Bauteil 11: Generator

In diesem Thema

Bauteil 11: Generator

Vorgaben

Leitungsanschlüsse
1	Wellenleistung - Eintritt
2	Elektrische Klemmenleistung
3	Logikeingang für Frequenz (als M), H2-Druck oder Spannung (als P), Wirkungsgrad (als H), Leistungsfaktor cos phi (als NCV)

Allgemeines Vorgabewerte Bauteilform

Allgemeines

Bauteil 11 dient zur Modellierung eines Generators.

Im Auslegungsfall muss der Generatorwirkungsgrad vorgegeben werden.

Beim Generator kann der Nominalwert des Generatorwirkungsgrades statt im Vorgabewert ETAGN auch als Enthalpie auf dem Logikeingang (Anschluss 3) vorgegeben werden, so dass dieser Wert auch geregelt werden kann. Welche Vorgabe genutzt werden soll, wird mit dem Schalter FETAGN festgelegt.

Das Teillastverhalten wird durch Kennlinien definiert. Diese bestehen aus

einer Schar Cosinus phi- parametrierter Kennlinien,
einer Schar wasserstoffdruckparametrierter Kennlinien und
einer Schar Generatorfrequenz-parametrierter Kennlinien,

die jeweils die Abhängigkeit des Generatorwirkungsgrads von der anliegenden mechanischen Wellenleistung darstellen.

Für den Generatorwirkungsgrad kann eine EbsScript-Funktion im Vorgabefeld EADAPT verwendet werden (siehe Release 9, Kernelexpressions, Kapitel 3.2.)

In der Standardwertedatenbank wurden die Werte für den Generatorwirkungsgrad und die Abhängigkeit von Last und cos phi aktualisiert. Es stehen Datensätze für die Größenklassen 83 und 277 MW zur Verfügung. Standardmäßig werden die 83 MW-Werte geladen. Die bis Release 8 verwendeten Kurven stehen ebenfalls zur Verfügung. Beim Laden von Schaltungen, die mit Release 8 erzeugt worden, werden die Werte nicht verändert.

Doppel-Lookup von Kennfeldern:

Um Konsistenz zwischen der Auslegungs- und Teillastrechnung zu gewährleisten, müssen Kennlinien durch den Punkt (1,1) gehen. Bei einfachen Kennlinien bereitet dies auch keine Schwierigkeiten. Bei einem Kennfeld, d.h. einer von einem Parameter abhängigen Kennlinien-Schar, können nicht alle Kennlinien der Schar durch (1,1) gehen. Die entsprechende Bedingung lautet hier: es muss eine Kennlinie der Schar durch (1,1) gehen, und zwar genau die, die dem Auslegungswert des Parameters entspricht.
Da man das Kennfeld nicht immer in dieser Form gegeben hat, war gegebenenfalls eine manuelle (bzw. Excel-basierte) Umrechnung erforderlich. Zur Vereinfachung wurde deshalb das Doppel-Lookup eingeführt, zunächst erstmal beim Generator (Bauteil 11).
Der Vorteil ist, dass der Anwender sich nicht mehr darum kümmern muss, ob und wo in seinem Kennfeld der Wert (1,1) vorkommt. Der Trick besteht darin, dass bei der Teillastrechnung das Kennfeld zweimal aufgerufen wird: einmal mit den Auslegungswerten und einmal mit den aktuellen Werten. Der Quotient aus beiden Ergebnissen des Kennfelds wird dann als Kennfeld-Faktor für die Teillastrechnung verwendet. Dazu war es allerdings erforderlich, Nominalwerte für die entsprechenden Größen einzuführen (beim Generator für cos(phi), Wasserstoffdruck und Generatorfrequenz).
Um dieses Feature beim Generator zu nutzen, ist das Flag FCHR auf 2 („Doppel-Lookup (für unnormierte Kennfelder)“) zu stellen.

Logikeingang (Anschluss 3) zur Steuerung von Komponenteneigenschaften

(siehe dazu auch : Objekte bearbeiten --> Anschlüsse)

Um Komponenteneigenschaften wie Wirkungsgrade oder Wärmeübergangskoeffizienten (Variationsgröße) von außen zugänglich zu machen (für Regelung oder Validierung), ist es möglich,
den entsprechenden Wert als indizierten Messwert (Vorgabewert FIND) auf einer Hilfsleitung zu platzieren.
Im Bauteil muss dann derselbe Index als Vorgabewert IPS (Bauteil 11: IPSCOS, IPSH2P, IPSGENF) eingetragen werden.

Es besteht auch die Möglichkeit, diese Werte (Messwerte) auf einer Logikleitung zu platzieren, die direkt an das Bauteil angeschlossen ist .

(siehe dazu
FCOS=2, Variationsgröße: COSPHI, Cos(phi), Dimension: NCV auf Logikeingang 3)

FH2P=2, Variationsgröße: H2P, H2-Druck, Dimension: Druck auf Logikeingang 3)

FGENF=2, Variationsgröße: GENF, Frequenz, Dimension: Massenstrom auf Logikeingang 3)

FETAGN=2, Variationsgröße: ETAG, Wirkungsgrad, Dimension: Enthalpie auf Logikeingang 3)

der Vorteil besteht darin, dass die Zuordnung nun grafisch sichtbar ist und dadurch Fehler (zum Beispiel beim Kopieren) vermieden werden.

Vorgabe von Frequenz, Stromstärke, Spannung und Phase

Beim Generator dienen zur Vorgabe dieser Größen die Vorgabewerte COSPHI (für den Wirkleistungsfaktor) und GENF (für die Frequenz) sowie der Vorgabewert VOLT (Spannung).

Damit die Vorgabewerte verwendet werden, sind die Schalter FCOS, FGENF und FVOLT entsprechend zu setzen.
Die Stromstärke wird in diesem Fall aus der Leistung berechnet. Für die Phase wird das positive Vorzeichen genommen.

Darstellungsformen:

Generator: Statt oder zusätzlich zum Buchstaben „G“ können graphische Symbole dargestellt werden (siehe Bauteilformen).

Hinweis für die Schalter FCOS / FGENF

Die Vorgabewerte COSPHI und GENF werden bei geeigneter Einstellung der Schalter FCOS bzw. FGENF (ab Release 12) auf die Elektroleitung übertragen.
Da in Release 11 die Standardeinstellung für diese Schalter auf „nicht verwendet“ stand, ergeben sich für diese Schaltungen keine Änderungen.

Bei Schaltungen, die mit älteren Ebsilon-Versionen erstellt wurden, bei denen es die Einstellung „nicht verwendet“ noch nicht gab, kann es zu einer unbeabsichtigten
Übertragung des Wirkleistungsfaktors und der Frequenz auf die Elektroleitung kommen.
In der Regel hat dies keine Auswirkungen. Falls jedoch auf der Welle bzw. Elektroleitung Startwerte für Massenstrom bzw. Druck verwendet wurden
(was in früheren Ebsilon-Versionen erforderlich war), kann es zu Doppelnennungen kommen, die jedoch einfach zu beseitigen sind, in dem man die überflüssigen
Vorgaben entfernt.)

Hinweis: Ergebniswert RGENFREQ

Ab dieser Release hat dieser Wert (RGENFREQ) die Einheit Frequenz – EBSILON-Standard-Einheit 1/min. Für die Anzeige der Frequenz in Hz kann der Benutzer die Anzeige-Einheit umstellen.

Vorgabewerte

FETAGN	Vorgabe des Generatorwirkungsgrades Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck Vorgabe Generatorwirkungsgrad =0: durch Vorgabewert ETAGN =2: durch Enthalpie auf dem Regeleingang 3
ETAGN	Generatorwirkungsgrad (nominal)
FCHR	Verwendung der Kennlinie =1: Einfaches Lookup (für auf Auslegungsparameter normierte Kennfelder) =2: Doppel-Lookup (für unnormierte Kennfelder)
FCHRX	x-Wert der Kennlinie =1: Wellenleistungsverhältnis Q1/Q1N =2: Verhältnis Q2/Q2N der elektrischen Leistung
FCOS	Für Kennlinien und Ergebniswerte zu verwendender Leistungsfaktor cos phi Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Spezifikationswert COSPHI verwenden =1: (veraltet) Pseudomessstelle mit Index IPSCOS als Leistungsfaktor verwenden =2: (veraltet) Phase auf Regeleingang 3 zur Berechnung des Leistungsfaktors verwenden =3: verwende Phase auf Elektroausgang zur Berechnung des Leistungsfaktors =-1: Nicht verwendet (siehe Hinweis unter "Allgemeines") =-2: (veraltet) Massenstrom auf Regeleingang 3 zur Berechnung des Leistungsfaktors verwenden
COSPHI	Leistungsfaktor cos phi
IPSCOS	Index der Pseudomessstelle mit dem Wert von cos phi
FH2P	Handhabung des H2-Druckes Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Spezifikationswert H2P verwenden =1: (veraltet) Pseudomessstelle mit Index IPSH2P verwenden =2: H2P durch Druck auf Regeleingang 3 gegeben =-1: Nicht verwendet
H2P	Wasserstoffdruck im Generatorgehäuse
IPSH2P	Index der Pseudomessstelle mit dem Wert des H2-Druckes
FGENF	Handhabung der Generatorfrequenz-Vorgabe Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Spezifikationswert GENF verwenden =1: (veraltet) Pseudomessstelle mit Index IPSGENF verwenden =2: Frequenz durch Messwert auf Regeleingang 3 gegeben =3: durch Messwert auf Wellen - Eintritt gegeben =-1: Nicht verwendet (siehe Hinweis unter "Allgemeines") =-2: (veraltet) durch Enthalpie auf Regeleingang 3
GENF	Generatorfrequenz
IPSGENF	Index für Messwert für Generatorfrequenz
FMODE	Schalter für Berechnungsmodus (Auslegung / Teillast) =0: GLOBAL =1: lokale Teillast =-1: lokale Auslegung
FVOLT	Methode zur Vorgabe der Spannung Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: Spezifikationswert VOLT verwenden =2: Durch Messwert auf Regeleingang 3 gegeben =3: durch Messwert auf Elektroaustritt gegeben =-1: Nicht verwendet
VOLT	Spannung (auf Elektroleitungen)
FADAPT	Schalter für Adaptionspolynom / Anpassungsfunktion Wie im Elternprofil (Unterprofil nur optional) Ausdruck =0: nicht verwendet und nicht ausgewertet =1: Korrekturfaktor für Kennfeld: der aus dem Kennfeld ermittelte Wert für den Generatorwirkungsgrad wird mit dem Wert des Anpassungspolynoms multipliziert =2: Ersatz für Kennfeld: ETAGN wird mit dem Wert des Anpassungspolynoms multipliziert, das Kennfeld wird nicht verwendet =1000: nicht verwendet, aber ADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit) =-1: EADAPT-Funktion als Korrekturfaktor zur Kennlinie benutzen =-2: EADAPT-Funktion als Ersatz für Kennlinie benutzen =-1000: nicht verwendet, aber EADAPT ausgewertet als RADAPT (Reduzierung der Rechenzeit)
EADAPT	Anpassungsfunktion function evalexpr:REAL; begin evalexpr:=1.0; end;
Q1N	Leistung am Generatoreingang (nominal)
COSPHIN	Leistungsfaktor cos(phi) (nominal)
H2PN	H2P (nominal)
GENFN	Generatorfrequenz (nominal)

Die blau markierten Parameter sind Referenzgrößen für den Teillastmodus. Die Ist-Teillastwerte beziehen sich in den verwendeten Gleichungen auf diese Größen.

Generell sind alle sichtbaren Eingaben erforderlich. Häufig werden jedoch Standardwerte zur Verfügung gestellt.

Für weitere Informationen über die Farbe der Eingabefelder und ihre Beschreibungen siehe Komponenten bearbeiten\Vorgabewerte

Für weitere Informationen über Auslegung vs. Teillast und Nominalwerte siehe Allgemeines\Nominalwerte übernehmen

Kennlinien

Bisher bezogen sich alle Kennlinien stets auf das Verhältnis von

aktueller zu nomineller Wellenleistung.

Da viele Hersteller jedoch ihre Kennlinie auf die elektrische Leistung beziehen, bietet Ebsilon jetzt die Möglichkeit, mit dem

Schalter FCHRX von Q1/Q1N (FCHRX=1) auf Q2/Q2N (FCHRX=2) umzuschalten.

Kennlinien, (COSPHI-Kennlinien)

Kennlinie1 : Generatorwirkungsgrad ETAG/ETAGN = f (Qx/QxN,PHI 1)

PHI=COS(PHI)

    X-Achse    1       Qx/QxN               1. Punkt
                  2       Qx/QxN               2. Punkt
                    .
                  N       Qx/QxN              letzter Punkt

    Y-Achse    1       ETAG/ETAGN        1. Punkt
                    2       ETAG/ETAGN        2. Punkt
                    .
                     N       ETAG/ETAGN        letzter Punkt

Kennlinie2 : Generatorwirkungsgrad ETAG/ETAGN = f (Qx/QxN, PHI 2)

    X-Achse     1       Qx/QxN                  1. Punkt
                     2       Qx/QxN                 2. Punkt
                                      .
                  N       Qx/QxN                 letzter Punkt

    Y-Achse     1       ETAG/ETAGN          1. Punkt
                    2       ETAG/ETAGN           2. Punkt
                     .
                      N       ETAG/ETAGN           letzter Punkt

Kennlinie 3 : Generatorwirkungsgrad ETAG/ETAGN = f (Qx/QxN, PHI 3)

    X-Achse    1       Qx/QxN                1. Punkt
                    2       Qx/QxN                2. Punkt
                      .
                    N       Qx/QxN                letzter Punkt

Y-Achse     1       ETAG/ETAGN        1. Punkt
                      2       ETAG/ETAGN        2. Punkt
                      .
                      N       ETAG/ETAGN        letzter Punkt

Kennlinie 4 : Generatorwirkungsgrad ETAG/ETAGN = f (Qx/QxN, PHI 4)

    X-Achse    1       Q1/Q1N                1. Punkt
                    2       Q1/Q1N                2. Punkt
                      .
                    N       Q1/Q1N                letzter Punkt

Y-Achse     1       ETAG/ETAGN        1. Punkt
                      2       ETAG/ETAGN        2. Punkt
                      .
                      N       ETAG/ETAGN        letzter Punkt

Kennlinie 5 : Generatorwirkungsgrad ETAG/ETAGN = f (Qx/QxN, PHI 5)

    X-Achse     1       Qx/QxN                1. Punkt
                     2       Qx/QxN                2. Punkt
                    .
                  N       Qx/QxN                letzter Punkt

   Y-Achse     1       ETAG/ETAGN         1. Punkt
                    2       ETAG/ETAGN         2. Punkt
                    .
                    N       ETAG/ETAGN        letzter Punkt

Kennlinien, (H2P-Kennlinien)

Kennlinie 6 : Generatorwirkungsgrad ETAG/ETAGN = f (Qx/QxN, H2P_1)

H2P=p(H2)

    X-Achse     1       Qx/QxN                 1. Punkt
                     2       Qx/QxN                 2. Punkt
                     .
                  N       Qx/QxN                 letzter Punkt

    Y-Achse     1       ETAG/ETAGN       1. Punkt
                      2       ETAG/ETAGN       2. Punkt
                      .
                      N       ETAG/ETAGN        letzter Punkt

Kennlinie 7 : Generatorwirkungsgrad ETAG/ETAGN = f (Qx/QxN, H2P_2)

    X-Achse     1       Qx/QxN                 1. Punkt
                  2       Qx/QxN                 2. Punkt
                    .
                  N       Qx/QxN                 letzter Punkt

   Y-Achse     1       ETAG/ETAGN        1. Punkt
                    2       ETAG/ETAGN        2. Punkt
                    .
                    N       ETAG/ETAGN        letzter Punkt

Kennlinie 8 : Generatorwirkungsgrad ETAG/ETAGN = f (Qx/QxN, H2P_3)

   X-Achse     1       Qx/QxN                 1. Punkt
                  2       Qx/QxN                 2. Punkt
                    .
                  N       Qx/QxN                 letzter Punkt

   Y-Achse     1       ETAG/ETAGN         1. Punkt
                    2       ETAG/ETAGN          2. Punkt
                    .
                     N       ETAG/ETAGN        letzter Punkt

Kennlinie 9 : Generatorwirkungsgrad ETAG/ETAGN = f (Qx/QxN, H2P_4)

    X-Achse    1       Qx/QxN                 1. Punkt
                  2       Qx/QxN                  2. Punkt
                    .
                  N       Qx/QxN                 letzter Punkt

     Y-Achse   1       ETAG/ETAGN          1. Punkt
                    2       ETAG/ETAGN         2. Punkt
                    .
                     N       ETAG/ETAGN          letzter Punkt

Kennlinie 10 : Generatorwirkungsgrad ETAG/ETAGN = f (Q1/Q1N, H2P_5)

    X-Achse    1       Qx/QxN                 1. Punkt
                  2       Qx/QxN                 2. Punkt
                     .
                  N       Qx/QxN                 letzter Punkt

   Y-Achse     1       ETAG/ETAGN        1. Punkt
                    2       ETAG/ETAGN        2. Punkt
                    .
                     N       ETAG/ETAGN        letzter Punkt

Kennlinien 3 (Generatorfrequenz-Kennlinie)

Kennlinie 11-19 : Generatorwirkungsgrad ETAG/ETAGN = f (Q1/Q1N, GENF_1...9 (EBSILON Standard-Einheit =1/min)

    X-Achse     1       Q1/Q1N                 1. Punkt
                  2       Q1/Q1N                2. Punkt
                    .
                 N       Q1/Q1N                letzter Punkt

    Y-Achse     1       ETAG/ETAGN        1. Punkt
                      2       ETAG/ETAGN        2. Punkt
                    .
                      N       ETAG/ETAGN        letzter Punkt

Gleichungen

Alle Betriebsfälle
	M2H2 = M1H1 * ETAGN * f 1(Qx/QxN) * f2(Qx/QxN) * f3(Qx/QxN)

Bauteilform

	Form 1		Form 2
	Form 3		Form 4
	Form 5		Form 6
	Form 7		Form 8

Beispiel

Klicken Sie hier >> Bauteil 11 Demo << um ein Beispiel zu laden.

Siehe auch

Motoren und Generatoren

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