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Einrichtung zur gleichzeitigen Ferniibertragung von Messgrössen, Zeigerstellungen u. dgl.
Es sind Fernmesseinrichtungen bekannt, bei denen an der Messstelle eine Kontaktenrichtung mit einer von dem Betrag der Messgrösse abhängenden Häufigkeit Kontakte schliesst und auf diese Weise Impulse zur Empfangsstelle sendet, wo das Anzeigegerät steht. Das Anzeigegerät stellt sieh nach der Häufigkeit der eintreffenden Impulse ein und ist so in der Lage, den an der Messstelle gemessenen Betrag der fernzumessenden Grosse am Anzeigegerät anzuzeigen. Wenn mehrere Messgrössen über eine gemeinsame Leitung zur Überwaehungsstelle zu übertragen sind, können mit den bekannten Einrichtungen die einzelnen Messstellen am Sendeort und ihre Empfangsgeräte in der Überwachungsstelle nur nacheinander mit der gemeinsamen Verbindungsleitung zwischen ihnen verbunden werden, so dass in jedem Augenblick nur eine einzige Messung übertragen wird.
Sonst sind die von verschiedenen Messstellen ausgehenden Impulse auf der Empfangsstelle nicht zu trennen, es sei denn, man benutzt verschiedene Übertragungsfrequenzen für die einzelnen Messgrössen.
Gemäss der Erfindung wird der den bekannten Einrichtungen anhaftende Nachteil, dass gleichzeitig nicht mehrere Messgrössen übertragen werden können, dadurch beseitigt, dass man die Sende-oder Empfangseinrichtung oder beide derart mit Ventilen ausrüstet, dass der Strom einer Sendeeinrichtung nur die zugehörige Empfangseinrichtung beeinflussen kann. Es sind zwar Signaleinrichtungen bekannt, bei welchen elektrische Ventile verwendet werden. Bei den bekannten Einrichtungen dienen die Ventile jedoch nicht dazu, die Verbindung zwischen den einander nicht zugeordneten Empfängern zu sperren.
Bei der Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung verwendet man zweckmässig zur Übertragung Wechselstrom, wobei die eine Messgrösse beispielsweise die positive Halbwelle, die andere Messgrösse die negative Halbwelle des Wechselstromes zur Übertragung ihrer Impulse auf die Anzeigevorrichtung benutzt.
In den Figuren, die zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes dienen, sind die Kontakteinrichtungen der Messstellen sowie ihre Empfangseinrichtungen schematisch dargestellt. Mit 1 und 2 sind in der Fig. l zwei Leiter eines Wechselstromnetzes bezeichnet. Der Sendeort und die Empfangsstelle sind durch eine Hinleitung 3 und eine Rückleitung 4 miteinander verbunden. Die Kontakteinrichtungen der Messstellen sind als einfache Schalter dargestellt und mit 5 und 6 bezeichnet. In Reihe mit Kontakt 5 liegt ein Gleichrichter 50, dessen Strom- durchlässigkeit durch die Pfeilspitze angedeutet ist. Das zur Kontakteinrichtung 5 gehörige Anzeigeinstrument ist mit 51 bezeichnet. In an sich bekannter Weise wird ein Kondensator 52 bei jedem über die Leitung 3 eintreffenden Impuls umgeladen, wobei der Ladestrom das Anzeigeinstrument 51 durchfliesst.
Die Umladung des Kondensators erfolgt über einen doppelpoligen Umschalter 53, der unter dem Einfluss einer Relaisspule 54 steht. Die Relaisspule 54 kann über einen Gleichrichter 55 nur einen Strom erhalten, dessen Durchlassrichtung mit der des Gleichrichters 50 an der zugehörigen Messstelle übereinstimmt. Sooft an der Messstelle
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der Kontakt 5 geschlossen wird, können die einen Halbwellen des Wechselstromes aus der Leitung 2 über Kontakt 5, Ventil 50, Verbindungsleitung 3, Ventil 55, Relais 54 und Rück- leitung 4 zur Leitung 1 des Wechselstromnetzes fliessen.
Relais 54 in der Empfangsstelle ist
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Wechselstromes abzufallen, sondern, solange Kontakt 5 an der Sendestelle geschlossen ist. bleibt Relais 54 erregt ; der doppelpolige Umschalter 53 liegt dann nicht in der gezeichneten Lage, sondern in der andern Stellung, so dass die rechte Elektrode des Kondensators 5, 3 über
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sein Erregerstromkreis an der Kontakteinrichtung 5 unterbrochen wurde, kehrt der Schalter 53 unter der Einwirkung der Federkraft 56 in seine Ruhestellung zurüek, wodurch dip linke Elektrode über das Anzeigegerät 51 mit dem negativen Pol einer Ortsbatterie verbunden wird.
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Anzeigegerät 51 in der gleichen Richtung.
Unabhängig davon, ob der Kontakt 5 geschlossen oder geöffnet ist, beeinflusst die zweite
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gesetzter Durchlassrichtung wie Ventil 50 eingeschaltet ist. Wenn der Kontakt 6 geschlossen wird, wird in der Empfangsstelle durch die ändern Halbwellen des Wechselstromes ein Relais 64 erregt, in dessen Stromkreis ein mit Ventil 60 gleichgerichtetes Ventil 65 eingeschaltet ist. In gleicher oder auch anderer Weise wie von Relais 54 kann auch von Relais 64 eine Anzeigevorrichtung 61 gesteuert werden. Mit der beschriebenen Vorrichtung lassen sich
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gegenseitige Beeinflussungen vorkommen können.
Im weiteren Ausbau desselben Erfindungsgegenstandes kann man, von der Messstelle aus über n Leitungen insgesamt (n-l) X 2 Messgrössen gleichzeitig übertragen. Es werden dazu je zwei Kontakteinrichtungen an den Messstellen und ebenso viele Empfangsrelais in der Überwachungsstelle paarweise mit Gleichrichtern entgegengesetzter Durchlassrichtung versehen und an je eine Hinleitung angeschlossen. Für alle wird eine gemeinsame Rückleitung
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dritte benutzen ; dadurch wird eine besondere Rückleitung, d. h. der vierte Leiter, entbehrlich.
Eine Anordnung dieser Art ist in der Fig. 2 dargestellt. Auch hier ist es möglich, mehr als drei Messleitungen zu verwenden, beispielsweise vier, fünf oder sechs.
Die drei Drehstromleitungen sind mit Pi, 11, bezeichnet. An die Leitung sind Kontakteinrichtungen 10 und 11 sowie Relais 101 und 111 für die Empfangseinrichtungen angeschlossen. Die Messstelle und die Empfangsstelle sind durch eine Leitung X miteinander
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Leitung X zur Empfangsstelle und von dort zu gleichen Teilen über die Leitungen Y und Z zurück zur Sendestelle. Zu dem Zweck sind die Leitungen Y und Z in der Empfangsstelle miteinander durch eine Drossel mit zwei Spulen 102 und 103 oder eine in der Mitte angezapfte Drosselspule verbunden. An der Verbindung der Spulen 102 und 103 treten die aus der Leitung X kommenden Ströme in die Drosselspule ein und durchfliessen die beiden Spulen in solchem Sinne, dass kein magnetisches Feld entsteht.
Der Widerstand der Drosselspulen ist für diese Ströme dann sehr klein, während er für Ströme, die von der Leitung Y zur Leitung Z oder umgekehrt fliessen, sehr gross ist. In der Sendestelle können die Kontakte 20 und 21 bzw. 30 und 31 zu den Zeiten, wenn über die Leitung X Ströme fliessen sollen, zufällig geöffnet sein, dann wäre diesen Strömen der Rückweg über die Leitungen X und Z versperrt. Um dieser Schwierigkeit zu begegnen, ist an dem Ende der Verbindungsleitung Z von dieser zur Phasenleitung V1 und umgekehrt je eine Verbindungsleitung gezogen, die eine Drosselspule enthält. Die beiden Drosselspulen haben gleichen Wicklungssinn und einen gemeinsamen
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Ströme der Leitung X erregen die Drosselspulen 104 und 105 in entgegengesetztem Sinne, so dass der induktive Widerstand der Drosselspulen für diese Ströme verschwindet.
Von der
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fliesst, ein starkes magnetisches Feld in der Drosselspule hervorruft. Wie für die Leitung je einerseits und die Leitung Y, Z anderseits beschrieben ist, so kann natürlich jede Leitung
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Die in Fig. 3 dargestellte Schaltung kann man zu dem erwähnten Zweck verwenden, wenn man mit Hilfe des Relais R1 eine Kondensatorentladung steuert, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Die Stärke der von der Kondensatoranordnung gelieferten Messstrom hängt dann von
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antreibt, so umzuschalten, dass er einmal die Wirkleistung, das andere Mal die Blindleistung misst. Der beim Umschalten über den Kontakt R2 fliessende Strom wird dazu verwendet, um den von der dem Relais B1 zugeordneten Kondensatorenanordnung gelieferten Strom mit Hilfe eines Relais (z. B. Z-Ankersystem) einem andern Messinstrument zuzuführen.
Wenn man den Quotienten zwischen Wirk-und Blindleistung messen will, so führt man den Messstrom ab- wechselnd über die eine oder die andere der beiden Spulen eines Kreuzspulengerätes. Wenn die Trägheit des Kreuzspulengerätes gross genug ist und anderseits die Trägheit des Zählers an der Messstelle so klein ist. dass er sich nach jeder Umschaltung rasch genug auf die der
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gerätes dem Quotienten von Wirk-und Blindleistung proportional. Zur gleichzeitigen Anzeige von Wirk- und Blindleistung kann auch die in der Fig. l dargestellte Einrichtung verwendet werden.
Will man den Quotienten von Wirk-und Blindleistung erhalten, so genügt es. die von den beiden in Fig. 1 dargestellten Kondensatoranordnungen gelieferten Ströme einem geeigneten Quotientengerät zuzuführen. Die beschriebene Einrichtung kann auch für Regelzwecke verwendet werden. Wie ein
Zeigerinstrument für diese Zwecke zu benutzen ist, braucht hier nicht beschrieben zu werden.
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Stationen bildet, in denen je ein Kontaktarm synchron umläuft, beispielsweise für Fernbedienung oder Fernmessung, kann R2 z. B. das Synchronisierrelais sein, welches den Kontaktarm in der entfernten Station nach einem Anhalten wieder anlaufen lässt. Die Spannungsquelle kann sowohl eine Wechselspannungsquelle als auch eine Gleichspannungsquelle sein.
Im ersteren Fall wird wie in Fig. 1 auch Relais jBt mit einem Ventil versehen, desgleichen auch die
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der Kontakteinrichtung D ist die gleiche, ebenfalls die an sich umgekehrte Durchgangsrichtung des Ventils vor Relais R2 und in der Anschlussleitung an 1'2'Der Umschalter S dagegen wird abweichend von Fig. 1 beibehalten oder bei Wechselstrom auch durch einen Schalter in der Ausschaltung fis ersetzt, damit das in der Anselhlussleitung von + nach Leitung 8 liegende Relais nur dann erregt wird, wenn es einen Steuervorgang herbeiführen soll.
Bei der Benutzung der beschriebenen Anordnung hat sich herausgestellt, dass bei sehr langen Fernleitungen oder Fernleitungen, die eine verhältnismässig grosse Kapazität aufweisen (Kabel), Schwierigkeiten entstehen, denn in diesen Fällen fliessen Ladeströme über die Relaisspulen und können diese Relais zum Ansprechen bringen. Besonders gross ist die Gefahr, dass
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Man kann den Einfluss der Leitungskapazitäten wesentlich vermindern und oft sogar vollständig beseitigen, wenn man die Wechselspannung symmetrisch in die Fernleitung einführt.
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vollständig symmetrisch erfolgt, sondern dass durch eine annähernd symmetrische Speisung der Leitung bereits in den meisten Fällen das Übel behoben werden kann.
In den Fig. 5-7 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung, bei der an dem einen Ort nur Sender und an dem ändern Ort nur Empfänger angeordnet sind.
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sind die Kontaktgeber am Sender. 65 und 66 sind die Empfangsspulen der Relais. 67, 68, 69 und 610 sind Gleichrichter, die gemäss dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 arbeiten. An Stelle der Schalter 63 und 64 können beispielsweise die umlaufenden Kollektoren von Fernmessgeräten benutzt werden.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird die zum Betrieb der Anlage notwendige Wechselspannung nicht nur an der Empfangsstelle, sondern auch an der Sendestelle zugeführt. Zu diesem Zweck dienen die Transformatoren 611 und 612. Es ist zweckmässig, diese Transformatoren an ein und dasselbe Energieverteilungsnetz anzuschliessen. Die Leitungen dieses Energieverteilungsnetzes sind in der Figur mit 613 bezeichnet. Eine einfache Überlegung zeigt, dass die durch die Leitungskapazität, die in der Figur durch die punktiert eingezeichneten Kondensatoren dargestellt ist, bei symmetrischer Speisung der Schaltung nur mit der halben
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In Fig. 6 ist eine Anordnung dargestellt, die sich von der Anordnung nach Fig. 5 nur dadurch unterscheidet, dass an jeder der beiden Stationen sowohl ein Empfänger als auch ein
Kontaktgeber angeordnet ist.
Soweit die Teile der Fig. 6 mit den Teilen der Fig. 5 überein- stimmen, sind die gleichen Bezugszahlen verwendet.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem der Übertragungsleitung die Wechselspannung in der elektrischen Mitte zugeführt wird. Die mit den Anordnungen nach
Fig. 5 und 6 übereinstimmenden Teile tragen die gleichen Bezugszeichen. Bei der Anordnung nach Fig. 7 ist die eine Leitung in ihrer elektrischen Mitte unterbrochen und an der Unterbrechungsstelle der als Stromquelle dienende Transformator eingeführt. Man kann natürlich auch in die andere Leitung einen besonderen Transformator oder einen Wicklungsteil des Transformators 614 einfügen. Eine einfache Überlegung zeigt, dass bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 die durch die Spulen 65 und 66 fliessenden Ladeströme fast vollkommen beseitigt sind, weil die Leitung 61 symmetrisch zum Transformator 614 liegt.
Bei der Wahl der Sekundärspannungen der Transformatoren 611 und 612 nach Fig. 6 sowie der Wahl des Einschaltpunktes des Transformators 614 nach Fig. 7 ist die Kapazitätsverteilung längs der Fernleitung 61 und 62 zu berücksichtigen. Wenn beispielsweise Teile der Fernleitung als Kabel verlegt sind, so wird man die der Leitung aufgedrückte Spannung so wählen, dass der dem Kabel benachbarte Transformator (Fig. 5 und 6) eine kleinere Spannung liefert als der andere Transformator, damit die Ladeströme auf beide Leitungshälften gleichmässig verteilt werden.
Bei der Anordnung nach Fig. 7 wird man den Transformator so legen, dass die Kapazitäten zu beiden Seiten des Transformators, die in Fig. 7 punktiert eingezeichnet sind, möglichst gleich gross sind, gegebenenfalls kann man Unsymmetrien in der Leitungskapazität durch Zusatzkondensatoren ausgleichen. Bei sehr langen Übertragungsleitungen wird man auch noch die Relais-bzw. Leitungswiderstände, welche die Potentialverteilung längs der Leitung beeinflussen, beim Aufsuchen der elektrischen Mitte berücksichtigen müssen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur gleichzeitigen Fernübertragung von Messgrössen, Zeigerstellungen u. dgl. unter Verwendung von elektrischen Ventilen, dadurch gekennzeichnet, dass an Sende-und
Empfangsstation für jedes Empfangsgerät (z. B. Fig. 1, 54, 64) elektrische Ventile (z. B. Fig. 1,
50,55, 60, 65) angeordnet sind, die eine Beeinflussung der Empfangsgeräte (z. B. Fig. 1, 54, 64) durch die diesen Empfangsgeräten nicht zugehörigen Sendegeräte (z. B. Fig. 1, 5 und 6) verhindern.