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Anordnung zur Regelung der Frequenz und der Übergabeleistung ' gekuppelter
Wechselstromnetze Es ist bekannt, miteinander gekuppelte Netze nach Frequenzübergabeleistungskennlinien
in der Weise zu regeln, daß den Kraftmaschinenreglern Regelgrößen zugeführt werden,
die aus der Abweichung der Frequenz vom Sollwert und der Abweichung der übergabeleistung
vom Sollwert zusammengesetzt sind. Man erhält hierbei eine Einregelung sowohl der
Frequenz als auch der Übergabeleistung. Werden in einem Netz mehrere Maschinen in
dieser Weise eingeregelt, so ist es nicht ohne weiteres möglich, eine Ausregelung
eines Lastzuwachses oder einer Lastabnahme pendelungsfrei durchzuführen; es ist
vielmehr notwendig, die Kennlinien der Regler der einzelnen Netze vorher aufeinander
abzustimmen. Zu diesem Zweck muß die Neigung der Kennlinien der Regler den eingesetzten
Maschinenleistungen angepaßt werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß die Schalteinrichtungen, durch welche die die Neigungen der Reglerkennlinien
verändernden Organe beeinflußt werden, mit den Leistungsschaltern der entsprechenden
Maschinen
mittelbar oder unmittelbar gekuppelt werden.
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In Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die
Fig. 2 a, 2 b und 2 c dienen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Regelung und
zeigen die Kennlinien, nach denen die Netze eingeregelt werden.
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In Fig. i ist die Schaltung des elektrischen Teiles einer Regeleinrichtung
für zwei parallel geregelte Maschinengruppen dargestellt, die sich in einem Kraftwerk
des einen Netzes befinden. In dem zweiten Netz befinden sich in einem entsprechenden
Kraftwerk 1laschinen, die durch den gleichen Regler geregelt werden.
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Die beiden Anregeglieder des Reglers sind die beiden Meß-,vertv erstärker
11i und 3I2. Der kontaktlose Meßwertverstärker ist ein Gerät, das sowohl zur Meßwertumformung
als auch zur Meßwertverstärkung dient. Das Gerät 1111 beispielsweise dient
zur Umformung des Frequenzmeßwertes in einen proportionalen Gleichstrom. Die Frequenzmessung
erfolgt wechselstromseitig über den Resonanzkreis C, L und einen elektromagnetischen
Spannungsgleichhalter RI', so daß die Frequenzmessung spannungsunabhängig wird.
Der lleßwertumformer besteht aus einer Widerstandsbrücke 11'1-II'@ T1'3 II'R, deren
veränderlicher Widerstand ti'R bei Auftreten einer Abweichung des Istwertes vom
Sollwert verändert wird. so daß im Diagonalzweig der Brücke eine Spannung auftritt.
die der Abweichung direkt proportional ist. und von der der Regler beeinflußt wird.
Der veränderliche Widerstand 11'R ist eine Röhre in Rückkopplungsschaltung, die
dauernd schwingt. und die ihren Anodengleichstrom bzw. ihren Gleichstromwiderstand
entsprechend dem Rückkopplungsgrad ändert. Die Änderung des letzteren geschieht
durch ein Meßgerät. bestehend aus zwei elektrodynamischen Systemen zur Messung der
Frequenzabweichungund einenn Drehspulkompensationsglied. das über einen Nebenschluß
I'4 an die Brücke angeschlossen ist. An der Meßachse sitzt eine Fahne, durch die
die Gitterspule L2 gegen das Feld der Anodenspule L, je nach dem Meßmoment mehr
oder weniger abgeschirmt wird, so daß sich durch die damit gegebene Änderung der
Rückkopplung ein entsprechender Gleichstromwiderstand der Röhre ergibt. Bei Auftreten
einer Abweichung des Istwertes vom Sollwert dreht sich daher die Welle des richtkraftlosen
Meßwerks so lange. bis sich infolge der Änderung von 11'R ein Brückenstrom ergibt,
der im Drehspulsystem das Abweichungsmoment kompensiert.
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Der lleßwertumformer .1L@ dient zur Umformung des ankommenden Gleichstromfernmeßw-ertes
auf einen Wert, der für die Reglerbeeinflussung brauchbar ist. Der Meßwertumformer
-1I2 hat nur ein Drehspulsystem mit zwei Rähmchenwicklungen, von denen die eine
vom Fernmeßwert gespeist wird und die andere zur Kompensation dient. Ist der Leistungswert
an Ort und Stelle, also ohne Anwendung einer Fernmessung zu erfassen, so wird für
31, dasselbe Gerät wie für Ml gewählt, das außer dem Drehspulmeß- und Kompensationssystem
noch zwei dynamometrische Systeme hat. die zur Messung der Leistung in Aronschaltung
dienen. Auch zur Leistungsmessung wird der @feßw,ertumformer so geschaltet, daß
sich ein Gleichstrom ergibt, der proportional der Abweichung vom Sollwert ist. Mit
Hilfe des Regelwiderstandes [Y'5 kann der Frequenzsollwert und mit ff', der einzuhaltende
Leistungswert eingestellt werden.
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Die beiden Meßwertumformer arbeiten auf die beiden Regelwiderstände
W, und Ws. An diesen kann der Einfluß von Frequenz und Leistung aufeinander abgestimmt
werden. Entsprechend der Einstellung ergibt sich eine der jeweiligen Abweichung
verhältnisgleiche Spannung sowohl für die Frequenz @vie für die Vbergabeleistung.
An den Widerständen W, und 11's ist also die Spannung \7u11. wenn der Sollzustand
vorhanden ist.
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Die an den Widerständen 11-, und Wd gewonnenen Spannungswerte werden
addiert und den Steuerspulen von hydraulischen Zusatzreglern zugeführt, die unmittelbar
auf die Turbinensteuerung einwirken. Hierdurch wird eine schnelle Regelung erreicht.
während sich bei dem bisher gebräuchlichen Weg über einen Drehzahlverstellmotor
nur eine träge Regelung ergibt. Die Steuerspulen R1 und R3 ,-erden bei Parallelbetrieb
der beiden Maschinen in Reihe geschaltet. Sollten von dieser einen elektrischen
Regeleinrichtung, die gemeinsam für sämtliche zu regelnde Maschinen ist, sehr viele
'Maschinen beeinflußt ,-erden müssen, so kann es vorkommen, daß deren Leistung nicht
mehr ausreicht. In diesem Fall muß ein Meßwertverstärker eingeschaltet werden, der
die an 1i', und WB sich ergebenden und addierten Spannungen nochmals verstärkt.
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Die in Fig. i dargestellten Regler, mit denen die Frequenz und die
Übergabeleistung eingeregelt werden. folgen Kennlinien nach Fig. 2 a bis 2 c. In
diesen Figuren bedeutet iN's den Sollwert der einzuhaltenden Austauschleistungen
an der Netzkuppelstelle, und zwar soll diese Leistung beispielsweise von dem Netz
I an das Netz 1I geliefert werden. Daher hat der Regler im Kraftwerk des Netzes
I der Kennlinie nach Fig.2a und der Regler inn Kraftwerk des -Netzes II der Kennlinie
nach Fig.2b zu folgen. In der Fig.2c ist die
Kennlinie des Verbandes
fI,-bezogen auf den Verband I, eingezeichnet. Tritt nun z. B. im _ Netz I eine Laständerung
im Sinne einer Be- . lastung auf, so greift der schnellwirkende Frequenzregler sofort
ein. Ist die Kuppelleitung lang und verhältnismäßig schwach, so wird die Ausregelung
erfolgen, ohne daß im Netz II der Regler zum Eingreifen kommt. Ergibt sich @ trotzdem
eine Abweichung. der Übergabeleistung, z. B. im Sinne einer Verminderung derselben,
so ist aus Fig. 2 e erkennbar, daß in I sofort höher und in II entsprechend tiefer
geregelt wird, bis sich im Schnittpunkt der beiden Kennlinien der Sollzustand, richtige
Frequenz und übergabeleistung, ergibt. Gerade umgekehrt liegen die Verhältnisse
bei Laständerung in II. Ist der Kopplungsgrad sehr gut, so wird beim oben angenommenen
Belastungsfall sich der Regler in 1I sofort an der Belastung beteiligen, er wird
jedoch gleich durch den fallenden Leistungsaustausch, da II nach I zu liefern beginnt,
abgestoppt, so daß das Kraftwerk des Netzes I die Belastungsänderung seines Netzes
selbst übernimmt bzw. umgekehrt. Die Ausregelung der Last erfolgt deshalb immer
dort, wo sie anfällt. Um eine völlig pendelungsfreie Einregulierung zu bekommen,
muß die Neigung der Kennlinie des Reglers im Netz I um so geringer sein, je größer
die eingesetzte Maschinenleistung für die Frequenzregulierung ist. Dasselbe gilt
für Netz II, wo ebenfalls die Neigung der frequenzregelnden Maschinenleistung entsprechen
muß. Bei dieser Regelart ergibt sich daher eine schnelle und außerdem bei richtiger
Einstellung eine pendelfreie Einregelung sowohl der Frequenz wie der Übergabeleistung.
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Die Anpassung der Neigung der Kennlinien der beiden Netzregler an
die im Netz I und II für die Frequenzregelung eingesetzte Maschinenleistung kann
in einfacher Weise dadurch geschehen, daß bei Zuschaltung einer Maschine über Abhängigkeitskontakte
am Leistungsschalter diese Einstellung bzw. diese Verschiebung der Kennlinie selbsttätig
durchgeführt wird. Die nicht zur Frequenzregelung herangezogene Maschinenleistung
kann dabei außer acht gelassen werden, da sie sich praktisch nicht an den Regelvorgängen
beteiligt.
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Die selbsttätige Einstellung der Kennlinien erfolgt über die Abhängigkeitskontakte
12 und 22 der Leistungsschalter, durch die der Leistungsänderung entsprechende Teile
des Widerstandes W8 zu- oder abgeschaltet, d. h. überbrückt werden.