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Verfahren zur Regelung einer elektrischen Übergabeleistung Das Hauptpatent
661 6o5 betrifft ein Verfahren zur Regelung einer :elektrischen üb:ergabeleistun:g
(Istwert), die von einem Kraftnetz ,an .ein Nachbarnetz geliefert oder von dort
bezogen wird, ,auf einen vorgeschriebenen. Betrag (Sollwert) mittels eines elektrischen
Regelgerätes für einen Generator des Kraftnetzes, welches auf den Ist- und den Sollwert
aer Übergabeleistung anspricht. Auf das Regelgerät wirkt außerdem noch die Leistung
der ,geregelten Maschine oder eine. dieser gleichwertige Größe so ein, daß von @diesem
Regelgerät zwei Regeleinflüsse abgeleitetwerden,deren erster die Generatorleistung
von der Übergabeleistung abhängig macht, und der-ein zweiter die durch die erste
Regelung noch nicht beseitigte Abweichung der übergabeleistung von ihrem Sollwert
zum Verschwinden bringt, wobei die Geschwindigkeit der ersten Regelung ,größer ist
,als die ,der zweiten.
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Gegenstand der Erfindung ist eine weitere vorteilhafte Ausbildung
dieses Regelverfahrens. Sie besteht darin, daß neben der vorgesehenen Leistungsregelung,
bei der zwei Regeleinflüsse ,aus dem Vergleich der Istwerte der Generatorleistung
und der übergabelei:-stung unter Berücksichtigung des jeweils geltenden Sollwertes
der Übergabeleistung gebildet werden, außerdem unabhängig davon gegebenenfalls eine
weitere vorzugsweise statisch wirkende Regelung nach der Frequenz und dem Frequenzintegral
zur Wirkung gebracht werden kann. Zweckmäßig wird: diese Frequenz- und Frequenzintegralregelung
so aus,ges:taltet, daß eine Änderung des. Lastanteils des Generators ;auch dann
möglich ist, wenn Solle- und Istfrequen.z gleich sind, d. h. wenn ein Regeleinfluß
nicht zustande kommt.
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Zur Ausübung eines solchen Verfahrens werden zweckmäßig sämtliche
Betriebsgrößen, wie Leistung, Frequenz -und Freqiuenzintegrale,nach einem an sich
bekannten Fernmeßsystem in ,gleichartige Größen umgewandelt. Solche Größen können
beispielsweise Gleichströme sein, deren Stärke der entsprechenden Betriebsgröße
proportional ist, oder Impulse, deren Dauer der betreffenden Betriebsgröße entspricht.
Die Nachbildung der B.etriebs,größen kann beispielsweise auch mittels einer Impulsfrequenz
oder nach einem Impulszahlsystem erfolgen.
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Im folgenden sei der Einfachheit halber angenommen, daß :alle Betriebsgrößen
durch
Ströme von entsprechender Stärke nachgebildet werden.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch
dargestellt: Darin bezeichnet leinen Geber für den Sollwert der übex;gabeleistung
des dem Regelverfahren unterstehenden, die übergabeleistung liefernden Generators.
z ist ein Geber für .den 'Istwert der Generatorleistung, 3 ein Vergleichsgerät,
beispielsweise ein Drehspulr ekler: Die Bauart des Vergleichsgeräts richtet sich
selbstverständlich nach dem verwendeten Fernmeßsystem. Dieses Vergleich,sgerät 3
wirkt entsprechend dem Vergleichsergebnis auf eine Steuereinrichtung 4 (Relais,
Schütze o. dgl:) ein. Von dieser Steuereinrichtung wird ein Hilfsgerät, z. B. ein
Servomotor,entsprechend dem Vergleichsergebnis im Vergleichsgerät :3 beeinflußt;
der eine vorzeichenrichtigeVerstellung des Kraftnlaschinenreglers um einen dem Vergleichsergebnis
entsprechenden Betrag bewirkt. Außerdem sind ein Geber 5 für den 'Istwert der übergabeleistung
vorhanden sowie,ein von .einem Drei-Leiternetz gespeister Verstellmotor 6, ein Spannungsteilerwiderstand
7 und zwei Kontakte 8 und 8', die- sowohl von Harn als auch in Abhängigkeit von
dem Ergebnis des Vergleichs im Vergleichsgerät 3 oder auch von einem Fahrplan gesteuert
werden können. Ferner ist noch ein Umschalter mit vier miteinander mechanisch gekuppelten
Kontakten w1 bis w4 vorhanden, die sämtlich zunächst in der ausgezogen gezeichneten
Stellung stehen sollen.
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In diesem Fall wird eine Leistungsregelung vorgenommen, und zwar fließt
dem Vergleichsgerät 3 einerseits vom Geber 2 ein Strom entsprechend dem Istwert
der Generatorleistung zu, andererseits über den Urenschalterkontakt w1 vom Geber
5 ein Strom entsprechend dem Istwert der übergabeleistung. In dem Vergleichsgerät
3 wirkt die Differenz der beiden Ströme beispielsweise auf einen Kontaktzeiger,
der bei Ansprechen die Steuereinrichtung q. in der einen: oder anderen Richtung
so lange einschaltet, bis durch die .erfolgte Verstellung des Kraftmaschnnenreglers
die Verschiedenheit der Istwerte von Generator- und Übergabeleistung ausgeregelt
ist.
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Durch eine solche Regelung wird eine Angleichung von übergabe-Ist-
und Generator-Istleistung erzielt, es kann jedoch außerdem eine Abweichung der übergabe-Istleistung
von ihrem Sollwert bestehen. Zur Beseitigung einer solchen Abweichung wird, .ähnlich
wie in dem Hauptpatent, .gleichzeitig mit dem vorerwähnten ,ein weiterer; langsam
wirkender Regeleinflüß in folgender Weise gebildet: Der der Übergabeleistung entsprechende,
vom Geber 5 gelieferte Strom. wird z. B. mach Verlassen des Vergleichsgeräts 3 zu
dem Sollwertgeber i geführt. Er wirkt dem Sollwertstrom je nach Größe und Richtung
einer etwa vorhandenen Abweichung entgegen, und der resultierende Strom fließt über
den Umschalterkontakt % zu dem Verstellmotor 6. Dieser resultierende Strom. überlagert
sich gegebenenfalls in dem Verstellmotor 6 mit dem Strom der Dreileitergleichstromquelle,
der über einen der Kontakte 8 oder 8' zugeführt wird. Zweckmäßig werden in diesem
Regelungsfall, wie oben ausgeführt, die Kontakte 8 oder 8' in Abhängigkeit von dem
Vergleichsergebnis im Vergleichsgerät 3 mehr oder weniger lang betätigt. Besteht
somit eine Abweichung zwischen den Istwerten, von Generator- und Übergabeleistung,
so wird dementsprechend,einer der Kontakte 8 oder 8' geschlossen, der Motor läuft
in. einer vorbestimmtenRichtung . Er verstellt dabei den Schleifkontakt auf dem
Spannungsteilerwiderstand 7 und führt dadurch dem Vergleichsgerät 3 einen weiteren
Strom i,. zusätzlich zu, der den Ausgleich herbeiführt. Besteht also eine Abweichung
der Übergabeleistung .von ihrem Sollwert, dann steht der Verstellmotor 6 zunächst
unter dein Einfl:uß eines dieser Abweichung entsprechenden Stromes, so daß durch
langsame Verstellung des Spanrnungsteilungswiderstande-s 7 allmählich der Istwert
zurückgeführt wird.
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Sind die Istwerte von Übergabe- und Generatorleistung gleich, dann
sind die beiden Kontakte 8 und ß' offen, denn. das Vergleichsgerät 3 befindet sich
im Gleichgewicht: Es ist allerdings denkbar, daß in .diesem Augenblick eine Abweichung
zwischen Soll- und Istwert der Übergabeleistung besteht. Der Verstellmotor 6 steht
in diesem Fall lediglich unter dem Einfluß eines Stromes, der dieser Abweichung
_ proportional ist. Auch in diesem Fall bewirkt =die langsame Verstellung des Spannungsteilerwiderstandes
7 die Einfügung eines---zusätzlichen n Stromes iz in das Vergleichsgerät 3, wodurch
dessen Gleichgewicht gestört wird und dadurch über die Steuereinrichtung q. eine
Verstellung des Kraftmaschinenreglers so erfolgt, daß eine Rückführung des Istwertes
der Übergabeleistung auf den Sollwert stattfindet.
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Ist auf diese Weise die Leistungsregelung durchgeführt, so kann durch
Umlegen der Schalterkontakte wl bis w4 in die gestrichelt gezeichnete Stellung eine
Einrichtung zur Frequenz- und Frequenzintegralregelumg zur Wirkung gebracht werden.
Diese Einrichtung besteht aus einem Geber 9, welcher beispielsweise ,gemäß der oben
getroffenen Annahme einen Stromerzeugt, dessen Höhe der jeweils vorhandenen Differenz
zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Augenblickswerten der Generatorfrequenz
bzw. der Netzfrequenz ist. io ist ein Geber, der einen der Differenz der Frequenzintegrale
proportionalen Strom erzeugt. Die Bildung der Differenz der Frequenzintegralegeht
folgendermaßen vor sich: Von einer Normaluhr i i werden über einen Kontakt w3 des
erwähnten Umschalters, der in die gestrichelt gezeichnete Stellung umgelegt worden
ist, Impulse entsprechend der Sollfrequenz :an ein Drehrelais 12 bekannter Bauart
oder .an einen Synchronmotor ,gegeben. Gegebenenfalls werden. die Impulse vervielfacht.
Die Drehzahl des Drehrelais 12 steht somit in unmittelbarer Beziehung zu dem Sollwert
der Frequenz. Ein weiterer Synchrannzotor 1q. ist über den in der gestrichelt gezeichneten
Stellung befindlichen Kontakt w@ des Umschalters an den zu regelnden Generator angeschlossen
und läuft dementsprechend mit einer der Istfrequenz proportio,-nalen Drehzahl. Die
beiden Drehzahlen werden in einem Differentialgetriebe 13 miteinrarider verglichen,
und zwar läuft, sofern und solange eine Abweichung besteht, das Sonnenrad im Raum
um und verstellt dabei einen Schleifkontakt auf einem Spannungsteiler 15.
Tritt
eine Abweichung der Frequenzen auf, dann .entfernt sich unter dem Einflüß der verschiedenen
Drehzahlen der Schleifkontakt aus seiner Nullstellung und kehrt wieder in dieselbe
zurück, entsprechend dem Fdrtschrek ten desjenigen Regelvorganges, der durch diese
Abweichung ausgelöst wird.
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Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Dem Vergleichsgerät 3 wird
über dein Schalterkontakt tvi ein Strom zugeführt, dessen Höhe der Differenz zweier
aüfeinanderfolgender Augenblickswerte der Frequenz sowie der Differenz der Frequen7inte.graleproportional
ist. In dem Vergleichsgerät 3 wird dieser Strom mit einem vom Geber 2 gelieferten,
dem Istwert der Generatorleistung entsprechenden Strom verglichen. Ein solcher Vergleich
ist möglich, dpa die Nachbildung aller Betriebsgrößen durch Ströme oder Impulse
gleichartiger Natur erfolgt, und da jeder Generatorleistung eine bestimmte Frequenz
und somit auch bestinnnte Differenz der Frequenzinte,grale entspricht. Der sich
.aus dem Vergleich ergebende Regeleinfluß wirkt über die Steuerei;erichtung q. statisch
auf den Kraftmasch-inenregler, d. h. er bewirkt eine Verschiebung der Reglerkenelinie
um einen der Abweichung entsprechenden Betrag, so daß durch entsprechende Änderung
der Gen.cratorleistung der Istwert der Frequenz auf den Solhvert zurückgeführt wird.
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Besteht Übereinstimmung zwischen Soll-und Istfrequenz, dann ist dieser
Frequenz auf Grund der bekannten Kennlinie eine bestimmte Generatörleistung zugeordnet,
so daß das Vergleichsgerät 3 in Ruhe bleibt, obwohl ihm von den Gebern 2, 9 und
i o entsprechende Ströme zufließen. Der Sollwertgeber i ist wirkungslos, weil der
von ihm 2li.eferte Ström über den Kontakt w@ zum Nulleiter fließt, und wird zweckmäßig
währeind eines Frequenzregelvorganges überhaupt abgeschaltet. Wenn nun dem Vergleichsgerät
3 zusätzlich ein Strom i, zugeführt wird, dess-ein Größe in bestimmtem Verhältnis
zur Größe der ,gewünschten Leistungsänderung steht, dann nimmt unter dem Einfluß
des resultierenden Drehmoments der Zeiger dieses Instrumentes :eine andere Lage
an und gibt über die Steuereinrichtung q. einen entsprechenden Verstellbefehl, welcher
.auf den Kraftmas-chinenregler im Sinne der gewünschten Leistungsänderung einwirkt.
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Zur Erzeugung dieses Stromes i, wird zweckmäßig der gleiche Spannungsteilenviderstand
7 benutzt, der schon 'der Rückführung des Istwertes der Generatorleistung auf den
Sollwert dient. Durch Betätigung eines der beiden Kontakte 8 oder 8' von Hand wird
der Verstellinotor 6 eingeschaltet und verstellt den Schleifkontakt .auf dem Spannungsteilerwidersta@nd
7 so lange, bis die gewünschte Leistungsänderung erreicht und infolge dieser Leistungsänderung
das resultierende Drehmoment des Vergleichsgerätes 3 wieder Null geworden ist.
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Das Regelverfahren hat den Vorteil, daß eine Einregelung einer Übergabeleistung
auf einen konstanten Betrag ermöglicht wird und unabhängig davon infolge der Einwirkung
sowohl der Frequenzabweichung als .auch des Frequenzintegr:als eine Frequenzhaltung
im Genauigkeitshereich der Uhr gewährleistet ist. Darüber hinaus ist durch die Einrichtung
die Möglichkeit gegeben, dem Generator eine gewünschte Last auch dann mitzuteilen,
wenn Soll- und Istfrequenz einander gleich sind.