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Regeleinrichtung mit abweichungsproportionaler, vom Ort des Lastanfalls
abhängiger Verstellgeschwindigkeit Es ist ein Verfahren zur Einhaltung eines vorgeschriebenen
Leistungsflusses zwischen synchronen Wechselstromnetzen durch- Regelung der Leistungsabgabe
der Kraftwerke bekannt, bei dem bei .:einer Abweichung der Frequenz vom Normalwert
ein oder mehrere Kraftwerke nur eines Netzes derart im Sinne einer Richtigstellung
der Übergabeleistung geregelt werden, daß hierdurch zugleich die Herbeiführung der
Normalfrequenz seitens eines vorhandenen Frequenzwerkes erleichtert Wird und .daß
bei Normalfrequenz ein oder mehrere Kraftwerke in beiden- Netzen im Sinne einer
Richtigstellung der Übergabeleistung geregelt werden. Dabei kann das die Abweichung
der Frequenz feststellende Instrument eine derartige Ausbildung erhalten, daß die
an die Leistungsregelung angeschlossenen Werke nicht nur bei Abweichungen der-Übergabeleistung,
sondern auch bei Abweichungen der Frequenz geregelt werden, und zwar so, daß die
Regelung der'einen Größe die Beibehaltung oder Einregelung der anderen Größe unterstützt.
Für dieses Verfahren wird eine Anordnung verwandt, die so ausgebildet ist, daß der
Stromkreis für die Durchgabe der Auf- und Abimpulse zwischen der Lastvergleichseinrichtung
und den lastgeregelten Maschinen über Kontakte geführt ist, welche von einem frequenzabhängigen
Apparat gesteuert werden. Nur bei augenblicklich richtiger Freqi4enz sind beide
Kontakte geschlossen.
Bei zu tiefer Frequenz ist der Stromkreis
für die Abwärtsimpulse, bei zu hoher Frequenz der Stromkreis für die Aufwärtsimpulse
der Lastregelung unterbrochen. Das erstrebte Ergebnis dieser Regelung besteht darin,
daß ein Regler in einem der gekuppelten Netze bzw. Netzteile nur dann arbeitet,
wenn eine Änderung der Verbraucherleistung im Netz dieses Reglers auftritt. Tritt
eine solche Änderung in dein anderen gekuppelten Netz auf, so wird der Regler des
eigenen Ketzes gesperrt.
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Das Hauptpatent 729276 betrifft ebenfalls einen Übergabeleistungsregler
für Wechselstrommaschinen, die eine konstante oder planmäßig veränderliche Leistung
an ein Netz abzugeben haben, dessen Frequenz von einer oder mehreren mit Frequenzreglern
ausgerüsteten Maschinen konstant gehalten wird, und die außerdem zugeordnete Verbraucher
unmittelbar zu versorgen haben. Das Endziel ist auch hier, zu verhindern, daß bei
Laständerungen Regler eingreifen, die nicht eingreifen sollen. Dieses Ziel wird
im Gegensatz zu der vorerwähnten bekannten Einrichtung aber nicht durch die Sperrung
des einen bzw. Freigabe des anderen Reglers erreicht, sondern dadurch, daß die Regelgeschwindigkeit
des Übergabeleistungsreglers über die des Frequenzreglers erhöht wird, wenn die
Laständerung im eigenen Netz auftritt, bzw. unter die des Frequenzreglers erniedrigt
wird, wenn die Laständerung im anderen Netz auftritt. Zur Feststellung der Lage
des Lastanfallpunktes dient entweder eine Leistungsmeßeinrichtung, die die Übergabeleistung
mit der Leistung der der geregelten Maschine zugeordneten Verbraucher vergleicht,
oder es wird zu diesem Zweck eine Meßeinrichtung für die Übergabeleistung und eine
Meß-einrichtung für die Frequenzabweichung vorgesehen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine zur Ausübung des Verfahrens
nach dem Hauptpatent geeignete einfache Anordnung. Erfindungsgemäß wird eine an
den Verstellmotor angelegte Gleichspannung entsprechend der algebraischen Summe
von Frequenz- und Übergabeleistungsabweichung verändert. Man erhält dadurch eine
Einrichtung, die kontaktlos die Feststellung des Lastanfallpunktes gestattet und
selbsttätig in Abhängigkeit von der Lage dieses Lastanfallpunktes die Regelgeschwindigkeit
so verändert, daß stets nur derjenige Regler eingreift, in dessen Regelbereich eine
Laständerung auftritt.
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In Fig. i und 2 sind zwei AusführungSbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. In Fig. i ist mit i eine Meßeinrichtung für die Übergabeleistung bezeichnet.
Es kann sich dabei um den Empfänger einer Fernmeßeinrichtung handeln oder auch um
eine Nahmeßeinrichtung, wobei aber in beiden Fällen vorausgesetzt ist daß diese
Meßeinrichtung ausgangsseitig eine Gleichspannung liefert, die dem Augenblickswert
der Übergabeleistung entspricht. Mit 3 ist ein Sollwertgeber bezeichnet, und zwar
handelt es sich hierbei im einfachsten Fall um ein Potentiometer, dessen Schleifkontakt
von Hand oder durch einen Fahrplan in die dem Sollwert der Übergabeleistung entsprechende
Stellung gebracht wird. Ferner ist eine Meßeinrichtung 2 für die Frequenz vorhanden,
die ebenfalls eine Fernmeßeinrichtung sein kann, wobei auch hier vorausgesetzt ist,
daß ausgangsseitig eine Gleichspannung zur Verfügung gestellt wird, die dem Augenblickswert
der Frequenz entspricht. d ist ein Sollwertgeber für die Frequenz. Er ist ebenfalls
als Potentiometer ausgebildet und liefert eine dem Frequenzsollwert entsprechende
Gleichspannung. Durch Gegeneinanderschaltung der beiden zusammengehörigen Gleichspannungen
wird am Widerstand 5 eine Spannung gebildet, die der Abweichung zwischen Ist-und
Sollwert der Übergabeleistung entspricht und maßgeblich für die Regeleinwirkung
ist. Diese Differenzspannung wird in einem Gleichstromkompensationsverstärker io
verstärkt und dem Anker des mit Fremderregung versehenen Verstellmotors 12 zugeführt.
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Ebenso wird die Abweichung der Frequenz vom Sollwert durch Gegeneinanderschaltung
der Spannungen des Meßwertumformers 2 und des Sollwertgebers 4 an dem Widerstand
6 festgestellt. Durch Hintereinanderschaltung der am Widerstand 5 einerseits bzw.
am Widerstand 6 andererseits auftretenden Differenzspannungen wird die algebraische
Summe der Frequenzabweichung und der Übergabeleistungsabweichung gebildet. Diese
Summe steht wiederum in Form einer Gleichspannung zur Verfügung, und diese Gleichspannung
dient zur Verstellung eines Regelgliedes i i, das selbst wieder ein Verstärker beliebiger
Bauart, beispielsweise auch ein Thomaregler sein kann. Dieses Regelglied formt die
eingangsseitig zugeführte, der algebraischen Summe entsprechende Spannung in eine
Winkelstellung um und .betätigt beispielsweise eine auf einem Spannungsteiler schleifende
Bürste. Von diesem Spannungsteiler kann also eine Gleichspannung angenommen werden,
die von der der normalen Regelgeschwindigkeit entsprechenden des Verstärkers io
algebraisch substrahiert wird. Der Differenzwert wirkt entsprechend der resultierenden
Verstellger schwindigkeit auf den Verstellmotor 12. Dieser Verstellmotor nimmt demzufolge
stets diejenige Regelgeschwindigkeit an, die sich
unter Berücksichtigung,derÜbergabeleistungsabweichung
einerseits und der Frequenzabweichung andererseits ergibt.
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Dabei ist vorausgesetzt, daß .der Umschalter 7 in der gezeichneten
Stellung steht, so daß die algebraische Summe der Spannungen der Widerstände 5 und
6 unmittelbar dem Regelglied i i zugeführt wird. Legt man diesen Schalter nach rechts
um, so wirkt diese Summenspannung nicht direkt, sondern über einen Widerstand 8
und einen Kondensator 9 auf das Regelglied i i ein. Man erreicht dadurch, daß der
Zusatzeinfluß mit einer durch die Größe des Widerstandes und des Kondensators bestimmten
Zeitkonstante abklingt. Falls der Zusatzeinfluß so bemessen ist, daß sich eine vollständige
Sperrung des Reglers ergibt, so wird hierdurch bei Versagen des Frequenzreglers
im Nachbarnetz oder bei Überlastung der frequenzgeregelten Maschine eine bleibende
Abweichung der Übergabeleistung vom Sollwert und damit eine etwaige Überlastung
der Kuppelleitung verhindert.
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An Hand der Fig. i wurde bisher die Regelung der Übergabeleistung
beschrieben. Sinngemäß ergibt sich eine Schaltung für Fre-. quenzregelung dann,
wenn die Geräte 1 bzw. 3 mit 2 bzw. 4 vertauscht werden.
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In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform der Regeleinrichtung dargestellt.
Vorausgesetzt sei, daß sich oberhalb der Klemmen a, b, c, d dieselbe Schaltung
befindet wie in Fig. i. Die Fig. 2 enthält aber abweichend einen Verstärker i3,
bei dein die Kompensation nicht durch die Ausgangsspannung erfolgt, wie dies bei
Fig. i angenommen war. Dies bedeutet, daß keine Proportionalität zwischen Eingangs-
und Ausgangsgröße vorhanden ist. Die Kompensation erfolgt vielmehr durch eine Spannung,
die der Drehzahl des Verstellmotors 12 proportional ist. Zu dem Zweck steuert der
Verstärker 13 die Erregerwicklung eines Leonard-Generators 16, der den Verstellmotor
12 speist. Dieser Motor ist, wie auch schon vorher, fremderregt. Der Anker des Verstellmotors
12 liegt mit drei Widerständen 17, 18, i9 in einer Brükkenschaltung, und von einer
Diagonale dieser Brückenschaltung wird eine Spannung abgenommen, die in jedem Augenblick
der Dreh-.zahl des Verstellmotors 12 proportional ist. Statt dessen kann mit dem
Verstellmotor 12 auch eine Tachometermaschine gekuppelt sein. Auf diese Weise wird
dafür gesorgt, daß stets Proportionalität zwischen der Differenz von Soll- und Istwert
einerseits bzw. der Motordrehzahl andererseits besteht, so daß der Einfluß der Remanenz
des Leonard-Satzes sowie der Einfluß der Reibung des Verstellmotors kompensiert
werden. Die Beeinflussung durch die an den Klemm-en c, d zur Verfügung stehende
Zusatzgröße kann bei dieser Schaltung sehr einfach dadurch erfolgen, daß man an
einem Widerstand 14 eine dieser Zusatzgröße proportionale Spannung erzeugt und diese
mit der drehzahlproportionalen Spannung des Verstellmotors in Reihe schaltet. Dies
bedeutet, daß der Verstärker 13 auf die algebraische Summe beider Spannungell kompensiert
wird. ,