DE655621C - Control device for the planned change or keeping constant the output of power generators - Google Patents

Description

Regelvorrichtung zur planmäßigen Veränderung oder Konstanthaltung der Leistung von Stromerzeugern Beim Betrieb von elektrischen Kraftwerken ist es erforderlich, bestimmte Maschinen mit einer vorgeschriebenen Leistung zu fahren bzw. auf bestimmte Netze vorgeschriebene Leistungen abzugeben. Es ist bekannt, zu diesem Zweck von der Warte aus den Drehzahlverstellm-otor der Maschine, die eine vorgeschriebene Last fahren soll, in dem einen oder andern Sinne von Hand zu betätigen. Außerdem sind bereits eine Anzahl von selbsttätigen Vorrichtungen zur planmäßigen Steuerung der Leisttmg von Stromerzeugern bekannt, welche sich im allgemeinen verhältnismäßig komplizierter Einrichtungen bedienen.Control device for scheduled changes or maintenance the performance of electricity generators When operating electrical power plants it is required to drive certain machines with a prescribed power or deliver prescribed services for certain networks. It is known, too For this purpose from the control room the machine's speed adjustment motor, the one prescribed load should be operated in one sense or the other by hand. In addition, there are already a number of automatic devices for the scheduled Control of the power of power generators known, which are generally proportionate operate more complicated facilities.

Die Erkenntnis der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß @es praktisch auf eine übergroße Empfindlichkeit der Regelung nicht ankommt, weil im praktischen Betrieb Belastungsänderungen verhältnismäßig langsam vor sich gehen. Es ist deshalb möglich, mit wesentlich einfacheren Lind daher wirtschaftlicheren Mitteln, als sie bisher bekanntgeworden sind, der Lösung der Aufgabe im genügenden Umfang gerecht zu werden. Die bekannten Vorrichtungen bedienen sich im allgemeinen des Prinzips der vorübergehenden Überregelung, um die Korrektur der Leistungen auf den Sollwert möglichst rasch zu bewerkstelligen. Damit aber die Regelung annähernd pendelfrei vor sich geht. hat man die Einrichtungen derart ausgeführt, daß die Regelimpulse mit zunehmender Annäherung der zu regelnden Größe an den Sollwert schwächer werden, so daß sich damit eine Abhängigkeit zwischen Zeitdauer der Einwirkung des Regelvorganges und Abweichung der zu regelnden Größe vom Sollwert ergibt. Die Steuerung des Regelorgans erfolgt hierbei über einen Verstellmotor durch auf einem pendelnden Hebel angeordnete Kontakte, die mit Gegenkontakten zusammenarbeiten, wobei der Hebel in Verbindung mit einer Reihe weiterer Übertragungsglieder die Zeitdauer der Kontaktgabe derart beeinflußt, daß die Zeitdauer der Einwirkung von der Größe der Abweichung der zu regelnden Größe vom Sollwert abhängig ist. Diese' bekannte Einrichtung ist aber umständlich im Aufbau und daher in ihrer Zusammensetzung sehr empfindlich.The discovery of the present invention is that @es is practical an excessive sensitivity of the regulation is not important, because in practical terms Operation changes in load are relatively slow. It is therefore possible, with much simpler and therefore more economical means than them have become known so far, the solution to the task is fair enough to become. The known devices generally make use of the principle temporary overregulation to correct the power to the setpoint to be done as quickly as possible. But this means that the regulation is almost free of oscillation going on. the devices have been designed in such a way that the control pulses become weaker as the variable to be controlled approaches the setpoint, so that there is thus a dependency between the duration of the action of the control process and deviation of the variable to be controlled from the target value. The control of the regulatory body takes place here via an adjusting motor arranged on a swinging lever Contacts that work together with mating contacts, the lever in connection with a number of other transmission elements the duration of the contact in such a way That influences the duration of the action on the size of the deviation of the to regulating variable is dependent on the setpoint. This' well-known facility is cumbersome to build and therefore very sensitive in its composition.

Eine ähnlich wirkende bekannte Einrichtung besteht aus einem Fallbügelgerät, bei dem der entsprechend der Betriebsgröße sich einstellende Mefverkzeiger mit Kontakten versehen ist, die mit entsprechend fest angeordneten Gegenkontakten zusammenarbeiten. Der hebelartig vom Fallbügel periodisch niedergedrückte Zeiger verändert die Zeitdatier der Einwirkung der Kontakte in Abhängigkeit von der Größe der Abweichung der zu regelndenbGröße mit Hilfe eines den Fallbügelmagnetstromkreis über die fest: Gegenkontakte eine je nach der Größe 'f@ Abweichung verschieden lange Zeit `: den Zeitschalters. Da die Gegenkontakte fe.'st" angeordnet sind und die Hubgröße des Zeigers unveränderlich ist, so kann entsprechend der Abweichung vom Sollwert nur eine stufenweise Regelung möglich sein. Infolge dieser Ungleichmäßigkeit in der Regelung kann sehr leicht eine gewisse Unruhe, beispielsweise in der Einstellung der Drehzahl des stromliefernden Generators, und damit eine Pendeleng eintreten, die zu Störungen im Betriebe Anlaß gibt.A similarly acting known device consists of a drop iron device, in which the message indicator with contacts that adjusts to the size of the company is provided, which work together with correspondingly fixed mating contacts. The pointer, depressed periodically by the drop arm, changes the date the Effect of the contacts depending on the size of the deviation of the variable to be controlled with the help of the drop bracket magnetic circuit over the fixed: mating contacts a depending on the size of the 'f @ deviation, different length of time': the timer. There the mating contacts fe.'st "are arranged and the stroke size of the pointer is invariable is, then according to the deviation from the setpoint, only a step-by-step control to be possible. As a result of this unevenness in the scheme can be very easy a certain unrest, for example in the setting of the speed of the current-supplying Generators, and thus a pendulum tight occur, which cause disruptions in operations gives.

Gemäß der Erfindung wird für die planmäßige Veränderung oder Konstanthaltung der Leistung von Stromerzeugern, bei der die Steuerung des Regelorgans über einen Verstellmotor durch auf einem periodisch hin und her gehenden Hebel angeordnete Kontakte, die mit Gegenkontakten zusammenarbeiten, erfolgt und die Zeitdauer der Einwirkung von der Größe der Abweichung der zu regelnden Größe vom Sollwert abhängig ist, eine sich stetig der Abweichung anpassende und wesentlich einfachere Regelverrichtung geschaffen, -die infolge ihres Aufbaues in ihrer Wirkung besonders zuverlässig ist. Auf eine übertriebene Genauigkeit der Regelung wird dabei verzichtet. Die Häufigkeit der Kontaktgabe ist verhältnismäßig gering, beispielsweise im Vergleich zum Tirrillregler, welcher auch auf dem Prinzip der Überregelung beruht. ,Die Erfindung besteht darin, daß der eine Endpunkt des die Kontakte tragenden Hebels von einem Zeitwerk periodisch hin und her bewegt wird und daß der andere Endpunkt bzw. die Gegenkontakte gemäß der Leistungsabgabe des Stromerzeugers von einem Leistungsmesser stetig derart verstellt werden, daß eine gegenseitige Berührung der Kontaktpaare im Sinne der vorzunehmenden Regelung erfolgt und dabei die Dauer der Einwirkung des Verstellmotors bestimmt wird. -In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in Abb. r und z dargestellt.According to the invention, the planned change or keeping constant the performance of electricity generators, in which the control of the regulating body via a Adjustment motor by arranged on a periodically reciprocating lever Contacts that work together with counter-contacts takes place and the duration of the Effect depends on the size of the deviation of the variable to be controlled from the setpoint is a much simpler control process that constantly adapts to the deviation created, -which is particularly reliable in its effect due to its structure. An exaggerated accuracy of the regulation is dispensed with. The frequency the contact is relatively low, for example in comparison to the Tirrill regulator, which is also based on the principle of overregulation. , The invention consists in that the one end point of the lever carrying the contacts of a timer periodically is moved back and forth and that the other end point or the mating contacts according to the power output of the power generator is constantly adjusted in this way by a power meter that a mutual contact of the contact pairs in the sense of the to be made Regulation takes place and determines the duration of the action of the adjusting motor will. -In the drawing are two embodiments of the subject of the invention shown in fig.r and z.

Bei dem Geschwindigkeitsregler einer Dampfturbine, die zum Antrieb von Stromerzeugern dient, wird der Fliehkraft der Schwunggewichte durch eine Feder/ das Gleichgewicht gehalten. Die Vorspannung der Feder/ wird durch Verstellung ihres oberen Federtellers geändert, und zwar durch einen Elektromotor m, der über ein Schnekkenr ad s auf eine den Federteller versbellende Spindel einw=irkt. Läuft die betreffende Turbine im Netz parallel mit anderen Turbinen, so kann durch Änderung der Federspannung am Regler eine Änderung der Leistung der .Turbine erreicht werden. .In the case of the speed controller of a steam turbine, which is used to drive is used by power generators, the centrifugal force of the flyweights is controlled by a spring / kept his balance. The preload of the spring / is adjusted by adjusting your changed upper spring plate, by an electric motor m, which has a Worm wheel acts on a spindle which bells on the spring plate. Runs the Turbine in question in the network in parallel with other turbines, so can be changed the spring tension on the controller a change in the power of the .Turbine can be achieved. .

Die selbsttätige Verstellung des Elektro-",zn@otors m erfolgt mit Hilfe der neuen R.egel-",einrichtung. Auf einem Hebela, b befinden sich zwei Kontakte, die mit den Polen einer stromliefernden Batterie lt verbunden sind. Der Endpunkta des Hebels bewegt sich dabei periodisch zwischen c und @d hin und her. Der Endpunkt :b wird von der Leistungsabgabe des Generators der betreffenden Turbine verstellt. Dies kann, wie es beispielsweise in der Zeichnung dargestellt ist, dadurch erreicht werden, daß mit einem normalen Leistungsmesser L eine Kurvenscheibe k verbunden ist, die den Endpunkt b verstellt. Befindet sich nun b in der Mittellage, wie gezeichnet, dann wird bei der hin und her gehenden Bewegung des Hebels a "b zwischen den Lagern c, b und d, b keiner der Kontakte,o, und ,o@ bzw. ,al und ,tt. berührt. Tritt nun eine veränderte Leistungsabgabe des Turbogenerators ein, so bewegt sich beispielsweise die Kurvenscheibek im Uhrzeigersinne; der Punkt b wird dann nach unten bewegt, und bei dem periodischen Hinundhergehen des Hebels a, b werden dann, wenn Punkt a in die Lage d kommt, die unteren Kontakte :t1 und tt. geschlossen. Hierdurch wird der Motor nz in Bewegung gesetzt und beeinflußt durch Veränderung der Vorspannung der Feder f die Leistungsabgabe der Maschine. Der Motorrn wird also nur immer so lange in Bewegung gesetzt, als Punkt a sich in der unteren Stellung bei d befindet. Bewegt sich a wieder nach oben, nach c, so bleibt der Motor in wieder stehen, und es findet keime weitere Veränderung der Vorspannung der Feder/ statt. Während der Bewegung des Punktes a von @rl nach oben bis c und wieder nach d zurück hat nun das Regelorgan der betreffenden Turbine Zeit, die infolge der ersten Verstellung der Feder/ eingestellte veränderte Belastung einzuregeln. Damit verändert sich auch die Leistungsabgabe, und die Kurvenscheibe bewegt sich im :entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers Lind verstellt den Punkt b etwas nach oben. Entspricht diese neue Stellung des Punktes b noch nicht der Mittellage, so werden, wenn Punkt a das zweitemal nach d kommt, die beiden unteren Kontakte ui und u., nochmals geschlossen, und der Motor bewirkt eine weitere Verstellung der Feder f. Dieses Spiel wiederholt sich so lange. bis der Punkt :b wieder in die Mittellage gelangt ist. Der ganze Vorgang spielt sich umgekehrt ab, wenn sich die Leistung im andern Sinne zu weit von der ursprünglichen Leistung entfernt hat. Es werden dann die beiden Kontakte o1 und .o.. geschlossen, und der Motor in bewirkt eine Veränderung der Vorspannung der Feder f im entgegengesetzten Sinne.The automatic adjustment of the electric "zn @ otors m" takes place with the help of the new control unit. There are two contacts on a lever, which are connected to the poles of a battery that supplies electricity. The end pointa of the lever periodically moves back and forth between c and @d. The end point: b is adjusted by the power output of the generator of the turbine in question. This can be achieved, as is shown for example in the drawing, in that a cam disk k is connected to a normal power meter L and adjusts the end point b. If b is now in the central position, as shown, then when the lever a "b moves back and forth between the bearings c, b and d, b none of the contacts, o, and, o @ or, al and If the turbo generator's power output changes, the cam disc moves, for example, clockwise; point b is then moved downwards, and with the periodic movement of lever a, b , when point a in the Position d comes, the lower contacts: t1 and tt. Closed. This sets the motor nz in motion and influences the power output of the machine by changing the preload of the spring F. The motor is only set in motion as long as a point a is in the lower position at d. If a moves up again, to c, the motor in stops again and there is no further change in the preload of the spring /. During the movement of point a from @rl after whether From en to c and back again to d, the control element of the turbine in question now has time to regulate the load that has been set as a result of the first adjustment of the spring / set. This also changes the power output, and the cam disc moves in the opposite direction of the clockwise direction and moves point b slightly upwards. If this new position of point b does not yet correspond to the central position, when point a comes to d for the second time, the two lower contacts ui and u., Are closed again, and the motor causes a further adjustment of spring f. This play is repeated so long. until point: b has returned to the central position. The whole process takes place in reverse if the performance in the other sense has strayed too far from the original performance. The two contacts o1 and .o .. are then closed, and the motor in causes a change in the preload of the spring f in the opposite direction.

Die Kontakte u und o müssen dabei natürlich so eingestellt sein, daß für b ein kleüi; r Bereich bleibt, innerhalb dessen die Kontakte nicht geschlossen werden, und diesem Bereich entspricht dann die Genauigkeit, mit der die Leistung konstant gehalten werden kann.The contacts u and o must of course be set so that for b a kleüi; r area remains within which the contacts are not closed and this range corresponds to the accuracy with which the performance can be kept constant.

Zur Vermeidung einer starken Funkenbildung beim Schließen und öffnen der Kontakte o bzw. tt ist es zweckmäßig, den Endpunkt a des Hebels a, b nicht gleichmäßig hin und her zu bewegen, sondern derart, daß das öffnen der Kontakte rasch erfolgt. Diese ungleichmäßige Bewegung kann beispielsweise durch Nacken erreicht werden. Die Funkenbildung kann auch durch Anbringung von Kondensatoren und anderen Anordnungen vermieden werden.To avoid strong sparks when the contacts o and tt are closed and opened, it is advisable not to move the end point a of the lever a, b evenly back and forth, but in such a way that the contacts open quickly. This uneven movement can be achieved, for example, by the neck. Sparking can also be avoided by adding capacitors and other arrangements.

Ändert sich die Leistung sehr viel, dann entfernt sich Punkt b sehr weit von seiner Mittellage, so daß dann die Kontakteo bzw. u bei der hin und her gehenden Bewegung des Punktes a längere Zeit geschlossen bleiben, so daß die Einwirkung auf die Steuerung der Antriebsmaschine eine stärkere ist. Bei sehr großen Belastungsänderungen kann Punkt b so weit verschoben werden, daß trotz der hin und her gehenden Bewegung des Punktes a das eine Kontaktpaar dauernd geschlossen bleibt. Durch die Vorrichtung wird also erreicht, daß die Stärke der Einwirkung auf die Steuerung der Antriebsmaschine abhängig ist von der Größe der Abweichung der Leistung vom Sollwert.If the power changes a lot, then point b moves away a lot far from its central position, so that the contactso or u in the back and forth going movement of the point a remain closed for a long time, so that the action on the control of the prime mover is a stronger one. With very large changes in load point b can be moved so far that despite the back and forth movement of point a that one pair of contacts remains permanently closed. Through the device is thus achieved that the strength of the action on the control of the prime mover depends on the size of the deviation of the power from the target value.

Läßt man Punkt b nicht unmittelbar auf der Kurvenscheibe k laufen, sondern an einem Differentialhebel angreifen, dessen zweiter Angriffspunkt erst mit der Kurvenscheibe h verbunden ist, und dessen dritter Gelenkpunkt mit einer zweiten Kurvenscheibe verbunden ist, so kann man ohne weiteres durch planmäßige Veränderung der Lage der zweiten Kurvenscheibe die Höhe der konstant zu haltenden Leistung in jeder gewünschten Weise verändern.If point b is not allowed to run directly on cam disk k, but attack on a differential lever whose second point of attack is only is connected to the cam h, and its third pivot point with a second cam is connected, so you can easily through planned Change in the position of the second cam disc increases the height of the one to be kept constant Change performance in any way you want.

Für die Ausführung kann natürlich an Stelle der Batterieh jede andere Stromquelle benutzt werden. Die auf dem Hebel a, b angebrachten Kontakte können auch jenseits von a bzw. jenseits von b, oder sie können auf zwei Hebeln a, b oder auf einem breiteren Hebel nebeneinander angeordnet sein. Die Veränderung des Punktes b kann auch auf eine andere Art als dargestellt bewerkstelligt werden, wie auch die Bewegung des Punktes a durch beliebige Mittel, beispielsweise Kurbelgetriebe, Hubma--nete o. dgl., erreicht werden kann. Auch die Einwirkung auf die Steuerung der Turbine, die in Abb. i durch die Verstellung der Vorspannung der Feder f erfolgt, kann in beliebiger Weise erfolgen. Schließlich können auch die Kontakte n bzw. o auf dem beweglichen "feil angebracht werden, während die mit der Stromquelle verbundenen Kontakte mit den ruhenden Teilen verbunden werden.Any other power source can of course be used instead of the battery. The contacts attached to the lever a, b can also be arranged on the other side of a or on the other side of b, or they can be arranged next to one another on two levers a, b or on a wider lever. The change in point b can also be achieved in a different way than shown, and the movement of point a can also be achieved by any means, for example crank mechanisms, lifting mechanisms or the like. The effect on the control of the turbine, which takes place in Fig. I by adjusting the preload of the spring f, can also take place in any way. Finally, the contacts n or o can also be attached to the movable part, while the contacts connected to the power source are connected to the stationary parts.

Abb.2 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der insbesondere die Rückwirkung des Hebels a, b in der Abb. i auf das Meßinstrument vermieden bzw. vermindert wird. Entsprechende Teile sind in beiden Abbildungen mit gleichen Buchstaben bezeichnet. Der Unterschied besteht darin, daß in Abb. 2 die Welle tv von der Antriebsvorrichtung a, welche ein Uhrwerk oder eine gleichtvertige Einrichfung ist, periodisch um einen bestimmten Winkel hin und her .gedreht wird. Bei Abweichungen vom Sollwert kommt entweder das Kontaktpaar o, o. oder u1, a-, mit den aus leitendem Material bestehenden, isoliert auf der Meßinstrumentenwelle befestigten Kontaktscheiben h in Berührung, welche ihrerseits in geeigneter Weise mit der Batterie h verbunden sind.Fig.2 shows a further embodiment in which in particular the reaction of the lever a, b in Fig. I on the measuring instrument is avoided or reduced. Corresponding parts are denoted by the same letters in both figures. The difference is that, in Fig. 2, the shaft tv of the drive device a, which is a clockwork or a similar device, is periodically rotated back and forth by a certain angle. In the event of deviations from the nominal value, either the contact pair o, o. Or u1, a-, comes into contact with the contact disks h, which are made of conductive material and are insulated on the measuring instrument shaft and are in turn connected to the battery h in a suitable manner.

Die günstigste Zahl der Kontaktgaben, bezogen auf einen bestimmten Zeitabschnitt, wird am besten an Hand der jeweiligen Betriebsverhältnisse bestimmt.The cheapest number of contacts, based on a particular one Period of time, is best determined on the basis of the respective operating conditions.

Claims (3)

PATR\TA\SPRTtcHR: i. Regelvorrichtung zur planmäßigen Veränderung oder Konstanthaltung der Leistung von Stromerzeugern, bei der die Steuerung des Regelorgans _ über einen Verstellmotor durch auf einem periodisch hin -und her gehenden Hebel. angeordnete Kontakte, die mit Gegenkontakten zusammenarbeiten, erfolgt und die Zeitdauer der Einwirkung von der Größe der Abweichung der zu regelnden Größe vom Sollwert abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Endpunkt des Hebels von einem Zeitwerk periodisch hin und her bewegt wird, und daß der andere EndpLmkt bzw. die Gegenkontakte gemäß der Leistungsabgabe des Stromerzeugers von einem Leistungsmesser stetig derart verstellt werden, daß eine gegenseitige Ber ührung der Kontaktpaare im Sinne der vorzunehmenden Regelung erfolgt und dabei die Dauer der Einwirkung des Verstellmotors bestimmt wird. PATR \ TA \ SPRTtcHR: i. Control device for scheduled changes or keeping the output of power generators constant, in which the control of the Regulating organ _ via an adjusting motor through on a periodically going back and forth Lever. arranged contacts that work together with mating contacts takes place and the duration of the action on the size of the deviation of the variable to be regulated is dependent on the setpoint, characterized in that the one end point of the lever is periodically moved back and forth by a timer, and that the other EndpLmkt or the mating contacts according to the power output of the power generator from a power meter are continuously adjusted so that a mutual touch of the contact pairs takes place in the sense of the regulation to be made and the duration of the effect of the adjusting motor is determined. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, da.-durch gekennzeichnet, daß der von der Leistung beeinflußte Endpunkt (b) des Hebels über einen Differentialhebel von der Leistung beeinflußt wird, wobei durch Verstellung des dritten Gelenkpunktes des Differentialhebels planmäßig die Höhe der konstant zu haltenden Leistung eingestellt -werden kann. ° 2. Device according to claim i, characterized by that the performance-influenced end point (b) of the lever is via a differential lever is influenced by the performance, whereby by adjusting the third pivot point of Differential lever according to plan the amount to be kept constant Power can be adjusted. ° 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der konstant zu haltenden Leistung durch Veränder ttng der Lage der Gegenkontaktc (,o bzw. ta) oder durch Veränderung des Bereiches (c, d) der hin und her gehenden Bewegung des Hebels (a, b) erzielt wird. q.. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des Drehzahlwerstellmotors durch Kontaktscheiben erfolgt, die auf der Meßinstrumentenwelle angeordnet sind (Abb. a).3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the level of the power to be kept constant by changing the position of the mating contact ttng (, o or ta) or by changing the area (c, d) of the reciprocating movement of the lever (a, b) is achieved. q .. Device according to claim i, characterized in that the actuation of the speed adjustment motor takes place by contact disks which are arranged on the measuring instrument shaft (Fig. a).