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Einrichtung für den Parallelbetrieb von Kraftmaschinen Es ist eine
Einrichtung für den Parallelbetrieb von Kraftmaschinen bekannt, bei welcher hydraulische
Verbindungen den Parallelbetrieb dieserKraftma.schinen herbeiführen. Jede der Kraftmaschinen
ist dabei mit einem Drehzahlregler und mit einem deren Kraftmittelzufuhrverstellsvstem
beeinflussenden Druckempfänger versehen. Auf diese Druckempfänger wird ein Druck
übertragen, welcher von einem Kolben gesteuert wird, dessen Lage sowohl von der
Stellung des Drehzahlreglers als auch von der Stellung des Kraftmitteleinlaßventils
einer Vergleichsmaschine beeinflußt wird.
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Bei dieser Einrichtung ist es erforderlich, alle Drehzahlregler in
gleicher Weise auszubilden, wenn die parallel geschalteten Kraftmaschinen auf gleiche
Leistungsänderungen eingestellt sein sollen.
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Die Erfindung betrifft nun eine Einrichtung für den Parallelbetrieb
von Kraftmaschinen mit hydraulischen Verbindungen, welche den Parallelbetrieb dieser
Kraftmaschinen herbeiführen, und mit Drehzahlreglern an jeder dieser Kraftmaschinen,
wobei an mindestens@einer dieserKraftmaschinen ein derenKraftmittelzufuhrverstellsystem
beeinflussender Druckempfänger vorgesehen ist. Die erwähnte Einschränkung wird dabei
gemäß Erfindung dadurch vermieden, daß dieser Druckempfänger unter dem Einfluß eines
unmittelbar die Kraftmittelzufuhr bestimmenden Meßdruckes steht.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die Drehzahlregler der einzelnen
Maschinen verschieden wirken können. So kann beispielsweise der Drehzahlregler der
Vergleichsmaschine für isodrome Regelung eingestellt sein, während der oder die
Drehzahlregler der parallel geschalteten mit einer verhältnismäßig großen Statik
arbeiten können, so daß sie praktisch überhaupt nicht auf die Regelung der Maschine
einwirken. Man kann aber auch in an sich bekannter Weise die Druckempfänger der
parallel zu regelnden Kraftmaschinen an einen zentralen Druckgeber anschließen,
der beispielsweise den die Leistungsabgabe dieser Kraftmaschinen bestimmenden Druck
statt nach der Drehzahl nach der Übergabeleistung oder nach einem elektrischen Senderegler,
der mehrere Kraftwerke gleich laufen läßt, steuert. Alle diese Möglichkeiten ergeben
sich in einfacher Weise durch das Zufügen des Druckempfängers zum Drehzahlregler
der parallel geschalteten Kraftmaschinen.
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Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
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Es bezeichnet darin 1 eine Kraftmaschine mit einem den Zufluß von
Arbeitsmittel beherrschenden Organ 2. 3 ist eine weitere das gleiche Netz speisende
Kraftmaschine mit einem den Zufluß von Arbeitsmittel beherrschenden Organ 4. 5,
6, 61, 7 und 71 sind feste Drehpunkte, 8, 9, 10, 11, 111, 112, 12, 13, 131, 132,
133, 134, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21 bewegliche Drehpunkte der Steuerung mit
zwischenliegendem Verbindungsgestänge. 22 und 23 sind Drehzahlregler, 24 ein elektrischer
Regler, der einen Hub des Drehpunktes 12 einstellt, der von der Stromstärke des
durch den Schalter 25 zugeführten Stroms abhängt. 251 ist ein Gerät zur Messung
der übergabeleistung, 252 ein elektrischer Senderegler für mehrere Zentralen: 25s,
254 sind Fernmeßleitungen. 26 ist die Vorsteuerung des elektrischen Reglers 24 mit
Steuerventil 27 und Druckmittelerzeuger 28. 281 ist eine Ölpumpe, 29, 291 sind Zugfedern.
Verbindungsglieder 30, 301 haben Innengewinde, so da.ß sie sich auf ads Schraube
ausgebildeten Hebeln 31, 311 seitlich verschieben lassen. Sie werden durch die Zugfedern
29, 291 an Gegenhebel 32, 321 angedrückt. 33 ist eine weitere Zugfeder, 34 ein Membranbalg,
35 eine Blattfeder, deren Verbindung mit einem Hebel 36 diesem als Drehpunkt
dient. Eine Steuerplatte 37 bildet mit einer Ausflußöffnung 38 zusammen ein Steuerventil.
Mit 39 ist eine Druckmittelleitung bezeichnet, welche Druckmittel zu einem Membranbalg
40 führt, der als Druckempfänger dient, 41 ist eine Blattfeder, 42 ein Ilebel und
34 eine Zugfeder. 44, 441 sind Handräder, durch deren Betätigung eine Änderung der
Belastung bewirkt wird. 45 sind Anschläge zur Begrenzung des Hubes des Hebels 42.
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Bei Regelung der Übergabeleistung wirkt die beschriebene Einrichtung
folgendermaßen: Der elektrische Regler 24 wird als Leistungsregler verwendet, indem
er über den Schalter 25 durch die Fernmeßleitungen 253 an das die Übergabeleistung
messende
Gerät 251 angeschlossen wird. Das Verbindungsglied 301 gestattet, die Statik der
Vorsteuerung 26 des elektrischen Reglers 24 bis auf Null herunter zu verstellen.
Man stellt es dabei so ein, daß es über den festen Drehpunkt 71 zu liegen kommt.
Bewegungen der Vorsteuerung 26 haben dann keine Rückwirkungen auf das Steuerventil
27. Die Vorsteuerung 26 arbeitet also astatisch und verstellt über die Drehpunkte
11, 111, 112, 9 und 8 das den Arbeitsmittelzufluß beherrschende Organ 2, und zwar
bei steigender Übergabeleistung in schließender Richtung. Das veranlaßt über die
Drehpunkte 8 und 5 eine verstärkte Spannung der Zugfeder 33, so daß die Ausflußöffnung
38 geschlossen wird, bis der Druck im Membranbalg 34 so stark angestiegen ist, daß
er der verstärkten Kraft der Zugfeder 33 das Gleichgewicht hält. Die Einrichtung
34, 37, 38 steht somit unter dem Einfluß des elektrischen Reglers 24 und dient hierbei
als Meßwandler. Durch die Leitung 39 wird der Membranbalg 40 als Druckempfänger
dem gleichen verstärkten Druck ausgesetzt, so daß über die Drehpunkte 17, 18, 19,
20 auch das den Arbeitsmittelzufluß zur Kraftmaschine 3 beherrschende Organ 4 parallel
zu jenem der Kraftmaschine 1 schließt. Beide Kraftmaschinen zusammen vermindern
also die erzeugte Leistung bis die ursprüngliche Übergabeleistung wiederhergestellt
ist. Der Meßwandler 34, 37, 38 gestattet somit, einen Meßd.ruck herzustellen, der
dem Druckempfänger 40 der Kraftmaschine 3 zugeleitet wird, mit dessen Hilfe sich
die Belastung dieser Kraftmaschine verändern läßt. Die zum Meßwandler gehörige von
dem Membranbalg 34 umschlossene Druckkammer hält hierbei dem zur Beeinflussung der
Belastung dienenden Organ das Gleichgewicht.
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Die astatische Vorsteuerung 26 bewirkt, daß der eingeregelte Sollwert
unabhängig von der Belastung bleibt. Dagegen läßt sich dieser Sollwert durch Verbindung
des Drehzahlreglers 22 über die Drehpunkte 16, 7, das Verbindungsglied 30 und die
Drehpunkte 15, 14 so verändern, daß der Mittellage des Steuerventils 27 ein anderer
-Sollwert des Leistungsreglers 24 entspricht. Der Meßwandler 34, 37, 38 steht dabei
ebenfalls unter dem Einfluß des Drehzahlreglers 22. Auf diese Weise läßt sich für
die übergabeleistung eine Leistungsfrequenzstatik herstellen. Die Statik des Drehzahlreglers
22 läßt sich dabei zum Zwecke der isodrornen Regelung bis auf Null herabsetzen.
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Die gleiche Einrichtung ist aber auch verwendbar, um unabhängig von
der Frequenz die Leistung konstant zu halten. Es wird hierzu das Verbindungsglied
30 bis zum Drehpunkt 7 verschoben, so daß die Stellung des Drehzahlreglers keine
Wirkung mehr auf die Mittellage des Steuerventils 27 und damit des Sollwertes des
Leistungsreglers 24 ausübt. Die frequenzunabhängige Leistungsreglung hat in vermaschten
Netzen den Vorteil, daß man bei einem Netzdreieck den Übergabeexport von zwei Netzen
frequenzunabhängig konstant hält und das dritte Netz auf Frequenz regelt. Man braucht
dann nicht wie bei Frequenzleistungsreglung in allen drei Netzen dafür zu sorgen,
daß die Summe der Exportleistungen aller drei N N Exportleistungen etze ständig
genau Null ist, eine Abstimmung die umständlich und schwierig ist.
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Nicht nur für den Fall des vermaschten Netzes, sondern auch bei nur
einseitiger Reglung der übergabeleistung unvermaschter Netze ist die Frequenzunabhängigkeit
notwendig, um eine konstante @Tbergabeleistung herzustellen. Die Kraftmaschinen
des anderen Netzes regeln dann die Frequenz. Je nach den Betriebsumständen und Tageszeiten
muß man deshalb imstande sein, durch die gleichen Kraftmaschinen, die zu Zeiten
die Übergabeleistung regeln, und zwar durch mehrere Einheiten parallel, die Frequenz,
vorzugsweise durch isodrome Drehzahlregler, regeln zu lassen.
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Dies geschieht mit der gleichen beschriebenen Einrichtung, indem man
den Schalter 25 des elektrischen Reglers 24 abschaltet. Die Vorsteuerung 26 kommt
dann in ihre Grenzlage, so daß der Drehzahlregler 22 allein die Kraftmaschine 1
beherrscht und über den Meßwandler 34, 37, 38 und den Druckempfänger 40, auch parallel
dazu die Kraftmaschine 3. Durch Hersteblung dieser eindeutigen Abhängigkeit der
Belastung beider Maschinen ist es dann zulässig, den Drehzahlregler 22 isodrom einzustellen,
ohne Pendelengen zwischen den Kraftmaschinen befürchten zu müssen. Dadurch erreicht
man in einfachster Weise eine isodrome Drehzahlreglung, also konstante Frequenz
bei allen Belastungen, auch bei Regelung mehrerer Kraftmaschinen.
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Statt der einzigen dargestellten, mit einem Druckempfänger 40 ausgerüsteten
Kraftmaschine 3 können deren mehrere mit Druckempfängern ausgerüstet und an die
Druckleitung 39 angeschlossen werden, so daß sie alle parallel nach der Übergabeleistung
oder nach der Frequenz geregelt werden. Es kann dann zweckmäßig sein, für alle Kraftmaschinen
zusammen ein zentrales Regelorgan mit Meßwandler 34, 37, 38 zu verwenden. Es fällt
dann gegenüber dem in der Figur dargestellten Beispiel die Kraftmaschine 1 mit dem
den Arbeitsmittelzufluß beherrschenden Organ 2 weg und an Stelle der Kraftmaschine
3 mit ihren Regelorganen treten deren mehrere. Es braucht dann keine der :Maschinen
mehr mit einem elektrischen Regler ausgerüstet zu sein. Es genügt, an jeder Kraftmaschine
,einen Druckempfänger 40 vorzusehen, um jede der Kraftmaschinen entweder auf Übergabeleistung
oder auf isodrome Drehzahl regeln zu lassen.
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Obgleich bei Verwendung eines zentralen Reglers 24, 22 die Regeleinrichtung
an der Kraftinaschine 3 und den übrigen gleich ausgerüsteten Kraftmaschinen äußerst
einfach wird, erfüllt sie dennoch die Aufgabe, daß der Drehzahlregler 23 die normale
statische Drehzahlreglung übernimmt, wenn bei Störungen die Frequenz eine bestimmte
Bandbreite nach oben oder unten überschreitet. Die Anschläge 45 sind so bemessen,
daß der Druckempfänger 40 eine auf die Spanne zwischen Vollast und Leerlauf begrenzte
Leistungsänderung der Kraftmaschine 3 durch Verstellung des Zuflußorgans 4 bewirken
kann. Die diesem Hub des Zuflußorgans 4 entsprechende Drehzahländerung ist die Statik
des Drehzahlreglers 23, z. B. 4°/o,. Da der Drehzahlregler 23 aber einen viel größeren
Wirkungsbereich hat, z. B. 25 %, übernimmt er ohne weiteres die Drehzahlreglung,
wenn in Störungsfällen der Druckempfänger 40 seine Grenzlagen erreicht. So ist er
imstande, durch volles Öffnen des Organs4 die Vollast der Kraftmaschine3 automatisch
zur Hilfeleistung heranzuziehen, und ebenso autoinatisch stellt sich die normale
Frequenzreglung wieder her, wenn die Störung behoben ist, indem der Druckempfänger
40 aus seiner Grenzlage zurückkehrt. Die gleiche Hilfeleistung in Störungsfällen
setzt auch ein bei Reglung der Übergabeleistung oder bei Reglung auf konstante Belastung,
wenn der Druckempfänger seine Grenzlage erreicht. Die aus den Anschlägen 45 bestehende
Vorrichtung gestattet scmit, den Druckempfänger 40 in seinem Einfluß auf die Kraftmaschine
3 derart zu begrenzen., daß der Drehzahlregler 23 die Reglung der Kraftmaschine
3
bei Überschreitung bestimmter Frequenzen übernimmt.
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Außer der Reglung nach einer Frequenz-Leistungsstatik, der Reglung
auf frequenzunabhän.gige Leistung und derReglung auf belastungsunabhängige konstante
Frequenz gestattet aber die Einrichtung gemäß der Erfindung eine vierte Reglungsart
parallel arbeitender Kraftmaschinen, nämlich die Reglung auf konstante Belastung.
Da, wie eingangs erwähnt, der Großteil der Kraftmaschinen in dieser Weise zu arbeiten
hat, kommt es darauf an, zu erreichen, daß auch die mit Reglern für Übergabeleistung
und Frequenz ausgerüsteten Kraftmaschinen zu anderen Zeiten konstant belastbar sind.
Zu diesem Zwecke wird bei Verwendung eines zentralen Reglers für mehrere Kraftmaschinen
der Drehzahlregler 22 stillgelegt. Man kann dann nach einem Zeitfahrplan durch Einstellung
der aus dem Handrad 44 bestehenden Vorrichtung, welche den Meßwandler willkürlich
zu beeinflussen gestattet, jede beliebige vorgeschriebene Belastung der angeschlossenen
Kraftmaschine 3 und der übrigen nicht dargestellten einhalten. Das Handrad 441 der
angeschlossenen Kraftmaschine 3 sowie entsprechende Handräder der übrigen Maschinen
können dann dazu dienen, die verschiedenen Kraftmaschinen einzeln gemäß ihrer Wirkungsgradkurve
bei verschiedenen Belastungen 3o einzustellen, daß die Zentrale mit dein besten
Gesamtwirkungsgrad arbeitet. Wenn man an Stelle eines Zentralreglers den Regler
einer bestimmten Kraftmaschine 1 verwendet, an den man andere Kraftmaschinen mit
Hilfe von Druckempfängern anschließt, erreicht man die gleiche Reglung auf konstante,
willkürlich einstellbare Belastung, wenn man an der Kraftmaschine 1 den Drehzahlregler
22 nicht isodrom betreibt, sondern an ihm eine den anderen Kraftmaschinen des Netzes
entsprechende Statik einstellt.
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Wenn ein Teil der Kraftmaschinen einer Zentrale z. B. auf eine bestimmte
Übergabeleistung, ein anderer jedoch auf eine andere Übergabeleistung oder auf konstante
Belastung zu regeln ist, können entweder für diese verschiedenen Aufgaben verschiedene
Zentralregler verwendet oder die Regler 22, 24 einer Kraftmaschine entsprechend
betrieben und die notwendige Anzahl der übrigen Kraftmaschinen hieran durch Druckempfänger
angeschlossen werden.
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Falls es dagegen darauf ankommt, die Kraftn iaschinen einer Zentrale
gemeinsam mit anderen Zentralen die gleiche Regelaufgabe unter dem Einfluß eines
gemeinsamen Sendereglers erfüllen zu lassen, Jer mit den einzelnen Zentralen durch
Fernmeßleitungen verbunden ist, so läßt sich auch hierfür die Regeleinrichtung gemäß
der Erfindung verwenden. Es wird zu diesem Zweck der Schalter25 des elektrischen
Reglers 24 mit der Fernmeßleitung 254 des Sendereglers 252 verbunden und das Verbindungsglied
301 gegenüber dem Drehpunkt 71 nach rechts verschoben. Die 'V , orsteuerung
26 wird dann statisch, indem bei der A-littellage ihres Steuerventils 27 jeder ihrer
Stellungen unter dem Einfluß der Hebel 32 und 31 über die Drehpunkte 134, 132, 131
und 13 eine andere Stellung des Drehpunktes 12 und damit eine andere Stromstärke
des elektrischen Reglers 24 zugeordnet ist. Das Verbindungsglied 30 ist gleichzeitig
zum festen Drehpunkt 7 zu verschieben. Der Drehzahlregler 22 hat dann keine Rückwirkung
mehr, und die Vorsteuerung 26 stellt sich nach dem Fernmeßwert des für mehrere Kraftzentralen
gemeinsamen Sendereglers 252 ein. Der Schalter 25 gestattet somit in Verbindung
mit geeigneter Einstellung der Verbindungsglieder 30 und .301 den elektrischen Regler
24 an den für mehrere Kraftzentralen gemeinsamen elektrischen Sendereglers 252 anzuschließen.
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An Stelle von Drehzahlreglern 22, 23 lassen sich auch elektrische
Frequenzregler oder mit Röhren arbeitende elektronische Regler verwenden. Zwischen
die einzelnen dargestellten Regler und die den Zufluß -#onArbeitsmittel zu denKraftmaschinen
beherrschenden Organe 2 und 4 lassen sich in bekannter Weise beliebig viele weitere
Vorsteuerungen einschalten. Es können ferner zusätzlich Katarakte oder Beschleunigungsregler
zur Verbesserung der Stabilität vorgesehen werden.
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Der h-leßwandler 34, 37, 38 kann mit C51 oder einer anderen Flüssigkeit
oder mit Luft oder einem anderen gasförmigen Druckmittel betrieben werden.
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Die Verwendung eines Membranbalgs 34 für den Meßwandler und für den
Druckempfänger 40 gestattet mit elastischer Deformation der Kammerwandungen zu arbeiten,
was die Druckübertragung ohne jede Unempfindlichkeit durchzuführen gestattet.