Verfahren zum Erzeugen einer Stellgröße in Abhängigkeit von den Regelabweichungen
von Frequenz und Leistung im Wechselstromnetz
Beim Verbundbetrieb mehrerer Elektrizitätswerke in
einem Stromversorgungsnetz stellt sich oft die Aufgabe,
zwecks Steuerung der Leistung gewisser Turbinen eine
Stellgröße zu bilden, welche von der Netzfrequenz und
von der an einem bestimmten Punkt im Netz gemessenen
Leistung (z. B. einer Cbergabeleistung) abhängig ist.
D ',i sind meist die Abweichungen dieser Größen von
bestimmten Soilwer ten maßgebend.
Je nach dem geforderten Betriebsverhalten des Netzes
bestehen für den Zusammenhang zwischen der Stellgröße
und den genannten Abweichungen verschiedene Möglich-
keiten, nämlich die sogenannte -Leistungs-Frequenz-
Regulierung:" die -Energie-Phasen-ReguLierung« und die
-Leistungs-Phasen-Regulierung@,. Eine Einrichtung zur
Erzeugung einer Stellgröße in Abhängigkeit von den
Regelabweichungen von Frequenz und Leistung ist dann
universell verwendbar, d. h., sie gestattet eine Regelung
nach irgendeiner der aufgezählten Möglichkeiten, wenn
die Stehgröße proportional zum Ausdruck
cl-df -- c2-!1P=c, f (cl-Jf -c2-AP)dt
ist. Dabei bedeuten df die Abweichung der Netz-
frequenz von ihrem Sollwert, 4p die Abweichung der
Leistung von ihrem Sollwert und cl, c_, c, einstellbare
Proportionalitätsfaktoren.
Es sind bereits Einrichtungen bekannt, welche diese
Bedingungen erfüllen. Dabei erfolgt die Bestimmung der
Abweichung der Netzfrequenz von ihrem Sollwert durch
Vergleich der Netzfrequenz mit der Eigenfrequenz eines
Schwingkreises. Die Meßgenauigkeit ist naturgemäß wegen
der beschränkten Stabilität der Bauelemente, insbeson-
dere unter dem Einfluß wechselnder Temperaturen, nicht
sehr hoch. Die zu erwartender. Fehler betragen bei den
für den praktischen Betrieb brauchbaren Einrichtungen
mindestens einige Promille. Für die Bestimmung der
Abweichung der Leistung von ihrem Sollwert sind ver-
schiedene Verfahren bekannt. Es kann z. B. der Meß-
".%-ert durch die Frequenz einer Hilfswechselspannung
charakterisiert «erden. Liegt diese im Tonfrequenz-
bereich, so läßt sie sich durch leitungsgerichtete Hoch-
frequenzfernmeldung vom Meßpunkt an die Regtrlier-
eirllir_htung übertragen.
Der \leß«@rt kann auch durch eine Impulsfolge über-
«erden, aus der eine mit der Irnptilsfreqtienz
:eräilderliche @leichsparinuiig ge@@onr:en @@ird, deren
Flehe ein Maß für die Lei@ttm,e darstellt.
Es läßt sich nun zeigen, daß die beschr<lnkte Gr_nauiJ-
keit bei drr );estinimung der Freq,.itüzab«eichting zti
@@:l:wirri@hoiten fi:li:wri kaiin, #,vi-nnniel:reren Elektrizitäts-
je eine Rc#@uliereinric!tttltig zugiordn :-t ist, «eiche
ein und dieselbeyÜbergabr.#ieistung auf einem Soil«ert
haltr_n ;ollen. Normaler@@eise @sird dabei beabsichtigt, daß
Vdes der Werke proportional -Anteil an @cll@tankung,:n
der Übergabeleistung übernehmen soll. Wenn nun aber
die Frequenzmessung mit merklichem Fehler behaftet
ist, besteht die Gefahr, daß nach kurzer Zeit beträchtliche
Leistungsverschiebungen auftreten, wobei unter Um-
ständen ein Werk unter gleichzeitiger Entlastung anderer
Werke zuviel Leitung übernimmt. Wenn nun beispiels-
weise verlangt wird, daß die in einer Stunde auftretende
Leistungsverschiebung nicht mehr als 5 °l0 des eingestellten
Sollwertes beträgt, wobei die Reguliereinrichtung so
beschaffen süin möge, daß sie bei einer Frequenzab,#veichung
von 10o die Turbinenleitung um 200 pro Sekunde er-
höht, dann ergibt _ich, daß die Frequenzmessung mit
einem Fehler von höchstens 0,007°,o geschehen muß.
Für Leistungsmessung genügt die bei bekannten Reg,rlier-
einrichtunIgen realisierte Genauigkeit von bei>picls@teise
10 0; es nluß aber gefordert werden, daß die E:gen-
>chaften der einzelnen Reguliereir.richttiti`en 1?:nsi,a?tlich
der Auswertung d#tr I-üi,tun"si?lessting nicht @,:neinanr;rr
abweichen.
Die Erfndtiii- h,:trift i:un ,_i:: Verfahren zum E rz@ti@en
@:ler @teil@@Le in .16h;in@'«l:-.. @ oii der; 1Ze@eiav'@==ichun-
y:n
nach @s iti@@li,-h ist, erstens ',11e g@@fvr@irte
(r@n@i111@ke@t der @re@lllili@:rlie@@tlltg Zu
ei ZiC:letl und l.\celteil@
die g@fr>rr@ert@ c@leicllartigkeit der .Aus@@ertun@ der
Leistungimrsstlng bei allen in einem @ietz arbeitenden
Reguliereinrichtungen sicherzustellen. Das Verfahren
setzt voraus, daß als Maß für die Leistung in bekannter
Art eine Hilfswechselspannung gewonnen wird, deren
Frequenz für die Leistung charakteristisch ist. Es ist
dadurch gekennzeichnet, aaß die Netzfrequenz um
mindestens den Faktor 1000 vervielfacht wird, daß ferner
sowohl die Netzfrequenz wie auch die Frequenz der Hilfs-
wechselspannung durch Zählung der Schwingungen
"%Ȋhrend periodisch aufeinanderfolgender Zeitintervalle
bestimmt werden, daß dig- Differenzen zwischen der
Anzahl der in jedem Zeitintervall gezählten, den Ist-
werten der Netzfrequenz bzw. der Leistung entsprechen-
den Schwingungen und den jeweiligen Sollzahlen er-
mittelt werden und daß die SteLgröße in Abhängigkeit
von diesen Differenzen gebildet wird.
Gemäß der Erfindung wird also erstens die bekannte
Messung der Netzfrequenz nach dem Analogieprinzip
.'Vergleich der Netzfrequenz mit der Eigenfrequenz eines
Schwingkreises) durch eine Zählung der Schwingungen
w älirend einer bestimmten Zeit ersetzt. Auf diese Weise
läßt sich jede praktisch herstellbare Genauigkeit der
Frequenzmessun; erzielen. Diese Genauigkeit hängt von
derjenigen des Zeitnormals und von der Anzahl der in
dem zur Zählung benutzten Zeitintervall eintreffenden
Schwingungen ab. Es wird zw=eitens durch dieAnwendung
der an sich bekannten Charakterisierung der Leistung
mittels der Frequenz einer Hilfswechselspannung ermög-
hcht, so daß auch bei der Auswertung der Leistungs-
messung das Analogieprinzip verlassen und durch das
Zählprinzip ersetzt #.vird. Es stimmen also auch die
Eigenschaften der einzelnen Reguliereinrichtungen hin-
sichtüch der Auswertung der Leistungsmessung mit jeder
praktisch hersteLbaren Genauigkeit miteinander Über-
eid. ,
Da eine Zählung mit den hier in Frage kommenden
elektrisch oder elektronisch arbeitenden Mitteln nicht
Bruchteile einer Einheit erfassen kann, muß entweder
die Länge des zur Zählung benutzten Zeitintervalls der
geforderten Genauigkeit angepaßt werden, oder es ist
eine Vervielfachung der zu messenden Frequenz im
Hinblick auf eine praktisch brauchbare Länge des
Intervalls vorzunehmen. Im vorliegenden Fall sollte die
Länge der Intervalle mit Vorteil wenige Sekunden nicht
überschreiten, damit die Messung von Netzfrequenz und
Leistung möglichst kontinuierlich erfolgt. Erfindungs-
gemäß wird daher die Netzfrequenz um mindestens den
Faktor 1000 vervielfacht. Beträgt dabei die Netzfrequenz
5,0 Hz und die Länge der Zeitintervalle für die Zählung
der Sch\\ingungen ,ieweils 1 Sekunde, so ist, unter
\-or au_:etzungeinestehlerlosenZeitnormals,eine Frequenz-
messung mit einem Fehler von höchstens 0,02°;o möglich.
Ähnliche Cberlegungen gelten für die Leistungsmessung.
Auch hier ist im Interesse verhältnismäßig kurzer Zeit-
intervalle eine Vervielfachung der Frequenz der Hilfs-
«echselspannung vorteilhaft, derart, daß die Frequenz
der zu zählenden S-,h@\-in,gungen in derselben Größen-
nrdnung liegt wie die vervielfachte Netzfrequenz.
Für die Erzeugung der St#,ll"größe sind nun die Größen
Jf und J5, d. h. die Ab%t,@ichungen der Netzfrt_qu#,az
he«. c!er Uatung ..on ,dünn @oll',lerten nach Betrag
-_nd \="..ichun zu @r`a::@n. Ernntiungägemaß @:hi@ht
-!i#__ '....-.. Fr;nittllil:@ @'.-r @iif@@renzen z" ,äc':=n
de--r
"i'.:Ia!:1 i",t'r ia @t'rl@'ai Z::tl;'.i,'r\'Sli --zlll,l:#'n
,n, (Ie@i T@t\S''`["'."':1
d.-, I.@i@-tng
t,:.<1
llzahlen. Daz#a ka.-:n
rin R@,_i<tcr mit einem darr Sollzahl ent<pre@a@_°n@?..n
L'a@-u:@,@ävermiy@en wrwemi_t werrl@n.
Unter l@enutiun@@ der äcll@@matist_h_n ti-t:r 1 a-:
fia::d eines B,-isl>ic'les bes@_llri@-b@_n, tvie ~'i:; _olt_h°s
1Z#=gi:tcr
zweckmäßig verwendet werden kann. Dem Beispiel
liegen Zahlwerte zugrunde, welche sich ergeben, wenn die
Netzfrequenz f .v von 50 Hz mit dem Faktor m = 1000
vervielfacht wird und wenn die Länge des zur Zählung
benutzten Zeitintervalls 1 Sekunde beträgt. Es ist aber
nach dem weiter oben Gesagten ohne weiteres klar, daß
nach demselben Verfahren auch der Vergleich der Fre-
quenz der Hilfswechselspannung mit ihrem Sollwert
geschehen kann.
Die Netzfrequenz f_,; wird im Vervielfacher V um den
Faktor m vervielfacht. Die entstehende Schwingung
mit der Sollfrequenz 50000 Hz gelangt zum Register R.
Dieses Register ist so eingerichtet, daß es 50000 Einheiten
zählen kann und daß es über die Leitung i einen Impuls
abgibt, wenn diese Zahl erreicht ist.
Die Einrichtung .\', T ist so beschaffen, daß sie 1 Sekunde
nach Beginn der Zählung einen Impuls über die Leitung s
abgibt. Es handelt sich bei :V um eine mit der erforder-
lichen Genauigkeit arbeitende Normalfrequenzquelle,
«-elche mit einem Kristall- oder 3fagnetostriktions-
schwinger für beispielsweise 100 kHz versehen sein kann,
und bei T um einen Frequenzteiler.
Entspricht die Netzfrequenz dem Sollwert, so treten
gleichzeitig Impulse in den Leitungen i und s auf. Ist die
Netzfrequenz zu tief, so trifft der Impuls in der Leitung s
vor demjenigen der Leitung i ein, und umgekehrt. Es
wird nun ein Diskriminator D verwendet, welcher die
Reihenfolge des Eintreffens der beiden Impulse feststellt
und welche je nach dieser Reihenfolge eine der beiden
Torschaltungen IV= oder W- für eine Zeitdauer
öffnet,
«-elche gleich dem zeitlichen Abstand zwischen den beiden
Impulsen ist. Das Vorzeichen der Größe d f wird also
dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Torschaltung
IV= oder die Torschaltung W- geöffnet ist, und der
Betrag der Größe J f x@ird durch die Dauer charakterisiert,
während welcher die betreffende Torschaltung geöffnet
ist. Beiden Torschaltungen wird nun über die Leitung
eine Folge von Impulsen mit einer Wiederholungsfrequenz
von beispielsweise 50 kHz zugeführt. Diese Impulsfolge
wird durch den Frequenz%randler K in starrer Relation
aus der \tormalfrequenz der Quelle _'V gewonnen. Während
der Zeiten, in denen die Torschaltungen W-i- oder fV-
offenstehen, gelangen die Impulse in die Leitungen z=
bzw. z-. Die Anzahl der in einer dieser Leitungen auf-
tretenden Impulse ist also ein Maß für den Betrag der
Größe 4f.
Durch in der Figur nicht angedeutete Maßnahmen wird
erreicht, daß periodisch, z. B. alle 2 Sekunden, derartige
Frequenzmessungen stattfinden.
Der eingangs erwähnte Proportionalitätsfaktor cl kann
auf einfache Weise berücksichtigt «-erden, indem der
Frequenzwandler K so ausgebildet wird, daß das Frequenz-
verhältnis einstellbar ist. Es ist leicht ersichtlich, daß
dieses Verhältnis als Proportionalitätsfaktor in die
Wiederholungsfrequenz der Impulsfolge und damit in die
Anzahl der auf einer der Leitungen z-- und z- auf-
tretenden Impulse eingeht.
Es kann in ;ewisen Fällen vorkommen, daß zeitweise
der Sollwert der Netzfrequenz um geringe Beträge ver-
ändert «-erden muß. In Anbetracht der besonderen
Eigcnschaften der in der @ormaifrequ°_::zqtlelle .\' ver-
#,@-endcten l:ochkonäta:@ten @ch-,@i[i#@er ist es nicht
an -
#-ingig, in diesen Fällen die Frequenz iler 0-u e:ie
#- u:n
=inen proportir;;al#_n @et-._g zu v#r:iu'e:-n.Ein zweck-
m:tßl@°_@ Vprfah .. zu."n ArbuitCn eilt 1'@r@i.hlidc!ien
\etz`-equrnz@,. b.=""... ah _. ";srin,da=Fastr@gs@'erm@i,g#@n
des IN-ister; R eir:ätt_llhar zu g@_ät.ilten. Soll beisl>i'@l_-
@.v-is@ rh.r ``t,lll@err @ler \rtzf:-e,luenz 49,5 Hz betragen,
@o mird rlas ha::,.m@_@v,>r!nüy-n li_': IZ@@,;iacr: auf z9S00Ein-
l:_iteii eingestellt. Es treten dann Impulse in tjer L-2itung
oder in der Leitung z- auf, je nachdem, ob die
Netzfrequenz größer oder kleiner als -19,8 Hz ist.
Nach demselben Verfahren läßt sich auch d p nach
Betrag und Vorzeichen b2stimm°n. Dem Verviclfacher V
ist dabei die 1-filfs,%---chs3lspaanung zuzuführen, deren
Frequenz für die Leistung charakt-2ristisch ist. Die Ein-
stellbarkeit des Fassung_ver;nögens des Registers R er-
möglicht dabei die Charakterisierung des Sollwertes der
Leistung.
Es sei nun noch unter Benutzung der Fig. 2 an Hand
eines Beispiels erläutert, wie in Abhängigkeit von den
Differenzen JE und Jp die Stehgröße gebildet «erden
kann. Zur Verfügung stehen nach dem weiter oben
Gesagten, die in periodischen Zeitabständen eintreffenden
ImpuLgruppen, welche mit den Leitungen z= oder z-
bzw. y-- oder #.#- auftreten, je nachd=rn, ob die Netz-
frequenz bzw. die Leistung höher oder niedriger als der
betreffende Sollwert ist. Die Anzahl der Impulse jeder
Gruppe ist dabei ein Maß für den Betrag der im Zeit-
punkt der Messung herrschenden Abweichung.
Nach der eingangs aufgestellten Forderung an eine
universell verwendbare Einrichtung ist die Summe aus
den Summanden
c, ' Jf, c_ ' Jp und c, - ,f (c, if -- c, Jp) dl
zu bilden. Demgemäß werden in den Teilen Sf und Sp,
welche Impulsformer, Verstärker und Tiefpaßfilter ent-
halten können, Gleichströme gebildet, deren Größen
proportional sind zur Anzahl der den Teilen pro Zähl-
intervall zugeführten Impulse und deren Polarität davon
abhängt, ob die Impulse in den Leitungen z+ bzw. y=
oder in den Leitungen z- bzw. y- auftreten. Diese
Gleichströme werden als die beiden ersten Summanden
der Steilgröße an den Punkt C geführt, wobei Stell-
widerstände 1V f und II'p vorgesehen sind, mit welchen
die gewünschten Proportionalitätsfaktoren eingestellt
werden können.
Es wäre nun naheliegend, den dritten Summanden
durch getrennte Integration der Größen cl - d f und
c= - Jp zu bilden. Die Durchführung dieser Maßnahme
Würde jedoch einen großen technischen Aufwand be-
dingen, weil es oft vorkommen wird, daß die Größen
während sehr langer . Zeit von Null abweichen. Die
Integrale würden dann sehr hohe Werte annehmen. Da
sie durch Impulszählung ermittelt werden, müßte ein
Zähler von. entsprechend großem Fassungsvermögen vor-
gesehen sein. Nun weisen aber bei dem gebräuchlichen
Regulierverfahren die Größen J f und d p entgegen-
gesetzte Vorzeichen auf. Der genannte Nachteil kann
daher vermieden werden, wenn eine Zähleinrichtung ver-
wendet wird, «-elche sowohl vorwärts wie auch rückwärts
zu laufen vermag, a-obei sie durch die Impulse aus den
Leitungen _= und v@- vorwärts, durch die Impulse aus
den Leitungen _- und y- aber rück,%,ärts geschaltet
".ird. Durch diese Verwendung eines gemeinsamen
Integrators wird es also möglich, sein Fassungsvermögen
verhältnismäßig klein zu halten. Eine gegenseitige
Störung der vons#ärts und der hickwärts schaltenden
Intpuls°_ kann vermieden «erden, indem die die Neetz-
freqiienz betreffenden Zählungen nicht gleichzeitig mit
den die Leistung betreffenden Zählungen vorgenommen
werden, =ordern indem die beiden Zililungt!n abwechs-
mng:wet>e stattfinden.
Zllr BilCIuilg (1e-s dritten Summanden wird dah-r ein
zllr gemeinsamen Inte-i'zition von JE und Jp nach der
Zeit geeigneter Integrator 7. mit den beschriebenen Eigen-
schaften veri@endct. Er erzeugt einen Gleichstrom,
@tel@@h.@r dem integral proportional ist. Di.@_er Gleichstrom
g_langt Biber d.n @t#:11.@-id:-r_tand @f @,,ve!cher ent-
sprechend dem gewünschten Proportionalitätsfaktor c, eingestellt werden kann, ebenfalls
an den Punkt C.Method for generating a manipulated variable depending on the control deviations of frequency and power in the AC network When operating several power plants in
a power supply network is often faced with the task of
to control the performance of certain turbines
To form the manipulated variable, which depends on the network frequency and
from that measured at a certain point in the network
Power (e.g. a cable power) is dependent.
D ', i are mostly the deviations of these quantities from
certain soil values are decisive.
Depending on the required operating behavior of the network
exist for the relationship between the manipulated variable
and the specified deviations, various possible
ability, namely the so-called -power frequency-
Regulation: "the energy phase regulation" and the
-Performance phase regulation @ ,. A facility for
Generation of a manipulated variable depending on the
Control deviations from frequency and power is then
universally usable, ie it allows regulation
for any of the options listed, if
the standing height proportional to the expression
cl-df - c2-! 1P = c, f (cl-Jf -c2-AP) dt
is. Where df is the deviation of the network
frequency from its setpoint, 4p the deviation of the
Power from its setpoint and cl, c_, c, adjustable
Proportionality factors.
There are already facilities known which this
Satisfy conditions. The determination of the
Deviation of the mains frequency from its setpoint
Comparison of the network frequency with the natural frequency of a
Oscillating circuit. The measurement accuracy is naturally due to
the limited stability of the components, in particular
those under the influence of changing temperatures, not
very high. The more to be expected. Errors in the
facilities useful for practical operation
at least a few per mille. For determining the
Deviations of the power from its target value are
different procedures are known. It can e.g. B. the measuring
".% - expressed by the frequency of an auxiliary alternating voltage
characterized «to earth. Is this in the audio frequency
area, it can be determined by line-directed high-
remote frequency reporting from the measuring point to the
eirllir_htung transferred.
The \ leß «@rt can also be transmitted by a pulse sequence
«Earth, from the one with the irnptile frequency
: eräilderliche @leichsparinuiig ge @@ onr: en @@ ird, their
Plead is a measure of the Lei @ ttm, which represents e.
It can now be shown that the limited Gr_nauiJ-
speed at drr); determination of the Freq, .itüzab «calibration zti
@@: l: wirri @ hoiten fi: li: wri kaiin, #, vi-nnniel: reren electricity
one Rc # @ uliereinric! active is assigned to each: -t is, «oak
one and the same transfer of power on a soil
haltr_n; ollen. Normal @@ iron @ is intended to be
Vdes der Werke proportional share of @ cll @ tankung,: n
the transfer service is to take over. But if now
the frequency measurement is afflicted with noticeable errors
there is a risk that after a short time considerable
Shifts in performance occur, with some
would a work stand under the simultaneous relief of others
Works too much management takes over. If now, for example
it is wisely demanded that the one occurring in an hour
Power shift not more than 5 ° l0 of the set one
Setpoint, the regulating device so
may be arranged so that it can be calibrated in the event of a frequency decrease
from 10o the turbine line by 200 per second
increases, then _I shows that the frequency measurement with
an error of at most 0.007 °, o must occur.
For power measurement, the known regulating
facilities realized accuracy of at> picls @ teise
10 0; but it must be required that the E: gen-
> chaften of the individual regulatory directives 1?: nsi, a? tlich
the evaluation d # tr I-üi, do "si? lessting not @ ,: noanr; rr
differ.
The inventions,: meet i: un, _i :: process for erz @ ti @ en
@: ler @ part @@ Le in .16h; in @ '«l: - .. @ oii der; 1Ze @ eiav '@ == ichun-
y: n
after @s iti @@ li, -h is 'first', 11e g @@ fvr @ irte
(r @ n @ i111 @ ke @ t der @ re @ lllili @: rlie @@ tlltg zu ei ZiC: letl and l. \ celteil @
the g @ fr> rr @ ert @ c @ leicllartigkeit der .aus @@ ertun @ der
Performance imrsstlng for everyone working in a @ietz
To ensure regulatory facilities. The procedure
assumes that as a measure of performance in well-known
Art an auxiliary AC voltage is obtained, whose
Frequency is characteristic of the performance. It is
characterized by aass the network frequency
is multiplied by at least a factor of 1000 that further
both the network frequency and the frequency of the auxiliary
alternating voltage by counting the oscillations
"%» Uring periodically consecutive time intervals
be determined that dig- differences between the
Number of counted in each time interval, the actual
values of the mains frequency or the power
the vibrations and the respective target figures
are averaged and that the SteL size as a function
is formed from these differences.
According to the invention, first, the known
Measurement of the network frequency according to the analogy principle
.'Comparison of the network frequency with the natural frequency of a
Oscillating circuit) by counting the oscillations
during a certain period of time. In this way
can be any practically producible accuracy of the
Frequency measurement; achieve. This accuracy depends on
that of the time standard and the number of in
the time interval used for counting
Vibrations. It is secondly through the application
the known characterization of the performance
by means of the frequency of an auxiliary alternating voltage
so that even when evaluating the performance
measurement leave the principle of analogy and through the
Counting principle replaces # .vird. So they are also correct
Properties of the individual regulating devices
visualize the evaluation of the performance measurement with each
practically producible accuracy
oath. ,
As a count with those in question here
electrically or electronically working means not
Can capture fractions of a unit, must either
the length of the time interval used for counting
be adapted to the required accuracy, or it is
a multiplication of the frequency to be measured im
With regard to a practically usable length of the
Interval. In the present case, the
Length of the intervals with advantage not a few seconds
exceed so that the measurement of mains frequency and
Performance is as continuous as possible. Inventive
accordingly, the network frequency is therefore at least the
Multiplied by a factor of 1000 . Is the network frequency
5.0 Hz and the length of the time intervals for counting
of the shocks, 1 second at a time, so is, under
\ -or au_: a flawless time standard, a frequency
measurement with an error of max. 0.02 °; o possible.
Similar considerations apply to power measurement.
Here, too, is in the interest of a relatively short time
intervals a multiplication of the frequency of the auxiliary
«Achsel tension advantageous, such that the frequency
of the S-, h @ \ - in, gings to be counted in the same size
Ordinance is like the multiplied network frequency.
The sizes are now used to generate the St #, ll "size
Jf and J5, ie the ab% t, @ ichungen der Netzfrt_qu #, az
hey «. c! er Uatung ..on, thin @ oll ', learned according to the amount
-_nd \ = ".. ichun zu @ r`a :: @ n. Ernntiungägemaß @: hi @ ht
-! i #__ '....- .. Fr; nittllil: @ @' .- r @ iif @@ renzen z ", äc ' : = n de - r
"i '.: Ia!: 1 i", t'r ia @ t'rl @' ai Z :: tl; '. i,' r \ 'Sli --zlll, l: #' n, n, ( Ie @ i T @ t \ S''` ["'."': 1
d.-, I. @ i @ -tng
t,:. <1
ll numbers. Daz # a ka .-: n
rin R @, _ i <tcr with a darr target number ent <pre @ a @ _ ° n @? .. n
L'a @ -u: @, @ ävermiy @ en wrwemi_t werrl @ n.
Under l @ enutiun @@ der äcll @@ matist_h_n ti-t: r 1 a-:
fia :: d of a B, -isl>ic'les bes @ _llri @ -b @ _n, tvie ~ 'i :; _olt_h ° s 1Z # = gi: tcr
can be used appropriately. The example
are based on numerical values that result when the
Mains frequency f .v of 50 Hz with the factor m = 1000
is multiplied and when the length of the count
used time interval is 1 second. But it is
after what has been said above, it is immediately clear that
the comparison of the fre-
frequency of the auxiliary AC voltage with its setpoint
can happen.
The grid frequency f_; is in the multiplier V by the
Factor m multiplied. The resulting vibration
with the setpoint frequency 50000 Hz you get to register R.
This register is set up to contain 50,000 units
can count and that there is a pulse on line i
delivers when this number is reached.
The device. \ ', T is such that it lasts for 1 second
after counting begins, a pulse is sent via line s
gives away. It is: V is one with the required
normal frequency source operating with accuracy,
«-Moose with a crystal or 3fagnetostriction-
oscillators for e.g. 100 kHz can be provided,
and at T by a frequency divider.
If the mains frequency corresponds to the setpoint, step
pulses in lines i and s at the same time. Is the
If the mains frequency is too low, the pulse hits line s
before that of line i, and vice versa. It
a discriminator D is now used, which the
Determines the order of arrival of the two impulses
and which one of the two depending on this order
Gate circuits IV = or W- opens for a period of time,
«- which equals the time interval between the two
Impulses is. The sign of the quantity df is thus
characterized in that either the gate circuit
IV = or the gate circuit W- is open, and the
The magnitude of the quantity J fx @ is characterized by the duration
during which the gate circuit in question is opened
is. Both gates are now over the line
a train of pulses with a repetitive frequency
of, for example, 50 kHz. This pulse train
becomes by the frequency% randler K in a rigid relation
obtained from the normal frequency of the source _'V. While
the times in which the gates Wi- or fV-
are open, the impulses get into the lines z =
or z-. The number of
emerging impulses is therefore a measure of the amount of
Size 4f.
By measures not indicated in the figure
achieved that periodically, e.g. B. every 2 seconds, such
Frequency measurements take place.
The aforementioned proportionality factor cl can
in a simple way "-earth by the
Frequency converter K is designed so that the frequency
ratio is adjustable. It is easy to see that
this ratio as a proportionality factor in the
Repetition frequency of the pulse train and thus into the
Number of on one of the lines z- and z-
incoming impulses.
In certain cases it can happen that at times
the setpoint of the grid frequency by small amounts
changes «- must be grounded. Considering the special
Properties of the in the @ ormaifrequ ° _ :: zqtlelle. \ 'Ver
#, @ - endcten l: ochkonäta: @ten @ch -, @ i [i # @ it is not on -
# -ingig, in these cases the frequency iler 0 -ue: ie # - u: n
= inen proportir ;; al # _n @et -._ g to v # r: iu'e: -n. a purpose-
m: tßl @ ° _ @ Vprfah .. zu. "n ArbuitCn rushes 1 '@ r @ i.hlidc! ien
\ etz`-equrnz @ ,. b. = "" ... ah _. "; srin, da = Fastr @ gs @ 'erm @ i, g # @ n
des IN-ister; R eir: ätt_llhar to g@_ät.ilten. Should beisl> i '@ l_-
@ .v-is @ rh.r `` t, lll @ err @ler \ rtzf: -e, luenz be 49.5 Hz,
@o mird rlas ha ::,. m @ _ @ v,> r! nüy-n li_ ': IZ @@ ,; iacr: on z9S00Ein-
l: _iteii discontinued. Then impulses appear in the line
or on the line, depending on whether the
Mains frequency is greater or less than -19.8 Hz.
The same procedure can also be used for dp
Amount and sign b2 agree ° n. The multiplier V
the 1-filfs,% --- chs3lspaanung is to be supplied, whose
Frequency for the performance is characteristic-2istic. The A-
adjustability of the setting of the register R
enables the characterization of the setpoint of the
Power.
Let us now refer to FIG. 2
an example explains how, depending on the
Differences JE and Jp form the standing size
can. Are available after the above
Said that arrive at periodic intervals
ImpuL groups, which with the lines z = or z-
or y-- or #. # - occur, depending on whether the network
frequency or power higher or lower than the
relevant setpoint is. The number of pulses each
Group is a measure of the amount of time
at the point of measurement.
According to the requirement made at the beginning of a
universally usable facility is the sum of it
the summand
c, 'Jf, c_' Jp and c, -, f (c, if - c, Jp) dl
to build. Accordingly, in parts Sf and Sp,
which pulse shapers, amplifiers and low-pass filters
can hold direct currents formed, their sizes
are proportional to the number of parts per counting
interval supplied pulses and their polarity thereof
depends on whether the pulses in the lines z + or y =
or occur in the lines z- or y-. These
Direct currents are called the first two summands
of the steep size led to point C, whereby
resistors 1V f and II'p are provided with which
the desired proportionality factors are set
can be.
It would now be obvious to add the third summand
by separately integrating the sizes cl - df and
c = - to form Jp. The implementation of this measure
However, a great technical effort would
things because it will often happen that the sizes
for a very long time. Time to deviate from zero. the
Integrals would then have very high values. There
it should be determined by pulse counting
Counter of. correspondingly large capacity
be seen. But now point to the common one
Regulating process the variables J f and dp
set sign on. The mentioned disadvantage can
should therefore be avoided if a counter
is turned, «-which both forwards and backwards
able to run, a-obei it through the impulses from the
Lines _ = and v @ - forward, through the pulses off
the lines _- and y- but back,%, switched back
".ird. Through this use of a common
So integrators will be able to use their capacity
to keep relatively small. A mutual
Disturbance of the vons # arts and the backward switching
Intpuls ° _ can be avoided by using the network
frequency-related counts are not carried out at the same time
made the counts relating to the service
be, = order by the two Zililungt! n alternately
mng: wet> e take place.
Zllr BilCIuilg (1e-s third summand becomes a
zllr joint integration of JE and Jp after the
Time suitable integrator 7. with the described properties
veri @ endct. It creates a direct current
@ tel @@ h. @ r to which is integral proportional. Di. @ _ Er direct current
g_langt Biber dn @ t #: 11. @ - id: -r_tand @f @ ,, ve! cher ent-
corresponding to the desired proportionality factor c, can also be set at point C.
Am Punkt C kann also ein Gleichstrom entnommen «erden, w; lcher, gegebenenfalls
nach Verstärkung, als Stellgrö3e zur Steuerung der Turbinenleistung geeignet ist.At point C, a direct current can therefore be drawn from the ground, w; lcher, if necessary
after amplification, is suitable as a manipulated variable for controlling the turbine output.
Das not,,vendige Fassungsvermögen des zur g; meinsamen Integrierung
verwendeten Zählers kann noch weit#=r vermindert werden, wenn die Impuls, welche
den Zähler vor-#.värts bzw. rückwärts zu schalten haben, zunächst je einem Untersetzer
zugeführt werden, welcher die Anzahl der zu zählenden Impulse auf einen konstanten
Bruchteil, b°ispieL\veise auf 1.'i, der Zahl der ankommenden Impulse verringert.
Diese Maßnahme rechtfertigt sich aus folgendem Grunde: Ein Integrator mit einem
für den Gebrauch ohne Untersetzer zweckmäßigen Fassungsvermögen von beispielsweise
100000 Einheiten würde eine Stehgröße liefern, die sich in Stufen von je
einem Hunderttausendstel ihres Maximahvertes verändert. Eine derartige feinstufige
Struktur der Steilgröße ist aber praktisch gar nicht auswertbar und daher nicht
notwendig. Die genannte Maßnahme beeinflußt nicht die Genauigkeit der Integration,
denn bei der Untersetzung bleibt kein einziger der ankommenden Impulse unberücksichtigt.The necessary capacity of the g; common integration can be further reduced # = r if the impulses which have to switch the counter forward or backward are first fed to a divider, which reduces the number of impulses to be counted to a constant fraction , b ° example \ point to 1.'i, the number of incoming impulses is reduced. This measure is justified for the following reason: An integrator with a capacity of, for example, 100,000 units, which is suitable for use without a saucer, would provide a standing size that changes in steps of one hundred thousandth of its maximum value. However, such a finely graduated structure of the steep size cannot be evaluated at all in practice and is therefore not necessary. The measure mentioned does not affect the accuracy of the integration, because not a single one of the incoming pulses is ignored during the reduction.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, alle in der Praxis wünschbaren
Reguliergesetze für die Bildung der Steilgröße zu realisieren, wobei die erreichbare
Genauigkeit diejenige der bekannten Verfahren wesentlich übertrifft und wobei auch
die Integration praktisch fehlerlos erfolgt.The method according to the invention makes it possible to achieve all that are desirable in practice
To realize regulation laws for the formation of the steep size, whereby the achievable
Accuracy significantly exceeds that of the known methods and with that too
the integration is practically flawless.
Eine nach diesem Verfahren arbeitende Einrichtung läßt sich beispielsweise
durch Verwendung von Ferritkörp°rn mit geeigneten magnetischen Eigenschaften (sogenannte
-memory cores«) für die Register, Kaltkathoden-Gasentladungsröhren für den Integrator
sowie durch möglichst weitgehende Verwendung von Transistoren und Kristalldioden
so aufbauen, daß sie nur sehr wenige der Abnutzung unterworfene Teile (wie Elektronenröhren
und mechanisch bewegliche Organe) aufweist. Sie entspricht damit den Wünschen, welche
hinsichtlich Lebensdauer und Wartungsfreiheit beim Betrieb in Elektrizitätswerken
an derartige Einrichtungen gestellt werden.A device operating according to this method can be, for example
by using ferrite bodies with suitable magnetic properties (so-called
-memory cores «) for the registers, cold cathode gas discharge tubes for the integrator
as well as by using transistors and crystal diodes as much as possible
set up so that they have very few parts subject to wear (such as electron tubes
and mechanically movable organs). It thus corresponds to the wishes, which
in terms of service life and maintenance-free operation in power plants
to such facilities.