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Fernmessemrichttuig.
Bei den neuzeitlichen Kraftanlagen ist es für den überwachenden Ingenieur ein Erfordernis, eine grössere Anzahl von Betriebsvorgängen zu erfassen, um möglichst rasch seine Massnahmen treffen zu können. Man hat deshalb besondere Kommandoräume geschaffen, in denen die an entfernter Stelle sich abspielenden Vorgänge auf Anzeigeinstrumente übertragen werden, welche die einzelnen Betriebszustände erkennen lassen. Wegen der grossen Anzahl der notwendigen Messinstrumente ist es oft nicht wirtschaftlich, jedes derselben durch eine gesonderte Leitung mit der zugehörigen Messstelle zu verbinden.
Vielmehr muss man durch Synchronumschalter oder andere Mittel darnach trachten, mehrere zu einer Gruppe zusammengefügte Instrumente an einen einzelnen Leitungsstrang in abwechselnder Folge anzuschliessen, welcher je nach den Verhältnissen aus 2 oder 3 Adern besteht.
Die bisherigen Einrichtungen sind alle derart, dass in periodischen Zeitabschnitten gewissermassen Stichproben angestellt werden, d. h. es wird der Zufallswert, der sich gerade ergibt, auf einen Zeiger übertragen und dieser Zufallswert soll die Aufmerksamkeit des Beschauers erregen. Hiedurch können ausserordentliche irrige Auffassungen Platz greifen und zu falschen Massnahmen führen. Es hängt dies damit zusammen, dass die bisherigen Einrichtungen so grosse Intervalle für das absatzweise Nachrücken der Zeiger vorsehen, dass man kein wahres Bild über die Verhältnisse gewinnt. Es wird dadurch der Wert derartiger Einrichtungen unter Umständen in das Gegenteil verkehrt.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung liegt in der Stellung und Lösung der gänzlich neuen Aufgabe, die langen Beobachtungsin1. ervalle durch derartig kurze Intervalle zu ersetzen, dass der Beschauer den Eindruck erhält, als sei jedes Empfangsinstrument dauernd mit seinem Geber verbunden. Man kann es dann erreichen, dass das Empfangsgerät den Bewegungen des Geberinstrumentes so rasch folgt, dass rasch vorübergehende Betriebszustände, die sich von selbst wieder einrenken, zwar erfasst, aber auch in ihrer Belanglosigkeit erkannt werden können.
Dies geschieht dadurch, dass die Periodendauer für die Wiedereinschaltung der gleichen Geberund Empfangsinstrl1mente durch besondere, an sich bekannte und gegebenenfalls zu verbessernde Mittel so verkürzt wird, dass dem Auge des Beschauers bei Änderungen des Messwertes noch der Eindruck der vorhergehenden Zeigerbewegung soweit innehaftet, dass ein trickfilmartiger Eindruck entsteht. Auch beim Trickfilm werden die einzelnen Bilder oder Zeichnungen dem Auge in Form von absatzweisen Veränderungen vorgeführt, die physiologische Wirkung ist aber, ähnlich wie beim Film, die einer ununterbrochenen Bewegung.
Wie Versuche zeigen, lässt sich sicher dieser trickfilmartige Eindruck erreichen, wenn die Zusammenschaltdauer von Empfangsinstrument und zugehörigem Geberinstrument kürzer als 1/2 Sekunde ist und die Periodendauer zwischen 2 aufeinanderfolgenden Wiedereinschaltungen desselben Empfangsgerätes unabhängig von der Zahl der auf demselben Leitungssatz zu übertragenden Messgeräte weniger als 2 Sekunden beträgt.
Um während der Ausschaltzeit des Empfangsinstrnmentes die letzte Anzeige desselben festzuhalten, können periodisch betätigte Arretiervorrichtungen. beispielsweise Fallbügel, angeordnet werden. Das Lüften und Wiederbetätigen der Arretiervorrichtung beansprucht jedoch beim jedesmaligen Spiel einen beträchtlichen Zeitraum. Erfindungsgemäss lässt sich daher der
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Absehalten von dem Messstromkreis in der letzten Stellung verharrt. Ein solches Messinstrument ist vor allem in dem Kreuzspulinstrument gegehen. das normalerweise als Ohmmeter. Frequenzmesser oder Leistungsfaktormesser verwendet wird.
Durch den Fortfall einer Arretierung in der Schaltpause kann. wie Versuche zeigen, ein solches Empfangsgerät, wenn man es mit entsprechend grosser Einstellgesehwindigkeit aus- stattet, eine so grosse Schalthäufigkeit gestatten, dass es Schwankungen derselben Grössenordnung wie diejenigen des dauernd eingeschalteten Geberinstrumentes mitmacht. obwohl es nur peri- odisch mit diesem verbunden ist. Es ist dabei vorausgesetzt. dass das Geberinstrument die Einstelldauer normaler Schalttafelgeräte besitzt.
Da das Empfangsinstrument ohne Rückstellkraft ausgeführt ist, würde die letzte Anzeige im allgemeinen auch bei einem Ausbleiben der elektrischen Impulse aufrechterhalten bleiben. Durch geeignete Hilfsvorrichtungen kann man in diesem Falle dafür sorgen. dass dieselbe zum Verschwinden gebracht wird. Eine beispielsweise Ausführungsform hiefür ergibt sich, wenn man das Empfangsinstrument als Leuchtinstrument ausbildet und durch eine geeignete Relaiseinrichtung dafür sorgt, dass beim Ausbleiben der elektrischen Impulse die Lichtquelle abgeschaltet wird.
Eine weitere Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beruht darin, dass man der Fern- messeinrichtung eines der an sich bekannten Frequenzmessverfahren zurunde legt. Schaltet man irgendeine Wechselspannung auf einen aus Widerstand, Selbstinduktion und Kapazität bestehenden Stromkreis, so tritt als Ausgleichsstrom beim Einschalten wohl ein Wechselstrom auf, dessen Frequenz durch die Leitungskonstanten bestimmt wird. Man hat es aber jederzeit in einfachster Weise in der Hand. einen beliebigen Unterschied der Messfrequenz, auf welche
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gleichstromes zu erzielen und damit die Wirkung des Einschaltvorganges auf die Messung auszuschalten.
Im Gegensatz zu allen andern in letzter Linie auf einer Strommessung russen- den Messverfahren kann man daher für die vorliegende Anwendung den Einschaltvorgang bei einer Frequenzfernmessung als mit verschwindender Zeitkonstante vor sieh gehend betrachten.
Dadurch wird die notwendige Zusammenschaltdauer von Geber-und Empfangsinstrument noch weiter herabgesetzt. Die Höhe des für die Messzwecke gewählten Frequenzbereiches wird dann noch durch die Bedingung bestimmt, dass dem Frequenzmesser während der Einscbaltxeit eine zur eindeutigen Anzeige notwendige Zahl von Polwechseln zugeführt wird.
Um auf einer bestimmten Anzahl von i'ernleitungen mehr Fernübertragungen vornchmen zu können, als sich aus den vorhandenen Leitungen unabhängige Stromkreise bilden lassen, ist es nicht erforderlich, stets dieselben voneinander unabhängigen Stromkreise zu benutzen und auf denselben durch periodische Umschaltung eine Reihe von Messgrössen nacheinander zu übertragen. Es kann vielmehr der Reihe nach jeder Leiter mit jedem ändern verbunden werden, wobei sich soviel Stromkreise ergeben. als aus der vorhandenen Leitungszahl Kom-
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ander im wesentlichen unabhängig. n-1 gleichzeitig durch das Ansprechen geeigneter Zähler- relais, welche nur in einer der beiden durch die Femleitung verbundenen Station oder in beiden angeordnet werden, aktivieren.
Diese Schaltung ist an sich für die verschiedensten Fernmessverfahreu anwendbar. zeigt jedoch besondere Vorteile dann. wenn wiederum ein Frequenzmessverfahren zur Anwendung gelangt.
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bindungen zwischen den 5 Fernleitungen hergestellt. In einer jeden derartigen Verbindung liegen auf der Geberseite ein spannungsabhängiges Relais 1 (beispielsweise eine Glimmlampe) und der Wechselstromgeber In Serie. Ebenso sind auf der Empfangsseite in diesen Verbin- dungen die Empfangsapparate 3 mit gleichartigen Spannungsrelais 1 luntereinandergeschaltet.
Legt man nun an zwei beliebige Eckpunkte des aus den vorerwähnten Verbindungen gebildeten Leitungspolygons eine Gleichspannung, deren Höhe mit der Ansprechspannung der Relais (Durchbruchspannung der Glimmlampen) entsprechend abgestimmt ist. so kann man es erreichen. dass ein Stromkreis der aus der Verbindungsleitung zwischen diesen beiden Eckpunkten, der
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leitungen besteht, durch Ansprechen der beiden Wählerrelais geschlossen wird.
Alle andern möglichen. Stromkreise bleiben hingegen offen. da auf ihre Wählerrelais nur jeweils ein ent-
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Punkten, au welchen die volle Potentialdifferellz der angelegten Hilfsspannung liegt, mindestens : 2 solcher Wählerrelais in Serie liegen, so dass auf jedes höchstens die halbe Spannung entfällt.
Wie ersichtlich kann man dadurch, dass man einen Eckpunkt des Polygons auf der
Geberseite mit dem einen Pol, beispielsweise dem positiven Pol der Gleichstromquelle. und alle andern Eckpunkte mit dem andern Pol verbindet, gleichzeitig M--Z voneinander praktisch unabhängige Stromkreise aktivieren. Zwischen die Eckpunkte des Polygons und die Zuleitungen zur Gleichstromquelle sind hiebei passend gewählte Widerstände oder besser noch Drosselspulen zu legen, um die Ableitung der Geberströme durch die Hilfsstromquelle zu begrenzen.
Durch einen geeigneten Umschalter kann man es dann erreichen, dass die Gleichstrom- hilfsspannung zyklisch so umgeschaltet wird. dass der vorerwähnte positive Pol nacheinander mit jedem Eckpunkt des Polygons verbunden wird. Dadurch werden dann der Reihe nach sämtliche Stromkreise gebildet.
Wenn nun, wie in der Figur gezeichnet, mit den spammngsabhängigen Wählerrelais auf der Geberseite die dauernd von ihrem Messwert beeinflussten Wechselstromgeber und auf der Empfangsseite die frequenzabhängigen Empfänger in Serie liegen, so ist es ersichtlich, dass nur diejenigen Wechselstromgeber, welche in aktivierten Stromkreisen liegen. die ihnen zugehörigen Empfänger beeinflussen können, während Fehlbeeinflussungen durch fremde Geber für die einzelnen Empfänger vermieden sind.
Als Wählerrelais eignen sich in hervorragender Weise Glimmlampen, welche bei Einschalten der Betriebsgleichspannung ohne Zeitverzögerung überschlagen. so dass die Empfangsgeräte im selben Augenblick Strom erhalten. Die Klemmenspannung der Glimmlampen besteht bei der gezeichneten Schaltung aus der Superposition der Gleich-und Wechselspannung. Da die Glimmlampen jedoch bei Absinken der Spannung auf einen bestimmten Betrag unterbrechen. so würden die Empfangsgeräte von dem gesamten Wechselstrom nicht die vollen Stromwellen sondern nur Bruchteile erhalten.
Wird jedoch für die Betätigung der Glimmlampen eine Gleichstrom-Hilfsspannung verwendet, deren Betrag erfindungsgemäss grösser gewählt wird als die Summe aus der Durchbruchspannung der Lampen und dem Scheitelwert der Wechselspannung. so bleibt die Spannung während der ganzen Schaltperiode über der Durchbruchsspannung, so dass die Glimmlampen 1 nicht bei jeder Spannungswelle verlöschen und den Empfangsgeräteu die vollen Stromwellen zugeführt werden.
Da ausserdem der Fall eintreten kann. dass in zwei benachbarten Leitern Wechselströme gleichzeitig übertragen werden, deren Scheitelwerte zeitweise entgegengesetzt gleich sind. könnte ein Durchsehlag der zwischen diesen beiden Leitern geschalteten Glimmlampen auch dann eintreten, wenn zwischen diesen beiden Leitern keine Gleichstrom-Potentialdif'erenz besteht und die betreffende Lampe daher nicht ansprechen soll. Dies lässt sich erfindungsgemäss dadurch vermeiden, dass die für die Frequenzmessung gewählte Wechselspannung kleiner als die halbe Durchbruchsspannung der Glimmlampen gehalten wird.
Die vorbeschriebene Erfindung gewinnt an Bedeutung, wenn die Empfangsinstrumente in einem Rückmeldeschema schaltbildmässig gruppiert werden, so dass eine weitere geistige Überlegung des Beobachters. zu welcher Stelle der Anlage die betreffende Messgrösse gehört. nicht mehr notwendig ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Fernmesseinrichtung zur kontinuierlichen elektrischen Übertragung des jeweiligen Augenblickswertes der Anzeige von Messinstrumenten auf einer gemeinsamen Leitung, welche periodisch zwischen zusammengehörige Geber- und Empfangsinstrumente geschaltet wird, wobei an der Empfangsstelle eine Daueranzeige der Messwerte erfolgt.
dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zusammenschaltungen von einander zugeordneten Geber-und Empfangsinstrumenten unabhängig von der Zahl der auf demselben Leitungssatz zu übertragenden Messwerte weniger als 2 Sekunden beträgt, wodurch dem Auge des Beschauers bei Änderungen des Messwertes noch der Eindruck der vorhergehenden Zeigerbewegung innehaftet und der Gesamteindruck einer mehr oder weniger ununterbrochenen Bewegung entspricht.