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Leistungs-Frequenzregeleinrichtung für Kraftwerkssysteme Die Erfindung
bezieht sich auf die Regelung der Leistung und der Frequenz von Kraftwerkssystemen
und bezweckt eine wirtschaftliche Lastverteilung auf die Generatoren von Kraftwerken
und Kraftwerksgruppen.
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Es ist bekannt, in Kraftwerkssystemen die Verteilung der Summenlast
auf jeden Generator nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu bestimmen durch Verwendung
von Kostenkurven, Wirkungsgradkurven und Verlustkurven. Dieses Verfahren zur Festlegung
der Lastverteilung hat Nachteile, da viele Kurven zur Bestimmung der Last, die die
einzelnen Stationen übernehmen müssen, benötigt werden.
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Zur Optimierung des Verbundbetriebes, d. h. zur wirtschaftlichen Verteilung
der Netzlast auf die einzelnen Kraftwerke ist es üblich, deren Stromerzeugungskosten
und die Übertragungsverluste auf _ der Leistung zu berücksichtigen. Es wurden verschiedene
Rechenmethoden - teilweise unter Verwendung von Netzmodellen - entwickelt, die es
dem zentralen Lastverteiler erlauben, innerhalb relativ kurzer Zeit die wirtschaftlichste
Verteilung der Last auf das gesamte System zu ermitteln.
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Um den Zeitaufwand für diese Methode der Lastverteilung zu verringern
und Fehler durch menschliche Mitwirkung auszuschalten, hat man selbsttätig optimierende
Lastverteilergeräte entwickelt. Ein solches Gerät ahmt die mathematischen Formulierungen
der bekannten Rechenmethoden nach und drückt die Größen des Netzes bzw. Systems
durch verhältnisgleiche Spannungen aus. Zur optimalen Leistungsverteilung auf die
einzelnen Kraftwerke des Systems wurde auch schon vorgeschlagen, das Gerät mit entsprechenden
Anschlußmöglichkeiten für eine Fernsteuerung zu versehen.
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Es ist ebenfalls bekannt, zur Erzeugung einer Stellgröße in Abhängigkeit
der Regelabweichungen von Frequenz und Leistung im Wechselstromnetz eine Hilfswechselspannung
als Maß für die Leistung zu verwenden, deren Frequenz für die Leistung charakteristisch
ist. Es wird hierbei die Netzfrequenz um mindestens den Faktor 1000 vervielfacht
und durch Zählung der Schwingungen sowie durch einen Sollwert-Istwert-Vergleich
die Stellgröße gebildet.
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Die erfindungsgemäße Leistungs-Frequenzregeleinrichtung baut auf den
bekannten Einrichtungen auf und bewirkt mit einer von der gesamten Netzlast und
den übertragungsverlusten abhängigen Fernsteuerfrequenz die selbsttätige Lastverteilung
auf die einzelnen Generatoren des Netzes. Sie dient nicht allein zur Einregelung
eines einzigen Kraftwerkes bzw. Generators, sondern zur Regelung des gesamten Kraftwerkssystems.
Weiterhin ist sie nicht beschränkt auf die Einregelung der Generatorleistung und
der Generatorfrequenz, sondern berücksichtigt darüber hinaus die wesentlichen Kriterien
für einen wirtschaftlichen Verbundbetrieb. Die Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet,
daß an sich bekannte Meßglieder zur Bestimmung der gesamten geforderten Erzeugerleistung
vorgesehen sind, an die eine ebenfalls an sich bekannte Steuereinrichtung zur Bildung
eines Frequenzsignals bei Änderung der geforderten Erzeugerleistung angeschlossen
ist, und daß für jeden Generator eines Kraftwerkes eine Einrichtung zur Bildung
eines der augenblicklichen Generatorleistüng proportionalen Frequenzsignals vorgesehen
ist, die ihrerseits in Abhängigkeit von einer Vorrichtung zur selbsttätigen Berücksichtigung
der Brennstoffkosten (nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten) steht, und daß beide
Frequenzsignale einer Vergleichseinrichtung zur Bildung eines Fehlersignals für
die Steuerung des Generatorantriebes und des Generatorreglers zugeführt sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Leistungs-Frequenzregeleinrichtung ist ein
Verteilergerät vorgesehen zur Bildung einer Fernsteuerfrequenz bei Abweichungen
von der vorgegebenen Last. Diese Frequenz wird über einen übertragungsstromkreis
zugeführt oder erhalten. Der Leistungsbedarf wirkt sich in Änderungen der Frequenz
des Systems aus entsprechend der von jedem Teilsystem geforderten Leistung. Die
Ausgangsfrequenz
des Verteilers wird jedem Generator jedes Kraftwerkes
des Systems zugeführt. Jeder Generator des Systems ist mit einem Frequenzerzeugungsstromkreis
ausgerüstet, der ?n Abhängigkeit von der Stellung des Dampfventils oder des Reglers
zur Steuerung der Antriebsmaschine oder Turbine des Generators steht. Die Frequenz
wird beeinfiußt durch die Übertragungsverluste, die bekanntlich zwischen Kraftwerk
und dem Lastzentrum des Systems vorhanden sind. Es ergibt sich eine zusammengesetzte
Frequenz, die mit der vom Verteilergerät angebotenen Frequenz verglichen wird zur
Bestimmung, ob der Generator mehr Summenlast übernehmen oder etwas Last abwerfen
muß. Eine Einstellung der Last des Generators jeder Station ergibt sich bei einer
Änderung der Fernsteuerfrequenz im Verteilergerät sowie bei Änderung der Frequenz
zur Lastanzeige für jeden Generator. Die vom Verteilergerät herrührende Fernsteuerfrequenz
wird ständig geändert, bis der Lastanteil jedes Generators in übereinstimmung mit
seinen Erzeugungskosten ist und das System abgeglichen ist.
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F i g. 1 A zeigt ein typisches Verteilergerät mit dem Frequenzmeß-
und Anzeigestromkreis; F i g. 1 B zeigt ein Generatorsteuersystem für ein Kraftwerk
mit zwei Generatoren.
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Die F i g. 1 A stellt ein typisches Verteilergerät für ein Dreiphasensystem
dar. Hierzu ist eine Dreiphasenleitung 1 vorgesehen, die mit einer Dreiphasenleitung
2 verbunden ist. Diese Leitung 2 dient zur Übertragung der zugeführten
oder abgeführten Leistung für das benachbarte System, um alle Lastforderungen mit
dem System ohne zusätzliche Generatorstationen zu befriedigen. Für die Bildung einer
Differenzfrequenz zur Bestimmung der anfallenden Leistung jedes Generators im System
ist es notwendig, den Lastzuwachs, der vom benachbarten System über die Verbundleitung
2 zugeführt oder abgeführt werden muß, zu bestimmen. Hierzu dient ein Thermoumformer
3 irgendeines üblichen Typs zur Messung des Stromes und der Spannung auf
der Verbundleitung. An seinem Ausgang ist über den Leiter 4 ein Verstärker
5 geschaltet. Am Leiter 4 und am Ausgang liegt eine Spannung in Minivolt.
Diese ist proportional der über die Verbundleitung 2 gelieferten Wirkleistung.
Der Ausgang des Verstärkers 5
kann über oder unter Erdpotential liegen, je
nachdem, ob eine Leistungsabgabe oder eine L@istungsaufnahme über die Leitung
2 vorliegt. Der Ausgang des Verstärkers liegt am Leiter 6 und ist an einen
Summierungsstromkreis über den Summierungswiderstand 7 angeschlossen. Zur Bestimmung,
ob es sich um zugeführte oder abgeführte Leistung auf der Verbundleitung
2 handelt, ist es notwendig, die Lastbedingungen des gesamten Systems festzulegen,
das vom Verteilergerät abhängig ist. Hierzu dient ein Transformator 8 mit
seiner Primärwicklung 9, die zwischen zwei Phasen des Dreiphasensystems 1
angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung 10 des Transformators 8 ist
über die Leiter 11 und 12 an ein Frequenznormal und an einen Fehlerstromkreis
angeschlossen, der mit 13 bezeichnet ist. Der Leiter 11 ist an zwei einstellbare
Induktivitäten 14 und 15 angeschlossen, die ihrerseits in Reihe geschaltet
sind mit den Kondensatoren 16 und 17.
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Die Induktivität 14 und die Kapazität 16 sind über entgegengesetzt
gepolte Gleichrichter 18 und 19 und die Widerstände 20 und
21 mit den beiden Klemmen 22 und 23 des Fehlerausganges verbunden.
Die Reihenschaltung der Induktivität 15 und des Kondensators 17 ist über
die entgegengesetzt gepolten Gleichrichter 24 und 25 und die Widerstände 26 und
27 ebenfalls an die Ausgangsklemmen 22 und 23 angeschlossen. Die Ausgangsklemmen
22 und 23 sind über die Widerstände 28 und 29 und über
den Leiter 12 mit der Sekundärwicklung des Transformators 8
verbunden.
An die Sekundärwicklung 10 des Transformators 8 ist eine Spannungsregeleinrichtung
VR angeschlossen, die in der Lage ist, eine konstante Spannung an ihrem Ausgang
aufrechtzuerhalten. Die Induktivitäten 14 und 15 sind so eingestellt, daß
ein Frequenznormal vorliegt, wenn auch die Kapazitäten 16 und 17 entsprechend abgeglichen
sind. Bei einer Frequenzabweichung liegt an den Leitern 11 und
12
eine Spannung an, die bewirkt, daß ein Fehlersignal an den Ausgangsklemmen
22 und 23 ansteht, wenn die Frequenz der Hauptleiter 1 mit
der Normalfrequenz durch die Geräte 14 bis 17 verglichen wird. Wenn die Frequenz
des Transformators 8 nach Einführung dieser Frequenz in den Vergleichsstromkreis
13 von der Normalfrequenz als Folge zunehmender oder abgeworfener Last abweicht,
so steht sofort ein Fehlersignal an den Klemmen 22 und 23 an, das über den Leiter
33 auch am Potentiometer 31 liegt, welches zur Empfindlichkeitseinstellung der Frequenzabhängigkeit
dient. Der Abgriff 32 des Potentiometers 31 ist an den Leiter 33 angeschlossen,
der mit dem Summierungswiderstand 34 verbunden ist. Der Summierungswiderstand
34 seinerseits liegt parallel mit dem Summierungswiderstand 7.
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Es ist ferner eine Integration der Frequenzabweichungen vorgesehen.
Dies kann durch einen Oszillator 35 geschehen, der ein Korrektursignal zur Rückstellung
der Frequenz erzeugt. Der Oszillator 35
steuert einen Normalzeituhrmotor 36,
der an ein Differentialgetriebe 37 angeschlossen ist. Ferner ist das Differentialgetriebe
37 mit einem anderen Zeitwerk 39 gekuppelt, das seinerseits mit der Sekundärwicklung
10 des Transformators 8 verbunden ist. Der Transformator
8 ist an die Hauptleiter 1 angeschlossen. Wie hieraus hervorgeht,
arbeitet der Normalzeituhrmotor 36 in Abhängigkeit vom Oszillator 35 und
das Zeitwerk 39 in Abhängigkeit von der jeweils an den Hauptleitern 1 anliegenden
Frequenz. Die Austriebswelle 38 des Differentialgetriebes 37 wird
also das jeweils im System vorliegende Integral der Frequenzänderung anzeigen. Die
Austriebswelle 38 ist mit einem einstellbaren Abgriff 40 eines geeigneten
Potentiometers 41 verbunden. Das Potentiometer ist mit einer Mittelanzapfung
versehen und am Punkt 42 geerdet. Hierdurch steht der einstellbare Abgriff
40 in Abhängigkeit vom Integral des Frequenzabfalles und dem Integral des
Frequenzanstieges. Die Enden des Potentiometers 41 sind an eine geeignete
Hilfsgleichstromquelle 43 angeschlossen. Der einstellbare Abgriff 40 ist
ferner mit dem Summierungswiderstand 44, der seinerseits parallel zu den
Summierungswiderständen 7 und 34
liegt, verbunden.
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Für Handsteuerung ist ein Handhebel 45 vorgesehen, mit dem eine Zusatzlast
eingestellt werden kann. Der Handhebel 45 ist mit dem einstellbaren Abgriff 46 eines
Potentiometers 47 verbunden, welches an eine Hilfsgleichstromquelle 48 angeschlossen
ist. Sein Mittelabgriff 49 ist geerdet, so daß mit dem Handhebel
45 von Hand eine Laststeigerung und
Lastminderung hervorgerufen
werden känn. Der Abgriff 46 ist ferner über den Summierungswiderstand 50, der mit
den Summierungswiderständen 7, 34 und 44 parallel geschaltet ist, verbunden. Alle
erwähnten Widerstände liegen am gemeinsamen Punkt 51. Das Summierungsnetzwerk, das
aus den Widerständen 7, 34, 44, 50 und 52 besteht, bildet eine Spannung, die sich
zusammensetzt aus einer der Laständerung des Systems proportionalen Spannung, aus
einer der Frequenzänderung proportionalen Spannung und aus einer Spannung, die dem
Integral der Frequenzabweichung proportional ist. Die so gebildete Spannung wird
einem beweglichen Glied 53 eines geeigneten Vibrators 54 zugeführt. Der Vibrator
54 ist über die Spule 55 an eine Wechselstromquelle 56 angeschlossen. Der Schwingkontakt
53 bewegt sich zwischen zwei festen Kontakten 57 und 58, an die ein Verstärker 59
angeschlossen ist. Am Ausgang des Verstärkers 59 ist eine erste Feldwicklung 60
eines Zweiphasenmotors 61 angeschlossen. Die zweite Feldwicklung 62 des Zweiphasenmotors
61 liegt an dem Wechselstromkreis 56. Somit dreht sich der Motor 61 in einer Richtung.
Die Welle 63 des Motors 61 ist mit einem einstellbaren Abgriff 64 eines geeigneten
Potentiometers 65 verbunden, das seinerseits mit seinen Enden an die Batterie 66
angeschlossen ist. Der einstellbare Abgriff 64 des Potentiometers 65 ist ferner
über den Leiter 67 zur Bildung einer Rückführung mit dem Verstärker 59 verbunden.
Die Mittelanzapfung 68 des Potentiometers 65 ist geerdet. An den Enden des Potentiometers
65 liegt negatives und positives Potential. Ferner ist an die Welle 63 ein Walzenschalter
69 angeschlossen. Der Walzenschalter 69 dient zur Steuerung der Geschwindigkeit
des Gleichstrommotors 70. Der Gleichstrommotor 70
treibt einen Wechselstromgenerator
71 an, der über den Leiter 72 ein Fernfrequenzsignal an die Fernsteuerleitung 73
abgibt.
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Wenn gewünscht wird, die Frequenz des Generators 71 zu erniedrigen
oder zu erhöhen, so wird die Erregung der Motorwicklung 74 des Gleichstrommotors
70 erhöht oder erniedrigt. Hierzu dienen zwei verschiedene Steuerkreise.
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Der erste Steuerkreis bewirkt eine schnelle Steigerung oder Erniedrigung
der Geschwindigkeit des Antriebsmotors 70. In diesem Steuerkreis liegen zwei Widerstände
75 und 76, die mit der Feldwicklung 74
und einem einstellbaren
Widerstand 77, der durch den Steuermotor 78 eingestellt wird, in Reihe geschaltet
sind. Um eine Grunderregung in der Feldwicklung 74 zu erzeugen, die die Möglichkeit
bietet, die Drehzahl des Wechselstromgenerators 71 zu steigern und zu vermindern,
ist es erforderlich, den Widerstand 76 mit der Feldwicklung 74 über das Kontaktstück
79 kurzzuschließen. Das Kontaktstück 79 ist über die Kontakte 80 und 81 mit den
Leitern 82 und 83 verbunden, welche ihrerseits an die beiden Enden des Widerstandes
76 angeschlossen sind, so daß der Widerstand 76 in drei von fünf Stellungen des
Walzenschalters 69 kurzgeschlossen ist. Um eine Frequenzerhöhung am Ausgang des
Wechselstromgenerators 71 zu erzielen, wird der Walzenschalter 69 nach rechts bewegt,
wie es in F i g. 1 A bei RR dargestellt ist. Dabei wird der Widerstand 76 in den
Stromkreis des Motorfeldes 74 eingeschaltet. Die Erregung der Feldwicklung 74 wird
geschwächt, und die Drehzahl des Motors 70 steigt an. Bei ganz hohen Werten der
Widerstände 75 und 76 wird ein schnelles Ansteigen der Motordrehzahl erzielt. Wird
der Walzenschalter nach links zurückbewegt, so steigt die Erregung des Feldes 74,
und die Ausgangsfrequenz am Wechselstromgenerator 71 sinkt. Ist der Walzenschalter
voll nach links bewegt in seine niedrigste Stellung LL, so wird der Kontakt 84 mit
dem Kontaktstück 79 verbunden. Hierdurch wird auch der Widerstand 75 mit dem Ergebnis
einer noch größeren . Erregung des Feldes 74 kurzgeschlossen, die bewirkt, daß der
Motor 70 weiter in seiner Drehzahl abfällt und am Ausgang des Wechselstromgenerators
71 eine noch niedrigere Frequenz anliegt. Die zwei beschriebenen Betriebsstellungen,
die höchste Stellung RR und die niedrigste Stellung LL, bewirken eine sehr große
Frequenzänderung am Ausgang des Wechselstromgenerators 71.
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Außerdem ist ein einstellbarer Widerstand 77 vorgesehen, der eine
langsame Änderung der Geschwindigkeit des Motors 70 durch Steuerung des Feldes
74
gestattet.
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Wenn der Walzenschalter 69 nach rechts in die Stellung R gebracht
ist, so verbindet das Kontaktstück 85 die Kontakte 87 und 88. Dadurch wird die Erregung
des Steuermotors 78 erhöht. Es fließt ein Strom vom Kontakt 88 über die Batterie
89, die Ankerwicklung 90, die Feldwicklung 91 zum Kontakt 87. Der Anker treibt die
Ausgangswelle 92 an, die ihrerseits mit dem Untexsetzungsgetriebe 93 verbunden ist.
Das Untersetzungsgetriebe ist über die Ausgangswelle 94 mit dem Abgriff 95 des einstellbaren
Widerstandes 77 verbunden.
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Eine Bewegung des Walzenschalters 69 nach rechts hat eine Bewegung
des einstellbaren Abgriffes 95 in Uhrzeigerrichtung zur Folge. Hierdurch wird der
dem Feld 74 vorgeschaltete Widerstand vergrößert und die Erregung für den Motor
70 herabgesetzt, was eine langsame Zunahme der vom Wechselstromgenerator
71 abgegebenen Frequenz bewirkt.
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Wird der Walzenschalter 69 nach links bewegt, so. wird hierdurch das
untere Kontaktstück 86 mit den Kontakten 88 und 96 verbunden. Somit fließt ein Strom
zum Steuermotor 78, der dessen Drehrichtung umkehrt. Der Strom verläuft dann vom
Kontakt 88
über die Batterie 89 zum Anker 90, zur Feldwicklung 97 und zum
Kontakt 96. Die umgekehrte Drehrichtung des Motors 78 hat zur Folge, daß sich das
Untersetzungsgetriebe 93 bewegt und den Abgriff 95 entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt.
Hierdurch wird eine Zunahme des Nebenschlußfeldes 77 und ein Ansteigen der Erregung
des Motors 70 hervorgerufen, so daß seine Drehzahl und damit auch die Frequenz
am Wechselstromgenerator 71 abnimmt. Die Fernsteuerfrequenz wird über den
Leiter 73 ständig jedem Generator zugeführt, so daß diese über das Verteilergerät
gesteuert werden.
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Die Frequenz des Generators 71 wird also ansteigen oder abnehmen,
solange ein Fehler vorliegt, der von der Welle 63 angezeigt wird.
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F i g. 1 B zeigt eine Station mit zwei Generatoren und Generatorsteuersystemen
98 und 99. Der Generator 100 und sein Steuersystem 98 sind im einzelnen dargestellt.
Weil das Generatorsystem 98 mit dem Generatorsystem 99 übereinstimmt, ist dieses
nur als Blockschaltbild dargestellt.
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Das Generatorsteuersystem 98 enthält einen Generator 100, der
durch irgendeine geeignete Dampfturbine 101 angetrieben wird. Die Dampfturbine wird
ihrerseits durch ein Hauptventil 102 gesteuert, das
den zugeführten
Dampf in seiner Größe steuert. Der Generator 100 ist auf geeignete Weise
mit einer Schaltstation über die Sammelschienen 104, die ihrerseits über
die Leitungen 105 mit dem Hauptleitersystem verbunden sind, angeschlossen.
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Die ankommende Frequenz wird über die Verbindungsleitungen 73 jedem
Generatorsteuersystem 98 bzw. 99 der Station zugeführt, so daß sie die Abgabeleistung
der Generatoren bestimmt. Es muß dazu eine Frequenzerzeugungseinrichtung vorgesehen
werden, die die Leistung jedes Generators steuert. Ferner muß die Abgabeleistung
des Generators erfaßt und verglichen werden mit der Frequenz an den Leitern 73.
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Das Hauptventil 102 für die Turbine 101, die den Generator
100 antreibt, ist mit einem Regler ausgestattet (hier vereinfacht dargestellt
durch einen Steuermotor 106), der zwei in Reihe geschaltete Felder
107 und 108 enthält, wodurch ein Reversierbetrieb des Motors
106 möglich ist. Für den Regler kann eine der gebräuchlichen Typen verwendet
werden. Der Motor 106 ist noch über die Verbindung 109 mit dem Hauptventil
102 und dem einstellbaren Abgriff 110 eines Potentiometers
111 verbunden.
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Zum Potentiometer 111 sind mehrere Widerstände 112, 113 und
114 parallel geschaltet zur Bildung einer nichtlinearen Charakteristik. Jeder der
Parallelwiderstände 112, 113 und 114 ist seinerseits mit einem einstellbaren
Abgriff ausgestattet, so daß es möglich ist, die nichtlineare Charakteristik des
Potentiometers 111 für die genaue Generatorsteuerung einzustellen. Das nichtlineare
Potentiometer 111 dient zur Darstellung der Zuwachskostenkurven der Turbine 101
und des Generators 100 in der Station.
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Um eine genauere Steuercharakteristik am Potentiometer zu erreichen,
ist es notwendig, das Potentiometer an eine Spannungsquelle anzuschließen, die den
Brennstoffkosten der Turbine proportional ist. Zur Nachbildung der Brennstoffkosten
ist ein Einstelltransformator 115 vorgesehen. Dieser enthält einen einstellbaren
Abgriff 116, so daß es möglich ist, ihn entsprechend den Brennstoffkosten
einzustellen. Der einstellbare Transformator 115 wird von einer geeigneten
Wechselstromquelle 117 gespeist. An ihn ist ein Vollweggleichrichter
118 angeschlossen, so daß an den Leitern 119 und 120 eine Gleichspannung
anliegt. Die gleiche Gleichspannung liegt auch am nichtlinearen Einstellpotentiometer
111. Hierdurch kann also über den Einstelltransformator eine Spannung für
die Brennstoffkosten am Potentiometer 111
erzeugt werden, an dem seinerseits
die Zuwachskostenkurve für den Generator 100 und die Turbine 101 abgenommen
werden kann. Zur Anzeige der Brennstoffkostenspannung ist am Ausgang des Vollweggleichrichters
118 ein Spannungsmesser 121 angeordnet, der in Brennstoffkosten geeicht
ist.
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Der Abgriff 110 des Potentiometers 111 für die Zuwachskosten, das
an der Brennstoffkostenspannung liegt, ist über den Leiter 122 mit der Steuerwicklung
123 eines Gleichstrommotors 124 verbunden. Ferner ist die Steuerwicklung
123 über den Leiter 125 an ein Ende des Potentiometers 111
angeschlossen. Durch Verstellung des Abgriffes 110
kann die Erregung der Feldwicklung
123 in Abhängigkeit von den Brennstoffkosten und den Zuwachskosten eingestellt
werden.
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Zur Speisung des Motors 124 ist eine Gleichstromquelle 126
vorgesehen. Der Motor 124 ist ferner mit dem Wechselstromgenerator 127 über
die mechanische Verbindung 128 verbunden. Somit erzeugt der Wechselstromgenerator
127 in den Leitern 129 eine Frequenz, die an den Frequenzmeßkreis
130 abgegeben wird. Am Frequenzmeßkreis liegen also die Sollfrequenz, herrührend
vom Leiter 73 und 131,
und eine weitere Frequenz, herrührend vom Leiter
129. Die beiden Frequenzen werden darauf im Frequenzmeßkreis verglichen, und je
nachdem, ob die ankommende Frequenz an den Leitern 131 höher oder niedriger
ist als die Frequenz an den Leitern 129, wird den Relais 132 oder
133 ein Strom zugeführt. Wenn der Frequenzmeßkreis dem Relais 132
Strom
zuführt, dann wird der Kontakt 134 geschlossen. Hierdurch bildet sich ein
Stromkreis für den Motor 106 über dessen Feldwicklung 107 und die
Gleichstromquelle 135 aus. Der Motor wird sich also bewegen, und die Zuleitung
zur Turbine 103
wird vergrößert, so daß die Ausgangsleistung des Generators
100 ebenfalls größer wird.
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Ist die Vorgabefrequenz am Leiter 73 geringer als die vom Wechselstromgenerator
127 gelieferte Frequenz, so wird das Relais 133 erregt und schließt
seinen Kontakt 136. Hierdurch wird ein Stromkreis mit umgekehrter Stromrichtung
für den Motor geschlossen. Der Strom fließt dabei über die Reihenschlußwicklung
108, den Anker des Motors 106, die Hilfsgleichstromquelle
135 und den Kontakt 136 des Relais 133. Sobald das Relais
133 erregt ist, ist das Relais 132 unerregt und unterbricht den vorher
erwähnten Stromkreis für den Motor 106. Durch die Rückwärtsbewegung des Motors
wird das Ventil 102
in eine Stellung zurückgeführt, die die zugeführte Dampfmenge
zur Turbine 101 vermindert. Zur gleichen Zeit wird das Potentiometer
111 so bewegt, daß die Erregung des Feldes 123 ansteigt. Hierdurch
wird die durch den Wechselstromgenerator 127 dem Meßkreis 130 angebotene
Frequenz verringert. Sind beide Frequenzen gleich, so sind die Relais
132 und 133 entregt. Die Geschwindigkeit der Turbine 101
wird
dabei konstant gehalten.
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Ferner müssen die Übertragungsverluste zwischen den Stationen oder
zwischen den Generatoren und dem Lastzentrum des Systems berücksichtigt werden.
Hierfür wird ein Stromkreis zur Änderung der Ausgangsfrequenz des Generators
127 in Abhängigkeit von der Entfernung der gesamten zu liefernden Last von
der Station bis zum Lastschwerpunkt vorgesehen. Hierzu wird die Gesamtabgabeleistung
der Station, die die zwei Generatorsysteme 98 und 99 enthält, am Ausgang
der Station erfaßt, um sehr genau die übertragungsverluste zu bestimmen. Es dient
dazu ein Thermoumformer 137, der mit einem Stromwandler 138 ausgestattet
ist, der seinerseits an die Ausgangsleiter 105 der Station angeschlossen
ist. Ferner ist ein Spannungswandler 139 an die Sammelschiene 104
angeschlossen
und mit dem Thermoumformer 137
verbunden. An den Ausgang des Thermoumformers
ist ein Vibratorkontakt 140 angeschlossen, der wechselweise Leistung zu den
Kontakten 141 und 142 am Eingang eines geeigneten Verstärkers
143
zuführt. Der Verstärker 143 speist einen zweiphasigen Steuermotor
144. Hierzu ist der Verstärker 143
an die Steuerwicklung
145 des zweiphasigen Steuermotors 144 angeschlossen. Die Ankerwicklung
146
des Vibrators 140 und die zweite Wicklung 147 des. Zweiphasenmotors
144 sind jeweils an die gemeinsame Wechselstromquelle 148 angeschlossen.
Somit
wird der Zweiphasenmotor 144 so angetrieben, daß er eine dem
relativen Leistungsanstieg im Leiter 1 des Systems entsprechende Stellung einnimmt.
Der Zweiphasenmotor 144 ist ferner über ein geeignetes Hebelgestänge 149 mit einem
einstellbaren Abgriff 150 des Potentiometers 151 verbunden. Das Potentiometer 151
ist über einen einstellbaren Widerstand 152 an den Vollweggleichrichter 118 angeschlossen.
Somit liegt am Potentiometer 151 eine Leistung, die den Brennstoffkosten der von
der Turbine an den Generator 101 gelieferten Leistung proportional ist. Der einstellbare
Abgriff 150 ist über den Leiter 153 an die Differentialwicklung 154 angeschlossen,
die dem Antriebsmotor 124 für den Wechselstromgenerator 127 zugeordnet ist. Das
andere Ende der Differentialwicklung ist ferner an die zweite Ausgangsklemme des
Vollweggleichrichters 118 angeschlossen. Wie hieraus hervorgeht, wird die Erregung
der Differentialwicklung direkt proportional dem Anstieg der Abgabeleistung über
die Hauptleiter 105 der Station geändert. Wenn die Abgabeleistung der Station über
die Hauptleiter 105 größer wird, wird die Erregung der Differentialwicklung ansteigen.
Ein Ansteigen der Erregung der Differentialwicklung bewirkt eine Abnahme der Gesamterregung
des Motors 124 mit dem Ergebnis, daß seine Drehzahl zunimmt und damit die vom Wechselstromgenerator
127 ausgehende Frequenz. Durch das Anwachsen der Differenzfrequenz muß auch die
Vorgabefrequenz ansteigen, um angenähert die übertragungsverluste auszugleichen,
so daß die Ausgangsleistung des Generators 100 ebenfalls zunimmt.
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Die dem Antriebsmotor für die Stationsübertragungsverluste zugeordnete
Welle 149 ist ferner mit einem Steuersystem für das Generatorsystem 99 verbunden,
das seinerseits von dem gleichen Steuersystem - wie oben für den Generator 98 beschrieben
- gesteuert wird.