DE1751821A1 - Arrangement for limiting overspeed in turbo systems - Google Patents

Arrangement for limiting overspeed in turbo systems

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DE1751821A1 DE19681751821 DE1751821A DE1751821A1 DE 1751821 A1 DE1751821 A1 DE 1751821A1 DE 19681751821 DE19681751821 DE 19681751821 DE 1751821 A DE1751821 A DE 1751821A DE 1751821 A1 DE1751821 A1 DE 1751821A1
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/02Shutting-down responsive to overspeed
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/16Controlling the angular speed of one shaft

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  • Control Of Turbines (AREA)

Description

Anordnung zur Begrenzung von Überdrehzahlen bei Turbosätzen. Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Begrenzung von überdrehzahien bei Turbosätzen.Arrangement for limiting overspeed in turbo sets. The invention relates to an arrangement for limiting overspeed in turbo sets.

Turbosätze werden üblicherweise im Verbundbetrieb gefahren. Hierbei. entspricht die Drehzahl der Netzfrequenz und kann durch Belastunge- _derungen kaum geändert werden. Bei Lastabwurf und während der An- und Abfahrphasen ist jedoch eine Regelung der Drehzahl unbedingt erforderlich. Die bei Auggleichvorgängen zugelassene maximale Drehzahl änderung ist nach oben durch die ßchnellgchlußdrehzahl be grenzte die normalerweise das 1"l-fache der Nenndrehzahl beträgt. Es bestehen neben der Belastung durch den Generator keine weite-ren Möglichkeiten, auf den Turboläufer negative Momente auezu üben. Man ist deshalb bestrebt9 die nach Auftreten einer Entlastung in die Turbine eintretende Antriebsenergie so ,klein wie möglich zu halten. Bei der Drehzahlregelung besteht also das Problem, einerseits einen stabilen Betrieb sicherzusi:ollen und andererseits die bei plötzlicher Lhtlastung auftretende Überdrehzahl möglichst klein, mindestens aber kleiner als die Schnellschlußdrehzahl zu halten. Es sind hierfür vornehmlich zusätzlich zum normalen Drehzahlregelkreis eingesetzte die ---kontinuierlich wirkende Einrichtungen bekannt geworden, die in der Weise einwirken, daß sie entweder die Drehzahländerung oder die Leistungsänderung erfassen und nach Überschreiten bestimmter Grenzwerte ein Signal zum öchließen der Dampfveni:,Zle ausgeben. Dieses Problem wird bei der Anordnung zur Begrenzung von Überdrehzahlen bei Turbosätzen erfindungsgemäß dadurch ga löst, daß der Drehzahlregeler aus einem proportional wirkenden Regelzweig und einem zu diesem parallelen Regelzweigs ent =-haltend ein Gerät zur verzögerten Differentiation und ein nach=. geschaltetes Kennlinienglied mit großer Verstärkung bei hohen negativen Eingangswerten, besteht. Turbo sets are usually run in interconnected operation. Here. the speed corresponds to the mains frequency and can hardly be changed by changes in the load. In the event of load shedding and during the start-up and shutdown phases, however, it is essential to regulate the speed. The approved at Auggleichvorgängen maximum speed change is up normally the one "l times bordered by the ßchnellgchlußdrehzahl be the rated speed is. There are in addition to the burden of the generator no weite- ren ways auezu exert negative on the turbo runners moments. One The aim is therefore to keep the drive energy entering the turbine as low as possible after a discharge has occurred. With speed control there is the problem of ensuring stable operation on the one hand and, on the other hand, the overspeed that occurs in the event of a sudden load as small as possible, but at least smaller For this purpose, in addition to the normal speed control loop , the --- continuously acting devices have become known, which act in such a way that they detect either the change in speed or the change in power and after certain limit values have been exceeded te, a signal for the öchließen Dampfveni: spend Zle. This problem is according to the invention in the arrangement for limiting overspeed in turbo sets thereby releasing ga that the speed Regeler of a proportional control branch and a parallel to this rule branch ent = -haltend a device for sustained differentiation and to =. switched characteristic element with high gain at high negative input values.

Die Erfindung sei im folgenden anhand des in der Figur darge stellten Ausführungsbeispiele, erläutert, wobei weitere erfiu derische Merkmale beschrieben werden. The invention will be hereinafter with reference to the presented in the figure Darge embodiments described, wherein more erfiu derische features will be described.

In den Summierungsstellen 1 und 2 wird die Differenz zwischen dem Sollwert n, und dem Istwert n1 der Drehzahl gebildet. In the summation points 1 and 2, the difference between the nominal value n and the actual value n1 of the speed is formed.

Der Block 3 überträgt gemäß dem dargestellten Frequenzgang die SollsIstwertdifferenz der Drehzahl, bezgen auf eine Referenz frequen. rot die im gezeigten Beispiel dem Drehjahlsallwert entspricht. D5.e Scll-Zsfiwertdifferönz wird bewertet mit einem Faktor Kn der unabhängig von Stabilis3.erungsfragen des Dreh zahlragelkrei ses sein und hier den Wert `i haben soll. Der Block 3 arbeitet vorzugsweise digital, da er genau, aber nichxa sehr schnell sein mußo Er kann in diesem Fall aus einem Zähler mit nachgeschaltetem Verzögerungsglied aufgebaut sein Bei einer der Drehzahlregelung unterlagerten Leistungsregelung entsprscht die Ausgangegröße des Blockes 3 im Verbundbetrieb einem heistungssallwert" der sogenannten Frequƒnzbeteil5.gungf bei. ausschließlicher Drehzahlregelung enf:spricht sie der Aus -- gangsgröße eines proportional Wirkenden Drehzahlregelers. Die für die Stabilisierung des Drehzahlregelkreises notwendige Verstärkung wird durch die Blöcke 4 und 5 bestimmt. Für bleibende Soll«Istwertdifferenzen erfolgt entsprechend dem Charakter des dargestellten Frequenzganges von Block 4 keine Übertragung. Signaländerungen mS:t einer Frequenz oberhalb der Knickfrequenz von Block 4 werden normalerweise entsprechend der schwach geneigten Kennlinie des Blockes 5 übertragen. Nimmt das von Block 4 angegebene Signal, hohe negative werte ans wie dies bei einem schnellen Drehzahlanstieg infolge plötzlichen Lastabwurfes geschieht, dann w.4.rd die Verstärkung entsprechend der stark geneigten Kennlinie im. dritten eia dranten des Kennlinienfeldes des Blockes 5 angehoben. Damit wird der von Block 3 gelieferte Beitrag schneller reduziert, doho das Ausgangeeignal des Drehahxregelere ändert eich schneller in Richtung 'Dampfventil schließen". Der aus den Blöcken 4 und 5 bestehende Regelzweig arbeite': analog, da an seine Schnelligkeit höhere Anforderungen ge -. stellt werden als an seine Genauigkeit. Der Block 4 kann als ein Gerät, das die Signale durch verzögerte Differentiation umformt, bezeichnet werden, dessan Aufbau als hinreichend bekannt angesehen werden kann. Der Block 5 besteht aus einem Operationsverstärker mit entsprechender Beachaltungo The block 3 transmits in accordance with the frequency response of the illustrated Setpoint / actual value difference of the speed, based on a reference frequen. red, which in the example shown corresponds to the Drehjahlsallwert is equivalent to. D5.e Scll-Zsfiwertdifferönz is assessed with a Factor Kn is independent of the stabilization issues of the rotation numerical circle and should have the value `i here. Of the Block 3 works preferably digitally, because it is accurate, but nichxa Must be very fast. In this case, it can come from a counter be constructed with a downstream delay element a power control subordinate to the speed control The output size of block 3 corresponds to the interconnected operation a heistungssallwert "the so-called Frequƒnzbeteil5.gungf at. exclusive speed control enf: does it speak out input variable of a proportionally acting speed controller. The one necessary for stabilizing the speed control loop Gain is determined by blocks 4 and 5. For Remaining setpoint and actual value differences take place in accordance with the Character of the illustrated frequency response of block 4 none Transmission. Signal changes mS: t of a frequency above the Break frequency of block 4 will normally be appropriate the slightly inclined characteristic of block 5. Takes the signal given by block 4, high negative values ans as a result of a rapid increase in speed sudden load shedding happens, then w.4.rd the reinforcement according to the steeply inclined characteristic in. third eia dranten of the characteristic field of block 5 raised. In order to the contribution provided by block 3 is reduced more quickly, doho the output suitability of the speed controller changes eich faster in the direction of ' close steam valve'. The rule branch consisting of blocks 4 and 5 works: analog, since higher demands are placed on its speed. notes are considered to be in terms of its accuracy. The block 4 can be used as a device that the signals through delayed differentiation formed, whose structure is sufficient known. The block 5 consists of one Operational amplifiers with appropriate attention o

Claims (1)

P a t e n t a n e p r ü c h e !.'Anordnung zur Begrenzung von Überdrehzahlen bei. Turbosätzen, dadurch gekennzeichnet, daB der Drehzahlregeler aua eineu: proportional wirkenden Regelzweig und einem zu dIeaem parallelen Regelzweig, enthaltend ein Gerät zur ver zbgvrter3 Differentiation und ein nachgeschaltetes Kennlinienglied mit großer Verstärkung bei hohen negativen @ingangs@@erte@, besteht.
2. Anordnung nach Anspruch 19 dadurch gekerulzeichneü, daß der Drehzahlregelung eine leietungsregelung untorlagert ist. 30 Anordnung nach Anspruch 1 oder 2£ dadurch gekennzeschnatq daß der proportional wirkende Regelzweig digital. arbeitet. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß d ex, proportional wirkende Regelzweig aus einem Zähler ml i einem nachgeschalteten Verzögerungsglied besteht. 50 Anordnung nach einem der Ansprüche I_ bis 4., dadurch gekenn .v zeichnet, daß das Kennlinienglied aus einem Operationeever stärker mit entsprechender Beschaltung besteht.
Patent claims !. 'Arrangement for limiting overspeed at. Turbo sets, characterized in that the speed controller also has: proportionally acting control branch and one to dIeaem parallel control branch, containing a device for ver zbgvrter3 Differentiation and a downstream characteristic element with there is a large gain in the case of high negative @ ingangs @@ erte @.
2. Arrangement according to claim 19 gekerulzeichneü characterized in that the Speed control a line control is subordinated. 30 arrangement according to claim 1 or 2 £ thereby gekennzeschnatq that the proportionally acting control branch is digital. is working. 4. Arrangement according to claim 3, characterized in that d ex, proportionally acting control branch from a counter ml i one downstream delay element exists. 50 arrangement according to one of claims I_ to 4., characterized .v draws that the characteristic element from an operation ever stronger with appropriate wiring.
DE19681751821 1968-08-03 Arrangement for limiting overspeed in turbo sets Expired DE1751821C3 (en)

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DE1751821A1 true DE1751821A1 (en) 1971-05-19
DE1751821B2 DE1751821B2 (en) 1975-12-11
DE1751821C3 DE1751821C3 (en) 1976-07-22

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1216531B (en) * 1958-03-22 1966-05-12 Ernst Baer Process and plant for the production of panels from wood chips or similar goods
WO2004005675A2 (en) * 2002-07-04 2004-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Method and device for regulating the rotational speed of a turbine connected to an electric power supply mains by means of a generator
WO2005119012A1 (en) * 2004-06-03 2005-12-15 Goodrich Pump & Engine Control Systems, Inc. Overspeed limiter for turboshaft engines

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