DE498275C - Einrichtung zur Regelung von Wasserturbinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Regelung von Wasserturbinen Bei hydroelektrischen Anlagen, speziell .bei solchen, die automatisch betrieben werden, kommt man heute immer mehr dazu, dieZVasserturbinen entsprechend dem Wasserstand zu regeln. Bei Anlagen mit Stauweiher verhindert man -dadurch, daß der letztere zu früh entleert wird; bei Anlagen ohne Speicherung erreicht man, daß die Turbine stets mit der Öffnung, die der zufließenden Wassermenge entspricht, d. h. mit bestmöglichem Wirkungsgrad arbeitet.
• Sobald höheres Gefälle und daher eine Druckleitung vorhanden ist, bietet die Regelung der Turbinen nach dem Wasserstand gewisse Schwierigkeiten, indem dann eine Fernwasserregelung angewendetwerden muß. Hierfür sind Vorrichtungen mit Druckluftübertragung und mit Druckwass,erübertragung des Wasserspiegels entwickelt worden. Auch hat man versucht, mit einem gewöhnlichen Fernwasserstandszeiger auszukommen, der über eine Kontaktvorrichtung von Stufe zu Stufe einen :hl otor zur Betätigung der Turbinenregelungsorgane laufen läßt. Beim letztgenannten System entspricht einem bestimmten Oberwasserstand nicht eine bestimmte Turbinenöffnung, so daß es nur bei: langsamen Wasserspiegeländerungen und bei ruhigem Netzbetrieb befriedigend arbeiten wird. Die erstgenannten Lösungen haben den großen Nachteil, daß sie eine getrennte, teure Rohrleitung parallel zur eigentlichen Betriebswasserleitung und außerdem noch den üblichen elektrischenWasserstandsfernmelder benötigen.
• Ferner hat man mit dem Oberwasser ein Quecksilbermanometer verbunden und über einem seiner beiden Quecksilberspiegel einen Wasserwiderstand angeordnet, der durch die Schwankungen des Quecksilberspiegels geregelt wurde und in .den Stromkreis einer elektrischen Verstellvorrichtung des Turbinenreglers eingeschaltet war. Eine solche Vorrichtung hat einmal den Nachteil, @daß die Wasserstandsschwankungen durch Einschaltung des spezifisch schweren Quecksilbers im übersetzungsverhältnis r : 13,6 verkleinert werden, und zeigt ferner den Mißstand, daß der Wasserwiderstand im Winter der Gefahr des Einfrierens ausgesetzt ist, so d.aß besondere Schutzmaßnahmen hiergegen ergriffen werden müssen.
• Um die Nachteile der genannten Einrichtungen zu vermeiden, hat man den Wasserstand selbst unmittelbar ausgenutzt und im Wasser der Meßstelle selbst Elektroden angeordnet, zwischen denen der Widerstand des Meßwassers sich entsprechend dem Wasserstand ändert; diese Widerstandsänderungen hat man zur Beeinflussung des Turbinenreglers benutzt. Dabei hat man die Änderungen des spezifischen Wasserwiderstandes infolge Schwankungen seiner Temperatur dadurch auszugleichen. versucht, daß man dem Wasserwiderstand einenWiderstand von umgekehrtem Temperaturkoeffizienten vorschaltete. Daß man dadurch einen -wirklichen Ausgleich nicht schaffen 'konnte, liegt auf der Hand. Außerdem wurden so die Widerstandsschwankungen infolge ungleichmäßiger Zusammensetzung, infolge Luftgehaltes oder infolge zeitweiser Verunreinigungen des Wassers nicht berücksichtigt.
• Nach der Erfindung wird ein unbedingt zuverlässiger Ausgleich aller vom Wasserstand unabhängiger Widerstandsschwankungen herbeigeführt. Sie betrifft eine Einrichtung zur Regelung von Wasserkraftmaschinen entsprechend dem gegebenenfalls entfernt liegendenWasserstadd unterBenutzung der durch die Schwankungen des Wasserstandes an der Meßstelle hervorgerufenen Widerstandsänderungen zwischen zwei im Wasser der Meßstelle als Widerstandsflüssigkeit angeordneten Elektroden zur Beeinflussung des Turbinenreglers, wobei der Einfluß der Schwankungen des spezifischen Widerstandes des Wassers dadurch ausgeglichen wird, daß der Widerstanycl zwischen den Meßelektroden mit demjenigen zwischen festen, in das gleiche Wasser eintauchenden Elektroden konstanter Eintauchfläche verglichen wird. Die Erfindung besteht nun darin, daß der Wiederstandsvergleich in einer Brückenschaltung erfolgt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dargestellt. An der Meßstelle M 'beim Wasserschloß oder im Stauweiber tauchen zwei feste Elektroden a von gegebenem Abstand mit einem Teil ihrer Oberfläche in das Oberwasser ein. Bei konstanter, vomTransformator b albgenommener Spannung ist die Stromstärke proportional dem leitenden Wasserquerschnitt zwischen den Elektroden, also ihrer Eintauohtiefe, und folgt damit den Veränderungen des Oberivasserstandes. Der durchfließende Strom wirkt nun unten im Kraftwerk :K auf ein Regelinstrument c ein, das entsprechend der Stromstärke das dem hydraulischem Steuerkreis der Tur#bline angehörende Ventil d verstellt. Durch dieses Ventil wird zweckmäßig die Rückfü.hrvorrichtung desTurbinenreglers beednflußt, so daß sich die Besufsch'lagung der Turhine nach dem Stand des Oberwassers richtet.
• Da nun der Stromdurchgang zwischen den Elektrodeua auch vom speziüechen Widerstand des Wassers abhängt, der seinerseits mit der Wassertemperatur, dem Luftgehalt und der Menge der gelösten Bestandteile schwankt, werden die Meßelektroden zweckmäßig in Brückenschaltung reit einem zweiten Satz von Elektroden e verglichen, die konstante Eintauchtiefe haben und beim Kraftwerk selbst insUnterwasser .eingetaucht sind, dessen Temperatur und Zusammensetzung ja die gleichen sind wie die des Oberwassers. Der Ventilregler c kann unmittelbar oder über einen Stromwandler f in der Diagonale der Brücke liegen, die noch die konstanten Widerstände g, h enthält. Zugleich kann zur Aufzeichnung des Wasserstandes vom Stromwandler f ein Registrierstrommesser i gespeist werden, der als Wasserstandsmelder geeicht sein kann.
• Die Meßelektroden können auch bei .konstanter Fläche veränderlichen Abstand erhalten. In diesem Fall würfle eine Elektrode fest unterhalb des niedrigsten Wasserstandes angeordnet, die andere dagegen als Schwimmer ausgebildet oder mit einem solchen fest verbunden. Auch hier würde der elektrische Widerstand desBetriebswassers selbst für .die Regelung nutzbar gemacht.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. EinricJhtung zur Regelung von Wasserkraftmaschinen entsprechend dem gegebenenfalls entfernt liegenden Wasserstand unter Benutzung der durch die Schwankungen des Wasserstandes an der Meßstelle hervorgerufenen Widerstandsänderungen zwischen zwei im Wasser dier Meßstelle a-ls Widerstandsflüssigkeit angeordneten Elektroden zur Beeinflussung des Turbinenreglers, wobei der Einfluß der Schwankungen des spezifischen Widerstandes .des Wassers dadurch ausgeglichen wird, daß der Widerstand zwischen den Meßelektroden mit demjenigen zwischen festen, in das gleiche Wasser eintauchenden Elektroden konstanterEintauchfläclie verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsvergleich in einer Brückenschaltung erfolgt.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß durch den im veränderlichen Widerstand zwischen den Meßelektroden fließenden Strom ein elektrischer Regler verstellt wird, der seinerseits einVentil imSteuerkreis des hydraulischen Turbinenreglers verstellt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil die Rückführung des hydraulischen Turbinenreglers beeinflußt.