DE1401446A1

DE1401446A1 - Verfahren zur Drehzahlregelung mit Hilfsgroessenaufschaltung bei Maschinen,insbesondere Dampfturbinen

Info

Publication number: DE1401446A1
Application number: DE1962L0043757
Authority: DE
Inventors: Jaeger Dr-Ing Benvenuto; Ehling Dr-Ing Hans-Juergen
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1962-12-20
Filing date: 1962-12-20
Publication date: 1968-10-10
Also published as: CH409068A

Description

Verfahren zur Drehzahlregelung mit Hilfsgrößenauf-

schaltung bei U[aschinen, insbesondere Dampfturbineno"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehzahlregelung mit Hflfsgrößenaufschaltung bei Mgschinen, insbesondere Dampfturbiner'und zur' Umsetzung der elektrischen in hydraulische Signale Es sind schon eine ßeihe.von Drehzahlregeleinrchtungen für Dampfturbinen bekannt. Meist wird eine mechanische Regelung benutzt, "bei der die Drehzahl mit Hilfe einer Tachometermaschine gemessen wird, die über Schraubradgetriebe engekuppelt ist. Hierbei wird jedoch der .ietwert nur stark verzögert-und mit geringer Genauigkeit an die Redel'einrichtung abgegeben. Dadurch wird die Freguenzregelung erschwert, inden. eine entsprechende Drehzahlregelung die ai Netz befind liehe Maachne nicht zur Leistungsdeckung heranzieht, so daß die Freciuenxha.tungsmaschxne allein und verhältnismäßig zu stark belastet wird Alle diese Nachteile werden durch das Verfahren zur Drehmahle regelÜng mit fiilfsgrößenaufschaltuag bei Laschinen, insbe- sondere Dampfturbinen, nach der Erfindung dadurch vermieden, ' daß die Maschinenwelle von-drei Tastköpfen beispielsweise . induktiv abgetastet und die Drehzahl in drei unabhängigen Kanblen gemessen wird, die gleichartige Signalwerte erzeugen und von deren zwei durch einen Umsetzer in analoge Signale umgesetzt werden, während die SiRnalwerte des dritten Kanals.

der

der mit einer/ m ulsfolgefrequenz und der geforderten Genau-

igkeit entsprechenden Verzögerung arbeitet; in digitaler Form abgegeben werden und mit den analogen Signalen von einem der beiden anderen Kanäle verglichen werden, woraus sich ein korrigierter Meßwert ergibt, und dadieser korrigierte Meßwert einer nur aus logischen Verknüpfunjsgliedern aufge- bauten Kontrolleinrichtung und einer Prüfeinrichtung zu-` geführt wird, welche die Aufgabe haben, die 'einzelnen Keß- werte durch einen Vergleich miteinander zu überwachen und bei Ausfall eines oder zweier Kanäle entweder einen Alarm, eine Anzeige, eine Umschaltung auf einen anderen Kanal oder einen Schnellachluß auszulösen, und daß der korrigierte bießwert einem Vergleieher als Eingangsgröße zugeführt wird, von dem die Regelgröße blitellantrieben zugeleitet wird, die bei Dampf- turbinen elektrohydraulische Impulgdruckregler sein können, welche auch von einem Analogrechner kommende Hilfsgrößen, z o B o für Stufendruck, Entnahmedruck, Frischdampfdruck, Gegendruck usw. erhalten, wobei an den Anslogrechner noch eine weitere Kontrolleinrichtung angeschloaeen ist, die plötzliche starke Abweichungen der Drehzahl erfaßt und im Analogrechner"ein_ Umschalt-, Abschalt- oder Warnsignal auslöst. .-Im folgenden wird das Verfahren anhand der Zeichnung näher erläutert

Pia Drehzahl wird in drei unabhängigen Kanälen gesessen,

laden ein auf der Turbinenwelle l.befestigtes Zahnrad 2 , durch

drei Tastköpfe.3, 4, 5- induktiv.abgetaetet wird. Die ent-

r

stanäenen Iapulefolgfn werden".über* Verstärker -6, 7,@ .8'@ 9, 10

und Umsetzer 1112 unterschiedlichen Kanälen zur weiteren,

Verarbeitung zugeführt. Dabei wird'durch die bei d aogenann-

ten-Frequenzkanäle die unversögerto.prohsabl»ss .durahge-

fährt. Jeweils eine dieser beiden für sich gleichwertigen

. )leßgrößen wird als Arbeitswert-isieiteren Regelkleis verar-

beitet, der zweite Kanal stebt-als Reserve zur Verfügung. Die

Umächaltung erfolgt durch *eLna Koätrolleiarichtung 13 über ein

Relais 14. - ein em e

Der Maßwert von requenskanal d, jait intim genaueren Wort

*

aus einem sogenannten Zäblkanel, in _.d ein Zählgerät 15 und

ein Digital-Analog-Unsatser 16 .liegt, verglichen und ent-

sprechend der Abweichung korrigiert. Der Zählkanal arbeitet .

mit einer der Impulsfolgefrequens und der geforderten Genauig-

keit entsprechenden Verzögerung; die Korrektur::in der Drdsahl-

korrektureilirichtung 1? erfolgt ebedalls verzägert. ruf diese

eise wird erreicht, daß für alle"instationören Betriebezu-

atände ein unverzögerter Drabzahlmegwert zur Verfügung. steht, .

dessen Genauigkeit in vertrotbaren*eensen.liagt, während

für langdauernde quaeistatioaäre Zustände eine erhöhte Ge-

nauigkeit vorliegt. Der Zählkanal soll nur im Drehzahl-

Nennbereich das Regelsignal korrigieren, bat Drehzahlen

.s2900 U/min wird die Einwirkung auf den Regelsignal des

Frequenskanala durch ein Relais 18 unterbrochen. Die Kontroll-

einrichtung 13 hat also die Aufgabe, die einzelnen keBwerte

durch Vergleich untereinander zu überwiahen.Sioherheitsent-

rcheidungen, wie z.B. Alarm, Störungsanzeige, Umschaltung

auf einen anderen Kanal oder Schnellschluß beim Ausfall eines

oder zweier Kanäle werden von einer Prüfeinrichtung 19 So-

trotten.

Die Älar-manzeigei im fall "Zählkanal ausgefallen" -erfolgt

verzögert, de aufgrund der funktionaweise den Z,ählkamaln bei

schnellen Drehzahländerungen größere Abweichungen gegenüber

dem Meßwert den Frequenskanals auftreten, ohne daß die Funk-

tion den Zählkanals selbst gestört zu sein braucht. Für den

Zeitraum diesen Betriebezuataades findet keine lkeßwertkorrek-

tur über den Zählkanal statt. -

Das aus Drehzahlmeßwert und Sollwert vom Vergleich-er 20 ge-

bilditi Ausgangsaignel für die Abweichung wird direkt auf _.

die elektro-hpdraulincäen Iapulsdruckregler 21, 22, 23 weiter-

geleite. Zusätzliche Korrekturen,, die .ich aus weiteren Re-

gelaufgaben ergeben, wie s.8. Entnahmedruck-, Frischdampf-

druck-, Gegendruck- bzw. Stufendruck- proportionale -Einflüsse

werden in einer gesonderten Analogrecheneinheit 24 ermittelt-

und m den In uladruckreglern snanierthine weitere Kontroll-

einrichtung st vorgesehen., um plöb:liohe haderun$an das Aus-

gaMssignel.s, die das ließ einer echten Drehzahlabweichung über-

schreiten (die also nur von fehlerhafter Funktion der davon.- .

liegenden Geräte herrühren können) :u erfassen. Von dieser

können Impulse zur Umschaltung der Frequen:meßkanäle oder zur

. BStätigug den Sehnallsahlnss®r ausgelöst Werde;. hliaß

lieh sind noch Anseiga-, Alarm- bsw. Notauolösoeäarichtanga

vorgesehen.

Claims

F'atentsasprüohe.. 1. verfahren zur Drehzahlregelung mit Hilfsgrößenaugschaltung bei Maschinen, insbesondere Daapfturbinen)snd zur Uhietsung der elektrischen in hydraulische Signale, dadurch gekena- seichäet, das die-ksschinen"lle von drei Testköpfen bei- spielsweise induktiv abgetastet und die Drehzahl in drei unabhängigen Kenäten gemessen wird, die glegchartige Signal- werte erzeugen und von -denen zwei durch einen Umsetzeai 1u analoge Signale =gesetzt werden, während die. Gignalworte den dritten Kanals, der mit einer der Impulsföigefrequsas- und der . gefordertta Genauigkeit entsprechenden Verzögerung ' arbeitet, in digitaler Fora abgegeben werden und mit,den analogen Signalen von eines der beiden anderen. ganKle werden, woraus sich ein korrigierter Mußwert er- r gibty und daß dieser korrigierte Beßwert einer nur aus lo- gi4chen Verknüpfungsgliedern aufgebauten Kontrolleinrioh- tunS und einer Prüfeinrichtung zugeführt wird, Ael®he die Aufgabe habest, die einzelnen Meßwerte durch. einen Vor- gleich miteinander zu überwachen -und bei Ausfall eines oder zweier ,Kanäle entweder einen Alm=, eine Anzeige, eine Umschaltung auf einen anderen Kanal oder einen Sobaell- ' sohluß auszulösen und daß der korrigierte Ueßmert eines Yersleicher eia Eingangsgröße sugefühtt wird, von den die.

Regelgröße S$ellantrieben augel®itet wird, die bei Dampf- turbinen elektro-hydraurische Impulsdruckregler sein kön- nerv welche auch von einem Analogrschner,kom»nde Hilfe- gr®ßen, z. H. für Stufendruck, Entnahmedruck, Frischdampf- druck, Gegendruck usw.-erhalten, wobei an den An®logroch- ner noch eine weitere Könt»rolleinrichtung_angeschlossen ist, die plötzliche starke Abweichungen der-Drehzahl erfaßt und im Analogrechner ein Uaschalt-, Abschalt- oder Warnsi- gnal auslöst* 2. Verfahren nach .nsprucb 1, dadurch gekennseichnet, daß bgi der gegenseitigen Überwachung der drei Kanäle die digitalen Signale in analoge umgesetzt werden, 3. Verfahren naQh den hnsprüchen 1 und 2,. dadurch gekenn- zeichnet, daß die Ableitung von Regelgrößen für die An= laß-Organe der verschiedenen Stufen der Dampfturbinen entweder in einem festen Verhältnis oder-in veränder- licüen Verhältnissen über einen elektronischen Analog- rechner aus weiteren Größen, zoH' den Anaapfdrucken.von Entnahmeleitungen, Frischdampf oder.Gegendruck, gegebenen- falls unter Zuhilfenahme nichtlinearer Elemente geschieht. 4. Verfahren nach den lineprüchen 1 bis 3, dadurch geke=- zeichnet, daß die 'Regelgrößen für die Dampieinlaßorgeae in die verschiedenen Stufen der Turbine mittels einer elektrischen Gegenkopplungsscbaltung durch aus den Drücken hinter diesen EinlaSorganen (Stufendrücken) abgeleiteten

ol_ektri felreii Signalen derart Veründert werden, daß die StufendrUcke, die der Leistung proportioricxl sind, anstelle .. der primär bewirkten Öffnung des Stellgliedes durch die Regelgrößen eingestellt werden& wobei die Zuschaltung -der Stufendrücke auf die Stallglieder verzögert erfolgen kann. 5o Verfebran nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekenn- . zeichnet 4 daß die Kontrolleinrichtung, welche einige den Stellgliedern zugeführten Regelgrößen so verarbeitet, daß bei großen @.ndesungen dieeer.Stellgrößen das Stellglied unm verzüglich folgt,-bei kleinen Lnderungen, dagegen erst mit einer, gewissen- Verzögerung. . G@ Verfahren" nach. den Ansprüchen 1 bis 5, - dadurch gekenn- . " zeichnet 9 daß das. Verhältnis der Regelgrößeinan die Ein. laßorgene der Dampfturbinenstufen durch ein-Signal von einer zwischen' den- Stufen gelegenen Entnahmestelle verändert wird und zwar derart; daC- die . Dampfventile im entgegengesetzten Sinne beeinflußt wordenb ?. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennm zeichnet, 'daß das" Verhblttie der Regelgrößen, an die, Ein- laßorgäne. der Daiapfturbinenatufen durch ein Signal von einer ' zwischen den Stufen gelegenen Entnahmestelle verändert wird,. .und zwar derart, dab die Dampfventile im,gleichen Sinne bes einflußt werden.