Einrichtung zur Übertragung von Grössen, insbesondere für die Zwecke der Regelung von Stromerzeugern eines Kraftwerkes. Es liegt vielfach die Aufgabe vor, von einer ausserhalb eines Kraftwerkes liegenden Stelle, beispielsweise vom Anschlusspunkt einer Kuppelleitung zwischen zwei Energie verteilungsnetzen, Werte nach dem Kraft werk zu übertragen, auf Grund deren die Generatoren des Kraftwerkes geregelt wer den.
Es kann sich dabei zum Beispiel um die Übertragung der durch die Stichleitung fliessenden Übergabeleistung oder der Blind leistung handeln, die durch Beeinflussung der 'Maschinen des Kraftwerkes auf einen bestimmten Wert eingestellt werden soll. Bis her hat man zu diesen Zwecken an irgend einem Punkt der Kuppelleitung die Über gabeleistung (Wirk- oder Blindleistung) ge messen und mit Hilfe bekannter Fernmess- einrichtungen nach dem Kraftwerk übertra gen.
Die Messwertsübertragung kann dabei über besondere Hilfsleitungen, Betriebs- telephonieleitungen oder auch mit Wechsel- strömen, deren Frequenz über dem hörbaren Bereich liegt über die Starkstromleitung ge schehen.
In vielen Fällen ist es aber aus wirtschaftlichen Gründen nicht möglich, be sondere Leitungen zu ziehen,' oder die vor handenen Betriebsfernsprechleitungen zu be- nutzen, sei es, dass solche Leitungen-über' haupt nicht voihanden sind, öder dass diese Leitungen bereits für andere Zwecke benutzt werden.
Die Übertragung mit Strömen, deren Frequenz über dem hörbaren Bereich liegt, lässt sich in manchen Fällen ebenfalls nicht ohne weiteres durchführen, beispiels weise dann, wenn die Verbindung zwischen der Messstelle und dem Kraftwerk Kabel- strecken enthält. Durch die Erfindung sollen diese Nachteile vermieden werden.
Gemäss der Erfindung werden zur Über- tragung der Grössen Wechselstromimpulse von im hörbaren Bereich liegender Frequenz benutzt, die über das Starkstromnetz nach dem Empfänger übertragen werden. Zur Nennzeichnung des Messwertes kann man die Häufigkeit, Zeitdauer oder zeitliche Folge (Impulskombination) verwenden. Durch die Anwendung von im hörbaren Bereich liegen der Frequenzen wird es möglich, auch Kabel strecken zur Übertragung heranzuziehen, u=eil dann die Verluste durch die Leitungs kapazität in zulässigen Grenzen bleiben.
Die zu übertragende Grösse kann einen Mess- wert oder eine Schalterstellung darstellen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abbildungen dargestellt.
Abb. 1 zeigt eine Einrichtung, bei der für den Impulswechselstrom zwei parallel ge schaltete .Starkstromleitungen dienen. Die Starkstromleitungen sind nur einpolig dar gestellt. Es können entweder sämtliche Adern der Starkstromleitung oder nur eine geringe Anzahl benutzt werden. Die Leitun gen sind mit 1 und 2 bezeichnet. 3, 4, 5 und 6 sind Schalter, mit deren Hilfe die Leitun gen von den zu beiden Seiten der Leitungen liegenden Netzen abgeschaltet werden kön nen. 7 ist .der Impulswechselstromerzeuger, der an den Stromwandler :ä angeschlossen ist.
Der Stromwandler ist für die Netzfrequenz durch die Induktivität 9 überbrückt. Diese Induktivität ist mit -der Kapazität 10 auf die im hörbaren Bereich liegende Frequenz der Impulswechselströme abgestimmt. Auf diese Weise wird für die Impulswechselströme ein hoher Widerstand geschaffen. Der E'mp- fänger 11 ist in der gleichen Weise wie der Sender 7 an das Netz angeschlossen. Die übereinstimmenden Teile tragen die gleichen Bezugszeichen. 12 ist das Anzeige- oder Regelgerät.
Solange die Schalter 3 bis 6 ge schlossen sind, wird ein Strompfad durch,die Leitungen 1 und 2 für die Impulswechsel ströme gebildet. Wird aber einer:dieser Schal ter geöffnet, so ist auch der Stromweg für die Impulswechselströme geöffnet. Um sol che Öffnungen zu vermeiden, sind -die Lei tungen 1 und 2, und zwar innerhalb der zwi schen den Schaltern liegenden Abschnitte, durch Resonanzkreise 13 und 14 verbunden, welche eine für die Impulswechselströme gut leitende Verbindung zwischen den Leitun gen 1 und 2 herstellen.
Wird efiner der Schalter 3 bis 6 geöffnet, so verursacht dieses keine unzulässige Erhöhung des Widerstan des der Stromschleife für die Impulswechsel ströme, so dass die Anlage trotz Öffnung der Schalter betrieben werden kann.
Es ist nicht erforderlich, dass die Lei tungen 1 und 2 an den Enden parallel ge schaltet sind, :da für die Impulswechselströme eine leitende Verbindung durch die Resonanz kreise 13 und 14 zwischen den beiden Lei tungen geschaffen ist. Die Leitungen 1 und 2 können deshalb auch verschiedenen Netzen. die gegebenenfalls durch Transformatoren ge kuppelt sein können, angehören. Man kann auch zwei Drähte ein und derselben Stark stromleitung verwenden. Ein Ausführungs beispiel dieser Art ist in Abb. 2 dargestellt.
Die Sende- und Empfangseinrichtung stim men mit den nach Abb. 1 überein. 7 ist .der Impulswechselstromerzeuger, 12 das Emp fangsgerät. Die beiden Leitungen ac und<I>v</I> der Drehstromleitung 15 sind durch Reso nanzkreise 13 und 14 für die Frequenz der Impulswechselströme überbrückt.
In den meisten Fällen ist auch der Schwingungs kreis 14 erforderlich, trotzdem in der Nähe des Empfängers die Leitungen u, <I>v,</I> w durch den Transformator 16 miteinander verbunden sind, weil die Sireuinduktivität dieses Trans formators und auch die Belastung des Trans formators, auf die Primärseite umgerechnet, einen zu grossen Widerstand darstellen. An Stelle der Leitung v kann auch eine Erd leitung oder die Erde selbst treten. Ein Aus führungsbeispiel dieser Art ist in Abb. 3 dargestellt.
Die der Abb. 2 entsprechenden Teile tragen die gleichen Bezugszeichen.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3 werden die Wechselstromimpulse, deren Fre quenz zwischen 100 und 10 000, vorzugs weise aber 500 und 2000 Hertz liegen kann, mit Hilfe von Stromwandlern einer Phase der Energieübertragungsleitung überlagert. Wenn Erdschlüsse ausserhalb des zwischen Sender und Empfänger liegenden Leitungs abschnittes eintreten, so hat dies keine nach teilige Folge für die Fernübertragung der Messwerte und dergleichen, weil dadurch nur zu den gutleitenden Strompfaden 13, 14 ein weiterer Strompfad parallelgeschaltet wird.
Will man dagegen die Impulsenergie mit Hilfe von Spannungswandlern der Leitung aufdrücken, beispielsweise dadurch, dass man einen Spannungswandler zwischen die eine Phase und Erde oder zwischen zwei Aussen leiter einschaltet, so muss man dafür sorgen, dass Erd- bezw. Kurzschlüsse ausserhalb des zwischen Sender und Empfänger liegenden Leitungsabschnittes unschädlich sind, zum Beispiel indem man diese Teile durch Sperr kreise für die Frequenz der Impulswechsel ströme abriegelt.
Ausführungsbeispiele dieser Art sind in den Abb. 4 und 5 dargestellt.
Abb. 4 zeigt eine Einriehtung, bei der die Impulsenergie mit Hilfe eines Span- nungswandlers zwischen einer Phase und Erde eingeführt wird. Die Spannungswand- ler an Sende- und Empfangsstation sind mit 17 bezeichnet. Um die an der Sekundärseite entstehende Spannung vom Impulsgenerator 18 fernzuhalten, ist diese über den Span nungsresonanzkreis 19 an die Sekundärwick lung :des Transformators 17 angeschlossen. Der Resonanzkreis 19 stellt für die Netz frequenz einen hohen, für die Frequenz der Impulswechselströme,'dagegen einen geringen Widerstand dar.
Der Transformator 19\ kann zur Messung der Sternspannung verwendet werden. In diesem Falle wird der Span nungsmesser über den Schwingungskreis 20 an die Sekundärwicklung angeschlossen. Der Schwingungskreis 20 ist auf die Frequenz der Impulswechselströme abgestimmt und hält diese Frequenz vom Anzeigeinstrument fern. 23 ist ein Kontaktgeber, beispiels weise ein vom Fernmesssender gesteuertes Relais oder der Kontakt des Fernmesssenders selbst.
Um zu vermeiden, .dass :durch Erd- schlüsse links von dem Anschlusspunkt des Transformators 17 der Sendestation Energie abgeleitet wird, ist der Sperrkreis 21 in die Leitung w eingeschaltet. Wenn sich rechts vom Anschlusspunkt -des Transforma tors 17 an der Empfangsstation noch längere Leitungsstücke anschliessen, so empfiehlt es sich, auch dort einen Sperrkreis vorzusehen, um zu vermindern, da.ss in dem anschliessen den Leitungsstück auftretende Kurzschlüsse Störungen herbeiführen.
Beim Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 wird die Steuerenergie zwischen zwei Lei tungen des Energieübertragungsnetzes ein gefügt. Zu diesem Zweck ist der Spannungs wandler 17 über einen Resonanzkreis 19 an die Leitungen<I>v</I> und<I>w</I> angeschlossen. Der Resonanzkreis 19 hält die Netzfrequenz von der Sende- bezw. Empfangsapparatur fern. Die ausserhalb des zwischen Sender und Empfänger liegenden Leitungsabschnitte sind durch Sperrkreise 22 für die Frequenz der Impulswechselströme abgeriegelt.
Man kann beispielsweise zu diesem Zweck induktiv an gekoppelte Sperrkreise verwenden, wie dies in Abb. 5 dargestellt ist. Zur Ankopplung eines Sperrkreises kann man auch Strom wandler benutzen. Im allgemeinen wird es nicht möglich sein, die Eigeninduktivität des Stromwandlers mit einer Kapazität auf die Frequenz der Impulswechselströme abzu stimmen, sondern nur bei .solchen Wandlern, deren Sekundärkreis ohne Gefahr geöffnet werden kann.
Werden Wandler verwendet., deren Sekundärseite nicht geöffnet werden darf, so kann man .den auf .die Überlage rungsfrequenz abgestimmten Stromresonanz- kreis an die Sekundärklemmen des Wandlers anschliessen. Die Induktivität des Sperr kreises bildet dann einen Weg für die Ströme der Netzfrequenz, während der Wandler für die Überlagerungsfrequenz praktisch offen, das heisst mit dem hohen Widerstand des Sperrkreises belastet ist.
Bezüglich des Sperrkreises 2.2 an der Empfangsstelle gilt sinngemäss das gleiche wie hinsichtlich ,des entsprechenden :Sperrkreises 21 nach Abb. 4. Man kann an Stelle von besonderen Induk- tivitäten, welche mit Kapazitäten zu Reso nanzkreisen zusammengeschaltet werden, wel- ehe die Netzfrequenz fernhalten, dagegen für die Frequenz der Impulswechselströme eine gutleitende Verbindung schaffen, auch die Induktivitäten (Gesamtinduktivität oder Streuinduktivität)
der Wandler bezw. Trans formatoren selbst verwenden, mit deren Hilfe die Sende- und Empfangseinrichtung an das Netz angekoppelt wird.
Die beschriebenen Einrichtungen können beispielsweise benutzt werden, um die Im pulse, welche ein bekannter Impulsgeber für das Impulsfrequenz- oder Impulszeitverfah- ren erzeugt, über die Fernleitung zu über tragen. Als Tonfrequenzerzeuger kann bei den beschriebenen Einrichtungen ein Um former oder ein Röhrengenerator mit Hoch vakuum oder Daml?fentladungsröhre benutzt werden.
Bei der in Abb. 1 dargestellten Einrich tung kann man zum Aufdrücken und zur Entnahme der Überlagerungsfrequenz so genannte unsymmetrische Wandler benutzen. Hierunter sind Wandler zu verstehen deren Magnetkern sämtliche Leitungen des vorhan denen Starkstromnetzes umfasst und in deren Sekundärwicklung normalerweise keine Span nung der Netzfrequenz auftritt.
Bei der Beschreibung der Ausführungs beispiele wurde angenommen, da.ss die Im pulse durch Schliessen und Öffnen der Ver bindung zwischen Empfänger und Sender ge geben werden. Man könnte diese Verbindung als 100%ige Modulation der Überlagerungs- frequenz durch die Steuerimpulse betrachten. Man kann aber auch mit einer weniger voll ständigen Modulation arbeiten, indem man beispielsweise die Amplitude zwischen 50 und 100,% verändert.