Die Regelung der Kraftmaschinen

Erster Teil. Die Konstruktion selbsttätiger Regler.- I. Grundlagen der selbsttätigen Regelung.- a) Drehzahlmesser.- 1. Mechanische Pendel.- 2. Elektrische Drehzahlmessung.- 3. Hydraulische Drehzahlmessung.- b) Gefälls- und Druckmessung.- c) Grundsätzliche Auslegungen mittelbarer Regelungseinrichtungen.- II. Druckölversorgung.- a) Grundsätzliche Formen.- b) Zahnradpumpen.- c) Pumpenantriebe.- d) Druckbegrenzungseinrichtungen.- e) Druckspeicher.- f) Zubehör..- III. Druckölverteilung.- a) Steuerventile.- b) Vorsteuerungen.- c) Konstruktionsgrundsätze.- IV. Steuerung.- a) Die Drehzahlleistungscharakteristik.- b) Grundsätzliche Auslegung.- c) Gebräuchliche Ausführungsformen.- 1. Rückführende Steuerungen mit rein mechanisch erzielter Nachgiebigkeit.- 2. Rückführende Steuerungen mit hydraulischer Durchbildung der Nachgiebigkeit.- 3. Nachgiebige Rückdrängung.- 4. Steuerungen mit Beschleunigungsstabilisierung.- 5. Sonderformen.- 6. Antrieb des Drehzahl- (Beschleunigungs-) Messers.- V. Hilfseinrichtungen.- a) Zur Führung der Regelung nach dem Wasserstand.- b) Hilfseinrichtungen zur Einführung der Arbeitskolbenbewegung in die Steuerung.- c) Anzeigevorrichtungen.- VI. Verstellwerke.- a) Hydraulisch betätigte Arbeitswerke.- Bemessung der Triebwerke.- b) Mechanische Handregelungen.- c) Hydraulische Handsteuerungen.- d) Steuerverbindung: Druckölkreis-Handregelung.- VII. Ausführungsformen.- a) Normalregler.- b) Kleinregler.- VIII. Regler für besondere Zwecke.- IX. Die Regelung der Kaplanturbine.- a) Grundsätzliches.- b) Laufschaufeltriebwerke.- c) Steuerungseinrichtungen.- d) Abstimmung der Regelgeschwindigkeit von Leit- und Laufradverstellung.- e) Druckölbereitstellung.- f) Sonderbauformen.- X. Die Regelung der Freistrahlturbine.- a) Grundsätzliches.- b) Triebwerke.- c) Handregelungen.- d) Druckölbereitstellung.- e) Steuerventile.- f) Steuerwerke.- g) Ausführungsformen.- h) Regelungen mit Nebenauslaß.- XI. Steuerregler.- XII. Selbststeuerung.- A. Grundsätzliche Formen der Betriebsführung von Wasserkraftanlagen und ihr Anwendungsbereich.- a) Örtliche Handbedienung der Kraftwerke in Einzelvorgängen.- b) Bedienungsverfahren örtlicher Selbststeuerung von Wasserkraftwerken.- 1. Selbstgesteuerter laufender Betrieb.- 2. Selbststeuerung der Maßnahmen zum Betriebswechsel.- 3. Vollselbsttätiger Betrieb von Wasserkraftmaschinensätzen.- c) Die Fernbedienung als Betriebsverfahren.- 1. Zusammengefaßte Ortsbedienung.- 2. Ferngesteuerter Teilbetrieb.- 3. Fernbedienter Vollbetrieb.- B. Maßnahmen zur Sicherung des laufenden Betriebes der Anlage sowie zur Bereitschaftshaltung der örtlichen Selbststeuerung.- a) Mechanischer Teil.- 1. Sicherung des Pendelantriebes.- 2. Sicherung der Druckölversorgung.- 3. Selbsttätige Verriegelungen.- 4. Selbsttätige Windkesselabsperrventile.- 5. Schnellschlußeinrichtungen.- 6. Selbstschlußeinlaßorgane.- 7. Selbsttätige Bremseinrichtungen.- 8. Unabhängige Sicherheitseinrichtungen für Freistrahlturbinen.- 9. Sicherheitsregler.- 10. Lagerüberwachung.- b) Elektrischer Teil.- 1. Schutzeinrichtungen.- 2. Fehlermeldung.- c) Anwendung auf Großregleranlagen.- C. Maßnahmen für die Selbststeuerung des Anlaufes und Drehzahlabgleiches.- 1. Anlaufformen.- 2. Wahl der Maschinengattung.- 3. Selbsttätige Anlaufsteuerungen.- 4. Drehzahleinsteuerung von Synchrongeneratoren.- D. Die Zuschaltung der Synchronmaschine.- a) Spannungsvergleich.- b) Phasenvergleich und Zuschaltbefehl.- c) Verfahren zur Zuschaltung von Synchrongeneratoren.- E. Verfahren zusammenhängender Schalt- und Steuerfolgen.- F. Bedienungsstände für die Betriebsführung in Wasserkraftwerken.- G. Eigenbedarfsstromquellen.- H. Die Steuerstromkreise.- J. Elektrische Hilfsantriebe.- K. Anwendungsformen der Selbststeuerung.- a) Selbstgesteuerter Teilbetrieb.- b) Fernbediente Anlagen.- 1. Niederdruckanlagen.- 2. Fernbedienter Betrieb ohne Einbezug des Hauptabsperrorgans in die Selbststeuerung.- 3. Fernbedienter Betrieb mit durchgängiger Selbststeuerung der Vorgänge zum planmäßigen Betriebswechsel und im Gefahrenfall mit Einbezug des Hauptabsperrorgans.- L. Speicherpumpwerke.- a) Allgemeines.- b) Auslegung.- c) Betriebsausrüstung.- 1. Selbststeuereinrichtung einer hydraulisch-mechanischen Kupplung.- 2. Be- und Entlüftungssteuerungen.- 3. Schnellschlußeinrichtungen.- d) Ausführungsformen der Selbststeuerung.- 1. Wechsel der Betriebsform durch handbediente Steuerung.- 2. Selbstgesteuerter Teilbetrieb.- 3. Durchgängige örtliche Selbststeuerung.- M. Fernsteuerung.- N. Fernmessung.- O. Selbsttätige Steuerung auf optimalem Wirkungsgrad.- P. Lastverteilung.- XIII. Mittel zur Betriebsbeobachtung.- Die Werksprüfung selbsttätiger Regelungseinrichtungen.- Der gestörte Regler.- XIV. Die Regelung der Dampfturbinen.- a) Anordnungen.- b) Vorsteuerung.- c) Auslegung der Ventilantriebe.- d) Ausbildung der Steuerventile.- e) Druckölversorgung.- f) Stabilisierung.- g) Schlußzeit der Regelung.- h) Gesamtaufbau der Steuerungseinrichtungen.- i) Schnellschlußeinrichtungen.- k) Sicherheitsregler.- l) Steuerungsauslegungen.- 1. Kondensationsturbine.- 2. Gegendruckturbine.- 3. Einfachentnahmeturbine.- 4. Zweifachentnahmeturbine.- 5. Sonderformen.- m) Sondersteuerungen.- n) Unmittelbar lastabhängige Regelung der Dampferzeugung.- XV. Die Regelung der Dampfmaschinen.- a) Indirekte Achsenregler.- b) Indirekte Federpendelregler.- c) Schnellschlußeinrichtungen.- d) Sondereinrichtungen.- e) Öldrucksteuerungen.- Zweiter Teil. Die Theorie der selbsttätigen Wasserturbinenregelung.- A. Druckschwankungen in geschlossenen Wasserführungen.- a) Allgemeines.- b) Die Ermittlung der Druckschwankungen unter Berücksichtigung der Elastizität von Wasser und Rohrwandung.- 1. Verfahren.- 2. Innere Randbedingungen.- 3. Einfluß der Rohrreibung.- 4. Gestufte Leitungen.- 5. Obere Randbedingungen.- 6. Verzweigte Leitungssysteme.- 7. Untere Randbedingungen.- c) Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Druckwellen.- d) Druckschwankungen in unelastischen Leitungssystemen.- e) Die Anlaufzeit der Rohrleitung.- B. Die Drehzahlschwankungen des drehenden Systems bei Laständerungen.- a) Allgemeines.- b) Die Vernachlässigung der Massenträgheit des Betriebswassers.- c) Die Berücksichtigung der Massenträgheit geschlossen geführter Wassersäulen.- 1. Analytische Methode.- 2. Graphisches Verfahren.- d) Druck- und Drehzahlgewährleistungen.- C. Das Verhalten der Synchronmaschinen.- a) Leerlauf.- b) Belastung.- c) Spannungsregelung.- d) Der Stromerzeuger bei schnellen Laständerungen.- Plötzliche Entlastungen.- Plötzliche Belastungen.- 1. Motorlast.- 2. Stoßweise Widerstandsbelastung.- e) Der Stromerzeuger bei Kurzschlüssen.- f) Die Anforderungen des Parallellaufes und Verbundbetriebes.- D. Die Stabilität der mittelbaren Regelung.- a) Selbststabilisierung.- 1. Selbststabilisierung der ungeregelten Turbine.- 2. Einfluß der Selbststabilisierung bei Regelung der Turbine.- b) Die Stabilitätsbedingungen unter Berücksichtigung der Massenträgheit geschlossen geführter Wassersäulen.- 1. Nachgiebige Rückführung.- 2. Nachgiebige Rückdrängung.- 3. Beschleunigungsstabilisierung.- c) Der Einfluß der Vorsteuerung auf die Stabilität.- 1. Einfache Vorsteuerung ohne Berücksichtigung der Massenträgheit des Rohrleitungsinhaltes.- 2. Doppelte Vorsteuerung.- 3. Einfluß von Tr.- d) Die Stabilität von Abhängigkeitssteuerungen.- 1. Freistrahlturbinen.- 2. Kaplanturbinen.- 3. Doppelte Verkettung der Steuerkreise.- E. Anwendungen.- 1. Rohrleitungsturbine mittlerer Schnelläufigkeit mit Durchfluß-Verbundregler.- 2. Freistrahlturbine mit Windkessel-Doppelregelung.- 3. Hochdruckspeicherpumpe.- 4. Rohrleitungsturbine relativ hoher Schnelläufigkeit mit vorgeschalteter Selbstschlußdrosselklappe.- 5. Zusammengesetztes Leitungssystem mit Rohrbruchklappen innerhalb der Leitungen.