JPS6321032B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、回転電機に直結して発電方向あるい
は揚水方向に空転運転を行なつている水力機械を
夫々発電あるいは揚水運転に切換える場合の水力
機械の運転制御方法に関する。

最近では、電力需要に対し速応するためにある
いは電力調整のために水力機械の発電方向または
揚水方向の空転運転すなわち調相運転が盛んに実
施される動向にある。この場合、回転するランナ
の攪拌による空転損失と温度上昇を大巾に低減す
るために、水力機械のランナ室と吸出し管とから
なるガイドベーン内側流路部の水を圧縮空気によ
り押し下げてランナを空転させるとともに、さら
にガイドベーンから入口弁までのガイドベーン外
側流路部の水をも圧縮空気により押し下げてガイ
ドベーンを開口させることによりランナ室外周部
に残留し易い水をランナの遠心力作用でガイドベ
ーン外側流路部へ排出せしめて、空転運転を行な
う方法が従来提案されている。

しかしこのようにして発電方向または揚水方向
に空転運転する水力機械を夫々発電運転または揚
水運転に切換える場合、ガイドベーン内側流路部
とガイドベーン外側流路部の夫々をどのようにし
て排気充水せしめまたどのようにしてガイドベー
ンと入口弁を制御せしめたら円滑に運転を切換え
られるか、的確な方法が末だに提案されていない
のが実状である。

本発明は、上記の事情に鑑みて、簡便にして的
確にしかも安全に上記空転運転から発電または揚
水運転に移行できる水力機械運転制御方法を提供
することを目的とする。

以下本発明の一実施例について第１図を参照し
て説明する。１は主軸であり、この主軸１にはラ
ンナ２が直結している。このランナ２はランナ室
３内に収納され、さらにこのランナ外周側にはガ
イドベーン４が円周状に配置されている。さらに
このガイドベーン４の外周側にはケーシング５が
設けられ、前記ランナ室３に接続している。この
ケーシング５には入口弁６が取付けられている。
また前記ランナ室３の下方には吸出管７が接続し
ている。８はランナ室３と吸出し管７とからなる
ガイドベーン内側流路部下方の水をガイドベーン
４から入口弁６に至るガイドベーン外側流路部下
方に供給できるようにした通水管であり、その途
中に通水弁９を設けている。１０は前記ガイドベ
ーン内側流路部上方に設けた排気管であり、排気
弁１１を有している。１２は前記ガイドベーン外
側流路部上方に設けた排気管であり排気弁１３を
有している。さらに１４はランナ室３に取付けら
れたランナ室の圧力検出器、１５はケーシング５
に取付けられた前記ガイドベーン外側流路部の水
位検出器である。

次に、このような構成からなる水力機械の運転
制御方法を説明するが、その説明に先立ち、水力
機械の発電または揚水運転に切換る途中段階の経
過状況を説明しておく。例えば発電運転から揚水
運転に移行するときの途中段階では水力機械内の
水面押下げ運転が行なわれる。まず、入口弁６を
全閉にするとともに、ガイドベーン４を開口させ
る。つづいて、ガイドベーン内側流路部およびガ
イドベーン外側流路部に圧縮空気を送つて各部の
水面を押下げる。この場合、ケーシング５と吸出
し管７とを結ぶ通水管８の通水弁９を開口させ、
ケーシング５内からの水を通水管８を通して迅速
に吸出し管７側に引き抜く。

上記水面押下げが終了すると、例えば揚水運転
に入る。そのときの各機器の開度状態は、タイム
チヤートで示せば第２図に示されるようになつて
いる。すなわち、入口弁６を全閉のまま保持して
おき、ガイドベーン４を開口状態から徐々に閉じ
て行く。ガイドベーン４が全閉になると、排気管
１２の排気弁１３を開口する。排気弁１３の開口
動作と同時に通水管８の通水弁９を開口させる。
これら各弁の開口によつて、吸出し管７の加圧水
は通水管８を通してガイドベーン外側流路部に送
られ、この間、ガイドベーン外側流路部の排気が
同時に行なわれる。しかる後前記ガイドベーン外
側流路部を充水状態相当の規定水位に至らしめた
ら動作する水位検出器１５からの制御信号を介し
て排気管１２の排気弁１３と通水管８の通水弁９
を夫々閉め前記ガイドベーン外側流路部の排気充
水を終了させる。さらにそれと同時にもしくはそ
の前後に排気管１０の排気弁１１を開口させ下方
から加圧水を直接送入せしめながら前記ガイドベ
ーン内側流路部の排気を行ない、かつ前記ガイド
ベーン外側流路部の排気充水を終了せしめたこと
を条件として、入口弁６を開口させる。

しかる後前記ガイドベーン内側流路部をランナ
室３の締切運転相当の規定圧力に至らしめたら動
作する圧力検出器１４からの制御信号を介して排
気管１０の排気弁１１を閉め前記ガイドベーン内
側流路部の排気充水を終了させるとともにガイド
ベーン４を開口させることにより発電または揚水
の負荷運転に移行させる。

このような本発明の水力機械の運転制御方法に
よれば、吸出し管７から通水容量の極めて小さい
通水管８を介して加圧水を供給するための充水の
遂行に長時間を要する前記ガイドベーン外側流路
部の排気をランナ２を安全な空転状態に維持させ
ながら先に行なわしめ、その後前記ガイドベーン
内側流路部の排気を行ないランナ２を水中締切運
転状態に至らしめると同時にガイドベーン４を開
口させ直ちに発電または揚水運転に移行するの
で、著しく大きな振動、騒音を伴なうために問題
となるランナ２の水中締切運転状態を長く続ける
ことなく極めて瞬間的に通過させることができ、
したがつて水力機械を不安定な運転状態に至らし
めることなく円滑な制御を行なえる。

また、前記ガイドベーン内側流路部の排気充水
時にランナ室３の高圧水が前記ガイドベーン外側
流路部へ通ずるようなことがあつても、前記ガイ
ドベーン外側流路部ではすでに入口弁６が開口さ
れて密閉状態になつていないので直接高圧にさら
されることがなく、極めて合理的な安全制御を行
なえる。

さらに前記ガイドベーン外側流路部の充水状態
検出には水位検出器１５を用い、一方前記ガイド
ベーン内側流路部の充水状態検出には圧力検出器
１４を用いることにより各流路部の充水状態を
夫々極めて的確に検出できるので、信頼性の高い
制御を行なえる。

なお、上記の本発明による運転制御方法の実施
例では、前記ガイドベーン外側流路部の充水状態
を検出するのに水位検出器１５を用いている。こ
の場合水位検出器１５及びその配管装置の強度は
通常運転時においてケーシング４に作用する高水
圧に耐えるように設計する必要がある。したがつ
て耐水圧強度を増す必要がある高落差機になるほ
ど水位検出器１５の検出精度の信頼性を維持する
ことが困難となるが、これらの問題を解決し的確
な制御を行なえる極めて簡便にして合理的な本発
明の他の実施例について次に述べる。

この実施例では、時間的線図を第３図に示すよ
うに前記した方法と同じように前記ガイドベーン
外側流路部の排気充水を開始し、しかる後所定時
間が経過したら動作する時限タイマー装置からの
制御信号を介して排気弁１３と通水弁９を閉め前
記ガイドベーン外側流路部の排気充水を終了させ
ると同時に、もしくはその前後に排気弁１１を開
口させ下方の加圧水を直接送入せしめながら前記
ガイドベーン内側流路部の排気を行ないかつ前記
ガイドベーン外側流路部の排気充水を終了せしめ
たことを条件として入口弁６を開口させ、しかる
後前記した方法と同じようにして制御せしめるこ
とにより発電または揚水の負荷運転に移行する。

すなわち、水位検出器１５の代わりに時限タイ
マー装置を介して制御を行なうものである。この
場合、前記ガイドベーン外側流路部の充水は通水
管８を介して吸出し管７の一定圧力の水を下方か
ら供給させながら行なうので外乱による影響を受
けることなく水位を規則的に変化させることがで
きるため充水所要時間を事前に的確に予測するこ
とが容易である。そのため前記ガイドベーン外側
流路部の排気を開始してから事前に予測した充水
所要時間経過後に時限タイマー装置が動作して上
記の制御信号を発信できるようにしておくことに
より水位検出器１５の場合以上に的確に制御を行
なうことができる。

このように本実施例によれば、制御装置を簡素
化できるとともに信頼できる制御を行なえるな
ど、得られる効果は大きい。

以上述べたように、入口弁を全閉にしガイドベ
ーンを開口させてガイドベーンの内外流路部の水
を押し下げて発電方向または揚水方向に空転運転
を行なつている水力機械を夫々発電または揚水の
負荷運転に切換える場合、本発明を採用すること
により簡便にして安全にしかも的確に水力機械の
運転制御が行えることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の運転制御方法が用いられる水
力機械の概略構成図、第２図は本発明の水力機械
の運転制御方法の一実施例の時間的線図、第３図
は本発明の他の実施例の時間的線図である。 １……主軸、２……ランナ、３……ランナ室、
４……ガイドベーン、５……ケーシング、６……
入口弁、７……吸出し管、８……通水管、９……
通水弁、１０，１２……排気管、１１，１３……
排気弁、１４……圧力検出器、１５……水位検出
器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入口弁を全閉にしガイドベーンを開口してラ
   ンナ室と吸出し管とからなるガイドベーン内側流
   路部とさらにガイドベーンから入口弁に戻るガイ
   ドベーン外側流路部との水を押し下げた状態で発
   電方向または揚水方向に空転運転を行なつている
   水力機械を発電または揚水運転に切換える水力機
   械の運転制御方法において、先づガイドベーンを
   閉め全閉に至らしめた後前記ガイドベーン外側流
   路部の排気充水を開始し、しかる後前記ガイドベ
   ーン外側流路部を規定水位まで充水させたら動作
   する水位検出器からの制御信号を介して排気充水
   を終了させると同時にもしくはその前後に前記ガ
   イドベーン内側流路部の排気充水を開始させ、か
   つ前記ガイドベーン外側流路部の排気充水を終止
   せしめたことを条件として入口弁を開口せしめ、
   しかる後前記ガイドベーン内側流路部を規定圧力
   に至らしめたら動作する圧力検出器からの制御信
   号を介して排気充水を終了させるとともにガイド
   ベーンを開口させることにより発電または揚水運
   転に移行させることを特徴とした水力機械の運転
   制御方法。 ２ 入口弁を全閉にしてガイドベーンを開口して
   ランナ室と吸出し管とからなるガイドベーン内側
   流路部とさらにガイドベーンから入口弁に戻るガ
   イドベーン外側流路部との水を押し下げた状態で
   発電方向または揚水方向に空転運転を行なつてい
   る水力機械を発電または揚水運転に切換える水力
   機械の運転制御方法において、先づガイドベーン
   を閉め全閉に至らしめたら前記ガイドベーン外側
   流路部の排気充水を開始し、しかる後所定時間が
   経過したら動作する時限タイマー装置からの制御
   信号を介して前記ガイドベーン外側流路部の排気
   充水を終了させると同時にもしくはその前後に前
   記ガイドベーン内側流路部の排気充水を開始させ
   かつ前記ガイドベーン外側流路部の排気充水を終
   了せしめたことを条件として入口弁を開口せし
   め、しかる後前記ガイドベーン内側流路部を規定
   圧力に至らしめたら動作する圧力検出器からの制
   御信号を介して排気充水を終了させるとともにガ
   イドベーンを開口させることにより発電または揚
   水運転に移行させることを特徴とした水力機械の
   運転制御方法。