DE1909999A1 - Regeleinrichtung fuer eine Wasserturbine - Google Patents

Regeleinrichtung fuer eine Wasserturbine

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control device
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DE19691909999
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Shunichi Fukasu
Takashi Hosogai
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • F03B15/14Regulating, i.e. acting automatically by or of water level
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Description

K. L SCHIFF · DA-3178
Dr. A. ν. FÜNER
PATENTANWÄLTE
München 9, Bereiteranger 1.5
Telefon 297369
Beschreibung zu der Patentanmeldung der Firma
HITACHI LIMITED Nippon Bldg., 8, 2-chome Ohtemachi, Chiyoda-ku
Tokyo / Japan
betreffend Regeleinrichtung für eine Wasserturbine
Priorität: 30. August 1968, Nr. 61789t Japan
Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für eine Wasserturbine. Zur Einstellung der Durchflußmenge werden bei herkömmlichen Wasserturbinen oder Wasserpumpen-Turbinen meistens bewegbare Leitschaufeln verwendet. Gelegentlich werden diese auch in wirksamer Weise anstelle eines Durchlaßventils in einem Stahldruckrohr zum Absperren des Wasserdurchflusses eingesetzt. Wird eine Pumpenturbine als Wasserturbine betrieben, so dienen die erwähnten bewegbaren Leitschaufeln dazu» die Durchflußmenge in Abhängigkeit von der gemessenen Frequenzschwankung des Energieübertragungssystems derart zu regulieren, daß die Nennleistung des Turbinengenerators entsprechend eingestellt werden kann; wird die Pumpenturbine dagegen als Pumpe zur Wasserförde-
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rung betrieben, so wird die fördermenge mittels der bewegbaren Leitschaufeln oder des Durchlaßventils eingestellt. Die herkömmlichen Leitechaufeln werden über Wellen, Gelenke» Hebel und dergleichen von einem Servomotor angetrieben. Bin unvermeidlicher Nachteil dieser mechanischen Servoelemente besteht in dem zwischen ihnen auftretenden Arbeltsspiel; dabei ist es sehr schwierig, den Öffnungegrad der Leitechaufeln um kleine Beträge genau zu steuern. Diese Schwierigkeit wird durch die Eigenschwingung der Leitschaufeln beim Hochfc lauf verstärkt, wobei eine kleine Änderung des anfänglichen Öffnungsgrades der Leitschaufeln eine große Änderung im Wasserdurchfluß und damit eine entsprechende Druckänderung hervorruft, was zu Vibrationsstößen auf die Leitschaufeln führt· Anders ausgedrückt neigen die bewegbaren Leitschaufeln beim Hochlauf aufgrund ihrer eigenen Durchfluß-zu-Druek-Charakteristik sowie des ihnen anhaftenden Arbeitsspiels in den mechanischen Elementen zu Eigenschwingungen und gestatten daher keine ausreichend genaue Steuerung der Turbinendrehzahl.
Erfolgt die Einstellung des Durchflusses beim Pumpbetrieb mittels einer herkömmlichen Drosselklappe, so erzeugt die unterhalb der Drosselklappe entstehende turbulente Strömung ebenfalls eine Eigenschwingung der Klappe. Daraus ergibt sich, daß nicht nur die Wirksamkeit der Drosselklappe herabgesetzt ' wird, sondern auch deren Aushöhlung und Verschleiß beschleunigt werden. _ 2 „
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Brfindungsgeeäß enthält der Mechanismus «um Bins teilen da« Durohfluesee einer Wasserturbine «in in einer Druckleitung vor den Gehäuse der Wasserturbine vorgesehenes Haupt-Iadelvsntil, «ins die Ober- mit 4er U&ttrstroaseit· das fiaupinadelventils verbindende X>eituag sowie ein in dieser Leitung vorgesehenes Hilfs-Hadelventil, wobei die Regelung entweder durch das Hauptventil oder das Hilfsventil nach freien Arbeitsbedingungen automatisch gewählt wird.
Weitere Sinselheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sioh aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen
Flg. 1 bis 4 anhand von aeheaatiech dargestellten Ausftihrungeforaen verschiedene Arten der Regelung einer umsteuerbaren Wasserpumpen-Turbine nach der Erfindung «eigen; Fig. 5 in eine» Diagrams die Kennlinie^wiedergibt. in der der Öffnungegrad Gv im unbelasteten Zustand über der Änderung der Fallhöhe H einer umsteuerbaren Pumpen-Turbine aufgetragen ist; und
flg. 6 ein Diagramm seigt, in dem die WasserdurchfluSmenge Über den Offjsungegrad eines Haupt-Nadelventils sowie eines Hilfs-Hadelventils aufgetragen ist und die Zeitspannen angegeben sind« die erforderlich sind* um das Steuersystem zu schalten und den Generator zu belasten. ■ - 3 -
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BtI einem Pumpspeicherkraftwerk dient daß in oberen Baeein gespeicherte Wasser dazu, die Wasserturbine im Turbinenbetrieb zur Erzeugung von Elektrizität arbeiten su lassen, während im Pumpbetrieb Wasser aus dem unteren Bassin in das obere Bassin gepumpt wird. Beim elektrisitätserzeugenden Betrieb sinkt deshalb der Wasserspiegel im oberen Basain allmählich ab. Ba die Fallhöhe bei einem Pumpspeicherkraftwerk im Vergleich zu anderen Turbinenarten, beispielsweise der Perton-Türbine, gering ist, haben derartige Schwankungen des Wasserspiegels grofien Einfluß auf die nützliche Fallhöhe dar Turbine.
Allgemein wird der Öffnungsgrad einer Einrichtung, die den einen Turbinengenerator treibenden Wasserdurohflufi regelt» bei der synchronen Drehzahl als unbelasteter Öffnungegrad der Turbine bezeichnet.
Die UrUSe des unbelasteten Öffnungsgrades ändert eich «tark in Abhängigkeit von der nützlichen Fallhöhe, wie dies durch die Kurve J in Fig. 5 dargestellt ist, in der die nützlich® Fallhöhe H auf der Abszisse und der unbelastete Öffnungsgrad Gv auf der Ordinate aufgetragen ist. Wie sich klar aus diesem Diagramm ergibt, 1st der unbelastete Öffnungegrad bei der minimalen Fallhöhe H min. einige zehnmal größer als der bei der maximalen Fallhöhe H max»
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vorstehenden ist zu entnehmen, daß die starke Schwankung der Fallhöhe ein schwieriges Problem bei der Regelung von Wasserturbinen darstellt; bei der Turbine eines Pumpspeicherkraftwerkes, bei dem zwischen der maximalen und der miniaalen Fallhöhe eine große Differenz besteht, wird die Steuerschaltung sehr kompliziert, da der Öffnungsgrad einer Durchfluß-Regeleinrichtung notwendigerweise in Abhängigkeit von der sioh ändernden Fallhöhe so gesteuert werden muß, daß die Turbine synchron mit der parallel geschalteten Bnergieleitung läuft.
Das erwähnte Problem wird dadurch umso schwieriger lösbar, daß ein Umschalten vom Generator- auf den Pumpbetrieb des Pumpspeicherkraftwerks nicht immer bei einem bestimmten Wasserstand in dem oberen Bassin, beispielsweise bei minimaler Fallhöhe H min., sondern in Anbetracht des bei Tag und Hacht erforderlichen Ausgleichs zwischen Leistungsangebot und -bedarf erforderlich ist, der von der Schwankung des Wasserstandes völlig unabhängig ist»
Die vorliegende Erfindung vermittelt eine Durchfluß-Regeleinrichtung, die die oben aufgezeigten Schwierigkelten durch Verwendung einer neuartigen Kombination aus einem Haupt- und einem Hilfs-Nadelventil ohne weiteres löst.
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Sin Ausftthrungsbelspiel der Erfindung wird im folgenden anhand von Fig. 1 erläutert, geaäS der ein Antrieb 1 einen Dreheahlgeber 2 treibt, der Änderungen der Drehzahl ermittelt. Ein Hebel 3 let nit den einen Ende des Drehzahlgebers so verbunden, daß die an diesem auftretende Verschiebung auf den Hebel 4 von Verteilerventilen Übertragen wird.
Sin Hebel 5 let mit Steuerventilen 6, 8 eines Hauptverteiler-Schiebers 7 und eines Hebenverteilersohlebers 9 derart verbunden, daß beide Verteilersohieber in Abhängigkeit von der an dem Drehzahlgeber 2 auftretenden Verschiebung betätigt werden.
Ein Haupt-Nadelventil 12 wird über eine Stange 11 von einem Haupt-Servomotor 10 angetrieben.
Sie Bezugsziffer 16 bezeichnet schematisch das Schaufelrad einer Wasserpumpen-Turbine, 17 ein Gehäuse dieser Turbine und 18 ein zwischen einem Druckrohr 20 und dem Gehäuse 17 angeordnetes Ventilgehäuse. Die Bezugsziffer 19 bezeichnet einen Abschnitt des Ventils 18, der beim Betätigen des Hauptventils 12 alβ Führung dient.
Hit dem Druckrohr 20 ist eine Hilfsdruckleitung 21 verbunden«' die zu dem Hauptventil 12 parallel geschaltet und mit einem
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Hilfs-Hadelventil 15 In ihrem mittleren Abschnitt versehen ist« damit die Durohflufimenge der Wasserturbine unabhängig Ton dem HauptTentil eingestellt werden kann. Das Hilfsventil 15 wird über eine Steuerstange 14 von einem Heben-Servomotor 15 getrieben. Der Hauptservomotor 10 erhält Befehle von dem Hauptverteilersohleber 7 und der Hebenservomotor 15 von dem Hebenverteilerechieber 9a
Wie oben erwähnt, werden der Haupt- und der Hebenservomotor 10» 15 von dem gleichen Drehzahlgeber 2 aus betrieben» wobei die Servomotoren mit voneinander unabhängigen Hachsteuerungen versehen sind» die mit dem Drehsahlgeber 2 gekoppelt sind und gegenüber der Belastung unabhängige Öffnungsgrade ergeben.
Für das Hauptventil 12 1st eine aus Hacheteuerhebeln 22, 25 und einem Hachsteuernocken 24 bestehende Hacheteuerung vorgesehen, um die Bewegung des Drehsahlgebers 2 in Abhängigkeit von der Bewegung des Hauptventils 12 nachzustellen, während eine weitere Hechsteuerung dasu dient, den Drehzahlgeber 2 über eine Hachsteueretange 55 sowie ein Pufferglied, das eine Stange 51, ein Gehäuse 52, einen Kolben 55 und eine Feder 56 enthält, nachsusteuem und über einen Haehsteuernocken 50 sowie Hache teuere tangen 28, 29 mit dem Hilfsventil 15 verbunden ist.
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Beim Turbinenbetrieb kann ein großes Ventil, wie ζ·Β. das Hauptnadelventil, die Drehzahl während dee Hochlaufe nicht genau steuern, da schon eine geringe Verstellung dee Ventile um kleine Öffnungegrade ein« rorhältnieraüfliß große Änderung dee Wasserdurchflussee bewirkt. Daher neigt die Steuerung der Drehzahl durch den Drehzahlgeber 2 zur Instabilität^
Erfindungsgemäß erfolgt die Drehzahlsteuerung beim Hochlauf vdurch das Hilfsventil 15· Um den Generator mit der Energie» leitung parallel zu schalten, wird also die Turbine bis ßvan Erreichen der Synchrondrehzahl durch das Hilfsventil 15 gesteuert, während die Einstellung der Belastung der Wasserturbine nach der Herstellung der Parallelverbindung mit der Energieleitung von dem Hauptventil 12 übernommen wird·
Bei der im vorstehenden beschriebenen Arbeitsweise erfolgt die llachsteuerung bei dem Hilfsventil 15 aus StabilitStsgründen elastisch, während die Nachsteuerung (Drehzahlregulierung) bei dem Hauptventil 12 zum Zwecke der Belastungaeinstellung starr ist. Die elastische und die starre Nachsteuerung wirken dabei auf einen Hachsteuerhebel 27 des Drehzahlgebers 2 derartf daß gegebenenfalls entweder der Hauptverteilerschi eber 7 oder der Kebenverteilerschieber 9 in die neutrale Lage gebracht wird.
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Der Hauptservomotor 10 und der Nebenservomotor 13 sind eo eingerichtet, daß sie nicht gleichzeitig wirken; vielmehr wird der Nebenservomotor 13 zur Geschwlndigkeitsregulierung vor dem Hauptservomotor 10 betätigt. Nach Erreichen der synchronen Drehzahl und Parallelanschluß an die Energieleitung wird der Hauptservomotor 10 zur Belastungseinstellung betätigt. FUr derartige Schaltvorgänge sind ein Schaltventil sowie Verriegelungsmechanismen 42, 45 an den Verteilerschiebern vorgesehen. Ein Steuerventil 38 des Schaltventils 37 wird durch eine Feder 39 ständig nach rechts gedrückt und läßt sich gemäß der hin- und hergehenden Bewegung der Nachsteuerstange 29 des Hilfsventils bewegen. Ständig zugeführtes Druckö'l f steht, wie in Fig. 1 dargestellt, über das Schaltventil 37 und eine Ölleitung g mit Ölleitungen h und i in Verbindung, wodurch in dem Verriegelungsmechanismus 45 ein Kolben 45a gegen eine Feder 45b in seine obere Stellung bewegt wird und die rechte Seite eines Armes 44 ihre untere Stellung einnimmt, in der sie von einem an dem Steuerventil θ das Nebenverteilerschiebers 9 vorgesehenen Anschlag 43 getrennt ist.
In ähnlicher Weise wird der zweite Verriegelungsmechanlsmus derart durch das Drucköi betätigt, daß ein Kolben 42a gegen eine Feder 42b in seine obere Stellung bewegt wird und ein
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Arm 41 einen an dem Steuerventil 6 dee Hauptverteilereohiebers 7 vorgeeehenen Anschlag 40 niederdrückt, wodurch der Hauptverteilerschieber 7 in eeiner unteren Stellung (bei geschlossener Stellung des Haupteorvomotors 10) verriegelt wird.
In einem derartigen Zustand treibt der Drehsahlgeber 2 den Nebenverteilerschieber 9 und den Nebenservomotor 13 ent» sprechend den auftretenden Drehzahl-Fehlersignalen, während sich das Hauptventil 12 in der vollständig geschlossenen Stellung befindet. Hat andererseits der Nebenservomotor 13 einen bestimmten Öffnungegrad erzielt, so wird beim Parallelanechluß an die Energieleitung die Rtioketeuerstange 29 des Nebenservomotors 13 in die äußerste rechte Lage bewegt. Entsprechend bewegt sich auch das Steuerventil 38 nach rechts, unterbricht die Verbindung zwischen den Ölleitungen f und g und schließt die Ölleitung g an eine Abflußleitung j an. Das in der Leitung g befindliche Drucköl wird auf diese Welse abgelassen.
Infolgedessen wird der Kolben 42a in dem Verriegelungsmeohaniamus 42 durch die Feder 42b niedergedrückt, wodurch die Verriegelung des Hauptverteilerschiebers 7 aufgehoben wird, während gleichzeitig der Kolben 45a durch die Peder 45b nieder- ' gedrückt und der Nebenverteilerschieber 9 verriegelt wird.
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Der Hauptverteilerschieber 7 steht nun mit den Drehzahlgeber 2 in Verbindung und wird von diesem betätigt. Aue dem vorhergehenden ergibt eich, daß entweder der Haupteervomotor 10 oder der lfebeneervonotor 13 verriegelt und daher nioht von dem Drehzahlgeber betHtigbar ist.
Beim Nachsteuern des Drehzahlgebers 2 von dem Nebenservomotor 15 aus vermittelt eine Stange 25 in dem Nachsteuereyatera des Haupteervomotors 10 einen festen Drehpunkt für den Hacheteuerhebel 26. Wird der Drehzahlgeber 2 andererseits von dem Hauptservomotor 10 nachgesteuert, so vermittelt- die Stange 35 des Puffergliedes in dem Naehsteuersystem den Noben-Bervomotors 13 einen festen Drehpunkt für den Nachateuerhebel 26. In beiden Betriebsweisen werden daher der Hauptverteilerschieber 7 bzw0 der Nebenverteilerschieber 9 genau nachgesteuert.
Pig. 1 veranschaulicht den Pail des Turbinenbetriebs, bei dem das Hilfsventil 15 durch den Drehzahlgeber 2 so gesteuert wird, daß die Drehzahl der Wasserturbine für den Parallelanschluß an d>e Energieleitung eingestellt wird. Dabei ist das Hauptventil 12 zum Absperren des Wasserflusses geschlossen, und die Einstellung der Durchflußmenge erfolgt ausaciiließlich durch das Hilfsventil 15c
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Wird das Hilfsventil 15 in Öffnungsrichtung verstellt und erreicht ee eine bestimmte Stellung, so wird der Hebenverteilerschieber 9 verriegelt und das Hilfsventil 15 geschlossen. Gleichseitig wird der Hauptvertellersohieber 7 an den Drehzahlgeber 2 gekoppelt und das Hauptventil 12 entsprechend der Bewegung des Drehzahlgebers 2 getriebene
Beim Purapbetrieb wird der Generator als Motor zum Antrieb des Schaufelrades geschaltet; dabei ist normalerweise leeine * Drehzahlregelung erforderlich, und das Hauptventil 12 steuert die Fördermenge der Pumpe entsprechend einer von der dargestellten Steuerschaltung unabhängigen, nicht gezeigten Belastungs-Steuerschaltung.
Die Umschaltung von Turbinen- auf Pumpbetrieb wird weiterhin anhand von Fig. 3 beschrieben.
Zunächst wird der Drehzahlgeber 2 durch eine Steuervorrichtung, beispielsweise ein Drehzahl-Steuerayetem, ein BeIa-" stungsbegrenzungssystem oder ein Magnetventil angehalten, woraufhin ein Magnet 46 betätigt wird, um ein Steuerventil 48 nach oben zu bewegen. Infolgedeesen werden die Ölleitungen h und g getrennt und die Ölleitung g mit der Ölleitung 1 verbunden. Das der Leitung h zugeführte Drucköl kann somit durch die Leitungen g und 1 abgelassen werden.
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Der Hebenverteilersohieber 9 bewegt sich dementsprechend nach unten und wird in seiner geschlossenen Stellung verriegelt, das Hilfsventil 15 wird in seine völlig geschlossene Stellung gebracht und die Durchfluömenge wird beim Pumpbetrieb von dem Hauptventil 12 gesteuert.
Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß erfindungsgemäB während des Hochlaufs nur das Hilfsventil zur Steuerung der Wasserturbine verwendet, wird, so daß eine Feineinstellung der Drehzahl erreicht und die bis zur Synchronisation mit der Bnergieleitüng benötigte Zeitspanne weitgehend verkürzt wird. Nach dem Parallelanschluß an die Energieleitung wird der Durchfluß nur von dem Hauptventil entsprechend Steuersignalen gesteuert, die von den Nadelventil-Kennlinien abhängen, wobei die auf Schwingungen des Ventils beruhenden Verluste sehr klein sind und eine weiche Steuerung erreicht wird..
Fig. 2 zeigt eine AusfUhrungeform der Erfindung, bei der die Umschaltung zwischen Hauptventil- und Hilfsventil-Betrieb entsprechend den Schwankungen der Fallhöhe in geeigneter Weise erfolgt.
Wie bereits dargelegt, ändert sich die unbelastete Ventilöffnung einer Wasserturbine merklich in Abhängigkeit von
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Schwankungen der Fallhöhe» Se 1st deshalb erforderlich, die Schaltzeitpunkte entsprechend den Fallhöhenschwankungen la geeigneter Weise zu bee tinmen· Dazu kann das Schaltventil Über eine Rolle 54 hin-und herbewegbar sein, die alt einen Nocken 53 bewegbar in Eingriff steht. Der Hocken 55 wird in Abhängigkeit von den Pallhöhenschwankungen von einem Gerat 52, das die Fallhöhe ermittelt, nach oben bzw. unten bewegt«
Bei zunehmender Fallhöhe (Hh) sieht das Meßgerät 52 den Nokken 53 nach unten, während es ihn bei abnehmender Pallhuhe (Lh) nach oben drückt. Dementsprechend wird das Schaltventil 37 im ersten Fall nach links und im zweiten Fall nach rechts bewegt, wodurch der Zeitpunkt des Umsehaltens vom Hilfsventil· betrieb auf Hauptventilbetrieb gesteuert wird. Ba die Arbeite· und Wirkungsweise der Einrichtung im übrigen der anhand von Fig. 1 erklärten Einrichtung gleich 1st, erfolgt diese Umschaltung selbst auf die dort beschriebene Art und Weise·
Die Ausbildung des Nockens 53 ist im übrigen durch die Kennlinie/ der Fig. 5 bestimmt, die die Beziehung zwischen unbelastetem Öffnungsgrad der Vaeserturbine und Fallhöhe seigt.
Anstelle des Steuersystems mit Drehzahlglied kann zur Steuerung des Hauptventils 12 ein Belastungs-Begrenzer 60 eingesetzt werden, während das Hilfsventil 15 durch das besehrle-
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bene elastische Nachsteuersystem gesteuert werden kann. Eine ■olohe Einrichtung ist in fig. 4 dargestellt, gemäß der bis sur Erreichung der Synchronisation der Turbine mit der Energieleitung das Hilfeventil 15 durch ein Steuersystem mit einem für die Stabilität dee Wasserdurchflueses sorgenden elastischen Hachsteuerayatem betrieben und danach nur ein Hauptventil 12 sur Steuerung der Durchflußmenge entsprechend einer von einem Belastungs-Begrenser bestimmten Belastung verwendet wird, wobei der Drehzahlgeber 2 abgeschaltet ist.
Dieses Steuersystem arbeitet folgendermaßen: Nach dem öffnen eines Betriebsunterbrechungsschalters 61 wird das Hilfsventil 15 entsprechend der Steuerung durch den Drehzahlgeber bis sur synchronen Drehzahl allmählich geöffnet. Während dieser Zeit ist natürlich der VerriegelungBmechanismue 45 für den Nebenverteilerschieber 9 geöffnet, während der Hauptverteilersohieber 7 durch den Verriegelungsmechanismus 42 in seiner geschlossenen Stellung verriegelt ist. Während das Hilfsventil 15 bis su einem bestimmten Öffnungsgrad (d.h. bis zur synchronen Drehsahl der Wasserturbine) geöffnet wird, wird die Drehzahl des Schaufelrades 16 mittels des oben erwähnten elastischen Nach-Steuersystems gesteuert.
Nach Erreichen der Synchronisation mit der Energieleitung wird die Wasserturbine belastet und der Öffnungsgrad des Hauptven-
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tils 12 durch den Belastungs-Begrenzer 60 gesteuert. Während dieser Zeit kann das Hilfeventil 15 geöffnet oder geschlossen sein. Selbstverständlich ist der Verrlegelungemeohanlenue 42 gelöst und der Hauptverteilereohieber 7 geöffnet·
Der Schaltzeitpunkt F1 in dem von Hilfsventilbetrieb auf Haupt· ventilbetrieb umgeschaltet wird, ist gemäß Pig. 6 βο bestimmt, daß der Turbinengenerator an die Energieleitung angeschlossen werden kann, ohne elektrische Störungen zu veranlassen« Dieser Zeitpunkt P ist deshalb so gewählt, daß der Zeitpunkt F*, in dem der Generator tatsächlich an die Energieleitung aage* schlossen wird, um einen bestimmten Betrag, der den elektrischen und mechanischen Betriebsverzögerungen oder Totzeiten entspricht, hinter dem SchaltZeitpunkt F liegt·
Obwohl die AusfUhrungsform gemäß Fig. 4 manuell betätigt wird, läßt sich ein automatischer Betrieb leicht durch Verwendung eines Schaltventils 37« wie es in den 71g. 1 bis 3 gezeigt ist, einrichten. Ben Verriegelungsmechanismen 42 und 45 kann Drucköl ζ bzw. y aus einem Öldruckbehälter zugeführt werden; dabei können - obwohl dies nicht dargestellt ist - Zu- und Abfluß mit Hilfe geeigneter Vorrichtungen, wie sie in Verbindung mit Figä 1 bis 3 erläutert wurden, automatisch gesteuert werden.
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Da es gemäß Fig. 4 nicht erforderlich ist, zwei Nachsteuersysteme für den Drehzahlgeber 2 sowohl über das Hauptventil 12 als auch über das Hebenventil 15 au verwenden, ist das gesamte Steuersystem im Vergleich mit den früheren Ausführungsformen einfach.
Pat entansprüche
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    IJ Regeleinrichtung für eine Wasserturbine mit einem Mechanismus zum Einstellen der dem Laufrad zufließenden Wasseraenge und einer Schaltung zur Steuerung des Einstell-Meohaniemus, dadurch gekennzeichnet, dafi der KInstell-Mechanismus ein Hilfsnadelventil (15) und ein Hauptnadelventil (12) umfaßt.
    2» Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Steuerschaltung das Hilfeventil (15) und das Hauptventil (12) wahlweise und alternierend derart steuert, daß das Hauptventil nach de» Hilfsventil betätigt und das Laufrad (16) vom Stillstand auf eine für eine Belastung des Turbinengenerators geeignete Drehzahl beschleunigt wird.
    ο Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Steuerschaltung einen Drehzahlgeber (2) umfaßt, ferner eine erste Steuervorrichtung, die mit dem Drehzahlgeber und dem Hilfsventil (15) gekoppelt ist» um die Durchflußmenge zur Steuerung der Turbinendrehzahl bein Hochlauf einzustellen« ferner eine «weite Steuervorrichtung, die mit dem Drehzahlgeber und dem Hauptventil (12)
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    gekoppelt ist» um die Burchflußmenge but Steuerung der Turbinennennleistung einzustellen, sowie einen Verriegelungsmeohaniemus (42, 45) der mit der ersten und der zweiten Steuervorrichtung gekoppelt ist, um die «weite Steuervorrichtung beim Hoohlauf und die erste Steuervorrichtung nach Erreichen einer bestimmten Turbinenbelastung automatisch su verriegeln.
    4· Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, dafl die Turbine eine umsteuerbare Pumpenturbine ist, und daß beim Pumpbetrieb nur die zweite Steuervorrichtung in Betrieb ist.
    5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich ne t, dafi die erste Steuervorrichtung ein elastisches Hacheteuersystem zur Steuerung der öffnung des HiIfsventile (15) in Abhängigkeit von dem Drehzahlgeber (2) umfaßt und die zweite Steuervorrichtung ein starres Nachsteuersystem zur Steuerung der öffnung des Hauptventile (12) in Abhängigkeit von dem Leistungsbedarf aufweist.
    6. Einrichtung nach Anspruch 3« dadurch gekennzeich net, daS die erste Steuervorrichtung einen mit dem Hilfsventil (15) verbundenen Nebenservomotor (13) und einen Hebenvertellerschieber (9) zur Steuerung des dem Neben-
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    servomotor zugeführten Drucköls in Abhängigkeit von dem Drehzahlgeber (2) umfaßt, daß die zweite Steuervorrioh-
    tung einen mit dem Hauptventil (12) verbundenen Hauptservomotor (10) und einen Hauptverteileraohieber (7) zur Steuerung des dem Hauptservomotor zugeführten Druck-Öls in Abhängigkeit entweder von dem Drehzahlgeber (2) oder von einem Leistungs-Begrenzer (60) aufweist, und daß der Verriegelungsmechanismus ein erstes mit dem Hebenverteilerschieber gekoppeltes Verriegelungsglied (44) und ein zweites mit dem Hauptverteilerschieber gekoppeltes Verrlegelungsglied (41) sowie ein erstes Betätigungsorgan (45) und ein zweites Betätigungsorgan (42) umfaßt, die mit dem ersten bzw. dem zweiten Verriegelungsglied gekoppelt so· wie wahlweise und alternierend in Abhängigkeit von einer bestimmten Stellung des Hilfsventils betätigbar sind.
    7« Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen mit dem ersten und dem zweiten Betätigungsorgan (45r 42) sowie dem Hilfsventil (15) gekoppelten Schalter (37), der je nach der Stellung des Hilfsventils bezüglich einem bestimmten Öffnungegrad wahlweise und alternierend das erste oder das zweite Betätigungsorgan beaufschlagt.
    -ZO-
    0098 27/0092
    ORIGINAL INSPECTED
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