DE632118C - Einrichtung zur Regelung von Kraftmaschinen zum Antriebe von parallel arbeitenden Wechselstromsynchrongeneratoren - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Regelung von Kraftmaschinen zum Antriebe von parallel arbeitenden Wechselstromsynchrongeneratoren Um bei Belastungsstößen in Kraftwerken mit Synchrongeneratoren die Dauer der Frequenzabsenkungen zu verringern, hat man bereits vorgeschlagen, die Verstellung der Kraftmittelzufuhr der Primärmaschinen nicht nur abhängig von der Frequenzänderung, sondern auch gleichzeitig abhängig von der Belastungsänderung vorzunehmen. Die bekannten Regelungen haben den Nachteil, daß sie leicht zu Pendelungen neigen; werden sie mit dämpfenden Rückführungen versehen, so verhindern diese meist, daß der Belastungsstoß, der die Frequenzabweichung verursachte, in ausreichendem Maße durch Erhöhung der Kraftmittelzufuhr der Primärmaschine ausgeglichen wird.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einem Frequenzregler die zusätzliche Leistungsbeeinflussung derart ausgebildet, daß sie nur bei Laststößen wirksam ist, bei langsamen Laständerungen jedoch unwirksam ist. Dies wird erfindungsgemäß durch zwei gegeneinanderwirkende Leistungsbeeinflussungen erreicht, von denen die erste unverzögert, die zweite verzögert arbeitet und erst nach einer gewissen Zeit den Einfluß der ersten ausgleicht.
• In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde angenommen, daß ein in einem Kraftwerk vorhandener statischer Drehzahlregler mit Verstellmotor mit den neuen Regeleinrichtungen nachträglich zu versehen ist. Die Steuerung des Verstellmotors i erfolgt über die Schütze 2 und 3, die die Erregerwicklungen 4 oder 5 des Motors i an Spannung legen und diesen dadurch im einen oder anderen Sinne zum Anlauf bringen. Die Steuerung der Schütze z und 3 erfolgt durch den Kontaktgeber 6. Dieser besitzt einen in der Schneide 7 gelagerten Kontakthebel 8, der je nach seinem Ausschlag die zu den Relais 2 und 3 führenden Kontakte 9 oder i o an Spannung legt. Die Kontakte 9 und io werden von dem Anker i i getragen, der unter dem Einfluß der Spulen 12 steht.
• An dem Kontakthebel 8 greifen ferner die Anker 13 und 14 an. Auf den Anker 13 wirken die Spulen 15 und 16, auf den Anker 14 wirken die Spulen 17, 18, 19 und 2o. Die Spulen 16 bis 20 werden von den Schienen 21 gespeist, an denen der Generator der zu regelnden Primärmaschine liegt. An die Schienen 2 i sind Spannungswandler 22 und 23 sowie ein Stromwandler 24 angeschlossen. Der Wandler 22 speist über eine einstellbare Drossel 25 und einen Kondensator 26 die , Spule 16; dieser Stromkreis ist besonders frequenzempfindlich (Resonanzschaltung). Die Spulen 17 und 18 einerseits und i 9 und 2o andererseits üben Kräfte' auf den Anker 14 aus, die der Leistung des Generators proportional sind. Die Spulen sind dabei so geschaltet, daß ihre Kräfte im Ruhezustahd sich aufheben. Die den Spulen i 9 und vorgeschalteten Drosseln 27 bewirken lei;a doch, daß Laststöße sich in diesen Spulen langsamer bemerkbar machen als in den Spulen i 7 und 18.
• Der Kontaktarm 8 wird durch die Federn 28 in der Mittellage gehalten. Die Spüle 15, die über einen Widerstand 29 an den Hilfsschienen 3o liegt, liefert eine einstellbare Gegenkraft.
• Tritt nun eine Frequenzänderung an den von dem zu regelnden Generator gespeisten Schienen 21 ein, z. B. eine Frequenzerhöhung, so spricht der Frequenzregler bereits auf die ,die Frequenzänderung verursachende Laständerung an. Die von den Spulen 17 und 18 auf den Anker 14 ausgeübte Kraft läßt bei einer beispielsweise eine Frequenzerhöhung verursachenden Leistungsverizngerung nach. Dies bedeutet eine entgegen dem Pfeil der Figur bei den Spulen 17 und 18 wirkende Kraft. Im gleichen Sinne wirkt bei der Frequenzerhöhung die Spule i 6; die eine in Richtung des Pfeiles wirkende Kraft auf den Anker 13 ausübt. Der Kontakthebel 8 bewegt sich also unter dem Einfluß der Spulen 16 bis 18 nach oben und schließt die Kontakte 9, die den Verstellmotor i an Spannung legen. Der Verstellmotor i verschiebt nun die Charakteristik der Kraftmaschine, da ja die Frequenz zu hoch war, so daß Kraftmaschine und Generator entlastet werden. Die Spulen ig und 2o, die verzögert zur Wirksamkeit kommen, verringern nun ebenfalls ihre Zugkraft. Gegenüber dem vorherigen Zustand bedeutet dies eine Kraft in Richtung entgegen dem bei den Spülen ig und 2o eingetragenen Pfeil. Der Pfeil entsprach dem Ausgleichszustand. Es tritt also eine Unterbrechung an den Kontakten 9 ein, die noch durch die bei Frequenzabsenkung sinkende Kraft der Spule 16 unterstützt wird.
• Sind die Spulen 17 und i 8 einerseits und i g und 2o andererseits im Ruhezustand völlig ausgeglichen, so wirken dann auf den Kontakthebel nur die Kräfte der Spulen 15 und 16. Der Regler arbeitet offenbar isodrom. Durch Verstellung der Vorschaltwiderstände 33 kann man dieses Gleichgewicht der Spulen 17 und 18 und ig und 2o andererseits beseitigen, derart, daß auf den Anker 14 eine zusätzliche leistungsabhängige Kraft ausgeübt wird. Jeder bestimmten Leistung ist dann eine bestimmte Frequenz zugeordnet. Der Regler arbeitet also statisch. Die Neigung der Charakteristik kann durch Verstellung der Widerstände 33 geregelt werden. Ein momentaner Übergang von statischer auf e_feodromregelung ist ohne weiteres möglich. ,-ine Verstellung des Widerstandes 29 beeine Änderung der konstanten Gegent des Reglers, also eine Verschiebung der requenzleistungscharakteristik in Richtung der Frequenz.
• Es ist bekanntlich erwünscht, daß bei stark belasteten Maschinen die Belastung langsam, eine Entlastung jedoch schnell vorgenommen wird, während gering belastete Maschinen schnell belastet, jedoch langsam entlastet werden sollen. Bei der neuen Regelung erreicht man dies durch den Widerstand 31. Die Anzapfung dieses Widerstandes verstellt man zu diesem Zweck abhängig von der von der Kraftmaschine abgegebenen Leistung, also z. B. von der Verstellung des Kraftmittelzufuhrorgans. Je nach der Lage der Widerstandsanzapfung ist der Erregerstrom in Wicklung 4 oder Wicklung 5 der stärkere oder schwächere.
• Die gleiche Wirkung der Leistungsabhängigkeit der Regelung kann man auch erzielen, wenn man die auf den Anker i i einwirkenden Spulen 12 in einer wattmetrischen Schaltung von der Leistung des Generators abhängig macht. Je nach der Stellung des Ankers i i ist dann der Weg, den der Kontakthebel 8 bis zu den Kontakten g oder io .zurücklegen muß, größer oder kleiner, da sich der Kontakthebe18 nicht mehr in der Mitte zwischen den Kontakten 9 und i o befindet.
• In der Figur ist noch eine andere Hilfseinrichtung vorgesehen, die ebenfalls eine Einstellung der Statik gestattet. Die Schneide 7, in der der Kontakthebel 8 gelagert ist, kann durch die Stellschraube 32 längs des Hebels 8 verschoben werden. Damit ändert sich das Verhältnis der Hebelarme des Ankers 13 und des Ankers 14, also das Verhältnis der frequenzabhängigen und leistungsabhängigen Kräfte. Macht man diese Verschiebung der Schneide 7 abhängig von den wattmetrischen Spulen, die über den Anker i i die Kontakte 9 und i o verstellen, so erhält man eine Charakteristik, deren Neigung abhängig von der Leistung ist. Derartige gekrümmte Charakteristiken sind bekanntlich für den Parallelbetrieb außerordentlich vorteilhaft.
• Wie oben bereits angegeben ist, ist die Regelung nach der Figur für einen Betriebsfall entworfen, in dem ein vorhandener Regler mit Verstelhnotor nach dem neuen Regelverfahren arbeiten soll. Bei neu zu entwerfenden Regeleinrichtungen kann man jedoch auch so vorgehen, daß man mit dem Hebe18 .einen Steuerkolben kuppelt, der unmittelbar beispielsweise das Drucköl für den Servomotor steuert. Den zugehörigen Steuerzylinder kann man dann wieder abhängig von der Leistung der Kraftmaschine, etwa durch ein wattmetrisches Relais, verschiebbar machen.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Regelung von Kraftmaschinen, insbesondere zum Antriebe von Wechselstromsynchrongen.eratoren, die in einem - Netz parallel miteinander arbeiten, unter Verwendung eines Frequenzreglers, dessen Regelimpulse gleichzeitig von stoßweisen Leistungsänderungen abhängig gemacht sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Befehlsgeber des Frequenzreglers zwei gegeneinander wirkende und von derselben Art der Leistung herrührende Leistungsbefehle gegeben werden, von denen der eine verzögert, der andere unverzögert wirkt, derart, daß nur stoßweise Laständerungen des Generators in die Antriebsmaschinenregelung desselben vorübergehend eingreifen.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Kontaktgeber (6), der von zwei gegeneinander wirkenden wattmetrischen Spulengruppen (17, 18 bzw. i9, 2o) beeinflußt wird, wobei den Spulen der eizien Gruppe zusätzliche Induktivitäten (27) zur Verzögerung von Stromstößen vorgeschaltet sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befehlsgeber des Frequenzreglers als Kontakthebel (8) ausgebildet ist, der gegebenenfalls über Hilfsrelais (2, 3) auf den Verstellmotor (i) eines normalen statischen Drehzahlreglers (mit Fliehkraftreglermuffe und Gestängerückführung) einwirkt. q..
4. Einrichtung nach Anspruch 3, da-. durch gekennzeichnet, daß auf einen am Kontakthebel angebrachten Anker (13) eine Spule (16) einwirkt, deren Strom proportional der Frequenz des zu regelnden Generators ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch ¢, gekennzeichnet durch eine weitere, von konstantem, einstellbarem Strom durchflossene Spule (i5).
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkontakte (9, io) des Kontakthebels (8) abhängig von der von der Kraftmaschine abgegebenen Leistung verstellt werden.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, da-' durch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Gegenkontakte durch ein an die Klemmen des Generators angeschlossenes wattmetrisches Instrument erfolgt. B.
8. Einrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der verzögert wirkenden Leistungsbefehle einstellbar ist, um die Regelbarkeit der Statik und einen Übergang von statischem auf Isodrombetrieb zu ermöglichen.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 2 und 8, gekennzeichnet durch Regelwiderstände (33) im Stromkreis der zusätzliche Induktivitäten enthaltenden wattmetrischen Spulengruppen. io. Einrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, - daß auf einen Steuerhebel des Frequenzreglers Leistungs- und Frequenzglieder mit verschiedenem Hebelarm wirken und der Drehpunkt des Hebels zwecks Einstellung der Statik verschiebbar ist. i i. Einrichtung nach Anspruch i o, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt des Steuerhebels selbsttätig abhängig von der Leistung verschoben wird.