CH208139A - Control device for distributing the load. - Google Patents

Control device for distributing the load.

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CH208139A
CH208139A CH208139DA CH208139A CH 208139 A CH208139 A CH 208139A CH 208139D A CH208139D A CH 208139DA CH 208139 A CH208139 A CH 208139A
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Gesellschaft Fuer Elec Haftung
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Electrotech Erzeugnisse Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers

Description

  

  Regeleinrichtung zur Verteilung der Last.    Die Erfindung befasst sich mit der Auf  gabe, bei mehreren parallelarbeitenden Ma  schineneinheiten, z. B. Turbinen, Generato  ren, Ventilatoren, Pumpen, Kältemaschinen,  Dampfkesseln oder dergleichen die Lustver  teilung     derart    einzustellen, dass ein möglichst  hoher Gesamtwirkungsgrad erzielt wird.  Wenn die parallelarbeitenden Einheiten  gleichartig sind, ist diese Forderung im all  gemeinen erfüllt,     wenn    die Last gleich  mässig auf die     Einheiten    verteilt     wird.    Hier  bei bereitet also die     wirtschaftliche    Lustver  teilung     keinerlei    besondere Schwierigkeiten.

    Bei verschiedenartigen parallelarbeitenden  Energieumformern kann man bekanntlich die  wirtschaftlichste Lustverteilung erzielen,  wenn man die Differentialquotienten der       Kurven,    welche die Verluste jeder Einheit     in     Abhängigkeit von der     Belastung    darstellen  (Verlustkurve), vergleicht und alle zu regeln  den Einheiten möglichst auf den gleichen  Wert des Differentialquotienten einstellt.    Man geht dabei vorzugsweise von der für  jede Einheit     bekannten    Abhängigkeit zwi  schen der     abgegebenen    Leistung und der zu  geführten Leistung aus.

   An Hand dieser  Kurve lassen sich ohne weiteres die Verluste  der betreffenden Einheit in Abhängigkeit  von der Belastung bilden, und auf Grund der  so gewonnenen Verlustkurve lässt sich auf  Grund bekannter Methoden für jeden Bela  stungspunkt der Differentialquotient der  Verlustkurve angeben.  



  Das Hauptpatent bezieht sich auf eine       Regeleinrichtung    zur     Verteilung    der Last auf  mehrere parallelarbeitende Einheiten der  obengenannten Art, die mit die Energiezu  fuhr     beeinflussenden        Reglern    ausgerüstet  sind und wobei derartige Kurven, welche den  Differentialquotienten der Verlustkurve dar  stellen, verwendet werden. Bei dem Haupt  patent ist der die Energiezufuhr zu jeder der  parallelarbeitenden Einheiten beeinflussende  Regler mit einem zusätzlichen Steuerorgan      versehen, welches den Differentialquotienten  der zugehörigen Verlustkurve so wirksam  macht, dass die Differentialquotienten bei  allen     parallelarbeitenden    Einheiten gleich  sind.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine  besondere Ausführungsform des Gegenstan  des des Hauptpatentes, welche es gestattet,  die den Differentialquotienten der Verlust  kurve entsprechenden Kurven in besonders  einfacher Weise auf die Regler der Einhei  ten zur Wirkung zu bringen. Erfindungs  gemäss wird zu diesem Zweck eine Rückfüh  rungseinrichtung des Reglers jeder Einheit  von einem Kurvenlenker so gesteuert, dass die  Differentialquotienten der Verlustkurven  sämtlicher Einheiten dauernd praktisch den  selben Wert besitzen.  



  Man kann bei der praktischen Ausfüh  rung der Erfindung den Kurvenlenker bei  jedem Regler so ausbilden. dass er der zuge  hörigen     Differentialquotientenkurve    ent  spricht. In manchen Fällen ist     e5    aber auch  zweckmässig, dem Kurvenlenker bei einem  oder bei mehreren Einheiten, die die gleiche       Differentialquotientenkurve    besitzen, eine  beliebige     Neigung    zu geben. Man wird zum  Bespiel manchmal darauf Wert legen, dass  diese Neigung beispielsweise über den ganzen  Belastungsbereich konstant ist, um die zu  geordneten Energieumformer zu einer ent  sprechend der von dem Regler konstant zu  haltenden Grösse proportionalen Leistungs  abgabe zu zwingen.

   In diesem Fall werden  die     Kurvenlenker    aller     übrigen,    mit den zu  erst genannten Energieumformern parallel  arbeitenden Einheiten so ausgebildet, dass  trotzdem die Differentialquotienten der Ver  lustkurven sämtlicher Energieumformer  dauernd übereinstimmen.  



  Die Erfindung wird vorzugsweise so       verwirklicht,    dass der Regler jeder Einheit ein  zusätzliches Steuerorgan besitzt, welches bei  allen Energieumformern so eingestellt wird,  dass der Wert Null der     Differentialquotien-          tenkurve    bei allen Energieumformern im  Leerlauf bei demselben Wert der durch den  Regler konstant zu haltenden Grösse liegt.  Handelt es sich beispielsweise um Maschinen    zur Erzeugung von Wechselstrom, so wird  man vorzugsweise durch den Regler die Fre  quenz, bei Pumpen die Druckhöhe oder die  Fördermenge, bei Dampfkesseln den Dampf  druck konstant halten lassen.

   Die Erfindung  ermöglicht es, die wirtschaftliche     Lastvertei-          lung    bei mehreren parallelarbeitenden Ener  gieumformern zwangsläufig zu erzwingen,  ohne dass ein Nachregeln der einzelnen Ener  gieumformer von Hand erforderlich ist.  



  Um die Gesamtbelastung aller parallel  arbeitenden Energieumformer zu ändern,  wird vorzugsweise eine jedem Energieum  former zugeordnete zusätzliche Einstellvor  richtung für den Sollwert des Reglers ent  sprechend verstellt. Die Einstellung kann von  Hand vorgenommen werden, es ist aber auch  möglich, diese Einstellung zwangsläufig  durchzuführen in     Abhängigkeit.    von einem  für alle parallelarbeitenden Energieumformer  gemeinsamen Regler,     beispielmveise    einem  Frequenz- oder Leistungsregler. In diesem  Fall kann man die Anordnung so durchbil  den, dass die Stellung der Einstellvorrichtung  für den Sollwert des Reglers als elektrische  Grösse dargestellt wird, welche mit den ent  sprechenden Grössen der übrigen Einstellvor  richtungen verglichen wird.

   Bei einer Ände  rung des von dem gemeinsamen Regler be  stimmten Sollwertes werden dann besondere,  jedem einzelnen Energieumformer zugeord  nete Regler so beeinflusst, dass sie die Ge  samtbelastung auf die einzelnen parallel  arbeitenden Energieumformer wieder in der  wirtschaftlichsten Weise verteilen.  



  In der     Fig.    1 ist schematisch ein Aus  führungsbeispiel der Erfindung dargestellt.  Es ist     dabei    an eine Zentrale gedacht, in wel  cher drei durch Turbinen angetriebene Ge  neratoren parallel arbeiten. Das Ausführungs  beispiel lässt sich für eine beliebige Zahl von  Maschinen     erweitern,    da die einzelnen Geräte  parallel geschaltet sind und die Schaltung  durch neue Geräte beliebig ergänzt werden  kann. Die Generatoren und Antriebsturbinen  sind in der Figur nicht dargestellt. Mit 1 ist  der     Leitradservomotor    einer Antriebsturbine  des einen Generators bezeichnet.

   Der Kolben      dieses     Servomotors        beeinflusst    über das Ge  stänge 3 die     Treibmittelzufuhr    zur Turbine.  Mit 4 ist ein     Fliehkraftpendel    bezeichnet,  welches über das Pendelgetriebe 5 von der  Turbine angetrieben wird. Die als Steuer  hülse ausgebildete Pendelmuffe 6 verschiebt  sich bei einer Lastschwankung gegenüber  dem zunächst     feststehenden        Steuerstift    7. Bei  einer Belastung des Maschinensatzes ver  schiebt sich die Pendelmuffe 6 nach oben  und gibt dadurch mit ihrer untern Öffnung  einen Weg für das Steueröl frei.

   Das Steueröl  strömt an dem Steuerstift vorbei zu dem       Vorsteuerkolben    8 des     Regulierventils    9, der  einerseits durch den     Vorsteueröldruck,    ander  seits durch die Feder 10 belastet ist, und  hebt den     Vorsteuerkolben    8 an.  



  Der     Vorsteuerkolben    8 steht mit dem       Vorsteuerstift    7 durch das Gestänge 15, 16  in Verbindung, das seinen Drehpunkt in dem  Gelenk hat, welches die Stangen 16 und 23  untereinander verbindet. Der     Vorsteuerstift     7 wird durch die Bewegung des Vorsteuer  kolbens 8 in der Pendelmuffe 6 nach oben  bewegt, bis das weitere Einströmen des  Steueröls unterbrochen wird. Damit ist ein  vorläufiger Beharrungszustand eingestellt.  



  Der     Vorsteuerkolben    8 ist weiterhin mit  dem Regulierkolben 11 hydraulisch gekup  pelt. Sowie sich nämlich der     Vorsteuerkolben     8 nach oben bewegt, gibt er mit seinem  untern im Regulierkolben beweglichen Teil  den schräg nach unten führenden     sslablauf-          kanal    frei, durch den das Drucköl über dem  Regulierkolben abfliessen kann, gleichzeitig  drückt das unter den ringförmigen Wulst des  Kolbens nachströmende 01 diesen nach oben,  und zwar so lange, bis er     relativ    zum Vor  stenerkolben 8 seine ursprüngliche Lage ein  genommen hat.

   Durch die Bewegung des  Regulierkolbens 11 wird der rechten Hälfte  des Steuerzylinders 12 des     Leitradservo-          motors    1 Drucköl durch die     Leitung    14 zu  geführt. Der Kolben 2 bewegt sich dabei von  rechts nach links und vergrössert hierbei die       Leitradöffnung.     



  Durch die Bewegung des Servomotors 1  wird über einen Kurvenlenker 18 die Rück-         führung    eingeleitet. Bei der beschriebenen  Bewegung wird die Rolle 19 am Hebel 20  durch das Kurvenstück 18 gehoben, und es  wird hierbei     eine    Verschiebung der Ölbremse  21 nach unten bewirkt. Der Kolben dieser       Ölbremse    steht mit der Pendelmuffe 6 durch  die Stabilisierungsfedern 17 und 22 in Ver  bindung. Je nach dem     Verschiebungssinne     erhält die Zugfeder 17 oder die Druckfeder  22 Spannung. Bei der angenommenen     Bewe-          gung    erhält die Zugfeder 17 Spannung und  erteilt der Pendelmuffe 6     eine    zusätzliche  Kraft, welche die Muffe nach unten zieht.

    Die durch den     Vorsteuerstift    geschlossenen  untern     Öffnungen    der Pendelmuffe werden  dadurch so freigegeben, dass das unter dem       Vorsteuerkolben    8     befindliche    Drucköl ab  strömen kann. Unter dem Druck der Feder 10  sinkt der     Vorstenerkolben    8 ab und steuert  den     Vorsteuerstift    7     in    die Mittellage zu  rück, wodurch der Bewegungsvorgang des  Kolbens 2 unterbrochen wird.  



  Wäre der Kolben der Ölbremse fest, so  würde die     Turbine        nunmehr    in     einem    neuen       Beharrungszustande,    jedoch mit veränderter  Drehzahl     verbleiben.    Die Bremse besitzt       jedop-h    eine kleine     Umlauföffnung    und der       Bre,nskolben    verdrängt unter dem Einfluss  der     Spannung    .der Stabilisierungsfeder das  01 in der Bremse langsam von der einen  nach der andern Kolbenseite.

   Diesem Durch  sinken des Bremskolbens entsprechend ent  spannt sich die Stabilisierungsfeder 17, und  die     Schwunggewichte    entfernen sieh abermals  aus der     Mittellage.    Die     Vorsteuerung    spricht  wieder in dem zu Anfang des Regelvor  ganges bestandenen Sinne an, der Arbeits  kolben 2 geht noch     etwas    weiter,     und    dieses  Spiel wiederholt sich, bis Ruhe im ganzen  System herrscht.

   Wie aus der     Anordnung    er  sichtlich, kann dieser     Zustand    nur     eintreten,     wenn     einerseits    die     Spannung    der Stabilisie  rungsfeder 17     verschwunden,    und gleich  zeitig die Pendelmuffe 6, sowie der Regulier  kolben 11 sich in Mittelstellung befinden,  was nur möglich ist, wenn die Drehzahl nur  um den durch das Kurvenstück 18 erzwun  genen Betrag von der vor Beginn des Regel-           vorganges    vorhandenen abweicht. Dies wird       im    folgenden noch näher erläutert.  



  Die     Kurvenscheibe    7 8 ist so ausgebildet,  dass sie der     Differentialquotientenkurve    der  Verlustkurve der zugehörigen Maschine ent  spricht. Die     Steuereinrichtungen    jeder der  parallelarbeitenden Maschinen, welche in der  Zeichnung nicht dargestellt sind, besitzen  einen entsprechenden Kurvenlenker. Diese  Kurvenlenker sind bei allen Maschinen so       eingestellt,    dass der     Wert    Null der     Differen-          tialquotientenkurve        bei    allen Maschinen im  Leerlauf bei derselben Frequenz liegt.

   Wäh  rend man also bisher zum Parallelbetrieb von  Generatoren den Regler dadurch statisch  machte, dass die Drehzahlen zwischen Leer  lauf und Vollast der Turbinen gleichmässig  um einen bestimmten Prozentsatz absinken,  besteht das Wesen dieser neuen Regelung  darin, dass diese Statik des Reglers entspre  chend dem Differentialquotienten der Ver  lustkurve gewählt wird. Bei der dargestell  ten Anlage ist die Statik des Reglers durch  die Verbindungsstange 23 erreicht. Durch  das Kurvenstück 18 wird diese Stange bei  der beschriebenen Bewegung des Steuerkol  bens 2 nach links etwas angehoben.

   Hier  durch wird auch der Anschlag des Vorsteuer  stiftes wieder ein klein wenig gehoben und  die Ruhelage des Reglers wird damit in eine  Stellung verlegt, bei der die Pendelmuffe  etwas höher liegt, das heisst die beiden       Fliehkraftgewichte    näher aneinander rücken.  Somit ist die Drehzahl, welche der Turbinen  regler bei der vergrösserten     Leitradöffnung     einhält,     etwas    niedrigerer als die Drehzahl  bei kleinerer Belastung.  



  Eine Veränderung der     einzuregelnden     Drehzahlhöhe, wie sie selbsttätig über das  Kurvenstück 18 in Abhängigkeit von der       Leitradstellung    erfolgt, kann bei der Erfin  dung auch willkürlich auf ähnliche Weise  durch Änderung des Abstandes zwischen       Vorsteuerstift    7 und dem Pendelgetriebe 5  vorgenommen werden. Zu diesem Zweck wird  der untere Angriffspunkt der Stange 23 über  den Hebel 24 in seiner Höhenlage verstellt.  Das Ende des Hebels 24 ist als     Mutter    25    ausgebildet, die. auf der Spindel 26 bei deren  Verdrehung wandert. Der Antrieb der Spin  del 26 erfolgt entweder durch ein Handrad  27 oder über den     Drehzahlverstellmotor    28.  



  Wenn man ein Netz mit     konstanter    Fre  quenz voraussetzt, so ist der Regler gezwun  gen, stets mit der gleichen Höhe der Pendel  muffe     bezw.    mit dem gleichen Abstand     dez          Pendelfliehgewichte    zu arbeiten. Wird nun  durch Verdrehen der Spindel 26 die Stange  23 und damit der     Steuerstift.    wieder gehoben,  so wird ein Regelvorgang eingeleitet, welcher  erst dann zur Ruhe kommt, wenn durch das  Kurv     entstück    18 eine entsprechende Absen  kung stattgefunden hat, wodurch die zuerst  erwähnte Bewegung kompensiert ist.

   Dem  entsprechend entspricht bei starren Netzen  mit konstanter Frequenz einer Verstellung  der Spindel 26 eine Änderung der     Leitrad-          öffnung.    Mit Hilfe der     Drehzahlverstellein-          richtung    kann man also beim Parallelbetrieb  die Belastung der Maschinen ändern.  



  In der     Fig.    1 ist ein     Ausführungsbeispiel     der Erfindung dargestellt, bei welchem für  die drei parallelarbeitenden Maschinen ein  gemeinsamer     Frequenzregler    35 vorgesehen  ist, der die Frequenz des Netzes unabhängig  von dem jeweiligen     Belastungszustand    kon  stant halten soll. Die Spindel der beiden  andern Maschinen, deren Steuereinrichtungen  im einzelnen in der Figur nicht     dargestellt     sind, sind mit 126, 226, die zugehörigen       Wandermuttern    mit 125, 225 bezeichnet. Mit  den     Wandermuttern    sind entsprechende  Gleitkontakte 29, 129, 229 fest verbunden,  die auf dem zugehörigen Regelwiderstand 30,  <B>130,</B> 230 schleifen.

   Vom     Frequenzregler    wird  eine entsprechende     Wandermutter    325 ein  gestellt, welche mit dem Gleitkontakt 329  den Regelwiderstand 330 verändert. Den  einzelnen Maschinen sind entsprechende  Regelgeräte 31, 131, 231 zugeordnet, die in  der aus der Figur ersichtlichen Weise an das  Gleichstromnetz 32, 33 angeschlossen sind.  An dem Gleitkontakt 329, welcher vom ge  meinsamen     Frequenzregler    35 verstellt wird,  ist eine Leitung 34 angeschlossen, in welcher  auch die Gleitkontakte der einzelnen zugeord-           neten    Regelwiderstände liegen. Bei Frequenz  schwankungen spricht der     Frequenzregler        35     an und verstellt über den Motor 325 den Ab  puff 329 am Widerstand 330.

   Dadurch tritt  ein zusätzlicher Strom von Leitung 34 über  die     Abpuffe    29, 129, 229 auf die Regler 31,  131, 231 auf, so dass     diese    die zugehörigen       Drehzahlverstelleinrichtungen    im Sinne einer  Wiederherstellung der normalen Frequenz  einschalten.  



  An Stelle der in der     Fig.    1     dargestellten     Regelwiderstände können auch Ringrohr  geber oder ähnliche     Einrichtungen,    beispiels  weise Drosselspulen oder Regeltransforma  toren, verwendet werden.  



  Wie bereits eingangs erwähnt wurde, ist  es manchmal erwünscht, den Kurvenlenker,  welcher die Rückführungseinrichtung beein  flusst, mit einer beliebigen Neigung, bei  spielsweise mit konstanter Neigung, auszu  führen. Das kann     beispielsweise    in Frage kom  men, wenn mehrere der parallelarbeitenden  Energieumformer die gleiche Differential  quotientenkurve besitzen. Es ist dann nicht  erforderlich, dass die Kurvenlenker aller  dieser Energieumformer einen entsprechend  der zugehörigen     Differentialquotientenkurve     ausgebildeten Lenker besitzen. Man kann für  diese Energieumformer vielmehr die viel  leicht schon vorhandenen     gewöhnlichen    Len  ker mit geradliniger     Charakteristik    verwen  den.

   In diesem Fall muss bei den übrigen, mit  den zuerst genannten Energieumformern  parallelarbeitenden Einheiten ein entspre  chend anders gewählter Kurvenlenker für die       Rückführungseinrichtung    benutzt werden. In  welcher Weise die Form     eines    solchen Kur  venlenkers     ermittelt    werden kann, soll an  Hand der     Fig.    2 und 3 erläutert werden.

   In       Fig.    2 ist mit     v1    die     Differentialquotienten-          kurve    eines Energieumformers,     in        Fig.    3 mit       v2    die     Differentiaiquotientenkurve    eines  zweiten Energieumformers     bezeichnet.    Wie die  Figuren erkennen lassen, ist angenommen,     dass     die Formen der beiden Differentialquotienten  kurven von einander abweichen.

   Es sei nun  angenommen, dass es aus irgendeinem     Grunde     erwünscht ist, den Kurvenlenker für den oder    die der     Fig.    2 zugeordneten Energieumformer  geradlinig,     beispielsweise    entsprechend der       Kurve        1l,        auszuführen.    Man kann auch in  diesem Fall     erzwingen,    dass die Differential  quotienten der Verlustkurven bei beiden  Energieumformern dauernd denselben Wert  besitzen, wenn für den Kurvenlenker des  zweiten Energieumformers, welchem die       Fig.    3 entspricht, nicht eine Form gemäss     v2,     sondern die Lenkerkurve<B>1,</B> verwendet wird.

    Diese Kurve     kann    Punkt für Punkt aus den  übrigen Kurven     v1,        1,    und     v2    dadurch er  mittelt werden, dass man jede Ordinate der  Kurve     v2    um denjenigen Betrag d vergrössert  oder     verkleinert,    um welchen die entspre  chende Ordinate der Kurve     vl    beim     Übergang     auf die     geradlinige        Charakteristik        h    ver  grössert oder verkleinert wird.  



  Die beschriebenen     Anordnungen    sind  nicht auf die Regelung von     Maschinensätzen     in einem Kraftwerk beschränkt. Man kann  auch mehrere Kraftwerke in der gleichen  Weise regeln. Voraussetzung dabei ist, dass  dem Drehzahlregler jeder Maschine ein Kur  venlenker zugeordnet ist, der dem Differential  quotienten der zugehörigen Verlustkurve ent  spricht.  



       In    der     Praxis    sind am häufigsten die  Fälle, in welchen zwei verschiedenartige Ma  schinen zusammenarbeiten und einen Ma  schinensatz     bilden.    Ein solcher Fall liegt  beispielsweise beim Antrieb von Stromerzeu  gern mit Kraftmaschinen vor. Dabei wird  es     in    den meisten Fällen genügen, nur den  Teil des Maschinensatzes bei der Aufstel  lung der Verlustkurve zu berücksichtigen, bei  dem die Abhängigkeit der     Verluste    von der  Belastung am stärksten ist.

   Man wird deshalb  die Abhängigkeit des Wirkungsgrades des  Generators     in    vielen Fällen vernachlässigen       können.        Ähnliche    Gesichtspunkte gelten  auch,     wenn    es sich darum handelt, mehrere  parallelarbeitende Ventilatoren     in    der günstig  sten Weise zu betreiben. Auch hier wird es  in vielen Fällen genügen, nur die Abhängig  keit der Verluste des     Ventilators    selbst zu be  rücksichtigen und die Verluste des Antriebs  motors ausser Acht zu lassen. Man kann aber      auch die Verluste aller verschiedenartigen.  einen gemeinsamen Maschinensatz bildenden  Energieumformer berücksichtigen.  



  Bei der Erzeugung elektrischer Energie  in     Dampfkraftwerken    spielt auch der Wir  kungsgrad der Kesselanlage eine wichtige  Rolle.     31an    kann auch hier die in der Kessel  anlage     auftretenden    Verluste bei der Aufstel  lung der Verlustkurve und damit     bei    der       Lastv        erteilung    berücksichtigen und so die ge  samte Anlage auf die wirtschaftlichste Last  verteilung einregulieren.



  Control device for distributing the load. The invention is concerned with the task, when several machine units working in parallel, for. B. turbines, generators, fans, pumps, refrigeration machines, steam boilers or the like adjust the Lustver distribution in such a way that the highest possible overall efficiency is achieved. If the units working in parallel are of the same type, this requirement is generally met if the load is evenly distributed over the units. So here at the economic distribution of pleasure does not cause any particular difficulties.

    It is well known that with different types of energy converters working in parallel one can achieve the most economical distribution of pleasure by comparing the differential quotients of the curves, which represent the losses of each unit as a function of the load (loss curve), and setting all the units to be regulated to the same value of the differential quotient if possible. It is preferable to start from the dependency, known for each unit, between the power output and the power to be supplied.

   With the aid of this curve, the losses of the relevant unit can easily be calculated as a function of the load, and on the basis of the loss curve obtained in this way, the differential quotient of the loss curve can be specified for each load point using known methods.



  The main patent relates to a control device for distributing the load to several parallel units of the above type, which are equipped with the Energiezu drove influencing controllers and such curves, which represent the differential quotient of the loss curve are used. In the main patent, the regulator influencing the energy supply to each of the parallel working units is provided with an additional control element which makes the differential quotient of the associated loss curve so effective that the differential quotients are the same for all parallel working units.

   The invention relates to a particular embodiment of the subject matter of the main patent, which allows the curves corresponding to the differential quotient of the loss curve to be brought into effect in a particularly simple manner on the controller of the units. According to the invention for this purpose a feedback device of the controller of each unit is controlled by a cam follower so that the differential quotients of the loss curves of all units have practically the same value over the long term.



  In the practical execution of the invention, the control arm can be designed in this way for each controller. that it corresponds to the associated differential quotient curve. In some cases, however, e5 is also useful to give the control arm any inclination for one or more units that have the same differential quotient curve. For example, it is sometimes important that this tendency is constant, for example over the entire load range, in order to force the energy converters to be assigned to a power output proportional to the variable to be kept constant by the controller.

   In this case, the curve links of all the other units working in parallel with the energy converters mentioned above are designed in such a way that the differential quotients of the loss curves of all energy converters nonetheless always match.



  The invention is preferably implemented in such a way that the controller of each unit has an additional control element which is set in all energy converters so that the value zero of the differential quotient curve for all energy converters when idling is the same value as the value to be kept constant by the controller . If, for example, it is a question of machines for generating alternating current, then the controller will preferably keep the frequency, for pumps the pressure head or the flow rate, for steam boilers the steam pressure constant.

   The invention makes it possible to force the economic load distribution in the case of several energy converters working in parallel without the need to readjust the individual energy converters by hand.



  In order to change the total load of all energy converters working in parallel, an additional setting device assigned to each energy converter is preferably adjusted accordingly for the setpoint value of the controller. The setting can be made manually, but it is also possible to necessarily make this setting depending on. from a controller common to all energy converters working in parallel, for example a frequency or power controller. In this case, the arrangement can be implemented in such a way that the position of the setting device for the setpoint value of the controller is represented as an electrical quantity which is compared with the corresponding quantities of the other setting devices.

   When the setpoint determined by the common controller is changed, special controllers assigned to each individual energy converter are influenced in such a way that they again distribute the total load to the individual energy converters working in parallel in the most economical way.



  In Fig. 1, an exemplary embodiment from the invention is shown schematically. It is thought of a control center in which three generators driven by turbines work in parallel. The execution example can be expanded for any number of machines, since the individual devices are connected in parallel and the circuit can be expanded as required by new devices. The generators and drive turbines are not shown in the figure. 1 with the stator servo motor of a drive turbine of a generator is referred to.

   The piston of this servomotor influences the propellant supply to the turbine via the linkage 3. 4 with a centrifugal pendulum is referred to, which is driven via the pendulum gear 5 from the turbine. The pendulum sleeve designed as a control sleeve 6 shifts when the load fluctuates compared to the initially fixed control pin 7. When the machine set is loaded, the pendulum sleeve 6 moves upwards and thereby releases a path for the control oil with its lower opening.

   The control oil flows past the control pin to the pilot piston 8 of the regulating valve 9, which is loaded on the one hand by the pilot oil pressure and on the other hand by the spring 10, and lifts the pilot piston 8.



  The pilot piston 8 is connected to the pilot pin 7 by the linkage 15, 16, which has its pivot point in the joint which connects the rods 16 and 23 to one another. The pilot pin 7 is moved by the movement of the pilot piston 8 in the pendulum sleeve 6 upwards until the further inflow of the control oil is interrupted. A temporary steady state is thus set.



  The pilot piston 8 is still hydraulically kup pelt with the regulating piston 11. As soon as the pilot piston 8 moves upwards, its lower part, which is movable in the regulating piston, releases the downward sloping drainage channel through which the pressure oil can flow off above the regulating piston, while the oil flowing in under the annular bead of the piston presses at the same time this upwards, until it has taken its original position relative to the stenerkolben 8 before.

   As a result of the movement of the regulating piston 11, pressure oil is fed through the line 14 to the right half of the control cylinder 12 of the stator servomotor 1. The piston 2 moves from right to left and enlarges the stator opening.



  The movement of the servo motor 1 initiates the return via a curved link 18. During the described movement, the roller 19 is lifted on the lever 20 by the cam piece 18, and the oil brake 21 is displaced downwards. The piston of this oil brake is connected to the pendulum sleeve 6 by the stabilizing springs 17 and 22 in Ver. Depending on the direction of displacement, tension spring 17 or compression spring 22 is tensioned. With the assumed movement, the tension spring 17 receives tension and gives the pendulum sleeve 6 an additional force, which pulls the sleeve downwards.

    The openings in the pendulum sleeve, which are closed by the pilot pin, are released in such a way that the pressurized oil located under the pilot piston 8 can flow off. Under the pressure of the spring 10, the Vorstenerkolben 8 sinks and controls the pilot pin 7 in the central position to back, whereby the movement of the piston 2 is interrupted.



  If the piston of the oil brake were fixed, the turbine would now remain in a new steady state, but with a changed speed. However, the brake has a small circulation opening and the brake piston slowly displaces the oil in the brake from one side of the piston to the other under the influence of the tension of the stabilizing spring.

   This by sinking the brake piston accordingly ent tensions the stabilizing spring 17, and the flyweights remove see again from the central position. The pilot control responds again in the sense that existed at the beginning of the Regelvor ganges, the working piston 2 goes a little further, and this game is repeated until there is calm in the whole system.

   As can be seen from the arrangement, this state can only occur if on the one hand the tension of the stabilization spring 17 has disappeared, and at the same time the pendulum sleeve 6 and the regulating piston 11 are in the middle position, which is only possible if the speed is only around the amount enforced by the curve piece 18 differs from that which was present before the start of the control process. This is explained in more detail below.



  The cam 7 8 is designed so that it corresponds to the differential quotient curve of the loss curve of the associated machine. The control devices of each of the parallel working machines, which are not shown in the drawing, have a corresponding cam follower. These cam followers are set on all machines so that the value zero of the differential quotient curve is at the same frequency on all machines when idling.

   While up to now, for parallel operation of generators, the controller was made static by the fact that the speeds between idling and full load of the turbines drop evenly by a certain percentage, the essence of this new control is that the controller statics correspond to the differential quotient of the Loss curve is selected. In the dargestell th system, the statics of the controller through the connecting rod 23 is achieved. Through the curve piece 18 this rod is raised slightly to the left in the described movement of the control piston 2.

   This also raises the stop of the pilot control pin a little bit and the idle position of the controller is moved to a position in which the pendulum sleeve is slightly higher, i.e. the two centrifugal weights move closer together. This means that the speed that the turbine controller maintains with the enlarged stator opening is somewhat lower than the speed with lower load.



  A change in the speed to be regulated, as it occurs automatically via the cam 18 depending on the stator position, can also be made arbitrarily in a similar manner by changing the distance between the pilot pin 7 and the pendulum gear 5 in the inven tion. For this purpose, the lower point of application of the rod 23 is adjusted in its height position via the lever 24. The end of the lever 24 is designed as a nut 25 which. migrates on the spindle 26 as it rotates. The spin del 26 is driven either by a hand wheel 27 or by the speed adjustment motor 28.



  If one assumes a network with constant Fre quency, the controller is forced, always with the same height of the pendulum sleeve respectively. to work with the same spacing of the pendulum flyweights. By turning the spindle 26, the rod 23 and thus the control pin. raised again, a control process is initiated, which only comes to rest when a corresponding lowering has taken place through the curve entstück 18, whereby the first mentioned movement is compensated.

   Correspondingly, in the case of rigid networks with a constant frequency, an adjustment of the spindle 26 corresponds to a change in the stator opening. With the help of the speed adjustment device you can change the load on the machines during parallel operation.



  In Fig. 1, an embodiment of the invention is shown in which a common frequency controller 35 is provided for the three machines working in parallel, which is to keep the frequency of the network constant regardless of the respective load condition. The spindles of the other two machines, the control devices of which are not shown in detail in the figure, are designated by 126, 226, and the associated traveling nuts by 125, 225. Corresponding sliding contacts 29, 129, 229, which slide on the associated regulating resistor 30, 130, 230, are firmly connected to the traveling nuts.

   A corresponding traveling nut 325 is provided by the frequency controller, which changes the variable resistor 330 with the sliding contact 329. Corresponding control devices 31, 131, 231 are assigned to the individual machines and are connected to the direct current network 32, 33 in the manner shown in the figure. A line 34 is connected to the sliding contact 329, which is adjusted by the common frequency regulator 35, in which the sliding contacts of the individually assigned control resistors are also located. In the event of frequency fluctuations, the frequency controller 35 responds and adjusts the puff 329 at the resistor 330 via the motor 325.

   As a result, an additional current occurs from line 34 via the buffers 29, 129, 229 to the controllers 31, 131, 231, so that these switch on the associated speed adjustment devices in the sense of restoring the normal frequency.



  Instead of the variable resistors shown in FIG. 1, ring tube encoders or similar devices, example, inductors or regulating transformers, can be used.



  As already mentioned at the beginning, it is sometimes desirable to perform the curve control arm, which influences the feedback device, with any inclination, for example with a constant inclination. This can come into question, for example, if several of the energy converters working in parallel have the same differential quotient curve. It is then not necessary for the control arms of all of these energy converters to have a control arm designed according to the associated differential quotient curve. For these energy converters, you can use the ordinary handlebars with straight-line characteristics that are already available.

   In this case, with the other units that work in parallel with the first-mentioned energy converters, a correspondingly differently selected cam link must be used for the feedback device. How the shape of such a course venlenkers can be determined will be explained with reference to FIGS.

   In FIG. 2, v1 denotes the differential quotient curve of an energy converter, and in FIG. 3 v2 denotes the differential quotient curve of a second energy converter. As the figures show, it is assumed that the shapes of the two differential quotient curves differ from one another.

   It is now assumed that for some reason it is desirable to design the curve control arm for the energy converter or energy converters assigned to FIG. 2 in a straight line, for example in accordance with curve 11. In this case, too, it is possible to force the differential quotients of the loss curves to have the same value for both energy converters if the curve link of the second energy converter, to which FIG. 3 corresponds, does not have a shape according to v2, but the link curve <B> 1 , </B> is used.

    This curve can be determined point by point from the other curves v1, 1, and v2 by increasing or reducing each ordinate of curve v2 by the amount d by which the corresponding ordinate of curve vl when transitioning to the straight line Characteristic h is increased or decreased.



  The arrangements described are not limited to the regulation of machine sets in a power plant. You can also control several power plants in the same way. The prerequisite for this is that the speed controller of each machine is assigned a curve link that corresponds to the differential quotient of the associated loss curve.



       In practice, the most common cases are those in which two different types of machines work together and form a machine set. Such a case is, for example, when driving Stromerzeu with prime movers. In most cases, it will be sufficient to consider only that part of the machine set in the list of the loss curve in which the dependence of the losses on the load is greatest.

   The dependence of the generator's efficiency can therefore be neglected in many cases. Similar considerations also apply when it comes to operating several fans working in parallel in the most favorable manner. Here, too, it will be sufficient in many cases to only consider the dependency of the losses of the fan itself and disregard the losses of the drive motor. But one can also see the losses of all kinds. take into account energy converters forming a common machine set.



  When generating electrical energy in steam power plants, the efficiency of the boiler system also plays an important role. 31an can also take into account the losses occurring in the boiler system when drawing up the loss curve and thus when distributing the load, thus regulating the entire system for the most economical load distribution.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Regeleinrichtung zur Verteilung der Last auf mehrere. gegebenenfalls räumlich weit auseinander liegende Maschinen oder Maschi nensätze, nach Patentanspruch des Haupt patentes, mit einem jeder zu regelnden Ein heit zugeordneten. den Lastanteil einstellen den Regler, dadurch gekennzeichnet. dass eine Rückführungseinrichtung des Reglers jeder Einheit von einem Kurvenlenker so gesteuert wird, da.ss die Differentialquotienten der Ver lustkurven sämtlicher Einheiten dauernd praktisch denselben Wert besitzen. UNTERANSPRÜCHE: 1. Regeleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurven lenker bei jedem Regler der zugehörigen Differentialquotientenkurve entspricht. 2. PATENT CLAIM: Control device for distributing the load over several. possibly spatially far apart machines or machine sets, according to claim of the main patent, with a unit assigned to each unit to be controlled. adjust the load share the controller, characterized. that a feedback device of the controller of each unit is controlled by a cam driver in such a way that the differential quotients of the loss curves of all units have practically the same value over the long term. SUBClaims: 1. Control device according to claim, characterized in that the curve link corresponds to the associated differential quotient curve for each controller. 2. Regeleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Kurven lenker bei einer oder mehreren Einheiten, die die gleiche Differentialquotienten kurve besitzen, eine beliebige konstante Neigung besitzt und dass die Kurven lenker aller übrigen damit parallelarbei- tenden Energieumformer so ausgebildet sind. dass trotzdem die Differentialquotien ten der Verlustkurven sämtlicher Einhei ten dauernd übereinstimmen. 3. Control device according to patent claim, characterized in that the curve link in one or more units that have the same differential quotient curve has any constant inclination and that the curve links of all other energy converters working in parallel are designed in this way. that nevertheless the differential quotients of the loss curves of all units continuously agree. 3. Regeleinrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler jeder Einheit ein zusätzliches Steuerorgan besitzt, welches bei allen Einheiten so ein gestellt wird, dass der Wert Null der Differential(luotientenkurve bei allen Ein heiten im Leerlauf bei demselben Wert der durch den Regler konstant zu halten den Grösse liegt. 4. Regeleinrichtung nach Patentanspruch, bei welcher jeder Einheit. eine zusätzliche Einstellvorrichtung für den Sollwert des Reglers zugeordnet ist, dadurch gekenn zeichnet, dass die. Control device according to patent claim, characterized in that the controller of each unit has an additional control element which is set for all units so that the value zero of the differential (luotient curve for all units in idle mode is kept constant at the same value as that by the controller 4. Control device according to patent claim, in which each unit is assigned an additional setting device for the setpoint value of the controller, characterized in that the. Stellungen der zusätz lichen Einstellvorrichtungen aller Einhei ten miteinander verglichen werden und dass jeder Einheit ein Regler zugeordnet ist, der den Wert Null der Differential quotientenkurve bei allen Einheiten im Leerlauf bei demselben Wert der durch den Regler konstakt zu haltenden Grösse hält. 5. Regeleinrichtung nach Unteranspruch 4. dadurch gekennzeichnet, dass für alle par allelarbeitenden Einheiten ein gemein samer Regler vorgesehen ist, der die Ener giezufuhr zu allen Einheiten so beein- flusst, dass bei Änderung der von dem ge meinsamen Regler überwachten Grösse die wirtschaftlichste Lastverteilung stets auf rechterhalten bleibt. Positions of the additional setting devices of all units are compared with each other and that each unit is assigned a controller that keeps the value zero of the differential quotient curve for all units in idle at the same value as the variable to be kept constant by the controller. 5. Control device according to dependent claim 4, characterized in that a common controller is provided for all units working in parallel, which influences the energy supply to all units so that the most economical load distribution always occurs when the variable monitored by the common controller changes remains upright.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2560914A (en) * 1940-11-15 1951-07-17 Neyret Beylier & Piccard Picte Regulation of an assembly of electric generating units
US2782768A (en) * 1953-09-14 1957-02-26 Baldwin Lima Hamilton Corp Governor for a water wheel

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