DE578122C

DE578122C - Device for reducing frequency fluctuations in the event of impacts

Info

Publication number: DE578122C
Application number: DEA59573D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Langrehr
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-11-08
Filing date: 1929-11-08
Publication date: 1933-06-09

Description

Einrichtung zur Herabsetzung der Frequenzschwankungen bei Belastungsstößen Die Entwicklung der elektrischen Krafterzeugung und -verteilung hat dahin geführt, daß an sich getrennte Netze in immer größerem Maßstabe zusammengeschlossen werden, einerseits um die Wirtschaftlichkeit der Energieerzeugung zu verbessern, andererseits um die Belastungsstöße, welche in den verschiedenen Teilen der Versorgungsgebiete zu verschiedenen Zeitpunkten auftreten, gegeneinander auszugleichen. Es sind daher in letzter Zeit Vorschläge gemacht 'worden, um die Regelung und Betriebsführung derartiger Betriebe so zu gestalten, daß die Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und der Ausgleich der Belastungsstöße möglichst nicht durch von Fall zu Fall erforderliche Eingriffe, sondern durch selbsttätige Regelung sichergestellt wird.Device for reducing the frequency fluctuations in the event of load surges The development of electrical power generation and distribution has led to that intrinsically separate networks are being brought together on an ever larger scale, on the one hand to improve the profitability of energy generation, on the other hand to the load surges that occur in the different parts of the coverage areas occur at different times to counterbalance each other. There are therefore Lately proposals have been made to the scheme and management to design such establishments in such a way that the profitability is improved and the compensation of the load surges as far as possible not by what is necessary on a case-by-case basis Interventions, but is ensured by automatic regulation.

Bei Anlagen zur Speisung elektrischer Bahnen hat man sogar besondere Anlagen und besondere Maschinen vorgesehen, welche für die außergewöhnlichen Bedingungen des Spitzenbetriebes besonders geeignet sind. Während die normalen Maschinen im allgemeinen für eine über größere Zeiträume konstante Belastung derart ausgelegt sind, daß sie für diese Belastung mit bestem Wirkungsgrad arbeiten, wird bei den Maschinen für Speicherbetrieb auf die besonderen Verhältnisse der fortgesetzten Laständerung bewußt weitgehende Rücksicht genommen. Der Betrieb eines Kraftwerkes, welches sowohl mit normalen - im folgenden Grundlastmaschinen genannt - als auch mit ausgesprochenen Spitzenmaschinen ausgerüstet ist, wird dabei so geführt, daß bei niedriger Belastung die Grundlastmaschinen den Leistungsbedarf des Netzes decken, wobei gleichzeitig die überschüssige Energie zur Rufladung des Speichers dient, während die Spitzenmaschinen leer mitlaufen und nur bei Belastungsstößen eingreifen. In den Zeiten des Leerlaufs der Spitzenmaschine wird zum Beispiel bei Dampfkraftwerken ein Teil der von den Kesseln erzeugten Energiemengen den eigentlichen Speichern zugeführt und diese dadurch aufgeladen; die Frequenzhaltung des Netzes besorgt während dieser Periode die Grundlastmaschine. In Zeiten hoher Belastung muß dagegen die Spitzenmaschine die Belastungsstöße auffangen und die Frequenz halten.In systems for supplying electrical railways, there are even special ones Plants and special machines are provided for the exceptional conditions of the top company are particularly suitable. While the normal machines in the generally designed for a load that is constant over longer periods of time are that they work with the best efficiency for this load, will be with the Machines for storage operation on the particular circumstances of the continued Consciously taking the load change into account. The operation of a power plant, which both with normal - hereinafter referred to as base load machines - and is equipped with extremely high-end machines, it is managed in such a way that at low load the base load machines cover the power requirements of the network, at the same time, the excess energy is used to charge the storage tank, while the top machines run idle and only intervene in the event of load impacts. When the top engine is idling, for example in steam power plants Part of the energy generated by the boilers is used for the actual storage supplied and this charged thereby; the frequency maintenance of the network is concerned during this period the base load machine. In times of high stress, however, the Top machine to absorb the load surges and maintain the frequency.

Da die von Bahnanlagen anfallenden Belastungsstöße sich erfahrungsgemäß auf eine Zeit von wenigen Minuten erstrecken, so muß die Umschaltung der normalen Maschinen von Grundlast- auf Spitzenbetrieb bzw. der Spitzenmaschinen von Spitzenbetrieb auf Leerlauf sehr oft und sehr präzise wechseln. Es ist bereits ein Verfahren bekannt, nach welchem die gewünschte Auswahl der Kraftwerke bei dieser Umschaltung durch gestaffelte Zeitrelais bewirkt wird. Die Staffelzeit dieser Relais bringt es mit sich, daß die Umschaltung stets mit einer gewissen Verzögerung behaftet ist, welche in dem besonderen Fall der häufig wechselnden, kurzzeitigen Spitzen unangenehm in Erscheinung treten kann. Außerdem muß bei diesem bekannten Verfahren zunächst eine gewisse Frequenzabweichung eintreten, durch die erst die Einschaltung des Frequenzreglers eingeleitet wird.Since experience has shown that the load surges from railway systems extend over a period of a few minutes, the changeover from normal Machines from base load to peak operation or the peak machines from peak operation switch to idle very often and very precisely. A method is already known after which the desired selection of the power plants during this switchover staggered Timing relay is effected. The graduation time of these relays it means that the switchover is always subject to a certain delay is which in the special case of the frequently changing, short-term peaks can appear uncomfortable. In addition, in this known method Initially, a certain frequency deviation occurs, which is what leads to activation of the frequency controller is initiated.

Gemäß der Erfindung werden die Frequenzschwankungen bei Belastungsstößen dadurch vermieden, daß die Regelorgane der verschiedenen :Maschinengruppen zwangsläufig und gleichzeitig umgeschaltet werden. Durch eine derartige Anordnung wird die Umschaltung möglichst verzögerungsfrei vorgenommen. Außerdem kann die Zeitstaffelung in Fortfall kommen, wenn die Frequenzhaltung zwischen denselben Grundlast- und Spitzenmaschinen wechselt. Insbesondere soll geinäß der Erfindung die Einschaltung des Frequenzreglers der nicht vollbelasteten Maschinengruppe durch eine in unmittelbarer Abhängigkeit von der Leistung gesteuerten Umschalteinrichtung erfolgen, indem z. B. die Grundlastmaschine mit einer Einrichtung versehen wird, welche bei einer bestimmten einstellbaren Grenzlast eine Kontaktvorrichtung, z. B. an einem Leistungsrelais, oder ähnliches betätigt, welche die Umschaltung dieser Maschine von Frequenzreglung auf Leistungsreglung einleitet und gleichzeitig die Frequenzhaltung der Spitzenmaschine übergibt. Die Spitzenmaschine wiederum ist mit einer Vorrichtung, z. B. einem .Kontakt am Leistungsrelais des Generators oder am Ventil der Antriebsmaschine, versehen, welche dieser Maschine die Frequenzhaltung nimmt, wenn sie auf Leerlauf kommt, und gleichzeitig die- Grundlastmaschine von Leistungsauf Frequenzbetrieb umschaltet.According to the invention, the frequency fluctuations in the event of load surges thereby avoided that the control organs of the different: machine groups inevitably and can be switched at the same time. Such an arrangement makes the switchover made with as little delay as possible. In addition, the time staggering can be omitted come when the frequency hold between the same base load and peak machines changes. In particular, according to the invention, the activation of the frequency controller is intended the machine group that is not fully loaded by a directly dependent one done by the power controlled switching device by z. B. the base load machine is provided with a device, which at a certain adjustable limit load a contact device, e.g. B. on a power relay, or similar actuated, which enables this machine to be switched from frequency control to power control initiates and at the same time hands over the frequency maintenance of the top machine. the Point machine in turn is equipped with a device, e.g. B. a .Contact on the power relay of the generator or on the valve of the prime mover, which of this machine the frequency maintenance increases when it comes to idle, and at the same time the base load machine switches from power to frequency operation.

Eine auf elektrischem Wege erfolgende Umschaltung zeigt das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel; für den Fachinann bestehen keine Schwierigkeiten, den Erfindungsgedanken mit Hilfe einer anderen Umschaltung, z. B. einer mechanischen, zu verwirklichen. In der Abbildung sind i und 2 Umschalter, welche zwangsläufig miteinander gekuppelt sind; ebenso sind die Umschalter 3 und q. zwangsläufig miteinander verbunden. L bzw. L' stellen zwei Leistungsregler dar, F bzw. F' zwei Frequenzregler. Bei I sei das Regelorgan der Grundlastmaschine, bei II das Regelorgan der Spitzenmaschine angeschlossen; im allgemeinen sind diese Regelorgane die bekannten Drehzahlverstellmotoren der Turbine. Im gezeichneten Fall wird die Leistung der Maschine I durch den Leistungsregler L konstant gehalten, während die Frequenz des Netzes vermittels der Maschine II von dem Frequenzrelais F' überwacht wird.An electrical switchover shows this in FIG Drawing illustrated embodiment; there are no difficulties for the specialist the inventive idea with the help of another switch, z. B. a mechanical, to realize. In the figure, i and 2 are toggle switches, which are inevitable are coupled to each other; so are the switches 3 and q. inevitably with each other tied together. L and L 'represent two power regulators, F and F' two frequency regulators. With I the control organ of the base load machine, with II the control organ of the top machine connected; in general, these control organs are the known variable speed motors the turbine. In the case shown, the power of the machine I is controlled by the power controller L kept constant, while the frequency of the network by means of the machine II is monitored by the frequency relay F '.

Kommt nun die Maschine II infolge Rückgang des Belastungsstoßes auf Leerlauf, so betätigt sie die Umschalter 3, 4 und schaltet dadurch den Leistungsregler L von der Maschine I ab und dafür den Frequenzregler F ein. Außerdem wird der Frequenzregler F' von der Maschine II abgeschaltet und diese nunmehr von dem Leistungsregler L' überwacht, welcher die Maschine auf Leerlauf hält; es ist aber auch möglich, diesen Regler so einzustellen, daß der Maschine II eine kleine Grundlast verbleibt, falls dies aus betriebstechnischen Gründen erwünscht ist. Falls die Maschine II stets auf Leerlauf eingestellt wird, kann der Regler L' auch ganz entfallen. Er ist lediglich der Vollständigkeit halber zur Darstellung gebracht. Ebenso kann der FrequenzreglerF' entfallen, wenn die von beiden Maschinen zu haltende Frequenz konstant ist. In diesem Fall würde der Frequenzregler F noch durch die in der Abbildung punktierte Verbindung mit dem Umschalter .4 verbunden sein.Now comes the machine II due to the decrease in the load shock Idle, it operates the switch 3, 4 and thereby switches the power regulator L from the machine I and the frequency controller F on. In addition, the frequency controller F 'switched off by the machine II and this is now controlled by the power controller L' monitors which keeps the machine idling; but it is also possible to use this Set the controller so that the machine II remains a small base load, if this is desirable for operational reasons. If the machine II always is set to idle, the regulator L 'can also be omitted entirely. He is just shown for the sake of completeness. The frequency controller F ' do not apply if the frequency to be maintained by both machines is constant. In this In this case, the frequency controller F would still be through the connection dotted in the figure connected to the switch .4.

Sobald ein neuer Belastungsstoß kommt und die Grundlastmaschine I die eingestellte Grenzlast erreicht, betätigt sie die Umschalter i, 2 und stellt dadurch den eingangs geschilderten Schaltzustand der Leistungs- und Frequenzregler wieder her, so daß der obere Teil der Belastungsspitze von der Maschine II gedeckt wird,As soon as a new load surge arrives and the base load machine I reaches the set limit load, she actuates the changeover switch i, 2 and sets thereby the switching status of the power and frequency regulators described at the beginning so that the upper part of the peak load is covered by machine II will,

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device to reduce frequency fluctuations in the event of load surges in systems with different machine groups (base load and Top machines.) With optionally working regulating organs, especially railway systems with two generators, characterized in that the control organs of the different Machine groups are switchable in such a way that inevitably and simultaneously the Base load machines on frequency control and the top machines on power control and vice versa.

2. Device according to claim i, characterized in that that an activation of the frequency controller of a machine group by an in immediate Switching device controlled depending on the output of the other machine group he follows.

3. Device according to claim i and 2, characterized in that the base load machine when crossing the Limit load actuates a switching device, which the frequency controller assigned to the base load machine and that of the top machine The assigned power controller is disabled and continues that of the base load machine assigned power controller and the frequency controller assigned to the top machine puts into operation.

4 .. Device according to claim i and 2, characterized in that that the top machine actuates a switching device when it goes back to idle, which the frequency controller assigned to the top machine and that of the base load machine puts the assigned power regulator out of action and replaces it with the The power regulator assigned to the peak machine and the one assigned to the base load machine Frequency controller starts up.

5. Device according to claim i to .4, characterized characterized that a common frequency controller for base load and peak machine is provided.

6. Device according to claim i to characterized in that the Top machine without a power regulator works when it is only in power mode to idle ztt regulate.