DE728677C - Verfahren zur Regelung der Frequenz in Wechselstromenergieverteilungsnetzen, die von zwei oder mehreren raeumlich getrennten Kraftwerken gespeist werden - Google Patents

Verfahren zur Regelung der Frequenz in Wechselstromenergieverteilungsnetzen, die von zwei oder mehreren raeumlich getrennten Kraftwerken gespeist werden

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DE728677C
DE728677C DES98553D DES0098553D DE728677C DE 728677 C DE728677 C DE 728677C DE S98553 D DES98553 D DE S98553D DE S0098553 D DES0098553 D DE S0098553D DE 728677 C DE728677 C DE 728677C
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DES98553D
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Inventor
Dr-Ing Erich Friedlaender
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H02J3/466Scheduling the operation of the generators, e.g. connecting or disconnecting generators to meet a given demand

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Verfahren zur Regelung der Frequenz in Wechselstxomenergieverteilungsnetzen, die von zwei oder mehreren räumlich getrennten Kraftwerken gespeist werden Zur Regelung der Frequenz von elektrischen Maschinen ist es bekannt, ein Vergleichsgerät zu verwenden, auf welches einerseits die von der Maschine abgegebene Leistung und andererseits ein fernübertragener Richtmeßwert einwirken. Bei dieser bekannten Anordnung wird dieser Meßwert mit größer werdenden Zeitfehlern größer und nimmt mit geringer werdenden Zeitfehlern ab. Die Abnahme des Meßwertes tritt auch ein, wenn noch Zeitfehler vorhanden sind, sie ist also unabhängig davon, ob der Zeitfehler sein Vorzeichen geändert hat. Diese bekannte Einrichtung hat den Nachteil, daß ein dauerndes Pendeln der Belastung der Maschinen hervorgerufen wird, bzw. bei bestimmten Belastungen wird ein bestimmter Zeitfehler bestehen bleiben. Würde man die bekannte Anordnung zur Regelung des Momentanwertes der Frequenz benutzen, so würden sich die erwähnten Pendelungserscheinungen noch stärker bemerkbar machen, denn es würde sich nach dem Auftreten von Frequenzabweichungen sehr rasch die Normalfrequenz wieder einstellen, und als Folge davon würde wieder die Energiezufuhr zu den Maschinen verringert und dadurch die Frequenz vermindert werden.
  • Diese Nachteile werden bei dem Verfahren nach der Erfindung vermieden. Diese bezieht sich auf ein Verfahren zur Regelung der Frequenz in Wechselstromverteilungsnetzen, die von zwei oder mehreren räumlich getrennten Kraftwerken gespeist werden und bei welchen der der Leistungsabgabe der Kraftwerksmaschinen entsprechende Wert mit einem von einer Zentralstelle aus fernübertragenen Richtmeßw ert verglichen wird, dessen Größe von der Netzfrequenz, der Periodensumme, ihrer zeitlichen Änderung oder mehreren dieser Größen abhängt. Gemäß der Erfindung ändert der fernübertragene Richtmeßwert seine durch einen Regelvorgang eingestellte Größe nicht eher, als bis eine zur Verstellung des Richtmeßwertes ausreichende Abweichung der Frequenz usw. im gegenläufigen Sinne vorliegt.
  • Zur Übertragung des Meßwertes können Stromstärken, Spannungen, Frequenzen (Richtfrequenz) dienen. Die Beeinflussung der Leistungsabgabe der zu regelnden Maschinen kann entweder unmittelbar mit Hilfe von Leistungsreglern oder mittelbar über den vorhandenen Drehzahlregler geschehen. Im letzteren Fall werden zweckmäßig die Drehzahlcharakteristiken der zu regelnden Maschinen in Abhängigkeit von der . übertragenen Meßgröße um einen solchen Betrag verschoben, daß vorgewählte Punkte der Charakteristik, vorzugsweise die Punkte der Leerlaufdrehzahlen, der gleichen Drehzahl entsprechen. Zur Einstellung der vorgewählten Punkte verwendet man zweckmäßig eine Richtfrequenz, durch welche also im besonderen Falle die Leerlaufdrehzahlen der Maschinen, d. h. diejenigen Drehzahlen, auf die sich die Maschinen .bei vollständiger Entlastung einstellen, auf einen für alle -Maschinen gleichen Drehzahlwert eingestellt werden. Diese Richtfrequenz, deren Wert im besonderen Falle der einzustellenden Leerlaufdrehzahl entspricht oder allgemein dem einzustellenden Wert vorgewählter Punkte der Charakteristik, ist also zum Unterschied von vorgeschlagenen Verfahren, bei denen die Leistung der Maschine in Abhängigkeit vom Phasenwinkel zwischen der Polradstellung und einem Leitfrequenzvektor eingeregelt wird, nicht gleich der gewünschten Netzfrequenz. Sie wird aber von der frequenzsteuernden Zentralstelle, das kann z. B. die Lastverteilerstelle sein, zwangsweise so geregelt, daß die sich einstellende Frequenz des Netzes auf einen gewünschten Betrag gehalten wird.
  • Werden sämtliche :Maschinen dem Einfluß dieser Richtfrequenz unterworfen, so verteilt sich die Leistung auf einzelne Maschinen entsprechend der Neigung ihrer Charakteristik und der Größe der Maschine. Man kann jedoch einzelne Maschinen auch ganz oder teilweise dem Einfluß der Regelung durch die übertragene Meßgröße entziehen, z. B. die Leistungsabgabe willkürlich einstellbar machen, z. B. konstant halten oder nach einem Fahrplan regeln, wenn man für diese Maschinen oder Kraftwerke den übertragenen Meßwert, z. B. die übertragene Richtfrequenz, fälscht. Eine derartige Fälschung ist sowohl bei unmittelbarer als auch bei mittelbarer Regelung möglich. Bei der unmittelbaren Regelung kann man auch, anstatt die Richtfrequenz zu fälschen, dem Regler eine Leistung vortäuschen, die sich um einen bestimmten Betrag von der tatsächlich abgegebenen Leistung unterscheidet.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für den Fall der mittelbaren Regelung ist in Fig. i schematisch dargestellt. i, 2 und 3 sind drei Kraftwerke, die durch die Leitung miteinander verbunden sind. Der Übersichtlichkeit halber ist in jedem Kraftwerk nur ein Generator 5 gezeichnet, der beispielsweise von einer Turbine 6 angetrieben wird. Es können natürlich in jedem Kraftwerk mehrere parallel arbeitende Generatoren vorgesehen werden, die in entsprechender Weise, wie für den Generator 5 dargestellt, geregelt werden. Jede Maschine besitzt einen Drehzahlregler 7. der in an sich bekannter Weise das Ventil 8 steuert. In der Praxis wird man, wie allgemein üblich, den Drehzahlregler über einen Servomotor auf das Ventil einwirken lassen. An dem Reglerstellhebel greift am linken Gelenkpunkt eine Stange 9 an, deren Lage mittels des Getriebes 16 vom -Motor io eingestellt werden kann. Durch Einstellung der Lage der Stange 9 und damit des linken Drehpunktes des Reglerstellhebels wird die Leerlaufdrehzahl des Generators eingestellt, und zwar in Abhängigkeit von einer Richtfrequenz, die in der Zentralstelle 30 erzeugt und dort geregelt wird. Zu diesem Zwecke ist in der Zentralstelle ein Frequenzmesser 31 vorgesehen, der bei Abweichung der Netzfrequenz von einem Soll-Wert einen Motor 32 z11111 Rechts- oder Linkslauf bringt, durch welchen der Nebenschlußregler 34 eines Gleichstrommotors 33 verstellt wird. Dieser treibt einen Hilfsgenerator 35 an, welcher die Richtfrequenz erzeugt. Je nach der Stellung des Nebenschlußreglers 34 ist die L'mlaufszahl des Motors bestimmt und damit auch die Größe der Richtfrequenz. Diese Richtfrequenz wird mit Hilfe einzelner Leitungen den einzelnen Kraftwerken zugeführt. «-o sie in einem Meßgerät 1z gemessen wird. Dieses Meßgerät besitzt einen Kontakthebel 21, dessen Stellung der jeweiligen Richtfrequenz entspricht. Dieser Kontakthebel bestreicht einen Widerstand 13, der mit einem gleich großen Widerstand 14 verbunden ist. Parallel zu beiden Widerständen liegt die Batterie 15. Die Stange 9 besitzt einen Kontakt i8. der auf den Widerstand i-. gleitet. Der Kontakt 18 und der Kontakthebel 21 sind über ein Relais i i miteinander verbunden. Stehen die beiden Kontakte auf derselben Stellung der Widerstände 13 und 14, so fließt durch das Relais i i kein Strom. Ist aber die Stellung der Kontakte verschieden, so wird das Relais in dem einen oder anderen Sinne erregt und schließt seinen linken oder rechten Kontakt, wodurch der Motor io zum Links-oder Rechtslauf gebracht wird und den Ilebel 9 so lange verstellt, bis der Kontakt 18 dieselbe Stellung einnimmt wie der Kontakthebel 2i. Jedem Werte der Richtfrequenz entspricht also eine ganz bestimmte Lage der Stange 9 und damit des linken Drehpunktes des Reglerstellhebels und demzufolge auch eine bestimmte Leerlaufdrehzahl der Maschine. Sinkt beispielsweise die Netzfrequenz. so gibt das Meßinstrument 31 nach links Kontakt, und der Motor 32 verringert den Widerstand 34 im Erregerkreis der -Maschine 33, so daß diese schneller läuft und die Richtfrequenz erhöht wird. Dadurch schlägt der Kontakthebel 21 nach oben aus. und, wie vorher beschrieben, wird der linke Drehpunkt des Reglerstellhebels so lange gehoben, bis die eingestellte Leerlaufdrehzahl dem Werte der Richtfrequenz entspricht. Sinkt die Frequenz noch mehr ab, so wird die Richtfrequenz weiter erhöht und somit auch die Leerlaufdrehzahl.
  • In der Figur ist außerdem schematisch für das Kraftwerk r dargestellt, wie die Maschine 5 auf konstante Leistung eingeregelt werden kann. Zu diesem Zweck ist ein Leistungsrelais 2o (Kontaktw attmeter) v orgesehen, dessen Kontaktarm sich in der Mittelstellung zwischen zwei festen Kontakten befindet und bei Überschreiten oder Unter= schreiten der Leistung mit einem der feststehenden Kontakte in Berührung kommt, wodurch ein Motor 17 zum Rechts- oder Linkslauf gebracht wird. Dadurch wird mittels des Übersetzungsgetriebes 22 .die Stange zg und der mit ihr verbundene Widerstand 14 nach aufwärts oder abwärts bewegt. Durch diese Bewegung wird die Lage des Kontakthebels 18 zum Widerstand 14 verändert, so daß durch den Motor io die Stange 9 wieder so lange verschoben wird, bis die Kontakthebel 18 und 21 in derselben Stellung stehen und die Maschine die konstante Leistung wieder abgibt-, Die von -der Maschine abgegebene Leistung kann man dadurch verändern, daß man die Lage der festen Kontakte gegenüber den beweglichen Kontakten des Relais 2o verändert. Dies kann beispielsweise in Abhängikeit von einem Fahrplangeschehen.
  • In Big. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel -.der Erfindung .dargestellt, und zwar ist der Übersichtlichkeit halber nur die Regelanordnung für einen einzigen Generator gezeichnet. Bei den übrigen kann die Anordnung ähnlich ;getroffen werden. 41 ;.st der Drehzahlregler, der in sich bekannter Weise über einen Steuerschieber 42 auf den Servomotor 43 einwirkt, der das Ventil .44 steuert. 45 ist die Rückführung. Am Steuerschieber 42 ist ein Gelenkhebel 46 angebracht, der von zwei Motoren 47 und 48 verstellt werden kann. Der eine dieser beiden Motoren, 4;, bringt den zugehörigen Gelenkpunkt in eine lediglich von der fernübertragenen Richtfrequenz abhängige Stellung, während der andere Motor, 48, den zugehörigen Gelenk-.punkt in eine von der Angabe eines Leistungsreglers oder Fahrplanes abhängige Stellung bringt. Werden sämtliche Maschinen des Netzes mit dieser Einrichtung in gleicher Weise ausgerüstet, so ist es jederzeit leicht möglich, :ein und dasselbe Kraftwerk oder ein und dieselbe Maschine durch bloßes Ein- und Ausschalten der zusätzlichen Regeleinrichtung 47 vom Grundlast- oder Fahrplanwerk in ein Spitzenkraftwerk zu verwandeln.
  • In Fig. 3 ist die Abhängigkeit der Leistungsabgabe von der Frequenz für eine derart gesteuerte Maschine gezeichnet. Die Drehzahlcharakteristik der Maschine würde durch die fernübertragene Richtfrequenz a),. in die strichpunktierte Lage verschoben werden. In diesem Falle würde aber die abgegebene Leistung nur dem Wert N. entsprechen, während sie beispielsweise dem Wert N1 entsprechen soll. Es wird deshalb noch eine zusätzliche Verschiebung der Charakteristik durch den Leistungsregler vorgenommen, so weit, bis die Maschine bei der Netzfrequenz cuo die Leistung 1T1 abgibt. Die entsprechende Lage der Charakteristik ist stark ausgezogen.
  • Die. Wirkungsweise einer Regelung nach der Erfindung ist folgende: Die sich einstellende Netzfrequenz bleibt nicht starr konstant, vielmehr erlaubt die Anordnung, kleinere Belastungsstöße aus den Schwungmassen sämtlicher Maschinen des ganzen gekoppelten Netzes zu beziehen. Sinkt die Frequenz des Netzes unter den Soll-Wert, so wird zunächst durch den Einfluß des Richtfrequenzreglersin der Lastverteilerstelle die Richtfrequenz für das ganze Netz erhöht. Dadurch gelingt es, heftige Belastungsstöße zunächst auf alle Maschinen zu verteilen, und zwar würde diese Verteilung, wenn alle Maschinen nur dem Einfluß. der Richtfrequenz unterworfen sind, entsprechend der Neigung der Charakteristik und der vorher eingestellten Maschinenleistung erfolgen. Will man auch bei Maschinen (Kraftwerken), die außerdem von Leistungs- oder Fahrplanreglern gesteuert werden, erreichen, daß sie kurze Stöße mit übernehmen, so kann man dies - dadurch erreichen, daß man die Verstellung der Charakteristik durch den Leistungsregler (Fahrplanregler) langsamer vornehmen läßt als die Verstellung der Charakteristik durch den Richtfrequenzregler. Dies kann man beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dadurch erreichen, daß man den Motor 48 langsamer laufen läßt als den Motor 47. Im anderen Falle wird der Richtfrequenzregler die Verstellung der Charakteristik langsamer vornehmen müssen als der Leistungsregler. Dadurch wird es möglich, jede Verstellung der Charakteristik durch Veränderung der Richtfrequenz mit Hilfe des Leistungsreglers wieder auszugleichen, ohne daß nennenswerte Leistungsänderungen auf die Maschine entfallen. Die Anordnung wird dadurch gegenüber den bekafinten Steuerungen wesentlich elastischer. Zweckmäßig macht man die Geschwindigkeit, mit welcher der Richtfrequenzregler die Drehzahlcharakteristik verschiebt, oder, mit anderen Worten, die Geschwindigkeit, mit der die Leistungsabgabe unter dem Einfluß der Richtfrequenz geändert wird, bzw. die Geschwindigkeit, mit der der Leistungsregler die Leistungsabgabe der Maschine ändert, einstellbar, so daß man je nach den Betriebsverhältnissen die Geschwindigkeiten auf den gewünschten Wert einstellen kann. Die Erfindung gestattet es ferner, die Drehzahlregler der einzelnen Maschinen mit ziemlich starker Neigung auszuführen, was für den Parallelbetrieb sehr erwünscht ist. ':Ulan erreicht ferner den Vorteil, daß auf eine übertrieben schnelle Regelung, soweit sie nicht mit Rücksicht*auf die Stabilität der Übertragung bei Störungen erforderlich ist, verzichtet werden kann.
  • Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die Leistungsabgabe der zu regelnden Maschine mittelbar, nämlich über den vorhandenen Drehzahlregler b; einflußt in der Weise, daß die Charakteristik der Regler, welche eine bestimmte Beziehung zwischen Drehzahl und Leistung angibt, so verstellt wird, daß die Maschine stets die gewünschte Leistung liefert.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Leistungsabgabe der zu regelnden Maschine unmittelbar beeinflußt wird, zeigt die Fig. d.. In dieser Figur ist der Übersichtlichkeit halber nur eine einzige Maschine gezeichnet, auch ist die Anordnung, die zur Erzeugung eines Meßwertes, z. B. einer Richtfrequenz, dient, weggelassen. Sie kann beispielsweise mit der in Fig. i dargestellten Anordnung zur Erzeugung der Richtfrequenz übereinstimmen. Die Regelungsart, wie sie in Fig:4 für eine Maschine dargestellt ist, kann natürlich auch für mehrere Maschinen angewendet werden, auch kann man bei der einen Maschine eine Regelung nach Fig.4 durchführen, während andere Maschinen in der Weise geregelt werden, wie dies an Hand der Fig. i und 2 gezeigt ist. Soweit die Teile der Fig..l mit denen der Fig. i übereinstimmen, sind die gleichen Bezug®zahlen gewählt.
  • Die Meßgröße, welche ein Maß für die von der Maschine 5 zu liefernde Leistung ist, wird dem Meßgerät 12 zugeführt. Der Ausschlag des Zeigers dieses Meßgerätes ist dann ebenfalls ein Maß für die Größe der abzugebenden Leistung. Um die Leistungsabgabe der Maschine 5 entsprechend dem vom Meßgerät i2 angegebenen Soll-Wert zu verstellen. wird die Leistungsabgabe der Maschine 5 durch das Wattmeter 50 gemessen. Am Zeiger dieses Wattmeters ist eine Kontaktgabel befestigt, zwischen der der Zeiger des Meßgerätes 12 spielt. Die Kontakte der Kontaktgabel sind an die Feldwicklungen des Motors 5 t angeschlossen, äer auf das Dampfventil 8 einwirkt. Die Schaltung ist so getroffen, daß der Motor 51 Strom erhält, wenn der Zeiger des Meßgerätes 12 mit einem der Kontakte der Kontaktgabel des Meßgerätes 50 in Berührung kommt, und zwar ist die Drehrichtung des Motors 51 abhängig davon, finit welchem der Kontakte der Kontaktgabel die Berührung zustande kommt. Bei praktischen Durchführungen wird man natürlich die Meßgeräte 12 und 5o nicht unmittelbar auf den Stromkreis des Motors 51, sondern unter Zwischenschaltung von Relais einwirken lassen. Die Anordnung wirkt nun in der Weise, daß bei Abweichungen der Leistungsabgabe . von dem durch die Richtfrequenz bzw. 1Zei3-größ.e bestimmten Soll-Wert der Zeiger des Meßgerätes 12 mit einem Kontakt der Kontaktgabel in Berührung kommt und dadurch der Motor 5 1 in Umdrehungen versetzt wird. Dieser verstellt dann das Dampfventil S im Sinne einer Verkleinerung. der Differenz zwischen dem durch die Richtfrequenz bzw. Meßgröße gegebenen Soll-Wert der Leistungsabgabe und dem Ist-Wert der Leistungsabgabe.
  • Wie bereits angedeutet, kann auch bei einer Anordnung nach Fig. d. die Leistungsabgabe zusätzlich von einem Leistungsregler beeinflußtwerden. Man kann den vom Meßgerät 12 gegebenen Soll-Wert auf einem konstanten Wert halten oder von einem Fahrplan steuern, anstatt ihn von der Richtfrequenz bzw. 1aeßgröße abhängig zu machen.
  • Wenn man neben der Steuerung durch die Richtfrequenz die Leistungsabgabe noch zusätzlich beeinflussen will, etwa in der Weise, daß die Maschine 5 eine bestimmte Grundleistung abgibt und der über dieser Leistung liegende Betrag abhängig von der übertragen. fit Meßgröße, z. B. Richtfrequenz, beeinflußt wird, so kann man, wie bereits angedeutet, entweder die Richtfrequenz fälschen oder dein Meßge: ä.t 5o ehre Leistung vortäuschen, die von der tatsächlichen Leistung abweicht. Zu diesem Zwecke kann man beispielsweise in Abhängigkeit von dem Fahrplan den dem Meßgerät 50 zuggeführten Strom oder die Spannung z. B. durch Parallelwiderstände oder Änderung des Übersetzungsverhältnisses der Spannungs- oder Stromwandler verändern. Man kann auch auf den Zeiger des Meßgerätes 5o z. B. durch Verschiebung der Riickstellfeder eine zusätzliche Kraft ausüben und dadurch erreichen, daß die Leistungsabgabe der 'Maschine um einen bestimmten Betrag von dem durch das Meßgerät 12 gegebenen Soll-Wert abweicht. Man kann auf den Zeiger des Meßgerätes 5o auch Zusatzkräfte mit Hilfe von weiteren :vIeßsystemen, z. B. Drehspulen-oder Ferraris--.,%leßsvstemen, ausüben, die in Abhängigkeit von der Leistung oder einem Fahrplan gesteuert werden. Ein derartiges 11el-lsvstein ist in Fig. .1 mit 5 2 bezeichnet. Die vnn ihm ausgeübte Kraft möge durch den Fahrplan 5 3 gesteuert werden. Mit Hilfe des 1leßsvstems 52 und des Fahrplanes 53 kann inan die von der Maschine 5 gelieferte Grundleistung beliebig verändern. Trotzdem wird diese Maschine zur Konstanthaltung der Frequenz mit' herangezogen. Wenn man bei einer dexartigen Anordnung den Zeiger des Meßgerätes 12 irgend-,vie festbremst, kann man auch die Regelung unabhängig von der Richtfrequenz machen.
  • In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestell*, bei dem eine Vergleichsanordnung verwendet wird, die den Ist-Wert der zu regelnden Größe mit einem Soll-Wert vergleicht, der durch einen Strom (Richtstrom) bestimmt wird und bei denn diese Vergleichsanordnung nicht unmittelbar das Dampfventil der Turbine steuert, sondern auf den Drehzahlverstellmotor der Turbine einwirkt. Die Turbine ist mit 6, der Generator mit 5 bezeichnet. 6o ist ein Drehzahlregler an sich bekannter Bauart, 61 der Drehzahlverstellmotor, mit dessen Hilfe die Charakteristik des Reglers gehoben oder gesenkt werden kann. 62 ist die Vergleichsanordnung. Sie enthält ein dynamometrisches System, welches aus der feststehenden Spule 63 und der beweglichen Spule 64 besteht. Die feststehende Spule 63 ist an den Stromwandler 65 angeschlossen. Sie wird daher von einem Strom gespeist, der dem vorn Generator 5 abgegebenen Strom proportional ist. Die bewegliche Spule 64 ist über den Spannungswandler 66 an die Netzspannung angeschlossen. Das auf die bewegliche Spule ausgeübte Drehmoment ist daher der Leistungsabgabe des Generators 5 proportional. Auf die Achse der drehbaren Spule 64 wirkt der Anker 67 des Solenoides 68 ein, und zwar ist das von der drehbaren Spule ausgeübte Drehmoment entgegengerichtet dem Drehmoment, das der Anker 67 ausübt. Die Wicklung des Solenoides 68 wird von einem Strom durchflossen, der in ähnlicher Weise eingestellt wird wie die Richtfrequenz der Anordnung nach Fig. i. Dieser Strom entspricht daher der gewünschten Lage der Reglercharakteristik bzw. der Leistungsabgabe. Auf der Achse der beweglichen Spule 64 ist das Kontaktglied 69 befestigt, das zwischen den feststehenden Kontakten 70 und 71 spielt. Eine Feder, die in der Figur nicht dargestellt ist, sucht den Kontaktarm in der Mittellage zwischen den beiden feststehenden Kontakten 70 und 71 zu halten. Die feststehenden Kontakte sind an die Enden der beiden Feldwicklungshälften des Drehzahlverstel=lmo,tors.61 angeschlossen. Das be%vegliche Kontaktglied ist mit dem Pluspol einer Batterie verbunden, deren Minuspol an einer Bürste des Verstellmotors angeschlossen ist. Die Schaltung ist so getroffen, daß der Verstellmotor in der einen Richtung umläuft, wenn das Kontaktglied 69 mit einem der Kontakte 70 oder 71 in Berührung kommt, und daß der Verstellmotor 61 im entgegengesetzten Sinne umläuft, wenn das Kontaktglied 69 mit dem anderen Kontakt in Berührung kommt.
  • Die Anordnung wirkt in folgender Weise: Wenn die vom Generator 5 abgegebene Leistung mit der Leistung übereinstimmt, die dem der Spule 68 zugeführten Strom entspricht, so heben sich die von der beweglichen Spule 64 und vom Anker 67 erzeugten Drehmomente auf, so daß das Kontaktglied 69 in der Mitte zwischen den Kontakten 70 und 71 liegt. Steigt beispielsweise die Leistungsabgabe über den gewünschten Wert, so überwiegt das von der Spule 64 erzeugte Drehmoment, so daß das Kontaktglied 69 mit dem Kontakt 71 in Berührung kommt. Dadurch erhält der Drehzahlverstellmotor Strom in einem solchen Sinne, daß er die Charakteristik des Drehzahlreglers 6o senkt. Die Folge davon ist, daß die Leistung der Turbine abnimmt. Sobald die Leistungsabgabe des Generators 5 sich dem Soll-Wert genügend genähert hat, wird der Kontakt zwischen dem Kontaktglied 69 und dem Kontakt 71 geöffnet und damit die Stromzufuhr zum Verstellmotor 61 unterbrochen.
  • Wenn dagegen die Leistungsabgabe des Generators 5 zu gering ist, so berührt das Kontaktglied 69 den Kontakt 70 und setzt damit den Verstellmotor im Sinne einer Verschiebung der Reglercharakteristik nach oben in Umlauf. Sobald unter diesem Einfluß die Leistungsabgabe des Generators 5 genügend gesteigert ist, wird der Kontakt zwischen dem Kontaktglied 69 und dem Kontakt 71 geöffnet und die Stromzufuhr zum Verstellmotor 61 unterbrochen.
  • Um bei Störungen eine unzulässige Drehzahlsteigerung zu vermeiden, wird man die Turbine 6 mit einem Sicherheitsregler ausrüsten bzw: den etwa vorhandenen Drehzahlregler für diesen Zweck dadurch verwendbar machen, daß man seine Unempfindlichkeit so weit steigert, daß er nur bei unzulässigen Drehzahlsteigerungen anspricht.
  • Die Erzeugung,der Leitfrequenz kann, wie im Ausführungsbeispiel erwähnt, beispielsweise so vorgenommen werden, daß in einer Zentralstelle die Frequenz des Netzes gemessen und bei Abweichung des Momentanwertes der Frequenz von einem Soll-*Wert ein Hilfsgenerator zum schnelleren oder langsameren Lauf angetrieben wird. Die von dem Hilfsgenerator erzeugte Frequenz wird im Ausführungsbeispiel über Leitungen den einzelnen Maschinen mitgeteilt. Man kann aber auch zur Übertragung der Frequenz andere an sich bekannte Übertragungsmethoden, z. B. die drahtlose tfbertragung mittels Hochfrequenz, verwenden.
  • Im Ausführungsbeispiel war angenommen «-orden, daß die Leerlaufdrehzahlen der Maschinen stets so verschoben werden, daß die Netzfrequenz konstant bleibt. Man kann aber auch, um den Lauf von Synchronuhren stets richtig zu halten, durch eine zusätzliche Beeinflussung der Richtfrequenz die Netzfrequenz stets so verschieben, daß die Uhren stets immer richtig nachgestellt werden, d. h. also, daß die Leerlaufdrehzahlen je nachdem höher oder niedriger gewählt «-erden, als einer genau konstanten Netzfrequenz entspräche. Es ist auch nicht erforderlich, daß stets die Momentanabweichung der Netzfrequenz von einem Soll-Wert die Größe der Richtfrequenz bestimmt, sondern man kann auch die Richtfrequenz abhängig machen von der Abweichung der mittleren Frequenz innerhalb eines bestimmten Zeitabschnittes von einer Normalfrequenz. Man kann auch beispielsweise die Richtfrequenz durch eine Vergleichsvorrichtung beeinflussen, die aus einer mit der Netzfrequenz umlaufenden Gabel und einer zwischen dieser Gabel beweglichen, mit der Normalfrequenz umlaufenden Zunge besteht, wobei bei Kontaktschluß nach der einen oder der anderen Richtung die Drehzahl des Hilfsgenerators beeinflußt wird. Man kann auch andere bekannte Vergleichsanordnungen zur Beeinflussung der Größe der Richtfrequenz verwenden. Wesentlich für die Erfindung ist, daß der jeweilige Wert der Richtfrequenz die Leerlaufdrehzahl der Maschine eindeutig festlegt.
  • An Stelle einer Richtfrequenz kann man auch andere Kommandos geben, welche eindeutig die Lage der Leerlaufdrehzahl festlegen. Beispielsweise könnte man Impulse aussenden und durch das Verhältnis von Irnpulsdauer zu Impulslücke die einzustellende Leerlaufdrehzahl der Maschinen festlegen oder einen Gleichstrom einstellbarer Größe mittels einer Ringleitung als Hilfsgröße verwenden.
  • Die Erfindung ist auch anwendbar, wenn nicht die Leerlaufpunkte der Charakteristik, sondern . andere vorbestimmte Punkte der Charakteristik verschoben werden. Die Verschiebung erfolgt aber bei der Erfindung stets so, daß die vorbestimmten Punkte der Drehzahlcharakteristik stets den gleichen Drehzahlen entsprechen.
  • Zweckmäßig wird man sämtliche Maschinen der Kraftwerke in dieser Weise regeln. Es ist aber auch möglich, eine oder die andere Maschine in anderer Weise zu regeln.
  • Besonders zweckmäßig ist es, bei der Anordnung nach der Erfindung Regler zu benutzen, bei denen die Abhängigkeit der Drehzahl von der Leistung, nicht von der mechanischen Ausbildung des Reglers bestimmt ist, sondern- bei der die Neigung der Charakteristik auf elektrischem Wege erzwungen und einstellbar gemacht ist. Zu diesem Zwecke werden Isodromregler vorgesehen, und in Abhängigkeit von der Leistung der Maschine wird durch einen zusätzlichen Einfluß auf den Regler die Drehzahl der -Maschine von der Leistung abhängig gemacht.
  • Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde die Meßgröße in Abhängigkeit von der Frequenz gesteuert. Man kann die Meßgröße, wie anfangs erwähnt, auch zusätzlich in Abhängigkeit von der zeitlichen Änderung der Netzfrequenz beeinflussen. Auf diese Weise erreicht man eine Art Rückführung. Man kann die Meßgröße aber auch zusätzlich in Abhängigkeit von der Periodensumme beeinflussen, man kann sie auch allein in Abhängigkeit von der Periodensumme oder der zeitlichen Änderung der -Netzfrequenz beeinflussen.
  • Es ist zweckmäßig, die Steuerung der Richtgröße insbesondere dann, ,renn als Richtgröße eine Stromstärke verwendet wird, durch verzögerungsfrei wirkende Regelapparate, z. B. Ouecksilberdampfapparate, Elektronenröhren usw., vorzunehmen.

Claims (8)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Regelung der Frequenz in Wechselstromverteilungsnetzen, die von zwei oder mehreren räumlich getrennten Kraftwerken gespeist werden und bei welchen der der Leistungsabgabe der Kraftwerksmaschinen entsprechende Wert mit einem von einer Zentralstelle aus fernübertragenen Richtmeßwert verglichen wird, dessen Größe von der Netzfrequenz, der Periodensumme, ihrer zeitlichen Änderung oder mehreren dieser Größen abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß der fernübertragene Richtmeßwert seine durch einen Regelvorgang eingestellte Größe nicht eher ändert, als bis eine zur Verstellung des Richtmeßwertes ausreichende Abweichung der Frequenz usw. im gegenläufigen Sinne vorliegt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmittelzufuhr zu den die Stromerzeuger antreibenden Kraftmaschinen mit Hilfe eines leistungsabhängigen elektrischen oder magnetischen Gerätes gesteuert wird, dessen obere und untere Ansprechgrenze in Abhängigkeit von .der übertragenen Meßgröße, z. B. der Richtfrequenz, verstellt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i für Maschinen, die mit Drehzahlreglern ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet. daß die Leistungsabgabe durch Verschiebung derDrehzahlcharakteristik eingestellt wird. q..
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlcharakteristiken in Abhängigkeit von der übertragenen Meßgröße, z. B. einer Richtfrequenz, so verschoben werden, daß vorgewählte Leistungswerte verschiedener Maschinen stets der gleichen Drehzahl entsprechen.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch r bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Maschinen zusätzlich von einem besonderen Regler, z. B. einem Leistungs- oder Fahrplanregler, beeinfiußt werden.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit, mit der die Leistungsabgabe abhängig von der Meßgröße geregelt wird, verschieden ist von der Geschwindigkeit, mit der die Leistungsregler (Fahrplanregler) die Leistung verändern.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit mit der die Drehzahlcharakteristik bei Maschinen mit Drehzahlregler verschoben wird, verschieden ist von der Geschwindigkeit, mit der die Drehzahlcharakteristik in Abhängigkeit von dem Leistungsregler (Fahrplanregler) verschoben wird.
  8. 8. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eines Servomotors, der die Energiezufuhr zu einer Antriebsmaschine steuert, mit Hilfe eines Lenkhebels von zwei Motoren beeinflußt wird, von welchen der eine den zugehörigen Gelenkpunkt in eine der übertragenen Meßgröße (Richtfrequenz) entsprechende Stellung bringt, während der andere Motor den ihm zugeordneten Gelenkpunkt in Abhängigkeit von einem Leistungs- oder Fahrplanregler so lange verschiebt, bis die gewünschte Leistung eingestellt ist.
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