JPS5993970A - ポンプ水車の制御装置 - Google Patents

ポンプ水車の制御装置

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JPS5993970A
JPS5993970A JP57204406A JP20440682A JPS5993970A JP S5993970 A JPS5993970 A JP S5993970A JP 57204406 A JP57204406 A JP 57204406A JP 20440682 A JP20440682 A JP 20440682A JP S5993970 A JPS5993970 A JP S5993970A
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pump
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water turbine
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Hisao Kuwabara
尚夫 桑原
Keitaro Takiguchi
滝口 啓太郎
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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
    • F03B15/18—Regulating, i.e. acting automatically for safety purposes, e.g. preventing overspeed
    • 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
    • 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
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S415/00—Rotary kinetic fluid motors or pumps
    • Y10S415/91—Reversible between pump and motor use

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ポンプ水車の制御装置に関するものである。
〔従来技術〕
ポンプ水車においては、水車運転及びポンプ運転を繰返
すため、ポンプ水車の上下流の水の流れも、ポンプ方向
流れ、水車方向流れがある。又、この運転モードの切り
換えの度に、起動、停止が繰返され、ポンプ水車の上下
流の管路に水撃現象が起きる。特に、高落差ポンプ水車
の場合には、S字特性の関係もあシ、水車運転時にガイ
ドベーンを直線的に閉鎖すると、異常水圧上昇が発生し
極めて危険を伴うことがある。この複雑な水撃問題に最
も重要な役割を果すのが、ガイドベーン最大閉鎖速度切
換装置であシ、この切換装置はガイドベーン開度に応じ
て自動的に切シ換えられ腰折れ閉鎖するようになってい
る。
第1図は、このような最大閉鎖速度切換装置よシなる従
来のポンプ水車のガイドベーン制御装置の系統図で、1
は一次配圧弁、2は補助サーボモータ、3は急停止弁、
4は主機起動・停止用電磁弁、5は水車・ポンプ運転モ
ード切換用電磁弁、6はガイドベーンの操作ロッド、7
及び8はそれぞれ、操作ロッド6に固定されているレク
ーンカム及びレターンシーブ、9は操作ロッド6駆動用
のガイドベーンサーボモータシリンダ、10はサーボモ
ータピストンロッド、11は一端がサーボモータピスト
ンロッド10に固定され、レターンシープ8に懸架され
たレターンワイヤ12の他端に取り付けられているウェ
イト、13はサーボモータ開側圧油管、14はサーボモ
ータ閉側圧油管、15は揚水側絞シ弁、16は発電側絞
多弁、17及び18はストップ弁、19.20及び21
は圧油管、22は揚水側閉鎖位置設定弁、23け発電側
閉鎖位置設定弁、24はバルブサーボ、25は二次配圧
弁、26は排油管、27及び28はそれぞれ揚水側閉鎖
位置設定弁22及び発電側閉鎖位置設定弁23の操作用
ロッドに係合するカム、29は圧油管、30はサーボモ
ータピストンを示している。
第2図は第1図の従来のポンプ水車の水車運転モードと
ポンプ運転モードにおけるガイドベーンの閉鎖レートを
示す図で、横軸、縦軸にそれぞれ、時間やガイドベーン
開度がとってあり、Xl(実線)が水車運転(発電)モ
ード、Yl(点線)がポンプ運転(揚水)モードを示し
ておシ、これらはそれぞれ時間’l+ 、T2で腰折に
なっている。
この制御装置により水車運転を実施する際には、主機起
動・停止用電磁弁4は658側、水車・ポンプ運転モー
ド切替用電磁弁5が水車側(74CT側)に切シ換えら
れる。そして、全負荷連中は1次配圧弁1スプール弁の
引き上げによシ、圧油Aは補助サーボモータ2に通油さ
れ、補助サーボモータ2のピストンを上動させる。これ
に伴って、バルブサーボ24のパイロットバルブが上動
し、急停止弁3を通った圧油は二次配圧弁25、バルブ
サーボ24、ピストン下部に作用し、その結果、圧油B
は圧油管13を通ってガイドベーンサーボモータシリン
ダ9を全開に保持している。一方、水車運転中は、水車
・ポンプ運転モード切換用電磁弁5の7jCT電磁石が
附勢されているため、圧油は発電側閉鎖位置設定弁23
に作用しているが、ガイドベーン全閉時に圧油管2oを
経て発電側絞シ弁16に作用していた圧油は、ガイドベ
ーンの全開によシカム28による押下刃が解除されるた
めバネ力により発電側閉鎖位置設定弁23のロッドが押
上げられ、圧油管2oは排油ポートTに接続され排油さ
れるため、圧油Bはストップ弁17を経て、絞シ弁16
を押上げ、その結果、水車運転中の開・閉時間は何の制
限も受けずに操作可能である。そして、水車運転中に何
等かの緊急事態が発生し、急停止させる場合には、主機
起動−停止用電磁弁4の65T側の電磁石が付勢され、
圧油管路29の圧油は図示の如く排油される。・その結
果、急停止弁3は図示の位置になり二次配圧弁25のパ
ルプサーボ24のピストン下部に作用していた圧油が排
油となシ、メインバルブを下動させる。従って、圧油B
は、t−ボモータ閉側圧油管14を経て、サーボモータ
ピストン30に作用し、一方、サーボモータ開側圧油管
13は排油管へ接続されるため、サーボモータピストン
30は急閉鎖される。
そして、サーボモータピストン30が急閉鎖されてガイ
ドベーンの開度が小さくなシ、その開度が第2図のGV
】の位置にくると、ガイドベーンサーボモータピストン
ロッド10に接続されたレターンワイヤ12を介して、
レターンシープ8が左回転するため、バネ力により押上
げられていた発電側閉鎖位置設定弁23のロッドがカム
28により押下げられ、水車・ポンプ運転モード切替電
磁弁5からの圧油は圧油管20を経て発電側絞シ弁16
に作用し、ガイドベーンサーボモータ開側ポートからの
排油を制限し、第2図の実線X1に示す閉鎖モードが得
られ、鉄管水圧の異常上昇を防止する。
しかし、この方式では、主機起動・停止用電磁弁4の6
5T電磁石付勢後に、レターンワイヤー12が切断した
場合、あるいは、レターンワイヤー12の端末抜は出し
の場合等の不慮の事故が発生した場合にはレターンシー
ブ8は、ウェイト11によシ右回転することになシ、カ
ム28はガイドベーン全開位置に戻されたままこの位置
を保持する。従って、ガイドベーンが第2図のG V 
rの位置で閉じても、発電側閉鎖位置設定弁23の切換
不能により圧油管20へは通油されず、発電側絞シ弁1
6は開のままとなり、実線X1の閉鎖レートは無視され
るので、ガイドベーンは第2図の一点鎖線X2で示すP
−Qレートによって急閉鎖することとなり、この水圧管
路の急閉鎖によシ、鉄管水圧は異常上昇し、管路の破損
等の重大なトラブルの原因となる。
〔発明の目的〕
本発明は、ポンプ水車のガイドベーン制御装置の操作系
の故障時に、主機を安全な閉鎖速度で停止せしめること
のできるポンプ水車の制御装置を提供することを目的と
するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、ポンプ運転モー帽゛と水車運転モードにおい
て切シ換、L6れ、それぞれの運転モードで異なる閉鎖
速度制限を有するガイドベーンの閉鎖速度設定装置と、
この閉鎖速度制限装置による閉鎖速度制限が機械的に連
結されるガイドベーンのサーボモータと、このサーボモ
ータの開度に応じて閉鎖速度設定装置により自動的にオ
ン・オフする構成を有するポンプ水車の制御装置におい
て、ガイドベーンのサーボモータとガイドベーン開度設
定弁との間の機械的連結機構の故障を検出する装置と、
この故障検出装置が動作した時前記閉鎖速度設定装置に
代って所定の閉鎖速度制限を行うポンプ運転モードと水
車運転モードとで異なる閉鎖速度制限を有し安全な制限
値に自動選択する保護装置とが設けられていることを特
徴とするものである。
すなわち、本発明は閉鎖レートの切り換えのため閉鎖速
度設定装置の操作系が故障した場合に切シ換えられる非
常停止切換弁を設け、ポンプ運転時は逆転防止のため緩
閉銀レートを解除し、水車運転時は異常水圧上昇防止の
ために緩閉銀レートを保持するように構成され、異常現
象、重大損害の未然の防止を可能とするものである。
〔発明の実施例〕
以下、実施例について説明する。
第3図は一実施例の系統図で、第1図と同一部分には同
一符号が付しである。この制御装置が第1図の制御装置
と異なる点は、水車・ポンプモード切換用電磁弁5から
揚水側閉鎖位置設定弁22及び発電側閉鎖位置設定弁2
3を介して揚水側絞り弁15及び発電側絞り弁16に至
る圧油管21及び20に非常停止切換弁31が設けられ
ている点で、非常停止切換弁31はウェイト11が落下
して切換操作部32を押したとき非常停止切換弁31が
動作するようになっている。
次に、水車運転モードにて全負荷運転中に、ワイヤーロ
ープ切断、又はワイヤ一端末抜は等の不慮の事故が発゛
生した場合について説明する。水車運転モードで運転中
は非常停止切換弁は第3図の位置にあるので、第1図の
場合と同様な状態になっている。この状態で、例えば、
レターンワイヤ12が切断するとウェイト11が落下し
、ウェイト11の直下に設置されている非常停止切換弁
31の切換操作部32上に落下する。切換操作部32が
押されると、゛非常停止切換弁31は常時位置から極限
位置に切シ換えられ、水車・ポンプ運転モード切換用電
磁弁5から供給される圧油は圧油管20に通油され、発
電側閉鎖位置設定弁23からの圧油管路をブロックする
ようになっている。
従って、発電側絞シ弁16は排油管路26を絞シ、サー
ボモータシリンダ9開側へ通油していた圧油は絞られ、
ガイドベーン全開位置からの閉鎖速度は従来の事故時の
一点鎖線X2とはならず緩速度の閉鎖レートに設定され
る。第4図は、本実施例の作用効果を示すガイド弁の閉
鎖レートを示す図で、横軸、縦軸には、それぞれ、時間
、ガイドベーン開度が示してあF)、X2は従来の装置
でレターンワイヤが切断した時の閉鎖レート、X3が本
実施例のレターンワイヤ切断時の閉鎖レートで、非常停
止切換弁31の動作によシ、ガイドベーンの開度をゆる
やかに減少させることができるので、水車急停止による
鉄管水圧異常上昇を防止し、管路の破損等の重大なトラ
ブルを防止することができる。
まだ、ポンプ運転中に、同種トラブルが発生した時には
、ウェイト11の落下によシ、非常停止切換弁31が動
作すると、圧油管路21に作用している圧油はT′ポー
トへ強制排油せしめるようになっているので、揚水側絞
シ弁15はストップ弁18を経た圧油Bによシ全開とな
シ、排油管26をフリーとし、ガイドベーンサーボモー
タ9を第4図の点線Y2で示す閉鎖レートにて急閉鎖せ
しめることができるので、ポンプ逆転によるトラブルを
防止することができる。
すなわち、実施例のポンプ水車の制御装置は、ポンプ水
車の急停止操作時に、レターンワイヤ切断や端末抜は出
し事故が発生した場合においても、ポンプ運転時には急
閉鎖し、水車運転時には緩閉鎖出来るよう閉鎖レートの
切シ換えが行えるので、ポンプ水車逆転による損傷の防
止、水車運転時の水路管路異常水圧上昇による直火なト
ラブルの発生を回避することが出来、主機の保護が可能
である。
〔発明の効果〕
本発明は、ポンプ水車のガイドベーン制御装置の操作系
の故障時に、主機を安全な閉鎖速度で停止せしめること
のできるポンプ水車の制御装置を提供可能とするもので
、産業上の効果の大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来のポンプ水車の制御装置の操作系統図、
第2図は従来のポンプ水車の通常及び故障時の閉鎖レー
ト図、第3図は本発明のポンプ水■の制御装置の一実施
例の操作系統図、第4図は、第3図の実施例の故障時の
閉鎖レートを従来の場合との比較において示した閉鎖レ
ート図である。 3・・・急停止弁、4・・・主機起動・停止用電磁弁、
5・・・水車・ポンプ運転モード切換用電磁弁、6・1
.ガイドベーンの操作ロンド、7・・・レターンカム、
8・・・レターンシープ、9・・・ガイドベーンサーボ
モータシリンダ、10・・・サーボモータピストンロン
ド、側圧油管、22・・・揚水側閉鎖位置設定弁、23
・・・発電側閉鎖位置設定弁、24・・・パルプサーボ
、25・・・二次配圧弁、27.28・・・カム、3o
・・・サーボモータピストン、31・・・非常停止切換
弁、32・・値非常停止切換弁31の)切換操作部。 422

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ポンプ運転モードと水車運転モードにおいて切シ換
    えられ、それぞれの運転モードで異なる閉鎖速度制限を
    有するガイドベーンの閉鎖速度設定装置と、該閉鎖速度
    設定装置による閉鎖速度制限が機械的に連結されるガイ
    ドベーンのサーボモータと、該サーボモータの開度に応
    じて前記閉鎖速度設定装置により自動的にオン、・オフ
    する構成を有するポンプ水車の制御装置において、前記
    ガイドベーンのサーボモータと前記ガイドベージ閉鎖速
    度設定装置との間の機械的連結機構の故障検出装置と、
    該故障検出装置が動作した時前記閉鎖速度設定装置に代
    って所定の閉鎖速度制限を行うポンプ運転モードと水車
    運転モードとで異なる閉鎖速度制限を有し、安全な制限
    値に自動選択する保護装置とが設−けられていることを
    特徴とするポンプ水車の制御装置。 2、前記故障検出装置及び前記保護装置が、前記ガイド
    ベーンのサーボモータピストンロンドのレターンワイヤ
    の末端に設けられたウェイトの落下によって切換操作部
    が作動し、常時の閉鎖速度に比べてポンプ運転モードで
    は急速度、水車運転モードでは緩速度な閉鎖速度とする
    非常停止切換弁である特許請求の範囲第1項記載のポン
    プ水車の制御装置。
JP57204406A 1982-11-20 1982-11-20 ポンプ水車の制御装置 Granted JPS5993970A (ja)

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JP57204406A JPS5993970A (ja) 1982-11-20 1982-11-20 ポンプ水車の制御装置
KR1019830005457A KR920000340B1 (ko) 1982-11-20 1983-11-17 펌프수차의 제어장치
US06/554,075 US4624622A (en) 1982-11-20 1983-11-21 Fail-safe system for a reversible pump-turbine apparatus

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JP57204406A JPS5993970A (ja) 1982-11-20 1982-11-20 ポンプ水車の制御装置

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Publication Number Publication Date
JPS5993970A true JPS5993970A (ja) 1984-05-30
JPH0366514B2 JPH0366514B2 (ja) 1991-10-17

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KR920000340B1 (ko) 1992-01-11
KR840007142A (ko) 1984-12-05
US4624622A (en) 1986-11-25
JPH0366514B2 (ja) 1991-10-17

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