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Einrichtung zum Parallelbetrieb mechanisch unabhängiger Stufenregeleinrichtungen.
In einer Reihe von Betrieben erweist es sich als notwendig, einzelne miteinander parallelarbeitende Regeleinrichtungen so zu steuern, dass sie in den Reglerstellungen einander vollständig entsprechen, ohne dass jedoch die Regler mechanisch miteinander gekuppelt sein dürfen, da zeitweise ein unabhängiger Betrieb der einzelnen Regeleinrichtungen gefordert ist. Insbesondere in elektrischen Betrieben tritt sehr häufig die Notwendigkeit auf, Einrichtungen zur Regelung der Leistung, der Spannung oder anderer Grössen zeitweilig parallel zu betreiben. In diesem Gebiet sind es besonders Stufenregeltransformatoren, die zum Leistungsausgleieh, zur Spannungsregelung usw. verwendet werden.
In solchen Fällen eines Parallelbetriebes ist die Einhaltung bestimmter gegenseitiger Verhältnisse der Stellungen der einzelnen Regelvorrichtungen von grösster Wichtigkeit, um unzulässige Ausgleichsströme zu vermeiden.
Bei Anlagen, bei denen dauernd die gleichen Aggregate zum Parallelbetrieb bestimmt sind, hat man die Bildung unerwünschter Ausgleichserscheinungen dadurch verhindert, dass, wie schon erwähnt, die einzelnen Regeleinrichtungen miteinander mechanisch starr verbunden werden. In Anlagen, in denen die Betriebsverhältnisse eine grössere Bewegungsfreiheit der einzelnen Regelgruppen erfordern, ist es bis jetzt allgemein üblich, die Betriebsführung so vorzunehmen, dass die Überwachung des richtigen Standes der einzelnen parallelarbeitenden Regeleinrichtungen, vollständig durch das Bedienungspersonal erfolgt und die Regelung von Hand aus, was besonders in solchen Betrieben, wo mit grösseren Leistungschwankungen zu rechnen ist, andauernde Schaltmanöver erforderlich macht.
Von besonderer Wichtigkeit ist es, beim Zuschalten neuer Regelsätze darauf zu achten, dass sich nicht durch ungleiche Reglerstellungen grössere stossweise Ausgleichserscheinungen ergeben. Zu diesem Behufe sind bereits eine Reihe von Einrichtungen vorgeschlagen worden, die eine Zuschaltung weiterer Regelaggregate erst dann zulassen, wenn die zuzuschaltenden Aggregate durch willkürliche Betätigung ihrer Regeleinrichtung auf eine dem bereits in Betrieb befindlichen Aggregat entsprechende Stellung gebracht worden sind.
Die mit dem Parallelbetrieb nach vorstehendem verknüpften Schwierigkeiten werden nun dadurch vollständig vermieden, dass die zum Parallelbetrieb in Aussicht genommenen Regeleinrichtungen mit Vorrichtungen versehen werden, die sowohl beim Zuschalten als auch während des Betriebes die Überein-
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selbsttätig ausgleichen.
Die Erfindung betrifft somit eine Einrichtung zum Parallelbetrieb beliebig vieler mechanisch nicht gekuppelter Stufenregeleinriehtungen, insbesondere Transformatorenstufenschalter, wobei jeweils eine der Regeleinrichtungen die Führung der übrigen Regeleinrichtungen mittels eines zusätzlichen Steuerungssystems durchführt, welches als Kontaktreihe ausgebildet ist, über der sich eine mit dem Steuerungsorgan der Hauptregeleinrichtung festgekuppelte Kontaktbürste bewegt und wo bei der Reihe nach sämtliche Kontakte jeder Kontaktreihe mit den entsprechenden Kontakten der übrigen Kontaktreihen verbunden sind, und besteht darin, dass bei jeder Regeleinrichtung nur eine einzige Bürste auf der zugehörigen Kontaktreihe des Steuerungssystems vorgesehen wird, die im Falle, dass die Regeleinrichtung als führende arbeitet,
zur Festlegung der von den übrigen einzunehmenden Stellungen verwendet wird und im Falle, dass die Regeleinrichtung als geführte arbeitet, zur Festlegung des von der Regeleinrichtung selbst zu erreichenden Standes verwendet wird. In Hinkunft soll der Kürze halber die führende Regeleinrichtung kurz Führer", hingegen die geführten Regeleinrichtungen Geführte"bezeichnet werden.
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gebracht werden und erst bei Inbetriebsetzung zu einer Aufwärtsbewegung gegen die durch den #Führer" festgelegte Stellung veranlasst werden.
Es ist eine im Rahmen der Erfindung liegende Ergänzung, wenn die Steuerung der den Anschluss an die Leistungskreise vermittelnden Schalter in Abhängigkeit von der Erreichung der vom Führer angegebenen Stellung gebracht wird.
Eine Einrichtung, die sowohl im Sinne der Erfindung die Führung durch eine bestimmte Regeleinrichtung vornehmen lässt als auch als Aufnahmeorgan bei den geführten dienen kann, ist in Fig. 1 angegeben. Darin sind die Regeleinrichtungen GI und G2 selbst nur als Rechtecke schematisch angedeutet.
D : e Bewegung der Regeleinrichtung wird auf irgendeine Weise einer Bürste mitgeteilt, die über einer Kontaktbahn derart schleift, dass jeder Stellung der Regeleinrichtung eine bestimmte Stellung der Bürste entspricht. In Fig. 1 bedeuten K1 bzw. K2 die Kontaktreihen, die hier kreisförmig angeordnet sind, B,
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist die folgende :
Es soll z. B. die Gruppe 1 zur Führung herangezogen werden und die Gruppe 11 geführt werden.
Dann erhält die Bürste B1 über den Umschalter U1, der zur Bestimmung, ob die betreffende Regel- einrichtung Führer oder geführt ist, dient, Spannung. Die Steuerung des Führers erfolgt willkürlich von irgend einem Kontrollorgan, aus Druckknöpfen, Steuerrelais usw. Ist auf diese Weise z. B. die Stellung 4 erreicht worden, so teilt die Bürste des Führers auch dem korrespondierenden Kontakt 4 der Regeleinrichtung Il diese Spannung mit. Die Steuereinrichtung ST 2 der Regeleinrichtung 11 ist nun im Sinne der Erfindung so auszulegen, dass indem Moment, in dem die Inbetriebnahme dieser Gruppe geplant ist, eine Aufwärtsbewegung der Regeleinrichtung 11 eingeleitet wird.
Trifft nun die Bürste B2 auf den vom Führer I festgelegten Kontakt 4, so wird die Aufwärtsbewegung der Regeleinrichtung 11 unterbrochen, da jetzt die korrespondierende Stellung erreicht ist. Gleichzeitig mit der Unterbrechung der Aufwärtsbewegung kann auch die Schliessung der Leistungskreise vorgenommen werden.
Es ist selbstverständlich, dass das geschilderte Prinzip sich nicht auf die Führung eines einzelnen
Regelaggregates beschränkt, sondern dass in gleicher Weise auch eine grössere Anzahl geführter Aggregate angeschlossen werden kann. Ein weiterer grosser Vorteil der geschilderten Einrichtung liegt darin, dass die zur Führung angegebenen Einrichtungen ohne weiteres zur Festlegung des zu erreichenden Zustandes verwendet werden können, so dass eine beliebige Vertauschbarkeit der einzelnen Regeleinrichtungen hinsichtlich der Führung möglich ist.
In Fig. 2 ist die Schaltung der vorerwähnten Steuereinrichtung ST genauer angegeben. An Hand dieser Figur lässt sich die Wirkungsweise dieser Steuereinrichtung, die nur eine einfache Kombination gegenseitig in Abhängigkeit gebrachter Relais ist, leicht ersehen. Die Verhältnisse zwischen Führer" und"geführter"Regeleinrichtung sollen analog Fig. 1 wieder an einem zweiteiligen System erläutert werden. Dabei soll wieder angenommen sein, dass das System I"Führer"und das System 11 "geführt" ist. K1 und K2 sind die vorbeschriebenen Kontaktreihen. B und B2 die darüber gleitenden, mit der betreffenden Regeleinrichtungfest verbundenen Bürsten.
Die in Fig. 1 angedeuteten Umschalter U1 und U2 werden zweckmässig in Form einer Kombination von entsprechend vielen Steck-oder Klinkenkontakten ausgeführt. Damit das System 1"Führer", das System II hingegen "geführt" wird, ist die Stöpselung so auszuführen, wie sie durch die in die Kontakte eingezeichneten schwarzen Kreise angedeutet ist.
Der Führer erhält demnach über die beiden Stöpselkontakte KL1 und KL2 von den Hilfssehienen-hier als Gleichstromsystem, aber selbstverständlich auch durch ein beliebiges Weehselstromsystem ersetzbarSpannung derart, dass- einerseits die Schleifkontaktschiene des führenden Reglers und damit auch die Bürste Spannung erhält, anderseits erfolgt über das Zwischenrelais R2 das Ansprechen des Relais Tg, so dass die Umschaltung der Betätigungskreise der Antriebsvorrichtung der Regeleinrichtung I bewirkt wird.
Die Antriebsvorrichtung G1 ist nur symbolisch durch ein Rechteck dargestellt, und die entsprechenden Anschlüsse sind mit T bzw. H für #tiefer" bzw. #höher" angegeben. Die Wirkung dieser Antriebsvorrichtung muss man sich so vorstellen, dass ein einmaliger Stromimpuls in der Zuleitung nach T bzw. H die Tiefer- bzw. Höherschaltung der Regeleinrichtung um eine Stufe bewirkt. Es ist bekannt, dass die exakte Einhaltung einer einzigen Stufe bei Regeleinrichtungen von grosser Wichtigkeit ist, und es sind eine Reihe von Verfahren schon angegeben worden, um dieser Bedingung Genüge zu leisten. Die Umschaltung der Tiefer- bzw.
Höherleitung erfolgt mittels der Kontakte 8 und 9 auf die Steuerschienen h bzw. t, die hier vermittels eines Druckknopfpaares Spannungsimpulse erhalten können. Selbstverständlich kann an Stelle der Druckknöpfe auch ein anderes beliebiges Steuerorgan gesetzt werden.
Ist nun durch Betätigung des Höherdruckknopfes z. B. die Regeleinrichtung < ? i auf eine dem Kontakt 4 entsprechende Stellung gelangt und ergibt sich in diesem Augenblick die Notwendigkeit der Zuschaltung eines oder mehrerer Aggregate, so spielt sich der Vorgang der Zuschaltung einer geführten Regeleinrichtung wie folgt ab :
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In dem Moment, als bei der geführten Regeleinrichtung 11 bloss der Stöpselkontakt KL, gesteckt wird, erhält das Zwischenrelais li über den auf der Bürste der Kontakteinriehtung angebrachten zusätz- lichen Endstellungskontakt EK der tiefsten Stellung Spannung und bewirkt durch sein Ansprechen über den Kontakt 1, dass die Antriebsvorrichtung G2 der Regeleinrichtung 11 auf die gleiche Weise wie früher zur Aufwärtsbewegung veranlasst wird.
Dabei bleibt das Zwischenrelais durch seinen Haltekontakt 2 so lange geschlossen, bis die Bürste B2 die vom Führer im vorliegenden Fall festgelegte Stellung 4 erreicht.
In diesem Augenblick erhält das Hilfsrelais R2 über die Bürste Spannung, spricht an und bringt nun einerseits das Relais Rl zum Abfallen und damit die Höherbewegung der Antriebsvorrichtung zum Stillstand, anderseits das Umsehaltrelais Ra zum Ansprechen und damit die Umschaltung der Steuerkreise der Antriebsvorrichtung G2 parallel auf die Hauptsteuerschienen h bzw. t.
Da nun immer mit einem Überlaufen oder Hängenbleiben der Regeleinrichtung, gleichgültig aus welchem Grunde, zu rechnen ist, so erweist es sich als notwendig, gegen solche Störungen entsprechende Massnahmen vorzukehren, u. zw. muss einerseits verhindert werden, dass durch die Divergenz der Stellungen der Regeleinrichtungen Störungen in den Leistungskreisen entstehen, und anderseits sollen die Regeleinrichtungen selbsttätig wieder zur Übereinstimmung ihrer Stellungen gebracht werden.
Was nun die Massnahmen gegen Störungen der Leistungskreise betrifft, so erlaubt die bisher beschriebene Einrichtung, in sehr einfacher Weise geeignete Schutzmassnahmen zu treffen. Wie bereits erwähnt und in der Fig. 2 auch angedeutet, kann das Erreichen und Einhalten der vom Führer angegebenen Stellung als Kriterium für die Zulässigkeit der Einschaltung der Leistungskreise der geführten Regeleinrichtung verwendet werden. Zu diesem Zweck ist lediglich das Umschaltrelais Remit einem zusätzlichen Kontakt 12 zu versehen, der die Einschaltung der Leistungskreise der betreffenden Regeleinrichtung bewirkt.
In dem Augenblick, in dem die Bürste B2 gegenüber der Bürste Bi entweder zurückbleibt oder voreilt, fällt das Relais Ra ab, da es ja keinen Strom für seine Spule erhält, und bewirkt die Abschaltung der Einsehaltvorriehtung der betreffenden Leistungskreise.
Durch das Abfallen des Relais ssg ist aber auch die Verbindung der Steuerkreise der Antriebsvorrichtung G2 mit den Hauptsteuerschienen h bzw. t unterbrochen. Der Anschluss T der Antriebsvorrichtung G2 wird gleichzeitig über den Kontakt 7 der Relais und den Kontakt 3 des Relais i an Spannung gelegt, so dass sich die Antriebsvorrichtung und damit die Regeleinrichtung in die tiefste Stellung bewegen. Sobald sie dort angelangt sind, ist der gleiche Zustand vorhanden wie bei der Stöpselung von Kl.
Daher beginnt sich die Regeleinrichtung wieder aufwärts zu bewegen, so lange, bis sie bei der Stellung der führenden Regeleinrichtung anlangt. Auf diese Weise ist erreicht, dass in jedem Fall, also auch bei einer nachträglichen Divergenz, die Übereinstimmung selbsttätig und zwangsläufig wiederhergestellt wird.
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mitunter Schwierigkeiten. Dieselben können weitgehend vermieden werden und die Schaltung zu einem sehr einfachen übersichtlichen Vorgang gemacht werden, wenn die vorerwähnten Klinkenkontakte in einem Schaltraster untergebracht werden, derart, dass den einzelnen Kolonnen und Zeilen desselben bestimmte Eigenschaften im Betrieb zugeordnet werden.
Eine weitere, im Sinne der Erfindung liegende Modifikation ergibt sich dann, wenn eine Reihe von Regeleinrichtungen zeitweise zum Parallelbetrieb in einer Gruppe, zeitweise aber in mehreren voneinander unabhängigen Gruppen in beliebiger Kombination geeignet sein müssen. In diesem Falle muss jede Einrichtung mit so viel Signalkontaktbahnen versehen werden, als Betriebsgruppen in Aussicht genommen werden. In der Praxis zeigt es sich, dass meistens mit zwei Gruppen das Auslangen zu finden ist, wenn es sich z. B. um eine Regeleinrichtung handelt, die auf ein Doppelsammelschienensystem arbeitet, oder um Gleichrichter mit Regeltransformatoren, die zum Teil zur Batterieladung und zum Teil zur Netzspeisung herangezogen werden sollen.
Es ist möglich, die vorbesehriebene Relais-Kombination -R4 für jede Regeleinrichtung nur einmal zu verwenden dadurch, dass man die für den jeweiligen Betrieb charakteristischen Spannungen über mit der Umschaltvorrichtung starr verbundene Hilfskreis, am zweckmässigsten Hilfskontakt an Trennumschaltern od. dgl., steuert. In Fig. 2 ist dann ein solcher Umschaltkontakt in die Zuleitung von den einzelnen Bürsten und ein weiterer in die Zuleitung vom Endstellungskontakt EE zu legen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Parallelbetrieb beliebig vieler mechanisch nicht gekuppelter Stufenregeleinrichtungen, insbesondere Transformatorenstufenschaltern, wobei jeweils eine der Regeleinrichtungen die Führung der übrigen Regeleinrichtungen mittels eines zusätzlichen Steuerungssystems durchführt, welches als Kontaktreihe ausgebildet ist, über der sich eine mit dem Steuerungsorgan der Hauptregel- einrichtung festgekuppelte Kontaktbürste bewegt und wobei der Reihe nach sämtliche Kontakte jeder Kontaktreihe mit den entsprechenden Kontakten der übrigen Kontaktreihen verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Regeleinrichtung nur eine einzige Bürste auf der zugehörigen Kontaktreihe des Steuerungssystems vorgesehen wird, die im Falle, dass die Regeleinrichtung als führende arbeitet,
zur Festlegung der von den übrigen einzunehmenden Stellungen verwendet wird, und im Falle, dass die Regeleinrichtung als geführte arbeitet, zur Festlegung des von der Regeleinrichtung selbst zu erreichenden Standes verwendet wird.