DE466080C

DE466080C - Vorrichtung zur Regelung von Wasserkraftmaschinengruppen

Info

Publication number: DE466080C
Application number: DEV21561D
Authority: DE
Original assignee: Maschinenfabrik JM Voith GmbH
Current assignee: Maschinenfabrik JM Voith GmbH
Priority date: 1926-08-14
Filing date: 1926-08-14
Publication date: 1928-09-29

Description

Vorrichtung zur Regelung von Wasserkraftmaschinengruppen Bei den zur Zeit bekannten Wasserkraftinaschinen ist der Wirkungsgrad im allgemeinen eine Funktion der Belastung. Der Gesamtwirkungsgrad von Wasserkraftmaschinengruppen dagegen ist außerdem abhängig von der Verteilung der Belastung auf die einzelnen Maschinen. Zur Erzielung eines günstigen Gesamtwirkungsgrades ist es notwendig, die Belastung den Einzelwirkungsgradkurven entsprechend zu verteilen. Man gelangt so zu einem Betriebsplan für diejenige Lastverteilung, die bei der jeweiligen Gesamtlast den höchst erreichbaren Gesamtwirkungsgrad sichert. Die Durchführung dieser Betriebspläne liegt im allgemeinen den Maschinenwärtern ob und wird bisher von Hand, infolgedessen meist sehr unvollkommen, vorgenommen.
Abb. i zeigt beispielsweise den Betriebsplan für eine Wasserturbinenanlage, die mit einer Einrad- Lind einer doppelt so großen Zwillingsturbine ausgerüstet ist. Die Turbinenöffnungen werden vorn Wasserzulauf abhängig gemacht, welcher durch einen Schwimmer angezeigt wird. In der horizontalen Achse ist die von den Turbinen verarbeitete Wassermenge, in der vertikalen der Schwimmerweg bzw. die damit direkt proportionale Zulaufwassermenge, abgetragen. Die eingezeichneten Linien geben an, wieviel Wasser bei jeder Schwimmerstellung von den einzelnen Turbinen verarbeitet wird.
Bei Bewegung des Schwimmers von unten nach oben ist zunächst die Einradturbine bis .-i allein im Betrieb, sodann wird mit dem Moment der Erreichung des Punktes A die Einradturbine ab- und die Zwillingsturbine zugeschaltet. Der Umschaltvorgang ist in B beendet. Von diesem- Punkt B bis Punkt C ist die Zwillingsturbine allein im Betrieb, -worauf von C bis D auf ähnliche Weise wie von A nach B die Einradturbine wieder zugeschaltet wird, so daß oberhalb D beide Turbinen laufen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, um Wasserkraftmaschinengruppen von eineng veränderlichen Wasserstand aus, beispielsweise vom Wasserstand im Oberwasser einer Wasserkraftanlage, derartigen Betriebsplänen entsprechend, selbsttätig zu regeln.
Die von der Bewegung des Schwimmers unmittelbar ableitende Bewegung wird, durch zwischengeschaltete Steuerelemente getrennt, für jede Maschine in eine solche Bewegung des Stellzeuges der Maschine umgewandelt, daß jede Maschine entsprechend dem Betriebsplan unabhängig von der anderer. gesteuert wird.
In Abb. z ist eine Vorrichtung dargestellt, um die Steuerung einer Wasserturbinenanlage mit zwei Einheiten vom Oberwasserspiegel aus zu bewirken. Die Schwankungen des Oberwasserspiegels werden mittels zwischengeschalteter Elemente auf die Verstellorgane der Leitschaufeln der einzelnen Turbinen so übertragen, daß die Leitschaufelöffnung jeder Turbine stets die für den betreffenden Betriebszustand durch den Betriebsplan festgelegte Größe hat. Als Steuerelement zur Umwandlung der Hubbewegung des der Schwankung des Wasserspiegels direkt folgenden Schwimmers r dient dabei für jede Turbine eine Nockenscheibe. Die Scheiben 2 und 3 sitzen auf einer gemeinsamen Welle ¢, auf die der Schwimmerhub la unmittelbar übertragen wird, so daß dem ganzen Hub etwa eine Umdrehung der Welle entspricht. An jeder Lockenscheibe liegt eine Rolle 5, 6 an, deren Mittelpunkt den Nockenerhebungen folgt. Von den die Rollen tragenden Hebeln werden die Stellzeuge 7, 8 der Turbinen (Steuerventile eines hydraulischen Reglers) betätigt.
Die Wirkungsweise ist folgende: Hebt sich der Schwimmer z einmal von der tiefsten zur höchsten Lage, d. h. durchläuft er alle möglichen Wasserstände, dann wird dabei die ockenwelle etwa einmal herumgedreht. Jeder Stellung des Schwimmers entspricht somit eine bestimmte Stellung der an den Nockenscheiben anliegenden Rollen. Die Betregung der Rollen wird direkt auf die Stellzeuge der Turbinen übertragen. Jeder Schwimmerstellung werden dadurch die vom Betriebsplan vorgeschriebenen evtl. für jede Turbine verschiedenen Stellungen der TL-rbinenleitschaufeln zugeordnet. Während einer Umdrehung der Nockenwelle durchläuft also die Öffnung jeder Turbine, und zwar bei jeder Turbine unabhängig von der anderen, rliejenigen Werte, die dem Betriebsplan entsprechen. Anstatt alle Nockenscheiben auf eine gemeinsame Welle zu setzen, die von einem Schwimmer aus bewegt wird, kann man auch jede Nockenscheibe auf besonderer Welle durch j e einen Schwimmer bewegen lassen.
Zweckmäßig werden an den Stellen des Weges der Führungsgröße, an denen Einheiten zu- oder abgeschaltet werden, Totwege für die Führungsgröße eingelegt, damit die Umschaltung mit Sicherheit erfolgt.
Im oben angeführten Beispiel wirkt sich dies wie folgt aus: Bei steigendem Schwimmer ist am Punkt A die Einradturbine voll beaufschlagt. Während der in A beginnenden Umschaltung ist der Gesamtwasserverbrauch kleiner zu halten als die Zulaufivassermenge, die mindestens gleich der in A verbrauchten ist. Infolgedessen steigt der Schwimmer unaufhaltsam weiter. Punkt B wird mit Sicherheit erreicht und der Vorrang rasch beendet, während die schon in :1 von der Einradturbine verbrauchte Wassermenge von der Zwillingsturbine erst verschluckt wird, wenn der Schwimmer bis E gestiegen ist. Geht nun die Zulaufwassermenge wieder zurück, so wird der umgekehrte Vorgang erst in B eingeleitet. Der Vorgang wiederholt sich in C, D, F.
Die Vorrichtung kann für -alle möglichen Turbinengruppierungen angewendet werden, insbesondere auch für Aggregate auf gemeinsamer Welle.
Außer für Wasserturbinen läßt sich der Erfindungsgegenstand, welcher dazu dient, Kraftmaschinengruppen im beliebigen Belastungsverhältnis in Abhängigkeit von einer so veränderlichen Führungsgröße mit den oben beschriebenen Hilfsmitteln zu regeln, auch für andere Arten von Kraft- und Arbeitsmaschinen (Pumpen) verwenden.
An Stelle der i1 ockenscheiben können auch Gelenkmechanismen oder hydraulische Drossel- und Schlitzsteuerungen benutzt werden.
Mit den Vorrichtungen gemäß der Erfindung können auch die bekannten Vorrichtungen zur Beeinflussung des Stehzeugs von noch anderen Führungsgrößen (wie Drehzahl usw.) aus verbunden werden.

Claims

PATENTANSPRIJCIiR: z. Vorrichtung zur Regelung von Wasserkraftmaschinengruppen in einem beliebigen Belastungsverhältnis von einem veränderlichen Wasserstand aus, dadurch gekennzeichnet, daß die stetige Bewegung eines Schwimmers durch zwischengeschaltete Elemente so verschieden auf die Stellorgane der einzelnen Wasserkraftmaschinen übertragen wird, daß die zusammenarbeitenden Wasserkraftmaschinen jederzeit in vorgeschriebenem Verhältnis belastet werden. a. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an den Umschaltstellen Totwege der Führungsgröße eingelegt werden, um die Umschaltung erst einzuleiten, wenn der angestrebte Betriebszustand mit Sicherheit längere Zeit durchführbar ist.