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KR102556785B1 - 소수력 발전소의 차단 시스템 - Google Patents

소수력 발전소의 차단 시스템 Download PDF

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KR102556785B1
KR102556785B1 KR1020230066577A KR20230066577A KR102556785B1 KR 102556785 B1 KR102556785 B1 KR 102556785B1 KR 1020230066577 A KR1020230066577 A KR 1020230066577A KR 20230066577 A KR20230066577 A KR 20230066577A KR 102556785 B1 KR102556785 B1 KR 102556785B1
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KR
South Korea
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valve
hydraulic actuator
power plant
oil supply
passage
Prior art date
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KR1020230066577A
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최창희
양규현
권혁중
박병걸
Original Assignee
한전케이피에스 주식회사
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
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    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/16—Stators
    • F03B3/18—Stator blades; Guide conduits or vanes, e.g. adjustable
    • F03B3/183—Adjustable vanes, e.g. wicket gates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F15B11/16—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
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Abstract

본 발명의 소수력 발전소의 차단 시스템은 소수력 발전소의 비상 운행 시, 상기 소수력 발전소의 내부에 구비된 수차로 유입되는 물의 흐름을 차단하도록 구비된 가이드 베인; 상기 가이드 베인을 구동하도록 구비된 유압 작동기; 상기 비상 운행 시, 비상 전원이 공급되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제1 밸브; 및 상기 비상 전원이 차단되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제2 밸브를 포함할 수 있다.

Description

소수력 발전소의 차단 시스템{CUT OFF SYSTEM OF SMALL HYDROELECTRIC POWER PLANT}
본 발명은 소수력 발전소의 차단 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 소수력 발전소는 산간벽지의 작은 하천이나 폭포수의 낙차를 이용하여 전기를 일으키는 발전시설로 그 시설용량이 10,000kw 이하의 수력발전을 의미한다. 소수력 발전은 설비용량, 낙차, 발전방식에 따라 분류되며, 발전방식에 따라 수로식, 댐식, 터널식으로 분류된다.
소수력 발전소는 발전소의 내부로 유입되는 물의 낙하에 의해 수차가 회전함으로써 전기를 생산할 수 있다. 소수력 발전소에는 날개의 각도를 조절할 수 있는 카플란 수차(kaplan turbine) 등이 이용될 수 있다.
안전 사고 등의 문제가 발생할 경우, 소수력 발전소는 비상정지(trip) 될 수 있다. 소수력 발전소의 비상 정지시 수차의 구동을 중지시키기 위해, 수차로 유입되는 물이 차단될 수 있다. 예를 들어, 가이드 베인을 닫음으로써, 수차로 유입되는 물이 차단될 수 있다.
비상 운행 시, 가이드 베인은 비상 전력의 공급에 의해 구동될 수 있다. 다만, 제어 전력 또는 구동 전력이 상실되는 경우, 가이드 베인을 구동할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 가이드 베인을 구동할 수 없음에 따라, 수차의 구동을 정지시킬 수 없어 안전사고가 발생할 수 있다. 또한, 수차가 무구속 속도로 장시간 회전함에 따라, 수차 및 발전기가 손상되거나 파괴되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 과제는 이중화 급폐 밸브를 통해 비상 전원이 상실된 경우에도, 수차의 구동을 정지시킬 수 있는 소수력 발전소의 차단 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 소수력 발전소의 차단 시스템은 소수력 발전소의 비상 운행 시, 상기 소수력 발전소의 내부에 구비된 수차로 유입되는 물의 흐름을 차단하도록 구비된 가이드 베인; 상기 가이드 베인을 구동하도록 구비된 유압 작동기; 상기 비상 운행 시, 비상 전원이 공급되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제1 밸브; 및 상기 비상 전원이 차단되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제2 밸브를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 결합시키는 밸브 블록을 더 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 밸브는 상기 밸브 블록의 제1 면에 배치되고, 상기 제2 밸브는 상기 밸브 블록의 상기 제1 면에 직교한 제2 면에 배치될 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 밸브는, 상기 유압 작동기의 내부로 유체를 공급하도록 구비된 제1 급유 밸브; 및 상기 유압 작동기의 내부의 유체가 배유되도록 구비된 제1 배유 밸브를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제2 밸브는, 상기 유압 작동기의 내부로 유체가 공급되도록 구비된 제2 급유 밸브; 및 상기 유압 작동기의 내부의 유체가 배유되도록 구비된 제2 배유 밸브를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 유압 작동기에 유체를 공급하는 공급부를 더 포함하고, 상기 유로는, 상기 공급부, 상기 제1 밸브, 및 상기 제2 밸브를 연결하는 제1 급유 유로; 및 상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 및 상기 유압 작동기를 연결하는 제2 급유 유로를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 급유 유로는, 상기 공급부와 연결된 제1-1 급유 유로; 상기 제1-1 급유 유로와 상기 제1 밸브를 연결하는 제1-2 급유 유로; 및 상기 제1-1 급유 유로와 상기 제2 밸브를 연결하는 제1-3 급유 유로를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 제1-2 급유 유로; 및 제1-3 급유 유로 각각에는 오리피스가 배치될 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 상기 유로 상에서 서로 병렬적으로 연결될 수 있다.
일 예에서, 상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다.
일 예에서, 상기 유압 작동기는 복동식 액츄에이터를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 소수력 발전소 차단 시스템의 안정성 및 신뢰성이 확보될 수 있다.
본 발명에 의하면, 수차 및 발전기가 손상되는 것이 방지될 수 있다.
도 1은 소수력 발전소의 차단 시스템의 유압 배관도를 도시한 도면이다.
도 2는 소수력 발전소의 차단 시스템의 유압 배관도의 이중화 급폐 밸브와 유압 작동기의 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 3은 밸브 블록 상에 배치된 제1 급유 밸브, 및 제2 급유 밸브를 도시한 도면이다.
도 4는 밸브 블록 상에 배치된 제1, 2 급유 밸브, 및 제1, 2 배유 밸브를 도시한 도면이다.
도 5는 소수력 발전소가 정상 운행과 비상 운행 될 때, 제어 전원과 제1, 2 급유 밸브의 연결 관계를 비교한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해서 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한 이하에서 사용되는 유로라는 말은 내부에 유체가 흐를 수 있는 관 형태의 배관을 의미할 수 있으며, 연질의 튜브, 금속 파이프 등 다양한 재질 및 형태를 가질 수 있는 구성요소를 의미한다.
후술하는 유로를 통과하는 유체는 오일을 포함할 수 있으며, 수차로 유입되는 물 또는 유입수와 구분될 수 있다. 다만, 유체는 오일에 한정하지 않는다.
도 1은 소수력 발전소의 차단 시스템의 유압 배관도를 도시한 도면이다.
도 2는 소수력 발전소의 차단 시스템의 유압 배관도의 이중화 급폐 밸브와 유압 작동기의 연결 관계를 도시한 도면이다.
도 3은 밸브 블록 상에 배치된 제1 급유 밸브, 및 제2 급유 밸브를 도시한 도면이다.
도 4는 밸브 블록 상에 배치된 제1, 2 급유 밸브, 및 제1, 2 배유 밸브를 도시한 도면이다.
소수력 발전소는 수차(미도시), 가이드 베인(미도시, guide vane), 유압 작동기(10), 및 이중화 급폐 밸브(20)를 포함할 수 있다.
수차
수차는 소수력 발전소의 내부에 배치될 수 있다. 수차는 소수력 발전소로 유입되는 물이 가지는 위치 에너지를 기계 에너지로 변환할 수 있다. 변환된 기계 에너지는 수차와 연결된 발전기를 통하여 전기 에너지로 변환될 수 있다.
수차는 펠톤 수차, 프란시스 수차, 카플란 수차, 크로스플로우 수차 등이 포함될 수 있다.
가이드 베인
가이드 베인은 수차로 유입되는 물의 흐름을 조절하도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 소수력 발전소의 정상 운행시에는 가이드 베인은 개방될 수 있다. 가이드 베인이 개방됨으로써, 수차로 물이 유입되어 수차가 구동될 수 있다.
소수력 발전소의 비상 운행시, 수차를 정지시키는 것이 요구될 수 있다. 수차의 작동을 정지시키기 위해, 가이드 베인은 수차로 유입되는 물의 흐름을 차단할 수 있다. 예를 들어, 가이드 베인을 긴급하게 닫음으로써, 수차로 유입되는 물의 흐름이 차단될 수 있다.
유압 작동기(10)
유압 작동기(10)는 가이드 베인을 구동하도록 구비될 수 있다. 유압 작동기(10)는 소수력 발전소가 정상 운행될 때는 가이드 베인을 제어하여 수차로 유입되는 물(이하 '유입수')의 양을 조절할 수 있다. 유압 작동기(10)는 소수력 발전소가 비상 운행될 때는, 가이드 베인을 긴급 폐쇄하여 수차로 유입되는 유입수를 차단할 수 있다.
유압 작동기(10)는 유량 조절 밸브(30), 및 이중화 급폐 밸브(20)에 의해 구동될 수 있다. 소수력 발전소가 정상 운행시에는 유량 조절 밸브(30)와의 관계에서 유압 작동기(10)가 구동될 수 있다. 소수력 발전소가 비상 운행시에는 이중화 급폐 밸브(20)와의 관계에서 유압 작동기(10)가 구동될 수 있다.
예를 들어, 소수력 발전소가 정상 운행될 때, 유량 조절 밸브(30)에 의해 유압 작동기(10)가 구동될 수 있다. 유압 작동기(10)가 구동됨으로써, 가이드 베인이 구동되어 수차로 유입되는 유입수의 양이 조절될 수 있다. 유입수의 양이 조절됨으로써, 수차의 가동 속도 및 출력 등이 제어될 수 있다.
예를 들어, 소수력 발전소가 비상 운행되는 경우, 이중화 급폐 밸브(20)에 의해 유압 작동기(10)가 구동될 수 있다. 이중화 급폐 밸브(20)에 의해 유압 작동기(10)가 구동되는 경우, 가이드 베인은 긴급하게 폐쇄될 수 있다. 이를 통해, 가이드 베인은 수차로 유입되는 유입수를 차단하고, 수차의 구동을 중지될 수 있다.
유압 작동기(10)는 유압식 액츄에이터(actuator)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유압 작동기(10)는 복동식 액츄에이터를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
소수력 발전소의 차단 시스템은 유압 작동기(10)에 유체를 공급하는 공급부(40)를 더 포함할 수 있다. 공급부(40)에 의해 공급된 유체는 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)를 통하여 유압 작동기(10)로 전달될 수 있다.
소수력 발전소의 차단 시스템은 유압 작동기(10)에 유체를 공급하는 배유부(50)를 더 포함할 수 있다. 유압 작동기(10)에서 배유된 유체는 제1 배유 밸브(210), 및 제2 배유 밸브(220)를 통하여 배유부(50)로 전달될 수 있다.
이중화 급폐 밸브(20)
이중화 급폐 밸브(20)는 제1 밸브(110, 210), 및 제2 밸브(120, 220)를 포함할 수 있다. 제1 밸브(110, 210), 및 제2 밸브(120, 220)는 유압 작동기(10)와 연결된 유로를 개방하기 위한 밸브를 포함할 수 있다.
제1 밸브(110, 210)는 제1 급유 밸브(110), 및 제1 배유 밸브(210)를 포함할 수 있다.
제1 급유 밸브(110)는, 비상 전원이 공급되면, 유압 작동기(10)의 내부로 유체를 공급하기 위해 유로를 개방하도록 구비될 수 있다. 제1 배유 밸브(210)는, 비상 전원이 공급되면, 유압 작동기(10)의 내부의 유체가 배유되도록 유로를 개방하도록 구비될 수 있다.
제2 밸브(120, 220)는 제2 급유 밸브(120) 및 제2 배유 밸브(220)를 포함할 수 있다.
제2 급유 밸브(120)는, 제어 전력 또는 구동 전력 상실로 비상 전원이 차단되면, 유압 작동기(10)의 내부로 유체를 공급하기 위해 유로를 개방하도록 구비될 수 있다. 제2 배유 밸브(220)는, 비상 전원이 차단되면, 유압 작동기(10)의 내부의 유체가 배유되도록 유로를 개방하도록 구비될 수 있다.
제1 밸브(110, 210) 및 제2 밸브(120, 220)는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
도 3 및 도 4을 참고하면, 제1 밸브(110, 210) 및 제2 밸브(120, 220)는 밸브 블록(100)상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 급유 밸브(110)는 밸브 블록(100)의 상부면(101)에 배치될 수 있다. 제2 급유 밸브(120)는 상기 상부면(101)에 직교한 밸브 블록(100)의 측면(102)에 배치될 수 있다.
도 4를 참고하면, 밸브 블록(100)은 공급부(40), 및 배유부(50) 상에 배치될 수 있다.
제1 급유 밸브(110)가 밸브 블록(100)의 상부면(101)에 배치되고, 제2 급유 밸브(120)가 측면(102)에 배치됨으로써, 작업자는 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)에 용이하게 접근할 수 있다. 작업자가 용이하게 접근함으로써, 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)의 유지 보수가 용이할 수 있다. 작업의 품질이 향상될 수 있다.
제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)를 예시로 들어 설명했으나, 이에 한정하지 않는다. 제1 배유 밸브(210) 및 제2 배유 밸브(220)도 제1 급유 밸브(110) 및 제2 급유 밸브(120)를 참조할 수 있다.
제1 밸브(110, 210), 및 제2 밸브(120, 220)는 서로 반대되는 조건에서 유로를 개방하도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 소수력 발전소가 비상 운행될 때, 제어 전력 또는 구동 전력이 상실되는 않은 경우, 비상 전원이 각 밸브에 공급될 수 있다. 비상 전원이 제1 밸브(110, 210)에 공급되면, 제1 밸브(110, 210)가 유압 작동기(10)와 연결된 유로를 개방할 수 있다.
예를 들어, 소수력 발전소가 비상 운행될 때, 제어 전력 또는 구동 전력이 상실되는 등과 같이 비상 전원이 차단될 수 있다. 비상 전원이 차단될 때, 제2 밸브(120, 220)는 유압 작동기(10)와 연결된 유로를 개방할 수 있다.
제1 밸브(110, 210)와 제2 밸브(120, 220)가 서로 다른 조건에서 유로를 개방함으로써, 소수력 발전소의 차단 시스템은 비상 전원의 공급 유무에 상관없이 가이드 베인을 긴급히 구동 시킬 수 있다.
일 예에서, 소수력 발전소의 제어 전력 또는 구동 전력이 완전 상실된 경우에도 제2 밸브(120, 220)를 통하여 가이드 베인을 긴급히 구동 시킬 수 있다. 예를 들어, 제어 전력 또는 구동 전력이 완전 상실되어 비상 전력이 차단된 경우에도, 제2 밸브(120, 220)를 통하여 유압 작동기(10)와 연결된 유로가 개방될 수 있다. 유로의 개방을 통해, 유압 작동기(10)로 유체가 공급되어 가이드 베인이 긴급히 구동 될 수 있다. 가이드 베인을 긴급히 구동하여 유입수의 흐름을 차단함으로써, 수차의 작동을 정지시킬 수 있다.
제어 전력 또는 구동 전력이 상실된 경우에도 가이드 베인이 긴급히 구동하여 수차를 정지시킴으로써, 작업의 신뢰성 및 안정성이 증가할 수 있다. 또한, 수차의 무구속 회전에 따른 수차 및 발전기의 손상이 방지될 수 있다. 이를 통해 작업의 품질이 향상될 수 있다.
도 2를 참고하면, 제1 밸브(110, 120) 및 제2 밸브(210, 220)는, 유로에 의해, 유압 작동기(10), 공급부(40), 및 배유부(50)와 연결될 수 있다.
유로는 급유 유로(130), 및 배유 유로(230)를 포함할 수 있다.
급유 유로(130)는 공급부(40)에서 유압 작동기(10)로 공급되는 유체가 흐르는 관로일 수 있다. 급유 유로(130)는 제1 급유 유로(131), 및 제2 급유 유로(132)를 포함할 수 있다.
제1 급유 유로(131)는 공급부(40), 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)를 연결할 수 있다. 제2 급유 유로(132)는 제1 급유 밸브(110), 제2 급유 밸브(120), 및 유압 작동기(10)를 연결할 수 있다. 급유 유로(130) 상에서 제1 급유 밸브(110). 및 제2 급유 밸브(120)는 병렬적으로 배치될 수 있다.
제1 급유 유로(131)는 제1-1 급유 유로(131-1), 제1-2 급유 유로(131-2), 및 제1-3 급유 유로(131-3)를 포함할 수 있다. 제1-1 급유 유로(131-1)는 공급부(40)와 연결된 유로일 수 있다. 제1-2 급유 유로(131-2)는 제1-1 급유 유로(131-1)와 제1 급유 밸브(110)를 연결하는 유로일 수 있다. 제1-3 급유 유로(131-3)는 제1-1 급유 유로(131-1)와 제2 급유 밸브(120)를 연결하는 유로일 수 있다.
제1-2 급유 유로(131-2), 및 제1-3 급유 유로(131-3) 각각에는 오리피스(141, 142)가 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1-2 급유 유로(131-2)에는 제1 오리피스(141)가 배치될 수 있으며, 제1-3 급유 유로(131-3)에는 제2 오리피스(141)가 배치될 수 있다.
오리피스(141, 142)가 배치됨으로써, 유압 작동기(10)로 유입되는 유체의 유량이 조절될 수 있다. 유체의 유량이 조절됨으로써, 가이드 폐인의 구동 시간은 오리피스가 없는 경우보다 용이하게 조절될 수 있다. 예를 들어, 긴급하게 수차로 유입되는 유입수를 차단해야 하는 경우, 오리피스(141, 142)를 통해 유체의 유량을 증가시킴으로써 가이드 베인을 긴급하게 구동 시킬 수 있다.
오리피스(141, 142)는 제1-2 급유 유로(131-2), 및 제1-3 급유 유로(131-3) 상에 배치된 것으로 설명했으나, 오리피스(141, 142)의 위치는 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 오리피스(141, 142)는 제2 급유 유로(132)에 배치될 수 있다. 다른 예를 들어, 오리피스(141, 142)는 제1-1 급유 유로(131-1)에 배치될 수 있다.
제1 배유 밸브(210), 및 제2 배유 밸브(220)도, 배유 유로(230)에 의해, 배유부(50), 및 유압 작동기(10)와 연결될 수 있다.
배유 유로(230)는 전술한 급유 유로(130)를 참조할 수 있다. 예를 들어, 배유 유로(230)는 제1 배유 유로(231), 및 제2 배유 유로(232)를 포함할 수 있으며, 배유 유로(230)에는 오리피스가 배치될 수 있다.
도 5는 소수력 발전소가 정상 운행과 비상 운행 될 때, 제어 전원과 제1, 2 급유 밸브의 연결 관계를 비교한 도면이다.
도 5를 참고하면, 제어 전원은, 제1 노드(511), 및 제2 노드(512)를 통하여, 보조 유닛(500), 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)와 연결될 수 있다.
후술하는 도 5에서 도시된 회로도는 제1 급유 밸브(110), 및 제2 급유 밸브(120)를 예시로 들어 설명하나, 이에 한정하지 않는다. 제1 배유 밸브(210) 및 제2 배유 밸브(220)도 후술하는 회로도를 참조할 수 있다.
보조 유닛(500)은 제1 포트(531), 제2 포트(532), 및 제3 포트(533)를 포함할 수 있다. 보조 유닛(500)은 제1 포트(531)를 통하여 제1 스위치(521)와 연결될 수 있다. 보조 유닛(500)은 제2 포트(532)를 통하여 제2 노드(512)와 연결될 수 있다. 보조 유닛(500)은 제3 포트(533)를 통하여 제2 스위치(522) 및 제3 스위치(523)와 연결될 수 있다.
도 5를 참고하면, 소수력 발전소가 정상 운행될 때, 제1 스위치(521)는 오프(off)될 수 있다. 제1 스위치(521)가 오프 됨으로써, 보조 유닛(500)은 제2 스위치(522)를 오프시키고, 제3 스위치(523)를 온 상태로 유지시킬 수 있다.
정상 운행될 때, 제2 스위치(522)가 오프됨에 따라, 제어 전원에서 공급되는 전력은 제1 급유 밸브(110)로 전달되지 않을 수 있다. 제1 급유 밸브(110)에 전력이 공급되지 않음에 따라, 제1 급유 밸브(110)는 급유 유로(130)를 닫을 수 있다.
제3 스위치(523)가 온 됨에 따라, 제어 전원에서 공급되는 전력은 제2 급유 밸브(120)로 공급될 수 있다. 제2 급유 밸브(120)에 전력이 공급됨에 따라, 제2 급유 밸브(120)는 급유 유로(130)를 닫을 수 있다.
급유 유로(130)가 닫힘에 따라, 가이드 베인을 차단하도록 구비된 비상 차단 유로와 유압 작동기(10)가 분리될 수 있다. 가이드 베인을 구동하도록 구비된 유량 조절 밸브(예: 도 1의 유량 조절 밸브(30))에 의해 가이드 베인이 개방되고, 유입수가 수차로 유입될 수 있다.
도 5를 참고하면, 소수력 발전소가 비상 운행될 때, 제1 스위치(521)는 온(on) 될 수 있다. 제1 스위치(521)가 온 됨으로써, 보조 유닛(500)은 제2 스위치(522)를 온 시키고, 제3 스위치(523)를 오프 시킬 수 있다.
제2 스위치(522)가 온 됨에 따라, 제어 전원에서 공급되는 전력은 제1 급유 밸브(110)로 전달될 수 있다. 제1 급유 밸브(110)에 전력이 공급됨에 따라, 제1 급유 밸브(110)는 급유 유로(130)를 개방할 수 있다.
급유 유로(130)가 개방됨에 따라, 가이드 베인을 차단하도록 구비된 비상 차단 유로와 유압 작동기(10)가 연결될 수 있다. 유압 작동기(10)에 의해 가이드 베인이 닫히고, 수차로 유입되는 유입수가 차단될 수 있다. 비상 운행시 급유 유로(130)를 개방됨에 따라, 유압 작동기(10)가 가이드 베인을 닫힘 방향으로 구동시켜 수차로 유입되는 유입수의 흐름을 차단시킬 수 있다.
제3 스위치(523)가 오프됨에 따라, 제어 전원에서 공급되는 전력은 제2 급유 밸브(120)로 전달되지 않을 수 있다. 제2 급유 밸브(120)로의 전력 공급이 차단됨에 따라, 제2 급유 밸브(120)는 급유 유로(130)를 개방할 수 있다.
비상 운행 중 제어 전원의 전력 상실된 경우에도, 제2 밸브(120, 220)는 급유 유로(130)를 개방할 수 있다. 비상 전력이 상실된 상태의 비상 운행시에도, 제2 밸브(120,220)의 전력이 상실된 경우 제2 밸브(120, 220)에 내장된 스프링에 의해 급유 유로(130)가 개방될 수 있다. 급유 유로(130)가 개방됨에 따라, 유압 작동기(10)가 가이드 베인을 구동시켜서 수차로 유입되는 유입수의 흐름을 차단시킬 수 있다.
서로 다른 조건에서 제1 밸브(110, 210) 및 제2 밸브(120, 220)가 구동됨으로써, 비상 운행시의 가이드 베인의 구동이 실패할 확률이 감소할 수 있다. 실패 확률이 감소함으로써, 작업의 안정성 및 신뢰성이 증가할 수 있다. 또한, 수차 및 발전기의 파손이 방지될 수 있다.
전술한 스위치는 전기적 신호에 의해 온(on)/오프(off)되는 스위치를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 전술한 스위치는 물리적 압력에 의해 온/오프 되는 스위치를 포함할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 유압 작동기
20: 이중화 급폐 밸브
30: 유량 조절 밸브
100: 밸브 블록
101: 상부면
102: 측면
110: 제1 급유 밸브
120: 제2 급유 밸브
130: 급유 유로
131: 제1 급유 유로
131-1: 제1-1 급유 유로
131-2: 제1-2 급유 유로
131-3: 제1-3 급유 유로
132: 제2 급유 유로
141: 제1 오리피스
142: 제2 오리피스
210: 제2 급유 밸브
220: 제2 급유 밸브
230: 급유 유로
231: 제2 급유 유로
232: 제2 급유 유로
511: 제1 노드
512: 제2 노드
521: 제1 스위치
522: 제2 스위치
523: 제3 스위치
531: 제1 포트
532: 제2 포트
533: 제3 포트

Claims (11)

  1. 소수력 발전소의 비상 운행 시, 상기 소수력 발전소의 내부에 구비된 수차로 유입되는 물의 흐름을 차단하도록 구비된 가이드 베인;
    상기 가이드 베인을 구동하도록 구비된 유압 작동기;
    상기 비상 운행 시, 비상 전원이 공급되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제1 밸브; 및
    상기 비상 전원이 차단되면, 상기 유압 작동기와 연결된 유로를 개방하는 제2 밸브를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브를 결합시키는 밸브 블록을 더 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 밸브는 상기 밸브 블록의 제1 면에 배치되고,
    상기 제2 밸브는 상기 밸브 블록의 상기 제1 면에 직교한 제2 면에 배치되는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 밸브는,
    상기 유압 작동기의 내부로 유체를 공급하도록 구비된 제1 급유 밸브; 및
    상기 유압 작동기의 내부의 유체가 배유되도록 구비된 제1 배유 밸브를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 밸브는,
    상기 유압 작동기의 내부로 유체가 공급되도록 구비된 제2 급유 밸브; 및
    상기 유압 작동기의 내부의 유체가 배유되도록 구비된 제2 배유 밸브를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압 작동기에 유체를 공급하는 공급부를 더 포함하고,
    상기 유로는,
    상기 공급부, 상기 제1 밸브, 및 상기 제2 밸브를 연결하는 제1 급유 유로; 및
    상기 제1 밸브, 상기 제2 밸브, 및 상기 유압 작동기를 연결하는 제2 급유 유로를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 급유 유로는,
    상기 공급부와 연결된 제1-1 급유 유로;
    상기 제1-1 급유 유로와 상기 제1 밸브를 연결하는 제1-2 급유 유로; 및
    상기 제1-1 급유 유로와 상기 제2 밸브를 연결하는 제1-3 급유 유로를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1-2 급유 유로; 및 제1-3 급유 유로 각각에는 오리피스가 배치되는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 상기 유로 상에서 서로 병렬적으로 연결되는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 밸브 및 상기 제2 밸브는 솔레노이드 밸브를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압 작동기는 복동식 액츄에이터를 포함하는, 소수력 발전소의 차단 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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