介して
吸出し管６の下流側に向って漏れ出し、結果的に吸出し
管６内の水面９が徐々に上昇する。そして、水面９が設
定された水面レベル９ａに達したら、水位センサ１０ａ
がこれを検出して高圧空気注入管７の制御弁７ａを作動
させて高圧空気を吸出し管６内に導入し水面９を押し下
げる。水面９が設定された水面レベル９ｂまで下降した
ら、水位センサ１０ｂがこれを検出して高圧空気の供給
を停止する。このようにして、水面９はランナ３の下端
部３ａより常に所定距離だけ押し下げられた状態に保持
され、長時間の調相運転では上記操作が繰り返される。
巻き込まれ水中に多量の気泡が浮遊することとなり、そ
のうち一部分は常時吸出し管６のエルボ部６ａを介して
吸出し管６の下流側に向って漏れ出し、結果的に吸出し
管６内の水面９が徐々に上昇する。そして、水面９が設
定された水面レベル９ａに達したら、水位センサ１０ａ
がこれを検出して高圧空気注入管７の制御弁７ａを作動
させて高圧空気を吸出し管６内に導入し水面９を押し下
げる。水面９が設定された水面レベル９ｂまで下降した
ら、水位センサ１０ｂがこれを検出して高圧空気の供給
を停止する。このようにして、水面９はランナ３の下端
部３ａより常に所定距離だけ押し下げられた状態に保持
され、長時間の調相運転では上記操作が繰り返される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
調相運転を行うポンプ水車Ｐ1 が、図５に示すように、
他のポンプ水車Ｐ2 と同じ水圧鉄管１１と放水管路１２
を共有した発電所の場合には、当該ポンプ水車の調相運
転中に他のポンプ水車に負荷遮断が起ったときに、負荷
遮断とほぼ同時に放水管路１２の圧力が短時間であるが
低下する。そしてこの水圧低下に応じて、前記ランナ３
と吸出し管６内の水面９との間の空間に充填されていた
高圧空気が膨張し、水圧と空気圧がバランスするまで水
面９が急激に低下することがある。
調相運転を行うポンプ水車Ｐ1 が、図５に示すように、
他のポンプ水車Ｐ2 と同じ水圧鉄管１１と放水管路１２
を共有した発電所の場合には、当該ポンプ水車の調相運
転中に他のポンプ水車に負荷遮断が起ったときに、負荷
遮断とほぼ同時に放水管路１２の圧力が短時間であるが
低下する。そしてこの水圧低下に応じて、前記ランナ３
と吸出し管６内の水面９との間の空間に充填されていた
高圧空気が膨張し、水圧と空気圧がバランスするまで水
面９が急激に低下することがある。
【００１１】しかし、水位検出管８に取り付けられてい
る水位センサ１０ａ，１０ｂは、吸出し管６内の前述の
如き水面の動きに対処するため水面９ａ，９ｂに対応し
て設けられているので、上記水面の急激な低下には対処
できない等の問題がある。
る水位センサ１０ａ，１０ｂは、吸出し管６内の前述の
如き水面の動きに対処するため水面９ａ，９ｂに対応し
て設けられているので、上記水面の急激な低下には対処
できない等の問題がある。
【００１２】すなわち、水面９が水面レベル９ｂを越え
て大幅に低下した場合には、水面上の空間内の高圧空気
が一気に吸出し管６の下流側６ｂに向って漏出し、この
結果吸出し管６のエルボ６ａ内へ吸出し管６の下流側か
ら水が急激に流入し、水面が急上昇する。このとき、図
６に示すように流入水の一部が、流入時の勢いとさらに
吸出し管６内の空気の旋回流の作用によってランナ３ま
で達することがあり、気中で空転運転しているランナ３
に、空気に比べて密度が大きい水が衝突することにより
軸入力の変動や振動が発生し、安定した調相運転にとっ
て好ましくない影響を及ぼす。
て大幅に低下した場合には、水面上の空間内の高圧空気
が一気に吸出し管６の下流側６ｂに向って漏出し、この
結果吸出し管６のエルボ６ａ内へ吸出し管６の下流側か
ら水が急激に流入し、水面が急上昇する。このとき、図
６に示すように流入水の一部が、流入時の勢いとさらに
吸出し管６内の空気の旋回流の作用によってランナ３ま
で達することがあり、気中で空転運転しているランナ３
に、空気に比べて密度が大きい水が衝突することにより
軸入力の変動や振動が発生し、安定した調相運転にとっ
て好ましくない影響を及ぼす。
【００１３】本発明は、このような点に鑑み、放水管路
を共有するポンプ水車のうち一台が調相運転中に他方の
ポンプ水車に負荷遮断が発生したようなときでも、調相
運転中のポンプ水車の押し下げ水面レベルを適性範囲内
に制御することができるポンプ水車を得ることを目的と
する。
を共有するポンプ水車のうち一台が調相運転中に他方の
ポンプ水車に負荷遮断が発生したようなときでも、調相
運転中のポンプ水車の押し下げ水面レベルを適性範囲内
に制御することができるポンプ水車を得ることを目的と
する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ランナ室の下
端部に接続された吸出し管内に高圧空気を注入し、その
吸出し管内に自由水面を作りランナを気中で空転運転し
得るようにしたポンプ水車において、上記吸出し管に、
その吸出し管内に高圧空気を注入する高圧空気注入管と
ともに吸出し管内の高圧空気を排出する高圧空気排気管
を接続するとともに、上記吸出し管内の自由水面レベル
に設定された高圧空気注入停止点よりさらに下方水位位
置に自由水面下限点を設定し、吸出し管内の水位が上記
自由水面下限点以下になったとき、上記高圧空気排気管
に設けられている排気弁を開くようにしたことを特徴と
する。
端部に接続された吸出し管内に高圧空気を注入し、その
吸出し管内に自由水面を作りランナを気中で空転運転し
得るようにしたポンプ水車において、上記吸出し管に、
その吸出し管内に高圧空気を注入する高圧空気注入管と
ともに吸出し管内の高圧空気を排出する高圧空気排気管
を接続するとともに、上記吸出し管内の自由水面レベル
に設定された高圧空気注入停止点よりさらに下方水位位
置に自由水面下限点を設定し、吸出し管内の水位が上記
自由水面下限点以下になったとき、上記高圧空気排気管
に設けられている排気弁を開くようにしたことを特徴と
する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。なお、図中図４と同一
部分には同一符号を付しその詳細な説明を省略する。
の実施の形態について説明する。なお、図中図４と同一
部分には同一符号を付しその詳細な説明を省略する。
【００１６】図１において、吸出し管６には制御弁７ａ
を有する高圧空気注入管７とともに、吸出し管６内の高
圧空気を排出する排気弁１３ａを有する高圧空気排気管
１３が接続されている。また水面レベル検出用の水位検
出管８には、ランナ側に近いレベルの高圧空気を再注入
する水面レベル９ａ用、それより下方の高圧空気注入を
停止する水面レベル９ｂ用、及びそれよりさらに下方の
高圧空気を排気する水面レベル９ｃ用の３個の水位セン
サ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが設けられ、吸出し管６内の
押し下げ水面レベルを段階的に検出するようにしてあ
る。そして、吸出し管６内の水面が水面レベル９ｃにな
り、それが水位センサ１０ｃによって検出されると排気
弁１３ａが開かれるようにしてある。しかして、このよ
うなポンプ水車においてランナ３を気中で空転運転させ
るいわゆる調相運転を行う場合には、ガイドベーン５を
全閉した後、高圧空気注入管７によって吸出し管６内に
高圧空気を供給して、ランナ室１内の水を吸出し管６内
に排水して水面９をランナ３の下端部３ａよりも所定距
離だけ押し下げる。この場合、通常は効率的な高圧空気
の供給を行うため、吸出し管６内の水面に対して水面レ
ベル６ａ及び水面レベル６ｂが設定される。すなわち、
最初に水面押し下げを行うとき、または調相運転に入っ
てから漏気による補給気を行い、給気を停止する水面レ
ベルとして水面レベル６ｂが設定され、漏気により水面
レベルが上昇し、ランナに近付き過ぎないように補給気
する水面レベルとして水面レベル６ａが設定される。
を有する高圧空気注入管７とともに、吸出し管６内の高
圧空気を排出する排気弁１３ａを有する高圧空気排気管
１３が接続されている。また水面レベル検出用の水位検
出管８には、ランナ側に近いレベルの高圧空気を再注入
する水面レベル９ａ用、それより下方の高圧空気注入を
停止する水面レベル９ｂ用、及びそれよりさらに下方の
高圧空気を排気する水面レベル９ｃ用の３個の水位セン
サ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが設けられ、吸出し管６内の
押し下げ水面レベルを段階的に検出するようにしてあ
る。そして、吸出し管６内の水面が水面レベル９ｃにな
り、それが水位センサ１０ｃによって検出されると排気
弁１３ａが開かれるようにしてある。しかして、このよ
うなポンプ水車においてランナ３を気中で空転運転させ
るいわゆる調相運転を行う場合には、ガイドベーン５を
全閉した後、高圧空気注入管７によって吸出し管６内に
高圧空気を供給して、ランナ室１内の水を吸出し管６内
に排水して水面９をランナ３の下端部３ａよりも所定距
離だけ押し下げる。この場合、通常は効率的な高圧空気
の供給を行うため、吸出し管６内の水面に対して水面レ
ベル６ａ及び水面レベル６ｂが設定される。すなわち、
最初に水面押し下げを行うとき、または調相運転に入っ
てから漏気による補給気を行い、給気を停止する水面レ
ベルとして水面レベル６ｂが設定され、漏気により水面
レベルが上昇し、ランナに近付き過ぎないように補給気
する水面レベルとして水面レベル６ａが設定される。
【００１７】ところで、上記水面レベル６ｂに対応する
水位センサ１０ｂは、吸出し管６内の水面が水面レベル
６ｂを上から下方向へ通過した時に高圧空気の注入を停
止するために用いられている。したがって、実際の押し
下げ水面が水面レベル６ｂの下方にある場合、どの程度
下方なのかは不明である。調相運転を単独のポンプ水車
で行う通常の場合、これでも特に問題は生じない。なぜ
なら、水面レベル６ａ及び６ｂは、図２の押し下げ水面
と漏気量及び軸入力との関係を模式的に表した線図に示
すように、軸入力及び漏気量が両方共より少なくなるよ
うな範囲であって、かつランナ下端部３ａにより近いレ
ベルに設定されている。このため、漏気量が急増し始め
る水面レベルＬC （図２）に対しては十分な余裕があ
る。
水位センサ１０ｂは、吸出し管６内の水面が水面レベル
６ｂを上から下方向へ通過した時に高圧空気の注入を停
止するために用いられている。したがって、実際の押し
下げ水面が水面レベル６ｂの下方にある場合、どの程度
下方なのかは不明である。調相運転を単独のポンプ水車
で行う通常の場合、これでも特に問題は生じない。なぜ
なら、水面レベル６ａ及び６ｂは、図２の押し下げ水面
と漏気量及び軸入力との関係を模式的に表した線図に示
すように、軸入力及び漏気量が両方共より少なくなるよ
うな範囲であって、かつランナ下端部３ａにより近いレ
ベルに設定されている。このため、漏気量が急増し始め
る水面レベルＬC （図２）に対しては十分な余裕があ
る。
【００１８】しかしながら、前述のように一条の管路で
連結されている複数のポンプ水車が、同時に調相運転と
通常の発電運転を行うことが考えられる場合には、調相
運転を行うポンプ水車の吸出し管６内の押し下げ水面レ
ベルの変化は、通常の発電運転を行うポンプ水車に負荷
遮断が起った場合、非常に大きくなることが予想され
る。この場合、図２に示した水面レベルＬc さえも越え
て水面レベルが低下することが考えられ、多量の高圧空
気が吸出し管６の下流側へ漏気すると同時に吸出し管６
の下流側から水がエルボ側６ａへ急激に流れ込み水面が
乱れる可能性がある。
連結されている複数のポンプ水車が、同時に調相運転と
通常の発電運転を行うことが考えられる場合には、調相
運転を行うポンプ水車の吸出し管６内の押し下げ水面レ
ベルの変化は、通常の発電運転を行うポンプ水車に負荷
遮断が起った場合、非常に大きくなることが予想され
る。この場合、図２に示した水面レベルＬc さえも越え
て水面レベルが低下することが考えられ、多量の高圧空
気が吸出し管６の下流側へ漏気すると同時に吸出し管６
の下流側から水がエルボ側６ａへ急激に流れ込み水面が
乱れる可能性がある。
【００１９】ところが、本発明においては、吸出し管６
内の水面９が水面レベル６ｃまで降下すると、水位検出
管８に取り付けられた水位センサ１０ｃによってそれが
検出され、高圧空気排気管１３の排気弁１３ａが開けら
れ、吸出し管６内の高圧空気の一部が外部に急に排気さ
れる。したがって降下していた水面は逆に上昇に転じ、
次いで水面９が水面レベル９ｂに達したら高圧空気排気
管１３の排気弁１３ａが閉じられる。このようにして水
面９は、規定押し下げ水面レベルの水面レベル９ａと９
ｂ間に収められる。
内の水面９が水面レベル６ｃまで降下すると、水位検出
管８に取り付けられた水位センサ１０ｃによってそれが
検出され、高圧空気排気管１３の排気弁１３ａが開けら
れ、吸出し管６内の高圧空気の一部が外部に急に排気さ
れる。したがって降下していた水面は逆に上昇に転じ、
次いで水面９が水面レベル９ｂに達したら高圧空気排気
管１３の排気弁１３ａが閉じられる。このようにして水
面９は、規定押し下げ水面レベルの水面レベル９ａと９
ｂ間に収められる。
【００２０】図３は、本発明の他の実施の形態を示す図
であり、吸出し管６には排気弁１３ａを有する高圧空気
排気管１３が接続されるとともに吸出し管６内の圧力を
検出する圧力センサ１４が設けられている。その他は図
４に示すものと同一である。そこで、上記吸出し管６に
取り付けられた圧力センサ１４の調相運転中の圧力−電
気信号は、基本的には放水管路が繋がった下池のダム水
位と他のポンプ水車の運転状態に支配され、吸出し管６
内の水面９のレベルには関係なく、したがって一定値を
示すか、または時間的に緩やかな変化を行うにすぎな
い。しかし、他のポンプ水車に負荷遮断が起きた場合
は、通常運転とは異なり数秒から数十秒という短時間の
間に放水管路の圧力が変化する。そして、この圧力変化
は調相運転を行っているポンプ水車の吸出し管６に伝わ
り、水面９が急激に変化することとなる。
であり、吸出し管６には排気弁１３ａを有する高圧空気
排気管１３が接続されるとともに吸出し管６内の圧力を
検出する圧力センサ１４が設けられている。その他は図
４に示すものと同一である。そこで、上記吸出し管６に
取り付けられた圧力センサ１４の調相運転中の圧力−電
気信号は、基本的には放水管路が繋がった下池のダム水
位と他のポンプ水車の運転状態に支配され、吸出し管６
内の水面９のレベルには関係なく、したがって一定値を
示すか、または時間的に緩やかな変化を行うにすぎな
い。しかし、他のポンプ水車に負荷遮断が起きた場合
は、通常運転とは異なり数秒から数十秒という短時間の
間に放水管路の圧力が変化する。そして、この圧力変化
は調相運転を行っているポンプ水車の吸出し管６に伝わ
り、水面９が急激に変化することとなる。
【００２１】ここで、問題になるのは前述したように負
荷遮断時の圧力低下の影響である。したがって、調相運
転を行うポンプ水車の圧力センサ１４の信号の時間当た
りの圧力低下率をモニターしておき、これが予定された
値、例えば５mHg ／秒という値を超えた場合には負荷遮
断が起きたということで、高圧空気排気管１３の排気弁
１３ａが開けられ、吸出し管６内の空気が排出され、吸
出し管６内の水面の異常低下が防止される。
荷遮断時の圧力低下の影響である。したがって、調相運
転を行うポンプ水車の圧力センサ１４の信号の時間当た
りの圧力低下率をモニターしておき、これが予定された
値、例えば５mHg ／秒という値を超えた場合には負荷遮
断が起きたということで、高圧空気排気管１３の排気弁
１３ａが開けられ、吸出し管６内の空気が排出され、吸
出し管６内の水面の異常低下が防止される。
【００２２】また、上記実施の形態においては、第３の
水面レベル９ｃを検出する水位センサ１０ｃ及び圧力セ
ンサ１４のいずれか一方を設けたものを示したが、その
両者を設け両方を用いて他のポンプ水車の負荷遮断に対
処して吸出し管６内の水面９の異常低下を防止するよう
にしてもよい。
水面レベル９ｃを検出する水位センサ１０ｃ及び圧力セ
ンサ１４のいずれか一方を設けたものを示したが、その
両者を設け両方を用いて他のポンプ水車の負荷遮断に対
処して吸出し管６内の水面９の異常低下を防止するよう
にしてもよい。
【００２３】すなわち、負荷遮断に伴う吸出し管６内の
圧力低下を水圧センサ１４で検出したら高圧空気排気管
１３の排気弁１３ａを開けて吸出し管６内の空気を排気
するとともに、排気に伴なって水面９が上昇し水面レベ
ル９ｃが水位センサ１０ｃによって検出されたときに上
記排気弁１３ａを閉じるようにしてもよい。
圧力低下を水圧センサ１４で検出したら高圧空気排気管
１３の排気弁１３ａを開けて吸出し管６内の空気を排気
するとともに、排気に伴なって水面９が上昇し水面レベ
ル９ｃが水位センサ１０ｃによって検出されたときに上
記排気弁１３ａを閉じるようにしてもよい。
【００２４】この場合、第１及び第２の実施の形態のよ
うに吸出し管６内の水面が水面レベル９ｂに達したとき
高圧空気排気管１３の排気弁１３ａを閉じるのに比べ
て、吸出し管６内の空間の容積が大きくなり、負荷遮断
から一定時間経過後の水圧回復に伴なって水面９が上昇
する場合、同一水面レベルでの上記水面上の空間の空気
圧力が大きくなるため、水面の上昇速度が遅くなる。し
たがって、水面９が水位センサ１０ａで検出される水面
レベル９ａに達し、高圧空気注入管７から高圧空気を吸
出し管６内に注入する時点における水面の上方へのオー
バーシュートが小さくなり、軸入力の増加を低減でき、
より安定した制御が可能となる。
うに吸出し管６内の水面が水面レベル９ｂに達したとき
高圧空気排気管１３の排気弁１３ａを閉じるのに比べ
て、吸出し管６内の空間の容積が大きくなり、負荷遮断
から一定時間経過後の水圧回復に伴なって水面９が上昇
する場合、同一水面レベルでの上記水面上の空間の空気
圧力が大きくなるため、水面の上昇速度が遅くなる。し
たがって、水面９が水位センサ１０ａで検出される水面
レベル９ａに達し、高圧空気注入管７から高圧空気を吸
出し管６内に注入する時点における水面の上方へのオー
バーシュートが小さくなり、軸入力の増加を低減でき、
より安定した制御が可能となる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては
吸出し管に高圧空気排気管を接続し、吸出し管内の水面
が高圧空気流入停止点より下がった場合に上記高圧空気
排出管に設けられている排気弁を開くようにしたので、
調相運転を行っているポンプ水車と通常の発電運転を行
っているポンプ水車が管路で繋っているものにおいて、
発電運転を行っているポンプ水車に負荷遮断等が起った
場合に調相運転を行っているポンプ水車の吸出し管内の
水面が所定水面以下になろうとすると、高圧空気排気管
を介して吸出し管内の高圧空気が排出され、吸出し管内
の押し下げ水面の異常低下が防止される。したがって、
調相運転を行っているポンプ水車に急激な漏気に伴う軸
入力変動や振動の発生が防止され、安定した調相運転を
行うことができる。
吸出し管に高圧空気排気管を接続し、吸出し管内の水面
が高圧空気流入停止点より下がった場合に上記高圧空気
排出管に設けられている排気弁を開くようにしたので、
調相運転を行っているポンプ水車と通常の発電運転を行
っているポンプ水車が管路で繋っているものにおいて、
発電運転を行っているポンプ水車に負荷遮断等が起った
場合に調相運転を行っているポンプ水車の吸出し管内の
水面が所定水面以下になろうとすると、高圧空気排気管
を介して吸出し管内の高圧空気が排出され、吸出し管内
の押し下げ水面の異常低下が防止される。したがって、
調相運転を行っているポンプ水車に急激な漏気に伴う軸
入力変動や振動の発生が防止され、安定した調相運転を
行うことができる。
【図１】本発明のポンプ水車の概略構成を示す縦断面
図。
図。
【図２】空転運転時の押し下げ水面レベルと漏気量及び
軸入力との関係を示す図。
軸入力との関係を示す図。
【図３】本発明のポンプ水車の他の実施の形態を示す縦
断面図。
断面図。
【図４】従来のポンプ水車の概略構成を示す縦断面図。
【図５】管路を共有する複数のポンプ水車を有する発電
所を模式的に示す図。
所を模式的に示す図。
【図６】空転運転を行っているポンプ水車の吸出し管内
の水圧が異常低下した場合における吸出し管内の状態を
示す図。
の水圧が異常低下した場合における吸出し管内の状態を
示す図。
１ ランナ室 ２ 主軸 ３ ランナ ４ スパイラルケーシング ５ ガイドベーン ６ 吸出し管 ７ 高圧空気注入管 ８ 水位検出管 ９ａ、９ｂ、９ｃ 水面レベル １０ａ、１０ｂ、１０ｃ 水位センサ １３ 高圧空気排気管 １３ａ 排気弁 １４ 圧力センサ
Claims (4)
- 【請求項１】ランナ室の下端部に接続された吸出し管内
に高圧空気を注入し、その吸出し管内に自由水面を作り
ランナを気中で空転運転し得るようにしたポンプ水車に
おいて、上記吸出し管に、その吸出し管内に高圧空気を
注入する高圧空気注入管とともに吸出し管内の高圧空気
を排出する高圧空気排気管を接続するとともに、上記吸
出し管内の自由水面レベルに設定された高圧空気注入停
止点よりさらに下方水位位置に自由水面下限点を設定
し、吸出し管内の水位が上記自由水面下限点以下になっ
たとき、上記高圧空気排気管に設けられている排気弁を
開くようにしたことを特徴とする、ポンプ水車。 - 【請求項２】吸出し管には、自由水面下限点の水位を検
出する水位センサが設けられ、その水位センサによる検
出信号によって高圧空気排気管に設けられている排気弁
が開方向に制御されることを特徴とする、請求項１記載
のポンプ水車。 - 【請求項３】吸出し管にはその吸出し管内の圧力を検出
するための圧力センサが設けられ、その圧力センサによ
る検出信号によって高圧空気排気管に設けられている排
気弁が開方向に制御されることを特徴とする、請求項１
記載のポンプ水車。 - 【請求項４】吸出し管には、高圧空気注入停止点よりさ
らに下方の所定水位を検出する水位センサが設けられる
とともに、自由水面下限点の水位に対応する吸出し管内
の圧力を検出する圧力センサが設けられ、上記圧力セン
サによる検出信号によって高圧空気排気管に設けられて
いる排気弁が開方向に制御されるとともに、上記水位セ
ンサによる検出信号によって排気弁が閉鎖されることを
特徴とする、請求項１記載のポンプ水車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19102997A JP3868584B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | ポンプ水車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19102997A JP3868584B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | ポンプ水車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1137034A true JPH1137034A (ja) | 1999-02-09 |
| JP3868584B2 JP3868584B2 (ja) | 2007-01-17 |
Family
ID=16267721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19102997A Expired - Fee Related JP3868584B2 (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | ポンプ水車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3868584B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115853791A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-03-28 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 一种适用于高扬程水泵压水启动的控制系统及方法 |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP19102997A patent/JP3868584B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115853791A (zh) * | 2022-12-08 | 2023-03-28 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 一种适用于高扬程水泵压水启动的控制系统及方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3868584B2 (ja) | 2007-01-17 |
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