DE2904980C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Überdrehzahl-Schutzregler für eine einen elektrischen Generator antreibende Dampfturbinenanlage, welche eine Hochdruckturbine und zumindest eine Niederdruckturbine umfaßt, wobei die Hochdruckturbine mit Frischdampf über zumindest ein Regelventil beaufschlagt wird und der Abdampf von der Hochdruckturbine über einen Zwischenüberhitzer und zumindest ein Speiseventil der Niederdruckturbine zugeführt wird, mit einer an den Generator über einen Unterbrecher anschließbaren Last, wobei die bei einer ersten vorgegebenen Drehzahl (Synchrondrehzahl) abgegebene elektrische Leistung mit dem Schutzregler (OPC) einstellbar ist, welcher in Abhängigkeit von der gemessenen Ist-Drehzahl die Turbinenanlage gegen Überdrehzahlen vorzugsweise beim plötzlichen Lastabfall schützt, ferner mit elektrohydraulischen, auf das Regelventil und das Speiseventil wirkenden Stelleinrichtungen, welche entweder auf das Abwerfen der Last durch den Unterbrecher oder auf das Anwachsen der Ist-Drehzahl über einen zweiten vorgegebenen Drehzahlwert hinaus ansprechen und die Dampfzufuhr zur Hochdruckturbine und zur Niederdruckturbine sperren, sowie gleichzeitig den Abdampf der Hochdruckturbine in dem Zwischenüberhitzer speichern.

Das Betriebssystem von bekannten typischen Dampfturbinenanlagen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt eine Hochdruckturbine 10 und eine Niederdruckturbine 12, die aus mehreren Abschnitten aufgebaut sein kann. Die einzelnen Turbinen sind mechanisch über eine Welle 14 miteinander gekoppelt und arbeiten auf einen Generator 16. Mit Hilfe dieses Generators 16 wird Strom erzeugt, der einer Last 18 zugeführt wird. Von einer Frischdampfversorgung 20 aus wird Frischdampf der Hochdruckturbine 10 zugeführt, wobei die Dampfmenge durch ein oder mehrere Regelventile 22 eingestellt wird. Der von der Hochdruckturbine abströmende Dampf wird in einem Zwischenüberhitzer 24 erneut erhitzt und der Niederdruckturbine 12 zugeführt. Dabei wird der zwischenüberhitzte Dampf über ein oder mehrere Speiseventile 26 geführt, mit denen der Dampfstrom zur Niederdruckturbine unterbrochen werden kann. Der Abdampf der Niederdruckturbine 12 kann einem Kondensator 28 zugeführt werden.

Mit Hilfe der mechanischen Leistung der Hochdruckturbine 10 und der Niederdruckturbine 12 wird der elektrische Generator 16 mechanisch angetrieben, der seinerseits die mechanische Leistung in elektrische Leistung umwandelt und zum Verbrauch zur Verfügung stellt. Da die Ankoppelung der elektrischen Leistung vom Generator 16 an die Last 18 sehr empfindlich auf die Frequenzen der beiden Systeme reagiert, ist ein Unterbrecher 30 vorgesehen, über welchen die Last 18 an den Generator 16 angeschlossen wird, solange die Frequenz der erzeugten elektrischen Energie synchron zu einem vorgegebenen Phasenverhältnis der Last 18 ist. Üblicherweise werden von dem Generator 16 auch Hilfsaggregate 32, wie z. B. elektrische Pumpen, elektrische Motore oder eine Lichtversorgung usw., unabhängig von der Schaltstellung des Unterbrechers 30 betrieben.

Um den Betrieb der Turbine in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Last zu steuern, ist ein Lastregler 36 vorgesehen, mit dem ein Hydraulikstellmotor 40 in herkömmlicher Weise entsprechend gemessener Parameter, wie z. B. der Drehzahl SPD, der Ausgangsleistung in MW und der Stellung des Unterbrechers BR, das Regelventil betätigt. Dabei wird in der Regel die Drehzahl der Turbine mit Hilfe eines Zählrades 33 ausgemessen, welches auf der Welle 14 befestigt ist und sich mit der Winkelgeschwindigkeit der Welle dreht. Ein am Zählrad 33 angeordneter magnetischer Abnehmer 34 liefert das Drehzahlsignal SPD für den Drehzahl-Lastregler 36. Die Ausgangsleistung MW der Turbine wird von einem Wandler 38 aus, der die elektrische Leistung des Generators 16 abtastet, ebenfalls an den Drehzahl-Lastregler 36 geliefert, der ferner auch mit dem Positionssignal BR beaufschlagt wird, das die Stellung des Unterbrechers kennzeichnet.

Der Unterbrecher 30 schaltet unter anderem die Turbinenanlage von der Last 18 ab, wenn wichtige Fehlerzustände im elektrischen System festgestellt werden. Dabei kann ein plötzlicher Lastabfall zu einer extremen Überdrehzahl der Turbine führen, welche aus Sicherheitsgründen vermieden werden muß. Für diesen Zweck ist ein Überdrehzahl- Schutzregler 42 (OPC) vorgesehen, der beim Auftreten einer Überdrehzahl die Dampfzufuhr zu den Turbinen unterbricht. Diese Schutzregler arbeiten in Abhängigkeit vom Drehzahlsignal SPD, von der Ausgangsleistung MW und von dem Positionssignal BR und liefern in Abhängigkeit von einer bekannten, in Fig. 2 dargestellten Logikschaltung, die gewünschten Stellgrößen.

Im Hinblick auf die Schaltung gemäß Fig. 2 existieren zumindest zwei Bedingungen, durch welche der Überdrehzahl-Schutzregler getriggert werden kann. Die eine Bedingung ist erfüllt, wenn das Drehzahlsignal SPD größer als ein vorgegebener Wert ist und z. B. 103% der Synchrondrehzahl kennzeichnet. Eine weitere Bedingung stellt die Unterbrechung des Stromflusses vom Generator 16 zur Last 18 durch das Öffnen des Unterbrechers 30 dar, wodurch die erzeugte elektrische Leistung im Zeitpunkt der Unterbrechung einen vorgegebenen Wert übersteigt, der üblicherweise bei 30% liegt. Diese beiden Größen können über ein ODER-Gatter den Schutzregler OPC auslösen. Vom Schutzregler aus werden in der Regel elektromagnetische Ablaufventile in den Hydraulikstellmotoren 40 und 41 betätigt, über welche das für die Betätigung der Stellmotore benutzte Drucköl zu einem Abfluß 44 bzw. 46 gemäß Fig. 1 abfließt. Auf diesen Druckabfall reagieren das Regelventil 22 und das Speiseventil 26 durch eine rasche Absperrung der Frischdampfzufuhr. Entsprechend dem logischen Schaltungsaufbau gemäß Fig. 2 wird durch den Schutzregler die Erregung der Ablaufventile abgeschaltet, wobei diese Abschaltung nach einer vom Unterbrecher 30 ausgelösten vorgegebenen Zeitverzögerung von etwa 1 bis 10 Sek. erfolgt. Am Ende dieser Zeitverzögerung ist die Drehzahl in der Regel unter den bei 103% der Synchrondrehzahl vorgesehenen Wert abgesunken. Nach dem Schließen der Ablaufventile wird das Drucköl erneut dem Regelventil 22 und dem Speiseventil 26 zugeführt, um diese zu öffnen. Es sind Systeme bekannt, bei welchen das Speiseventil 26 auf das erneut angelegte Drucköl in der Weise reagiert, daß das Ventil sofort ganz geöffnet wird. Dagegen wird das Regelventil 22 in Abhängigkeit von der Stellung des Drehzahl-Lastreglers 36 betätigt, nachdem der Hydraulik- Stellmotor 40 erneut wirksam ist. Bei einer derartigen Überdrehzahlregelung kann man erwarten, daß die Turbinendrehzahl in der in Fig. 3 durch die Kurve 50 dargestellten Weise beeinflußt wird, wenn der Generator 16 etwa 100% der Nennleistung an die Last 18 abgibt und der Unterbrecher 30 die Anschlußleitungen plötzlich unterbricht.

In Fig. 3 ist mit der Zeit t₀ der Augenblick gekennzeichnet, an welchem der Unterbrecher 30 öffnet. Da die vom Generator 16 kurz vor diesem Zeitpunkt gelieferte elektrische Leistung nahe bei 100% der Nennleistung angenommen wird, spricht der Schutzregler OPC sofort mit dem Öffnen der Unterbrecherkontakte an. Aufgrund des Regelvorgangs wird das Steueröl zum Ablauf hin abgezweigt, so daß das Regelventil 22 und das Speiseventil 26 üblicherweise innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde schließen können. Man kann jedoch aus dem Diagramm entnehmen, daß die Drehzahl der Turbine gemäß dem Verlauf der Kurve 50 über die Synchrondrehzahl hinaus ansteigt, und zwar entsprechend der Massenträgheit des Turbinensystems. Mit der Unterbrechung der Frischdampfzufuhr zu der Hochdruckturbine 10 und der Niederdruckturbine 12 kommen die Dämpfungseinflüsse des Systems zur Wirkung und lassen die Drehzahl der Turbinen auf einen bestimmten Wert abfallen, der zum Zeitpunkt t₁ bei 103% der Synchrondrehzahl liegt. Das Zeitintervall zwischen t₀ und t₁ liegt in der Größenordnung von 50 bis 60 Sekunden, jedoch ergeben sich in Abhängigkeit von dem Turbinensystem erhebliche Schwankungsbreiten.

Zum Zeitpunkt t₁ wird der Schutzregler OPC entsprechend dem logischen System gemäß Fig. 2 abgeschaltet, womit das Speiseventil 26 erneut voll öffnet und den im Zwischenüberhitzer 24 während der Wirkungszeit des Schutzreglers gespeicherte Dampf zur Niederdruckturbine 12 strömen läßt. Damit steigt die Drehzahlturbine erneut über 103% der Synchrondrehzahl an und löst den Schutzregler erneut aus. Dieser Vorgang wiederholt sich, wie aus Fig. 3 entnehmbar ist, zu den Zeitpunkten t₂, t₃ und t₄ erneut, bis die im Zwischenüberhitzer gespeicherte Dampfenergie abgebaut ist. Dieser Abbau der Dampfenergie wird durch die gestrichelte Linie 52 angedeutet. Es wird geschätzt, daß sich dieser Vorgang mit einem entsprechenden Schwingungsverlauf für die Drehzahl der Turbine innerhalb einer Zeit von etwa 10 bis 12 Minuten bis zu 12 mal wiederholen kann.

Bei diesem beschriebenen System mit einem Überdrehzahl-Schutzregler ist eine erneute Synchronisation des Turbinensystems mit der Last unwahrscheinlich, bevor nicht der in Fig. 3 dargestellte Schwingungsverlauf abgeklungen ist. Aus diesem Grund sollten im Interesse einer raschen Synchronisation die Schwingungen eliminiert werden, wobei jedoch gleichzeitig ein sicherer Schutz gegen Überdrehzahlen für das Turbinensystem gewährleistet ist. Im wesentlichen ist ein Drehzahlverlauf nach dem Auftreten einer Überdrehzahl erwünscht, der der gestrichelten Kurve 54 gemäß Fig. 3 entspricht. Dadurch würde der Überdrehzahlschutz unmittelbar nach dem Öffnen des Unterbrechers 30 zum Zeitpunkt t₀ ansprechen, jedoch nach dem Zeitpunkt t₁ keine erneute Reaktivierung des Schutzreglers notwendig sein, da die Drehzahl auf die Synchrondrehzahl rasch abfällt. Bei einem solchen Verlauf könnte die Resynchronisation auf die Leistung der Last zu jeder Zeit nach dem Zeitpunkt t₁ erfolgen, selbst dann wenn eine solche Resynchronisation nicht erforderlich wäre, würde die Energieversorgung für die Hilfsaggregate wieder nahezu mit der festgelegten Nennfrequenz erfolgen, nachdem die Frequenzabweichung zwischen den Zeitpunkten t₀ und t₁ durch das Öffnen des Unterbrechers 30 abgeklungen ist.

Auch durch die US-PS 38 26 095 ist ein Schutzregler bekannt, bei dem sog. "Check-Circuits" betätigt werden, wenn die Drehzahl der Turbine einen Wert von etwa 111% der Synchrondrehzahl übersteigt. Diese Check-Circuits bestehen aus Relaisschaltungen, mit welchen das Öl von den elektrohydraulischen Stelleinrichtungen abgeschaltet und das Abfließen des Drucköls in den Ölsumpf freigegeben wird. Aus Sicherheitsgründen werden drei Drehzahlsignale von der Hochdruckturbine abgeleitet, die mit Hilfe einer Logikschaltung in zwei Betätigungssignale für jeweils zwei Ventile zur Ableitung des Drucköls zum Ölsumpf umgewandelt werden. Der Zweck dieser Regeleinrichtung ist ein Schutz gegen Überdrehzahlen, wobei mit Hilfe der Ableitventile der Dampfdruck des Frischdampfes und der auf den Zwischenüberhitzer wirkende Dampfdruck abgebaut wird, um die Drehzahl der Turbinenanlage zu verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Auftreten einer Überdrehzahl die Turbinenanlage auf die Synchrondrehzahl mit möglichst steiler Regelkurve rasch zurückzuführen, um die abgeworfene Last rascher nach dem Auftreten einer Überdrehzahl schalten zu können.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem eingangs erwähnten Überdrehzahl- Schutzregler erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Erregung der elektrohydraulischen Stelleinrichtungen abfällt, wenn die Ist-Drehzahl unter den zweiten vorgegebenen Drehzahlwert absinkt, und daß den Betriebszustand nach Drehzahl und Last erfassende und bewertende Einrichtungen vorhanden sind, welche auf die elektrohydraulischen Stelleinrichtungen für das Speiseventil einwirken und die Drehzahl der Turbinenanlage durch kontrolliertes Öffnen des Speiseventils derart einstellen, daß die Drehzahl auf die erste vorgegebene Drehzahl abgesenkt wird, indem Dampf aus dem Zwischenüberhitzer in Abhängigkeit von der Differenz der Ist-Drehzahl und dem ersten vorgegebenen Drehzahlwert der Niederdruckturbine zugeführt wird, um die Drehzahl der Turbinenanlage im wesentlichen auf dem ersten vorgegebenen Drehzahlwert zu halten und das rasche Anschalten der Last zu ermöglichen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Der Drehzahl-Schutzregler ist in vorteilhafter Weise in einen Teil des Drehzahl- Lastregelsystems einbezogen, um die Drehzahl der Turbine auf einen ersten bestimmten Drehzahlwert nach dem Aktivieren des Schutzreglers einzustellen. Der Schutzregler ist in der Lage mit Hilfe der hydraulischen Stelleinrichtungen das Regelventil und das Speiseventil für die Hochdruckturbine und die Niederdruckturbine rasch zu schließen, wenn der Schutzregler entweder durch das Öffnen des Unterbrechers bei einer über einem vorgegebenen Wert liegenden Leistung des Generators oder durch das Feststellen einer über einem zweiten vorgegebenen Wert liegenden Drehzahl der Turbine erregt wird. Dadurch wird die Frischdampfzufuhr zu der Hochdruckturbine und der Niederdruckturbine unterbrochen, wobei gleichzeitig der überschüssige Dampf in den Zwischenüberhitzer eingespeist wird, der zwischen der Hochdruckturbine und der Niederdruckturbine vorgesehen ist. Die die Ventile betätigenden hydraulischen Stelleinrichtungen werden zu einem Zeitpunkt abgeschaltet, der unmittelbar hinter dem vorgegebenen Zeitintervall liegt, das an das Öffnen des Unterbrechers anschließt, vorausgesetzt, daß die gemessene Drehzahl nicht mehr größer als der vorgegebene Drehzahlwert ist. Ferner sieht die Schutzregelung Steuereinrichtungen vor, welche in Abhängigkeit von der Abschaltung der hydraulischen Stelleinrichtungen die Drehzahl der Turbine durch die Einstellung des Speiseventils regelt, indem die Niederdruckturbine mit Dampf kontinuierlich in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der festgestellten Geschwindigkeit und dem ersten festgelegten Geschwindigkeitswert beaufschlagt wird. Dabei wird der im Zwischenüberhitzer gespeicherte Dampf dazu benutzt, um die Turbine auf dem ersten festgelegten Geschwindigkeitswert zu halten und eine rasche Resynchronisation zu erreichen.

Die Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen und der Zeichnung. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bekannten Turbinengeneratoranlage;

Fig. 2 eine Logikschaltung für den Überdrehzahl-Schutzregler in der Turbinenanlage gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Verlaufs der Turbinendrehzahl nach der Aktivierung des Überdrehzahl-Schutzreglers;

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Überdrehzahl-Schutzreglers gemäß der Erfindung;

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines elektrohydraulischen Stellmotors in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Sollwert-Bezugsgrößen in Abhängigkeit von dem Drehzahl-Lastbedarf für die Stellung des Regelventils und des Speiseventils;

Fig. 7 eine weitere Ausführungsform eines Überdrehzahl-Schutzreglers gemäß der Erfindung;

Fig. 8 eine schematische Darstellung für die Steuerschaltung eines Regelventils zur Verwendung beim Schutzregler gemäß Fig. 7.

In den anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebenen Drehzahl-Lastregler 36 ist ein verbesserter Überdrehzahl-Schutzregler gemäß der Erfindung einbezogen. Das Drehzahlsignal SPD vom Abnehmer 34 wird an den Minuseingang eines Differenzgliedes 60 (Fig. 4) sowie an einen Schalter 61 angelegt. Dieses Drehzahlsignal kennzeichnet die Ist-Drehzahl der Turbine. Ein Drehzahl-Lastbedarf-Bezugsregler 62 liefert ferner ein Signal 63 an den positiven Eingang des Differenzgliedes 60. Dieses Signal 63 kennzeichnet als Festwert die Synchrondrehzahl der Turbinenanlage. Der Drehzahl-Lastbedarf-Bezugsregler 62 überwacht auch den Unterbrecher 30 gemäß Fig. 1 und ferner das Zustandssignal 100 vom Überdrehzahl-Schutzregler OPC, das in der Regel mit Hilfe einer Logikschaltung gemäß Fig. 2 ermittelt wird. Der Drehzahl- Lastbedarf-Bezugsregler 62 erzeugt ein geschwindigkeitsbezogenes und lastbezogenes Steuersignal 65, welches dem positiven Eingang eines Reglers 67 zugeführt wird. Das vom Differenzglied 60 abgegebene Fehlersignal wird in einem Verstärker 69 mit einem Verstärkungsgrad K skaliert, wobei der Verstärkungsgrad in der Regel derart gewählt ist, daß bei einer die Synchrondrehzahl um 5% übersteigenden Drehzahl ein Signal am Ausgang des Verstärkers 69 erzeugt wird, das 100% Last kennzeichnet. Das Ausgangssignal des Verstärkers 69 wird über einen zweiten Schalter 71 an einen negativen Eingang des Reglers 67 angelegt. An den zweiten negativen Eingang dieses Reglers ist der Schalter 61 angeschlossen. Die Schalter 61 und 71 werden über die Leitungen 73 und 75 vom Drehzahl-Lastbedarf-Bezugsregler aus betätigt. Ausgangsseitig ist der Regler 67 an den einen Schaltkontakt 77 eines Wechselschalters 79 angeschlossen. Der zweite Schaltkontakt 81 dieses Wechselschalters ist mit einer Handsteuerung 83 verbunden, die üblicherweise dem Drehzahl-Lastregler 36 zugeordnet ist. Der Wechselschalter 79 ermöglicht in herkömmlicher Weise eine stoßfreie Umschaltung vom automatischen Regelbetrieb auf eine Handsteuerung. Der Schaltarm des Wechselschalters 79 ist mit einem Pufferverstärker 85 verbunden.

Die Darstellung in Fig. 4 ist stark vereinfacht, um die wesentlichen Elemente der Erfindung hervorzuheben. Selbstverständlich können in Verbindung damit auch weitere Steuer- und Regelfunktionen vorgesehen sein, wie z. B. eine Lastregelung unter Verwendung eines Lastrückkopplungssignals oder eine mitgekoppelte Ventilbetätigung.

Das Ausgangssignal des Pufferverstärkers 85 stellt das Sollwert- Bezugssignal 86 dar, das den elektrohydraulischen Stelleinrichtungen 87 zugeführt wird, welche das Regelventil 22 betätigen, um die Frischdampfzufuhr zur Hochdruckturbine 10 gemäß Fig. 1 zu steuern. Die elektrohydraulischen Stelleinrichtungen werden nachfolgend anhand der Fig. 5 näher erläutert. Das Sollwert-Bezugssignal 86 für die Ventilpositionierung wird ferner auch an einen Verstärker 89 angelegt, der an einem zweiten Eingang mit einer verstellbaren Abweichung 90 beaufschlagbar ist. Im Verstärker 89 wird das Sollwert-Bezugssignal mit dem Verstärkungsfaktor G skaliert, so daß ausgangsseitig ein Signal zur Verfügung steht, das dem Sollwert-Bezugssignal 86 entspricht, jedoch eine um die einstellbare Abweichung 90 versetzte und mit der Verstärkung G skalierte Größe hat. Dieses Ausgangssignal 91 stellt ein Sollwert-Bezugssignal für die elektrohydraulischen Stelleinrichtungen 93 dar, von welchen aus das Speiseventil 26 bzw. die Speiseventile der Niederdruckturbine eingestellt werden. Diese Wirkungsweise wird ebenfalls anhand der Fig. 5 näher erläutert. Durch die Einstellung des Speiseventils 26 wird die Zufuhr des Dampfes aus dem Zwischenüberhitzer 24 zur Niederdruckturbine 12 gesteuert. Mit Hilfe eines Funktionsblocks 97 wird ferner eine Ruhevorspannung erzeugt, die über einen Schalter 99 zum Pufferverstärker 85 übertragen wird, wenn dieser Schalter aufgrund des Zustandssignals vom Schutzregler OPC geschlossen ist.

In Fig. 5 ist ein hydraulisches Servosystem dargestellt, wie es in der elektrohydraulischen Stelleinrichtung 87 bzw. 93 für das Regelventil bzw. das Speiseventil gemäß Fig. 4 Verwendung findet. Das Sollwert-Bezugssignal 86 bzw. 91 wird an den positiven Eingang eines Summiergliedes 110 angelegt. Dieses Summierglied stellt ein Fehlersignal 112 zur Verfügung, das einem Servoverstärker 114 zugeführt wird, der in herkömmlicher Weise als P-Glied, PI-Glied oder PID-Glied aufgebaut sein kann. Eine unter hohem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit wird von einem Versorgungsvorrat 118 aus über ein Trennventil 119 und ein Flüssigkeitsfilter 120 dem Zulauf 122 des Servoreglers 116 zugeführt. Die unter hohem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit wird ferner vom Filter 120 aus durch eine Düse 126 zu einem Rückschlagventil 124 übertragen. Dieses Rückschlagventil steht ferner mit einem elektromagnetisch gesteuerten Ventil 128 in Verbindung. Der Ablauf 130 des Servoventils 116 ist mit einem weiteren Rückschlagventil 132 verbunden, das zu einem Ablaufsammelleiter hin öffnet. Der Steuerölanschluß 134 des Servoreglers 116 ist mit dem Steuerölzulauf 135 eines Stellmotors 137 verbunden. Der Stellkolben 139 des Stellmotors 137 wird entsprechend der über den Steuerölzulauf 135 zugeführten bzw. abgeführten unter Druck stehenden Hydraulikflüssigkeit im Stellmotor 137 verschoben. Mit Hilfe eines herkömmlichen Gestänges wird diese Verschiebung des Stellkolbens auf den Ventilschieber des Dampfventils übertragen, der entsprechend das Ventil öffnet oder schließt.

Wenn der Stellkolben in der Darstellung nach oben verschoben wird, ist diese Verschiebung mit einem Öffnen des Ventils und damit einer Vergrößerung des Strömungsquerschnittes verbunden. Die Position des Stellkolbens wird mit Hilfe eines Positionsgebers 141 erfaßt, der z. B. als linear veränderlicher Differentialtransformator aufgebaut sein kann und ein den Öffnungszustand des Ventils kennzeichnendes Positionssignal 143 liefert. Dieses Positionssignal 143 hat die Form eines modulierten Wechselstromsignals, das in einem Demodulator 145 demoduliert wird und als demoduliertes Positionssignal 147 ausgangsseitig zur Verfügung steht. Dieses demodulierte Positionssignal 147 stimmt mit dem Sollwert-Bezugssignal 86 gemäß Fig. 4 überein. Das demodulierte Positionssignal 147 kann direkt als Rückkopplungssignal dem negativen Eingang des Summiergliedes 110 zu denjenigen Zeiten zugeführt werden, während welcher das Sollwert-Bezugssignal 86 bzw. 91 repräsentativ für die notwendige Stellung des Dampfventils ist. Wenn für andere Fälle ein Sollwert-Bezugssignal benötigt wird, das repräsentativ für den Durchflußbedarf des Dampfventils ist, kann das demodulierte Positionssignal 147 mit Hilfe eines Funktionsblockes 148 entsprechend der Abhängigkeit des Durchflusses von der Ventilstellung in das gewünschte Signal umgewandelt werden. Das Rückkopplungssignal, das dem negativen Eingang des Summiergliedes 110 zugeführt wird, ist in diesem Fall das vom Funktionsblock 148 abgegebene Signal, welches das Sollwert-Bezugssignal in Abhängigkeit vom Durchflußbedarf darstellt.

Mit dem Steuerölzulauf 135 des Stellmotors 137 ist ein Ablaufventil 151 verbunden. Mit diesem in Fig. 5 dargestellten Ventil besteht die Möglichkeit ein verhältnismäßig großes Volumen der Hydraulikflüssigkeit vom Stellmotor zur Ablaufleitung 153 in sehr kurzer Zeit abzuführen. Das Ablaufventil 151 kann zusätzlich Hydraulikflüssigkeit über eine Ablauföffnung 155 des Stellmotors der anderen Seite des Stellkolbens zuführen, um die Verschiebung des Kolbens zum Schließen des Dampfventils zu beschleunigen. Das Ablaufventil 151 arbeitet mit dem elektromagnetisch gesteuerten Ventil 128 zusammen, wenn dieses Ventil aufgrund des Zustandssignals 100 vom Schutzregler OPC erregt wird. In diesem Fall kann die Hydraulikflüssigkeit im Ablaufventil 151, welche das Ablaufventil geschlossen hält, über eine Ablaufleitung 159 abfließen, womit der Druck auf eine Vorspannfeder 161 abgebaut wird. Damit öffnet diese Vorspannfeder 161 das Ablaufventil 151 und läßt die Hydraulikflüssigkeit vom Steuerölzulauf 135 des Stellmotors 137 durch das Ablaufventil 151 zur Ablaufleitung 153 abfließen. Zusätzlich kann das elektromagnetisch gesteuerte Ventil 128 die Hydraulikflüssigkeit auch über die Leitung zum Rückschlagventil 124 zur Notablaufleitung hin im Rahmen einer Schnellabschaltung abführen.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Ausführungsbeispiels wird anhand der Fig. 1 bis 6 erläutert. Zu diesem Zweck wird anfänglich davon ausgegangen, daß die Turbinenanlage unter Lastregelung auf einer um etwa ein Megawatt größeren Leistung als ein vorgegebener Leistungswert, z. B. von 30% der Nennleistung arbeitet, und daß ein Fehler auftritt, der das Öffnen des Unterbrechers 30 auslöst. Als Folge dieser Zustände, die in der Fig. 2 angegeben sind, wird ein die Schutzregelung forderndes Zustandssignal 100 erzeugt. In Fig. 6 sind die typischen auf die Ventilposition des Regelventils und des Speiseventils bezogenen Sollwerte dargestellt. Dabei repräsentieren die Kurven 200 bzw. 202 die Sollwert-Bezugssignale 86 und 91, wie sie von dem Regler 67 im Zusammenwirken mit dem Drehzahl-Lastbedarf- Bezugsregler 62 erzeugt werden. Entsprechend der angenommenen Voraussetzung mit über 30% liegenden Lastbedingungen ist das Speiseventil voll und das Regelventil teilweise geöffnet. Normalerweise ist unter Lastregelbedingungen, d. h. bei geschlossenem Unterbrecher 30, der Schalter 71 gemäß Fig. 4 geschlossen, so daß das Ausgangssignal des Verstärkers 69 zum Regler 67 übertragen wird. Der Schalter 61 ist in diesem Zustand geöffnet.

Sobald ein die Schutzregelung forderndes Zustandssignal 100 vom Drehzahl-Lastbedarf-Bezugsregler 62 empfangen wird, veranlaßt dieser das Schließen des Schalters 61 über die Leitung 73 und das Öffnen des Schalters 71 über die Leitung 75. Gleichzeitig wird das geschwindigkeits- und lastbezogene Steuersignal 65 auf einen Wert gebracht, welcher die Einstellung des Regelventils und des Speiseventils auf die durch die Punkte 204 und 206 gemäß Fig. 6 gekennzeichneten Positionen veranlaßt. Zusätzlich und gleichlaufend mit der Auslösung der Überdrehzahl-Schutzregelung wird der Schalter 99 geschlossen, um eine Ruhevorspannung an den Pufferverstärker 85 anzulegen, welcher die elektromagnetisch gesteuerten Ventile 128 in jeder der elektrohydraulischen Stelleinrichtungen erregt, wodurch das jeweilige Ablaufventil 151 geöffnet wird und das Abfließen der Hydraulikflüssigkeit aus dem Stellmotor zuläßt. Dadurch wird eine rasche Änderung der Ventilstellung ausgelöst, und zwar in einer Richtung, welche das rasche Schließen der Dampfventile, d. h. des Regelventils für die Hochdruckturbine und des Speiseventils für die Niederdruckturbine auslöst. Auf diese Weise bewirkt das eine Überdrehzahl- Schutzregelung auslösende Zustandssignal 100 eine rasche Abschaltung der Dampfzufuhr zu den Turbinen, indem die unter hohem Druck stehende Hydraulikflüssigkeit zur Ablaufleitung hin rasch abgeführt wird.

Mit dem Öffnen des Unterbrechers 30 wird die Last vom Generator plötzlich abgeschaltet, so daß ein Ungleichgewicht bezüglich der mechanischen und elektrischen Energie in der Turbinenanlage entsteht, was zu einer Erhöhung der Turbinendrehzahl führt. Da jedoch das Regelventil und das Speiseventil gleichzeitig mit dem Öffnen des Unterbrechers 30 geschlossen werden, wird der weitere Aufbau mechanischer Energie unterbrochen, so daß die durch die Trägheitsmasse der Turbine erhöhte Drehzahl wieder infolge der Strömungs- und Reibungsverluste abnimmt. Dieser Zustand spielt sich in der Zeit von t₀ bis t₁ gemäß Fig. 3 ab.

Entsprechend den Maßnahmen der logischen Schaltung gemäß Fig. 2, wird nach einer vorgegebenen veränderbaren Verzögerungszeit von z. B. 1 bis 10 Sekunden ab dem Zeitpunkt, von welchem an der Unterbrecher 30 geöffnet hat, das Drehzahlsignal SPD abgetastet, um den Zeitpunkt festzustellen, zu welchem dieses Drehzahlsignal SPD unter einen vorgegebenen Drehzahlwert abfällt, der im vorliegenden Fall mit 103% der Synchrondrehzahl angenommen wird. In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist die Tatsache, daß der Unterbrecher 30 geöffnet hat mit gekennzeichnet. Aus Fig. 3 ist zu entnehmen, daß der Zeitpunkt, zu welchem die Drehzahl den Wert von 103% der Synchrondrehzahl annimmt mit t₁ bezeichnet. Bei einer herkömmlichen Überdrehzahl- Schutzregelung wird das Speiseventil hydraulisch voll geöffnet in Abhängigkeit von dem Erregungsabfall des elektromagnetisch gesteuerten Ventils 128, was seinerseits das Schließen des Ablaufventils 151 auslöst und das weitere Ablaufen der Hydraulikflüssigkeit vom Steuerölzulauf 135 zur Ablaufleitung 153 verhindert. Bei den meisten elektrohydraulischen Stelleinrichtungen für das Speiseventil verläuft eine direkte Steuerölleitung zum Steuerölzulauf 135 durch eine Düse, wodurch das Ventil unmittelbar nach dem Schließen des Ablaufventils 151 geöffnet wird. Wenn das Speiseventil 26 infolge des Schließens des Ablaufventils 151 geöffnet wird, strömt der im Zwischenüberhitzer 24 gespeicherte Dampf in die Niederdruckturbine und erhöht deren Drehzahl über 103% der Synchrondrehzahl. Auf diese Weise werden die in Fig. 3 mit der Kurve 50 dargestellten Schwingungen ausgelöst, die solange auftreten, bis die gesamte im Zwischenüberhitzer gespeicherte Dampfenergie verbraucht ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform gemäß der Erfindung braucht das Speiseventil nicht ganz geöffnet zu werden in Abhängigkeit vom Schließen des Ablaufventils 151. Der Überdrehzahl-Schutzregler OPC steuert das Schließen des Speiseventils entsprechend der gemessenen Drehgeschwindigkeit der Turbinenanlage, d. h. entsprechend dem Drehzahlsignal SPD.

Im speziellen wird der Regler 67 von der Differenz aus dem geschwindigkeits- bzw. lastbezogenen Steuersignal 65, vom Drehzahl- Lastbedarf-Bezugsregler 62 und dem Drehzahlsignal SPD gesteuert. Der Regler 67, der typischerweise als P-Regler aufgebaut ist, liefert die Sollwert-Bezugssignale über den Schaltkontakt 77 des Wechselschalters 79 und den Pufferverstärker 85, wie bereits beschrieben wurde. Dieses am Ausgang des Pufferverstärkers 85 zur Verfügung stehende Sollwert-Bezugssignal 86 wird zur Ansteuerung der elektrohydraulischen Stelleinrichtungen für das Regelventil 22 der Hochdruckturbine direkt benutzt. Für die Ansteuerung der elektrohydraulischen Stelleinrichtungen 93 für das Speiseventil der Niederdruckturbine wird dieses Sollwert-Bezugssignal über den Verstärker 89 geführt, in welchem der Wert versetzt sowie skaliert wird, und ausgangsseitig als Sollwert-Bezugssignal 91 zur Verfügung steht. Die typischen Sollwert-Bezugssignale für das Ausführungsbeispiel sind in Fig. 6 als Punkt 206 für das Speiseventil und als Punkt 204 für das Regelventil gekennzeichnet. Die in den beiden Kurven 200 und 202 dargestellte Diskontinuität wird vom Drehzahl-Lastbedarf-Bezugsregler 62 verursacht, nachdem der Unterbrecher 30 geschlossen hat. Der als Diskontinuität in den Kurven dargestellte Sprung für den Durchflußbedarf wird herkömmlicherweise vorgesehen, um Frequenzabweichungen zu kompensieren, die beim Schließen des Unterbrechers auftreten. Die unterschiedliche Steigung der beiden Kurven 200 und 202 ergibt sich durch den Verstärkungsfaktor G des Verstärkers 89, welcher in der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform den Verstärkungsfaktor 4 hat.

Somit ergibt sich aus dem vorausstehenden, daß die logischen Bedingungen, welche den Überdrehzahl-Schutzregler OPC in Funktion setzen, gleichzeitig auch das rasche Schließen des Regelventils und des Speiseventils bewirken, indem das elektromagnetisch gesteuerte Ventil 128 erregt und das Ablaufventil 151 der jeweiligen elektrohydraulischen Stelleinrichtungen 87 bzw. 93 geöffnet wird. Damit steigt die Drehzahl der Turbinenanlage zunächst aufgrund der Massenträgheit an und nimmt anschließend langsam aufgrund der Strömungs- und Reibungsverluste ab. Während der Schließzeit des Regelventils und des Speiseventils wird der Abdampf von der Hochdruckturbine im Zwischenüberhitzer 24 gespeichert. Nach dem Öffnen des Unterbrechers 30 und nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitverzögerung wird die durch das Drehzahlsignal SPD gekennzeichnete Drehzahl der Turbinen überwacht, bis das Drehzahlsignal unter den vorgegebenen Wert von beispielsweise 103% der Synchrondrehzahl abfällt. Sobald dieser Zustand eintritt, fällt das Zustandssignal 100 ab, so daß sich der Schalter 99 öffnet und die Erregung der elektromagnetisch gesteuerten Ventile 128 in den elektrohydraulischen Stelleinrichtungen 87 und 93 abfällt. Damit werden die zugeordneten Ablaufventile 151 geschlossen und der Steuerölzulauf 135 erneut vom Steueröl über die Leitung 134 beaufschlagt.

Mit dem Öffnen des Unterbrechers 30 wird, wie bereits erwähnt, der Schalter 71 geöffnet und der Schalter 61 geschlossen. Der Drehzahlfehler, der sich aus der Differenz des geschwindigkeits- und lastbezogenen Steuersignals 63 und dem Drehzahlsignal SPD ergibt, dient der Ansteuerung des Reglers 67, der, wie bereits erwähnt, die Sollwerte für die Stellung des Regelventils und des Speiseventils liefert. Nach dem Schließen der Ablaufventile 151 sprechen die Servosysteme auf die Sollwerte an und bringen die Ventile in die gewünschte Position. Diese Sollwerte können entweder stellungsbezogen oder durchflußbezogen sein. Da das Steuersignal 63 vom Bezugsregler 62 im wesentlichen gleich der Synchrondrehzahl ist, erfolgt die Einstellung der Ventile aufgrund der Sollwert-Bezugssignale primär im Bereich der Punkte 204 und 206 und entlang den Kurven 200 sowie 202 gemäß Fig. 6. Die Drehzahl der Turbinen ändert sich dabei in der in Verbindung mit Fig. 3 beschriebenen gewünschten Weise und zwar entlang dem Verlauf der gestrichelten Kurve 54. Zu jeder Zeit während der Regelung der Turbinendrehzahl unter Verwendung der im Zwischenüberhitzer gespeicherten Energie durch entsprechende Einstellung des Speiseventils kann die Turbinenanlage durch Schließen des Unterbrechers 30 an die Last angeschlossen werden. Dadurch wird die Drehzahl resynchronisiert. Nach dem Schließen des Unterbrechers 30 wird automatisch etwa 5% der Turbinenleistung benötigt und erst anschließend kann die Regelung entlang den Kurven 200 und 202 für das Regelventil und das Speiseventil erfolgen, wie dies aus Fig. 6 als Beispiel hervorgeht.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche zur Positionierung des Speiseventils der Niederdruckturbine benutzt werden kann, um die Drehzahl der Turbine auf Synchrondrehzahl nach der Auslösung des Überdrehzahl-Schutzreglers OPC zu regeln, ist in Fig. 7 dargestellt. Ein vorgegebener Drehzahl-Sollwert 300, der repräsentativ für die Synchrondrehzahl der Turbine sein kann, wird an den positiven Eingang eines Summiergliedes 301 angelegt. Der negative Eingang dieses Summiergliedes 301 ist an den Drehzahlgeber angeschlossen, und wird mit dem Drehzahlsignal SPD beaufschlagt. Der vom Summierglied 301 ausgangsseitig abgegebene Drehzahlfehler arbeitet auf einen Regler 305. Der Ausgang dieses Reglers 305 ist über zwei in Serie geschaltete Schalter 307 und 308 an den einen Eingang eines Pufferverstärkers 310 angeschlossen. Der erste Schalter 307 ist geöffnet, wenn das Ablaufventil 151 infolge des Zustandssignals 100 vom Überdrehzahl-Schutzregler OPC geöffnet ist. Zu diesem Zweck wird ein den Offenzustand des Ablaufventils kennzeichnendes Zustandssignal 315 von einem Druckgeber 311 erzeugt, der gemäß Fig. 5 den hydraulischen Druck im Innern des Ablaufventils 151 mißt. Der zweite Schalter 308 ist offen, wenn ein Sperrsignal 313 zur Unterdrückung der Drehzahlregelung ISC von einem Flip-Flop 312 geliefert wird. Dieses Sperrsignal 313 zur Unterdrückung der Drehzahlregelung kann einerseits durch ein Schnellschlußsignal 314 und andererseits durch die Betätigung eines Druckknopfes PB 1 über ein ODER-Gatter ausgelöst werden, das mit seinem Ausgangssignal den Flip-Flop 312 beaufschlagt und diesen in den ISC-Zustand schaltet. Durch das Schließen des Unterbrechers 30 kann der Flip-Flop 312 in den -Zustand zurückgestellt werden. Das vom Regler 305 erzeugte Signal wird nur dann zum Pufferverstärker 310 übertragen, wenn die Drehzahlregelung nicht unterdrückt ist und die Ablaufventile 151 der elektrohydraulischen Stelleinrichtungen 87 und 93 geschlossen sind.

Das an den Pufferverstärker 310 angelegte zweite Eingangssignal 316 wird von einem Digital-Analog-Wandler 318 geliefert, welcher über einen Schalter 320 an den Pufferverstärker 310 angeschlossen ist. Dieser Digital-Analog-Wandler wird in herkömmlicher Weise von einem Digitalzähler 322 beaufschlagt, welchem von einem Taktgeber 324 Taktimpulse über einen Schalter 326 zugeführt werden, wenn der Schalter, wie nachfolgend erläutert, geschlossen ist. Das Ausgangssignal des Pufferverstärkers 310 wird den elektrohydraulischen Stelleinrichtungen 93 als Sollwert-Bezugssignal 91 zugeführt. Der in Fig. 4 dargestellte Verstärker 89 kann durch das System gemäß Fig. 7 ersetzt werden, wobei jedoch keine Kopplung zwischen dem Drehzahl-Lastregler 36 und dem System gemäß Fig. 7 besteht.

Für diese alternative Ausführungsform können weitere Funktionen für den Drehzahl-Lastregler 36 vorgesehen werden, die in Fig. 8 erläutert sind, um das Regelventil entsprechend vorgegebener Bedingungen zu sperren. Gemäß Fig. 8 wird ein Drehzahlfehlersignal von einem Summierglied 400 erzeugt, an dessen positivem Eingang der Wert der Synchrondrehzahl und an dessen negativem Eingang das ausgemessene Drehzahlsignal SPD angelegt wird. Das Fehlersignal wird an den positiven Eingang eines Komparators 401 angeschlossen, an dessen negativem Eingang ein Schwellwertsignal liegt, das im vorgegebenen Fall fünf Umdrehungen/Minute repräsentiert. Das Ausgangssignal des Komparators 410 liegt am einen Eingang eines UND-Gatters 403. Ein zweiter Komparator 405 wird an seinem positiven Eingang mit den gesammelten Positionssignalen des Speiseventils beaufschlagt, wie sie in den elektrohydraulischen Stelleinrichtungen 93 als demoduliertes Positionssignal 147 gemäß Fig. 5 zur Verfügung stehen. Der negative Eingang des Komparators 405 wird mit einem Positionsschwellwert beaufschlagt, der 20% Hub des Speiseventils kennzeichnet. Das Ausgangssignal dieses zweiten Komparators 405 wird an den zweiten Eingang des UND-Gatters 403 übertragen, dessen Ausgangssignal zur Ansteuerung des Regelventils benutzt wird. Für den Fall, daß ein Ausgangssignal vorhanden ist, wird die normale Betriebsfunktion des Regelventils über den Pufferverstärker 85 bewirkt, wogegen beim Fehlen eines Ausgangssignals der Pufferverstärker 85 das Regelventil über ein entsprechendes Sollwert-Ausgangssignal 86 in Schließposition bringt.

Es sei bemerkt, daß die Regelventile und die Speiseventile beim Auftreten des Zustandssignals 100 im Überdrehzahl-Schutzregler OPC dennoch rasch hydraulisch geschlossen werden. Zusätzlich zu dieser Maßnahme werden die Schalter 307 und 308 als Folge dieses Zustandssignals 100 geöffnet. Wenn die Ablaufventile 151 geschlossen werden, wird auch der Schalter 307 geschlossen, so daß das vom Regler 305 gelieferte Signal zum Pufferverstärker 310 übertragen werden kann, wenn der Schalter 308 aufgrund eines fehlenden Sperrsignals 313 ebenfalls geschlossen ist. Die Sollwerteinstellung des Speiseventils über die elektrohydraulischen Stelleinrichtungen 93 erfolgen nun in Abhängigkeit vom Fehlersignal, welches das Summierglied 301 zur Verfügung stellt. Der Regler 305 kann bei der beschriebenen Ausführungsform als P-Regler, PI-Regler oder PID-Regler ausgeführt sein. Das Speiseventil regelt dabei die Turbinendrehzahl auf einen Wert, der etwa gleich der Synchrondrehzahl ist, unter Verwendung der im Zwischenüberhitzer gespeicherten Energie.

Während dieser Regelperiode ist das Regelventil aufgrund des Sperrsignals vom UND-Gatter 403 geschlossen. Wenn die Drehzahlregelung mit Hilfe des Speiseventils solange aufrechterhalten wird, bis die vorrätige Energie im Zwischenüberhitzer aufgebracht ist, und das Speiseventil eine Position einnimmt, in welcher kein zusätzlicher Dampf der Niederdruckturbine zugeführt werden kann, wird das Regelventil vom Ausgangssignal des UND-Gatters 403 nunmehr eingeschaltet, um der Hochdruckturbine Dampf zuzuführen und die Drehzahlregelung zu übernehmen. Der Schaltungsaufbau gemäß Fig. 8 dient dem Zweck, diesen Zustand festzustellen. Wenn das gemessene Drehzahlsignal SPD unter die Synchrondrehzahl um beispielsweise mehr als 5 Umdrehungen/ Minute abfällt, erscheint am Ausgang des Komparators 401 ein entsprechendes Signal. Wenn andererseits das Speiseventil eine Öffnungsposition einnimmt, die einem größeren als dem durch den Schwellwert eingestellten Hub von 20% entspricht, erscheint am Ausgang des Komparators 405 ebenfalls ein entsprechendes Signal, so daß das UND-Gatter 403 an beiden Eingängen mit einem Steuersignal beaufschlagt wird und ausgangsseitig ein Signal an den Pufferverstärker 85 abgibt. Unter diesen Bedingungen beeinflußt primär das Regelventil die Drehzahlregelung der Turbine auf die Synchrondrehzahl, da das Speiseventil praktisch voll geöffnet ist.

Wenn die Turbinenlage wieder an die Last angelegt werden soll, wird der Unterbrecher 30 geschlossen. Dieser Zustand wird mit den logischen Signalen 408 und 409 gemäß Fig. 7 festgestellt, wobei das logische Signal 408 den Schalter 326 schließt und die Übertragung der Taktimpulse zum Fortschalten des Zählers 322 freigibt. Der geschlossene Zustand des Unterbrechers 30 bedingt, daß am Ausgang des UND-Gatters 410 das Signal abfällt, das üblicherweise den Schalter 320 offenhält. Damit wird auch dieser Schalter geschlossen, so daß das Ausgangssignal vom Digital-Analog-Wandler 318 zum Pufferverstärer 310 übertragen werden kann. Nach dem Anlegen des Taktsignals an den Zähler 322 läuft dieser auf einen vorgegebenen Zählstand, der dem voll geöffneten Speiseventil zugeordnet ist und über den Digital-Analog- Wandler 318 und den geschlossenen Schalter 320 an dem Pufferverstärker 310 wirksam wird. Dieses über die Leitung 316 an den Pufferverstärker angeschlossene Signal übersteuert das Signal vom Regler 305 und hält das Speiseventil im voll geöffneten Zustand.

Die anhand der Fig. 7 und 8 beschriebene abgewandelte Ausführungsform der Drehzahlregelung kann verhindert werden, indem entweder von einer Bedienungsperson der Druckkopf PBI gedrückt wird, oder ein Schnellschlußsignal 314 wirksam ist. In beiden Fällen wird die Drehzahlregelung vom Flip-Flop 312 aus unterdrückt, der den Schalter 308 entsprechend dem ausgangsseitig wirksamen Sperrsignal 313 öffnet. Damit wird das vom Regler 305 gelieferte Signal zur Bestimmung des Sollwert-Bezugssignals für das Speiseventil vom Pufferverstärker abgeschaltet.

Claims (7)

1. Überdrehzahl-Schutzregler für eine einen elektrischen Generator antreibende Dampfturbinenanlage, welche eine Hochdruckturbine und zumindest eine Niederdruckturbine umfaßt, wobei die Hochdruckturbine mit Frischdampf über zumindest ein Regelventil beaufschlagt wird und der Abdampf von der Hochdruckturbine über einen Zwischenüberhitzer und zumindest ein Speiseventil der Niederdruckturbine zugeführt wird, mit einer an den Generator über einen Unterbrecher anschließbaren Last, wobei die bei einer ersten vorgegebenen Drehzahl (Synchrondrehzahl) abgegebene elektrische Leistung mit dem Schutzregler (OPC) einstellbar ist, welcher in Abhängigkeit von der gemessenen Ist-Drehzahl die Turbinenanlage gegen Überdrehzahlen vorzugsweise beim plötzlichen Lastabfall schützt, ferner mit elektrohydraulischen, auf das Regelventil und das Speiseventil wirkenden Stelleinrichtungen, welche entweder auf das Abwerfen der Last durch den Unterbrecher oder auf das Anwachsen der Ist-Drehzahl über einen zweiten vorgegebenen Drehzahlwert hinaus ansprechen und die Dampfzufuhr zur Hochdruckturbine und zur Niederdruckturbine sperren, sowie gleichzeitig den Abdampf der Hochdruckturbine in dem Zwischenüberhitzer speichern, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Erregung der elektrohydraulischen Stelleinrichtungen (87, 93) abfällt, wenn die Ist-Drehzahl unter den zweiten vorgegebenen Drehzahlwert absinkt, und
• - daß den Betriebszustand nach Drehzahl und Last erfassende und bewertende Einrichtungen (34, 62, 67, 89) vorhanden sind, welche auf die elektrohydraulischen Stelleinrichtungen (93) für das Speiseventil einwirken und die Drehzahl der Turbinenanlage durch kontrolliertes Öffnen des Speiseventils (26) derart einstellen, daß die Drehzahl auf die erste vorgegebene Drehzahl abgesenkt wird, indem Dampf aus dem Zwischenüberhitzer (24) in Abhängigkeit von der Differenz der Ist-Drehzahl und dem ersten vorgegebenen Drehzahlwert der Niederdruckturbine (12) zugeführt wird, um die Drehzahl der Turbinenanlage im wesentlichen auf dem ersten vorgegebenen Drehzahlwert zu halten und das rasche Anschalten der Last (18) zu ermöglichen.

2. Überdrehzahl-Schutzregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das Regelventil (22) bzw. das Speiseventil (26) gemäß einem an die elektrohydraulischen Stelleinrichtungen (87 bzw. 93) angelegten Sollwert-Bezugssignal (86; 91) mittels eines Servoreglers (116) in Abhängigkeit von einem Rückkopplungssignal (143, 147, 149) einstellbar sind, wobei dieses Rückkopplungssignal die Ventilstellung kennzeichnet,
• - daß die elektrohydraulischen Stelleinrichtungen (87, 93) je ein Ablaufventil (151) und ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil (128) umfassen, wobei durch die Erregung des elektromagnetisch gesteuerten Ventils das Ablaufventil geöffnet und gleichzeitig die Steuerfunktion des Servoreglers (116) unterbunden wird, um ein rasches Schließen des Regelventils (22) bzw. des Speiseventils (26) zu bewirken, und
• - daß nach dem Schließen der Ablaufventile der Servoregler (116) das Regelventil bzw. das Speiseventil in die dem Sollwert-Bezugssignal entsprechende Position steuert.

3. Überdrehzahl-Schutzregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

• - daß das die Ventilposition kennzeichnende Rückkopplungssignal (147) ein den Ventildurchfluß kennzeichnendes Signal (149) ist, welches den Ventilhub in Abhängigkeit vom Durchfluß kennzeichnet, und
• - daß das angelegte Sollwert-Bezugssignal ebenfalls ein den Durchfluß kennzeichnendes Signal ist.

4. Überdrehzahl-Schutzregler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die zweite vorgegebene Drehzahl im wesentlichen gleich 103% der Synchrondrehzahl ist.

5. Überdrehzahl-Schutzregler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Erregung der elektrohydraulischen Stelleinrichtungen (87, 93) infolge der Öffnung des Unterbrechers (30) nur dann erfolgt, wenn die erzeugte elektrische Leistung größer als ein vorgegebener Leistungswert ist.

6. Überdrehzahl-Schutzregler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die elektrohydraulischen Stelleinrichtungen (87, 93) nach einer vorgegebenen Zeitverzögerung (1 bis 10 Sekunden) nach dem Öffnen des Unterbrechers (30) inaktiviert werden, wenn nach diesem Zeitintervall die Ist-Drehzahl nicht mehr größer als die zweite vorgegebene und vorzugsweise bei 103% der Synchrondrehzahl liegende Drehzahl ist.

7. Überdrehzahl-Schutzregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der Servoregler (116) ein P-Regler ist, der für die Einstellung des Speiseventils mit einem Drehzahlfehlersignal beaufschlagt wird, das sich aus der Differenz der Ist-Drehzahl und der Synchrondrehzahl ergibt.