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Einrichtung zur Ferniiberwachung und Fernbetätigung.
Für die Fernüberwachung in Kraftwerkbetrieben ist eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der durch Verteilerschalter die zusammengehörigen Fernmelde-und Fembetätigungsgeber und-empfänger jeweils gleichzeitig an die Übertragungsleitung angeschlossen werden. Die Sicherstellung phasengleichen
Laufes geschieht dabei dadurch, dass der eine der Verteilerschalter sich nach jeder Umdrehung selbst- tätig stillsetzt und durch ein von dem andern Verteilerschalter ankommendes Anlaufsignal zu einer neuen Umdrehung veranlasst wird. Innerhalb dieser Umdrehung wird der Synchronismus durch Flieh- kraftregler innerhalb gewisser Grenzen aufrechterhalten.
Diese Einrichtung besitzt den schwerwiegenden
Nachteil, dass man wegen der bei jeder Umdrehung neu zu beschleunigenden grossen Massen an niedrige
Umlaufsgeschwindigkeiten gebunden ist und infolgedessen nur eine verhältnismässig geringe Übertragungs- häufigkeit der angeschlossenen Signalgeber erzielen kann und nur eine verhältnismässig geringe Zahl von Signalgebern überhaupt anschliessen kann, d. h. nur eine geringe Übertragungsmöglichkeit besitzt.
Durch die vorliegende Erfindung wird nun eine um ein Vielfaches grössere Umlaufsgeschwindigkeit und eine genauere Kontrolle der Phasengleichheit der Verteilerschalter erreicht und demgemäss eine grössere Übertragungshäufigkeit jedes einzelnen der angeschlossenen Signalgeber als auch der Anschluss einer grösseren Anzahl von Signalgebern, d. h. eine grössere Übertragungsmöglichkeit, erreicht. Dies geschieht in bekannter Weise derart, dass ein Taktgeber vorgesehen ist, durch dessen Stromsendungen die Verteilerschalter der auf den Taktgeber zu synchronisierenden Stationen, nachdem sie angelaufen sind, selbsttätig in bezug auf ihre räumliche Phase richtiggestellt und während des Laufes in Phasen- übereinstimmung gehalten werden.
Erfindungsgemäss soll die Einrichtung derart getroffen werden, dass die Stromsendungen des Taktgebers mit von der jeweiligen räumlichen Phasenlage der zu synchron- sierenden Verteiler abhängigen Schalteinrichtungen zusammenwirken und eine Regelvorrichtung für die Phase oder die Geschwindigkeit oder beides der in Phasenübereinstimmung zu bringenden bzw. zu haltenden Verteiler beeinflusst.
Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Überwaehungseinrichtung ist in der Zeichnung dargestellt.
A ist die überwachende Zentralstelle, B eine von mehreren gegebenenfalls unbedienten Unter- stationen. Die Apparate 1, 2, 3, welche Sender oder Empfänger sein können, werden mit den Apparaten 4,
5, 6, welche die zugehörigen Empfänger und Sender darstellen, nacheinander zusammengeschaltet mit
Hilfe der Verteilerschalter 7 und 8. Die Welle des Motors 9 trägt den zentralen Taktgeber, bestehend aus einem Schaltarm 12 und einem Gegenkontakt 15. Die Welle des Motors 10 trägt die Schaltenrichtungen (Kontaktarm 13 und 21 und die zugehörigen Gegenkontakt 14, 22, 23), durch deren Zu- sammenwirken mit den Stromsendungen des Taktgebers der Gleichlauf erzielt und aufrechterhalten wird.
Die Phasenverstellvorrichtung besteht aus einem Servomotor 18, der mittels eines Differential- getriebes 19 die räumliche Phase der Welle des Motors 10 verstellt. Die Geschwindigkeitsverstellvor- richtung besteht in den Schnellreglerkontakten 24 r und 25 a parallel den Widerständen 26 und 27 im Erregerkreis des Motors 10 und einem weiteren Servomotor 30 zur Verstellung eines Widerstandes ?, der ebenfalls im Erregerkreis des Motors 10 liegt.
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Im einzelnen arbeitet die Einrichtung folgendermassen :
Der Motor 9 in Station A möge sich in der Pfeilrichtung mit seiner Normalgeschwindigkeit drehen, die jedoch nicht genau konstant zu sein braucht. Der Motor 10 in der Station B wird angelassen, was bei unbedienten Stationen in einer später zu beschreibenden Weise geschieht, und dann der Schalter 11 geschlossen. Die Motoren 9 und 10 laufen dann zunächst weder mit gleicher Geschwindigkeit noch mit gleicher Phase. Der Taktgeber 12 und der Kontaktarm 13 berühren also die zugehörigen Kontakte 14 und 15 zu verschiedenen Zeiten, so dass die Relais 16 und 17 zu verschiedenen Zeiten erregt werden.
Angenommen, das Relais 16 wird früher erregt als das Relais 17, so schliesst sich zunächst ein Selbsthaltekreis vom Pluspol über den Ruhekontakt 17 r, den Selbsthaltekontakt 16 a, die Wicklung des Relais 16 zum Minuspol. Ausserdem schliesst sich der Arbeitskontakt 16 b und öffnet sich der Ruhekontakt 16 s im Kreise des Motors 18, so dass dieser anläuft und mittels eines Differentialgetriebes 19 die Phase der Welle des Motors 10 verstellt. Der Stromkreis für den Motor 18 verläuft vom Pluspol über den Arbeitskontakt 16 b, das Verzögerungsrelais 20, den Motor 18, den Ruhekontakt 17 s zum Minuspol.
Der Motor 18 bleibt auch nach Beendigung des Phasenzeichens der Zentralstelle A in Betrieb, da das Relais 16 über seinen Selbsthaltekontakt 16 a erregt bleibt. Durch das Phasenzeichen der Unterstation B wird, wenn Kontaktarm 13 seinen Gegenkontakt 14 berührt, das Relais 17 erregt und unterbricht am Ruhekontakt 17 s den Stromkreis des Motors 18, so dass die Phasenverdrehung der Welle des Motors 10 beendet wird. Die Erregung des Relais 17 bewirkt ausserdem die Öffnung des Ruhekontaktes llr im Selbsthaltelaeis des Relais 16, so dass auch dieses wieder abfällt. Der Selbsthaltekreis des Relais 17 ist durch den Ruhekontakt M y unterbrochen, so dass Relais 17 sofort wieder abfällt, wenn das Phasenzeichen der Unterstation B beendet ist.
Wenn die Verstellung der Phase des Antriebsmotors 10 noch nicht ausgereicht hat, um bei der nächsten Umdrehung die Phasenzeichen von A und B gleichzeitig auftreten zu lassen, so wiederholt sich der Phasenregelvorgang in der beschriebenen Weise.
Wenn nach Schliessung des Schalters 11 zuerst das Phasenzeichen der Stelle B gegeben wird, so wird zunächst das Relais 17 erregt, dadurch der Motor 18 in umgekehrter Richtung in Bewegung gesetzt.
In diesem Fall hält sich das Relais 17, bis durch das Relais 16 der Stromkreis des Motors 18 wieder unterbrochen und das Relais 17 wieder zum Abfallen gebracht wird.
Die Phasenregelung geht so lange vor sich, bis die Kontaktarme 12 und 13 genau gleichzeitig ihre zugehörigen Kontakte 14 und 15 berühren und wieder verlassen. In diesem Falle sprechen die Relais 16 und 17 genau gleichzeitig an, der Motor 18 erhält keine Spannung mehr, das im Kreise des Motors 18 befindliche Verzögerungsrelais 20 fällt also ab und schliesst seinen Ruhekontakt 20 r, Die Phasenzeichen der Sendestelle A werden dann parallel zu dem Relais 16 auch noch dem Kontaktarm 21 zugeleitet und erfolgen bei genau synchronem und phasengleichem Lauf zu der Zeit, in welcher sich dieser Kontaktarm 21 gerade zwischen den beiden Kontakten 22 und 23 befindet.
Bei einer geringen Abweichung jedoch wird je nach dem Sinne des Phasenfehlers eines der Relais 24 und 25 erregt, u. zw. bei Nacheilung des Kontaktarmes 21 das Relais 24, bei Voreilung das Relais 25. Das Relais 24 besitzt einen Ruhe-
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dieser Kontakte 24 r und 25 a wird der Antriebsmotor 10 abwechselnd über- und untersteuert. Die Relais 24 und 25 besitzen ausserdem Arbeitskontakte 24 b und 25 b im Kreise der Relais 28 und 29. Die Ansprechverzögerung dieser Relais 28 und 29 ist derart bemessen, dass bei betriebsmässigen einseitigen Abweichungen von der zu regelnden Phase diese Relais anziehen. Dadurch wird ein Motor 30 in Betrieb gesetzt, der über eine Schnecke 31 und eine Zahnstange 32 einen ebenfalls im Erregerkreise des Motors 10 liegenden Widerstand 33 verstellt.
Die Schaltung der Relaiskontakte 28 a, 28 r, 29 a und 29 r ist ebenso wie diejenige im Kreise des Motors 18. Die Antriebsgeschwindigkeit des Motors 10 wird durch Ansprechen der Relais 28 und 29 derart verändert, dass an Stelle der einseitigen Abweichungen in der Phase wieder Phasenübereinstimmung bzw. abwechselnde Abweichungen auftreten.
Eine zweckmässige Weiterbildung der beschriebenen Einrichtung besteht in einem Drehzahlregler, der die Geschwindigkeit der Welle des Motors 10 auch beim Nichteintreffen der Signale des Taktgebers in der Nähe der Solldrehzahl hält, ohne jedoch die Arbeitsweise der an die Kontakte 22 und 23 angeschlossenen Regelvorrichtung irgendwie zu beeinflussen. Eine derartige Regeleinrichtung kann z. B. aus einem kleinen Gleichstromgenerator 34 bestehen, an den zwei Relais 35,36 angeschlossen sind, die so ausgelegt bzw. so geschaltet sind, dass sie jeweils nur bei ganz bestimmten Spannungen anzusprechen vermögen. Befindet sich der Motor 10 in der Nähe seiner Solldrehzahl, so erreicht der Gleichstromgenerator 34 eine Spannung, die die Ansprechspannung des Relais 35 ist, so dass das Relais 35 anzieht, das Relais 36 dagegen nicht.
Der Ruhekontakt 35 r ist also geöffnet, beim Relais 36 ist umgekehrt der Arbeitskontakt 36 a offen. Weicht die Drehzahl nun übermässig stark nach unten von ihrem Sollwert ab, so fällt Relais 35 ab und es bildet sich ein Stromkreis vom Pluspol über den Ruhekontakt 35 r, das Relais 28 zum Minuspol. Der Motor 30 wird also durch Schliessung des Arbeitskontaktes 28 a eingeschaltet, der Widerstand 33 im Erregerkreise des Motors 10 wird vergrössert, die Drehzahlabweichung also wieder rückgängig gemacht. Weicht die Drehzahl des Motors-M übermässig nach oben ab, so wird, da nunmehr die Anspreehspannung des Relais 36 erreicht wird, dieses Relais erregt, es bildet sich ein Strom-
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kreis vom Pluspol über den Arbeitskontakt 36 a, das Relais 29 zum Minuspol.
Der Motor 30 läuft umgekehrt an, was eine Verkleinerung des Widerstandes 33 im Erregerkreis des Motors 10 zur Folge hat.
Die Signale des Taktgebers können ferner in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, die Apparatur in der Unterstation B selbsttätig in Betrieb zu nehmen und bei Aussertrittfallen des Verteilerschalters 8 die Abschaltung der Überwachungs-und Betätigungsapparate 4,5, 6 zu bewirken. Zur Inbetriebnahme des Motors 10 dient ein Relais 37 mit Abfallverzögerung, das'bei Eintreffen der Signale des Taktgebers über einen nicht dargestellten Arbeitskontakt den Ankerstromkreis des Motors 10 schliesst und während der Pausen zwischen den einzelnen Taktgebersignalen wegen seiner Abfallverzögerung den Anker in Arbeitsstellung hält. Der Anschluss der Apparate 4, 5, 6 wird durch ein Relais 38 mit grosser Ansprechverzögerung, aber geringer Abfallverzögerung bewirkt.
Dieses Relais wird über Arbeitskontakte 16 c und 17 c erregt, spricht also nur an, wenn Relais 16 und 17 gleichzeitig für eine gewisse Zeit je Umlauf erregt werden, also erst bei Phasenübereinstimmung. Beim Anlauf wird, wie oben auseinandergesetzt, Relais 16 von Relais 17 sofort nach Ansprechen des letzteren zum Abfallen gebracht, also der Kreis des Relais 38 so gut wie überhaupt nicht geschlossen. Die Abfallverzögerung des Relais 38 ist so gross gewählt, dass bei normaler Folge der Taktgebersignale der Kontakt 38 a während des ganzen Umlaufs geschlossen bleibt.
Sind grössere Umlaufgeschwindigkeiten der Verteilerschalter notwendig, als sie mit elektromagnetischen Relais beherrscht werden können, so können zweckmässig Elektronenrelais, gegebenenfalls in Verbindung mit elektromagnetischen Relais, verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Fernüberwachung und Fernbetätigung, insbesondere für Kraftwerksbetriebe, mit Hilfe von Verteilerschaltern in den zu synchronisierenden Stationen, welche Schalter durch die
Stromsendung eines Taktgebers, nachdem sie angelaufen sind, selbsttätig in bezug auf ihre räumliche Phase richtiggestellt und während des Laufes in Phasenübereinstimmung gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Taktgeber in Zusammenwirkung mit von der jeweiligen räumlichen Phasenlage der zu synchronisierenden Kontakteinrichtungen (Verteiler) abhängigen Schalteinrichtungen entweder eine Regelvorrichtung (18) für die Phase oder eine solche für die Geschwindigkeit der in Phasenübereinstimmung zu bringenden bzw. zu haltenden Verteiler oder beide gleichzeitig beeinflusst.