JPS629747B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS629747B2
JPS629747B2 JP53051104A JP5110478A JPS629747B2 JP S629747 B2 JPS629747 B2 JP S629747B2 JP 53051104 A JP53051104 A JP 53051104A JP 5110478 A JP5110478 A JP 5110478A JP S629747 B2 JPS629747 B2 JP S629747B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
turbine
pump
flow rate
rotational speed
rotation speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP53051104A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS54144530A (en
Inventor
Asao Ooishi
Hisao Kuwabara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP5110478A priority Critical patent/JPS54144530A/ja
Publication of JPS54144530A publication Critical patent/JPS54144530A/ja
Publication of JPS629747B2 publication Critical patent/JPS629747B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

  • Control Of Water Turbines (AREA)

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、特に水車運転領域にお
いてＳ字特性が必至となる高揚程ポンプ水車の制
御装置に関する。
〔発明の背景〕
一般的に、ポンプ水車、特に高揚程ポンプ水車
のランナーは、ポンプ運転時に高揚程を得る為
に、充分なる遠心ポンプ作用を発揮するべく設計
される。
しかしながら、この設計は、ポンプ水車の水車
運転に悪影響を与える。この設計が採用されるポ
ンプ水車の特性を、所定案内羽根開度の下におけ
る単位落差当り回転数N1と単位落差当り流量Q1
との関係を表わす特性曲線により示した場合、こ
の特性曲線は、水車運転領域において、N1の値
の増加に伴つてQ1の値が減少する第１の部分
と、N1の値の減少に伴つてQ1の値が減少する第
２の部分とを有する。
説明の便宜上、本明細書においては、前記第２
の部分を、Ｓ字特性部分と称する。更に、Ｓ字特
性部分におけるポンプ水車の特性を、以後、Ｓ字
特性と称する。
このＳ字特性の出る理由は、本来、水車運転時
には、ランナーの外周側から中心に向つて水が流
れているが、ランナーの回転上昇により水に作用
する遠心力が大きくなつて、水の流れが逆転しポ
ンプの流れに切り替ることによるものと考えられ
る。
更に、この状態に近くなるとランナー内での流
れモードが複雑に変化するためであると考えられ
る。Ｓ字特性部分における水車運転にあつては、
単位落差当りのトルクT1もまた、単位落差当り
回転数N1の減少に伴い、減少する。
通常は、ポンプ水車の水車運転は、上記第１の
部分において行われる。しかしながら、負荷しや
断又は負荷減少等により、単位落差当りの回転数
N1が急激に増加する場合は、ポンプ水車は、Ｓ
字特性部分において運転されることになる。Ｓ字
特性部分における運転が開始されると、ポンプ水
車の運転点はＳ字特性部分を一端から他端へとた
どりつつ、まず単位落差当りの流量Q1と単位落
差当りの回転数N1は減少する。その後、今後は
振子が振返すようにＳ字特性部分を逆方向にたと
りつつ、Q1とN1は増加する。Ｓ字特性部分にお
けるこの往復運動は、案内羽根開度が所定値以上
に留まる限りほぼ永続的に継続し、特別な手段を
講じない限り終了しない。この間、単位落差当り
のトルクT1も、減少と増加をくり返す。
ポンプ水車の運転は、Ｓ字特性部分を避けて行
われることが望ましい。なぜならば、Ｓ字特性部
分における運転は、ポンプ水車本体におけると同
様に、水圧鉄管とドラフトチユーブ内に大きな水
圧上昇と大きな水圧降下を含めて異常な水圧変動
をひき起こし、その結果として強烈なウオーター
ハンマーと時には水柱分離を招くからである。上
述した負荷しや断は、例えばポンプ水車に結合さ
れる発電機と主変圧器との間に設けたしや断器を
しや断して、発電機から電力を電力系統に供給す
るのをやめた場合に生ずる。またウエーターハン
マーは、水圧鉄管又はドラフトチユーブ、又はそ
の両方が長い場合には、特に強烈であることに注
意を払う必要がある。
水車運転領域においてＳ字特性を有するポンプ
水車の特性を、第１図Ａおよび第１図Ｂに示す。
第１図Ａにおいては、ポンプ水車の特性が、案内
羽根開度をパラメーターにとり、単位落差当りの
回転数N1と単位落差当りの流量Q1との関係とし
て示されている。一方、第１図Ｂにおいては、ポ
ンプ水車の特性が、同じパラメータにより、単位
落差当りの回転数N1と単位落差当りのトルクT1
との関係として示されている。N1，Q1およびT1
は次の式により表現される。
N1＝Ｎ／√，Q1＝Ｑ／√，T1＝Ｔ／Ｈ 上式において、符号Ｎ，Ｑ，ＨおよびＴは、そ
れぞれ、ポンプ水車の回転数、流量、有効落差お
よびトルクを示す。
特性曲線１および１′は、所定の比較的大きな
案内羽根開度の下で得られる。特性曲線２および
２′は、それよりも小さな案内羽根開度の下で得
られる。特性曲線３および３′は更にそれよりも
小さい案内羽根開度の下で得られる。
特性曲線１のａ―ｄ―ｈ部分においては、Q1
の値は、N1の減少に伴い減少する。上述の様
に、この曲線部分ａ―ｄ―ｈを、本明細書におい
ては、Ｓ字特性部分と称する。同様に、曲線部分
ｂ―ｅ―ｉは、特性曲線２のＳ字特性部分であ
り、曲線部分ｃ―ｆ―ｊは、特性曲線３のＳ字特
性部分である。一見して明らかな様に、特性曲線
１のＳ字特性部分ａ―ｄ―ｈは、特性曲線２のＳ
字特性部分ｂ―ｅ―ｉより長く、特性曲線２のＳ
字特性部分ｂ―ｅ―ｉは、特性曲線３のＳ字特性
部分ｃ―ｆ―ｊよりも長い。このことは、案内羽
根開度が小さくなるとＳ字特性部分の長さが短く
なることを意味する。
第１図Ａにおけると同様に、第１図Ｂにおいて
も、曲線部分a′―d′―h′，b′―e′―i′およびc′
―
f′―j′は、それぞれ特性曲線１′，２′および３′の
Ｓ字特性部分である。
第１図Ｂは、第１図Ａと密接な関係がある。例
えば、第１図Ａの曲線３上のQ1＝Q1x，N1＝N1x
を満たす点ｘは、第１図Ｂの曲線３′上の点x′に
対応している。点x′は、T1＝T1x′，N1＝
N1x′（＝N1x）を満たす点である。同様に、第１
図Ａにおける点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｈ，ｉ
およびｊはそれぞれ第１図Ｂにおける点a′，b′，
c′，d′，e′，f′，h′，i′およびj′に対応してい
る。
曲線Nrは、無負荷流量曲線である。曲線１，
２，３と曲線Nrとの交点α，β，γは、それぞ
れ、曲線１′，２′，３′と直線T1＝０との交点
α′，β′，γ′に対応している。
次に、特性曲線１と１′を参照しながらポンプ
水車の水車運転（発電運転）について説明を行
う。上述したように特性曲線１と１′に対応する
特性は、案内羽根開度を比較的大きな値にした時
に得られる。通常は、ポンプ水車の水車運転は、
特性曲線１の上部、すなわち、Ｓ字特性部分ａ―
ｄ―ｈより上部の曲線部分において行われる。し
かしながら、もし例えばポンプ水車に加わつてい
る負荷が突然失われた場合は、ポンプ水車の回転
数Ｎが急激に増加するので、N1の値も急激に増
加する。こうして、ポンプ水車は、Ｓ字特性部分
において運転され始まる。Ｓ字特性部分における
運転の間は、ポンプ水車の回転数Ｎの減少により
N1の値が減少すると、Q1の値もまた減少する。
Ｈの値が一定であると仮定すれば、Q1の値の減
少は、それに対応してポンプ水車流量Ｑが減少す
ることを意味する。現実には、Ｈの値、すなわち
水圧鉄管に結合するポンプ水車入口とドラフトチ
ユーブに結合するポンプ水車出口との水頭差は、
流量Ｑの減少と同時に増加する。このようにして
一旦N1の値が減少すると、流量Ｑが減少し、流
量Ｑの減少は、ポンプ水車の有効落差Ｈの増加を
もたらす。この有効落差Ｈの増加は、更に、N1
の減少をもたらし、N1の減少は、更にQ1の減少
をもたらす。このようにして、一旦Ｓ字特性部分
における運転が始まると、Q1とN1は、Ｓ字特性
部分をQ1減少方向、すなわち点ａから点ｈの方
向にたどりつつ、加速度的に、しかも連続的に減
少する。Q1とN1は、正帰還制御回路におけると
同様に、加速度的に、しかも連続的に減少するこ
とが理解できる。
ポンプ水車の運転点がＳ字特性部分を点ａから
点ｈまでたどり終えると、上記の現象は、負帰還
制御回路におけると同様に次第に緩和され、その
後、反転し、やがてＳ字特性部分をQ1増加方
向、すなわち点ｈから点ａへたどることになる。
Ｓ字特性部分を逆方向にたどるのも矢張り正帰還
制御回路と同様の様式で行われる。
ポンプ水車がＳ字特性部分で運転される間は、
上記の往復運動は、ほぼ永続的に繰り返される。
前で説明したように、このような運転は望ましい
ものではない。なぜならば、水力発電所各水路系
統に異常な水圧変化をもたらし、強烈なウオータ
ーハンマーと、時には水柱分離現象等の危険現象
をもたらすからである。
Ｓ字特性部分における運転に伴うこのような悪
影響は、Ｓ字特性部分の長さが短くなれば減少す
ることに注目すべきである。例えば、もし案内羽
根開度を小さくして、より短いＳ字特性部分ｂ―
ｅ―ｉを有する特性曲線２に従つてポンプ水車を
運転するならば、Ｓ字特性に伴う悪影響は軽減さ
れる。
Ｓ字特性部分におけるポンプ水車の運転は、ポ
ンプ水車のトルクＴにも悪影響を与える。Ｓ字特
性部分においてN1の値が減少すると、第１図Ｂ
に示すように、T1の値が減少する。ここで再び
第１図Ａに示される特性曲線１上の点ａとｈは、
第１図Ｂに示される特性曲線１′上の点a′とh′に
それぞれ対応することに注意しなければならな
い。
有効落差Ｈが一定であると仮定すれば、T1の
減少は、ポンプ水車トルクＴの減少を意味する。
更に、ポンプ水車トルクＴの減少が、ポンプ水車
回転数Ｎの減少をもたらすことは明白である。ポ
ンプ水車回転数Ｎが減少すると、それに対応して
N1が減少し、次にT1が更に減少することにな
る。現実にはこの間に前記したように有効落差Ｈ
が増加しているのでこの加速傾向は益々強まる。
このようにして、ポンプ水車は、特性曲線１を、
Q1減少方向にたどる間、同時に特性曲線１′を、
点a′から点h′へとたどつていることになる。その
たどり方は、正帰還制御回路の場合と同様であ
る。その後、Ｓ字特性部分をたどる方向が逆転す
ると、特性曲線１′は、点h′から点a′の方向へ
と、たどることになる。明らかに、上述したよう
なトルク変化は、不利益である。
一般に、負荷しや断があると、通常は、ポンプ
水車の調速機の作用により、案内羽根は、閉じら
れる。調速機は、実回転数が設定回転数（通常は
発電機の同期回転数）よりも高いときは常に案内
羽根を閉じる方向に操作するが、Ｓ字特性を有す
るポンプ水車では、タイミングによつてはＳ字特
性を助長する恐れがある。
負荷しや断があつたとしても、単位落差当りの
回転数N1が第１図Ａの点ａに至るまでは、ポン
プ水車の運転状態はＳ字特性部分には入つていな
い。Ｓ字特性部分における運転は、負荷しや断か
ら一定時間経過した後に始まる。負荷しや断から
Ｓ字特性部分に突入するまでの一定時間の間は、
案内羽根は急速に閉じる方が望ましい。なぜなら
ば、この急速な閉め込み操作により、ポンプ水車
の特性は、Ｓ字特性部分に起因する悪影響を緩和
させる方向に移行するからである。例えば、案内
羽根を閉じること（すなわち、案内羽根開度の減
少）により、第１図Ａの特性曲線１で表わされる
ポンプ水車の特性は、特性曲線２で表わされる特
性に移行する。この移行により、特性曲線２は、
特性曲線１よりも小さなＳ字特性部分を有してい
るので、問題となる悪影響が緩和される。
次に、ポンプ水車が、Ｓ字特性部分をQ1減少
方向にたどりつつ運転されている時は、急速な案
内羽根の閉め込みは行うべきではないことに注意
するべきである。なぜならば、急速な閉め込みに
より、Q1とN1が減少し、Ｓ字特性の影響がより
強くあらわれるからである。もしも、Ｓ字特性部
分を流量減少方向にたどつている時に、上記急速
閉め込みを行うとすれば、Ｓ字特性部分の悪影響
は極めて強烈に出現することになる。
第２図の方法は、特公昭49―40902号に開示さ
れている。この方法では、突発的な負荷しや断
後、案内羽根はまず最初に急速に閉め込まれ、次
にポンプ水車回転数の増加に伴い流量が大きく減
少する運転領域においてゆつくりと閉動作され、
そして次に急速に閉められる。この方法は、最後
の急速な閉め込みの時期が明確にされていないと
いう欠点がある。もしこの急速な閉め込みが、
Q1減少方向にＳ字特性部分をたどつている運転
状態においてなされるならば、上述した危険な状
況が発生する。
更に途中でゆつくりと案内羽根を閉めている間
にはポンプ水車はＳ字部分をQ1減少方向、増加
方向と交互に辿つている筈だからどの時点で最後
の急速な案内羽根の閉め込みを行うかが重大問題
なのにこれについて何ら規定していない。
また、特開昭53―35833号には、第２図のよう
な案内羽根制御を行うにあたり、ハの点を水圧鉄
管の圧力がある値になつた時点をもつて定めるこ
とが開示されているが、水圧鉄管内圧力は、案内
羽根開度が変化する過渡運転時には、大巾に変動
し、信頼性に欠ける欠点がある。
上述したように、従来技術では、Ｓ字特性を充
分に考慮に入れての案内羽根閉動作時期の決定が
なされていないという共通の欠点を有する。不利
益な異常水圧変動を回避する為に、ポンプ水車の
運転状態がＳ字特性部分をQ1減少方向にたどつ
ている間は、案内羽根の急速な閉動作を行わない
ようにすることが必要である。また、Ｓ字特性部
分をQ1増加方向にたどつている間は、案内羽根
を開動作させるべきではない。
本発明者は、上述したＳ字特性の解析を行い、
望ましい結果の得られる案内羽根制御方法を見出
した。その制御方法を、以下に述べる。
この方法は、負荷しや断に伴うＳ字特性による
悪影響を防止するためには、負荷しや断の直後所
定角度までもしくは一定時間の間、調速機の作用
によつて案内羽根を急速に閉じ、次に、Ｓ字特性
部分をQ1減少方向にたどる間は、案内羽根の閉
じ速度をゆつくりし、Ｓ字特性をQ1減少方向に
たどり終えたときから案内羽根を急速に閉じるこ
とである。第１図Ａおよび第１図Ｂから理解でき
るように、ポンプ水車の運転がＳ字特性部分にお
いてなされている時は、∂Q1＞／∂N1＞０およ
び∂T1＞／∂N1＞０の関係が満たされている。
Ｓ字特性部分がQ1減少方向にたどつている時に
は、dN1／dt＜０およびdQ1／dt＜０の関係が満
たされている。ここでｔは時間である。dQ1／dt
＜０の時には、dP／dt＞０の関係が成立してい
る。（Ｐは水圧鉄管の圧力である。）このようにＳ
字特性部分におけるポンプ水車の運転の検出は、
上述した多数の関係を利用して行うことができ
る。より詳細に言えば、ポンプ水車の運転状態
が、Ｓ字特性部分をQ1減少方向にたどつている
ことの検出は、次の３つの条件のうち少くとも１
つの条件が満足されていることを検出することに
よつて行うことができる。
(A) dN1／dt＜０およびdQ1／dt＜０ (B) dN1／dt＜０およびdP／dt＞０ (C) dT1／dt＜０およびdN1／dt＜０ 以上の説明から明らかな如く、第２図に示すよ
うな案内羽根制御特性において、ハの点をＳ字特
性をQ1減少方向にたどり終えた時点に一致する
ように制御すれば良いことが判る。
この点は、第１図ＡよりdQ1／dN1が正から負
に移る点（即ち特性曲線１ではｈ，２ではｉ，３
ではｊ）で定義されるが、ポンプ水車の実際の運
転状態で時々刻々変るＮ，Ｈ，Ｑ，ＴからN1，
Q1，T1を求めることはむつかしいので、実質的
にＳ字特性のQ1減少をたどり終えた点を検出で
きないか検討した。
その結果、水車回転数が、負荷しや断と同時に
上昇し、その後、Ｓ字特性のため下降するが、回
転数が下降中のある特定回転数通過点とＳ字特性
の流量減少方向へたどり終る点ｔδｅとがほぼ一
致することを見い出した。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、負荷しや断時に、案内羽根を
急速に閉鎖し、次に緩閉鎖に移行し、再び急閉鎖
させるいわゆる急緩急３段閉鎖を行うに当り、最
後の急閉鎖に移行するタイミングを信頼性良く検
出することのできるポンプ水車の制御装置を提供
することにある。
すなわち、本発明の目的は、信頼性の高い機械
的スイツチによつて検出可能なポンプ水車回転数
Ｎから、ポンプ水車の運転点がＳ字特性部分をど
のようにたどつているかを検出することが可能な
ポンプ水車の制御装置を提供するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、ポンプ水車の運転点がＳ字特性部分
にある時に、ポンプ水車の運転状態が、その回転
数に如実に反映されるという発見に基づいてなさ
れたものである。
即ち本発明の特徴とするところは、水車運転領
域において、ポンプ水車の単位落差当りの回転数
N1と単位落差当りの流量Q1および単位落差当り
の発生トルクT1とすれば、 N1＝Ｎ／√，Q1＝Ｑ／√， T1＝Ｔ／Ｈ （但しＮ，Ｑ，ＴおよびＨは、ポンプ水車の回
転数、流量、トルクおよび有効落差を示す）のよ
うに現され、横軸の回転数N1と縦軸の流量Q1お
よび発生トルクT1との関係を閉すポンプ水車の
特性曲線図で、回転数N1、流量Q1、発生トルク
T1が共に減少するＳ字特性を有し、負荷の急減
又は負荷しや断等に伴つて、まず案内羽根を所定
開度まで急速に閉じ水車の運転状態がＳ字特性上
を流量減少方向又はトルク減少方向に辿つている
間は案内羽根をゆるやかに閉じ、その後水車の運
転状態がＳ字特性上を流量増加方向に辿り始めた
ら調速機の指令に基づき案内羽根を急速に閉鎖す
る如く構成したポンプ水車の制御装置において、
回転数が定格回転数N0より所定回転数N10まで上
昇したことを記憶する装置と、その後上昇した回
転数が前記所定回転数N10より下降し、かつ、定
格回転数N0よりは高く回転数の第２の所定回転
数N20より低くなつたことを検出する装置を備
え、前記第２の所定回転数N20は回転降下曲線が
上に凸から下に凸に移ろうとする時の回転数に略
一致するように選び前記記憶装置が作動した後で
前記検出装置が作動したことを条件に、前記水車
の運転状態がＳ字特性上を流量減少方向から流量
増加方向に辿り始めようとしている時に点である
ことを検知する手段を備えたポンプ水車の制御装
置にある。
〔発明の実施例〕
第３図を参照しながら本発明の一実施例を説明
する。第３図は時間t0において負荷しや断が起つ
た後の案内羽根開度Ａ、ポンプ水車回転数Ｂ、ポ
ンプ水車上流側（鉄管）水圧Ｃを示したものであ
る。この図には、水車回転数Ｎと、ポンプ水車上
流側水圧と下流側水圧の差ＨとよりN1，Q1を求
め第１図Ａの特性図上のＳ字特性部分ａ―ｄ―ｈ
に相当する部分をδBで示している。
第３図の観察から、ポンプ水車の運転点がＳ字
特性部分δBを流量減少方向にたどつているの
は、回転数Ｎが降下中でかつ回転数Ｎが定格回転
数N0よりもかなり高い領域であることがわか
る。
第３図の回転数Ｂは、案内羽根開度が全開に近
い場合であり、点線B′は、案内羽根開度が中開度
（第１図Ａの２の特性に相当）の場合を示してお
り、いずれの場合も、回転数ＮがN20付近でδBの
終了点ｔδｅと一致している。しかもこの略一致
する点は各回転数変動曲線において上に凸から下
に凸に移る点に近い。
このことは、あらかじめ、ポンプ水車の特性曲
線からδBの終了点ｔδｅにおける水車回転数N20
が設定可能であることを示している。
一方、水車回転数は、負荷しや断と同時に上昇
する過程においてN20点を通過するので、回転数
が上昇する過程でのN20点ではなく下降中におけ
るN20点を見つけ出す必要がある。
そこで、本発明では、N20より若干高い回転数
N10で動作する第１の回転数スイツチと、この第
１の回転数スイツチが働いたことを記憶する手段
と、N20以下で作動する第２のスイツチとを設
け、前記記憶手段と第２のスイツチが作動した時
点でδBの終了点ｔδｅを検出し、案内羽根を急
閉鎖するようにした。
第４図及び第５図は、本発明を実施したポンプ
水車制御装置を示している。第４図は、案内羽根
サーボモータを示しており、通常状態では、ソレ
ノイド６ａは付勢されており、バルブ６は図示の
状態にあり、圧油PO1は、ストツパーピストン１
１の上側に作用し、ピストン１１をシリンダー１
０の下部に押し下げており、レバー８は下方に変
位している。案内羽根サーボモータ２１の制御
は、主配圧弁プランジヤー１３を駆動するリレー
サーボモータピストン１８の下室に与えられる制
御油圧２４の制御に委ねられる。制御油圧２４は
調速機により与えられるものであり、制御目標回
転数と実回転数の偏差に応じて決まる案内羽根サ
ーボモーターの指令開度と実際の開度の偏差に応
じて上下する。
今、負荷しや断がおこり、回転数が定格回転数
N0より上昇すると、調速機の制御は、制御油圧
２４を排出側に連通する。すると、リレーサーボ
ピストン１８は、圧油PO2により下方に押し下げ
られる。すなわち、主配圧弁プランジヤー１３
は、予めセツトされているストツプナツト１６―
１，１６―２によつて制限された位置まで下降す
る。かくして、圧油PO3は管路２０を介して、案
内羽根サーボモータピントン２２を閉じ方向に操
作する。案内羽根開度が第３図のロ点に相当する
開度Yaまで閉じられると、第５図に示すソレノ
イド６ａの制御回路が作動する。
ソレノイド６ａは、リレー２５の常閉接点、２
５ｂ及びリレー２６の常開接点２６ａを介して、
制御電源P1―N1間に挿入されている。
３２は発電機負荷喪失を検出して閉じる低電力
スイツチであり、２９は案内羽根開度Ｙが第３図
に示す設定開度Ya以下になると閉じるスイツチ
であり、負荷しや断後、案内羽根開度がYa以下
になるとスイツチ３２，２９がともに閉じてお
り、リレー２５が付勢されることになるので、リ
レー２５のｂ接点が開くので、ソレノイド６ａは
消勢される（この時点では、接点２６ａは開路し
ている。）。
ソレノイド６ａが消勢されると、第４図のバル
ブ６が切り替り、圧油PO1がストツパーピストン
１１の下方に作用し、ピストン１１を上方に引き
上げる。するとレバー８は支点７の回りに回動し
ストツパー皿９を持ち上げ、ロツド１２を介して
主配圧弁１４のプランジヤー１３、リレーサーボ
モータピストン１８を上方に引き上げる。
プランジヤー１３は上方に引き上げられた位置
において、圧油PO3を管路２０へ少量供給する位
置にある。つまり、調速機の指令に基く油圧２４
には関係なく、絞りを効かせた状態でPO3を管路
２０を介して、ピストン２２の左側室に入れ、ピ
ストン２２を閉じ方向にゆつくりと駆動する。こ
のときの案内羽根閉じ速度は第３図のロ―ハ間の
特性となる。
他方、負荷しや断によつてポンプ水車の回転数
Ｎが上昇し、Ｎ＞N10（但しN10は所定の回転数）
となれば、接点３１（Ｎ＞N10の時にONする接
点）がONする。すると同じく自己保持回路を形
成する常開接点２７ａが閉じリレー２７は、この
後ＮがN10以下となつてもONし続ける。すなわち
リレー２７は回転数Ｎが一度N10より上昇したこ
とを記憶する。
やがて、ポンプ水車回転数が降下してさて第２
の所定回転数N20より小となれば接点３０（Ｎ＜
N20の時にONする接点）がONし、予めONしてい
るリレー２７の接点常開接点２７ａを介してリレ
ー２６がONされる。
すると今までOFFであつたソレノイド６ａと
直列の常開接点２６ａがONするのでソレノイド
６ａは再びONの状態に戻る。
即ちソレノイドは、第３図において、ロからハ
に相当するt1からt2の間だけ消勢されていること
になる。つまり、t1よりt2の間は、実回転数にか
かわらず、予め定めた、ゆつくりした閉じ速度と
なるのである。
ソレノイド６ａが付勢されると、バルブ６は、
図示の状態になり、案内羽根の制御は調速機の制
御下におかれる。第３図の特性ではt2点において
も実回転数はN0よりも高いために、案内羽根を
閉じる方向にサーボモータを駆動する。
尚、第５図の制御回路は、負荷しや断が回復す
れば低電力スイツチ３２が開き、すべてのリレー
及び接点がリセツトされる。
〔発明の効果〕
本発明は前述から明らかな如くＳ字特性を辿る
際の微妙なタイミングを単なる機械的速度スイツ
チの組合せで検出しており簡単でかつ高い信頼性
で検出が行え、急緩急３段閉鎖を最も効果あらし
める制御が行える。
【図面の簡単な説明】
第１図Ａおよび第１図Ｂは、ポンプ水車特有の
Ｓ字特性の説明図、第２図は、従来公知の急緩急
３段閉鎖方式の案内羽根制御特性図、第３図は、
本発明を適用したポンプ水車負荷しや断時の過渡
応答図、第４図は、本発明を実現するための装置
の概略図、第５図は、ソレノイドの制御回路図で
ある。 Ｎ……回転速度、Ｈ……有効落差、Ｑ……水車
流量、Ｔ……水車トルク、H1……単位落差当り
の回転速度、Q1……単位落差当りの水車流量、
T1……単位落差当りの水車トルク、６……バル
ブ、６ａ……ソレノイド、１１……ストツパーピ
ストン、１４……主配圧弁、１６―１，１６―
２，１７―１，１７―２……ストツプナツト、２
２……案内羽根サーボモータピストン、３０……
第２の速度スイツチ、３１……第１の速度スイツ
チ、３２……低電力リレー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 水車運転領域において、ポンプ水車の単位落
    差当りの回転数N1と単位落差当りの流量Q1およ
    び単位落差当りの発生トルクT1とすれば、 N1＝Ｎ／√，Q1＝Ｑ／√， T1＝Ｔ／Ｈ （但しＮ，Ｑ，ＴおよびＨは、ポンプ水車の回
    転数、流量、トルクおよび有効落差を示す） のように現され、横軸の回転数N1と縦軸の流量
    Q1および発生トルクT1との関係を示すポンプ水
    車の特性曲線図で、回転数N1、流量Q1、発生ト
    ルクT1が共に減少するＳ字特性を有し、負荷の
    急減又は負荷しや断等に伴つて、案内羽根を所定
    開度まで急速に閉じ、ポンプ水車の運転状態がＳ
    字特性上を流量減少方向又はトルク減少方向に辿
    つている間は案内羽根をゆるやかに閉じ、その後
    ポンプ水車の運転状態がＳ字特性上の流量増加方
    向に辿り始めたら、調速機の指令に基づき案内羽
    根を急速に閉鎖する如く構成したポンプ水車の制
    御装置において回転数が定格回転数N0より所定
    回転数N10まで上昇したことを記憶する装置と、
    その後上昇した回転数が前記所定回転数N10より
    下降し、かつ、定格回転数N0よりは高い回転数
    の第２の所定回転数N20より低くなつたことを検
    出する装置を備え、前記第２の所定回転数N20は
    回転速度降下曲線が上に凸から下に凸に移ろうと
    する時の回転数に略一致するように選び前記記憶
    装置が作動した後で、前記検出装置が作動したこ
    とを条件に、前記水車の運転状態がＳ字特性上を
    流量減少方向から、流量増加方向に辿り始めよう
    としている時点を検知する手段を備えたことを特
    徴とするポンプ水車の制御装置。
JP5110478A 1978-04-30 1978-04-30 Pump water wheel controller Granted JPS54144530A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5110478A JPS54144530A (en) 1978-04-30 1978-04-30 Pump water wheel controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5110478A JPS54144530A (en) 1978-04-30 1978-04-30 Pump water wheel controller

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS54144530A JPS54144530A (en) 1979-11-10
JPS629747B2 true JPS629747B2 (ja) 1987-03-02

Family

ID=12877493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5110478A Granted JPS54144530A (en) 1978-04-30 1978-04-30 Pump water wheel controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS54144530A (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104698371A (zh) * 2013-12-04 2015-06-10 上海乐研电气科技有限公司 一种多功能气体密度继电器校验装置

Also Published As

Publication number Publication date
JPS54144530A (en) 1979-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5984013A (en) Plunger arrival target time adjustment method using both A and B valve open times
JPS6411828B2 (ja)
US6336322B1 (en) Method of controlling a pump turbine
JPS6321033B2 (ja)
US6602044B1 (en) Pump turbine, method of controlling thereof, and method of stopping thereof
US6210100B1 (en) Pump-turbine
CN108759562A (zh) 一种大吨位固体火箭快速起竖方法及装置
US3730638A (en) Speed governor
US3960463A (en) Method of starting operation for a pump or a pump turbine
US1950594A (en) Load responsive control
KR840001726B1 (ko) 펌프수차 제어방법
JPS629748B2 (ja)
US6250887B1 (en) Reversible pump-turbine system
JP3395024B2 (ja) ポンプ水車の案内羽根閉鎖速度制御方法及び装置
CN214424622U (zh) 一种冲击式调速器
US3692419A (en) Elastic fluid turbine system
KR100833005B1 (ko) 고로의 노정압 연속 제어 장치
US4624622A (en) Fail-safe system for a reversible pump-turbine apparatus
JP2001342939A (ja) ポンプ水車
JP3386149B2 (ja) 水車の制圧弁制御装置
JP3247129B2 (ja) 水車の制圧弁制御装置
JP2516193B2 (ja) 圧力タンク式給水装置
JPH06173611A (ja) 蒸気弁
JPS6038559B2 (ja) ポンプ水車の保護装置
JP4078003B2 (ja) ポンプ水車