Verfahren und Einrichtung zum Betrieb eines Pumpspeicherwerkes. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Betrieb eines Pumpspeicherwerkes, das aus einer Turbine, einer als Generator oder Motor ar beitenden elektrischen Maschine und einer Pumpe besteht, und bezweckt die Konstant- ;haltung des Wirkungsgrades der Pumpe da durch, dass diese dauernd voll beaufschlagt ist, und zwar auch dann, wenn nicht die volle zum Pumpen erforderliche Leistung, sondern nur Teilleistungen aus dem Netz zur Verfügung stehen.
Während des Pumpbetriebes wird die elektrische Maschine aus einem Netz gespeist. Steht nicht die volle, nämlich bei voller Be- aufschlagung der Pumpe erforderliche Ener giemenge zur Verfügung, so musste bisher die Pumpenleistung reguliert werden. Das ge schah in der Regel dadurch, dass die Durch flussöffnungen des "Leitapparates verkleinert wurden, oder dass irgend ein in die Druck leitung eingebautes Abschlussorgan in ent sprechendem Masse geschlossen, das heisst also die Pumpe gedrosselt wurde.
Es ist be kannt, dass diese Art der Regelung mit grossen Energieverlusten verbunden ist und dass die Regelorgane dabei erheblichen Bean spruchungen ausgesetzt sind, die vielfach zu Erschütterungen der Pumpe Veranlassung geben, die zu schweren Schädigungen der Gesamtanlage führen können. Ausserdem sinkt der Wirkungsgrad der Pumpe bei jeder Re gulierung erheblich.
Es sind Mittel bekannt geworden, die Pumpe stets voll beaufschlagt laufen zu las sen, und zwar durch den sogenannten hydrau lischen gurzschluss, das heisst dadurch, dass man einen Teil der geförderten Wassermenge der zum gleichen Pumpspeicheraggregat ge hörigen Turbine zufliessen lässt und dadurch den im Netz fehlenden Energiebedarf aus der Leistung der Turbine deckt, die die Ar beit des Elektromotors unterstützt. Man kann auf diesem Wege die Turbine mit einer sol chen Teillast betreiben, dass diejenige Beauf- schlagung der Pumpe eingehalten werden kann, die einen ruhigen Gang der lumpe gewährleistet.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass bei grosser Energiezufuhr aus dem Netz und entsprechend geringerer Lei stung der Turbine diese infolge schlechter Beaufschlagung der Korrosionsgefahr ausge setzt ist, insbesondere dann, wenn, wie dies bei Pumpspeicheranlagen in der Regel der Fall ist, die Vollwassermenge der Turbine grösser ist, als die Vollwassermenge der Pumpe.
Diese Nachteile werden nach dem Ver fahren gemäss Erfindung dadurch vermieden, dass die aus dem Netz nicht verfügbare Ener gie durch eine besondere Turbine gedeckt wird, die den zur vollen Beaufschlagung der Pumpe noch erforderlichen Rest an Energie liefert. Dies kann in der Weise geschehen, dass die besondere Turbine mit der Pumpe oder der Hauptturbine auf einer Welle sitzt und so das erforderliche Drehmoment unmit telbar an die Pumpe abgibt. Eine andere Möglichkeit ist, dass die besondere Turbine mit einem Generator verbunden ist, der jene Energiemenge in das Netz speist, welche zur vollen Beaufschlagung der Pumpe noch fehlt.
Schliesslich kann die besondere Turbine als ein Teil der Hauptturbine ausgebildet sein; die zu diesem besonderen Zweck in zwei oder mehrere miteinander verbundene Einzel turbinen unterteilt ist. Die Unterteilung wird hierbei praktisch so gewählt, dass der zu deckende Energiebedarf innerhalb der mög lichen Schwankungen je nach seiner Grösse von der kleineren oder der grösseren Teiltur bine aufgebracht wird.
Da bei Turbinen auch bei wesentlich geringerer als der Nominal leistung Korrosionsgefahr noch nicht besteht, so kann diese in einzelne \Peilturbinen zer legte Hauptturbine die Schwankungen des Betriebes auf sich nehmen, die für die Pumpe nachteilig sein würden, und es kann stets ein Betriebszustand hergestellt werden, bei dem die Pumpe praktisch ihre volle Beauf- schlagung erhält. Die besondere, zur vollen Beaufschlagung der Pumpe herbeigezogene Turbine kann aus dem Oberwasser oder aber aus der Druckleitung der Pumpe gespeist sein.
Method and device for operating a pumped storage plant. The present invention relates to a method and a device for operating a pumped storage plant, which consists of a turbine, an electrical machine operating as a generator or motor and a pump, and the aim is to keep the efficiency of the pump constant because it is permanent is fully loaded, even if not the full power required for pumping, but only partial power from the network is available.
During the pumping operation, the electrical machine is fed from a network. If the full amount of energy required, namely when the pump is fully loaded, is not available, the pump output has previously had to be regulated. This was usually done by reducing the size of the flow openings in the diffuser or by closing any closing element built into the pressure line to the appropriate extent, i.e. the pump was throttled.
It is known that this type of control is associated with large energy losses and that the control organs are exposed to considerable stresses, which often cause the pump to vibrate, which can lead to serious damage to the entire system. In addition, the efficiency of the pump drops considerably with every regulation.
Means have become known to let the pump run with full pressure at all times, namely by the so-called hydraulic short circuit, that is, by allowing part of the pumped water volume to flow to the turbine belonging to the same pump storage unit and thereby to the network the lack of energy required from the power of the turbine, which supports the work of the electric motor. In this way, the turbine can be operated with such a partial load that the loading of the pump can be maintained which ensures that the pump runs smoothly.
This method has the disadvantage that when there is a large amount of energy supplied from the network and the turbine has a correspondingly lower power output, this is exposed to the risk of corrosion due to poor exposure, especially when, as is usually the case with pumped storage systems, the full water volume of the turbine is greater than the full water volume of the pump.
These disadvantages are avoided according to the method according to the invention in that the energy not available from the network is covered by a special turbine, which supplies the remaining energy required to fully operate the pump. This can be done in such a way that the special turbine with the pump or the main turbine is seated on a shaft and thus delivers the required torque directly to the pump. Another possibility is that the special turbine is connected to a generator that feeds the amount of energy into the network that is still missing to fully operate the pump.
Finally, the particular turbine can be designed as part of the main turbine; which is divided into two or more interconnected individual turbines for this particular purpose. In practice, the subdivision is chosen so that the energy requirement to be covered within the possible fluctuations, depending on its size, is provided by the smaller or the larger turbine part.
Since there is no risk of corrosion with turbines even if their output is significantly lower than the nominal, this main turbine, which is divided into individual bearing turbines, can take on the fluctuations in operation that would be detrimental to the pump, and an operational state can always be established at which the pump is practically fully pressurized. The special turbine used to fully operate the pump can be fed from the headwater or from the pressure line of the pump.