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JPS6147311B2 - - Google Patents
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JPS6147311B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6147311B2
JPS6147311B2 JP54032333A JP3233379A JPS6147311B2 JP S6147311 B2 JPS6147311 B2 JP S6147311B2 JP 54032333 A JP54032333 A JP 54032333A JP 3233379 A JP3233379 A JP 3233379A JP S6147311 B2 JPS6147311 B2 JP S6147311B2
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JP
Japan
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guide vane
valve
hydraulic
servo motor
pressure oil
Prior art date
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Application number
JP54032333A
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Japanese (ja)
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JPS55125365A (en
Inventor
Hisaya Uchama
Masaharu Mantoku
Shozo Sashino
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6147311B2 publication Critical patent/JPS6147311B2/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Control Of Water Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水力機械ガイドベーン制御装置に係
わり、特に水車またはポンプ水車のガイドベーン
制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a hydraulic machine guide vane control device, and more particularly to a guide vane control device for a water turbine or a pump water turbine.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、水力機械のガイドベーンの閉鎖時間
は、水車またはポプン水車の負荷しや断時におい
て、水車の回転部の破損を防止するために回転上
昇を抑えるとともに、導水管の破損を防止するた
めに水圧上昇を出来るだけ抑えるように設定され
る。しかし、近年の水力発電所においては、立地
条件から導水管及び放水管が比較的長く、ガイド
ベーンの閉鎖制御が問題になつてくる。すなわ
ち、水車またはポンプ水車の負荷しや断時には、
発電機及び水車の回転数が急速に上昇し、許容回
転数を超えるため、ガイドベーンを短時間に閉鎖
する必要がある。ところが、ガイドベーンを急閉
すると、導水管内の水圧が大幅に上昇することに
なり、この水圧を許容値以下に抑えるためには、
ガイドベーンをゆつくり閉鎖しなければならな
い。そこで、この相反する要求をでるだけ満すた
め、従来は第1図に示すようなガイドベーン制御
装置を用い、ガイドベーンをある開度まで急速に
閉鎖して、発電機及び水車の回転上昇を抑える一
方、途中からよりゆつくりした閉鎖速度でガイド
ベーンを閉鎖し、導水管内の水圧が許容値以下と
なるように制御している。
In general, the closing time of the guide vanes of hydraulic machines is determined to suppress the increase in rotation to prevent damage to the rotating parts of the water turbine when the water turbine or pop-up water turbine is loaded or disconnected, and also to prevent damage to the water pipe. It is set to suppress the increase in water pressure as much as possible. However, in recent hydroelectric power plants, the water conductive pipes and water discharge pipes are relatively long due to location conditions, and closing control of the guide vanes becomes a problem. In other words, when the load on the water turbine or pump turbine is interrupted,
Since the rotational speed of the generator and water turbine rapidly increases and exceeds the permissible rotational speed, it is necessary to close the guide vanes in a short period of time. However, when the guide vane is suddenly closed, the water pressure inside the water pipe increases significantly, and in order to keep this water pressure below the allowable value,
The guide vanes must be closed slowly. Therefore, in order to satisfy these conflicting demands as much as possible, conventionally, a guide vane control device as shown in Figure 1 has been used to rapidly close the guide vanes to a certain opening to prevent the rotation of the generator and water turbine from increasing. At the same time, the guide vanes are closed at a slower closing speed midway through, controlling the water pressure inside the water pipe to below the allowable value.

第1図において、ポンプ水車の負荷しや断がな
されると、負荷しや断信号によりアクチユエータ
ソレノイド1に閉信号が入り、油圧分配弁3のバ
ルブスプール2は下動される。バルブスプール2
が下動されると、サーボモータ用油圧分配弁4に
供給されている圧油は、管l1を介して油圧分配弁
3側に排油され、ストツパ6に当接するまで油圧
分配弁4のバルブスプール5が下動する。バルブ
スプール5が下動すると、油圧分配弁4に作用し
ていた圧油P0は管l2を通つてガイドベーン操作用
サーボモータ7に供給される。これにより、サー
ボモータ7は、管l2から供給される圧油P0によつ
て第1図上右側に移動し、図示しないガイドベー
ンを閉鎖する動作をする。ガイドベーンが規定位
置まで閉鎖すると、成形カム8により位置検出切
換弁9が切換えられる。その結果、位置検出切換
弁9に供給されている圧油P0が、管l3を通つて油
圧切換弁10に導かれる。油圧切換弁10には、
管l3からの圧油とは別の圧油P0が供給されてお
り、管l3からの圧油P0によつて油圧切換弁10が
動作すると、油圧切換弁10に供給されている圧
油P0が絞り弁11を駆動し、破線で示す油圧分配
弁4の排油管l4の断面積を絞り、ガイドベーンサ
ーボモータ7の閉鎖速度をよりゆつくりした速度
に調整する。
In FIG. 1, when the pump-turbine is unloaded or unloaded, a close signal is input to the actuator solenoid 1 in response to the load unloading signal, and the valve spool 2 of the hydraulic distribution valve 3 is moved downward. Valve spool 2
When the servomotor hydraulic distribution valve 4 is moved downward, the pressure oil supplied to the servo motor hydraulic distribution valve 4 is drained to the hydraulic distribution valve 3 side through the pipe l1 , and the hydraulic distribution valve 4 continues to flow until it comes into contact with the stopper 6. Valve spool 5 moves downward. When the valve spool 5 moves downward, the pressure oil P 0 acting on the hydraulic distribution valve 4 is supplied to the guide vane operating servo motor 7 through the pipe l 2 . As a result, the servo motor 7 is moved to the right in FIG. 1 by the pressure oil P 0 supplied from the pipe l 2 and operates to close the guide vane (not shown). When the guide vane closes to the specified position, the position detection switching valve 9 is switched by the molded cam 8. As a result, the pressure oil P 0 being supplied to the position detection switching valve 9 is guided to the hydraulic switching valve 10 through the pipe l 3 . The hydraulic switching valve 10 includes
Pressure oil P 0 different from the pressure oil from pipe l 3 is supplied, and when the hydraulic switching valve 10 is operated by the pressure oil P 0 from pipe l 3 , it is supplied to the hydraulic switching valve 10. The pressure oil P 0 drives the throttle valve 11 to reduce the cross-sectional area of the oil drain pipe l 4 of the hydraulic distribution valve 4 shown by the broken line, and adjust the closing speed of the guide vane servo motor 7 to a slower speed.

この閉鎖速度を切り換えるガイドベーンの開度
や、ガイドベーンの各閉鎖速度は、前記した如
く、発電機及び水車の許容回転数と導水管内の許
容水圧とを考慮して定められ、各発電プラントに
より異なつている。
The opening degree of the guide vane that changes the closing speed and each closing speed of the guide vane are determined in consideration of the allowable rotation speed of the generator and water turbine and the allowable water pressure in the water pipe, as described above, and are determined by each power plant. It's different.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、前記従来の水力機械におけるガイドベ
ーン制御装置では、油圧分配弁4の排油管l4を絞
るため、排油管l4の径に見合つた絞り弁11が必
要であり、油圧分配弁4に匹敵するような大きな
弁体が必要となる。しかも、位置検出切換弁9か
らの圧油によつて絞り弁11を作動させる場合に
は、絞り弁11のシリンダ容積が大きく、所望の
動作時間が得られないため、油圧切換弁10を設
けて他の系統から圧油P0を絞り弁11に導かねば
ならず、装置が高価となる。
However, in the conventional guide vane control device for hydraulic machinery, in order to throttle the oil drain pipe l4 of the hydraulic distribution valve 4 , a throttle valve 11 corresponding to the diameter of the oil drain pipe l4 is required, and it is comparable to the hydraulic distribution valve 4. A large valve body is required. Moreover, when operating the throttle valve 11 with pressure oil from the position detection switching valve 9, the cylinder volume of the throttle valve 11 is large and the desired operating time cannot be obtained, so the hydraulic switching valve 10 is provided. The pressure oil P 0 must be guided to the throttle valve 11 from another system, which makes the device expensive.

また、ポンプ水車を備えた揚水発電所において
は、発電運転時と揚水運転時とでガイドベーンの
閉鎖特性が異つており、それぞれに対応した絞り
弁を油圧分配弁4の排油管lに設けなければなら
なかつた。
In addition, in pumped storage power plants equipped with pump turbines, the closing characteristics of the guide vanes are different during power generation operation and pumping operation, and a throttle valve corresponding to each must be installed in the drain pipe l of the hydraulic distribution valve 4. It was impossible.

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するため
になされたもので、油圧分配弁の排油管を絞る絞
り弁をなくし、コスト抵減を図ることができる水
力機械のガイドベーン制御装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in order to eliminate the drawbacks of the prior art, and provides a guide vane control device for a hydraulic machine that can reduce costs by eliminating a throttle valve that throttles the drain pipe of a hydraulic distribution valve. The purpose is to

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、水力機械のガイドベーンを操作する
サーボモータと、このサーボモータに駆動用の圧
油を供給し、前記ガイドベーンの閉鎖速度を制御
する油圧分配弁と、この油圧分配弁のパルブスプ
ールの停止位置を変化させ、前記サーボモータへ
の供給圧油量を制御するストツパと前記水力機械
の負荷しや断時において、前記ガイドベーンが所
定開度まで閉鎖したときに、予め定めたガイドベ
ーン閉鎖速度を得る位置に、前記ストツパを介し
て前記スプールを制御する第1の操作シリンダ
と、前記水力機械の揚水運転時において、前記ガ
イドベーンが予め定めた開度まで閉鎖したとき
に、所定のガイドベーン閉鎖速度を得る位置に、
前記ストツパを介して前記スプールを制御する第
2の操作シリンダと、前記第1の操作シリンダと
第2の操作シリンダとへ、選択的に圧油を供給す
る油圧回路切換機構と、を有することを特徴とす
る水力機械のガイドベーン制御装置である。
The present invention relates to a servo motor that operates a guide vane of a hydraulic machine, a hydraulic distribution valve that supplies driving pressure oil to the servo motor and controls the closing speed of the guide vane, and a pulse spool of the hydraulic distribution valve. and a stopper for controlling the amount of pressure oil supplied to the servo motor by changing the stop position of the servo motor. a first operating cylinder for controlling the spool via the stopper in a position to obtain a closing speed; and a first operating cylinder for controlling the spool through the stopper; Guide vane in position to obtain closing speed,
A second operating cylinder that controls the spool via the stopper, and a hydraulic circuit switching mechanism that selectively supplies pressurized oil to the first operating cylinder and the second operating cylinder. This is a guide vane control device for hydraulic machinery.

〔作用〕[Effect]

上記の如く構成した本発明においては、ガイド
ベーンを操作するサーボモータを駆動する油圧分
配弁のバルブスプールの位置、すなわち油圧分配
弁そのものを操作することによつてガイドベーン
の閉鎖特性を制御するため、油圧分配弁の排油管
に設けていた絞り弁を削除し、コスト低減を図れ
るようにしている。
In the present invention configured as described above, the closing characteristic of the guide vane is controlled by operating the position of the valve spool of the hydraulic distribution valve that drives the servo motor that operates the guide vane, that is, by operating the hydraulic distribution valve itself. , the throttle valve installed in the oil drain pipe of the hydraulic distribution valve has been removed to reduce costs.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明に係わる水力機械のガイドベーン
制御装置の実施例について第2図、第3図に沿つ
て説明する。アクチユエータソレノイド1は、水
車またはポンプ水車の回転速度に応じた電気信号
を、機械信号にかえる変換器で、油圧分配弁3を
開閉操作する。サーボモータ用油圧分配弁4は、
バルブスプール5と係合片12とを有し、バルブ
スプール5と係合片12とは、一体的に構成され
ている。また、油圧分配弁3と油圧分配弁4とは
管l1によつて連通されており、油圧分配弁3のバ
ルブスプール2が下動されると、油圧分配弁4か
ら管l1を通つて圧油が油圧分配弁3側に排油され
るようになつている。油圧分配弁4には、破線で
示す排油管l4が構成されている。油圧分配弁4と
ガイドベーン操作用サーボモータ7とは、管l2
らびに管l3によつて連通されている。管l2から圧
油がサーボモータ7に供給されると、サーボモー
タ7は第2図上右側、すなわち図示しないガイド
ベーンを閉じる方向に作動し、一方、管l3からサ
ーボモータ7に圧油が供給されると、サーボモー
タ7は第2図上左側、すなわち図示しないガイド
ベーンを開方向に作動する。
Embodiments of a guide vane control device for a hydraulic machine according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 2 and 3. The actuator solenoid 1 is a converter that converts an electric signal corresponding to the rotational speed of a water wheel or a pump water wheel into a mechanical signal, and opens and closes the hydraulic distribution valve 3. The hydraulic distribution valve 4 for the servo motor is
It has a valve spool 5 and an engaging piece 12, and the valve spool 5 and the engaging piece 12 are integrally constructed. Further, the hydraulic distribution valve 3 and the hydraulic distribution valve 4 are communicated with each other by a pipe l1 , and when the valve spool 2 of the hydraulic distribution valve 3 is moved down, the hydraulic pressure distribution valve 4 is communicated with the hydraulic distributing valve 4 through the pipe l1 . Pressure oil is drained to the hydraulic distribution valve 3 side. The hydraulic distribution valve 4 includes an oil drain pipe l4 shown by a broken line. The hydraulic distribution valve 4 and the guide vane operating servo motor 7 are communicated by a pipe l2 and a pipe l3 . When pressure oil is supplied to the servo motor 7 from the pipe l 2 , the servo motor 7 operates in the upper right side of FIG. When supplied, the servo motor 7 operates on the left side in FIG. 2, that is, in the opening direction of the guide vane (not shown).

成形カム8は、発電運転用であり、成形カム1
4は揚水運転用であつて、これらの成形カム8,
14は、サーボモータ7の運動に対応した動作を
する。位置検出切換弁9は、発電運転用であつ
て、第1の操作シリンダ16と管l5で連通されて
いる。位置検出切換弁15は、揚水運転用であつ
て、第2の操作シリンダ18と管l6で連通されて
いる。位置検出切換弁9は、管l5に圧油を送排油
することにより、操作シリンダ16のロツドを上
動、または下動させる。一方、位置検出切換弁1
5は、管l6に圧油を送排油することにより操作シ
リンダ18のロツドを上動、または下動させる。
The molded cam 8 is for power generation operation, and the molded cam 1
4 is for pumping operation, and these molded cams 8,
14 performs an operation corresponding to the movement of the servo motor 7. The position detection switching valve 9 is for power generation operation and is communicated with the first operating cylinder 16 through a pipe l5 . The position detection switching valve 15 is for pumping operation, and is communicated with the second operating cylinder 18 through a pipe l6 . The position detection switching valve 9 moves the rod of the operating cylinder 16 upward or downward by supplying and discharging pressure oil to the pipe l5 . On the other hand, position detection switching valve 1
5 moves the rod of the operating cylinder 18 upward or downward by supplying and discharging pressure oil to the pipe l6 .

電磁弁13は、油圧回路切換機構を構成し、揚
水運転時に電磁石Aが励磁され、発電運転時に電
磁石Bが励磁され、操作シリンダ17て伊置検出
切換弁9および位置検出切換弁15とに管l7l8
連通されている。この電磁弁13は、管l7および
l8に交互に圧油を送排油することにより、操作シ
リンダ17のロツドを上動または下動する。
The solenoid valve 13 constitutes a hydraulic circuit switching mechanism, in which electromagnet A is energized during pumping operation, electromagnet B is energized during power generation operation, and the operation cylinder 17 connects the Ioki detection switching valve 9 and the position detection switching valve 15. It is connected by l 7 l 8 . This solenoid valve 13 is connected to pipe l 7 and
By alternately supplying and discharging pressure oil to l8 , the rod of the operating cylinder 17 is moved up or down.

第1と第2の操作シリンダ16,18のロツド
は、それぞれレバー19の両端部の点P1,P3を回
動自在に支持している。レバー19の中間部の点
P2には、連結部材20の一端部が回動自在に連結
され、この連続部材20の他端部が、点P5を回動
支点とするレバー21の先端部の点P4に回動自在
に連結されている。そして、レバー21には、バ
ルブスプール5の端部に設けた係合片12の下方
への移動量を規制するストツパ25が形成してあ
る。
The rods of the first and second operating cylinders 16 and 18 rotatably support points P 1 and P 3 at both ends of the lever 19, respectively. Point in the middle of lever 19
One end of the connecting member 20 is rotatably connected to P 2 , and the other end of this continuous member 20 is rotated to point P 4 at the tip of the lever 21 with point P 5 as a rotation fulcrum. freely connected. A stopper 25 is formed on the lever 21 to restrict the amount of downward movement of the engaging piece 12 provided at the end of the valve spool 5.

以上のごとく構成した実施例の作用は、次のと
おりである。
The operation of the embodiment configured as described above is as follows.

第2図において、発電運転時には、電磁石Bが
励磁され、電磁弁13に供給される圧油P0が、管
l7を介して位置検出切換弁9に導かれるととも
に、操作シリンダ17に導かれ、操作シリンダ1
7のロツドを下方に押し下げている。そして、操
作シリンダ16,18のロツドも下がつており、
レバー19,20は実線に示す位置にある。この
発電運転時に、負荷しや断信号がアクチユエータ
ソレノド1に与えられると、油圧分配弁3のバル
ブスプール2が下動する。その結果、サーボモー
タ用油圧分配弁4のバルブスブール5を押し上げ
ていた圧油は、管l1を通つて油圧分配弁3側に排
油される。油圧分配弁4に作用していた圧油が排
油されると、バルブスプール5が下動し、係合片
12が実線に示す位置にあるレバー21に設けた
ストツパ25に当接するまで、すなわち、移動量
がL1になるまで下動する。バルブスプール5の
移動量がL1に達すると、油圧分配弁4に供給さ
れている圧油P0は、管l2を介してサーボモータ7
に導かれ、サーボモータ7のスプールを第2図の
右方向に移動させる。これにより、図示しないガ
イドベーンは、第4図の曲線aに示す如く、予め
定めた所定の閉鎖速度をもつて閉鎖される。な
お、第4図の横軸Tはガイドベーンが閉鎖を開始
してからの経過時間であり、縦軸GVはガイドベ
ーンの開度である。
In FIG. 2, during power generation operation, electromagnet B is excited and pressure oil P 0 supplied to solenoid valve 13 is
l 7 to the position detection switching valve 9, and is also guided to the operating cylinder 17, and the operating cylinder 1
It is pushing down the rod of 7. The rods of the operating cylinders 16 and 18 are also lowered,
The levers 19, 20 are in the positions shown by solid lines. During this power generation operation, when a load breakage signal is applied to the actuator solenoid 1, the valve spool 2 of the hydraulic distribution valve 3 moves downward. As a result, the pressure oil that was pushing up the valve spool 5 of the servo motor hydraulic distribution valve 4 is drained to the hydraulic distribution valve 3 side through the pipe l1 . When the pressure oil acting on the hydraulic distribution valve 4 is drained, the valve spool 5 moves downward until the engaging piece 12 comes into contact with the stopper 25 provided on the lever 21 located at the position shown by the solid line, that is. , moves downward until the amount of movement reaches L 1 . When the movement amount of the valve spool 5 reaches L1 , the pressure oil P0 supplied to the hydraulic distribution valve 4 is transferred to the servo motor 7 via the pipe L2.
, the spool of the servo motor 7 is moved to the right in FIG. As a result, the guide vane (not shown) is closed at a predetermined closing speed, as shown by curve a in FIG. 4. In addition, the horizontal axis T in FIG. 4 is the elapsed time since the guide vane started closing, and the vertical axis GV is the opening degree of the guide vane.

ガイドベーンが第4図の曲線aに示した腰折れ
点に達すると、サーボモータ7のスプールに対応
して作動する成形カム8が位置検出切換弁9を切
り換え、位置検出切換弁9に導かれていた圧油P0
が管l5を介して、第1の操作シリンダ16に供給
される。これにより、第1の操作シリンダ16の
ロツドは上方に移動し、レバー19を点P3を回動
支点として2点鎖線に示す位置に回動させる。こ
のため、レバー21の端部の点P4は、レバー19
の反時計方向への回動につれて連結部材20を介
して押し上げられ、点P5を回動中心として反時計
方向に回動して、2点鎖線に示す如くなる。レバ
ー21が2点鎖線に示す位置に達すると、ストツ
パ25に当接している係合片12が、定常運転時
からL2だけ下動した位置までストツパ25によ
り押し上げられる。従つて、ストツパ25と一体
のバルブスプール5が上動し、管l2を介してサー
ボモータ7に供給している圧油P0の量を減少させ
る。この結果、サーボモータ7のスプールの動き
が緩やかとなり、ガイドベーンの閉鎖速度が第4
図に示すように、曲線aの腰折れ点前よりゆるや
かになつて、導水管内の水圧が許容値以上になる
ことの防止が図られる。なお、これらガイドベー
ンの閉鎖速度及び腰折れ点(ガイドベーンの開
度)は、前記した如く、発電機、水車の特性、導
水管の長さ等によつて適切に決定され、発電プラ
ントにより異なる。
When the guide vane reaches the bending point shown in curve a in FIG. Pressure oil P 0
is supplied to the first operating cylinder 16 via pipe l5 . As a result, the rod of the first operating cylinder 16 moves upward, and the lever 19 is rotated to the position shown by the two-dot chain line using the point P3 as a pivot point. Therefore, point P 4 at the end of lever 21 is
As it rotates in the counterclockwise direction, it is pushed up via the connecting member 20, and rotates counterclockwise about point P5 as the rotation center, as shown by the two-dot chain line. When the lever 21 reaches the position shown by the two-dot chain line, the engagement piece 12 in contact with the stopper 25 is pushed up by the stopper 25 to a position lowered by L2 from the normal operation. Therefore, the valve spool 5 integrated with the stopper 25 moves upward, reducing the amount of pressure oil P 0 being supplied to the servo motor 7 via the pipe l 2 . As a result, the movement of the spool of the servo motor 7 becomes gradual, and the closing speed of the guide vane reaches the fourth speed.
As shown in the figure, the curve becomes gentler than before the bending point of the curve a, and it is possible to prevent the water pressure in the water conduit from exceeding a permissible value. Note that the closing speed and bending point (opening degree of the guide vane) of these guide vanes are appropriately determined depending on the characteristics of the generator, the water turbine, the length of the water pipe, etc., as described above, and vary depending on the power generation plant.

一方、揚水運転時には、第3図に示すように、
電磁弁13の電磁石Aが励磁されており、電磁弁
13に供給されている圧油P0は、管l8を介して位
置検出切換弁15に供給されるとともに、操作シ
リンダ17に供給され、操作、シリンダ17のロ
ツドを押し上げる。操作シリンダ17のロツド
は、レバー19の点P2の部分をやや押し上げ、レ
バー19をやや時計方向に回動させ、レバー19
を第3図の実線に示す位置に保持する。そして、
レバー21は、連結部材20を介してレバー19
により、やや反時計方向回動させられて実線に示
す位置にある。従つて、ストツパ25は、発電運
転時よりもやや高い位置にあり、定常運転時にお
ける係合片12との間隔がL3となつている。
On the other hand, during pumping operation, as shown in Figure 3,
The electromagnet A of the solenoid valve 13 is energized, and the pressure oil P0 supplied to the solenoid valve 13 is supplied to the position detection switching valve 15 via the pipe l8 , and is also supplied to the operating cylinder 17. Operation: Push up the rod of cylinder 17. The rod of the operation cylinder 17 pushes up the point P2 of the lever 19 slightly, rotates the lever 19 slightly clockwise, and then releases the lever 19.
is held in the position shown by the solid line in FIG. and,
The lever 21 is connected to the lever 19 via the connecting member 20.
It has been rotated slightly counterclockwise and is at the position shown by the solid line. Therefore, the stopper 25 is located at a slightly higher position than during power generation operation, and the distance from the engagement piece 12 during steady operation is L3 .

このような状態において、揚水運転の入力しや
断信号がアクチユエータソレノイド1に入力され
ると、発電運転時と同様に油圧分配弁4のバルブ
スプール5を押し上げていた圧油P0が油圧分配弁
3側に排出され、バルブスプール5がL3だけ下
動し、係合片12がストツパ25に当接する。従
つて、サーボモータ7には、管l2を介して油圧分
配弁4から圧油P0が供給される。しかし、バルブ
スプール5の下動量L3は、発電運転時における
負荷しや断時の下動量L1より小さいため、サー
ボモータ7に供給される圧油の単位時間当りの量
が負荷しや断時より少ない。このため、図示しな
いガイドベーンの閉鎖速度は、第4図の曲線bに
示す如く、負荷しや断時より小さい。これは、揚
水運転の場合、水車運転(発電運転)と異なり、
回転数の制御を必要とせず。水流しや断の際に発
生する圧力変動の防止を図るだけでよいことに基
づく。
In such a state, when the pumping operation input/disconnection signal is input to the actuator solenoid 1, the pressure oil P 0 that was pushing up the valve spool 5 of the hydraulic distribution valve 4 becomes hydraulic It is discharged to the distribution valve 3 side, the valve spool 5 moves down by L3 , and the engagement piece 12 comes into contact with the stopper 25. Therefore, the servo motor 7 is supplied with pressure oil P 0 from the hydraulic distribution valve 4 via the pipe l 2 . However, since the amount of downward movement L 3 of the valve spool 5 is smaller than the amount of downward movement L 1 when the load is interrupted during power generation operation, the amount of pressure oil supplied to the servo motor 7 per unit time is Less than time. Therefore, the closing speed of the guide vane (not shown) is smaller than the closing speed of the unloaded guide vane, as shown by curve b in FIG. 4. This is different from water turbine operation (power generation operation) in the case of pumped storage operation.
No need to control rotation speed. This is based on the fact that it is only necessary to prevent pressure fluctuations that occur when water is turned on or off.

ガイドベーンが曲線bに沿つて腰折れ点まで閉
鎖されると、サーボモータ7のスプールに対応し
て作動する形成カム14が位置検出切換弁15を
切り換え、位置検出切換弁15に導かれている圧
油を第2の操作シリンダ18に供給する。第2の
操作シリンダ18に供給された圧油は、このシリ
ンダのロツドを押し上げ、レバー19を二点鎖線
に示す位置まで時計方向に回動させる。このレバ
ー19の回動により、レバー21が反時計方向に
回動して2点鎖線に示す位置に達し、ストツパ2
5が係合片12を定常運転時よりL4だけ下動し
た位置まで押し上げる。この結果、バルブスプー
ル5がやや引き上げられ、管l2を介してサーボモ
ータ7に供給している圧油量を減少させる。従つ
て、ガイドベーンの開鎖速度は、第4図の曲線b
の腰折れ点前よりゆつくりとなる。これら揚水運
転時における閉鎖速度、腰折れ点もポンプ水車の
特性により適宜に決定される。
When the guide vane is closed along the curve b up to the bending point, the forming cam 14 actuated in response to the spool of the servo motor 7 switches the position detection switching valve 15 so that the pressure guided to the position detection switching valve 15 is reduced. Oil is supplied to the second operating cylinder 18. The pressure oil supplied to the second operating cylinder 18 pushes up the rod of this cylinder and rotates the lever 19 clockwise to the position shown by the two-dot chain line. This rotation of the lever 19 causes the lever 21 to rotate counterclockwise and reach the position shown by the two-dot chain line, causing the stopper 21 to rotate counterclockwise.
5 pushes up the engagement piece 12 to a position lowered by L 4 than during normal operation. As a result, the valve spool 5 is pulled up slightly, reducing the amount of pressure oil being supplied to the servo motor 7 via the pipe l2 . Therefore, the opening speed of the guide vane is determined by curve b in FIG.
It becomes more relaxed before the waist bends. The closing speed and bending point during these pumping operations are also appropriately determined depending on the characteristics of the pump-turbine.

以上に説明した如く、本実施例によれば、ガイ
ドベーンの閉鎖を圧力分配弁4そのものを操作し
て行うため、従来必要としていた排油管を絞るた
めの、発電運転用及び揚水運転用の高価な絞り弁
が不必要となり、設備コストを低減できる。ま
た、圧力分配弁4によりガイドベーンの閉鎖速度
を制御するため、閉鎖速度の調整が容易であり、
制御精度の高いガイドベーン制御装置を得ること
ができる。
As explained above, according to the present embodiment, the guide vane is closed by operating the pressure distribution valve 4 itself, so that the conventionally required expensive oil drain pipe for power generation operation and pumping operation is required. This eliminates the need for a restrictor valve, reducing equipment costs. In addition, since the closing speed of the guide vane is controlled by the pressure distribution valve 4, the closing speed can be easily adjusted.
A guide vane control device with high control accuracy can be obtained.

さらに、発電運転と揚水運転とのモードを切り
換える電磁弁13を除いては、すべてを油圧によ
り作動する機構であるため、発電運転または揚水
運転時に電源喪失事故等が生じた場合にも、所定
のガイドベーン閉鎖特性をもつてガイドベーンを
安全に閉鎖することができる。なお、第4図に示
した腰折れ点を2段、3段とする場合には、位置
検出切換弁と操作シリンダとをそれぞれ追加する
ことにより、対応することができる。
Furthermore, with the exception of the solenoid valve 13 that switches modes between power generation and pumping operation, everything is operated by hydraulic pressure, so even if a power loss accident occurs during power generation or pumping operation, the specified The guide vane closing feature allows the guide vane to be safely closed. In addition, when the bending points shown in FIG. 4 are set to two or three stages, this can be accommodated by adding a position detection switching valve and an operation cylinder, respectively.

なお、ポンプ水車を備えた揚水発電所は、深夜
などの軽負荷時に火力等の余剰電力を利用して、
下部貯水池から上部貯水池に揚水して蓄水し、高
負荷時に上部貯水池の蓄水を利用して発電運転を
するため、上部貯水池の水位の変動が大きい。し
かも、ポンプ水車のランナは、水車としての特性
とポンプとしての特性とを兼ね備えたものであ
り、発電運転中の負荷しや断または負荷の急減に
伴うガイドベーンの急閉鎖時に、ランナの特性に
基づく異常な水圧脈動を誘発する。この水圧脈動
は、上部貯水池の水位(落差)に関係することが
知られており、水圧脈動を抑えるためには、上部
貯水池の水位に応じたガイドベーンの閉鎖速度に
する必要がある。すなわち、ガイドベーン閉鎖速
度の腰折れ点は、落差が大きいほど小開度側にす
る必要がある。従つて、揚水発電所における発電
運転の場合、水位検知部材を用いて上部貯水池の
水位を検出し、成形カム8に代えて位置検出切換
弁9を操作してもよい。
Pumped storage power plants equipped with pump turbines utilize surplus electricity from thermal power during light loads such as late at night.
Water is pumped from the lower reservoir to the upper reservoir and stored, and the water stored in the upper reservoir is used to generate power during times of high load, so the water level in the upper reservoir fluctuates significantly. In addition, the runner of a pump-turbine has both the characteristics of a water turbine and a pump, and when the guide vane suddenly closes due to load interruption or sudden load reduction during power generation operation, the characteristics of the runner are affected. inducing abnormal water pressure pulsations. It is known that this water pressure pulsation is related to the water level (head) of the upper reservoir, and in order to suppress the water pressure pulsation, it is necessary to set the guide vane closing speed according to the water level of the upper reservoir. That is, the bending point of the guide vane closing speed needs to be set closer to the smaller opening as the head becomes larger. Therefore, in the case of power generation operation in a pumped storage power plant, the water level of the upper reservoir may be detected using a water level detection member, and the position detection switching valve 9 may be operated instead of the molded cam 8.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明した如く、本発明によれば、油圧分
配弁そのものを操作してガイドベーンを閉鎖させ
るため、従来必要としていた油圧分配弁の排油管
を絞るための、高価な絞り弁をなくすことができ
る。
As explained above, according to the present invention, since the guide vane is closed by operating the hydraulic distribution valve itself, it is possible to eliminate the expensive throttle valve for restricting the oil drain pipe of the hydraulic distribution valve, which was required in the past. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の水力機械のガイドベーン制御装
置を示す配管図、第2図、第3図は本発明に係わ
る水力機械のガイドベーン制御装置の実施例を示
す配管図、第4図は本発明に係わる実施例による
ガイドベーンサーボモータ閉鎖特性図である。 4……サーボモータ用油圧分配弁、5……バル
ブスプール、7……サーボモータ、8……発電運
転用成形カム、13……電磁弁(油圧回路切換機
構)、14……揚水運転用成形カム、16……第
1の操作シリンダ、18……第2の操作シリン
ダ、19,21……レバー、25……ストツパ。
FIG. 1 is a piping diagram showing a conventional guide vane control device for a hydraulic machine, FIGS. 2 and 3 are piping diagrams showing an embodiment of the guide vane control device for a hydraulic machine according to the present invention, and FIG. FIG. 3 is a diagram showing the closing characteristics of a guide vane servo motor according to an embodiment of the invention. 4... Hydraulic distribution valve for servo motor, 5... Valve spool, 7... Servo motor, 8... Molded cam for power generation operation, 13... Solenoid valve (hydraulic circuit switching mechanism), 14... Molded for pumping operation Cam, 16...first operating cylinder, 18...second operating cylinder, 19, 21...lever, 25...stopper.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 水力機械のガイドベーンを操作するサーボモ
ータと: このサーボモータに駆動用の圧油を供給し、前
記ガイドベーンの閉鎖速度を制御する油圧分配弁
と: この油圧分配弁のバルブスプールの停止位置を
変化させ、前記サーボモータへの供給圧油量を制
御するストツパと: 前記水力機械の負荷しや断時において、前記ガ
イドベーンが所定開度まで閉鎖したときに、予め
定めたガイドベーン閉鎖速度を得る位置に、前記
ストツパを介して前記スプールを制御する第1の
操作シリンダと: 前記水力機械の揚水運転時において、前記ガイ
ドベーンが予め定めた開度まで閉鎖したときに、
所定のガイドベーン閉鎖速度を得る位置に、前記
ストツパを介して前記スプールを制御する第2の
操作シリンダと: 前記第1の操作シリンダと第2の操作シリンダ
とへ、選択的に圧油を供給する油圧回路切換機構
と: を有することを特徴とする水力機械のガイドベ
ーン制御装置。
[Claims] 1: A servo motor that operates a guide vane of a hydraulic machine: A hydraulic distribution valve that supplies driving pressure oil to the servo motor and controls the closing speed of the guide vane: This hydraulic distribution valve a stopper for controlling the amount of pressure oil supplied to the servo motor by changing the stop position of the valve spool; and a stopper for controlling the amount of pressure oil supplied to the servo motor. a first operating cylinder for controlling the spool via the stopper to a position to obtain a predetermined guide vane closing speed; and: when the guide vane closes to a predetermined opening degree during pumping operation of the hydraulic machine. To,
a second operating cylinder for controlling the spool via the stopper to a position to obtain a predetermined guide vane closing speed; selectively supplying pressurized oil to the first operating cylinder and the second operating cylinder; A hydraulic machine guide vane control device comprising: a hydraulic circuit switching mechanism; and a hydraulic circuit switching mechanism.
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