DE1296399B

DE1296399B - Device for determining the flow in hydraulic machines

Info

Publication number: DE1296399B
Application number: DE1963M0056460
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ferdinand; Von Grundherr
Original assignee: Metrawatt AG
Current assignee: Metrawatt AG
Priority date: 1963-04-11
Filing date: 1963-04-11
Publication date: 1969-05-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung des Durchflusses in hydraulischen Maschinen, insbesondere zur dynamisch richtigen Erfassung des Zu- und Abflusses bei fliegenden oder ständigen Betriebskontrollen, für Abnahmeversuche und/oder für den Aufbau einer Rohrbruchsicherung aus dem geodätischen Betriebsdruck und dem jeweiligen Öffnungsgrad der Maschine. The invention relates to a device for determining the flow rate in hydraulic machines, especially for dynamically correct detection of the supply and drainage during flying or permanent operational controls, for acceptance tests and / or for the construction of a pipe burst protection from the geodetic operating pressure and the degree of opening of the machine.

Es sind zahlreiche Vorrichtungen bekannt, die zum Messen des Durchflusses in Rohrleitungen und in hydraulischen Kraftmaschinen Verwendung finden. Numerous devices are known which are used for measuring the flow rate find use in pipelines and in hydraulic power machines.

Bei Anwendung der bekannten Meßgeräte und -methoden ist es in verzweigten Rohrleitungsanlagen in vielen Fällen nicht möglich, die Messung direkt an den Kraftmaschinen vorzunehmen, weil der Einbau der bekannten Wirkdruckgeber für die Differenzdruckbildung in der Nähe der Kraftmaschine wegen der auftretenden Störungen in der Nähe von verschieden beaufschlagten Verzweigungen und Regelorganen, die verschiedene Betriebsstellungen einnehmen, nicht möglich ist. Hierdurch entsteht bei der Ausbildung von Rohrbruchsicherungen nach dem Prinzip des Differentialschutzes der erhebliche Nachteil, daß der unterste und - wegen des dort entstehenden höchsten Druckes und der konstruktiven Ausbildung der Verteilerorgane -am meisten gefährdete Teil des Rohrsystems nicht in den Differentialschutz einbezogen werden kann.When using the known measuring devices and methods, it is branched In many cases, pipeline systems do not allow measurements to be taken directly on the prime mover to make, because the installation of the known differential pressure transducer for the differential pressure generation in the vicinity of the engine because of the disturbances occurring in the vicinity of different acted upon branches and regulating organs, the different operating positions take is not possible. This results in the formation of pipe burst protection according to the principle of differential protection, the considerable disadvantage that the lowest and - because of the highest pressure generated there and the constructive training the distribution organs - the most endangered part of the pipe system not in the differential protection can be included.

Die oft angewendete Winter-Kennedy-Methode zur Durchflußmessung, bei der durch Einbau geeigneter Meßbohrungen in der Pumpen- oder Turbinenspirale ein Differenzdruck gewonnen wird, hat bekanntlich zahlreiche Nachteile: Die Festlegung der geeigneten Einbauorte ist nicht ausschließlich durch theoretische Überlegungen und Berechnungen möglich. Sie muß vielmehr meistens an Hand von Betriebsversuchen ermittelt werden, wobei die Vielzahl der notwendigen Anbohrungen bei aus Stahl oder einem ähnlichen Material ausgebildeten Spiralen zu einer unerwünschten Herabsetzung der Festigkeit führt. Bei aus Stahlbeton oder einem ähnlichen Material hergestellten Spiralen bereitet die nachträgliche Erstellung von Anbohrungen außerordentliche Schwierigkeiten, die oft nicht überwunden werden können. In vielen Fällen können die Meßbohrungen nicht so angebracht werden, daß eine selbsttätige Entlüftung bewirkt und gleichzeitig die Gefahr des Verschmutzens oder Abnutzens des Bohrungsmundes im Dauerbetrieb vermieden wird. Ein weiterer Nachteil der Winter-Kennedy-Methode besteht darin, daß die Bildung des richtigen Differenzdrucks durch Steuervorgänge an den Turbinen oder Pumpen häufig gestört und dadurch die dynamisch richtige Durchflußmessung verhindert wird. Deshalb hat sich diese Meßmethode für Wandermessungen häufig ebenso als ungeeignet erwiesen wie zur ständigen Betriebskontrolle, wie diese beispielsweise zum Erzielen eines Differentialschutzes unter Einschluß des eigentlichen Verteilersystems bis zu den Kraftmaschinen selbst wünschenswert ist. The often used Winter-Kennedy method for flow measurement, by installing suitable measuring bores in the pump or turbine volute A differential pressure is obtained, as is well known, has numerous disadvantages: The determination The appropriate installation locations is not solely based on theoretical considerations and calculations possible. Rather, it must mostly be based on operational tests can be determined, with the large number of necessary holes in steel or a similar material formed spirals to an undesirable reduction the strength leads. When made of reinforced concrete or a similar material Spirals prepares the subsequent creation of tapping holes extraordinary Difficulties that often cannot be overcome. In many cases you can the measuring bores are not attached in such a way that automatic venting occurs and at the same time the risk of soiling or wearing out the bore mouth is avoided in continuous operation. Another disadvantage of the Winter Kennedy method consists in that the formation of the correct differential pressure by control processes on the turbines or pumps often disturbed and thus the dynamically correct flow measurement is prevented. Therefore, this measuring method has often also been used for traveling measurements proved to be unsuitable as for constant operational control, such as this one, for example to achieve differential protection including the actual distribution system down to the prime movers themselves is desirable.

Das Prinzip, den Durchfluß in Turbinen und Pumpen von Wasserkraftwerken aus dem Betriebsdruck bzw. der Fallhöhe und der jeweiligen Regelorgan-Stellung zu bestimmen, ist zwar bekannt, aber die Durchflußmenge kann nur auf Grund umständlicher Messungen der Fallhöhe und des Öffnungsgrades nach einer zusätzlichen theoretischen Auswertung ermittelt werden. Dieses Verfahren ist somit für eine Durchflußanzeige nicht geeignet. The principle, the flow in turbines and pumps of hydropower plants from the operating pressure or the height of fall and the respective control element position determine is known, but the flow rate can only be due to cumbersome Measurements of the height of fall and the degree of opening according to an additional theoretical evaluation be determined. This method is therefore for a flow indicator not suitable.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei geringer Störanfälligkeit die gefährdeten Teile des Rohrsystems mit erfaßt und die ohne Auswertung eine direkte elektrische Anzeige der Durchflußmenge ermöglicht. The invention is therefore based on the object of a device of the type mentioned to create the endangered with low susceptibility to failure Parts of the pipe system are also recorded and those without a direct electrical evaluation Display of the flow rate allows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vorrichtung mindestens ein Funktionspotentiometer enthält, das vom Ausgangsstrom eines Druckmeßgebers gespeist und dessen Abgriff durch die betriebsabhängige öffnungsstellung eines Schließ- oder Regelorgans der hydraulischen Maschine mechanisch verstellt wird. This object is achieved according to the invention in that the device contains at least one function potentiometer, which is controlled by the output current of a pressure transducer fed and its tapping by the operation-dependent opening position of a closing or control element of the hydraulic machine is adjusted mechanically.

Auf diese Weise wird der Durchfluß durch die Maschine zum unteren Ende der Druckrohrleitung hin in der Maschine selbst ermittelt, so daß die gesamte Länge der Druckrohrleitung in die Messung einbezogen und damit der Schutz auf das gesamte Rohrsystem ausgedehnt wird. Ein besonderer Vorteil der Erfindung wird dadurch erzielt, daß für die Durchflußmessung der geodätische Betriebsdruck zugrundegelegt wird, weil dieser bei Hochdruckwasserkraftwerken, für die der Differentialschutz von besonders großem Interesse ist, im Regelfall einige hundert m WS beträgt, so daß Störungen, wie sie bei bekannten Meßanordnungen, z. B. durch eine Luftblase oder durch Veränderung der Meßkante in Höhe von einigen cm WS, entstehen können, praktisch bedeutungslos sind. In this way the flow through the machine becomes the lower End of the pressure pipeline determined in the machine itself, so that the entire Length of the pressure pipeline included in the measurement and thus the protection on the entire pipe system is expanded. This becomes a particular advantage of the invention achieved that the flow measurement is based on the geodetic operating pressure is because of this in high pressure hydropower plants for which the differential protection is of particularly great interest, usually a few hundred m WS, so that disturbances, as in known measuring arrangements, z. B. by an air bubble or by changing the measuring edge by a few cm WS, are practically meaningless.

Da der Durchfluß an der Turbine oder Pumpe auch bei dynamischen Vorgängen unmittelbar mit der anstehenden dynamischen Druckhöhe zusammenhängt, ist die Messung des Durchflusses durch Erfassung des Betriebsdruckes auch während dynamischer Regelvorgänge, z. B. beim Anfahren und Abstellen der hydraulischen Kraftmaschine, besonders zweckmäßig. Falls erforderlich, können geeignete Korrektureinrichtungen, z. B. zusätzliche Funktionspotentiometer, in Verbindung mit den offnungs-und Schließorganen eingebaut werden. Because the flow at the turbine or pump also occurs during dynamic processes is directly related to the pending dynamic pressure level, is the measurement the flow rate by recording the operating pressure even during dynamic control processes, z. B. when starting and stopping the hydraulic engine, particularly useful. If necessary, suitable correction devices, e.g. B. additional function potentiometers, be installed in connection with the opening and closing devices.

Die theoretische Durchflußmenge ist insbesondere bei Turbinen dem Wurzelwert des Betriebsdruckes und der jeweiligen Turbinenöffnung proportional. The theoretical flow rate is particularly in the case of turbines Root value of the operating pressure and the respective turbine opening proportional.

Deshalb wird gemäß der Erfindung ein Manometer mit elektrischem Ferngeber mit entsprechender Charakteristik oder ein Transmitter mit einem vorzugsweise dem Wurzelwert des Betriebsdruckes, d. h. der in der Turbine anstehenden Druckdifferenz proportionalen, eingeprägten Ausgangsstrom verwendet.Therefore, according to the invention, a manometer with an electric remote transmitter with corresponding characteristics or a transmitter with a preferably the Root value of the operating pressure, d. H. the pressure difference in the turbine proportional, load-independent output current is used.

Dieser Ausgangsstrom wird in einer besonders zweckmäßigen Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Speisen eines Funktionspotentiometers benutzt, dessen veränderlicher Abgriff zusammen mit dem Leitapparat der Turbine verstellt wird, so daß man für jede Leitradstellung eine dem Turbinenzufluß zugeordnete Ausgangsspannung erhält.This output current is in a particularly expedient training the device according to the invention is used to feed a function potentiometer, its variable tap adjusted together with the nozzle of the turbine so that for each stator position an output voltage assigned to the turbine inflow is obtained receives.

Sofern zwei oder mehrere Turbinen von einer Rohrleitung aus betrieben werden, ist es möglich, jeweils zwei Funktionspotentiometer mit gegenläufiger Verstellung in Reihe zu schalten und zwischen den beiden veränderlichen Abgriffen eine Spannung abzunehmen, die dem Summendurchfluß zweier Turbinen oder zweier Turbinenhälften entspricht, wenn diese getrennte Steuerorgane besitzen. Provided that two or more turbines are operated from one pipeline it is possible to use two function potentiometers with opposite adjustment to be connected in series and a voltage between the two variable taps to decrease the total flow of two turbines or two turbine halves if they have separate control organs.

Durch die Verwendung von Meßsystemen mit elektrisch getrennten Eingangswicklungen ist es möglich, mehrere solche Summenspannungen zu addieren und ein Drehmoment zu bilden, das dem Gesamtzufluß einer beliebigen Zahl von Turbinen, Turbinenpaaren oder von Doppelturbinen entspricht. By using measuring systems with electrically separated input windings Is it possible, to add several such sum voltages and to form a torque equal to the total inflow of any number of turbines, Turbine pairs or of twin turbines corresponds.

Es ist dann mit Hilfe der bekannten Kompensationsmeßwerke möglich, einen eingeprägten Ausgangsstrom zu erhalten, der ein Maß für den Gesamtzufluß darstellt.It is then possible with the help of the known compensation measuring units to obtain an impressed output current, which is a measure of the total inflow.

Schließlich besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, bei veränderlichen Betriebsdrücken im Turbinenzu- und -abfluß Differenzdrucktransmitter mit einem dem Wurzelwert des Differenzdruckes proportionalen Ausgangsstrom oder in vereinfachter Ausführung einen reinen Drucktransmitter zu benutzen, der in vorteilhafter Weise in Höhe des mittleren Unterwasserspiegels eingebaut wird und das an der Turbine anstehende mittlere Druckgefälle aufnimmt. Die meist nur geringen Pegelschwankungen des Unterwasserspiegels können dabei, weil sie in die Messung nur mit ihrem Wurzelwert eingehen, in den meisten Fällen vernachlässigt werden. Finally, another feature of the invention is in variable operating pressures in the turbine inlet and outlet differential pressure transmitter with an output current proportional to the square root of the differential pressure or to use a pure pressure transmitter in a simplified version, the more advantageous Way is installed at the height of the mean underwater level and that at the turbine pending mean pressure gradient. The mostly only minor level fluctuations of the underwater level can because they are only measured with their root value are neglected in most cases.

Bei einigen Kraftwerksanlagen werden die Turbinen nicht nur mit dem Leitapparat, sondern bei Störungsfällen auch noch mit besonderen Schnellschlußorganen geregelt bzw. außer Betrieb gesetzt. In some power plants, the turbines are not only operated with the Guide apparatus, but also with special quick-release devices in the event of a malfunction regulated or decommissioned.

Um auch während solcher Übergangsvorgänge, bei denen wegen der dabei eintretenden dynamischen Druckanstiege Rohrbruchsicherungen von ganz besonderer Wichtigkeit sind, eine dynamisch richtige Erfassung des Durchflusses vornehmen zu können, wird außer dem für die Erfassung der Leitradöffnung vorgesehenen Gebergerät noch ein weiteres angeordnet, das mit dem Schnellschlußorgan verstellt wird.To also during such transitional processes, where because of the doing occurring dynamic pressure rises pipe rupture protection of very special It is important to make a dynamically correct measurement of the flow rate can, in addition to the encoder device provided for detecting the opening of the stator still another arranged, which is adjusted with the quick-acting device.

Die beiden Gebergeräte, beispielsweise als Funktionspotentiometer mit verstellbarem Abgriff ausgebildet, können parallel oder in Form einer Schachtelbrücke so geschaltet werden, daß eine Spannung entsteht, die dem tatsächlichen Durchfluß wenigstens annähernd proportional ist. In ähnlicher Weise kann auch bei der Durchflußbestimmung von Pumpaggregaten die Anlauffunktion bis zur vollen Öffnung des zugehörigen Hauptabsperrschiebers oder auch der Abstellvorgang als Funktion dieser Schieberöffnung korrigiert werden. Dabei kann man mit Drehzahlgebern, die gleichzeitig die Drehrichtung erfassen, den Auslauf des Pumpaggregats und die zuweilen eintretende Drehrichtungsumkehr bis zum völligen Schließen des Schiebers bei ungewolltem Ausfall der Stromversorgung die Änderung und/oder Umkehrung des Durchflusses wenigstens annähernd richtig erfassen. Eine weitere vorteilhafte Erfassung des Strömungsverlaufs bei einem ungewollten Ausfall der Stromversorgung für das Pumpaggregat wird gemäß einem Merkmal der Erfindung dadurch erreicht, daß das Funktionspotentiometer, welches den Öffnungsgrad des Absperrorgans für den Pumpenauslauf erfaßt und das vom Meßumformer zur Überwachung des am Pumpenauslauf herrschenden Betriebsdruckes gespeist wird, mit einem zusätzlichen Satz von Justierwiderständen und Spannungsanschlüssen über Relaiskontakte versehen ist. Diese bringen bei Ausfall der Stromzuführung zur Antriebsmaschine den vorzugsweise selbsttätig ausgelösten Schließvorgang des Absperrschiebers in eine solche Charakteristik, daß der entstehende Spannungsabgriff den zeitlichen Verlauf der Strömung einschließlich einer etwa auftretenden Strömungsumkehr wenigstens annähernd richtig wiedergibt. In bekannter Weise kann außer- dem die Empfindlichkeit oder die Auslösungszeit des Überwachungsorgans kurzzeitig so verändert werden, daß eine Fehlauslösung auch bei solchen außergewöhnlichen Betriebszuständen verhindert wird.The two encoder devices, for example as a function potentiometer designed with an adjustable tap, can be parallel or in the form of a box bridge switched in such a way that a voltage is produced which corresponds to the actual flow is at least approximately proportional. A similar method can also be used for determining the flow rate of pump units, the start-up function up to the full opening of the associated main gate valve or the shutdown process can be corrected as a function of this slide opening. You can use speed encoders that detect the direction of rotation at the same time, the The pump unit runs out and the direction of rotation is reversed up to complete closing of the slide in the event of an unintentional failure of the power supply Detect change and / or reversal of the flow at least approximately correctly. Another advantageous detection of the flow profile in the event of an unintended one Failure of the power supply for the pump unit is according to a feature of the invention achieved in that the function potentiometer, which the degree of opening of the shut-off device for the pump outlet and that of the transmitter to monitor the at the pump outlet prevailing operating pressure is fed, with an additional set of adjustment resistors and voltage connections are provided via relay contacts. These bring in case of failure the power supply to the drive machine is preferably triggered automatically Closing operation of the gate valve in such a characteristic that the resulting Voltage tap the temporal course of the flow including any occurring Returns flow reversal at least approximately correctly. In a known manner can except- the sensitivity or the triggering time of the monitoring organ for a short time can be changed in such a way that false tripping even in such exceptional operating conditions is prevented.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird für die Bestimmung des Abflusses einer Hochdruckpumpe, wie sie vorzugsweise in Pumpspeicherwerken zur Aufladung des Speichers und zur Verwertung überschüssigen Nachtstromes verwendet wird, die QH-Kennlinie zugrundegelegt. Die QH-Kennlinie stellt in bekannter Weise den Zusammenhang des Durchflusses Q als Funktion der von der Pumpe zu überwindenden Druckhöhe dar, wobei bei gegebener Pumpendrehzahl der Durchfluß auch bei dynamischen Vorgängen in eindeutigem Zusammenhang mit eben dieser Druckhöhe steht. Mit dieser Art Erfassung der Druckhöhe kann dem Druckmeßgerät mit geeigneter Charakteristik direkt ein Meßstrom oder eine Meßspannung entnommen werden, die dem Durchfluß entspricht. Hierfür eignet sich besonders ein Manometer mit angebautem Ferngeber (kapazitiver, induktiver oder Widerstandsgeber), der eine entsprechende Ausgangsfunktion besitzt. Widerstandsgeber werden dabei in bekannter Weise als Funktionspotentiometer mit gestufter Wicklung oder mit entsprechenden Anzapfungen ausgebildet, mit Hilfe deren mittels justierbarer Nebenschlüsse die gewünschte Anpassung und/oder auch Regelbarkeit der Charakteristik erzielt wird. According to a further feature of the invention, for the determination of the outflow of a high pressure pump, as it is preferably used in pumped storage plants Charging of the storage tank and used to utilize excess night-time electricity is based on the QH characteristic. The QH characteristic represents in a known way the relationship of the flow rate Q as a function of that to be overcome by the pump Pressure head, whereby at a given pump speed the flow rate even with dynamic Processes are clearly related to this pressure level. With this Kind of detection of the pressure height can be the pressure measuring device with suitable characteristics a measuring current or a measuring voltage can be taken directly which corresponds to the flow rate. A manometer with a built-in remote transmitter (capacitive, inductive or resistance transmitter), which has a corresponding output function. Resistance transmitters are used in a known manner as a function potentiometer stepped winding or formed with corresponding taps, with the help of them the desired adaptation and / or controllability by means of adjustable shunts the characteristic is achieved.

Für besondere Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, zur Herabsetzung der Trägheit der Messungen an Stelle eines Manometers mit Ferngeber einen Transmitter zu verwenden, der ein justierbares Kompensationsmeßsystem besitzt. Von den beiden Systemen des dynamischen Meßwerkes kann in bekannter Weise eines mit einem veränderlichen Nebenschluß und/oder mit einer einstellbaren Zusatzspannung versehen sein, wodurch die Magnetisierung (Nebenschluß) oder Vormagnetisierung (Zusatzspannung) des Systems herabgesetzt werden kann. Da die Pumpaggregate im allgemeinen mit geringen Druckschwankungen betrieben werden, die im stetigen Betrieb lediglich durch die verhältnismäßig kleinen Schwankungen der zugehörigen Wasserpegel bedingt sind und außerdem während des Anfahrens und Abstellens im Normalbetrieb durch die Ausbildung der zugehörigen Steuerorgane dynamische Druckerhöhungen und Druckminderungen weitgehend eingeschränkt sind, ist der von dem Transmitter zu erfassende Druckbereich verhältnismäßig klein. Es können also auch einfache Mittel zum Anpassen der Charakteristik des Ausgangswertes an die QH-Kennlinie benutzt werden. Zweckmäßigerweise werden die mit dem Transmitter erzielten Ausgangsspannungen mit einer festen Meßspannung verglichen, da bekanntlich die QH-Linie bei geschlossenem Schieber und dem hierbei entstehenden statischen Enddruck den Durchflußwert Null ergibt. Erst bei abnehmendem Gegendruck entsteht ein entsprechender Durchfluß; ein Zusammenhang, welcher durch den Vergleich einer mit dem Druck veränderlichen Größe und einer festen Größe meßrichtig nachgebildet wird. For special applications it is useful to reduce the inertia of the measurements instead of a manometer with a remote transmitter a transmitter to use, which has an adjustable compensation measuring system. Of the two Systems of the dynamic measuring mechanism can be one with a variable in a known manner Shunt and / or be provided with an adjustable additional voltage, whereby the magnetization (shunt) or premagnetization (additional voltage) of the system can be reduced. Since the pump units generally have small pressure fluctuations are operated, which in continuous operation only by the relatively small Fluctuations in the associated water level are caused and also during start-up and shutdown in normal operation through the training of the associated control organs dynamic pressure increases and pressure reductions are largely restricted the pressure range to be detected by the transmitter is relatively small. It can thus also simple means of adapting the characteristic of the output value the QH characteristic can be used. Appropriately, those with the transmitter obtained output voltages compared with a fixed measurement voltage, as is known the QH line with the slide closed and the resulting static Final pressure results in the flow value zero. Only when the back pressure decreases a corresponding flow; a connection that can be established by comparing a metrologically reproduced with the pressure variable size and a fixed size will.

Es ist selbstverständlich, daß man für Kontrollmessungen, aber auch zur kompletten Ausbildung einer Rohrbruchsicherung, sämtliche in Verbindung mit einem Rohrstrang stehende Kraftmaschinen, wie Turbinen, Pumpen, Anrufturbinen und etwaige sonstige Aggregate (Hausturbinen), zusammenfassen wird. Dabei kann man für überschlägige Messungen und bei den kleineren Aggregaten statt eines veränderlichen Druckwertes auch eine konstante Meßgröße einschalten, die dem Mittelwert des Druckes entspricht; denn die geringen, von diesen Aggregaten aufgenommenen Durchflüsse sind für die Bildung des Gesamtdurchflusses von untergeordneter Bedeutung und können deshalb mit einem größeren zulässigen Meßfehler erfaßt werden. It goes without saying that one for control measurements, but also for the complete formation of a pipe burst protection, all in connection with string engines such as turbines, pumps, call turbines, and summarize any other aggregates (house turbines) will. It can be used for rough measurements and for the smaller aggregates instead of a variable pressure value also switch on a constant measured variable that corresponds to the Corresponds to the mean value of the pressure; for the small ones absorbed by these aggregates Flows are of subordinate importance for the formation of the total flow and therefore can be detected with a larger allowable measurement error.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 ein Prinzipschema des hydraulischen Teiles eines Pumpspeicher-Kraftwerkes, F i g. 2 das hierzu gehörige elektrische Schaltbild für die Durchflußmessung an Turbinen und Fig. 3 das Prinzipschaltbild für die Durchflußmessung bei einer hydraulischen Pumpanlage. The invention is shown in the drawing using an exemplary embodiment illustrated. It shows F i g. 1 a schematic diagram of the hydraulic part of a Pumped storage power plant, F i g. 2 the associated electrical circuit diagram for the flow measurement on turbines and FIG. 3 the basic circuit diagram for the flow measurement in a hydraulic pumping system.

Gemäß F i g. 1 ist das Oberbecken 1 mit dem Unterbecken2 über die Hauptrohrleitung3, in der sich noch das Absperrorgan4 befindet, verbunden. According to FIG. 1 is the upper basin 1 with the lower basin 2 via the Main pipe 3, in which the shut-off element 4 is still located, connected.

In dem Verteilerrohr 5 sind in den einzelnen Abzweigungen weitere Absperrorgane 6 vorgesehen, die eine Zu- bzw. Abschaltung der einzelnen Verbraucher gestatten. Jeweils einer Hauptturbine 7 a, 7 b ist eine Pumpe 8 a, 8 b zugeordnet; diese können wahlweise mit Hilfe der Kupplungen 9 a bzw. 9 b mit den Synchronrnaschinen 10 a, 10 b verbunden werden. Mit 11 a und 11 b sind die Anwurfturbinen und mit 12 ist die Hausturbine mit dem ihr zugeordneten Generator 13 für den Eigenbedarf bezeichnet. Am Oberbeckeneinlauf ist ein Durchflußmeßgeber 14 angeschlossen, und am Verteilerrohr 5 befindet sich in Höhe des mittleren Unterwasserpegels eine Druckmeßstelle 15.In the distributor pipe 5 there are further branches in the individual branches Shut-off elements 6 are provided, which enable or disable the individual consumers allow. A pump 8 a, 8 b is assigned to each main turbine 7 a, 7 b; these can optionally be connected to the synchronous machines with the help of clutches 9 a or 9 b 10 a, 10 b are connected. With 11 a and 11 b are the launch turbines and with 12 the house turbine with the generator 13 assigned to it is designated for personal use. A flow meter 14 is connected to the upper basin inlet and to the manifold 5 there is a pressure measuring point 15 at the height of the mean underwater level.

Mit 16 a und 16 b sind die Druckmeßstellen für den Betriebsdruck der Pumpen 8 a und 8 b bezeichnet.With 16 a and 16 b are the pressure measuring points for the operating pressure of Pumps 8 a and 8 b designated.

In dem zum hydraulischen Plan gehörigen elektrischen Schaltplan, den F i g. 2 vereinfacht darstellt, ist das die Anlage speisende Wechselstromnetz mit 20 bezeichnet. Als Druckmeßgeber 21 dient ein Transmitter zum Erfassen des geodätischen Betriebsdruckes an der Druckmeßstelle 15, der ihn in einen seinem Wurzelwert entsprechenden eingeprägten Gleichstrom umwandelt. Ein Justierwiderstand 22 dient zum Einstellen der Charakteristik des Transmitters. Die Funktionspotentiometer 23 a und 23 b dienen zum Erfassen der Leitschaufel- bzw. der Düsenstellungen der Hauptturbinen 7 a bzw. 7 b. Die Strommesser 24 a und 24b erfassen den Durchfluß der beiden Hauptturbinen, deren Meßwerte wiederum vom Kompensationsmeßwerk 25 erfaßt werden. Mit dem Potentiometer 26 wird die Leitradstellung der Hausturbine 12 und mit den Potentiometern 27 a, 27 b werden die Leitradstellungen der Anwurfturbinen 11 a, 11 b erfaßt. An die Stelle des vom Betriebsdruck abhängigen Stromwertes in den Funktionspotentiometern bei den Hauptturbinen tritt in diesem Falle ein konstanter Gleichstrom, der dem Mittelwert des Betriebsdruckes entspricht. Dies ist möglich, da die Durchflußmengen der kleineren Aggregate von untergeordneter Bedeutung sind und zum Gesamtfluß nicht wesentlich beitragen. In the electrical circuit diagram belonging to the hydraulic plan, the F i g. 2 shows in simplified form, is the alternating current network feeding the system denoted by 20. A transmitter serves as the pressure transducer 21 to detect the geodetic Operating pressure at the pressure measuring point 15, which converts it into a value corresponding to its root value converts impressed direct current. An adjustment resistor 22 is used for setting the characteristics of the transmitter. The function potentiometers 23 a and 23 b are used for detecting the guide vane or nozzle positions of the main turbines 7a or 7 b. The flow meters 24 a and 24 b record the flow of the two main turbines, the measured values of which are in turn recorded by the compensation measuring mechanism 25. With the potentiometer 26 is the stator position of the house turbine 12 and with the potentiometers 27 a, 27 b, the stator positions of the launch turbines 11 a, 11 b are detected. In place of the current value dependent on the operating pressure in the function potentiometers In this case a constant direct current occurs to the main turbines, which corresponds to the mean value corresponds to the operating pressure. This is possible because the flow rates of the smaller Aggregates are of minor importance and are not essential to the overall flow contribute.

Die Strommesser 28 und 29 erfassen den Durchfluß dieser Turbinen, deren Meßwerte mittels des Kompensationsmeßwerkes 30 zusammengefaßt werden. Mit 31 und 32 sind zwei Kompensationsverstärker bezeichnet, die von dem stabilisierten Netzgerät 33 gespeist werden. Das Meßgerät 34 zeigt den Gesamtdurchfluß aller Turbinen an. The flow meters 28 and 29 record the flow of these turbines, the measured values of which are summarized by means of the compensation measuring mechanism 30. With 31 and 32 are two compensation amplifiers designated by the stabilized Power supply 33 are fed. The meter 34 shows the total flow of all turbines at.

In F i g. 3 ist das elektrische Schaltbild zur Durchflußmessung bei Pumpenbetrieb vereinfacht dargestellt. Die Meßstelle für den Druck an der Pumpe 8 ist entsprechend der F i g. 1 mit 16 bezeichnet. Als Druckmeßgeber 40 dient ein Transmitter, der den Druck in einen proportionalen Strom umformt. Das stabilisierte Netzgerät 41 speist das Kompensationssystem des Transmitters 40, wobei mittels des Justierpotentiometers 42 eine Möglichkeit geschaffen ist, die Vormagnetisierung des Kompensationssystems des Transmitters zu verändern. Die Ausgangsgröße des Druckmeßgebers 40 wird über das vom nicht näher dargestellten Schließorgan 6 (Fig. 1) gesteuerte Funktionspotentiometer 43 abgegriffen und dem Abgriffwiderstand 44 zugeführt. Dem Abgriffwiderstand 45 wird eine Gegenspannung zugeführt, die von dem stabilisierten Netzgerät 46 erzeugt wird und die mittels des Justierpotentiometers 47 eingestellt werden kann. Am Meßgerät 48 kann der Durchfluß der Pumpe abgelesen werden. In Fig. 3 is the electrical circuit diagram for flow measurement at Pump operation shown in simplified form. The measuring point for the pressure at the pump 8 is corresponding to FIG. 1 denoted by 16. A pressure sensor 40 is used Transmitter that converts the pressure into a proportional current. That stabilized Power supply 41 feeds the compensation system of the transmitter 40, whereby by means of the Adjustment potentiometer 42 is a possibility, the bias of the compensation system of the transmitter. The output of the pressure transducer 40 is controlled by the closing member 6 (FIG. 1) not shown in detail Function potentiometer 43 tapped and fed to tapping resistor 44. To the Tap resistor 45 is supplied with a counter voltage, which is stabilized by the Power supply 46 is generated and set by means of the adjustment potentiometer 47 can be. The flow rate of the pump can be read on the measuring device 48.

Claims

Claims: 1. Device for determining the flow in hydraulic machines, especially for dynamically correct detection of the supply and drainage during flying or permanent operational controls, for acceptance tests and / or for the construction of a pipe burst protection from the geodetic operating pressure and the respective degree of opening of the machine, g e k e n n z e i c h -n e t d u r c h at least one function potentiometer (23 a, 23 b, 43) that is controlled by the output current a pressure transducer (21, 40) and its tapping by the operation-dependent Open position of a closing or regulating element of the hydraulic machine (7, 8, 11, 12) is adjusted mechanically.

2. Apparatus according to claim 1, in particular for flow measurement of turbines, characterized in that the pressure transducer (21) at the level of the middle Underwater level (2) is arranged and its output current is the root value of the geodetic Operating pressure is proportional.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the root value of the operating pressure with the help of a manometer with an attached square root is formed.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that for determining the root value of the geodetic operating pressure as a pressure sensor (21) a transmitter with an electrodynamic compensation measuring system (25) is used will.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the function potentiometer (23au 23b) provided with a large number of fixed taps and in one-off or operation-dependent circuits can be set.

6. Device according to one of claims 1 to 5, for total flow determination several turbines, characterized in that one common for all turbines Pressure sensor (21) for the simultaneous feeding of all the respective turbine opening detecting function potentiometer (23 a, 23 b) is provided.

7. Device according to claims 1 or 4 to 6, characterized by applying a Differential pressure transmitter with measuring connections is connected on the high and low pressure side of the turbine for determination the pressure difference acting as the operating pressure in the turbine.

8. The device according to claim 1, in particular for flow measurement of pumps, characterized in that at the pump outlet on the high pressure side a Pressure measuring point (16 a, 16 b) is provided, the measured value of which is from a pressure transducer (14) is converted into an approximately proportional current, which is a function potentiometer (43) feeds, and that the output voltage at the tap of the function potentiometer a fixed DC voltage is connected in the opposite direction, which results in the static final pressure closed shut-off element (6) corresponds.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the pressure transducer (40) a characteristic of the output variable adapted to the QH characteristic of the pump owns.

10. Apparatus according to claim 8 or 9, there- characterized by that to detect the flow when triggered by a power failure, for example Shutdown process by also using the function potentiometer controlled by the shut-off device (6) (43) connectable adjustment circuits the chronologically correct sequence of the flow representing voltage magnitude is at least approximately guaranteed.

11. Device according to one of claims 8 to 10, characterized by additionally recording the speed and / or the direction of rotation of the pump.

12. The device according to claim 9, characterized in that the Characteristic of the QH curve by forming the difference between one of the pressure dependent measured value and a fixed measured variable is determined.

13. The device according to claim 4, characterized in that at least one of the two system coils of the electrodynamic compensation measuring system (25) is subject to a constant or variable bias.