DE2542936B2 - Drehzahl-regelsystem fuer eine dampfturbine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Drehzahl-Regelsystem für eine Dampfturbine, bei dem ein Soll-Drehzahlsignal mit einem Ist-Drehzahlsignal vergleichbar und in einer Schaltungsanordnung ein Stellsignal erzeugbar ist das ein Dampfströmungsventil steuert.

In bekannten Überdrehzahlregltrn für Turbinen mit Nacherhitzung werden getrennte Ventile zur Regelung des Dampfzuflusses in aie Hochdruckstufen und Niederdruckstufen gesteuert, um die Turbinendrehzahl auf einer Soll-Drehzahl zu halten. Ein Hauptventil steuert den Dampfzufluß in die Hochdruckstufen und ein Abfangventil steuert den Dampfzufluß in die Niederdruckstufen. Beim Auftreten eines Überdrehzahlzustandes mit vom System getrenntem Generator durch einen plötzlichen Ausfall mindestens eines Teils der Last werden das Hauptventil und das Abfangventil teilweise geschlossen, um den Dampfzufluß in ihren entsprechenden Stufen zu verringern und eine Verringerung der Turbinendrehzahl auf die Soll-Drehzahl zu bewirken.

Regelsysteme der oben beschriebenen Art arbeiten wirksam bei kleinen Lastausfällen oder bei langsamen Lastabfällen, wobei sich beide Ventile teilweise schließen und die verringerte Last proportional auf alle Turbinenstufen aufgeteilt wird. Diese Systeme arbeiten auch wirksam beim Auftreten von plötzlichen starken Lastabfällen, wenn sich die Last auf einen Wert verringert, bei dem der Antrieb allein durch die Hochdruckstufen erfolgen kann. In diesem Falle wird das Abfangventil schnell vollständig geschlossen und somit der größere Teil der Antriebsleistung abgeschaltet, welcher normalerweise von den Niederdruckstufen geliefert wird. Der Dampfzufluß zu den Hochdruckstufen wird dann durch das Hauptventil auf den Wert verringert, welcher zur Aufrechterhaltung des Antriebs der verringerten Last erforderlich ist
Die bekannten Systeme der vorstehend beschriebenen Art werden jedoch instabil, wenn plötzliche, zwar starke Lastabfälle auftreten, die verbleibende Last aber noch höher ist als die Antriebsleistung der Hochdruckstufen allein.

Auch in diesen Fällen wird zunächst das Abfangventil vollständig geschlossen und die von den Niederdruckstufen gelieferte Antriebsleistung abgeschaltet. Nach kurzer Zeit werden dann jedoch die Hochdruckstufen überlaste» und die Turbinendrehzahl fällt unter den Wert der Soll-Drehzahl ab und bewirkt, daß sich das Abfangventil erneut öffnet. Der Dampf strömt dann erneut in die Niederdruckstufen und die vereinte Antriebsleistung der Hochdruckstufen und der Niederdruckstufen wird der verminderten Last zugeführt, so daß sich die Turbinendrehzahl erneut auf einen Wert über der Soll-Drehzahl erhohi Das Abfangventil wechselt daher zwischen einer Schließ- und Öffnungsbewegung und bewirkt dabei einen Wechsel zwischen Überlastung der Hochdruckstufen und der Abgabe überhöhter Antriebsl istung an die verminderte Last, wobei das Regelsystem nach einer Einstellung des Abfangventils sucht (hunting), bei der sich die Turbinep.drehzahl stabil bei der Soll-Drehzahl für diese verringerte Last einstellt.

Die Hauptursache für die Instabilität des Regelsystems während der vorstehend beschriebenen Lastminderungen ist die Nicht-Linearität des Abfangventils. Das heißt, wenn eine Ventilbewegung mit konstanter Geschwindigkeit ausgelöst wird, ändert sich der Dampfzufluß mit einer veränderlichen Geschwindigkeit. In einigen Fällen verändert sich der Dampfzufluß nur um 10 % während der ersten 90 % der Schließung des Ventils. Wenn es daher erforderlich ist, den Dampfzufluß während starker Lastminderungen schnell zu verringern, dann können die bekannten Regelsysteme, welche eine Schließbewegung des Abfangventils mit konstanter Geschwindigkeit bewirken, nicht schnell genug ansprechen, um die steigende Drehzahl der Turbine zu begrenzen, und das Abfangventil muß anschließend durch einen Schnellverschluß gesperrt werden. Wenn die Hochdruckstufen nach dem Ausfall der Antriebsleistung der Niederdruckstufen überlastet werden dann beginnen die bekannten Regelsysteme mit einem erneuten öffnen des Abfangventils. Die Nicht-Linearität des Ventils bewirkt mit dem Beginn des Öffnungsvorganges des Ventils einen plötzlichen starken Anstieg im Dampfzufluß, welcher zu dem vorerwähnten überhöhten Antrieb der Last und einer entsprechenden Drehzahländerung führt.

Es ist zwar an sich bekannt (siehe DT-OS 23 26 662, US-PS 33 20 50^), ein Fehlersignal in einem vorbestimmten Frequenzbereich zu verstärken, ohne es in anderen Frequenzbereichen innerhalb der Bandbreite

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zu schwächen. Dieses teilweise verstärkte Fehlersignal dient jedoch lediglich zur Stabilisierung bzw. Verbesserung des Betriebes.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Regelsystem zu schaffen, bei dem die Nicht-Linearität in der Schließ- bzw. Öffnungsbewegung des Abfangventils beseitigt ist

Diese Aufgabe wird bei einem Regelsystem der eingangs gekannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Schaltungsanordnung einen ersten Verstärker, der bei Drehzahlen oberhalb der Soli-Drehzahl ein erstes elektrisches Ausgangssignal liefert, das sich bezüglich der Ist-Drehzahl mit großer Geschwindigkeit ändert, und einen zweiten Verstärker aufweist der oberhalb einer vorbestimmten Überdrehzahl C ein zweites elektrisches Ausgangssignal liefert das sich bezüglich der Ist-Drehzahl mit einer kLineren Geschwindigkeit ändert als das erste Ausgangssignal, wobei das zweite Ausgangssignal dem ersten Verstärker derart zuführbar ist. daß bei einer Drehzahl oberhalb der vorbestimmten Überdrehzahl C die _M Änderungsgeschwindigkeit des Stellsignals am Ausgang des ersten Verstärkers verkleinert ist

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Instabilität, welche bei bekannten Systemen während starker Laständeruhgen auftritt durch eine verbesserte Regelung des Abfangventils beseitigt ist.

Das Stellsignal wird am Ausgang des ersten Verstärkers erzeugt und seine Amplitude wächst mit einer großen Geschwindigkeit an gemäß der Steigerung der Turbinendrehzahl über die Soll-Drehzahl hinaus. Dieser rasche Signalanstieg bewirkt eine schnelle Anfangsschließbewegung des Abfangventils während desjenigen Teils des Ventilweges, bei dem dieses nur einen geringen Einfluß auf den Dampfdurchfluß besitzt. Bei einer vorgegebenen Drehzahl oberhalb der Soll-Drehzahl wirkt der zweite Verstärker mit dem ersten Verstärker zusammen und verringert die Anstiegsgeschwindigkeit des Stellsignals. Diese Verringerung der Änderungsgeschwindigkeit des Stellsignals bewirkt eine weniger schnelle Schließbewegung des Ventils während desjenigen Teils des Ventilweges, bei dem dieses einen stärkeren bzw. entscheidenden Einfluß auf den Dampfdurchfluß besitzt. Das Endergebnis der auf dieser Weise vorgenommenen Veränderung der Ventilbewegung besteht in einer schneller stetigen Verringerung des Dampfzuflusses, welche zu einer wirksamen Regelung eines plötzlichen Drehzahlanstiegs durch Abfangventile führt. Die Instabilität der Drehzahl, welche durch periodische Bewegung des bekannten Abfangventils verursacht wurde, wird auf diese Weise vermieden.

Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beschreibung und Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Dampfturbinen-Generatorsatzes, in dem das Drehzahl-Regelsystem gemäß der Erfindung enthalten ist;

Fig.2 zeigt einen Kurvenverlauf für das Stellsignal, welches zur Kompensation der Nicht-Linearität des Regelventils benutzt wird;

Fig.3 ist eine Schaltzeichnung einer Schaltung zur Erzeugung des Stellsignals.

Es folgt nachstehend eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und der Fig. 1. Der in einem Dampfgenerator 11 erzeugte Dampf strömt durch da^

Hauptsperrventil 13 und das Kauptregelventil 14 zu einer Hochdruckturbinenstufe 15. Die Richtung des Dampfstroms ist durch die Richtung der Pfeile entlang den Dampfleitungen angedeutet Der Dampf strömt durch die Hochdruckstufe 15 zum Nacherhitzerabschnitt 17 des Dampfgenerators 11, wird dort nacherhitzt und strömt dann zu den Ab- bzw. Auffangregelventilen 19 und 21. Von den Ventilen 19 und 21 wird der Dampf durch eine Mitteldruckstufe 23 geführt und dann durch zweite und dritte Niederdruckstufen 25 und 27 geleitet Der Dampf von der zweiten und dritten Stufe 25 und 27 wird im Kondensor 29 gesammelt, kondensiert und dann zum Dampfgenerator 11 zurückgeführt Die Turbine treibt den Generator 31 zur Erzeugung elektrischer Leistung an.

Wenn die Turbine mit einer konstanten Drehzahl läuft dann sind das Hauptsperrventil 13 und die Abfangventile 19 und 21 voll geöffnet Die zur Drehung der Turbine mit einer bestimmten Drehzahl erforderliche Dampfmenge ist abhängig von der Belastung des Generators und wird normalerweise durch das Hauptventil 14 geregelt, das durch einen Regler 37 gemäß den von einem Drehzahl-Meßfühler 39 erfaßten Drehzahländerungen gesteuert wird. Wenn die Drehzahl über eine vorgegebene Soll-Drehzahl ansteigt, dann wird durch den Regler 37 ein Stellsignal an die Abfangventile 19 und 21 geführt und bewirkt eine Schließbewegung der Ventile, die so lange andauert, bis sich die Drehzahl der Turbine auf die Soll-Drehzahl verringert.

Gemäß dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Stellsignal mit einer solchen Kennlinie erzeugt, daß das Signal während einer ersten Periode schnell ansteigt um eine schnelle Schließbewegung der Abfangventile zu bewirken, und dann während einer zweiten Periode weniger schnell ansteigt, um eine langsamere Schließbewegung der Ventile zu bewirken. Diese Kennlinie ist in F i g. 2 dargestellt. Die Größe V_oui stellt dabei die Spannung des Stellsignals dar und die Größe V₅ stellt die Ausgangsspannung des Drehzahlmeßfühlers dar. Jede bestimmte Spannung V_cut entspricht auch noch einer bestimmten Stellung der Abfangventile. Unterhalb der Bezugsdrehzahl A wird ein Stellsignal mit der Spannung O erzeugt und die Abfangventile 19 und 21 bleiben voll geöffnet. Wenn die Drehzahl der Turbine über die Soll-Drehzahl ansteigt, dann steigt der Spannungswert des Stellsignals mit großer Geschwindigkeit B an, welche proportional der Anstiegsgeschwindigkeit der Turbinendrehzahl ist. Die Schließbewegung der Abfangventile erfolgt mit der gleichen schnellen Geschwindigkeit und kompensiert die geringe Auswirkung, welche die Ventilbewegung während des Beginns des Schließvc-ganges auf den Dampfdurchfluß besitzt. Bei der Überdrehzahl C haben sich die Ventile in die teilweise geschlossene Stellung ■ bewegt in der sie beginnen, einen signifikanten Einfluß auf den Dampfdurchfluß auszuüben, und die Änderungsgeschwindigkeit für die Spannung des Stellsignals wird auf eine weniger schnelle Geschwindigkeit D verringert. Obwohl sich die Ventile mit dieser geringeren Geschwindigkeit D in Richtung auf ihre geschlossene Stellung bewegen, besitzen sie doch einen bedeutend stärkeren Einfluß auf den Dampfdurchfluß, und es wird daher praktisch die gleiche Änderungsgeschwindigkeit des Dampfdurchflusses aufrechterhalten, wie zuvor bei der Bewegungsgeschwindigkeit B. Die resultierende Wirkung besteht in einer schnellen stetigen Verminderung des Dampfdurchflusses, bis die Turbinendrehzah! eingeregelt ist.

Die Fig.3 zeigt eine Schaltung zur Erzeugung des Stellsignals nach Fig. 2. Dieses Signal wird im Ausgangskreis 41 durch den Verstärker 42 gemäß einem Signal für die Turbinendrehzahl erzeugt, das im Eingangskreis 43 zugeführt wird. Das Drehzahlsignal wird über einen Widerstand 44 einem Summierungspunkt 45 an einem ersten Eingang des Verstärkers 42 zugeführt. Ein Signal für die Soll-Drehzahl wird ebenfalls am Summieningspunkt 45 über den Widerstand 46 zugeführt. Dieses Signal für die Soll-Drehzahl besitzt die Form eines einstellbaren Spannungswertes, der an einem Potentiometer 47 vorhanden ist. Ein Ende des Potentiometers ist mit einem positiven Spannungsnetzteil und das andere Ende mit einem Nullspannungswert oder Erde verbunden. Ein zweiter Eingang des Verstärkers 42 ist auf Erde bezogen. Der Widerstand 48 und das Potentiometer 49 ergeben einen Rückkopplungsweg vom Ausgangskreis 41 zum Summieningspunkt 45. In dem Rückkopplungsweg ist das Potentiometer 49 enthalten zwecks Einstellung des Verstärkungsgrades des Verstärkers. In Reihe mit dem Verstärkerausgang ist ein Widerstand 50 verbunden, um in wirksamer Weise die Ausgangsimpedanz des Verstärkers so zu erhöhen, daß die noch zu beschreibende begrenzende Verstärkerschaltung das Ausgangssignal des Verstärkers übersteuern bzw. ausschalten kann, wenn die Spannung am Verstärkerausgang bestimmte vorgegebene Grenzwerte übersteigt.

Diese Grenzwerte für die Spannung werden durch zwei Schaltungen vorgegeben, von denen eine den Verstärker 51 und die andere den Verstärker 56 enthält. Die Schaltung mit dem Verstärker 51 arbeitet so, daß sie eine vorgegebene obere Grenze für die Ausgangsspannung der Schaltung gemäß einer vorgegebenen Bezugsspannung ergibt. Die Ausgangsspannung der Schaltung und die Bezugsspannung werden über Widerstände 52 bzw. 53 einem ersten Eingang des Verstärkers 51 zugeführt. Die Bezugsspannung ist an einem Potentiometer 54 vorhanden, bei dem ein Ende mit einem negativen Spannungsnetzteil und das andere Ende mit Erde verbunden ist. Ein zweiter Eingang des Verstärkers 51 ist mit Erde als Bezugspunkt verbunden. Die Diode 55 ist in Reihe mit dem Ausgang des Verstärkers 51 geschaltet, um den Verstärkerausgang wirksam von dem Ausgangskreis 41 bei allen Ausgangsspannungen des Kreises unterhalb des oberen Grenzwertes abzutrennen. Wenn die Ausgangsspannung des Kreises 41 über den vorgegebenen Grenzwert ansteigt, dann verringert sich die vom Verstärker 5t erzeugte Ausgangsspannung in ausreichendem Maße, um eine Vorspannung der Diode 55 in der Durchlaßrichtung zu erhalten und die Ausgangsspannung des Kreises auf den vorgegebenen Grenzwert zu verringern.

Die Schaltung des Verstärkers 56 arbeitet so, daß sie eine vorgegebene untere Grenze für die Ausgangsspannung der Schaltung gemäß einer vorgegebenen Bezugspannung ergibt Normalerweise ist der untere Grenzwert 0 Volt Die Ausgangsspannung der Schaltung und die Bezugsspannung werden einem ersten Eingang des Verstärkers 56 über Widerstände 57 bzw. 58 zugeführt Die Bezugsspannung wird an einem Potentiometer 59 geliefert, bei dem ein Ende mit einem positiven Spannungsnetzteil und das andere Ende mit einem negativen Spannungsnetzteil verbunden ist Ein zweiter Eingang des Verstärkers 56 ist mit Erde als Bezugspunkt verbunden. Die Diode 60 ist in Reihe mit dem Ausgang des Verstärkers 56 geschaltet und trennt den Verstärkerausgang wirksam von dem Ausgangskreis 41 bei allen positiven Ausgangsspannungen des Kreises. Wenn die Ausgangsspannung des Kreises bei 41 negativ wird, dann erhöht sich die vom Verstärker 56 erzeugte Ausgangsspannung in einem ausreichenden Maße, um die Diode 60 in Durchlaßrichtung vorzuspannen und die Ausgangsspannung des Kreises auf den Wert 0 Volt anzuheben.

Bei Drehzahlen oberhalb C wird ein weiteres Eingangssignal dem Verstärker 42 durch einen Verstär-

ker 61 zugeführt, um eine Verminderung der Änderungsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung der Schaltung zu erreichen. Dieses Signal steigt mit konstanter Geschwindigkeit bezüglich der Turbinendrehzahl an und wird dem Summierungspunkt 45 über

iS Widerstände 62 und 63 zugeführt. Der Verstärker 61 ist als Summierer geschaltet in ähnlicher Weise wie der Verstärker 42. Das Signal für die Turbinendrehzahl von dem Eingang 43 wird über den Widerstand 64 einem Summierungspunkt an einem ersten Eingang des Verstärkers 61 zugeführt. Ein Bezugssignal für die Drehzahl entsprechend der Turbinendrehzahl C wird ebenfalls noch dem Summierungspunkt über den Widerstand 65 zugeführt. Dieses Bezugsdrehzahlsignal besitzt die Form einer einstellbaren Spannung, die am Potentiometer 66 zur Verfügung steht, bei dem ein Ende mit einem positiven Spannungsnetzteil und das andere Ende mit Erde verbunden ist. Ein zweiter Eingang des Verstärkers 61 ist mit Erde als Bezugspunkt verbunden. Der Widerstand 67 bildet einen Rückkopplungsweg vom Ausgangswiderstand 62 zum Summierungspunkt. Das Potentiometer 68 ist im Rückkopplungsweg zur Einstellung des Verstärkungsgrades des Verstärkers enthalten. Der Ausgängswiderstand 62 ist in Reihe mit dem Verstärkerausgang geschaltet, um die Ausgangsimpedanz des Verstärkers wirksam zu vergrößern.

Um zu verhindern, daß das dem Widerstand 63 zugeführte Signal unter 0 Volt absinkt, wenn das Ausgangssignal vom Verstärker 61 negativ wird, ist ein Begrenzer-Verstärker 69 vorgesehen. Das dem Widerstand 63 /ugeführte Signal und eine Bezugsspannung werden einem ersten Eingang des Verstärkers 69 über Widerstände 70 bzw. 71 zugeführt Die Bezugsspannung wird an einem Potentiometer 72 abgenommen, bei dem ein Ende mit einem positiven Spannungsnetzteil und das andere Ende mit einem negativen Spannungsnetzteil verbunden ist. Ein zweiter Eingang des Verstärkers 69 ist mit Erde als Bezugspunkt verbunden. Die Diode 73 ist mit dem Ausgang des Verstärkers 69 in Reihe geschaltet, um den Verstärkerausgang wirksam vom

Eingang des Verstärkers 42 am Widerstand 63 abzutrennen, wenn dem Widerstand 63 positive Spannungen zugeführt werden. Wenn die Spannung am Ausgang des Verstärkers 61 negativ wird, dann steigt eine vom Verstärker 69 erzeugte Ausgangsspannung in

ausreichendem Maße an, um die Diode 73 in Durchlaßrichtung vorzuspannen und die am Widerstand 63 zugeführte Spannung auf den Wert 0 Volt anzuheben. Es sind Vorkehrungen getroffen, um die Abfangregelventile periodisch auf ihre richtige Arbeitsweise durch

Zuführung eines negativ verlaufenden Prüfsignals am Schaltungseingang 74 zu überprüfen. Das Prüfsignal wird über einen Widerstand 75 zugeführt und bewirkt einen negativen, nicht abgeglichenen Zustand am Summierungspunkt 45. Dies führt zur Erzeugung eines Befehlssignals am Schaltungsausgang 41 und einem entsprechenden teilweisen Schließen der Abfangregelventile.

Im Betrieb wird das Befehlssignal (Führungsgröße)

für die Abfangregelventile durch den Verstärker 42 bei Vorhandensein eines am Schaltungseingang 43 zugeführten Signals für die Turbinendrehzahl erzeugt. Das Drehzahlsignal wird mit Ansteigen der Turbinendrehzahl immer stärker negativ und wird algebraisch addiert mit einem positiven Bezugsdrehzahlsignal, das am Sumrnierungspunkt 45 über den Widerstand 46 zugeführt wird. Wenn die Turbine bei der Bezugsdrehzahl arbeitet, dann erfolgt ein Ausgleich zwischen dem Turbinendrehzahlsignal und dem Bezugssignal, und vom Verstärker 42 wird ein Ausgangssignal von OVoIt erzeugt. Bei Drehzahlen unterhalb der Bezugsdrehzahl A wird das Drehzahlsignal weniger negativ und die Ausgangsgröße des Verstärkers 42 wird negativ. Der Schaltungsausgang 4i besitzt dabei ebenfalls eine ,, Tendenz nach negativen Werten, der Begrenzerverstärker 56 verhindert dies jedoch durch Vorspannen der Diode 60 in Durchlaßrichtung.

Wenn die Turbinendrehzahl über die Bezugsdrehzahl ansteigt und das Drehzahlsignal stärker negativ wird, als dem Wert für seinen Abgleich mit dem Bezugssignal entspricht, dann geht die Ausgangsspannung zu positiven Werten und verhindert einen unabgeglichenen Zustand am Summierungspunkt. Die Ausgangsspannung der Schaltung steigt schnell an mit einer Geschwindigkeit proportional zur Geschwindigkeit des Anstiegs der Turbinendrehzahl gemäß der Darstellung bei B in Fig.2. Das Verhältnis dieser beiden Geschwindigkeiten kann durch Einstellung des Verstärkungsgrades des Verstärkers 42 am Potentiometer 49 _J0 auf einen bestimmten Wert eingestellt werden.

Wenn die Turbinendrehzahl über einen vorgegebenen Überdrehzahlwert C ansteigt, dann wird durch den Verstärker 61 ein positives Spannungssignal an den Widerstand 63 geliefert. Vor dem Auftreten dieser vorgegebenen Überdrehzahl wurde am Eingang des Verstärkers 42 am Widerstand 63 durch den Begrenzerverstärker 69 ein Signal mit der Spannung 0 Volt aufrechterhalten. Bei allen Drehzahlen unterhalb des Wertes C ist die Ausgangsgröße des Verstärkers 61 negativ, weil ein Ungleichgewicht zwischen dem dem Widerstand 65 zugeführten Bezugssignal und dem dem Widerstand 64 zugeführten Drehzahlsignal besteht. Dabei verhindert jedoch der Begrenzerverstärker 69, daß das Eingangssignal zum V/iderstand 63 zu negativen Werten geht Bei Drehzahlen oberhalb des Wertes C führt der Verstärker 61 dem Widerstand 63 ein positives Signal zu. das mit einer Geschwindigkeit ansteigt welche direkt proportional zur Anstiegsgeschwindigkeit der Turbinendrehzahl ist. Dieses zugeführte Signal unterstützt den Verstärker 42 beim Ausgleich des negativ werdenden Drehzahlsignals am Eingangswider-

stand 44 und bewirkt eine weniger schnelle Anstiegsgeschwindigkeit für die Spannung am Ausgang 41 der Schaltung. Diese verminderte Anstiegsgeschwindigkeit der Ausgangsspannung ist bei D in Fi g. 2 gezeigt. Das Verhältnis zwischen den Anstiegsgeschwindigkeiten der Turbinendrehzahl und der Ausgansspannung der Schaltung während des Übergangsbetriebes D kann durch Einstellen des Verstärkungsgrades des Verstärkers 61 am Potentiometer 68 auf einen bestimmten Wert eingestellt werden. Die Ausgangsspannung steigt so lange weiter an, bis der Wert E nach Fi g. 2 erreicht ist. Zu diesem Zeitpunkt unterbricht dann der Begrenzerverstärker 51 den Spannungsanstieg.

Neben der Begrenzung der Spannungswerte in der Schaltung bewirken die Begrenzerverstärker scharfe Übergangspunkte bei jeder Änderung der Anstiegsgeschwindigkeit für das Sollwertsignal. Besonders wichtig ist ein scharfer Übergang an dem Punkt C, an dem die Änderungsgeschwindigkeit der Ventilbewegung zur Kompensation der Nichtlinearitäten des Ventils geändert werden muß. Die Schärfe dieser Übergangspunkte ist abhängig von der Stabilität der zur Festlegung dieser Punkte benutzten Bezugswerte. Da die mit Begrenzerverstärkern benutzten Bezugswerte mit jeder gewünschten Stabilität ausgewählt werden können durch richtige Wahl der positiven und negativen Spannungseinspeisungen, kann man sehr scharfe Übergangspunkte erhalten.

Der Schaltungseingang 74 wird benutzt, um dem Eingangswiderstand 75 periodisch ein Prüfsignal zuzuführen. Gewöhnlich wird dieses Signal während des Betriebs der Turbine bei der normalen Betriebsdrehzahl A zugeführt. Das Signal besitzt die Form einer negativ verlaufenden Spannung und wird algebraisch zu dem Signal für die Ist-Drehzahl zugeführt, das am Widerstand 44 zugeführt ist, und bewirkt einen negativen, nicht abgeglichenen Zustand am Summierungspunkt 45. Durch dieses negative Ungleichgewicht wird ein Überdrehzahlzustand simuliert und dies sollte ein Schließen der Abfangventile in einem Ausmaße bewirken, welches zur Aufhebung der simulierten Überdrehzahl erforderlich ist

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung Nachteile der bekannten Turbinendrehzahlregelsysteme bezüglich einer unwirksamen Regelung der Drehzahl bei Laständerungen beseitigt Die Wirksamkeit der typischerweise verwendeten Abfangregelventile wird in starkem Maße gesteigert und dies gestattet eine schnelle Drehzahlregelung während starker Laständerungen ohne die bei bekannten Systemen auftretenden Instabilitätsprobleme.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Drehzahl-Regelsystem für eine Dampfturbine, bei dem ein Soll-Drehzahlsignal mit einem Ist-Drehzahlsigna! vergleichbar und in einer Schaltungsanordnung ein Stejlsignal erzeugbar ist, das ein Dampfströmungsventil steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung einen ersten Verstärker (42), der bei Drehzahlen oberhalb der Soll-Drehzahl ein erstes elektrisches Ausgangssignal liefert, das sich bezüglich der Ist-Drehzahl mit großer Geschwindigkeit ändert, und einen zweiten Verstärker (61)_ aufweist, der oberhalb einer vorbestimmten Überdrehzahl (C) ein zweitem elektrisches Ausgangssignal liefert, das sich bezüglich der Ist-Drehzahl mit einer kleineren Geschwindigkeit ändert als das erste Ausgangssignal, wobei das zweite Ausgangssignal dem ersten Verstärker (42) derart zuführbar ist (über 62, 63), daß bei einer Drehzahl oberhalb der vorbestimmten Überdrehzahl (C) die Änderungsgeschwindigkeit des Stellsignals am Ausgang des ersten Verstärkers (42) verkleinert ist.

2. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des ersten Verstärkers (42) ein dritter Verstärker (51), der ein Ansteigen des Stellsignals über eine vorbestimmte obere Spannungsgrenze verhindert, und ein vierter Verstärker (56) verbunden sind, der ein Abfallen des Stellsignals unter eine vorbestimmte untere Spannungsgrenze verhindert.

3. Regelsystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Ausgang des zweiten Verstärkers (61) ein fünfter Verstärker (69) verbunden ist, der ein Abfallen des Ausgangssignals unter eine vorbestimmte untere Spannungsgrenze verhindert.

4. Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Verstärker (42) periodisch ein Testsignal zuführbar ist, woraufhin dieser ein Ausgangssignal liefert, das das Dampfströmungsventil teilweise schließt.