JPS623174A - ポンプ水車のポンプ運転停止方法 - Google Patents

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は流量調整用ガイドベーンと、可変速制御装置を
備えたポンプ水車のポンプ運転停止方法に関する。

（発明の技術的昔日とその問題点〕 一般に、流ｍ調、整用ガイドベーンを備えたボン　　　
　　　。

プ水車を揚水運転状態から停止させる場合には、まず停
止指令をガイドベーン制御ｌ装置に伝えて、ガイドベー
ンをａ１制御し、揚水量を減少させると　　　　　□。

ともに、ポンプ水車が少流量域の振動、騒音を伴う二次
流れ領域に入りこむ前に、ガイドベーン開度があらかじ
め定められた規定の小開度に達した段階でポンプ水車を
電力系統から解列し、そのままガイドベーンを全閉して
ポンプ水車を停止させるようにしている。

このように従来の停止方法では、ポンプ水車の振動、騒
音の激しい二次流れ領域での運転をさけるため、ガイド
ベーンが全開状態になる前の特定の開度で電力系統から
解列しているが、一般にボンブ水車、特に揚水発電所に
おいて多用されているフランシス形のポンプ水車では、
その水力特性から、ガイドベーンが全開状態にいたる前
の開度におけるポンプ軸入力は、通常のガイドベーン適
正開度（ある揚程において最高効率点になるガイドベー
ン開度）における運転時のポンプ軸入力よりも小さくは
なるがせいぜい７割程度であり、あまり低下しない。

このような大きい軸入力でポンプ水車を電力系統から解
列すると、特に容量の大きいポンプ水車の場合には電力
系統に与える影響が極めて大きいため、電力動揺や電力
周波数変動を起こし、需要家に大きな損害を与えるおそ
れがある。

従来、揚水発電所においてポンプ水車に直結されている
発電電動機は、運転糾御上および経済性などの観点から
同期機による回転数一定運転が一般的であった。

しかし、近年のパワーエレクトロニクス技術の進歩によ
り、例えば周波数変換装置（サイリスタ）を用いること
によって発電電動機の回転数、すなわちポンプ水車の回
転数を可変速制御することが可能になってきた。このよ
うな可変速制御の可能なポンプ水車などの水力機械を定
常の水車あるいはポンプ運転する場合の制御方法に関し
ては種々の提案がなされている（例えば特開昭４８−２
１０４５、特開昭５７−１１３９７１、特開昭５８−１
８５９５、特開昭５８−２２２９８１　）が、ポンプ運
転状態からの停止方法については適当な方法は見当たら
ない。

このように流ω調整用ガイドベーンおよび可変速制御装
置を備えたポンプ水車において、そのポンプ運転状態か
ら電力系統に影響を与えることなく安定に停止させる制
御方法は未だ提案されていない。

〔発明の目的〕

本発明は、流量調整用ガイドベーンおよび可変速制御装
置を備えたポンプ水単において、電力系統に悪影響を与
えることなくポンプ運転を停止するポンプ水車のポンプ
運転停止方法を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明のポンプ水車のポンプ運転停止方法はガイドベー
ン制御装置によって開閉される流最調整用のガイドベー
ンと、回転数を調整用′来る可変速制御装置とを備えた
ポンプ水車において、ポンプ運転中に停止指令が出た場
合、まず停止指令を可変速制御装置に伝えてポンプ水車
の回転速度を予め定めた低下率となるまで低下させると
同時に、停止指令を前記ガイドベーン制御装置に伝えて
ガイドベーンを閉制御し、ポンプ水車の入力が減少して
、ガイドベーン開度があらかじめ設定された所定の開度
に達したらポンプ水車を電力系統から解列せしめ、ガイ
ドベーンを全開制御してポンプ水車を停止させることを
特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明が適用される７ランシス形ポンプ水車お
よびこれに直結された発電電動機を示すもので、ランナ
１の外周側流路には複数個の流δ調整用ガイドベーン２
が円形翼列状に設置され、各ガイドベーンはガイドベー
ン操作ｉ構３を介してガイドベーン制御装置４によって
開閉制御される。ランナーは主軸５を介して発電電動機
６に直結され、この発電電動機には可変速制御装置７が
電気的に接続されており、この可変速制御装置によって
発電電動ｎ６の回転速度、ひいてはポンプ水車のランナ
ーの回転速度は制御される。

このように構成されたポンプ水車のポンプ運転中に、停
止指令がでた場合、第２図の運転制御ブロック図に示す
ように、まず停止指令を可変速制御装置７に伝えて、発
電電動ｌ１１６およびポンプ水車の回転速度を定格回転
速度Ｎ。からあらかじめ定められた回転速度低下率とな
るまで低下させると同時に、停止指令をガイドベーン制
御装置４に伝え、ガイドベーン操作機構３を介してガイ
ドベーン２の閉制御を行う。その後回転速度があらかし
め定められた低下率に合致する回転速度Ｎ１となり（こ
の場合の回転速度低下率はＮ　　／Ｎｏ）、かつガイド
ベーン開度があらかじめ設定された所定の小開度に到達
したらポンプ水車を電力系統から解列し、そのままガイ
ドベーン２を全ｒＪＩυＪ御してポンプ水車を停止させ
る。

第３図は上述した本発明による停止方法と従来の停止方
法におけるガイドベーン開度、回転速度、ポンプ軸入力
の時間的変化をあられしてる。

即ち、ポンプ水車に対して停止指令が出された場合、ガ
イドベーン２はガイドベーン制ｔｌＩｌ装置４の容借で
決定される閉操作速度で閉制御されるため、従来と本発
明によるガイドベーン制御に相違ない。

しかしながら本発明ではポンプ水車の回転速度は予め定
めた低下率Ｎ　／Ｎｏで低下せしめられす るため回転速度はＮ１となる。ここで水力的に相似な運
転が行なわれた場合、水力学的相似則から、軸入力は回
転速度の３乗１変化するので、従来の方法における解列
開度がａｌにおけるポンプ輸入ば回転速度低下率Ｎ１／
Ｎｏを０．８と設定した場合は、Ｐ　　＝０．５１２Ｘ
Ｐ２となり、解列時のポンプ軸人力Ｐ１は従来の方法に
お【プる解列時のポンプ軸人力Ｐ２の約半分となる。

このように本発明によれば解列時の軸入力を減少させる
ことが可能となるため、電力系統に与える影響を充分小
さくすることができる。

（発明の効果） 上述の如く本発明のポンプ水車のポンプ運転停止方法に
よれば、解列時にポンプ軸入力を低減させることが可能
であるため、電力系統にあたえる電力動揺とそれに伴う
周波数変動などの発生を穫力押えることができ、安定し
た電力供給が可能となる。また、停止指令と同時にポン
プ水車の回転速度を定格値から低下させ、その状態から
解列させるため、ポンプ水車の停止までの時間を従来に
比べて短縮することができる。即ち、ポンプ水車の重要
な使命である運転モードチェンジ、中でも特に重要なポ
ンプ運転から水車運転への移行時間を短縮させることが
でき、緊急時の電力供給に際して素早い対応が可能とな
り、電力供給の多様化に大きく貢献できる。

また、ポンプ水車の水力特性、電力系統の強弱などに対
応して、回転速度低下率を任意に設定できるため、経済
的な制御装置の選択が可能となる。

さらには、停止操作中に発生する水圧変動なども低減す
るため、機器の長期運用に対する信頼性が大幅に向上す
る。

このように本発明によれば、簡便でしかも安定性、信頼
性の高いポンプ水車のポンプ運転停止方法を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するフランシス形ポンプ水車およ
び発電電動機を例示する概略図、第２図は本発明の実施
例を示す運転制御ブロック図、第３図は本発明と従来の
方法によるガイドベーン開度８１回転速度Ｎおよびポン
プ軸入力Ｐの時間的変化の様子を示す線図である。 １・・・ランナ、２・・・ガイドベーン、３・・・ガイ
ドベーン操作機構、４・・・ガイドベーン制御装置、５
・・・主軸、６・・・発電電１ＦＪＪ機、７・・・可変
速制御装置。 出願人代理人　　猪　股　　　　清 第１図 男２図 叉 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　ガイドベーン制御装置によつて開閉される流量調整
   用のガイドベーンと、回転数を調整出来る可変速制御装
   置とを備えたポンプ水車において、ポンプ運転中に停止
   指令が出た場合、まず停止指令を可変速制御装置に伝え
   てポンプ水車の回転速度を予め定めた低下率となるまで
   低下させると同時に、停止指令を前記ガイドベーン制御
   装置に伝えてガイドベーンを閉制御し、ポンプ水車の入
   力が減少して、ガイドベーン開度があらかじめ設定され
   た所定の開度に達したらポンプ水車を電力系統から解列
   せしめ、ガイドベーンを全閉制御してポンプ水車を停止
   させることを特徴とするポンプ水車のポンプ運転停止方
   法。