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Einrichtung zum Betrieb von Kraftwerken mit mehreren parallel arbeitenden
Kraftmaschineneinheiten Bei Kraftwerken für die Erzeugung elektrischer Energie ist
es vorteilhaft, Einrichtungen vorzusehen, die bei Erfüllung bestimmter Anforderungen
an Betriebsbereitschaft und Parallelbetrieb die Anlage selbsttätig in Betrieb setzen
und in Abhängigkeit von anderen Betriebszuständen ebenfalls selbsttätig stillsetzen.
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Man leistet diesen Forderungen in besonders volkommener Weise Genüge,
wenn man ein Kommandorelais für die Überwachung der Automatik vorsieht, von dessen
Lage sowohl der Anlauf der Maschine als auch deren Außerbetriebsetzung, z. B. bei
unerwünschten Betriebszuständen, abhängt. Dieses Kommandorelais bewirkt dann in
der einen Stellung; der Betriebsstellung, das selbsttätige Anlaufen einer durch
die Automatik überwachten Kraftwerksmaschine, einschließlich der Steuerung der Kraftmittelzufuhrorgane,
der Überwachung der Generatorerregung, Schließung des Hauptschalters usw.; sind
diese Vorgänge erfolgt, so bleibt das Kommandorelais in der Betriebsstellung. Soll
die Maschine z. B. infolge einer Störung stillgesetzt werden, so bewegt sich das
Kommandorelais in .die Störungsstellung, in der nun die notwendigen Vorgänge zur
Stillsetzung der durch die Automatik überwachten Maschine, beispielsweise also Schließung
der Kraftmittelzufuhrorgane, schnelle Entregung usw., veranlaßt werden. Gleichzeitig
ist bei dieser Stellung des Kommandorelais ein neuer Anlauf nicht möglich.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine derartigeAutomatik für mehrere
Kraftmaschineneinheiten, die nach Bedarf selbsttätig zu- oder abgeschaltet werden.
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Es ist bereits bekannt, die Einheiten eines selbsttätigen Unterwerkes
bei Über- der Unterschreitung bestimmter Belastungsstufen selbsttätig zu- oder abzuschalten;
dieses Verfahren genügt häufig nicht allen Anforderungen an die Betriebssicherheit,
weil unter Umständen eine Belastungsüberschreitung nicht abgewartet werden darf,
um weitere Einheiten zuzuschalten.
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Eine wesentliche Erhöhung der Betriebssicherheit erzielt man, wenn
man, wie ebenfalls bekannt, die Ab- und Zuschaltung von Maschineneinheiten abhängig
von der Temperatur im Betrieb befindlicher Maschinen selbsttätig erfolgen läßt.
Gemäß der Erfindung wird für diese selbsttätige Ab- und Zuschaltung bei jeder Maschine,
und zwar für Anlaß- und Stillsetzautomatik, ein Kommandorelais vorgesehen., dessen
Erregerkreis von den Temperaturüherwachungseinrichtungen der dem Relais zugeordneten
Maschine und einer in vorbestimmter Reihenfolge
vorhergehende Maschine
beeinflußt wird. Durch diese Kommandorelais wird gewissermaßen eine Zentralisierung
der temperaturabhängigen Steuerungseinrichtungen bei jeder Maschine erreicht. Die
temperaturabhängig wirksam werdende Einschaltfolge und Ausschaltfolge der einzelnen
Maschinen kann je nach den Betriebsbedürfnissen geändert werden; man kann also das
eine Mal eine große Maschine, das andere Mal eine- Maschine kleiner Leistung zu
den in Betrieb befindlichen Maschinen selbsttätig zuschalten. Der Schaltzyklus läßt
sich ferner jederzeit erweitern und arbeitet auch dann stets richtig, ohne daß der
Schaltwärter einzugreifen braucht. Die Festlegung einer Schaltfolge für das Eingreifen
der temperaturabhängig arbeitenden Kommandorelais vereinfacht den Aufbau der Automatik
wesentlich und erhöht nicht nur die Übersichtlichkeit des Schaltbildes, sondern
auch die Betriebssicherheit durch die sich dabei bemerkbar machende Ersparnis an
Zwischenrelais.
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Zu diesem Zweck erhält der Kommandokreis des Kommandorelais für die
Anlaufautomatik der einzelnen Maschinen Unter-Brechungsstellen, die durch Temperaturrelais
gesteuert sind. Eine der Unterbrechungsstellen kann, man vorteilhaft durch ein Temperaturrelais
der zugeordneten - Maschine steuern, eine zweite Unterbrechungsstelle kann vorteilhaft
sowohl von Hand, z. B. durch einen Steckerschalter, als auch durch Nebenschlüsse
überbrückt werden, die selbsttätig gesteuert sind. Diese Nebenschlüsse werden von
der automatischen Einrichtung einer anderen bereits im Lauf befindlichen Maschine
des - Nebenwerkes aus gesteuert, und zwar entweder von dem Temperaturrelais dieser
Maschine oder von einem Schalter, der sonst dazu dient, die Spannung für den Kommandokreis
der Maschine zwecks Außerbetriebsetzung abzuschalten.
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Die Einrichtung für den Betrieb eines Kraftwerkes, dessen Steuerung
gemäß der Erfindung erfolgt, zeigt die Figur.
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Es sind hier drei- Kraftmaschineneinheiten G1, G2 und G, angenommen,
die parallel auf Sammelschienen R,. S, T arbeiten. Eine Fernleitung F verbindet
die Sammelschienen mit einem anderen Kraftwerk. Der Übersichtlichkeit halber sind
in der Figur die Stromkreise nur insoweit eingezeichnet, als sie zum Verständnis
der Erfindung dienen. Die zu den einzelnen Maschinen gehörenden Apparate und Relais
sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie die Maschine selbst. So ist z. B.
der Maschine Gl ein Kommandokreis zugeordnet, der den Schalter i1, den Kommandoapparat
31 und die von dem Relais 41 für vorübergehende Fehler gesteuerte Unterbrechungsstellen
hat. Die Kommandokreise liegen an den Hilfssammelschienen H,S2, die von zwei Phasen
der Fernleitung, z. B. von S und T, über einen Spannungswandler, HilfssammelschienenHS1
und SchalterIV gespeist werden. Die Schaltungspunkte S2 und T2 der Abbildung sind
an die Hilfssammelschienen HS2 angeschlossen. Der Minuspol der zur Steuerung verwendeten
Gleichstromhilfsbatterie ist mit den Schaltungspunkten S2 verbunden.
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Jeder Kommandokreis besitzt drei Unterbrechungsstellen, von denen
beispielsweise für den' Kommandokreis der Maschine G1 die erste durch das Hilfsrelais
2o1, die zweite von dem Relais 41 für vorübergehende Fehler, die dritte von den
Hilfsrelais 2o3 oder 2,13, die einer der Maschine Gi in vorbestimmter Reihenfolge
vorhergehenden Maschine, z. B. Gs, zugeordnet sind, gesteuert werden. Die Unterbrechungsstellen
der Relais 2o3 und 2,13 können durch einen von Hand einzulegenden Stecker
30, oder durch die Kontakte los, die bei öffnen des Schalters IV3 sich schließen,
überbrückt werden. Außerdem stehen die parallel geschalteten Unterbrechungskontakte
der Relais tos und 2i3 in gegenseitiger Abhängigkeit, derart, daß die Unterbrechungsstelle
des Relais 2o3 durch die Kontakte des Relais eis kurzgeschlossen werden kann, und
umgekehrt.
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Die Hilfsrelais 2o und 21 sind ebenso wie ein weiteres Hilfsrelais
22 je einem besonderen Kontaktpaar 40, 41 bzw. 42 zugeordnet. Wird z. B. das Kontaktpaar
40 geschlossen, so spricht das Relais 2o an. Wird 41 geschlossen, spricht 21 an,
und der Kontaktschluß von 42 hat das Ansprechen von 22 zur Folge. Die Kontakteinrichtungen
40, 41, 42 sind längs einer Skala verschiebbar, an der der Zeiger 43 eines Meßwerkes
spielt, das in bekannter Weise mittels Widerstandsthermometer oder Thermoelemente
Temperaturen mißt. . Meßvorrichtung und Kontakteinrichtungen werden durch einen
Fallbügel 44, der sich periodisch hebt und senkt, verbunden. Befindet sich der Zeiger
beim Senken des Fallbügels gerade über einer Kontakteinrichtung, so gibt er einen
vorübergehenden Kontakt.
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Die Kontakteinrichtungen, der Fallbügel mit seinem Triebwerk und die
Meßvorrichtung bilden das Temperaturrelais 5o, das jeder einzelnen Maschine zugeordnet
ist. Erreicht die Temperatur einer Maschine einen bestimmten Minimalwert, so stellt
sich der Zeiger 43 des zugehörigen Temperaturrelais gerade oberhalb des Kontaktes
42 (Minimalkontakt) ein. Der sich senkende Bügel 44 schließt dann den Kontakt 42,
worauf Relais
22 anspricht. Steigt die Temperatur weiter, so werden
schließlich die Kontakte 41 (Maximalkontakt) und 4o (Gefahrkontakt) geschlossen,
und die entsprechenden Relais 21 und 2o sprechen an. Da der Kontaktschluß nur kurzzeitig
ist, so würden alle Relais 20, 21 und 22 sofort wieder abfallen; die Relais 20 und
21 erhalten daher Selbsthaltekontakte. Der Haltekontaktstromkreis des Relais 21
führt über die Kontakte von Relais 22. Hat also z. B. Relais 21 angesprochen und
spricht hierauf Relais 22 an, so wird der Haltekontaktstromkreis von 21 unterbrochen,
und Relais 21 läßt seinen Anker wieder fallen.
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Das Relais 20, z. B. schließt in seiner Ruhelage den Kommandokreis
der Maschine Gi, in seiner Ansprechstellung dagegen unterbricht es diesen und schließt
dafür den Kommandostromkreis für die Maschine C2; zugleich erhält es sich in dieser
Stellung durch seinen (linken) Selbsthaltekontakt. Der Selbsthaltekontaktstromkreis
des Relais 20 kann nur durch den Handschalter 6o unterbrochen werden.
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Das Relais 211 schließt in seiner Ansprechstellung ebenfalls den Kontakt
für den Komniandostromkreis der Maschine G2, jedoch nur dann, wenn der Anker des
Relais 2o2 sich in seiner Ruhelage befindet.
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Das selbsttätige Zu- und Abschalten der Krafteinheiten geht demnach
wie folgt vor sich: Im Stillstand sind die Relais 2ö, 21 und 22 stromlos; ihre Kontaktträger
befinden sich daher in der unteren (Ruhe-)Stellung; die Kommandokreise der einzelnen
Maschinen sind alle offen. Erhält nunmehr die Fernleitung F vom Hauptwerk Spannung,
so fährt diejenige - Maschine an, deren Kommandostromkreis bei 3o von Hand, z. B.
durch den Stecker 3o1, geschlossen ist, also G, Die Temperatur der Maschine G1 steigt
und v eranlaßt nach einiger Zeit, daß der Minimalkontakt 421 des Relais 5o1 kurzzeitig
geschlossen wird. Das Relais 221 zieht seinen Anker an, was aber in diesem Augenblick
keine besonderen Folgen hat. Relais 22, läßt seinen Anker bald wieder los. Die Temperatur
der Maschine G1 steigt weiter. Der Kontakt 411 wird geschlossen, Relais 21, spricht
an. Hierdurch wird der Kommandokreis von G2 geschlossen, so daß auch diese Maschine
anläuft. Relais 21i fällt nicht ab, da es einen Selbsthaltekontakt besitzt, der
über die Ruhestellung von 221 geführt ist.
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Sind die Stellungen der Turbinenregler ebenso wie der Nebenschlußregler
an allen Maschinen richtig, so verteilt sich jetzt die Last auf die Maschinen G1
und G2 gleichmäßig. Die Temperatur von G1 wird daher sinken, diejenige von G2 steigen.
Sofern jetzt , bei G1 der Minimalkontakt betätigt wird, zieht 221 an und unterbricht
den Selbsthaltekontaktstromkreis von 2i1, was zur Folge hat, daß 21, seinen Anker
fallen läßt; hierdurch wird die Maschine G2 wieder stillgesetzt.
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Steigt die Temperatur der Maschine G2, sofern sie eingeschaltet bleibt,
so ;wird der Kontakt 4r2 geschlossen, Relais 2r2 spricht an und schaltet Maschine
Gs ein.
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Sind nun G1 und G2 eingeschaltet, aber hierbei die Reglerstellungen
nicht richtig, so übernimmt z. B. G2 keine oder sehr wenig Last, und die Temperatur
der bereits vorher eingeschalteten Maschine G1 steigt weiter. Wird für diese Maschine
die gefährliche Temperatur erreicht, so wird Kontakt 401 geschlossen, Relais 2o1
spricht an und unterbricht den Kommandostromkreis von G1. Die Maschine Gi wird hierdurch
stillgesetzt.
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Tritt danach, z. B. bei Ausbleiben der Fernspannung, ein Stillstand
sämtlicher Maschinen ein, so würde bei einem späteren Anfahren, sobald die Fernspannung
wiederkommt, jetzt Maschine G2 als erste anfahren. Denn das Anfahren der Maschine
G1 wird durch den Selbsthaltekontakt des Relais toi gehindert; der Kommandostromkreis
von G2 bleibt dagegen durch die obere Kontaktstellung der Relais 2o1 bzw. 211 geschlossen.
Die Steckerstellung bei 30, ist also nur für den ersten Anlauf maßgebend
und unwirksam, falls eine Maschine die Temperatur des Gefahrkontaktes erreicht hat.
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Durch wahlweises Stecken bei 30" 30, und 3o3 kann man jede
beliebige Maschine zwecks Überholung, Reparatur usw. an die letzte Stelle der Reihenfolge
bringen. Soll z. B. G2 gründlich nachgesehen werden, so steckt man 303 (den
Kommandokreis der nächstfolgenden Maschine) und hat dadurch die Reihenfolge G3,
G1 und G2.
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Wenn die Spannungsspule für den Schal= ter IV anspricht, z. B. bei
Heißlaufen der Lager, so wird durch die Kontakteinrichtung 7o ebenfalls die Wirkung
der Stecker 30 ersetzt.
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In welcher Reihenfolge die Maschinen zu-bzw. abgeschaltet werden,
hängt lediglich davon ab, von welcher weiteren Maschine man den Kommandokreis der
eigenen Maschine beeinflussen läßt. In dem gezeigten Beispiel wird der Kommandokreis
von G1 von der Maschine G3 beeinflußt. Dies hat zur Folge, daß auf G3 - die Maschine
G1 folgt. Würde man z. B. den Kommandokreis von Gi durch denjenigen der Maschine
G2 beeinflussen, so würde auf die Maschine G2 die Maschine G1 folgen.
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Der Stecker 3o darf selbstverständlich nur bei Stillstand aller Maschinen
eingeführt werden.
Verzichtet man auf die endgültige Stillsetzung
bei Erreichen der Gefahrtemperatur, weil man annimmt, daß das Revisionspersonal
die Regler stets in den richtigen Stellungen halten wird, so können der Gefahrkontakt
40, das Relais 2o und der Schalter 6ö fortfallen.