JPS605792B2 - 水車の制御装置 - Google Patents
水車の制御装置Info
- Publication number
- JPS605792B2 JPS605792B2 JP50118894A JP11889475A JPS605792B2 JP S605792 B2 JPS605792 B2 JP S605792B2 JP 50118894 A JP50118894 A JP 50118894A JP 11889475 A JP11889475 A JP 11889475A JP S605792 B2 JPS605792 B2 JP S605792B2
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- Japan
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- output
- water turbine
- rotation speed
- generator
- load
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
- H01F41/18—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates by cathode sputtering
- H01F41/183—Sputtering targets therefor
-
- 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)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Control Of Water Turbines (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水車の制御装置に関するもので、その目的とす
るところは負荷変動時の回転数の安定性を増し、且つ応
答の良い制御装置を提供するにある。
るところは負荷変動時の回転数の安定性を増し、且つ応
答の良い制御装置を提供するにある。
水車は回転数保持のため、調速機を設けている。
又調速機の一機構として、関度制限装置（負荷制限）を
設けている。従釆の閥度制限装置は、水車回転数に関係
なく、水車起動時の制御、水の効果的利用等の目的に使
用されている。一方、近年ポンプ水車の発達、及び運転
地点の制約から、比較的長い導水管の採用などにより調
速機の制御上困難さが増している。
設けている。従釆の閥度制限装置は、水車回転数に関係
なく、水車起動時の制御、水の効果的利用等の目的に使
用されている。一方、近年ポンプ水車の発達、及び運転
地点の制約から、比較的長い導水管の採用などにより調
速機の制御上困難さが増している。
即ち、水車発電機の回転数を一定に保つ目的で調速機は
、負荷変化を回転数変化として検出し、回転数を一定に
保ち、且つ負荷に等しい出力を出すようにガイドベンを
制御する。このとき、ガイドベンは出来るだけ早く応答
し且つ安定することが望ましいが、比較的長い導水管を
有する水車、質量慣性モーメント（Ｇび）の比較的小さ
い水車は速度制御のみの調速機では安定させることが困
難なのが現状であり、安定性を得るため苦慮している。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その特徴とす
るところは、水車と、水車と直結された発電機と、発電
機の回転数検出装置と、水車の水流量調整装置と、前記
回転数検出装置により検出された発電機の回転数変化に
より、前記流量調整装置を操作する調速装置とよりなる
水車調速機構において、前記発電機の負荷を検出する負
荷検出器、前記流量調整装置の開度位置検出器、出力制
限値段定器及びこれら検出器と設定器とからの信号を加
算する加算装置とより構成される関度制限器と、この関
度制限器からの出力値と調速装置へ送られる回転数制御
出力値を比較し、両者のいずれか小さい値または両者の
いずれかの大きい値を出力信号として調速装置へ送る出
力値選択器とより構成した水車の制御装置にある。
、負荷変化を回転数変化として検出し、回転数を一定に
保ち、且つ負荷に等しい出力を出すようにガイドベンを
制御する。このとき、ガイドベンは出来るだけ早く応答
し且つ安定することが望ましいが、比較的長い導水管を
有する水車、質量慣性モーメント（Ｇび）の比較的小さ
い水車は速度制御のみの調速機では安定させることが困
難なのが現状であり、安定性を得るため苦慮している。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その特徴とす
るところは、水車と、水車と直結された発電機と、発電
機の回転数検出装置と、水車の水流量調整装置と、前記
回転数検出装置により検出された発電機の回転数変化に
より、前記流量調整装置を操作する調速装置とよりなる
水車調速機構において、前記発電機の負荷を検出する負
荷検出器、前記流量調整装置の開度位置検出器、出力制
限値段定器及びこれら検出器と設定器とからの信号を加
算する加算装置とより構成される関度制限器と、この関
度制限器からの出力値と調速装置へ送られる回転数制御
出力値を比較し、両者のいずれか小さい値または両者の
いずれかの大きい値を出力信号として調速装置へ送る出
力値選択器とより構成した水車の制御装置にある。
以下本発明の一実施例を図面によって説明する。
第１図は本発明の骨子図を示す、即ち、１は負荷とつな
がるしや断器で、外部は電力系統に接続される。
がるしや断器で、外部は電力系統に接続される。
２は変圧器（ＰＴ）で、発電機６の出力電圧を検出する
。
。
３は変成器で発電機６の出力電流を検出する。
４は負荷検出器で、発電機６の電圧と電流の積（出力）
を検出し、発電機６の出力に比例した値を出す。
を検出し、発電機６の出力に比例した値を出す。
５は水車、７は回転検出器、８は複数個の信号のうち最
小値を出力信号とする最小値選択器（ＬＶＧ）であり、
ＬＧＶ８はダイオードＺＤＩ〜ＺＤ４、抵抗器ＲＩ〜Ｒ
３および定電圧電源より構成されている。
小値を出力信号とする最小値選択器（ＬＶＧ）であり、
ＬＧＶ８はダイオードＺＤＩ〜ＺＤ４、抵抗器ＲＩ〜Ｒ
３および定電圧電源より構成されている。
本発明ではど，ｎ両者の信号中低い方が優先し出力とし
て出る。即ち、ｎ＝０，ご＝十Ｑなる正信号が与えられ
たとすれば、ｂ点の電圧はダイオードＺＤ２により０電
圧となり、かつ出力電圧ｕもダイオードＺ０３により０
となる。ａ点の電圧はダイオードＺＤＩを通してａ＝＋
ＱとなるがダイオードＺＤ４に阻止され出力側には現わ
れない。一方「 ｎ＝０，ご＝−Ｑなる負信号が与えら
れた場合、ｂ点の電圧は０であるがａ点の電圧は−Ｑと
なる。出力電圧ｕもダイオードＺＤ４を通して電圧降下
し−Ｑとなる。このように出力信号ｕは入力信号ご，ｕ
いずれか小さい方が出力する。９は調速装置を示し、主
機（水車５）回転数を制御するためガイドベンサーボモ
ータ１０を動作させる。
て出る。即ち、ｎ＝０，ご＝十Ｑなる正信号が与えられ
たとすれば、ｂ点の電圧はダイオードＺＤ２により０電
圧となり、かつ出力電圧ｕもダイオードＺ０３により０
となる。ａ点の電圧はダイオードＺＤＩを通してａ＝＋
ＱとなるがダイオードＺＤ４に阻止され出力側には現わ
れない。一方「 ｎ＝０，ご＝−Ｑなる負信号が与えら
れた場合、ｂ点の電圧は０であるがａ点の電圧は−Ｑと
なる。出力電圧ｕもダイオードＺＤ４を通して電圧降下
し−Ｑとなる。このように出力信号ｕは入力信号ご，ｕ
いずれか小さい方が出力する。９は調速装置を示し、主
機（水車５）回転数を制御するためガイドベンサーボモ
ータ１０を動作させる。
１１は負荷検出器４、制限値設定器１２、ガイドベン位
置発信器１３、演算増中器１４にて構成される開度制限
器である。
置発信器１３、演算増中器１４にて構成される開度制限
器である。
主機回転数Ｎと、設定回転数ＮＯに偏差が生じた場合の
出力ｎを調速装置９は検出増中し、ｎ〒０になる如く、
ガイドベンを制御する。
出力ｎを調速装置９は検出増中し、ｎ〒０になる如く、
ガイドベンを制御する。
この部分は従来調速機と同一である。一方本発明による
ＬＶＧ８の入力信号どは、負荷検出器４の出力Ｐおよび
ガイドベン開度の出力ＧＶ及び制限値設定器１２の出力
△ＰＩの加算、ご＝−ＧＶ十Ｐ＋△ＰＩにて表わされる
出力である。前記出力制限値設定器１２は電圧手動設定
であり、これから設定値として出力される△Ｐ，は、ガ
イドベン開度と水車出力の正比例関係が例えば落差変動
によって生ずる偏差分を考慮して設定している。
ＬＶＧ８の入力信号どは、負荷検出器４の出力Ｐおよび
ガイドベン開度の出力ＧＶ及び制限値設定器１２の出力
△ＰＩの加算、ご＝−ＧＶ十Ｐ＋△ＰＩにて表わされる
出力である。前記出力制限値設定器１２は電圧手動設定
であり、これから設定値として出力される△Ｐ，は、ガ
イドベン開度と水車出力の正比例関係が例えば落差変動
によって生ずる偏差分を考慮して設定している。
一方通常ガイドベン闇度と発電機６の出力Ｐとは比例関
係であり、且つ等しい。
係であり、且つ等しい。
従って通常状態では、ご；＋△ＰＩだけバイアスがかけ
られている。即ち、ＬＶＧ８で信号ｎと信号どを比較し
、ｎ＜どのときは調速装置９は信号ｎで速度制御を行う
が、ｎくそのときは調速装置９は信号“こて制御を行な
い「Ｐ十△ＰＩに等しいガイドベン関度（Ｐ十△ＰＩ＝
ＧＶ）になったとき、ＬＶＧ８の信号は○となり「ガイ
ドベンの作動が止まる。すなわちこのときＮが下がって
開信号を出したとしても、開度制限値に抑えられ、ガイ
ドベンは大きく開かないため徐々に規定回転に近づく。
第２図は関度制限器１１Ａを下限関度制限用としたもの
で、第１図の関度制限器１１と同様に接続される。
られている。即ち、ＬＶＧ８で信号ｎと信号どを比較し
、ｎ＜どのときは調速装置９は信号ｎで速度制御を行う
が、ｎくそのときは調速装置９は信号“こて制御を行な
い「Ｐ十△ＰＩに等しいガイドベン関度（Ｐ十△ＰＩ＝
ＧＶ）になったとき、ＬＶＧ８の信号は○となり「ガイ
ドベンの作動が止まる。すなわちこのときＮが下がって
開信号を出したとしても、開度制限値に抑えられ、ガイ
ドベンは大きく開かないため徐々に規定回転に近づく。
第２図は関度制限器１１Ａを下限関度制限用としたもの
で、第１図の関度制限器１１と同様に接続される。
この場合開度制限器１１Ａの出力ごはＰ一△Ｐｉ一ＧＶ
であるので、発電機の出力Ｐとガイドベンの開欧が一致
していれば出力は−△Ｐ，である。一方、複数個の信号
のうち最大値出力信号とする最大値選択器（ＨＶＧ）１
５はご，ｎ両者の信号中高い方を出力信号として出す。
しかしてＨＶＧ１５で信号ｎと信号ごを比較し、ｎ＜ど
のときは信号ごを調遠装置の入力信号として出力し「ま
たｎ＜どのときは信号ｎを調速装置の入力信号として出
力する。すなわち第１図とは逆の制限作用を行う。つま
り信号ｎ‘まｔ負荷に変動に伴なし、ランナの慣性によ
り必要以上に正及び負方向に変動を繰り返すものである
から、その正もしくは負のいずれか一方の信号に対して
制限を与えるものであり、いずれか一方の信号に対して
制限を与えると調速装置９の不安定を是正するのに役立
つ訳である。
であるので、発電機の出力Ｐとガイドベンの開欧が一致
していれば出力は−△Ｐ，である。一方、複数個の信号
のうち最大値出力信号とする最大値選択器（ＨＶＧ）１
５はご，ｎ両者の信号中高い方を出力信号として出す。
しかしてＨＶＧ１５で信号ｎと信号ごを比較し、ｎ＜ど
のときは信号ごを調遠装置の入力信号として出力し「ま
たｎ＜どのときは信号ｎを調速装置の入力信号として出
力する。すなわち第１図とは逆の制限作用を行う。つま
り信号ｎ‘まｔ負荷に変動に伴なし、ランナの慣性によ
り必要以上に正及び負方向に変動を繰り返すものである
から、その正もしくは負のいずれか一方の信号に対して
制限を与えるものであり、いずれか一方の信号に対して
制限を与えると調速装置９の不安定を是正するのに役立
つ訳である。
勿論、第１図及び第２図に示す上下限を設定するものを
併用すれば更に安定性は増すであろう。第３図〜第７図
は、ＬＶＧを設けたものにおける各点の信号を表わす。
各図とも横軸は時間を示す。第３図は、負荷変化を示し
、今ＴＩ時にＰＯからＰＩ負荷に△Ｐ２の負荷変化を生
じた例を示す。
併用すれば更に安定性は増すであろう。第３図〜第７図
は、ＬＶＧを設けたものにおける各点の信号を表わす。
各図とも横軸は時間を示す。第３図は、負荷変化を示し
、今ＴＩ時にＰＯからＰＩ負荷に△Ｐ２の負荷変化を生
じた例を示す。
ＰＯ負荷を発生するガイドベン開度はＧＶ０、ＰＩ負荷
に相当するガイドベン開度はＧＶＩである。第４図は回
転変化を示し「 △Ｐ２だけ負荷が急減したとき回転数
が上昇するが、回転数上昇後徐々に落着く動作を示す。
Ｎは主機の実回転数を示し、回転数偏差信号ｎは一Ｎ十
Ｎｏである。Ｎｏは主機の回転数設定目標値であり、こ
の目標値を保つように主機回転数を制御する装置が調速
機である。第５図は、関度制限器１１の出力ごを示し、
通常はＰＩ開信号があり、負荷変化が△Ｐ２生じた点で
、ど＝−△Ｐ２十△ＰＩの信号が出るが、ガイドベン閉
に従い徐々に減少する、一旦閉じたガイドベンが次に開
した状態で、ご＝○＝ＰＩ＋△ＰＩ−ＧＶ（Ｔ５〜Ｔ６
点）となりガイドベンはこの関度で開動作不可となる。
に相当するガイドベン開度はＧＶＩである。第４図は回
転変化を示し「 △Ｐ２だけ負荷が急減したとき回転数
が上昇するが、回転数上昇後徐々に落着く動作を示す。
Ｎは主機の実回転数を示し、回転数偏差信号ｎは一Ｎ十
Ｎｏである。Ｎｏは主機の回転数設定目標値であり、こ
の目標値を保つように主機回転数を制御する装置が調速
機である。第５図は、関度制限器１１の出力ごを示し、
通常はＰＩ開信号があり、負荷変化が△Ｐ２生じた点で
、ど＝−△Ｐ２十△ＰＩの信号が出るが、ガイドベン閉
に従い徐々に減少する、一旦閉じたガイドベンが次に開
した状態で、ご＝○＝ＰＩ＋△ＰＩ−ＧＶ（Ｔ５〜Ｔ６
点）となりガイドベンはこの関度で開動作不可となる。
第６図は、ＬＶＧ８の出力を示し、ｎとどの小さい方が
出力として出る。
出力として出る。
即ち、負荷変動初期及びＴ５〜Ｔ６点の間では開度制限
器の出力が調速装置の制御指令となっている。第７図は
、ガイドベンの動きを示し、ＧＶＯでは出力ＰＯを出し
、ＧＶＩ関度は出力ＰＩを出す関度である。
器の出力が調速装置の制御指令となっている。第７図は
、ガイドベンの動きを示し、ＧＶＯでは出力ＰＯを出し
、ＧＶＩ関度は出力ＰＩを出す関度である。
Ｔ２，Ｔ４は、ガイドベンがＧＶＩを切る点であり、こ
の点で出力と負荷が正負、逆転する点であり、Ｔ３，Ｔ
６の点は調速機開閉指令が逆転する点を示す。すなわち
、本発明は負荷急減により回転上昇した主機の回転数を
下げるため、ガバナーはガイドベンの開度を閉じるが、
少し閉じ過ぎとなるため再度開く。
の点で出力と負荷が正負、逆転する点であり、Ｔ３，Ｔ
６の点は調速機開閉指令が逆転する点を示す。すなわち
、本発明は負荷急減により回転上昇した主機の回転数を
下げるため、ガバナーはガイドベンの開度を閉じるが、
少し閉じ過ぎとなるため再度開く。
この動作を繰返しながら徐々に回転数を一定に保つのが
従来の調速装置であるが、本出力値選択回路はガイドベ
ンの上動（開き過ぎ）を抑えているため、ガイドベン開
閉繰返し動作が少なく、調速装置の安定が早い。なお、
第３図〜第７図では出力値選択回路にＬＶＧを採用した
が、第２図に示すような下限制限出来るＨＶＧを使用し
、且つ制限設定値を下げ方向とすれば、上記説明と逆に
ガイドベンの下動（閉じ過ぎ）を抑え、このためガイド
ベン開閉繰返し動作が少なく上記と同様に安定が早い。
従来の調速装置であるが、本出力値選択回路はガイドベ
ンの上動（開き過ぎ）を抑えているため、ガイドベン開
閉繰返し動作が少なく、調速装置の安定が早い。なお、
第３図〜第７図では出力値選択回路にＬＶＧを採用した
が、第２図に示すような下限制限出来るＨＶＧを使用し
、且つ制限設定値を下げ方向とすれば、上記説明と逆に
ガイドベンの下動（閉じ過ぎ）を抑え、このためガイド
ベン開閉繰返し動作が少なく上記と同様に安定が早い。
本発明によれば、負荷変動時の調速装置の安定を早める
ことが可能であり、且つ負荷変動時制眼器で強制的にガ
イドベンを動かすため、応答性も早い。
ことが可能であり、且つ負荷変動時制眼器で強制的にガ
イドベンを動かすため、応答性も早い。
第１〜２図は本発明の骨子図、第３〜７図は動作図を示
し、第３図は負荷変化、第４図は回転数と回転数変化に
よる制御指令、第５図は関度制限器出力、第６図はＬＶ
Ｇの出力変化状態、第７図はガイドベンの動きを示す線
図である。 １・・・・・・遮断器、２・・・・・・変圧器、３・・
・・・・変成器、４・・・・・・負荷検出器、５・・・
…水車、６・・・・・・発電機、７・…・・回転数検出
器、８……最小値選択回路、９・・・・・・調遠装置、
１０・…・・流量調整装置、１１・・…・開度制限器。 弟′図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 髪ワ図
し、第３図は負荷変化、第４図は回転数と回転数変化に
よる制御指令、第５図は関度制限器出力、第６図はＬＶ
Ｇの出力変化状態、第７図はガイドベンの動きを示す線
図である。 １・・・・・・遮断器、２・・・・・・変圧器、３・・
・・・・変成器、４・・・・・・負荷検出器、５・・・
…水車、６・・・・・・発電機、７・…・・回転数検出
器、８……最小値選択回路、９・・・・・・調遠装置、
１０・…・・流量調整装置、１１・・…・開度制限器。 弟′図第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 髪ワ図
Claims (1)
- １ 水車と、水車と直結された発電機と、発電機の回転
数検出装置と、水車の流量調整装置と、前記回転数検出
装置により検出された発電機の回転数変化により、前記
流量調整装置を操作する調速装置とよりなる水車調速機
構において、前記発電機の負荷を検出する負荷検出器、
前記流量調整装置の開度位置検出器、出力制限値設定器
及びこれら検出器と設定器とからの信号を加算する加算
装置とより構成される開度制限器と、この開度制限器か
らの出力値と調速装置へ送られる回転数制御出力値を比
較し、両者のいずれかの小さい値または両者のいずれか
の大きい値を出力信号として調速装置へ送る出力値選択
器とより構成した水車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50118894A JPS605792B2 (ja) | 1975-10-03 | 1975-10-03 | 水車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50118894A JPS605792B2 (ja) | 1975-10-03 | 1975-10-03 | 水車の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5243046A JPS5243046A (en) | 1977-04-04 |
| JPS605792B2 true JPS605792B2 (ja) | 1985-02-14 |
Family
ID=14747778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50118894A Expired JPS605792B2 (ja) | 1975-10-03 | 1975-10-03 | 水車の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS605792B2 (ja) |
-
1975
- 1975-10-03 JP JP50118894A patent/JPS605792B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5243046A (en) | 1977-04-04 |
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