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Verfahren und Anordnung zum Regeln eines Kraftwerkblok-
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kes Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern und Regeln eines
eine Turbine und einen Dampferzeuger enthaltenden Kraftwerkblockes.
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Derartige Verfahren und Anordnungen sind z. E. aus der Zeitschrift
"Regelungstechnische Praxis und Prozeßrechentechnik" 1974, Seiten 9 bis 16 bekannt.
Dort ist auch beschrieben, den Regelkreis für den Dampferzeuger mit dem Dampfdruck
als Regelgröße und den für die Turbine mit der Leistung als Regelgröße zu trennen.
Durch Verändern der Öffnung. des Turbineneinlaßventils wird die Leistung auf den
Sollwert eingeregelt. Der Dampferzeuger soll die Lastschwankungen ausregeln, die
Öffnung des Turbineneinlaßventils soll in einem weiten Leistungsbereich konstant
bleiben. Bei derartigen Verfahren, die als gesteuerter bzw. modifizierter Gleitdruckbetrieb
bezeichnet werden, handelt es sich um eine Regelstrecke ohne Ausgleich, so daß eine
stabile Rege-
lung der Dampferzeugung wegen der Trägheit des Dampferzeugers
nur schwierig erreicht werden kann. Ist z. B.
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bei einer Kohlefeuerung die Verzugszeit relativ groß, so muß der Dampfdruck,
der bereits als Regelgröße für den Dampferzeuger verwendet wird, zusätzlich zur
Stabilisierung proportional auf die Regelung der Turbine geschaltet werden. Dampfdruck-
und Leistungsregelung beeinflussen sich gegenseitig, so daß eine Mitkopplung zwischen
der Dampferzeuger- und der Leistungsregelung mit der Turbine vorhanden ist. Ein
weiterer Nachteil einer solchen Regelung ist, daß auch bei gezielten Laständerungen
und bei Beheizungsstörungen der Dampfspeicher über die Leistungsregelung mit der
Ventilöffnung der Turbine als Stellglied in Anspruch genommen wird, so daß nicht
nur die Dampfdruckregelung mit dem Dampferzeuger erschwert wird, sondern auch nur
eine wenig schonende Fahrweise des Dampferzeugers erreicht wird.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
der eingangs beschriebenen Art und eine Anordnung zu dessen Durchführung anzugeben,
bei dem der Dampfspeicher möglichst wenig in Anspruch genommen wird und damit eine
schonende Fahrweise für den Dampferzeuger erzielt wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil
des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
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Mit dem neuen Verfahren kann die Dampferzeugerregelung sehr stabil
eingestellt werden, da keine Mitkopplung zwischen der Dampferzeugerregelung und
der Steuerung der Öffnung des Turbinenventils besteht. Der Speicherdampf wird nur
im Falle von plötzlichen Abweichungen der Frequenz von der Sollfrequenz in Anspruch
genommen,
wodurch sich die schonende Fahrweise für den Dampferzeuger
ergibt. Eine Entnahme des Speicherdampfes erfolgt nur, wenn im Netz ein Leistungsdefizit
auftritt oder ein etwa vorhandenes Defizit ansteigt und dadurch die Frequenz unter
die Sollfrequenz von z. B. 50 Hz absinkt.
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Damit einem Frequenzabfall entgegengewirkt werden kann, ist das Ventil
im Gleitdruckbetrieb nicht voll, sondern nur teilweise, z. B. zu 80 C/<>,
%, geöffnet. geöffnet. Im Falle eines Frequenzanstiegs wird die Ventilöffnung verkleinert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läuft somit in einem weiten Lastbereich,
dem Gleitdruckbereich, in der Weise ab, daß bei Änderungen des Sollwertes für die
abzugebende Leistung, also bei gezielten Laständerungen oder bei Schwankungen der
abgegebenen Leistung, z. B. infolge von Beheizungsstörungen, die Öffnung des Turbinenventils
konstant bleibt und nur der Dampferzeuger nachgeregelt wird. Nur bei plötzlichen
Änderungen der Netzfrequenz wird in dieser Betriebsart die Turbinenventilöffnung
geändert und damit der Dampfspeicher in Anspruch genommen.
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Der nach der Frequenzänderung bleibenden Frequenzabweichung vom Sollwert
wird dadurch entgegengewirkt, daß das Frequenzabweichungssignal dem Sollwert für
den Dampferzeuger aufgeschaltet wird, so daß dieser entsprechend seiner Zeitkonstante
die Dampferzeugung erhöht bzw. erniedrigt. Mit dem Einsetzen der erhöhten bzw. verminderten
Dampferzeugung kann daher die Ventilöffnung auf den ursprünglichen Wert zurückgestellt
werden. Die im Falle von Frequenzänderungen auf den Stellantrieb des Turbinenventils
gegebenen Steuerimpulse haben daher vorteilhaft eine Abklingzeit, die der Zeitkonstanten
des Dampferzeugers angepaßt ist. Abweichungen um den Faktor 2 sind möglich und gegebenenfalls
auch zweckmäßig, da durch die Öffnung des Ventils der Dampf-
druck
abnimmt und, wenn das Ventil mit der Zunahme der Dampferzeugung wieder geschlossen
würde, der Druckabfall noch nicht ausgeglichen wäre, so daß ein unerwünschter Leistungsabfall
einträte. Es wird also erreicht, daß die zwar geringe, aber unvermeidliche Inanspruchnahme
des Dampfspeichers in entgegengesetzter Richtung erst erfolgt, wenn die durch die
Frequenzabweichung bewirkte zusätzliche Dampferzeugung größer ist als die Entnahme
von Speicherdampf aus dem Dampferzeuger.
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Vorteilhaft sind die im Falle einer Frequenzänderung erzeugten Steuerimpulse
dem Stellantrieb des Turbinenventils über eine Anordnung zugeführt, die bewirkt,
daß, wenn die Netzfrequenz nach Abklingen eines Steuerimpulses zur Sollfrequenz
zurückkehrt, die Ventilstellung nicht verändert wird. Ist ein Leistungsüberschuß
im Netz vorhanden, d. h. ist die Frequenz größer als z. B.
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50 Hz, wird die'Öffnung der Turbine nur bei einer Vergrößerung des
Leistungsüberschusses gedrosselt.
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Steigt nach einem Frequenzabfall die Frequenz nach kurzer Zeit wieder
auf ihren Sollwert an, so wird die Ventilöffnung ohne Verzug auf ihre ursprüngliche
Stellung zurückgeführt und damit der Dampfspeicher in entgegengesetzter Richtung
in Anspruch genommen.
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Da die durch eine Änderung der Ventilöffnung vorübergehende Leistungsänderung
sich proportional mit dem Dampfdruck ändert, nimmt die Frequenzstützung durch den
Dampfspeicher mit fallendem Druck ab. Damit im Gleitdruckbetrieb die Inanspruchnahme
des Dampfspeichers unabhängig vom Dampfdruck konstant bleibt, kann die Frequenzabweichung
durch den Sollwert dividiert werden. Je kleiner der jeweilige Solldruck ist, um
so größer ist das Ausgangssignal des Dividierers und damit die Ver-
stellung
der Ventilöffnung bei einer Frequenzabweichung.
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Zur Vermeidung einer Mitkopplung wird hierzu zweckmäßig anstelle des
Dampfdruckes der über ein Verzögerungsglied geführte Drucksollwert verwendet.
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Damit bei niedriger Last der Dampfdruck einen unteren Grenzwert und
bei Vollast einen oberen Grenzwert nicht überschreitet, wird in diesen Teilbereichen
die Ventilöffnung lastabhängig gesteuert. Damit bei diesem Festdruckbetrieb der
Dampfspeicher bei einer gezielten Laständerung ebenfalls nicht in Anspruch genommen
wird, erfolgt vorteilhaft die lastabhängige Verstellung des Sollwertes für die Ventilöffnung
über ein Verzögerungsglied, mit welchem die Verzugszeit des Dampferzeugers nachgebildet
wird. Da durch diese Maßnahme die Ventilöffnung erst mit der veränderten Dampferzeugung
verstellt wird, bleibt der Dampfdruck bei einer Laständerung konstant.
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Manchmal ist es erwünscht, daß der Dampferzeuger mit konstanter Last
betrieben wird, jedoch der Dampfspeicher im Dampferzeuger für die Frequenz stützung
zur Verfügung steht. Hierzu kann der Frequenzeinfluß auf den Dampferzeuger vermindert
und über die Steuerung der Turbinenventilöffnung die elektrische Leistung entsprechend
dem Speichervermögen des Dampferzeugers vorübergehend geändert werden. Auch in diesem
Falle sollte vorübergehend über eine relativ kleine Veränderung des Sollwertes für
die Dampferzeugung der Dampfspeicher wieder aufgeladen werden.
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Anhand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie weitere
Ausgestaltungen näher beschrieben und erläutert.
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Es zeigen Figur 1 ein Arbeitsdiagramm, Figur 2 das Prinzipschaltbild
eines Ausführungsbeispieles der Erfindung und Figur 3 Diagramme zur Erläuterung
der Funktion des Ausführungsbeispiels nach Figur 2.
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Figur 1 zeigt in durchgezogener Kurve den Verlauf des Solldrucks und
in strichpunktierter Kurve den der Ventilöffnung jeweils in Abhängigkeit der eolli;-.usl.
r Druck soll danach nicht über einen Höchstdruck Pmax ansteigen und auch nicht unter
einen Minimaldruck der im Beispiel 40 % des Maximaldruckes ist, absinken.
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Der Dampfdruck kann in diesen Festdruckbereichen im Falle einer Leistungsänderung
nur durch eine Änderung der Ventilöffnung gehalten werden. Im mittleren Leistungsbereich,
das ist im Gleitdruckbereich, welcher im normalen Betriebszustand eingehalten wird,
bleibt die Ventilöffnung konstant, und es wird nur der Solldruck geändert. Eine
Ausnahme bilden die Maßnahmen zur Frequenzstützung; denn hierzu wird im gesamten
Bereich die Ventilöffnung verändert. In beiden Betriebsarten, also im Festdruck-
und im Gleitdruckbetrieb, wird die Frequenz in gleicher Weise gestützt. Allerdings
ist im oberen Festdruckbereich im Falle einer Frequenzabsenkung nur noch eine geringe
Frequenzstützung möglich, da die Vergrößerung der Ventilöffnung beschränkt ist.
Da bei Festdruckbetrieb die Ventilöffnung lastabhängig gesteuert wird, wird bei
einer länger anhaltenden Frequenzabweichung die Ventilöffnung nicht wie im Gleitdruckbetrieb
auf die ursprüngliche Stellung, sondern auf den durch die Frequenzabweichung verursachten
neuen lastabhängigen Wert eingestellt.
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In Figur 2 ist mit SWL ein Geber für den Sollwert der Leistung eines
Kraftwerkblockes bezeichnet. Sein Aus-
Oanrwssigllal wird über
eine Sollvertfüllrungseinheit S:fF2, welche die C-eschwindigkeit der Sollwertänderung
nach BWJaBgabe einer von einem Geber KG3 zugeführten Konstanten auf einen zulässigen
wert begrenzt, auf den einen Eingang eines Addierers AD1 gegeben. Dem zweiten Lin
gang dieses Addierers AD1 sei zunächst der Wert Null zugeführt, so daß er keine
Wirkung hat. Der Sollwert für die Blockleistung gelangt daher einerseits auf einen
Addierer AD4 und andererseits über einen Addierer AD2 auf ein Verzögerungsglied
VZ2, dessen Zeitkonstante etwa gleich der Verzugszeit des Dampferzeugers ist. An
dieses Verzögerungsglied ist ein Subtrahierer SUB1 angeschlossen, dessen zweiter
Eingang mit einem Leistungsmesser Hy verbunden ist, der den Istwert für die abgegebene
elektrische Leistung mißt. Das vom Subtrahierer SUB1 abgegebene Differenzsignal
gelangt über einen Addierer AD3 und ein PI-Glied PIG1 auf einen zweiten Eingang
des Addierers s4. An diesen ist ein weiterer Addierer AD5 angeschlossen, dem ferner
der Sollwert über einen Begrenzer RGR1 und ein Differenzierglied DF2 zugeführt ist.
Das Ausgangssignal des Addierers wird über eine Leitung SWD als Sollwert für den
Dampferzeuger abgegeben. Das Differenzierglied DF2 dient dazu, einen Vorhalt vom
Sollwert für die Leistung bzw. den Druck auf die Dampferzeugerregelung zu geben.
Bei Laständerungen im Gleitdruckbereich, z. B. bei einer Lasterhöhung, ist nämlich
eine zusätzliche Dampferzeugung erforderlich, um den Dampfdruck zu steigern und
damit auch den Dampfspeicher im Dampferzeuger zu laden. Das Differenzierglied DF2
ist so eingestellt, daß bei einer Laständerung im Gleitdruckbereich die Regeldifferenz
am Eingang des Reglers für die elektrische Leistung klein bleibt.
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Tritt ohne Verstellung des Leistungssollwertes eine Änderung der abgegebenen
elektrischen Leistung auf, z. B.
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infolge einer Heizungsstörung, so gibt der Subtrahierer SUB1 ein Signal
ab, das den Sollwert für den Dampferzeuger auf der Leitung SWD im Sinne einer Konstanthaltung
der elektrischen Leistung verändert.
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Soll die Leistung verändert werden, so wird der Geber SWL und damit
auf der Leitung SIND der Sollwert für den Dampferzeuger entsprechend verstellt.
Wegen des Verzögerungsgliedes VZ2 tritt jedoch am Ausgang des Subtrahierers SUB1
in diesem Falle kein Signal auf, da die Zeitkonstante des Verzögerungsgliedes VZ2
der Verzugs- bzw.
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Anlaufzeit des Dampferzeugers nachgebildet ist. Mit diesem Verzögerungsglied
wird also erreicht, daß bei Laständerungen die Regeldifferenz am Eingang des PI-Gliedes
PIG1 klein bleibt, so daß die Steuerung mit dem Geber SWL und die Leistungsregelung
mit dem Subtrahierer SUB1 und dem PI-Glied PIG1 entkoppelt sind. Mit dieser Entkopplung
wird erreicht, daß der das PI-Glied enthaltende Regler für die elektrische Leistung
auf die Ausregelung von Beheizungsstörungen optimal eingestellt werden kann. Anstelle
des PI-Gliedes PIG1 kann auch ein PID-Glied eingesetzt sein.
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Das Signal zum Steuern der Ventilöffnung wird vom Verzögerungsglied
VZ2 abgenommen und einem Funktionsgeber FKG zugeführt, der somit als Eingangssignal
den verzögerten Sollwert für die Leistung erhält und als Ausgangssignal den Sollwert
für die Ventilöffnung abgibt.
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Sein Ausgangssignal hat in Abhängigkeit des Eingangssignals den Verlauf
der strichpunktierten Kurve in Figur 1. Es gelangt über einen Addierer AD6 auf einen
Subtrahierer SUB2, dem ferner von einem Stellungsgeber STG der Istwert der Ventilstellung
zugeführt ist und an den über ein PI-Glied PIG2 der Stellantrieb STA des Turbinenventils
angeschlossen ist. Im Gleitdruckbetrieb ist das Ausgangssignal des Funktionsgebers
FKG konstant.
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Sinkt der Sollwert für die Leistung ab, so wird schließlich ein Wert
erreicht, bei dem auch das Ausgangssignal des Funktionsgebers FKG sinkt und die
Ventilöffnung kleiner gemacht wird, so daß auch bei kleiner Last der Dampfdruck
nicht unter den unteren Grenzwert sinkt.
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Steigt dagegen der Sollwert der Leistung an und wird der maximale
Dampfdruck erreicht, so ist für eine weitere Leistungssteigerung die Ventilöffnung
zu vergrößern.
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Der Anschluß des Funktionsgebers FKG an das Verzögerungsglied VZ2
ergibt den Vorteil, daß bei Festdruckbetrieb keine Druckänderung im Falle einer
Laständerung auftritt, da das Verzögerungsglied VZ2 dem Zeitverhalten des Dampferzeugers
angepaßt ist und sein Ausgangssignal gleichzeitig als Sollwert für die elektrische
Leistung verwendet wird. Durch diese Maßnahme wird das Ventil gleichzeitig mit der
Änderung der Dampferzeugung verstellt.
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Bei der bisherigen Beschreibung wurden lediglich Änderungen der abgegebenen
Leistung, z. B. infolge von Heizungsstörungen und Laständerungen, behandelt. Für
diese Fälle ist ein oberer Festdruckbereich nicht erforderlich; der Gleitdruckbetrieb
könnte bei voll geöffnetem Ventil stattfinden. Soll aber der Kraftwerkblock zur
Frequenz stützung beitragen, und zwar ohne eine Zeitverzögerung, so genügt es nicht,
die Leistung über den Dampferzeuger zu steuern, sondern es muß unmittelbar die Ventilöffnung
verändert werden, damit die abgegebene Leistung praktisch trägheitslos verändert
wird. Ein Frequenzmeßgerät FMG gibt den Istwert der Frequenz auf den einen Eingang
eines Subtrahierers SUB3, dessen zweiten Eingang von einem Sollwertgeber SFG der
Sollwert für die Netzfrequenz zugeführt ist. Das Differenzsignal gelangt auf einen
Multiplizierer M1, dem von einem Kon-
stantengeber KG1 ein konstantes
Signal zugeführt ist.
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An ihn ist ein Dividierer DIV angeschlossen, der als Divisor das Ausgangssignal
des Verzögerungsgliedes VZ2 über einen Begrenzer BGR2 erhält, der den Sollwert für
die Leistung in den Sollwert für den Druck entsprechend der Kennlinie in Figur 1
umformt. Das Ausgangssignal des Dividierers DIV wird von einem Multiplizierer M2,
dem von einem Geber KG2 eine Konstante, die vorteilhaftgrößer als Eins ist, zugeführt
wird, auf die gewünschte Amplitude gebracht und einem Hochpaßglied DF1 zugeführt.
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Dieses besteht aus einem Verzögerungsglied VZ1 und einem Subtrahierer
SUB4, dessen Ausgangssignal gleich der Differenz zwischen dem unverzögerten und
dem verzögerten Signal ist. Die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes ist der
Verzugszeit des Dampferzeugers angepaßt. Zweckmäßig ist sie größer, z. B. um den
Faktor 2. Im Ausführungsbeispiel ist die Anordnung so getroffen, daß dann, wenn
die Istfrequenz kleiner als die Sollfrequenz ist, der Multiplizierer M2 ein positives
Signal abgibt und, wenn die Istfrequenz größer als die Sollfrequenz ist, ein negatives.
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Die Ausgangssignale des Multiplizierers M2 und des Hochpaßgliedes
DF1 werden einer Minimalwert-Auswahlschaltung MIN1 und einer Maximalwert-Auswahlschaltung
MAX zugeführt. Dieser ist ein Begrenzer oder ein Gleichrichter GL1 nachgeschaltet,
der positive Signale sperrt und negative durchläßt. Entsprechend ist ein der Minimalwert-Auswahlschaltung
MIN1 nachgeschalteter Gleichrichter GL2 für positive Signale durchlässig. Ein Addierer
AD7 gibt die Ausgangssignale der Gleichrichter GL1, GL2 auf den einen Eingang einer
zweiten Minimalwert-Auswahlschaltung MIN2, deren anderer Eingang am Ausgang eines
Subtrahierers SUB5 liegt. Dieser bildet die Differenz zwischen einem in einem Konstantengeber
KG5 gebildeten, einer Ventilöffnung von 100 O/o entsprechenden Signalwert
und
dem Ausgangssignal des Funktionsgebers FKG. Sein Ausgangssignal entspricht daher
der Öffnungsreserve des Turbinenventils. Diese Öffnungsreserve ist erforderlich,
damit bei einem Frequenzabfall der Dampfspeicher in Anspruch genommen werden kann.
Wird das Turbinenventil von der Drosselstellung sprungförmig auf 100 3o Öffnung
gebracht, so wird aus dem Dampfspeicher nach einer Exponentialfunktion abklingend
maximal ein der Öffnungsreserve von z. B. 20 % entsprechender Anteil der eingestellten
Blockleistung dem Dampfspeicher entnommen.
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Zur Erläuterung der Funktion der beschriebenen Schaltungsteile zur
Frequenz stützung sind in Figur 3 Zeitdiagramme von Ausgangssignalen verschiedener
Einheiten der Anordnung nach Figur 2 aufgezeichnet. Die mit Kleinbuchstaben bezeichneten
Diagramme veranschaulichen den zeitlichen Verlauf der Ausgangssignale der mit entsprechenden
Großbuchstaben benannten Baueinheiten. Beispielsweise zeigt das Diagramm sub3 den
Verlauf des Ausgangssignals des Subtrahierers SUB3. Es sei angenommen, daß ein plötzlicher
Frequenzabfall erfolgt, daß also das Signal sub3 kleiner wird. Dementsprechend macht
das Ausgangssignal des Multiplizierers M1 einen positiven Sprung und ebenso das
Ausgangssignal m2 des Multiplizierers M2. Das Hochpaßglied DF1 gibt ein Signal df1
ab, das nach einem positiven Sprung mit der Zeitkonstanten des Verzögerungsgliedes
VZ1 absinkt. Da dieses Signal kleiner ist als das Signal m2, wird es von der Minimalwert-Auswahlschaltung
MIN1 ausgewählt. Da es positiv ist, schaltet es der Gleichrichter GL2 auf den Addierer
AD7 durch. Das dessen zweiten Eingang zugeführte Signal ist Null, da die Naximalwert-Auswahlschaltung
MAX positives Signal durchschaltet, das aber vom Gleichrichter GL1 gesperrt wird.
Im Beispiel ist angenommen, daß die Anordnung im Gleitdruckbetrieb arbeitet und
der Funktionsgeber FKG ein einer Ventilöffnung von 80 ,O/o ent-
sprechendes
Signal auf den Subtrahierer SUB5 gibt, so daß dem einen Eingang der Minimalwert-Auswahlschaltung
MIN2 ein der Öffnungsreserve von 20 °,S entsprechendes Signal zuge führt ist. Ferner
ist angenommen, daß die Frequenzänderung so groß ist, daß der Addierer AD7 ein Signal
abgibt, das einer Änderung der Ventilöffnung von mehr als 20 9' entspricht. Die
Minimalwert-Auswahlschaltung MIN2 wird daher zunächst, solange das Signal ad7 größer
als das des Subtrahierers SUB5 ist, ein der Öffnung von 20 % entsprechendes Signal
abgeben, welches der Addierer AD6 zu dem vom Funktionsgeber FKG abgegebenen, einer
Öffnung von 80 % entsprechenden Signal hinaddiert. Auf den Subtrahierer SUB2 gelangt
daher ein der vollen Öffnung des Ventils entsprechender Sollwert.
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Sinkt das Signal gl2 unter den 20 Sb-Wert, wird es von der Minimalwert-Auswahlschaltung
MIN2 auf den Addierer AD6 geschaltet, so daß der Sollwert ad6 für die Ventilöffnung
mit der Zeitkonstanten des Verzögerungagliedes VZ1 auf den ursprünglichen Wert absinkt.
Das llochpaßglied DF1 bewirkt somit, daß im Falle eines plötzlichen Frequenzabfalls
das Turbinenventil für einige Zeit geöffnet, die abgegebene Leistung sofort erhöht
und die Netzfrequenz gestützt wird. Nur in diesem und dem entsprechenden Fall eines
plötzlichen Frequenzanstiegs wird der Dampfspeicher in Anspruch genommen.
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Da die durch die Ventilöffnung bedingte Leistungserhöhung abhängig
ist vom Dampfdruck, der im Gleitdruckbetrieb unterschiedlich ist, wird, wenn keine
zusätzlichen Maßnahmen getroffen sind, der durch eine Frequenzänderung ausgelöste
Leistungsimpuls vom Dampfdruck abhängig sein. Dies wird mit dem Divisionsglied DIV
verhindert, welches das Ausgangssignal des Multiplizierers Ml durch den jeweiligen
Sollwert für den Druck dividiert. Je kleiner der jeweilige Druck ist, um so größer
ist das Ausgangssignal des Dividierers und damit das der Mini-
malwert-Auswahlschaltung
MIN2 und der Sollwert für die Ventilöffnung.
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Während der kurzzeitig vergrößerten Öffnung des Turbinenventils wird
dem Dampfspeicher Dampf entnommen, was zu einem Druckabfall führt. Bei Inanspruchnahme
des Speicherdampfes verändert sich sofort die elektrische Leistung, und im Eingang
des zugehörigen Reglers PIG1 wird ohne besondere Aufschaltung eine Regeldifferenz
anstehen, die den Sollwert für den Dampferzeuger in entgegengesetzter Richtung verändern
würde, um die Leistungsänderung rückgängig zu machen. Aus diesem Grunde wird der
entnommene Speicherdampf nachgebildet und zur Entkopplung zum Sollwert des Reglers
für die elektrische Leistung addiert. Hierzu wird das Ausgangssignal der Minimalwert-Auswahlschaltung
MIN2 über einen Multiplizierer M3 einerseits auf einen Multiplizierer M4, an den
der Addierer AD4 angeschlossen ist, und andererseits über ein Differenzierglied
DF3 auf den Addierer AD3 geschaltet. Der Speicherdampf wird dadurch nachgebildet,
daß der von der Minimalwert-Auswahlschaltung MIN2 abgegebene Steuerimpuls vom Multiplizierer
M3 mit dem verzögerten Drucksollwert multipliziert wird und die Abklingzeit des
Differenziergliedes DF3 auf die Speicherzeitkonstante des Dampferzeugers eingestellt
ist. Zur Vermeidung einer Mitkopplung wird dem Multiplizierer M3 anstelle des Dampfdruckes
der Sollwert für den Druck zugeführt. Damit die durch die Aufschaltung des Ausgangssignals
des Multiplizierers M3 auf den Sollwert des Dampferzeugers verursachte Leistungsänderung
über die Leistungsregelung nicht wieder rückgängig gemacht wird, wird das Ausgangssignal
des Multiplizierers M4, das proportional zu dem des Multiplizierers M3 ist, im Addierer
AD2 auf den Sollwert für die Leistung geschaltet und über das Verzögerungsglied
VZ2 dem Subtrahierer SUB1 zugeführt. Dem Multiplizierer M4 wird von einem Konstan-
tengeber
KG6 ein Faktor zugeführt, der kleiner als Eins ist.
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In der bisherigen Beschreibung ist angenommen, daß im Falle einer
Frequenzänderung die Frequenz nur kurzzeitig mit Hilfe einer kurzzeitig vergrößerten
Öffnung des Turbinenventils gestützt wird. Damit die Frequenzstützung so lange bestehen
bleibt, wie die Frequenzabweichung anhält, wird das Frequenzabweichungssignal über
eine Sollwertführungseinheit SWF1 und einen Einstellwiderstand P dem Addierer AD1
zugeführt, der es auf den vom Geber SWL abgegebenen Sollwert für die Leistung aufschaltet.
Mit der Sollwertführungseinheit SWF1 und einem diese ansteuernden onstantengeber
KG4 kann die Änderungsgeschwindigkeit des Frequenzabweichungssignals auf einen zulässigen
Wert begrenzt werden. Der Widerstand P dient dazu, die Größe des aufgeschalteten
Signals und damit die Wirksamkeit der bleibenden Frequenz stützung, im Grenzfall
bis auf den Wert Null, einzustellen. Das Ausgangs signal der Sollwertführungseinheit
SWF1 wirkt in der gleichen, oben beschriebenen Weise wie das Ausgangssignal der
Sollwertführungseinheit SWF2.
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Die Multiplizierer Ml, M2 und die Sollwertführungseillheit SlZF1 ermöglichen
zusammen mit den Konstantengebern KG1, KG2, KG4, die Größe der Ventilverstellung
und das Maß der Frequenz stützung durch Veränderung der Dampferzeugung unabhängig
voneinander einzustellen. Gegebenenfalls kann zwecks einer wirksameren Frequenzstützung
durch Entnahme des Speicherdampfes die Erhöhung der elektrischen Leistung verstärkt
werden, indem das Frequenzabweichungssignal für die Steuerung der Ventilöffnung
mit dem Multiplizierer M2 auf eine größere Amplitude gebracht wird.
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Kehrt die Frequenz zur Sollfrequenz zurück, wird das Ausgangssignal
sub3 des Subtrahierers SUB3 Null, ent-
sprechend auch das Signal
m2. Das Hochpaßglied DF1 gibt einen negativen Impuls ab, der von der Minimalwert-jtuswahlschaltung
MIN1 zum Gleichrichter GL2 durchgeschaltet wird, von diesem aber gesperrt wird.
Das Signal max wird Null, das Signal gl1 bleibt Null. Damit ändert sich auch keines
der Signale ad7, min2 und ad6. Dies bedeutet, daß das Ventil nicht verstellt wird.
Auch das dem Addierer AD1 zugeführte Frequenzabweichungssignal wird Null, und der
Sollwert des Dampferzeugers kehrt zum ursprünglichen Wert zurück.
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Steigt die Frequenz über den Sollwert an, so gibt das Hochpaßglied
DF1 einen negativen Impuls ab, der von der Maximalwert-Auswahlschaltung MAX über
den Gleichrichter GL1 und die Minimalwert-Auswahlschaltung MIN2 auf den Addierer
AD6 gelangt, welcher den Sollwert für die Ventilstellung entsprechend vermindert.
Gleichzeitig wird das Signal min2, mit dem verzögerten Solldruck multipliziert,
dem Sollwert für den Dampferzeuger aufgeschaltet, so daß die Dampferzeugung reduziert
wird. Über den Widerstand P wird die Dampferzeugung entsprechend der Größe der Frequenzabweichung
und deren Dauer sowie der Stellung des Widerstandes P reduziert. Bei Absinken der
Frequenz auf den Sollwert wird der Sollwert für die Ventilstellung nicht geändert,
sofern die Frequenzabweichung länger als die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes
VZ1 andauerte.
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Im Falle einer kurzzeitigen Frequenzänderung, deren Dauer kleiner
als die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes VZ1 ist, wird die Ventilöffnung
ebenfalls nur kurzzeitig vergrößert oder verkleinert. Die Dampferzeugung wird zum
Ausgleich der vergrößerten bzw. verminderten Dampfentnahme verändert. Bei Festdruckbetrieb
wird die Frequenz in gleicher Weise gestützt.
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Das Verfahren und die Anordnung gemäß der Erfindung gesatten, die
Dampferzeugerregelung sehr stabil einzustellen, da keine Mitkopplung zwischen der
Dampferzeugerregelung und der Turbinenregelung vorhanden ist. Es ergibt sich somit
eine schonende Fahrweise für den Dampferzeuger, da nur bei einer Abweichung der
Netzfrequenz von der Sollfrequenz im Sinne einer Frequenzstützung der Dampfspeicher
über eine Steuerung in Anspruch genommen wird. Dagegen wird bei gezielten Laständerungen
sowohl im Gleitdruck- als auch im Festdruckbetrieb die Ventilöffnung der Turbine
so gesteuert, daß für eine schonende Fahrweise des Dampferzeugers der Dampfspeicher
nicht in Anspruch genommen wird. Auch bei Beheizungsstörungen wird der Dampfspeicher
nicht zusätzlich in Anspruch genommen. Ferner hat die Einstellung des Leistungssollwertes
keinen Einfluß auf den Regler für die Heizungsstörungen.