EP2208867A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln eines Dampfkraftwerks - Google Patents

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EP2208867A1
EP2208867A1 EP08015000A EP08015000A EP2208867A1 EP 2208867 A1 EP2208867 A1 EP 2208867A1 EP 08015000 A EP08015000 A EP 08015000A EP 08015000 A EP08015000 A EP 08015000A EP 2208867 A1 EP2208867 A1 EP 2208867A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
turbine
generator
power
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08015000A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Bennauer
Heribert Werthes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP08015000A priority Critical patent/EP2208867A1/de
Priority to EP09781887A priority patent/EP2318667A2/de
Priority to PCT/EP2009/060593 priority patent/WO2010026035A2/de
Priority to CN200980133303.8A priority patent/CN102137987B/zh
Priority to KR1020117006906A priority patent/KR101282056B1/ko
Priority to JP2011524320A priority patent/JP5194175B2/ja
Priority to US13/060,308 priority patent/US8624414B2/en
Priority to RU2011111282/06A priority patent/RU2472006C2/ru
Publication of EP2208867A1 publication Critical patent/EP2208867A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K13/00—General layout or general methods of operation of complete plants
    • F01K13/02—Controlling, e.g. stopping or starting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D15/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of engines with devices driven thereby
    • F01D15/10—Adaptations for driving, or combinations with, electric generators

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a steam power plant with a generator and a turbine.
  • the fault referred to in the following short-circuit interruption is a generally 3-pole short circuit in the vicinity of the power plant, which lasts only a few 100 ms.
  • the power at the terminals of the generator is in such a power failure due to the aforementioned voltage drop briefly equal to zero. If the short circuit is cleared within a fault clearance time of at least 150 ms can, the generator continues to feed active and reactive power into the grid to stabilize frequency and voltage. If the short circuit is 150 ms or shorter, neither the shaft train nor the associated turbine may be shut down. In many steam power plants, the possible error explanation time is still significantly shorter.
  • the invention is based on the object, a method for controlling a steam power plant with a generator and a To provide turbine in which the above problems are largely avoided and in particular a voltage and frequency stability in the associated network are ensured both in a load shedding and a short-circuit interruption.
  • the object is achieved with a method for controlling a steam power plant with a generator and a turbine according to claim 1. Furthermore, the object is achieved with a device for controlling a steam power plant according to claim 8.
  • Advantageous developments of the invention are described in the dependent claims.
  • the method according to the invention for controlling a steam power plant with a generator and a turbine comprises the steps of: providing a first signal indicating a reduction of the actual power of the generator, generating a second signal indicating a short circuit interruption in response to the first signal, resetting the second signal after a predetermined first time period and blocking the second signal for a predetermined second period of time, stopping and then starting the turbine in response to the second signal, generating a third signal indicative of load shedding in response to the first signal and permanently stopping the second signal Turbine depending on the third signal.
  • the solution according to the invention is based on the finding that, in the event of a short-circuit interruption, the multiple response and an asymmetrical positioning time of the valves of the associated turbine should be avoided as far as possible in the case of overdrive release in the up and down direction, because this gradually shuts down the power of the turbine but further, even with a short-circuit interruption, a one-time shift of the overdrive should not be prevented, because such overdrive results in a return of the turbine torque, which has a dampening effect on the otherwise resulting network swing.
  • the inventive The solution is based on the way that in both mentioned incidents (ie both short-circuit interruption and load shedding) a signal is generated, which initially leads to a stoppage of the turbine.
  • this signal is the second signal which is generated as a function of or at the same time as a first signal which indicates a reduction of the actual power of the generator.
  • the turbine of the steam power plant according to the invention is thus stopped or reduced in its performance (which is usually done by a valve speed), as soon as an associated signal indicates a significant reduction in the actual power of the generator.
  • the turbine is started again after this stopping of the turbine. During this stopping and starting is checked with the controller of the associated steam power plant according to the invention, whether there are further criteria for a load shedding. If a load shedding is detected and an associated third signal is generated, then a permanent stopping of the turbine in response to this, in the wording of claim 1 third signal triggered.
  • the turbine is initially stopped in principle and tested only in the further course of time, whether a distinction can be made between short-circuit interruption and load shedding. During this time, the turbine is precautionarily put back into the start mode so that it starts as soon as the short circuit interruption has been detected and the load shedding situation has just not been recognized.
  • the second signal which indicates a short-circuit interruption, is reset and subsequently blocked. This ensures that this second signal can not again indicate a short-circuit interruption when, in the subsequent time course, the generator active power oscillates around the zero point.
  • This third signal is generated independently of the second signal and forms the discrimination signal to distinguish the initially assumed short-circuit interruption from a load shedding.
  • the first signal is provided when the actual power of the generator has abruptly reduced by a predetermined value or the actual power of the generator is greater than a predetermined negative value and the actual power of the generator has become smaller than twice the domestic demand and the reference between a target power and the actual power of the generator has become greater than twice the domestic demand.
  • the first signal which indicates a reduction in the actual power of the generator, is generated when the generator power decreases abruptly, wherein this step-like reduction is preferably at least 70%.
  • the power signal is preferably filtered first by a DT1 element.
  • the generator power is compared with a predetermined negative value, in particular -2%. If the generator power is greater than this value, the generator is not in a motor operation whose power is greater than this rated power. Furthermore, it is checked whether the actual power of the generator has become smaller than twice the domestic demand. As a third condition, it is checked whether the difference between power setpoint and Actual power value is greater or less than twice its own requirement. A decrease in the actual power can thus be detected.
  • the three conditions mentioned above are linked with a logical and. The signal is thus generated when all these conditions are met or the generator power has changed abruptly by said predetermined value.
  • the predetermined first time interval is between 100 ms and 200 ms, in particular 150 ms.
  • the predetermined first time period is used to determine how long the second signal remains set and thus a short-circuit interruption is displayed.
  • This second predetermined period of time is advantageously dimensioned so that the associated turbine can be stopped or its valves can be closed quickly, so the overdrive can be triggered.
  • this predetermined first period of time is chosen so that the turbine is sufficiently quickly put back into the starting mode to support the frequency and voltage stability in the network by feeding active and reactive power with the generator.
  • the starting itself has a certain delay in itself, which means that the turbine can be stopped sufficiently quickly in the context of the subsequent load-shedding control.
  • the predetermined second time period is between 4 s and 10 s, in particular 7 s.
  • the predetermined second time period serves to block the second signal and to prevent the short-circuit interruption recognition from responding several times in succession after detection of a short-circuit interruption by oscillation of the generator active power around the zero point.
  • the predetermined second time period is advantageously chosen such that the mechanical torque and consequently the electric power of the generator come back faster than this selected second time period.
  • the generation of the third signal takes place as a function of the first signal and a predetermined third time span.
  • the first signal is the trigger and it is additionally determined whether this first signal persists for a predetermined third period of time.
  • a load shedding is thus present when, over a relatively long period of time, precisely this predetermined third period of time, the actual power of the generator is greatly reduced. In the case of a short-circuit interruption, however, a power of almost zero is generally only a few 100 ms.
  • the predetermined third time period is selected with a value between 1.5 s and 2.5 s, in particular 2 s.
  • This period of time means that it can be determined with certainty whether there is a load shedding or, for example, only an oscillation of the electrical power about the mechanical power after a short-circuit interruption.
  • the period of time is chosen such that the associated turbine is stopped sufficiently early enough. It should be noted in particular that after a restart of the turbine following the setting of the signal short-circuit interruption of this start is controlled by an associated speed control of the turbine. With the elimination of the electric power of the generator accelerates the drive train of the turbine so strong that their speed control sufficiently engages and prevents over-rotation of the turbine.
  • the turbine which starts again after about 1.5 s after stopping with the actual starting, does not over-tighten after 2 s in the case of permanent stopping and at most a very short-term hatching takes place on the generator.
  • a load shedding accelerates so the shaft train and absorbs the excess power of the turbine, which can no longer deliver it to the grid.
  • the speed of the turbine rises above the nominal value (for example, to a value up to 5% above the nominal value).
  • the speed controller decisively determines the manipulated variable for the opening of the associated valves of the turbine.
  • the valves remain closed, even if the signal for starting the turbine is already present again as a function of the second signal.
  • the signal to permanently stop the turbine so that the valves remain closed during this period in total and the turbine torque is driven as required to zero, until the speed of the turbine is below the setpoint.
  • the generation of the third signal takes place as a function of a load switch for the generator.
  • the load switch of the generator indicates whether the generator should ever feed electrical power into the grid.
  • a load switch is not safely mitbetätigt each load shedding, so for this reason, in addition, the above conditions are taken into account to reliably detect a load shedding.
  • a circuit arrangement or device 10 for controlling a steam power plant not shown further with a generator 12 and a turbine 14 is illustrated.
  • the device 10 comprises as essential elements a PEL signal line 16 and a PSW signal line 18, which lead from the generator 12 to a means 20 for providing a first signal.
  • This means 20 is designed as a control or regulating device in which a total of six switching elements 20a, 20b, 20c, 20d, 20e and 20f are formed.
  • the actual power (PEL) of the generator 12 is passed to the switching element 20a, which checks whether the actual power has dropped abruptly by a predetermined value GPLSP. In the present case, in particular a jump-like reduction of more than 70% is checked. To check for such power jumps, the power signal PEL is first filtered by a DT1 element.
  • the switching element 20b is derived from the input signal PEL, whether the actual power of the generator 12 is greater than a certain negative value GPNEG.
  • GPNEG a certain negative value
  • the switching element 20c it is checked whether the actual power PEL of the generator 12 is less than twice its own requirement GP2EB has become. It is recognized as a drop in the actual performance to less than twice its own needs.
  • the difference between the power setpoint and the power actual value is determined by means of the input signals actual power PEL and setpoint power PSW of the generator 12 and compared with the value 2x self-consumption. It is detected as a fall in the actual power.
  • the results of the switching elements 20b, 20c and 20d are linked to one another via the switching element 20e, this forming an AND connection.
  • the result of this link is linked to the result of the switching element 20a by means of the switching element 20f, these links in the switching element 20f being an OR link.
  • a signal S1 is generated, which indicates whether there is a reduction in the actual power PEL of the generator 12.
  • This signal S1 is supplied to a means 22 for generating a second signal KU.
  • This signal KU is considered to be a signal which basically indicates a short-circuit interruption in response to the first signal S1.
  • the generated second signal KU is reset after a predetermined first time TKU of present 150ms and subsequently blocked for a predetermined second time period CSPKU of the present 7 s.
  • a means 24 for resetting and blocking the second signal KU this means being designed with an RS flip-flop and an associated set signal.
  • the signal is held for the period of CSPKU and given to the reset input of the flip-flop.
  • This interconnection has the effect that the KU signal is available for a maximum of 150ms and can not be available again until after 7 s at the earliest.
  • the KU signal is forwarded via a KU signal line 26 to the turbine 14, where an unillustrated means in the form of a controller for stopping and starting the turbine 14 is provided. Due to the short-term KU signal, this controller causes the power setpoint PSW of the turbine 14 to be temporarily switched off.
  • the signal S1 is further directed to a means 28 for generating a third signal LAW, this third signal LAW being formed when the first signal S1 is longer than a predetermined third time period TLAW, in the present case 2s.
  • the signal LAW is conducted via an LAW signal line 30 to the turbine 14, where an unillustrated means for permanently stopping the turbine in response to the LAW signal 30 is provided.
  • Fig. 2 the associated process flow for controlling a steam power plant with the generator 12, the turbine 14 and the device 10 is illustrated.
  • the method comprises a step 34, in which the first signal S1 is provided, which indicates a reduction of the actual power PEL of the generator 12. This signal is either no or 0 respectively, returning to the input of step 34, or the signal S1 is 1 or yes, whereby a further step 36 of generating the second signal KU first takes place.
  • the signal KU fundamentally indicates a short-circuit interruption or it is assumed that such a short-circuit interruption could be present.
  • the second signal KU is then reset after a predetermined first time period TKU and subsequently the predetermined second time period TSPKU is blocked.
  • step 40 in which the turbine 14 stops and is then restarted.
  • the path from step 40 subsequently leads back to step 34.
  • step 42 it is further checked in a step 42 at the same time as steps 36, 38 and 40 whether the signal S1 is only permanently applied to the third time interval TLAW of the present case of 2s. If this is not the case, the method returns to step 34. If this is the case, the corresponding third signal LAW set to Yes or 1, and it is in a step 44, the turbine 14 is stopped permanently.
  • Fig. 3 For example, various waveforms of signals and measurements of generator 12 and turbine 14 are plotted over time.
  • a method for controlling a steam power plant according to the prior art is illustrated, wherein a first curve 46 shows the course of the mechanical torque of the turbine 14. It can be seen how this mechanical torque drops due to a sudden reduction of the actual power of the generator and subsequently increases again at least slightly due to the presence of a short-circuit interruption.
  • the curves 48 and 50 show the associated course of the electrical torque of the generator 12 and the active power of the generator 12. This active power corresponds to the actual power PEL. It can be seen that both the electrical torque and the active power start to oscillate due to the short-circuit interruption and have a zero pass several times.
  • the curve 52 shows the associated curve or the curve of the first signal S1 resulting therefrom according to the prior art. This signal is generated with the short-circuit interruption itself and subsequently several times due to the passage through the zero crossing. It follows that due to the signal S1, the associated turbine 14 is stopped several times (see the three circular markings at curve 46) and this leads to a strong reduction and delay of the power of the turbine. Associated curves 54 and 56 finally show the rotor angle in ° and the slip on the generator 12.
  • Fig. 4 and 5 is illustrated how the course of such and similar curves changed when using the inventive solution.
  • Curve 58 illustrates how the mechanical torque behaves over time when a short circuit interruption is detected by the method and apparatus of the present invention. It can be clearly seen that it does not lead to a repeated stop or overdrive release comes.
  • the curves 60 and 62 show the associated electrical torque and the associated active power of the generator 12, the curve 64 illustrates that in the procedure according to the invention, only a comparatively short KU signal is generated once. This is, as explained above, reset and subsequently blocked in such a way that it can not lead to a re-triggering a fast gear. Accordingly, this procedure leads to a very timely restart of the associated turbine 14 with a correspondingly different rotor angle (see curve 66) as well as some other slip behavior (see curve 68).
  • FIG. 5 is illustrated how the steam power plant according to the invention behaves when it comes to a load shedding.
  • a curve 70 shows the active power of the generator and a curve 72 the associated desired power (PSW).
  • a curve 74 shows the behavior of an associated turbine controller, wherein it can be seen that, after a brief interruption, this turbine controller restarts the associated turbine 14, but nevertheless limits its speed.
  • Curves 76 and 78 illustrate the associated course of the mean pressure of the valves of the turbine 14 as well as the live steam pressure of the valves of the turbine 14. It can be seen that the valves are closed with the elimination of the mechanical torque with the turbine governor and are subsequently kept closed by the turbine controller also targeted 1.5s.
  • a curve 80 shows the associated above-mentioned first signal and its course.
  • a curve 82 shows the course of the associated, above-mentioned second signal (KU), which is generated for a short time, then reset and subsequently blocked.
  • a curve 84 shows the course of an above-mentioned third signal (LAW) which is generated by the fact that the first signal (see curve 80) is continuously applied. With this third signal 84, the turbine 14 is correspondingly stopped permanently, which can be seen again in the course of the curve 74 (turbine controller).
  • a curve 86 shows the course of the mechanical Moments on the turbine, it can be seen how this mechanical torque decreases due to the omission of the mechanical torque of the generator 12.
  • the overdrive of the valves on the turbine 14 is triggered by the signal KU and this triggering takes place only once for the reasons mentioned. If, after a predefined time, the signal which led to the generation of the signal KU continues to be present, the signal LAW is generated and the valves remain closed until the rotational speed of the turbine has largely fallen, after which the mechanical torque can be increased safely for own use , This delay phase protects the generator 12 from overspeeding and generally lasts longer than 10 seconds.

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Abstract

Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfasst die Schritte: Bereitstellen (34) eines ersten Signals (S1), welches eine Verminderung der Ist-Leistung (PEL) des Generators (12) anzeigt, Erzeugen (36) eines zweiten Signals (KU), welches eine Kurzschlussunterbrechung anzeigt, in Abhängigkeit des ersten Signals (S1), Zurücksetzten (38) des zweiten Signals (KU) nach einer vorbestimmten ersten Zeitspanne (TKU) und Blockieren (38) des zweiten Signals für eine vorbestimmte zweite Zeitspanne (TSPKU), Stoppen und anschließendes Starten (40) der Turbine (14) in Abhängigkeit des zweiten Signals (KU), Erzeugen (42) eines dritten Signals (LAW), welches einen Lastabwurf anzeigt, in Abhängigkeit des ersten Signals (S1) sowie dauerhaftes Stoppen (44) der Turbine (14) in Abhängigkeit des dritten Signals (LAW).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Regeln eines Dampfkraftwerks mit einem Generator und einer Turbine.
  • Dampfkraftwerke tragen maßgeblich zur Spannungs- und Frequenzstabilisierung sowohl in Verbundnetzen als auch in Inselnetzen bei. Um diesen Stabilisierungsanforderungen gerecht zu werden, müssen die Regelungsstrategien der Dampfkraftwerke höchsten Ansprüchen genügen. Die Regelungsstrategien sind dabei besonders bei Netzstörfällen und schnellen Laständerungen von Bedeutung.
  • Weicht z.B. die Drehzahl des Generators stark vom Nennwert ab und die Maschine gerät in Gefahr zu Schlüpfen oder der Wellenstrang von Generator und Turbine ist durch Überdrehzahl gefährdet, muss das gesamte Dampfkraftwerk gezielt vom zugehörigen Netz abgekoppelt und auf Eigenbedarf abgefahren werden, damit es schnellstmöglich wieder für den Netzaufbau zur Verfügung steht. Nach einem solchen Lastabwurf reduziert sich die Leistung an den Klemmen des Generators in kurzer Zeit auf sehr geringe Werte. Damit der Wellenstrang durch eine solche Verminderung der Ist-Leistung des Generators nicht zu stark beschleunigt wird, müssen Ventile der zugehörigen Turbine schnell zugefahren werden. Nach einem Lastabwurf bleibt die elektrische Leistung an den Klemmen des Generators im Allgemeinen längere Zeit auf einem niedrigen Wert.
  • Der im Folgenden Kurzschlussunterbrechung genannte Störfall ist hingegen ein in der Regel 3-poliger Netzkurzschluss in der Nähe des Kraftwerks, welcher nur wenige 100 ms andauert. Die Leistung an den Klemmen des Generators ist bei einem solchen Netzstörfall aufgrund des genannten Spannungseinbruchs kurzzeitig gleich Null. Sofern der Kurzschluss innerhalb einer Fehlerklärungszeit von mindestens 150 ms gelöscht werden kann, soll der Generator weiterhin Wirk- und Blindleistung ins Netz einspeisen, um Frequenz und Spannung zu stabilisieren. Wenn der Kurzschluss also 150 ms oder kürzer anliegt, darf weder der Wellenstrang durchschlüpfen noch die zugehörige Turbine heruntergefahren werden. In vielen Dampfkraftwerken ist die mögliche Fehlerklärungszeit noch deutlich kürzer.
  • Die Regelung eines Dampfkraftwerks muss auf beide Störfälle reagieren, wobei das Problem besteht, dass der Leistungsabwurf und die Kurzschlussunterbrechung zum jeweiligen Beginn nicht zu unterscheiden sind, da in beiden Fällen die Leistung an den Klemmen des Generators abfällt. Ferner besteht die Problematik, dass zwar bei der Kurzschlussunterbrechung die elektrische Leistung nach der Fehlerklärung zurückkommt, woraufhin die Turbine weiterbetrieben werden müsste, die elektrische Leistung aber dennoch im weiteren Verlauf mehrfach durch ihren Nulldurchgang pendelt, sodass bekannte Regler beim Unterschreiten vordefinierter Leistungsgrenzwerte erneut einen Störfall erkennen. Mit jeder Störfallerkennung wird insbesondere bei bekannten Dampfkraftwerken die Leistung der zugehörigen Turbine dadurch reduziert, dass zugehörige Ventile schnell zugefahren werden. Ein solcher Ventilschnellgang der Dampfturbine kann durch das genannte Pendeln der Generatorwirkleistung um den Nullpunkt nach einer Kurzschlussunterbrechung mehrmals hintereinander ansprechen. Dadurch wird die Turbinenleistung und somit die Wirkleistungseinspeisung ins Netz für eine unverhältnismäßig lange Zeit von mehreren Sekunden stark reduziert.
  • Bei einem Auftreten dieses Problems in mehreren Dampfkraftwerken führt das zu nicht tolerierbaren Lastfluss- und Frequenzproblemen. Die Dampfkraftwerke müssen bei derartigen Fehlern im Zeitbereich von wenigen 100 ms die Frequenz- und Spannungsstabilität des Netzes sichern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regeln eines Dampfkraftwerks mit einem Generator und einer Turbine zu schaffen, bei dem die oben genannten Probleme weitestgehend vermieden sind und insbesondere eine Spannungs- und Frequenzstabilität im zugehörigen Netz sowohl bei einem Lastabwurf als auch einer Kurzschlussunterbrechung gewährleistet sind.
  • Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Regeln eines Dampfkraftwerks mit einem Generator und einer Turbine gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner ist die Aufgabe mit einer Vorrichtung zum Regeln eines Dampfkraftwerks gemäß Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Regeln eines Dampfkraftwerks mit einem Generator und einer Turbine umfasst die Schritte: Bereitstellen eines ersten Signals, welches eine Verminderung der Ist-Leistung des Generators anzeigt, Erzeugen eines zweiten Signals, welches eine Kurzschlussunterbrechung anzeigt, in Abhängigkeit des ersten Signals, Zurücksetzten des zweiten Signals nach einer vorbestimmten ersten Zeitspanne und Blockieren des zweiten Signals für eine vorbestimmte zweite Zeitspanne, Stoppen und anschließendes Starten der Turbine in Abhängigkeit des zweiten Signals, Erzeugen eines dritten Signals, welches einen Lastabwurf anzeigt, in Abhängigkeit des ersten Signals sowie dauerhaftes Stoppen der Turbine in Abhängigkeit des dritten Signals.
  • Die erfindungsgemäße Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass bei einer Kurzschlussunterbrechung zwar das mehrfache Ansprechen und eine unsymmetrische Stellzeit der Ventile der zugehörigen Turbine bei Schnellgangauslösung in Auf- und Zurichtung möglichst vermieden werden soll, weil dadurch nach und nach die Leistung der Turbine heruntergefahren wird, dass aber ferner selbst bei einer Kurzschlussunterbrechung ein einmaliges Schalten des Schnellgangs nicht verhindert werden soll, weil ein solcher Schnellgang zu einer Rücknahme des Turbinenmomentes führt, was eine dämpfende Wirkung auf die sich sonst ergebende Netzpendelung hat. Die erfindungsgemäße Lösung geht davon ausgehend den Weg, dass bei beiden genannten Störfällen (also sowohl bei Kurzschlussunterbrechung als auch bei Lastabwurf) ein Signal erzeugt wird, welches zunächst zu einem Stoppen der Turbine führt. Dieses Signal ist im Wortlaut des Anspruchs 1 das zweite Signal, welches in Abhängigkeit oder zeitgleich mit einem ersten Signal generiert wird, welches eine Verminderung der Ist-Leistung des Generators anzeigt. Mit anderen Worten wird die Turbine des erfindungsgemäßen Dampfkraftwerks also gestoppt bzw. in ihrer Leistung reduziert (was in der Regel durch einen Ventilschnellgang erfolgt), sobald ein zugehöriges Signal eine nennenswerte Verminderung der Ist-Leistung des Generators anzeigt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ferner im Anschluss an dieses Stoppen der Turbine diese wieder gestartet. Während dieses Stoppens und Startens wird mit dem erfindungsgemäßen Regler des zugehörigen Dampfkraftwerks abgeprüft, ob weitere Kriterien für einen Lastabwurf vorliegen. Sofern ein Lastabwurf erkannt wird und ein zugehöriges drittes Signal erzeugt wird, wird erst dann ein dauerhaftes Stoppen der Turbine in Abhängigkeit dieses, im Wortlaut des Anspruchs 1 dritten Signals, ausgelöst. Mit anderen Worten wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl bei einer Kurzschlussunterbrechung als auch einem Lastabwurf die Turbine zunächst grundsätzlich gestoppt und erst im weiteren Zeitverlauf geprüft, ob zwischen Kurzschlussunterbrechung und Lastabwurf unterschieden werden kann. Während dieses Zeitverlaufs wird die Turbine vorsorglich wieder in den Startmodus versetzt, damit sie durchstartet, sobald die Kurzschlussunterbrechung erkannt und die Lastabwurf-Situation eben nicht erkannt worden ist.
  • Wichtig ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ferner, dass das zweite Signal, welches eine Kurzschlussunterbrechung anzeigt, zurückgesetzt und anschließend blockiert wird. Dadurch wird sichergestellt, dass dieses zweite Signal eine Kurzschlussunterbrechung nicht erneut anzeigen kann, wenn im nachfolgenden Zeitverlauf die Generatorwirkleistung um den Nullpunkt pendelt.
  • Anders ausgedrückt kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zwischen einem Lastabwurf und einer Kurzschlussunterbrechung dadurch unterschieden werden, dass ein sogenanntes zweites Signal immer ein kurzzeitiges Abregeln der zugehörigen Turbine auslöst, die Soll-Leistung des Generators also kurzzeitig auf Null gesetzt wird. Erst ein drittes Signal löst ein dauerhaftes Abregeln der zugehörigen Turbine aus, wobei dann die Soll-Leistung des Generators dauerhaft auf Null gesetzt wird. Dieses dritte Signal wird unabhängig vom zweiten Signal erzeugt und bildet das Unterscheidungssignal, um die zunächst angenommene Kurzschlussunterbrechung von einem Lastabwurf zu unterscheiden.
  • Bei einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erste Signal bereitgestellt, wenn sich die Ist-Leistung des Generators sprunghaft um einen vorbestimmten Wert vermindert hat oder die Ist-Leistung des Generators größer als ein vorbestimmter negativer Wert ist sowie die Ist-Leistung des Generators kleiner als das Zweifache des Eigenbedarfs geworden ist sowie die Referenz zwischen einer Soll-Leistung und der Ist-Leistung des Generators größer als das Zweifache des Eigenbedarfs geworden ist. Mit anderen Worten wird das erste Signal, welches eine Verminderung der Ist-Leistung des Generators anzeigt, generiert, wenn sich die Generatorleistung sprungförmig vermindert, wobei diese sprungförmige Verminderung bevorzugt mindestens 70% beträgt. Zur Überprüfung auf Leistungssprünge wird bevorzugt das Leistungssignal zunächst durch ein DT1-Glied gefiltert. Mit dieser Bedingung ist in Form einer Oder-Verknüpfung folgende Verbindung gekoppelt: die Generatorleistung wird mit einem vorbestimmten negativen Wert, insbesondere -2%, verglichen. Sofern die Generatorleistung größer als dieser Wert ist, befindet sich der Generator nicht in einem Motorbetrieb, dessen Leistungen größer als diese Nennleistung ist. Ferner wird überprüft, ob die Ist-Leistung des Generators kleiner als das Zweifache des Eigenbedarfs geworden ist. Als dritte Bedingung wird geprüft, ob die Differenz zwischen Leistungssollwert und Leistungsistwert größer oder kleiner als das Zweifache des Eigenbedarfs ist. Ein Absinken der Ist-Leistung kann somit detektiert werden. Die drei oben genannten Bedingungen sind dabei mit einem logischen Und verknüpft. Das Signal wird also erzeugt, wenn alle diese Bedingungen erfüllt sind oder sich die Generatorleistung um den genannten vorbestimmten Wert sprunghaft geändert hat.
  • Bei einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die vorbestimmte erste Zeitspanne zwischen 100ms und 200ms, insbesondere 150ms. Die vorbestimmte erste Zeitspanne dient dazu, festzulegen, wie lange das zweite Signal gesetzt bleibt und damit eine Kurzschlussunterbrechung angezeigt ist. Diese zweite vorbestimmte Zeitspanne ist vorteilhaft so bemessen, dass die zugehörige Turbine gestoppt bzw. deren Ventile schnell geschlossen werden können, also der Schnellgang ausgelöst werden kann. Zugleich ist diese vorbestimmte erste Zeitspanne so gewählt, dass die Turbine ausreichend schnell wieder in den Startmodus versetzt wird, um durch Einspeisen von Wirk- und Blindleistung mit dem Generator die Frequenz- und Spannungsstabilität im Netz zu stützen. Das Starten selbst birgt eine gewisse Verzögerung in sich, die dazu führt, dass die Turbine im Rahmen der nachfolgenden Lastabwurf-Kontrolle ausreichend schnell dauerhaft gestoppt werden kann.
  • Bei einer dritten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt die vorbestimmte zweite Zeitspanne zwischen 4s und 10s, insbesondere 7s. Die vorbestimmte zweite Zeitspanne dient dazu das zweite Signal zu verblocken und zu verhindern, dass nach einem Erkennen einer Kurzschlussunterbrechung durch ein Pendeln der Generatorwirkleistung um den Nullpunkt die Kurzschlussunterbrechungs-Erkennung mehrmals hintereinander anspricht. Die vorbestimmte zweite Zeitspanne ist dabei vorteilhaft derart gewählt, dass das mechanische Moment und folglich die elektrische Leistung des Generators schneller wieder zurückkommen als diese gewählte zweite Zeitspanne.
  • Bei einer vierten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Erzeugen des dritten Signals, welches einen Lastabwurf anzeigt, in Abhängigkeit des ersten Signals und einer vorbestimmten dritten Zeitspanne. Für das den Lastabwurf anzeigende Signal ist also wiederum das erste Signal der Auslöser und es wird zusätzlich ermittelt, ob dieses erste Signal während einer vorbestimmten dritten Zeitspanne dauerhaft besteht. Ein Lastabwurf liegt also dann vor, wenn über einen längeren Zeitraum, eben diese vorbestimmte dritte Zeitspanne, die Ist-Leistung des Generators stark vermindert ist. Bei einer Kurzschlussunterbrechung liegt eine Leistung von nahe Null im Allgemeinen hingegen nur wenige 100ms an.
  • Besonders bevorzugt ist die vorbestimmte dritte Zeitspanne mit einem Wert zwischen 1,5s und 2,5s, insbesondere 2s gewählt. Diese Zeitspanne führt dazu, dass sicher festgestellt werden kann, ob ein Lastabwurf vorliegt oder etwa nur ein Pendeln der elektrischen Leistung um die mechanische Leistung nach einer Kurzschlussunterbrechung. Ferner ist die Zeitspanne derart gewählt, dass die zugehörige Turbine ausreichend früh dauerhaft gestoppt wird. Dabei ist insbesondere zu beachten, dass nach einem erneuten Starten der Turbine im Anschluss an das Setzen des Signals Kurzschlussunterbrechung dieses Starten durch eine zugehörige Drehzahlregelung der Turbine gesteuert wird. Mit dem Wegfall der elektrischen Leistung des Generators beschleunigt der Antriebsstrang der Turbine derart stark, dass deren Drehzahlregelung ausreichend eingreift und ein Überdrehen der Turbine verhindert. Dies führt auch dazu, dass die Turbine, welche nach ca. 1,5 s nach dem Stoppen wieder mit dem eigentlichen Starten beginnt, beim dauerhaften Stoppen nach 2 s nicht überdreht und allenfalls ein sehr kurzfristiges Schlüpfen am Generator stattfindet. Nach einem Lastabwurf beschleunigt also der Wellenstrang und nimmt die überschüssige Leistung der Turbine auf, die sie nicht mehr an das Netz abgeben kann. Die Drehzahl der Turbine steigt über den Nennwert an (beispielsweise auf einen Wert bis zu 5% über dem Nennwert). Daraufhin bestimmt maßgeblich der Drehzahlregler die Stellgröße für das Öffnen der zugehörigen Ventile der Turbine. Dadurch bleiben die Ventile zu, selbst wenn bereits wieder das Signal zum Starten der Turbine in Abhängigkeit des zweiten Signals anliegt. Nachfolgend kommt gegebenenfalls das Signal zum dauerhaften Stoppen der Turbine, sodass die Ventile während dieses Zeitraums insgesamt noch geschlossen bleiben und das Turbinenmoment wie gefordert auf Null gefahren wird, bis die Drehzahl der Turbine unterhalb des Sollwerts liegt.
  • Bei einer sechsten vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Erzeugen des dritten Signals, welches einen Lastabwurf anzeigt, in Abhängigkeit eines Lastschalters für den Generator. Der Lastschalter des Generators gibt an, ob der Generator überhaupt elektrische Leistung ins Netz einspeisen soll. Allerdings wird ein solcher Lastschalter nicht bei jedem Lastabwurf sicher mitbetätigt, sodass aus diesem Grund zusätzlich die oben genannten Bedingungen berücksichtigt werden, um einen Lastabwurf sicher zu erkennen.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Lösung anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    ein Schaubild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Regeln eines Dampfkraftwerks,
    Fig. 2
    ein Schaubild eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Regeln eines Dampfkraftwerks,
    Fig. 3
    die Verläufe von diversen Kenngrößen eines Dampfkraftwerks im Falle einer Kurzschlussunterbrechung gemäß dem Stand der Technik,
    Fig. 4
    die Verläufe diverser Kenngrößen eines Dampfkraftwerks im Falle einer Kurzschlussunterbrechung gemäß der erfindungsgemäßen Lösung und
    Fig. 5
    die Verläufe diverser Kenngrößen eines Dampfkraftwerks im Falle eines Lastabwurfs gemäß der erfindungsgemäßen Lösung.
  • In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung bzw. Vorrichtung 10 zum Regeln eines weiter nicht dargestellten Dampfkraftwerks mit einem Generator 12 und einer Turbine 14 veranschaulicht. Die Vorrichtung 10 umfasst als wesentliche Elemente eine PEL-Signalleitung 16 sowie eine PSW-Signalleitung 18, die von dem Generator 12 zu einem Mittel 20 zum Bereitstellen eines ersten Signals führen. Dieses Mittel 20 ist als Steuer- bzw. Regeleinrichtung ausgestaltet, in dem insgesamt sechs Schaltelemente 20a, 20b, 20c, 20d, 20e und 20f ausgebildet sind. Dabei wird über die PEL-Signalleitung 16 die Ist-Leistung (PEL) des Generators 12 an das Schaltelement 20a weitergegeben, welches überprüft, ob die Ist-Leistung sprunghaft um einen vorbestimmten Wert GPLSP abgesunken ist. Dabei wird vorliegend insbesondere eine sprungförmige Verminderung um größer 70% überprüft. Zur Überprüfung auf solche Leistungssprünge wird das Leistungssignal PEL zunächst durch ein DT1-Glied gefiltert.
  • In dem Schaltelement 20b wird aus dem Eingangssignal PEL abgeleitet, ob die Ist-Leistung des Generators 12 größer als ein bestimmter negativer Wert GPNEG ist. Vorliegend wird dabei insbesondere die Generatorleistung mit dem Wert GPNEG = -2% verglichen. Es wird dadurch überprüft, ob sich der Generator 12 im Motorbetrieb mit Leistungen größer -2% der Nennleistung befindet.
  • Im Schaltelement 20c wird überprüft, ob die Ist-Leistung PEL des Generators 12 kleiner als das Zweifache des Eigenbedarfs GP2EB geworden ist. Es wird so ein Absinken der Ist-Leistung auf kleiner zweimal Eigenbedarf erkannt.
  • Mit dem Schaltelement 20d wird mittels der Eingangssignale Ist-Leistung PEL und Soll-Leistung PSW des Generators 12 die Differenz zwischen dem Leistungssollwert und dem Leistungsistwert ermittelt und mit dem Wert 2 x Eigenbedarf verglichen. Es wird so ein Absinken der Ist-Leistung detektiert.
  • Die Ergebnisse der Schaltelemente 20b, 20c und 20d sind über das Schaltelement 20e miteinander verknüpft, wobei dieses eine UND-Verknüpfung bildet. Das Ergebnis dieser Verknüpfung ist mittels des Schaltelements 20f mit dem Ergebnis des Schaltelements 20a verknüpft, wobei diese Verknüpfungen im Schaltelement 20f eine Oder-Verknüpfung ist. Auf diese Weise wird mit dem Mittel 20 zum Bereitstellen eines ersten Signals ein Signal S1 generiert, welches angibt, ob eine Verminderung der Ist-Leistung PEL des Generators 12 vorliegt. Dieses Signal S1 wird einem Mittel 22 zum Erzeugen eines zweiten Signals KU zugeführt. Dieses Signal KU wird als ein Signal betrachtet, welches grundsätzlich eine Kurzschlussunterbrechung anzeigt und zwar in Abhängigkeit des ersten Signals S1. Das erzeugte zweite Signal KU wird nach einer vorbestimmten ersten Zeitspanne TKU von vorliegend 150ms zurückgesetzt und nachfolgend für eine vorbestimmte zweite Zeitspanne CSPKU von vorliegend 7 s blockiert. Dies geschieht mit einem Mittel 24 zum Zurücksetzen und Blockieren des zweiten Signals KU, wobei dieses Mittel mit einem RS-Flipflop und einem zugehörigen Setsignal gestaltet ist. Das Signal wird für die Zeitspanne von CSPKU gehalten und auf den Reset-Eingang des Flipflops gegeben. Diese Verschaltung bewirkt, dass das KU-Signal maximal 150ms ansteht und danach erst nach frühestens 7 s wieder anstehen kann. Das KU-Signal wird über eine KU-Signalleitung 26 an die Turbine 14 weitergeleitet, wo ein nicht dargestelltes Mittel in Gestalt eines Reglers zum Stoppen und Starten der Turbine 14 vorgesehen ist. Dieser Regler bewirkt aufgrund des kurzzeitigen KU-Signals ein vorübergehendes Abschalten des Leistungssollwertes PSW der Turbine 14.
  • Das Signal S1 wird ferner an ein Mittel 28 zum Erzeugen eines dritten Signals LAW geleitet, wobei dieses dritte Signal LAW gebildet wird, wenn das erste Signal S1 länger als eine vorbestimmte dritte Zeitspanne TLAW, vorliegend 2s, besteht. Das Signal LAW wird dabei über eine LAW-Signalleitung 30 an die Turbine 14 geleitet, wo ein nicht dargestelltes Mittel zum dauerhaften Stoppen der Turbine in Abhängigkeit des LAW-Signals 30 vorgesehen ist.
  • In Fig. 2 ist der zugehörige Verfahrensablauf zum Regeln eines Dampfkraftwerks mit dem Generator 12, der Turbine 14 und der Vorrichtung 10 veranschaulicht. Das Verfahren umfasst einen Schritt 34, bei dem das erste Signal S1 bereitgestellt wird, welches eine Verminderung der Ist-Leistung PEL des Generators 12 anzeigt. Dieses Signal ist entweder Nein bzw. 0, wobei man zum Eingang des Schritts 34 zurückkehrt oder das Signal S1 ist 1 bzw. Ja, wobei zunächst ein weiterer Schritt 36 des Erzeugens des zweiten Signals KU stattfindet. Das Signal KU zeigt, wie oben erläutert, grundsätzlich eine Kurzschlussunterbrechung an bzw. es wird davon ausgegangen, dass eine solche Kurzschlussunterbrechung vorliegen könnte. In einem nachfolgenden Schritt 38 wird dann das zweite Signal KU nach einer vorbestimmten ersten Zeitspanne TKU zurückgesetzt und nachfolgend die vorbestimmte zweite Zeitspanne TSPKU blockiert. Dabei wird eine Schleife durchlaufen, die zurück zum Schritt 36 führt. Zugleich wird das derart erzeugte, dann zurückgesetzte und blockierte Signal einem Schritt 40 zugeführt, bei dem die Turbine 14 stoppt und anschließend wieder gestartet wird. Der Weg vom Schritt 40 führt nachfolgend zurück zum Schritt 34.
  • Mit dem positiven Signal S1 wird in einem Schritt 42 zeitgleich mit den Schritten 36, 38 und 40 ferner geprüft, ob das Signal S1 nur die dritte Zeitspanne TLAW von vorliegend 2s dauerhaft anliegt. Ist dies nicht der Fall, kehrt das Verfahren zurück zum Schritt 34. Ist dies aber der Fall, wird das zugehörige dritte Signal LAW auf Ja bzw. 1 gesetzt und es wird in einem Schritt 44 die Turbine 14 dauerhaft gestoppt.
  • In Fig. 3 sind verschiedene Verläufe von Signalen und Messwerten des Generators 12 und der Turbine 14 über der Zeit angetragen. Dabei ist ein Verfahren zum Regeln eines Dampfkraftwerks gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht, wobei eine erste Kurve 46 den Verlauf des mechanischen Moments der Turbine 14 zeigt. Es ist zu erkennen, wie dieses mechanische Moment aufgrund einer plötzlichen Verminderung der Ist-Leistung des Generators abfällt und nachfolgend wegen des Vorliegens einer Kurzschlussunterbrechung wieder zumindest geringfügig ansteigt. Die Kurven 48 und 50 zeigen den zugehörigen Verlauf des elektrischen Moments des Generators 12 sowie der Wirkleistung des Generators 12. Diese Wirkleistung entspricht der Ist-Leistung PEL. Es ist zu erkennen, dass sowohl das elektrische Moment als auch die Wirkleistung aufgrund der Kurzschlussunterbrechung zu schwingen beginnen und mehrmals einen Nulldurchlauf aufweisen. Die Kurve 52 zeigt den zugehörigen Verlauf bzw. die Kurve des sich damit gemäß dem Stand der Technik ergebenden ersten Signals S1. Dieses Signal wird mit der Kurzschlussunterbrechung selbst generiert und nachfolgend noch mehrmals aufgrund des Durchlaufens des Nulldurchgangs. Dabei ergibt sich, dass aufgrund des Signals S1 die zugehörige Turbine 14 mehrmals gestoppt wird (siehe die drei Kreismarkierungen bei Kurve 46) und es dadurch zu einer starken Minderung und Verzögerung der Leistung der Turbine kommt. Zugehörige Kurven 54 und 56 zeigen schließlich noch den Polradwinkel in ° sowie den Schlupf am Generator 12.
  • In den Fig. 4 und 5 ist veranschaulicht, wie sich der Verlauf von derartigen und ähnlichen Kurven verändert, wenn man die erfindungsgemäße Lösung einsetzt. Insbesondere ist in Fig. 4 mit der Kurve 58 veranschaulicht, wie sich das mechanische Moment über der Zeit verhält, wenn mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung eine Kurzschlussunterbrechung ermittelt wird. Es ist deutlich zu erkennen, dass es nicht zu einem mehrmaligen Stoppen bzw. Schnellgangauslösung kommt. Während die Kurven 60 und 62 das zugehörige elektrische Moment sowie die zugehörige Wirkleistung des Generators 12 zeigen, ist mit der Kurve 64 veranschaulicht, dass bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise nur einmalig ein vergleichsweise kurzes KU-Signal erzeugt wird. Dieses wird, wie oben erläutert, zurückgesetzt und nachfolgend derart blockiert, dass es nicht zu einem erneuten Auslösen eines Schnellgangs kommen kann. Entsprechend führt dieses Vorgehen zu einem sehr zeitnahen Wiederstart der zugehörigen Turbine 14 mit entsprechend anderem Polradwinkel (siehe Kurve 66) sowie etwas anderem Schlupfverhalten (siehe Kurve 68).
  • In Fig. 5 ist veranschaulicht, wie sich das erfindungsgemäße Dampfkraftwerk verhält, wenn es zu einem Lastabwurf kommt. Eine Kurve 70 zeigt dabei die Wirkleistung des Generators und eine Kurve 72 die zugehörige Soll-Leistung (PSW). Eine Kurve 74 zeigt das Verhalten eines zugehörigen Turbinenreglers, wobei zu erkennen ist, dass dieser Turbinenregler nach einer kurzen Unterbrechung zwar die zugehörige Turbine 14 wieder startet, dennoch aber deren Drehzahl begrenzt. Mit Kurven 76 und 78 ist der zugehörige Verlauf des Mitteldrucks der Ventile der Turbine 14 sowie des Frischdampfdrucks der Ventile der Turbine 14 veranschaulicht. Es ist dabei zu erkennen, dass die Ventile mit dem Wegfall des mechanischen Moments mit dem Turbinenregler geschlossen werden und nachfolgend vom Turbinenregler auch gezielt 1,5s geschlossen gehalten werden. Eine Kurve 80 zeigt das zugehörige, oben genannte erste Signal und dessen Verlauf. Es ist zu erkennen, dass dieses Signal ab dem Wegfall des mechanischen Moments konstant anliegt. Eine Kurve 82 zeigt schließlich den Verlauf des zugehörigen, oben genannten zweiten Signals (KU), welches kurzzeitig erzeugt, dann zurückgesetzt und nachfolgend blockiert wird. Eine Kurve 84 zeigt den Verlauf eines oben genannten dritten Signals (LAW) welches dadurch generiert wird, dass das erste Signal (siehe Kurve 80) fortdauernd anliegt. Mit diesem dritten Signal 84 wird entsprechend die Turbine 14 dauerhaft gestoppt, was wieder am Verlauf der Kurve 74 (Turbinenregler) zu erkennen ist. Eine Kurve 86 zeigt den Verlauf des mechanischen Moments an der Turbine, wobei zu erkennen ist, wie dieses mechanische Moment aufgrund des Wegfalls des mechanischen Moments des Generators 12 absinkt. Mit dem Absinken des mechanischen Moments beschleunigt zugleich die Turbine 14, da ein erhebliches Maß Schwungmasse vorhanden ist, wenngleich die zugehörigen Ventile geschlossen gehalten werden (siehe Kurven 76 und 78). Mit diesem Beschleunigen der Turbine 14 bildet sich eine Kurve 88, welche den Verlauf der Abweichung der Drehzahl darstellt. Es ist zugleich zu erkennen, dass dieses Beschleunigen derart begrenzt stattfindet, dass es nicht zu einem Überdrehen der Turbine 14 kommen kann.
  • Erfindungsgemäß wird also der Schnellgang der Ventile an der Turbine 14 durch das Signal KU ausgelöst und dieses Auslösen erfolgt aus den genannten Gründen nur einmal. Wenn nach einer vordefinierten Zeit das Signal, welches zur Erzeugung des Signals KU geführt hat, weiterhin anliegt, wird das Signal LAW erzeugt und die Ventile bleiben geschlossen, bis die Drehzahl der Turbine weitestgehend abgesunken ist, danach kann das mechanische Moment gefahrlos auf Eigenbedarf erhöht werden. Diese Verzögerungsphase schützt den Generator 12 vor Überdrehzahl und dauert im Allgemeinen länger als 10s.
  • Aus den Fig. 4 und 5 lässt sich schließen, dass ein mehrmaliges Auslösen des Schnellgangs bei einer reinen Kurzschlussunterbrechung erfindungsgemäß nicht stattfinden kann. Bei Eintritt des Kurzschlusses wird das Turbinenmoment heruntergefahren und steigt nach 1,5s wieder an. Das elektrische Moment (Kurve 60), der Schlupf (Kurve 68) und der Polradwinkel (Kurve 66) des Generators 12 zeigen das bekannte Verhalten eines Dampfkraftwerks beim 3-poligen Netzkurzschluss. Der Polradwinkel (Kurve 66) pendelt um den Nullwert, was bedeutet, dass der Generator 12 noch nicht begonnen hat zu schlüpfen. Bei einem Lastabwurf auf Eigenbedarf wird durch das erfindungsgemäße Verblocken bzw. Blockieren des eigentlich mehrmaligen Auslösens des KU-Signals ein geordnetes Herunterfahren der Turbine 14 nicht beeinträchtigt. Es löst vielmehr zunächst das Signal KU den Schnellgang auch bei Lastabwürfen aus. Danach wird die Turbine 14 eigentlich zwar wieder gestartet, wodurch deren Wellenstrang beschleunigt wird und die überschüssige Leistung der Turbine 14 aufnimmt, da die Turbine 14 keine Leistung mehr über den Generator an das Netz abgeben kann. Die Drehzahl des Wellenstrangs steigt auf bis zu 5% über den Nennwert an (siehe Kurve 88). Dabei bestimmt maßgeblich der Drehzahlregler (siehe Kurve 74) die Stellgröße für das Öffnen der Ventile der Turbine 14. Dadurch bleiben die Ventile zu und das Turbinenmoment wird wie gefordert auf Null gefahren, bis die Drehzahl unterhalb des Sollwerts liegt. Nach Verstreichen einer Zeitspanne TLAW wird das Signal LAW gesetzt und bleibt vorliegend 5 s stehen. Dies führt dazu, dass die Turbine über diesen Zeitraum dauerhaft gestoppt wird.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Regeln eines Dampfkraftwerks mit einem Generator (12) und einer Turbine (14), mit den Schritten:
    - Bereitstellen (34) eines ersten Signals (S1), welches eine Verminderung der Ist-Leistung (PEL) des Generators (12) anzeigt,
    - Erzeugen (36) eines zweiten Signals (KU), welches eine Kurzschlussunterbrechung anzeigt, in Abhängigkeit des ersten Signals (S1),
    - Zurücksetzten (38) des zweiten Signals (KU) nach einer vorbestimmten ersten Zeitspanne (TKU) und Blockieren (38) des zweiten Signals für eine vorbestimmte zweite Zeitspanne (TSPKU),
    - Stoppen und anschließendes Starten (40) der Turbine (14) in Abhängigkeit des zweiten Signals (KU),
    - Erzeugen (42) eines dritten Signals (LAW), welches einen Lastabwurf anzeigt, in Abhängigkeit des ersten Signals (S1) sowie
    - dauerhaftes Stoppen (44) der Turbine (14) in Abhängigkeit des dritten Signals (LAW).
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    bei dem das erste Signal bereitgestellt wird, wenn
    sich die Ist-Leistung (PEL) des Generators (12) sprunghaft um einen vorbestimmten Wert (GPLSP) vermindert hat oder
    die Ist-Leistung (PEL) des Generators (12) auf einen vorbestimmten negativen Wert (GPNEG) abgesunken ist sowie die Ist-Leistung (PEL) des Generators (12) kleiner als das Zweifache des Eigenbedarfs (GP2EB) geworden ist sowie die Differenz zwischen einer Soll-Leistung (PSW) und der Ist-Leistung (PEL) des Generators (12) größer als das Zweifache des Eigenbedarfs (GP2EB) geworden ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    bei dem die vorbestimmte erste Zeitspanne (TKU) zwischen 100ms und 200ms, insbesondere 150ms beträgt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    bei dem die vorbestimmte zweite Zeitspanne (TSPKU) zwischen 4s und 10s, insbesondere 7s beträgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    bei dem das Erzeugen des dritten Signals (LAW), welches einen Lastabwurf anzeigt, in Abhängigkeit des ersten Signals und einer vorbestimmten dritten Zeitspanne (TLAW) erfolgt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    bei dem die vorbestimmte dritte Zeitspanne (TLAW) zwischen 1,5s und 2,5s, insbesondere 2s beträgt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    bei dem das Erzeugen des dritten Signals (LAW), welches einen Lastabwurf anzeigt, in Abhängigkeit eines Lastschalters für den Generator erfolgt (GLSE).
  8. Vorrichtung zum Regeln eines Dampfkraftwerks mit einem Generator und einer Turbine, mit:
    - einem Mittel (20) zum Bereitstellen (34) eines ersten Signals (S1), welches eine Verminderung der Ist-Leistung (PEL) des Generators (12) anzeigt,
    - einem Mittel (22) zum Erzeugen (36) eines zweiten Signals (KU), welches eine Kurzschlussunterbrechung anzeigt, in Abhängigkeit des ersten Signals (S1),
    - einem Mittel (24) zum Zurücksetzten (38) des zweiten Signals (KU) nach einer vorbestimmten ersten Zeitspanne (TKU) und Blockieren (38) des zweiten Signals (KU) für eine vorbestimmte zweite Zeitspanne (TSPKU),
    - einem Mittel zum Stoppen (40) und anschließendes Starten (40) der Turbine (14) in Abhängigkeit des zweiten Signals (KU),
    - einem Mittel (28) zum Erzeugen (42) eines dritten Signals (LAW), welches einen Lastabwurf anzeigt, in Abhängigkeit des ersten Signals (S1) sowie
    - einem Mittel zum dauerhaften Stoppen (44) der Turbine (14) in Abhängigkeit des dritten Signals (LAW).
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