AT73942B - Getriebseinrichtung für Wasserkraft-Elektrizitätswerke mit stark wechselnder Gefällshöhe und mit unmittelbar von den Turbinen angetriebenen Wechselstrom-Synchrongeneratoren. - Google Patents

Description

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  Betriebseinrichtung für Wasserkraft-Elektrlzitätswerke mit stark wechselnder   gefälles-   höhe und mit unmittelbar von den Turbinen angetriebenen Wechselstrom-Synchron- generatoren. 



   Bei Wasserkraft - Elektrizitätswerken mit veränderlichem Gefälle, bei denen die Wechselstrom - Synchrongeneratoren von den Turbinen unmittelbar angetrieben werden, erfolgte bisher die der jeweiligen Gefällshöhe entsprechende Anpassung entweder derart, dass durch hydraulische Regelung der Turbine die   Umiaufszah ! des Stromerzeugers   konstant 
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 frei der jeweiligen Gefällshöhe entsprechend einstellen und verwendete Synchrongeneratoren, um die Spannung des erzeugten Stromes der kontinuierlich wechselnden Umlaufsgeschwindigkeit der Turbine entsprechend selbsttätig zu regeln. 



     Di"erstere Hegelungsart   ist jedoch bei Kraftanlagen, bei denen die   Gefällshöhe     inne@@alb sehr weiter   Grenzen wechselt, unwirtschaftlich, weil eine gegebene Turbine bloss dann   bei konstanter Fmtaufszah)   mit gutem Wirkungsgrade arbeiten kann, wenn die Gefällshöhe der gegebenen Umlaufszahl entspricht, d. h. es wird der Wirkungsgrad der 
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 beim Sinkun der   Gefällshöhe   die Leistung der Kraftanlage ohnehin im Verhälthis zur Abnahme der Gefällshöhe abnimmt, so dass die gleichzeitige Abnahme des Wirkungsgrades der Turbinen doppelt ins Gewicht fällt, Die zweite Regelungsart führt zu Anlagen, deren elektrische Einrichtungen grossere Anlagekosten erheischen und einen schlechteren Wirkungbgrad aufweisen. 



   Bei der ersteren   RI'gelungsart   leidet also der Wirkungsgrad des hydraulischen, be der zweiten Regelungsart aber der Wirkungsgrad des elektrischen Teiles der Anlage. 



   Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun eine Betriebseinrichtung für Wasserkraft-ElektfizitätswerkemitstarkwechselnderGefällshöheundmitunmittelbarvon den Turbinen angetriebenen Synchrongeneratoren, durch die die oberwähnten Nachteile beseitigt werdea und der höchste Wirkungsgrad sowohl für den hydraulischen als auch für den elektrischen Teil der Anlage beibehalten wird. 



   Das Wesen der eifindungsgemässen Betriebseinrichtung besteht darin, dass bei wechselnder Gefällshöhe die   Umiaufszahl   der mittels eines geeigneten Geschwindigkeitsreglers auf zwei oder mehrere verschiedene, für sich konstant gehaltene Geschwindigkeitsstufeu oinregolbaren Turbiue auf die der jeweiligen Gefällshöhe günstigste Geschwindigkeits- 
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 Stromes konstant gehalten worden. Da die elektrische Regelung bzw.

   Anpassung der Stromerzeuger bzw. des durch diese Stromerzeuger gelieferten Stromes bei stark wechselnder   Umlaufszahl   der Turbine mit bedeutend besserom Wirkungsgrade erfolgen kann, als bei konstanter   Geschwindig1ieit dio   Anpassung der Turbine dem stark wechselnden Gefälle, so arbeitet die anlage wirtschaftlich selbst dann, wenn die   Gefällshöhe   innerhalb sehr weiterGrenzenwechselt. 



   Zur Erzielung einer gleichbleibenden Spannung bei wechselnder Umlaufszahl des   Stromerzeugers   wird das Netz über einen Transformator mit wechselndem Umsetzungs- 

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 verhältnis gespeist. In dem Falle, wo es darauf ankommt, auch die   Wechselzahl   konstant zu erhalten, kann hiezu irgend ein Verfahren   ur   Fre (luenzumformung benutzt werden. 



   Wenn sich z. B. das Gefälle der Wasserkraftanlage zwischen 2 bis 5 ni ändert, so kann man die Turbine bzw. den mit dieser gekuppelten Wechselstromerzeuger mit zwei Geschwindigkeitsstufen laufen lassen. Die Turbine würde etwa bei einem Gefälle von   3'5   bis 5   m   mit der normalen Umlaufsgeschwindigkeit laufen und der Wechselstromerzeuger eine Frequenz von z. B. 50 Perioden liefern. Sinkt das Gefälle auf 2 bis   3'5 hot,   so wird die Turbine auf eine um   25%   geringere Umlaufszahl geregelt, so dass der Wechselstromerzeuger einen Strom von   bloss 37-5   Perioden liefert. Dieser Strom wird nun dem Netz über einen Frequenzumformer beliebiger bekannter Art zugeführt, der die Frequenz von 37-5 Perioden auf 50 Perioden erhöht. 



   Selbstverständlich kann man statt zwei Geschwindigkeitsstufen auch mehrere vorsehen.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Betriebseinrichtung für Wasserkraft-Elektrizitätswerke mit stark wechselnder Gefällshöhe und mit unmittelbar von den Turbinen angetriebenen Wechselstrom-Synchrongeneratoren, dadurch gekennzeichnet, dass bei wechselnder Gefällshöhe die Umtauzahl der mittels eines geeigneten Geschwindigkeitsreglers auf zwei oder mehrere verschiedene, für sich konstant gehaltene Geschwindigkeitsstufen einregelbaren Turbine auf die der jeweiligen Gefällshbbe günstigste Geschwindigkeitsstufe eingestellt und der stromerzeugende Teil der Anlage derart elektrisch geregelt bzw. angepasst wird, dass die in Betracht kommenden Grössen des in das Netz gespeisten elektrischen Stromes konstant gehalten werden.