CH299049A - Vorrichtung zum Versorgen eines im Normalbetrieb direkt aus einem Netz gespeisten Verbrauchers mit elektrischem Strom bei Netzstörungen, insbesondere für elektrische Nachrichtenübertragungssysteme. - Google Patents

Description

  Vorrichtung zum Versorgen     eines    im     Normalbetrieb        direkt    aus einem Netz gespeisten  Verbrauchers mit elektrischem Strom bei Netzstörungen, insbesondere für elektrische       Nachrichtenübertragungssysteme.       Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf  eine Vorrichtung zum Versorgen eines im Nor  malbetrieb direkt aus dem Netz gespeisten  Verbrauchers mit elektrischem Strom bei  Netzstörungen, besonders     Verstärkerstationen     bei elektrischen     Nachrichtenübermittlungs-          systemen    oder dergleichen, unter Zuhilfe  nahme eines Notaggregates,

   das einen wäh  rend des Normalbetriebes mittels der Netz  spannung angetriebenen Generator für die er  wähnte Stromlieferung im Störungsfall ent  hält und dessen kinetische Energie so gross  ist, dass bei einer Netzstörung die Versorgung  des Verbrauchers mit elektrischer Energie  praktisch nicht unterbrochen wird, so dass  dieser im Betrieb bleibt, bis ein dem Aggregat  zugeordneter Elektromotor zum Zweck des  Weiterantriebes des Generators an eine Er  satzstromquelle umgeschaltet wird. Eine sol  che Vorrichtung ist aus der Deutschen Patent  schrift     Nr.721448    bekannt.

   Bei dieser Vor  richtung besteht das Aggregat aus einem Um  former, dessen     Wechselstromgeneratorteil    im  Normalbetrieb an das Netz angeschlossen     und     somit als Antriebsmotor wirksam ist, um die  erforderliche kinetische Energie verfügbar zu  halten. Der Gleichstrommotorteil ist über ein  normalerweise geöffnetes elektromagnetisches  Relais an die     Ersatzstromquelle,    z. B. eine     Ak-          kumulatorenbatterie;    angeschlossen. Fällt nun  die     Netzspannung    aus, so wird der     Ansehluss       des Netzes an den G     eneratorteil    und an den  Verbraucher unterbrochen.

   Das Aggregat  fährt infolge der     Schwumgradwirkung    für  einige Zeit fort zu laufen, wobei der Wechsel  stromgenerator als solcher den Verbraucher  ununterbrochen speist. In dieser Zwischenzeit  schliesst sich dann das Relais innerhalb einer  sehr kurzen Zeit von zum Beispiel: 100" bis  200     m/Sek.    selbsttätig, wodurch der Gleich  strommotor und damit auch der Generator       durch    die     Akkumulatorenbatterie    weiter an  getrieben wird.  



  Die erwähnte Vorrichtung hat jedoch. den  Nachteil, dass nach Rückkehr der Netzspan  nung, wobei der noch umlaufende Generator  wieder als Motor durch die Netzspannung all  getrieben werden muss,     Synehronisierung    zwi  schen Netzspannung und     Generatorspannung     stattfinden muss, was komplizierte     Synchroni-          siermittel    in der Vorrichtung bedingt.  



  Gemäss der Erfindung wird dieser Nach  teil dadurch behoben, dass das Aggregat     zum     Antrieb während des Normalbetriebes einen  zweiten, an das Netz geschalteten Elektro  motor enthält und das Erregerfeld des     Gene-          rators        und    auch jenes des zuerst erwähnten  Motors stets, also auch bei Normalbetrieb,  vorhanden ist, und ein Schnellschalter vorge  sehen ist, der den Verbraucher bei einer Netz  störung vom Netz abschaltet und an den Gene  rator anschliesst.      Der zweite Elektromotor braucht nur von  geringen Abmessungen und geringer Leistung  zu sein, da der Generator beim Normalbetrieb       umbelastet    ist.

   Der Energieverbrauch des zwei  ten Elektromotors ist so bedeutend geringer  als der Energieverbrauch des als Motor lau  fenden     Generators    bei der oben erwähnten be  kannten Vorrichtung, da dieser Generator ja  von hoher Leistung ist (somit auch hohe     Leer-          l.aufverluste    hat), um die Stromlieferung an  den Verbraucher im Falle von Netzstörungen  besorgen zu können.  



  Indem das Erregerfeld des Generators  stets vorhanden ist, geht keine Zeit verloren,  die erforderlich wäre, um das Feld zunächst  aufzubauen, das heisst also, dass die Generator  spannung stets vorhanden ist. Die Unterbre  chung der Stromversorgung des Verbrauchers  bleibt     infolgedessen    auf die     TJmschaltzeit    des  Schnellschalters beschränkt, die besonders  kurz, z. B. von der Grössenordnung von an  genähert 10 bis 20     m/Sek.    ist. Während dieser  Zeit kann sich die Stromversorgung des Ver  brauchers mittels besonderer Einrichtungen,  bei     Gleichspannung    zum Beispiel mittels eines  in den     Glättungsfilter    sowieso vorhandenen,  geladenen Kondensators, vollziehen.

   Ist auch  das Feld des     zuersterwähnten    Motors stets  vorhanden, so ist auch die Inbetriebnahme  dieses Ersatzmotors auf die Zeitdauer des An  schaltens der     Ersatzstromquelle    beschränkt.  Die Zeit, die zum Aufbau eines elektromagne  tisch erregten Feldes beim Anschluss an eine       Erregerstromquelle    erforderlich wäre, ist von  mehreren Faktoren; wie der Grösse de Span..       nung,    der Leistung der Maschine, dem Eisen  kreis usw., abhängig und ist daher verhältnis  mässig lang.  



  Da die zum Anschliessen     des'Motors    an die       Ersatzstromquelle    erforderliche Zeit grund  sätzlich länger sein darf als die Umschaltzeit  des Verbrauchers auf den bereits umlaufen  den Notgenerator, könnte das Feld des Motors  erst innerhalb dieser Zeitdauer aufgebaut  werden. Ist das Feld jedoch schon vorhanden,  so liefert diese Massnahme den Vorteil, dass       ein        Anschlussrelais    eingespart wird. Wenn fer  ner auch der Anker des Motors über ein    Schnellrelais angeschlossen würde, kann die  erforderliche kinetische Energie wieder klei  ner sein, so dass zum Beispiel ein besonderes  Schwungrad eingespart werden kann.

   Die  dauernde Energielieferung aus der Ersatz  stromquelle an die Felderregung beim Leer  lauf ist nur sehr. gering, so dass dies keinen  Nachteil ergibt.  



  Ausserdem können die     Felderregungen,    die  sowohl im Generator als auch im Motor stets  vorhanden sind, in vielen Fällen von Dauer  magneten geliefert werden, so dass die     Ersatz-          stromquelle    in diesem Fall während des Nor  malbetriebes gar nicht belastet wird.  



  Wenn der erste Motor mit einem Kollek  tor mit Bürsten versehen ist, können selbst  tätig arbeitende Mittel vorhanden sein, welche  die Bürsten während des Normalbetriebes vom  Kollektor freihalten, während bei einer Netz  störung die Bürsten an den Kollektor ange  legt werden.  



  Hierdurch wird zunächst vermieden, dass  sich der Kollektor mit Bürsten auch während  des Normalbetriebes abnutzt, und zweitens  wird die sogenannte Verglasung des Kollek  tors verhütet, die eintritt, wenn kein Strom  entnommen wird. Der Stromdurchgang würde  durch diese Verglasung erschwert werden.  



  Bei einer Ausführungsform ist der Gene  rator mit Schleifringen samt Bürsten ver  sehen und an den Verbraucher über einen  Transformator angeschlossen, dessen Primär  wicklung stets mit dem Generator verbunden  ist. Infolgedessen tritt keine Verglasung ein,  da der Generator im Normalbetrieb den klei  nen     Leerlaufstrom    des Transformators liefert.  Bei dieser Ausbildung kann das Aggregat als       Einankerumformer    ausgebildet sein.  



  Bei einer     andern    Ausführungsform wird  das Feld des Generators durch wenigstens  einen Dauermagneten hergestellt, und die       Wechselstromwicklung    ist über den Schnell  schalter mit dem Verbraucher verbunden. Da  hier keine Schleifringe mit Bürsten vorhan  den sind, kann Verglasung nicht eintreten.  



  Die Erfindung ist nachstehend an Hand  der beiliegenden     Zeichnung    beispielsweise  näher erläutert.      Das Wechselstromnetz ist mit 1 bezeich  net. Ein Verbraucher 2 ist beim Normalbetrieb  über einen Schnellschalter 3 in der dargestell  ten Lage an das Netz 1 angeschlossen. Ein  Aggregat, das aus einem Hilfsmotor 4 von ge  ringer Leistung, einem Generator 5, einem  Schwungrad 6 und einem     Hilfsantriebsmotor     7 besteht, die alle mittels einer Welle 8 ge  kuppelt sind, wird beim Normalbetrieb durch  den Hilfsmotor 4 aus dem Netz angetrieben,  und zwar bei Leerlauf, so dass die Leistung des  Hilfsmotors nur klein zu sein braucht.

   Der       Ersatzantriebsmotor    7 ist mit einer Feldwick  lung 9 versehen, die stets an die Ersatzstrom  quelle 1.0 angeschlossen ist, so dass das Feld  stets vorhanden ist. Auch das Feld des     GeDe-          rators    5 ist stets vorhanden, da es von dem  Rotor 11 geliefert wird, der aus Dauermagnet  stahl besteht. Wäre der Generator 5 statt des  sen mit einer Erregerwicklung versehen, so  müsste auch diese an die     Ersatzströmquelle    10  angeschlossen sein.

   Der Motor 7 ist mit einer       Bürstenanhebevorrichtung    ausgestattet, die  aus den beiden Hebeln 12 mit den festen Dreh  punkten 13, den Bürsten 14, den gelenkigen  Armen 15, der Zugfeder 16, der Stange 17,  dem Kern 18 und der an das Netz angeschlos  senen Spule 19 besteht. Ist Spannung am Netz,  also beim Normalbetrieb, so ist die Spule 19  erregt und der Kern aufwärts gezogen, so dass  die Hebel 12 die gestrichelte Lage einnehmen,  wodurch die Bürsten von dem Kollektor 20  des Motors 7 abgehoben sind. Der Motor wird  somit nicht aus 'der Stromquelle 10 angetrie  ben.  



  Fällt nun die Netzspannung weg, so wird  der bis dahin erregte Schnellschalter auf den  linken Kontakt umgeschaltet, wodurch der  Verbraucher 2 vom Netz abgeschaltet und an       i    den Generator 5 angeschlossen wird. Dies voll  zieht sich zum Beispiel binnen 20     m/Sek..    Da  das Feld des Generators 5 schon vorhanden ist  und der Generator durch die kinetische     Ener=          gie    des     Sehwungrades    noch weiter angetrieben  wird, wird der Verbraucher 2 direkt nach     dein     Umschalten auf den linken Kontakt des  Schnellschalters 3 aus dem Generator gespeist.

    Da bei Netzausfall auch die Spule 19 nicht    mehr erregt wird, werden die Hebel 12 unter  der Wirkung der Zugfeder 16 in die darge  stellte Lage gezogen, wodurch die Bürsten 14  auf dem Kollektor 20 zur Auflage kommen  und der Motor 7 aus der Batterie 10 zum Wei  terantrieb des Generators 5 gespeist wird.  



  Kommt die Netzspannung zurück; so schal  tet der Schnellschalter 3 wieder - nach dem  rechten Kontakt zurück, und die Bürsten 14  werden wieder vom Kollektor 20 abgehoben,  wobei der Hilfsmotor     .4    das Aggregat wieder  antreibt, so dass es bei einer folgenden Störung  betriebsbereit ist.  



  Die beschriebene Vorrichtung ist besonders  vorteilhaft zum Speisen mehrerer auf beiden  Seiten einer Mutterstation liegender Zwischen  stationen     (Verstärkerstationen)    über gleich  achsige Kabel.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zur elektrischen Stromliefe rung bei Netzstörungen an einen beim Normal betrieb direkt aus einem Netz gespeisten Ver braucher, insbesondere Verstärkerstationen, unter Zuhilfenahme eines Notaggregates, däs einen während des Normalbetriebes mittels der Netzspannung angetriebenen Generator für die erwähnte Stromversorgung im Stö rungsfall enthält, und dessen kinetische Ener gie so gross ist, dass bei einer Netzstörung die Versorgung des Verbrauchers mit Spannung praktisch nicht unterbrochen wird, so dass die ser im Betrieb bleibt, bis ein dem Aggregat zugeordneter Elektromotor zum Zweck des Weiterantriebes des Generators an eine Er satzstromquelle geschaltet ist, dadurch gekenn zeichnet,

   dass das Aggregat zum Antrieb wäh rend des Normalbetriebes einen zweiten, an das Netz geschalteten Elektromotor enthält, und dass das Erregerfeld des Generators und. auch jenes des zuerst erwähnten Motors stets; also auch beim Normalbetrieb, vorhanden ist, wobei ein Schnellschalter vorgesehen ist, der den Verbraucher bei einer Netzstörung vom Netz abschaltet und in den Generator an schliesst.

   UNTERANSPRÜCHE 1.. Vorrichtung nach Patentansprueh, bei der der erste Motor mit einem Kollektor mit Bürsten versehen ist, dadurch gekennzeichnet, class selbsttätig arbeitende Mittel vorgesehen sind, welche die Bürsten während des Nor malbetriebes vom Kollektor frei halten, wäh rend bei einer Netzstörung die Bürsten auf den Kollektor heruntergelassen werden. 2. Vorrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass der mit Schleif ringen samt Bürsten versehene Generator stets an die Primärwicklung eines Transformators angeschlossen ist, der bei einer Störung der Netzspannung den Verbraucher speisen soll.