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Verfahren zur Regelung der Blind- oder Wirklastverteilung zwischen
mehr als zwei Stromerzeugern Es ist vielfach vorgeschlagen worden, zur Regelung
der Lastverteilung zwischen mehreren parallel arbeitenden Maschinen Einrichtungen
zu benutzen, durch welche die am stärksten bzw. am schwächsten belasteten Maschinen
ermittelt werden. Mit Hilfe derartiger Einrichtungen kann man die Regel= impulse,
welche gewissermaßen Kommandos zur Erhöhung oder Vergrößerung der Last darstellen,
derart auf die zu regelnden Maschinen verteilen, daß Kommandos zur Erhöhung der
Last auf die am schwächsten belasteten Maschinen und Kommandos zur Verringerung
der Last auf die am stärksten belasteten Maschinen in größerem Maße einwirken als
auf die übrigen Maschinen. Derartige Anordnungen können nicht zur Regelung der Verteilung
der Wirklast, sondern bei Wechselstromerzeugern auch zur Regelung der Blindlastverteilung
angewendet werden. In diesem Fall läßt man die Regler auf die Erregung der Wechselstromerzeuger
einwirken.
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Die bekannten Anordnungen besitzen den Nachteil, daß durch den Regler
jeweils nur eine Maschine beeinflußt wird und deshalb die durch einen Regelimpuls
hervorgerufene Belastungsänderung im Vergleich zur Gesamtbelastung sehr klein ist.
Es kann daher eine unzulässig große Zeit dauern, ehe der Istwert mit dem Sollwert
übereinstimmt. Diesem Nachteil wird gemäß der Erfindung dadurch abgeholfen, daß
man die Anordnung, welche die Belastung der Maschinen vergleicht, so ausbildet,
daß gleich stark belastete oder beinahe gleich stark belastete Maschinen gleichzeitig
zur Regelung herangezogen werden` können. Zu diesem Zwecke wird die Leistung von
Maschinengruppen miteinander verglichen und mit den einzelnen Maschinen oder Teilgruppen
von Maschinen, aus welchen sich die Gruppen zusammensetzen, in der gleichen Weise
verfahren. Da es meist nicht darauf ankommt, daß die Belastung bis auf wenige Prozente
genau verteilt wird, so genügt es meist zur Belastungsverteilung, die Ströme, die
von den Maschinen erzeugt werden, heranzuziehen, anstatt die Leistung zu messen.
Man erhält auf diese Weise eine verhältnismäßig einfache und billige Schaltung,
weil Stromrelais wesentlich einfacher sind als Leistungsrelais. Durch das Verfahren
nach der Erfindung erreicht man, daß meist mehrere Maschinen gleichzeitig geregelt
werden und daß die Belastung sehr gleichmäßig verteilt wird. Da es vorkommen kann,
daß alle Maschinen gleichzeitig geregelt werden, so kann unter Umständen durch einen
einzigen Regelimpuls eine sehr große Änderung der Gesamtbelastung herbeigeführt
werden, insbesondere wenn die auf die zu regelnde Größe einwirkenden Vorrichtungen
(z. B. Tourenverstellmotoren
)_-.durch jeden Regelimpuls um einen
bestimmten Betrag verstellt werden. Es ist- deshalb zweckmäßig, eine Einrichtung
vorzusehen, die in Abhängigkeit von der Zahl der jeweils geregelten Maschinen die
Größe des Regelschrittes z. B. durch Beeinflussung der Laufdauer der Tourenverstellmotoren
beeinflußt.-Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den zusammengehörigen Fig.
i und :2 dargestellt. Mit 5i,52, 53, 54 sind vier Wechselstromgeneratoren bezeichnet,
welche auf gemeinsame Sammelschienen 55 arbeiten. Es sei angenommen, daß die Gesamtleistung
sämtlicher Maschinen, die durch den Leistungsmesser 56 gemessen wird, nach einem
vorgeschriebenen Fahrplan oder in Abhängigkeit von dem Leistungsübergang an einer
beliebigen Stelle eines mit der Sammelschiene 55 gekuppelten Energieverteilungsnetzes
ge regelt werden soll. Anstatt die Regelung in Abhängigkeit von der Wirkleistung
vorzunehmen, kann man natürlich auch in Abhängig-]zeit von der Blindleistung oder
in Abhängig-]zeit vom Strom arbeiten. Zurn Vergleich des Istwertes der durch den
Leistungsmesser 56 gemessenen Leistung mit dem Sollwert dient die mit i bezeichnete,
an sich bekannte Vergleichsanordnung. Bei Abweichungen des Istwertes vom Sollwert
werden Regelimpulse erzeugt, die durch die Einrichtung gemäß der ,Erfindung auf
die Tourenverstellmotoren 57, 58, 59 und 6o verteilt werden. Die Laufdauer der Tourenverstellmotoren
57 bis 6o wird durch die mit 21 (Fig..i) bezeichnete Vorrichtung begrenzt. Um die
Laufdauer von der Zahl der gleichzeitig geregelten Maschinen abhängig zu machen,
werden die Motoren 32 und 42 mit einer von der Zahl der gleichzeitig geregelter.
Maschinen abhängigen Spannung gespeist, welche durch die Relais und Widerstandsanordnung
6 1 geliefert wird.
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Um die von der Vergleichsanordnung i gelieferten Regelimpulse auf
die einzelnen Maschinen zu verteilen, sind die Ferrarisrelais 62, 63 und 64 vorgesehen.
Die zur Erregung der Relais dienenden Stromkreise sind nur schematisch, und zwar
einpolig eingezeichnet. Das Relais 62 vergleicht die Belastung der Maschinen
51 und 52, das Relais 63 die der Maschinen 53 und 54. Durch das Relais 64
wird die Belastung der aus den Maschinen 51 und 52 bzw. 53 und 54 bestehenden Maschinengruppen
verglichen. Die Relais 62 bis 64 sind mit den Kontaktpaaren 65, 66, 67, 68,
69, 7o ausgerüstet, die derart geschaltet sind, daß sämtlichen der zu den
Tourenverstellmotoren 57 bis 6o gehörigen Steuerrelais 71,
72, 73, 74
Regelimpulse zugeführt werden können, wenn die Relais 62 bis 64 keinen Kontakt der
Federpaare öffnen. Die Kontakte der Kontaktpaare65 bis 70 sind ferner mit
den Steuerrelais 71 bis 74 derart zusammengeschaltet, daß bei ungleicher Belastungsverteilung
Regelimpulse, die im Sinne einer Erhöhung der Leistungsabgabe wirken sollen, nur
der am schwächsten belasteten Maschine oder Maschinengruppe zugeleitet werden, daß
aber ein Regelimpuls, durch den die Leistung vermindert werden soll, nur der am
stärksten belasteten Maschinengruppe oder Maschine zugeführt wird.
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Die Impulse zur Erhöhung oder Erniedrigung der Leistungsabgabe werden
mit Hilfe der Kontakte i8 und ig der zur Vergleichsanordnung i gehörigen Relaisanordnung
geliefert. Verfolgt man den Weg, den die Regelimpulse nehmen, so zeigt sich, daß
bei der in der Abbildung dargestellten Schaltung die Regelimpulse .in der oben beschriebenen
Weise auf die Tourenverstellmotoren 57 bis 6o einwirken. Wenn man beispielsweise
annimmt, daß die Leistungsabgabe der Maschinengruppen 51, 52 und 53,
54 gleich ist, so schlägt das Relais 64 nicht aus, die Kontaktpaare 67, 68 bleiben
daher geschlossen. Sämtliche Regelimpulse werden daher den Kontakten der Relais
62 und 63 zugeführt. Wenn man ferner annimmt, daß die Maschine 51 stärker
als die Maschine 52 und die Maschine 53 stärker als die Maschine 54 belastet ist,
und man ferner annimmt, daß deshalb durch das Relais 62 das Kontaktpaar 65 und durch
das Relais 63 das Kontaktpaar 69 geöffnet wird, so erkennt man, daß die durch
die Leitung 75 ankommenden Impulse, die eine Erhöhung der Leistungsabgabe hervorrufen
sollen, nur den links gezeichneten Wicklungen der Relais 72 und 74 zugeführt werden.
Die durch die Leitung 76 fließenden, zur Verminderung der Leistungsabgabe dienenden
Impulse werden dagegen nur den rechten Wicklungen der Relais 7 i und 73 zugeführt.
Die Relais 71 bis 74 müssen daher so geschaltet sein, daß bei der Erregung der links
gezeichneten Wicklungen die Tourenzerstellmotoren im Sinne einer Erhöhung, bei Erregung
der rechten Wicklungen dagegen im Sinne einer Verminderung der Leistungsabgabe in
Gang gesetzt werden.
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Wenn eine merkliche Differenz zwischen der Belastung der Maschinengruppe
51, 52 und der Gruppe 53, 54 besteht, so schlägt das Relais 64 aus, welches in der
gleichen Weise wie die Relais 62, 63 die Regelimpulse zur Erhöhung der Leistungsabgabe
der schwächer belasteten und die Impulse zur Verminderung der Leistungsabgabe der
stärker belasteten Gruppe _ zuführt. Innerhalb dieser Gruppe werden dann die Irflpulse
wieder der am stärksten bzw. der am schwächsten belasteten Maschine zugeführt oder
bei
gleich stark belasteten Maschinen auch zur Beeinflussung beider
Maschinen verwendet.
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Die Art, in welcher Weise die Regelimpulse, welche durch die Leitungen
75, 76 fließen, erzeugt werden, ist für die Erfindung an sich unwesentlich. Der
Vollständigkeit halber sei aber im folgenden auch noch die Arbeitsweise der Vergleichsanordnung
i sowie die Arbeitsweise der zur Begrenzung der Laufdauer der Tourenverstellmotoren
57 bis 6o dienenden Vorrichtung 21 beschrieben.
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Zur Erzeugung der Regelimpulse dient, wie bereits erwähnt, die Vergleichsanordnung
i. Sie enthält das Fortschaltwerk 2, welches über die magnetische Kupplung 3 den
Kontaktarm 4 antreibt. Die Umlaufsgeschwindigkeit des Kontaktarmes 4 ist der Leistungsabgabe
aller Stromerzeuger, die durch den Leistungsmesser 56 gemessen wird, proportional.
Das Fortschaltwerk 2 kann beispielsweise durch Impulse, die der als Fernmeßsender
ausgebildete Leistungsmesser 56 erzeugt, in Gang gesetzt werden. Der Kontaktarm
4 spielt zwischen der Kontaktgabel des Armes 5, die von dem Motor 6 angetrieben
wird und deren Umlaufsgeschwindigkeit dem Sollwert der Leistungsabgabe entspricht.
Wie bereits erwähnt, kann diese Geschwindigkeit von einem Fahrplan gesteuert werden
oder abhängig von der Leistungsübergabe zwischen zwei Kraftwerken oder abhängig
von irgendwelchen anderen Größen gemacht werden. Die Kontakte der Kontaktgabel 5
sind mit den Wicklungen des Relais 7 verbunden. Sobald der Kontaktarm 4 mit einem
der Kontakte der Kontaktgabel 5 in Berührung kommt, wird das Relais 7 erregt und
schließt einen der Stromkreise der Relais 8 oder g. Diese Relais sind mit Selbsthaltekontakten
io und ii sowie auf je einem weiteren Kontakt 12 und 13 ausgerüstet. Die Kontakte
12 und 13 steuern die Erregerstromkreise der Relais 14 und 15; die Kontakte 16 und
17 dieser Relais sind in Reihe geschaltet und liegen im Stromkreis der Magnetkupplung
3. Die Kontakte i8 und -ig steuern die durch die Leitungen 75, 76 gehenden Regelimpulse.
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Zur zeitweiligen Kupplung des Hebelarmes 4 mit dem Fortschaltwerk
2 und zur Begrenzung der Laufdauer der Tourenverstellmotoren 57 bis 6o dient, wie
bereits erwähnt, die Vorrichtung 21. Sie enthält einen umlaufenden Arm 22, der in
Abhängigkeit von den Differentialgetrieben 23 und 24 vom Motor 25 mit einer konstanten,
vorzugsweise durch den Widerstand 26 einstellbaren Geschwindigkeit angetrieben wird.
Der umlaufende, aus Isoliermaterial bestehende Arm läuft zwischen dem Kontaktpaar
27 hindurch und öffnet daher periodisch diesen Kontakt, der im Haltestromkreis der
Relais 8 und 9 sowie der Magnetkupplung 3 liegt. Durch die periodische Öffnung der
Kontakte 27 wird erreicht, daß die Regelanordnung nur beim Überschreiten einer bestimmten
Differenz zwischen Ist- und Sollwert anspricht und daher unnötige Regelimpulse vermieden
werden. Die Einrichtung 2i ist so beschaffen, daß oberhalb einer bestimmten Differenz
zwischen Ist- und Sollwert die mittlere Regelgeschwindigkeit konstant, unterhalb
dieser Differenz zwischen Ist- und Sollwert, dagegen von der Größe der Differenz
zwischen Ist-und Sollwert abhängig ist. Dies wird dadurch erreicht, daß man die
Drehrichtung des Armes 22 unnkehrt, sofern die Vergleichsanordnung anspricht, bevor
der Arm 22 das Kontaktpaar 39 erreicht hat, dagegen den Arm in der gleichen Richtung
mit erhöhter Geschwindigkeit weiterlaufen läßt, so daß der Regler erst anspricht,
wenn der Arm 22 den Kontakt 39 geschlossen hat. Die Umkehr der Drehrichtung des
Armes 22 wird beim Ansprechen der Vergleichsanordnung mit Hilfe der Relais 14 und
15 durch die Kontakte 30 und 31 erreicht, die den Stromkreis des Rückstellmotors
32 steuern. Mit Hilfe des Relais 40 wird' an Stelle des Motors 32 der Motor 42 eingeschaltet,
wenn der Arm 22 bereits . den Kontakt 39 geschlossen hat. Die Umlaufsgeschwindigkeit
der Motoren 32 und 42 kann mit Hilfe der Widerstände 33 und 43 beliebig eingestellt
werden.
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Um die Umlaufsgeschwindigkeit der Motoren 32 und 42 von der Zahl der
jeweils geregelten Maschinen und damit auch die Laufdauer der Tourenverstellmotoren
von der Zahl der geregelten Maschinen abhängig zu machen, wird den Motoren 32 bzw.
42 mit Hilfe der Relaiswiderstandsanordnung 61 eine Spannung zugeführt, die der
Zahl der umlaufenden Tourenverstellmotoren proportional ist. Zu diesem Zwecke sind
die Steuerrelais 71 :bis 74 mit den Kontakten 77 bis 84 ausgerüstet, durch die beim
Ansprechen eines der Relais 71 bis 74 das zugehörige Hilfsrelais 85, 86, 87, 88
erregt wird. Die Relais 85 bis 88 sind mit je zwei Kontakten ausgerüstet, die derart
geschaltet sind, daß beim Ansprechen der Relais gleichzeitig ein Widerstand, der
im Stromkreis der Batterie 89 liegt, ausgeschaltet und ein anderer Widerstand etwa
gleicher Größe eingeschaltet wird. Die einander zugehörigen Widerstände liegen zu
beiden Seiten des Punktes go, an welcher die eine Stromzuleitung g5 zu den Motoren
32 und 42 angeschlossen ist. Man kann leicht erkennen, daß durch die dargestellte
Anordnung der durch die nicht näher bezeichneten Widerstände fließende Strom konstant
bleibt, da bei der Erregung der Relais stets ein Widerstand an der einen Seite ausgeschaltet,
dagegen
ein gleich großer. Widerstand an der anderen Seite eingeschaltet wird. Der zwischen
den Punkten go und gi liegende Spannungsabfall ist daher von der Zahl der eingeschalteten
Teilwiderstände abhängig. Da die Zahl der eingeschalteten Widerstände von der Zahl
der laufenden Tourenverstellmotoren abhängt, so ist die den Motoren 32 und 42 zugeführte
Spannung ebenfalls von der Zahl der umlaufenden Motoren abhängig, und zwar derart,
daß die den Motoren 32 und 42 zugeführte Spannung groß ist, wenn eine große Zahl
von Motoren läuft. - Die Umlaufsgeschwindigkeit des Armes 22 ist daher um so größer,
je größer die Zahl der laufenden Motoren ist. Dies hat zur Folge, daß die Laufdauer
der Motoren, die von der Umlaufsgeschwindigkeit des Armes 22 abhängt, umgekehrt
proportional der Zahl der umlaufenden Tourenverstellmotoren ist.
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Um zu verhindern, daß während des Laufes der Tourenverstellmotoren
durch die Relais 62 bis 64 eine Änderung in der Stromverteilung herbeigeführt wird,
kann man während des Laufes der Motoren die Anker der Relais 62 und 63 festbremsen.
Dies kann beispielsweise mit Hilfe von Elektromagneten geschehen, die von den Kontakten
77 -bis 84 gesteuert werden. Damit die beschriebene Anordnung auch benutzt werden
kann, wenn eine der Maschinen ausfällt oder willkürlich abgeschaltet wird, so empfiehlt
es sich, Schalter vorzusehen, mit deren Hilfe die zugehörigen Differentialrelais
abgeschaltet werden können. Es müssen außerdem noch Mittel vorgesehen werden, die
eine Änderung der Empfindlichkeit der übergeordneten -Relais (z. B. Relais 64, Fig.
2) ermöglichen. Wenn z. B. die Maschine 5 1 ausfällt, so muß das Relais 62
abgeschaltet werden. Um eine richtige Belastungsverteilung zu erhalten, muß dann
das auf den Anker des Relais 64 ausgeübte Drehmoment, welches der Leistung- der
Maschine 52 entspricht, dein Gesamtdrehmoment entsprechend verdoppelt werden, damit
bei gleichmäßiger Belastung sich die Drehmomente, die auf den Anker des Relais 64
ausgeübt werden, aufheben. Es empfiehlt sich, eine selbsttätig arbeitende Vorrichtung
zu verwenden, die beim Abschalten oder Ausfallen einer Maschine die Relais umschaltet.