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Anordnung zum Zu-und Abschalten von Regelstufen.
Bei bekannten Anordnungen, die zum Zu-und Abschalten von Regelstufen dienen, liegen die Erregerspulen jeweils zweier in der Reihe aufeinanderfolgender Schalter abwechselnd an je einer von zwei abwechselnd unter Spannung gesetzten Leitungen. Diese Leitungen sind im folgenden Sammelleitungen genannt. Die bekannten Anordnungen dieser Art haben aber den Nachteil, dass die Regelung ) nur zum Einschalten stufenweise betätigt werden kann. Wenn ausgeschaltet werden soll, müssen sämtliche Stufen gleichzeitig ausgeschaltet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ohne allzu verwickelte Schaltungen sowohl das Einschalten wie das Ausschalten stufenweise vorzunehmen.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass Sehaltapparate verwendet werden, deren Anker in an sich bekannter Weise in der einmal eingenommenen Lage, auch bei Aufhören des Erregerstromes, liegenbleiben. Dadurch gelingt es mit ziemlich einfachen Mitteln, die Stufen eine nach
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umgeschaltet. Um in besonderen Fällen alle Stufen auch einmal ohne Zeitverzögerung einschalten zu können, wird zweckmässig ein Schalter vorgesehen, der beide Sammelleitungen gleichzeitig unter Spannung setzt. Ausser den beiden Sammelleitungen werden eine Ein-und eine Aussehaltleitung vorgesehen, von denen die erste den Einschaltspulen und die zweite den Aussehaltspulen den Erregerstrom zuführt.
Die Anordnung gemäss der Erfindung kann zur stufenweisen Regelung von elektrischen Maschinen,
Apparaten und Fernleitungen Verwendung finden. Das Ein-und Ausschalten der einzelnen Stufen wird dabei zweckmässig selbsttätig in Abhängigkeit von irgendwelchen elektrischen Grössen gesteuert.
Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung für die Spannungsregelung auf langen Leitungen mittels KompeiMeiungseinüchtungen, die in einzelne Stufen unterteilt sind. Die
Kompensierungseinriehtungen bestehen zweckmässig aus Drosselspulen, die stufenweise mit Zeitverzögerung geschaltet, u. zw. in gleicher Weise ein- und ausgeschaltet werden. Um eine gleichmässige Inanspruchnahme der Drosselspulen zu erzielen, trifft man die Anordnung zweckmässig so, dass die Drosselspulen einer Kompensierungseinrichtung gegenseitig vertauscht werden können.
In Fig. 1 ist.'2 die Netzleitung, die der Einfachheit halber einphasig dargestellt ist. An dieser liegt
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der andern Sammelleitung 11 das eine Ende der Aussehaltspulen 42,62, 82 und das eine Ende der Ein- schaltspulen 51, 71, 91 liegen. Die zweiten Enden aller Einschaltspulen 41, 51, 61, 71, 81, 91 liegen an der Leitung 14 (Einschaltleitung), die zweiten Enden aller Ausschaltspulen 42, 52, 62,72, 82, 92 liegen an der Leitung 15 (Ausschaltleitung). In der Sammelleitung 10 liegt die Erregung des Zeitrelais 13, das einen in der Leitung 11 liegenden Kontakt"teuert ; in der Sammelleitung 11 liegt die Erregung des Zeit-
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in der andern die Sehaltleitung 15 eingeschaltet wird.
Das Relais wird von der Netzspannung erregt. Bei normaler Spannung ist keine der beiden Schaltleitungen eingeschaltet. Bei Erhöhung oder Erniedrigung der Spannung schaltet das Relais entweder die Schaltleitung 14 oder 15 ein. Die Schalter besitzen
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die Aussehaltspulen. Bei Ein-bzw. Ausschalten eines Schalters überbrückt dieser die von ihm gesteuerten Verriegelungskontakte für die Ein-bzw. Aussehaltspulen, wodurch die Ein-bzw. Aussehaltspulen des in der Schaltfolge folgenden Sehalters an die Ein-bzw. Ausschaltleitung gelegt wird.
Ferner besitzen die Schalter noch die Selbstunterbrechungskontakte 45,55, 65. 75, 85, 95 für die Einsehaltspulen und 46, 56, 66,76, 86, 96 für die Ausschaltspulen. beim Einschalten der einzelnen Schalter werden die Kontakte 45,
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schalten werden die Kontakte 46, 56, 66,76, 86, 96 und damit der Stromkreis der Aussehaltspulen 42, 52, 62, 72, 82, 92 geöffnet. Das Einschalten eines der Schalter, z. B. des Schalters 5, erfolgt über die Einsehaltleitung 1-1, über die Verriegelungskontakte 4 : 3 des vorhergehenden Schalters 4, über die Selbst- unterbreehungskontakte 55, Einschaltspule 51, Sammelleitung 11.
Das Ausschalten des Sehalters erfolgt
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breehungskontakte 56, Spulen 52 und Sammelleitung 10. Die Ein-bzw. Ausschaltung der andern Schalter erfolgt ähnlich über die Ein- bzw. Ausschaltleitung, Über die Verriegelungskontakte des vorher ein-bzw. ausgeschalteten Schalters, über die eigenen Selbstunterbreehungskontakte, Ein-bzw. Aussehaltspulen und Sammelleitung 10 oder 11. Ferner kann noch ein Überspannungsrelais 17 vorgesehen sein, das,
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der einzelnen Schalter aufhebt.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende : Bei voller Belastung der Netzleitung ist der Spannungsabfall etwa so gross, dass er gerade durch den Ferrantieffekt wieder ausgeglichen werden kann.
Folglich sind sämtliche Drosselspulen von der Netzleitung abgeschaltet. Das Spannungsrelais steht in der Ruhestellung. Steigt aus irgendeinem Grunde, z. B. infolge Verringerung der Leistung, die Spannung, so schliesst das Spannungsrelais 16 den Einsehaltkontakt für die Einschaltleitung 14. Es fliesst jetzt ein Strom von der Batterie durch die im Ruhestand geschlossenen Kontakte des Zeitrelais 12, durch die Erregerspule des Zeitrelais 13, durch die Einschaltspule 41 über die Selbstunterbrechungskontakte 45 zur Einsehaltleitung 14 und über den Einsehaltkontakt des Spannungsrelais 16 zurück zur Batterie.
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seiner Einsehaltspule 44 und überbrückt die Verriegelungskontakte 43, so dass der nächste Schalter zum Einschalten vorbereitet ist.
Dieser kann aber nicht eingeschaltet werden, da das Zeitrelais 13 bei Erregung
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Zeitrelais 13 dessen Steuerkontakt wieder geschlossen wird, wird die Leitung 11 an Spannung gelegt, und der nächste Schalter 5 wird eingeschaltet, falls die Einschaltleitung noch durch das Spannungsrelais 16 eingeschaltet ist. Es fliesst dann ein Strom über die Steuerbatterie, Erregerspulen des Zeitrelais 12, Steuerkontakte des Zeitrelais 13, Sammelleitung 11, Einsehaltspule 51, Selbstunterbreehungskontakte 55.
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unterbricht beim Einschalten den Stromkreis seiner Einschaltspule 51 und schliesst die Verriegelungskontakte 53, so dass der nächste Schalter zum Einsehalten vorbereitet wird.
Dieser kann aber noch nicht eingeschaltet werden, da das Zeitrelais 12 bei Erregung den von ihm gesteuerten Kontakt und damit die Leitung 10 geöffnet hat. Erst nach Ablauf des Zeitrelais wird die Leitung 10 geschlossen und der Schalter 6 eingelegt. Die Einschaltung der einzelnen Schalter setzt sich so lange fort, bis die gewünschte Netzspannung erreicht wird. Sie findet also bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel von links nach rechts statt. Fällt jetzt infolge gesteigerter Leistungsabgabe die Netzspannung, so werden die Schalter der einzelnen Drosselspulen in ähnlicher Weise, aber von rechts nach links ausgeschaltet.
Bei plötzlichem Anstieg der Spannung tritt das Relais 17 in Tätigkeit, welches die Steuerkontakte des Zeitrelais und ferner die Verriegelungskontakte der einzelnen Schalter überbrückt, so dass alle Schalter gleichzeitig eingeschaltet werden. Das Spannungsrelais kann auch so geschaltet werden, dass bei plötzlicher Verringerung der Spannung alle Schalter gleichzeitig ausgeschaltet werden.
An Stelle die Schalter unmittelbar über die Zeitrelais zu steuern, kann auch eine mittelbare Stelle-
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schaltspule versehen und so eingerichtet sind, dass ihr Anker in der einmal erreichten Schaltstellung liegenbleibt, und welche die Schalter für die Drosselspulen steuern.
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durch zwei Zeitrelais, die bei Erregung nach einer einstellbaren Zeit ihren Steuerkontakt schliessen, in Verbindung mit zwei Zwischenrelais erfolgt. Die Erregung jedes dieser Zwischenrelais liegt mittelbar oder unmittelbar in der einen Sammelleitung. In der andern Sammelleitung liegt sein Ruhekontakt,
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einstellbaren Zeit wieder seiuiesst.
Jedes zwischenrelais besitzt noch einen Arbeitskontakt. durch dessen Schliessen ein Haltestrom- kreis für das betreffende Relais über einen Widerstand geschlossen wird. Gleichzeitig wird beim Schliessen dieses Arbeitskontaktes die Erregung'des zugehörigen Zeitrelais an Spannung gelegt. Dieses Zeitrelais schliesst nach seinem Ablaufen die Erregung des Zwischenrelais kurz, so dass dieses abfällt. seinen Ruhe- kontakt schliesst und die betreffende Sammelleitung wieder an Spannung legt.
10 und 11 sind Sammelleitungen. 14 und 15 die Schaltleitungen, in welche wie bei der Anordnung
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kontakt : 26', der bei Erregung des Relais diese unterbricht und sie nach dem Abfallen des Relais wieder an spannung legt. In der Sammelleitung liegt die Erregung des Zwischenrelais 23, in der Sammelleitung 10 sein Ruhekontakt 29. Zu dem Zwischenrelais : 22 gehört das Zeitrelais 21, zu dem Zwischenrelais 23 das Zeitrelais 24.
Jedes Zwischenrelais besitzt ferner noch einen Arbeitskontakt 27 bzw. 30, durch dessen Schliessen über einen Widerstand 12 bzw. 13 ein Haltestromkreis für das betreffende Relais geschlossen und gleichzeitig die Erregung des zugehörigen Zeitrelais 21 bzw. 24 an Spannung gelegt wird. Durch Schliessen der Kontakte ; Z5 bzw. 28 nach Ablauf der Zeitrelais 21 bzw. 24 wird die Erregung der Zwischenrelais 22 bzw. 23 kurzgeschlossen und diese dadurch zum Abfallen gebracht und die betreffende Sammelleitung wieder an Spannung gelegt.
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Selbstunterbrechungskontakte, #Ein"Schaltleitung 14 und über das Relais 16 zurück zur Batterie.
Hiedurch wird der Schalter 4 eingeschaltet und in bekannter Weise der nächste Schalter zum Einschalten vorbereitet. Dieser kann aber noch nicht eingeschaltet werden, da das Zwischenrelais 22 seinen Ruhe- kontakt 26 geöffnet und dadurch die Sammelleitung 11 unterbrochen hat. Gleichzeitig mit der Öffnung des Ruhekontaktes hat das Zwische11l'elais 22 seinen Arbeitskontakt 27 und damit einen Haltestromkreis von der Batterie über den Kontakt 27, Widerstand 12, Erregung des Relais 22 zurück zur Batterie geschlossen. Das Relais bleibt also in der einmal erreichten Schaltlage liegen. Durch Schliessen des Arbeitskontaktes 27 wird ferner das Zeitrelais 21 erregt und läuft ab.
Nach dem Ablaufen schliesst es seinen Kontakt ?) und sehlieDt dadurch die Erregung des Relais kurz. dieses fällt ab und legt die Leitung- wieder an Spannung, wodurch der nächstfolgende Schalter 5 eingeschaltet und das Zwischenrelais 23 erregt wird. Dieses unterbricht durch Öffnen seines Ruhekontaktes 29 die Sammelleitung 10, schliesst seinen Arbeitskontakt 30 und damit den Haltestromkreis über diesen Kontakt, Widerstand 13, Erregung
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dieses Zeitrelais wird der Kontakt 2S geschlossen und die Erregung des Relais 23 kurzgeschlossen und dieses zum Abfallen gebracht. Dadurch wird die Leitung 10 wieder an Spannung gelegt und Schalter 6 eingeschaltet. Das Spiel setzt sich so lange fort, bis die normale Spannung wieder erreicht ist.
An Stelle der beschriebenen Verzögerungseinrichtungen kann das periodische Umschalten der Sammelleitungen auch von einem Umschaltrelais vorgenommen werden, das so eingerichtet ist, dass
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Sehaltlagenweehsel angeregt wird. Man kann bei dieser Verzögerungseinrichtung die Selbstunterbrechungskontakte der Spulen der einzelnen Schaltapparate entbehren. Es ist zweckmässig, für jede der beiden Schaltstellungen des Umsehaltrelais je ein Zeitrelais zu verwenden, das nach Erregung die zugehörige Schaltspule des Relais an Spannung legt und dadurch dieses in die zugehörige Schaltlage bringt, wobei das Relais in seiner neuen Schaltlage die Erregung desjenigen Relais kurzschliesst, das seinen Schaltwechsel hervorgerufen hat und den Kurzschluss der Erregung der andern Zeitrelais aufhebt.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Spannungsregelung auf Wechselstromfernleitungen dargestellt, bei der die eben beschriebene Verzögerungseinrichtung zum Umschalten der
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spulen werden durch Schalter 164, 165, 166 ein-bzw. ausgeschaltet. Diese Schalter besitzen Einschaltspulen 174, 175, 176 und ansschaltspulen 184, 185, 186, welche durch die Schütze 167, 168, 169 eingeschaltet werden können. Diese Schütze sind so ausgebildet, dass ihre Anker in der einmal erreichten Sehaltlage auch bei Aufhören des Erregerstromes liegenbleiben. Die Schütze besitzen Einschaltspulen 177, 178, 179 und Ausschaltspulen 187, 188, 189. Das eine Ende der Einsehaltspulen des ersten, dritten, fünften usw.
Schützes und das eine Ende der Ausschaltsplllen des zweiten, vierten, sechsten usw. Schützen liegen an einer Sammelleitung 7C und das eine Ende der Einschaltspulen des zweiten, vierten, sechsten usw.
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sind. Die Haltewicklung liegt ständig an Spannung und ist so bemessen, dass sie das Schütz nach dem Anziehen unabhängig vom Wiederausschalten des Stromes in der Erregerwicklung festhält. aber nach dem Abfallen nicht wieder anziehen kann.
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treten, welche in der einmal erreichten Sehaltlage auch bei Aufhören des Erregerstromes liegenbleiben.
Das Umschaltrelais 205 legt in jeder seiner beiden Schaltstellungen abwechselnd die eine der beiden Sammelleitungen 10 und 11 an Spannung. Für jede Sehaltlage des Umsehaltrelais ist ein Zeitrelais 111 bzw. 112 vorgesehen. Jedes Zeitrelais legt bei seiner Erregung nach einer einstellbaren Zeit die zugehörige Schaltspule 215 bzw. 22J an Spannung, wodurch das Umschaltrelais 205 in die dieser Schaltspule zugvordnete Schaltlage fällt. In dieser neuen Schaltlage überbrückt bzw. öffnet das Umschaltrelais 205 Kontakte 255 und 265 und schliesst dadurch die Erregung des Zeitrelais, welches den Schaltlagenwechsel hervorgerufen hat, kurz und hebt den Kurzschluss für das andere Zeitrelais auf.
Das Ein-bzw. Ausschalten der Ein- bzw. Ausschaltleitung und die gleichzeitige Erregung eines der beiden Zeitrelais erfolgt durch die Relais 723 und 724. Diese besitzen Schaltspulen 7. 33 und 734, die von einem von der Netzspannung abhängigen Relais 135 über einen Widerstand 136 an Spannung'gelegt
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die Erregung des Zeitrelais an Spannung.
In ähnlicher Weise wird durch das Aussehaltrelais 724 die Ausschaltleitung durch Überbrücken der Kontakte 141 eingeschaltet und durch Überbrückung der Kontakte 7J4 die Verzögerungseinriehtung angeregt. Der Strom für die Erregung der verschiedenen
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mehrerer oder sämtlicher Sehaltstufen zu erreichen, ist ein Relais 50 vorgesehen, das die beiden Sammel- leitungen an Spannung legt und die Verriegelungskontakte der Einschaltspulen überbrückt. Dieses Relais kann auch so geschaltet sein, dass bei starker Verringerung der Spannung sämtliche oder ein Teil der Schaltstufen ausgeschaltet werden.
Um im Fall, dass ein gegebenes Schaltkommando nicht mehr ausgeführt werden kann, weil das Ende des Regulierbereichs erreicht ist, ein dauerndes Umsteuern der Verzögerungseinrichtung zu vermeiden, sind Endverrieglungen in Form von Kurzsehlusskontakten für das Ein-und das Ausschalt- relais 123, 124 vorgesehen. Das Schütz 169 besitzt Kontakte 129, durch deren Überbrückung am Ende
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Einsehaltrelais abfällt und die Einwirkung neuer Sehaltkommandos auf dieses Relais unwirksam wird. In ähnlicher Weise besitzt das Schütz 167 Kontakte 157, durch deren Überbrückung beim Ausschalten dieses Schützes die Spule 134 des Ausschaltrelais 124 kurzgeschlossen wird.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende : Steigt aus irgendeinem Grunde die Spannung, so legt das Relais 135 die Einschaltspule 133 des Relais 7, 33 über den Widerstand 136 an Spannung. Das
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wird, der die Drosselspule 161 einschaltet. Ist durch das Einschalten der Drosselspulen die Spannung noch nicht auf ihren normalen Wert geregelt worden, so bleibt das Einsdialtrelais 123 eingeschaltet, und das Zeitrelais 112 läuft ab und legt nach seinem Ablauf die Spule 225 des Umschaltrelais 205 an
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werden in ähnlicher Weise eingeschaltet und die Erregung des Zeitrelais 112 kurzgeschlossen und der Kurzschluss für das Zeitrelais 111 aufgehoben.
Das Ausschalten der einzelnen Schalter erfolgt in ähnlie, her Weise. Beim Ansprechen des Relais 50 werden die beiden Sammelleitungen 10 und 11 an Spannung
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und 154 des Ein- bzw. Ausschaltrelais 123 und 124 der Fig. 3. Die Leitung 10 ist an den Kontakt 321, die Leitung 11 an den Kontakt 322 des Relais. 320 angeschlossen. Der eine Pol der Erregung der Zeitrelais 33. 31 und. 341 liegt Über dem Schalter 303 an der Minusleitung, der andere Pol der Erregung des
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des Relais 320 angeschlossen. In unerregtem Zustande des Relais 320 liegt die Leitung 10 an Spannung und die Erregung des Zeitrelais 341 ist eingeschaltet. Ist das Zeitrelais 320 erregt, so wird die Leitung 11 und die Erregung des Zeitrelais 331 eingeschaltet.
Das Halterelais 351 besitzt zwei Arbeitskontakte 352
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relais 361 besitzt einen Ruhekontakt 362 und erhält seine Erregung über den Kontakt 332 des Zeitrelais 3 : 11.
Wird das Relais 351 erregt, so schliesst es über den Ruhekontakt 362 des Relais 361 und seinen Arbeitskontakt 358 einen Haltestromkreis für seine Erregung und schaltet durch den Arbeitskontakt 352 die Erregung des Relais 320 ein.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende : Wird der Schalter 30. 3 eingelegt, so wird in der
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beginnt von neuem, solange der Schalter 30. 3 eingelegt ist.
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