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Anwahlschaltung zur Heranführung zweier zu vergleichender Meßspannungen
an eine Vergleichseinrichtung Bei den bekannten Anordnungen zum Synchronisieren
von Sammelschienenabzweigen in Schaltanlagen - bei denen für jeden zu synchronisierendenAbzweig
nur ein einziger Schalter betätigt zu werden braucht, um einem Synchronisierinstrument
die beiden jeweils miteinander zu vergleichenden Spannungen zuführen zu können -
ist jeder Sammelschiene eine gesonderte Meßschiene zugeordnet, welche von der Sekundärspannung
eines an die zugehörige Sammelschiene angeschlossenen Spannungswandlers gespeist
wird. Dem erwähnten Schalter wird dabei über Hilfskontakte des Trennschalters des
zugehörigen Abzweiges die Spannung der Meßschiene und ferner unmittelbar die Spannung
des Wandlers des zugehörigen Abzweiges zugeführt, so daß bei Einlegen des Schalters
das Synchronisierinstrument beide Spannungen erhält. Bei Verwendung von Schaltern
solcher Bauart, die nur mit einem Steckschlüssel derart bedient werden können, daß
die Herausnahme des einzigen Schlüssels nur jeweils im ausgeschalteten Zustand des
betreffenden Schalters möglich ist, sind Fehlschaltungen praktisch unmöglich. Diese
bekannte Schaltung hat jedoch zur Voraussetzung, daß für jede Sammelschiene ein
Spannungswandler vorhanden sein muß.
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Da jedoch insbesondere bei Hochspannungsanlagen Sammelschienenwandler
teuer sind, hat man nach einer Möglichkeit gesucht, um eine Synchronisiereinrichtung
zu schaffen, die ohne Sammelschienenwandler auskommt und bei denen nur Abzweigwandler
notwendig sind. Dies gelingt in der Weise, daß die Spannungswandler der an die betreffende
Sammelschiene angeschlossenen Abzweige die Meßschiene über Hilfskontakte des Leistungs-
und Trennschalters sp- ei sen.
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Eine solche Anordnung hat aber den Nachteil, daß mehrere oder alle
Abzweigwandler sekundärseitig parallel geschaltet sind. Eine galvanische Kopplung
ist jedoch sehr unerwünscht, weil sich Fehler in einem Abzweig auf sämtliche Wandler
auswirken. Da außerdem das Öffnen und Schließen der Haupt- und Hilfskontakte der
Leistungsschalter eines Abzweiges nicht gleichzeitig erfolgt, wird der Wandler sekundärseitig
erregt, was wegen der dann sekundärseitig möglicherweise auftretenden höheren Ströme
zu einer Zerstörung der Sicherung führen kann.
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Diese nachteilige sekundäre Parallelschaltung der Wandler wurde bei
einer bekannten Einrichtung nach dem deutschen Patent 926 018 durch gegenseitige
Verriegelung über Hilfskontakte der Trenn- und Leistungsschalter vermieden. Hierbei
ist jedoch ein beträchtlicher Aufwand an Hilfskontakten für jeden Trenn- und Leistungsschalter
notwendig, so daß bei verwickelterem Aufbau der Schaltanlage, insbesondere mit Längs-
und Querkupplungen, außer zahlreichen Hilfskontakten noch zusätzliche Relais zur
gegenseitigen Verriegelung notwendig werden. Ferner weist diese komplizierte Einrichtung
den Nachteil auf, daß sie bei Änderung der Erweiterung der Schaltanlage diesen Änderungen
nicht ohne weiteres angepaßt werden kann, sondern daß in den meisten Fällen ein
weitgehender Umbau für die richtige Zuführung der Synchronisierspannungen erforderlich
ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine derartige Hilfsschaltung aus
möglichst wenigen Hilfskontakten der Trenn- und Leistungsschalter aufzubauen und
den Aufbau dieser Hilfsschaltung nach solchen Gesichtspunkten zu treffen, daß bei
einer Erweiterung der Schaltanlage die Hilfsschaltung ohne weiteres dementsprechend
erweitert werden kann, ohne daß in der ursprünglich vorhandenen Anordnung Änderungen
notwendig sind.
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Die Lösung besteht bei einer Anwahlschaltung zum Heranführen zweier
zu vergleichender Meßspannungen von Stellen der Schaltanlage, die gegebenenfalls
keine Wandler besitzen, an eine Vergleichseinrichtung, vorzugsweise zum Synchronisieren
von Abzweigen in Mehrfachsammelsc'hienen-Anlagen, darin, daß erfindungsgemäß die
Schaltanlage durch Hilfskontakte ihrer Trenn- und Leistungsschalter nachgebildet
ist und in der Nachbildung an Stelle der Abzweigwandler Hilfsrelais angeschlossen
sind, deren Kontakte im Zuge von Meßschienen der Schaltanlage liegen und bei ihrer
Betätigung den entsprechenden Abzweigspannungswandler an eine Meßschiene anschließen,
so
d'aß jede Meßschiene nur von einem einzigen Abzwei;gspannungswandler gespeist wird.
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Dabei sind die Kontakte der Hilfsrelais gegeneinander verriegelt,
so daß stets nur über einen einzigen Abz@veigspannungswandler eine Verbindung mit
jeweils einer Meßschiene besteht. Dies kann auch durch Verriegelung der Relaisspulen
erreicht -,werden, indem sichergestellt ist, daß stets nur ein einziges Relais anspricht.
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Die Nachbildung nach der Erfindung wird jeweils an der Stelle angespeist,
an welcher die Spannung in der Schaltanlage gemessen werden soll, ohne daß es notwendig
ist, daß an dieser Stelle der Schaltanlage ein Spannungswandler vorhanden ist. Die
Einrichtung ist also besonders vorteilhaft bei Schaltanlagen, in denen keine Sammelschienenwandler
vorhanden sind. In der Nachbildung erhalten nur die Hilfsrelais Spannung, deren
zugeordnete Abnvei:gspannungswandler in durchgeschalteter Verbindung mit dem Meßpunkt
stehen. Eine bestimmte Forderung für die Verriegelung der Hilfsrelais besteht hierbei
nicht, da es belanglos ist, von welchem parallel liegenden Abzweigwandler die Spannung
zugeführt wird. Zur Erweiterung der Nachbildung bei Veränderung der Schaltanlage
ist beim Gegenstand der Erfindung lediglich notwendig, die Nachbildung in derselben
Weise wie die Schaltanlage zu verändern.
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Die Zuführung der einzelnen Meßspannungen zu den Meßschienen kann
über getrennte gleichartige Nachbildungen erfolgen, wobei sich beide Nachbildungen
nur dadurch voneinander unterscheiden, daß die Spannung jeweils einem Anwahlschalter
einmal vor und einmal hinter dem Hilfskontakt des Leistungsschalters zugeführt wird,
mit dem synchronisiert werden soll. Es ist jedoch auch möglich, eine einzige Nachbildung
doppelt auszunutzen, z. B. durch Halbwellenschaltung oder entsprechende Maßnahmen,
wie weiter unten noch näher ausgeführt wird.
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In der Zeichnung sind an Hand zweier Ausführungsbeispiele weitere
Einzelheiten der Erfindung nachfolgend näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt ein Doppelsammelschienensystem mit zwei Sammelschienen
A und B und Abzweigen 1 und 2, die über je einen Leistungsschalter
L 1 bzw. L2 und Trennschalter T 11, T12 bzw. T2, und T2, wahlweise an A oder
B angeschlossen werden können. Außerdem ist noch eine Querkupplung beider Sammelschienensysteme
über Trennschalter TK, und TK2 und einen Leistungsschalter ZK möglich. An
jedem Abzweig ist ein Spannungswandler W1 bzw. W2 angeschlossen, dessen Sekundärseite
jeweils mittels Kontakten r 111, r121 bzw. r211 und r221 an Meßschienen I
und II angeschlossen werden können. Mit den Meßsch.ienen I und II können z. B. nicht
dargestellte Synchronisiergeräte verbunden sein. Die beim Synchronisieren benötigten
beiden Spannungen der Abzweigwandler sind auf je eine Meßschiene zu geben und in
dem damit verbundenen Synchronisiergerät miteinander auf richtige Phasenfolge und/oder
Spannungshöhe zu vergleichen. Sobald dann dietTbereinstimmun g beider Spannungen
vorliegt, kann der Laistungsschalter des zuzuschaltenden Abzweiges mittel- oder
unmittelbar von Hand oder selbsttätig eingeschaltet werden. Die Aufgabe der Erfindung
besteht nun darin, jeweils die richtigen Relaiskontakte für den Anschluß zweier
Wandler an beide Meßschienen, und nur diese, zu betätigen. Zu diesem Zweck sind
die neuen Anwahlschaltungen gemäß Fig. 2a und. 2b vorgesehen. Sie stellen jeweils
eine genaue Nachbildung der Schaltanlage gemäß Fig. 1 dar und werden durch je einen
Hilfskontakt jedes Trenn- und Leistungsschalters gebildet, wobei an Stelle der Spannungswandler
in den einzelnen Abzweigen in den beiden Nachbildungen Hilfsrelais R 11,
R21, R12 und R22 vorgesehen sind, deren Kontakte die Spannungswandler an
die Meßschiene anschließen. DieseKontakte sind mit r111, r121, r211 und r221 bezeichnet.
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Die Zusammengehörigkeit der Hilfskontakte zu den Leistungs- und Trennschaltern
wird im vorliegenden Falle dadurch angedeutet, daß in Fig.2a und 2b die Hilfskontakte
mit kleinen Buchstaben t und L in Verbindung mit den entsprechenden
Ordnungsziffern derAbzweige-bezeichnet sind. DieseHilfskontakte weisen jeweils dieselbe
Stellung wie im Schalter auf, d. h., sie sindgeöffnet bei geöffnetem Schalter, und
umgekehrt.
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Die Sammelschienensysteme A und B werden durch die Leitungen
a1 und bi bzw. a2 und b, nachgebildet; diese Leitungen liegen im allgemeinen nicht
an einer Spannungsquelle, sondern dienen in der Hauptsache zur Verbindung der einzelnen
Hilfskontakte miteinander. Die Zuführung der zur Betätigung der Relais notwendigen
Spannung geschieht über eine Leitung R, an die über Anwahlschalter U11, U21 und
UKl bzw. U12, U2 2 und UK, einmal (Fig. 2 a) die eine Seite der den
Leistungsschaltern zugeordneten Hilfskontakte 111, 12, und LKl und einmal die andere
Seite (Fig.2b) dieser Hilfskontakte angeschlossen ist. Der Stromkreis für die Relais
schließt sich über je eine Leitung O.
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Ein unerwünschtes Ansprechen mehrerer Relais wird gemäß einer weiteren
Ausgestaltung der Erfindung dadurch verhindert, daß im Zuge der Leitung O hinter
jedem Relaisanschluß (von der Einspeisungsstelle aus gesehen) je ein Ruhekontakt
r 112,r 211 bzw. r12, und r222 vorgesehen ist. Bei Ansprechen eines Relais kann
somit das nachfolgende Relais nicht mehr anziehen. Die Anwahlschalter U11 bis UK2
sind so ausgebildet, daß sie durch einen einzigen Steckschlüssel jeweils einzeln
bedient werden können, und zwar kann der Steckschlüssel nur im geöffneten Schalterzustand
gezogen werden. Es ist noch nachzuholen, daß die in beiden Nachbildungen jeweils
vorhandenen zusammengehörigen Anwahlschalter, beispielsweise U11 und U12, durch
den einzigen Steckschlüssel stets gemeinsam betätigt werden.
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Es sei nun angenommen, daß der Abzweig 1 an die Sammelschiene A angeschlossen
ist, indem der Trennschalter T 11 und der Leistungsschalter L 1 eingelegt sind.
Soll nun der Abzweig 2 ebenfalls an die Sammelschiene A angeschlossen werden, so
muß dies im Augenblick des Synchronismus beider Abzweigspannungen geschehen. Zu
diesem Zweck wird in bekannter Weise der Abzweig 2 durch Schließen des Trennschalters
T21 vorbereitet. Nach dem oben Gesagten sind im folgenden Falle auch die zugehörigen
Hilfskontakte der genannten Schalter in beiden Nachbildungen geschlossen. Wird nun
durch gleichzeitige Betätigung beider Anwählschalter U21 und U2, einmal über die
Kontakte U21, t211, t111 und 1171 der Stromkreis für das Relais R 11 und
zum anderen über den Anwahlschalter U22 und die entsprechenden Hilfskontakte der
Stromkreis für das Relais R22 geschlossen, dann wird die Sekundärseite des Wandlers
W 1 durch den Kontakt r 111 an die Meßschiene I und die Sekundärseite des Wandlers
W2 über den Kontakt r221 an die Meßschiene II gelegt. Gleichzeitig wird die Verbindung
der dahinterliegenden Teile der Meßschiene mit den Meßgeräten unterbrochen.
In
genau entsprechender Weise kann auch eine Querkupplung beider Sammelschienen _A
und B erfolgen, wenn beispielsweise der Abzweig l wiederum an die Sammelschiene
A und der Abzweig 2 an die Sammelschiene B angeschlossen ist. Zum Heranführen der
Messpannungen an die nicht dargestellte Synchronisiereinrichtung brauchen in diesem
nur die Anwahlschalter UK1 und UK2 geschlossen zu werden, wenn vorher die Trennschalter
TKl und TK, geschlossen worden sind.
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Für den Fall, das weitere Abzweige, Längskupplungen usw. nachträglich
der vorhandenen Schaltanlage zugefügt werden sollen, braucht an beiden Nachbildungen
ebenfalls durch Zufügung der entsprechenden Hilfskontakte der neuhinzukommenden
Trenn- und Leistungsschalter nur eine genau entsprechende Nachbildung der Schaltanlage
vorgenommen zu werden, um die Anwahlschaltung nach der Erfindung leicht an die geänderten
Verhältnisse anpassen zu können. Der Vorteil der neuen Anordnung besteht also einerseits
in der leichten Anpaßfähigkeit der Nachbildungen an jede beliebige Änderung der
Schaltanlage und zweitens in der Kleinhaltung der Zahl der hierzu notwendigen Schalterhilfskontakte.
Die notwendige Zahl der Schalterhilfskontakte beträgt im vorgenannten Ausführungsbeispiel
unabhängig von der Gestalt der Schaltanlage jeweils zwei je Trenn- bzw. Leistungsschalter.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung läßt sich die Zahl der notwendigen
Hilfskontakte auf einen einzigen je Schalter begrenzen und die Zahl der Nachbildungen
ebenfalls auf eine einzige vermindern, wenn man --wie in Fig. 3 und 4 dargestellt
ist - die einzige Nachbildung für die getrennte Betätigung der beiden Hilfsrelais
je Wandler doppelt ausnutzt. Zu diesem Zweck werden die beiden Anwahlschalter je
Abzweig zu einem Doppelschalter zusammengefast und beispielsweise dem einen Teil
der Versorgungsleitung R ein Gleichrichter in entgegengesetzter Durchlaßrichtung
vorgeschaltet. Dies ist in Fig. 3 und 4 an Hand einer Mehrfarbensammelschienen-Schaltanlage
mit Längs- und Querkupplung gezeigt.
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In Fig.3 bedeuten A, B, A' und B' dreiphasige Sammelschienensysteme,
an die Abzweige 1 bis n angeschlossen werden können. Zur Längs- und Querkupplung
der Sammelschienensysteme A, B, A' und B'
dienen Trennschalter
T31 bis T3" sowie ein Leistungsschalter L3. Mit Hilfe der vorgenannten Schalter
können alle möglichen Verbindungskombinationen der einzelnen Sammelschienensysteme
untereinander erreicht werden. Jeder Abzweig x aus der Reihe der einzelnen Abzweige
1 bis n kann über einen Trennschalter Tx3 und einen Leistungsschalter
Lx durch einen Trennschalter Txl oder Tx, an eines der Sammelschienensysteme
angeschlossen werden. Außer den genannten Sammelschienensystemen ist noch eine ebenfalls
dreiphasige Umgehungsschiene C vorgesehen, mit deren Hilfe über die Kupplung und
die vorgenannten Sammelschienensysteme ein beliebiger Abzweig in bekannter Weise
auch dann noch gespeist werden kann, wenn der Leistungsschalter des entsprechenden
Abzweiges nicht betriebsfähig sein sollte. Jeder der genannten Abzweige 1 bis n
weist einen Spannungswandler W 1 bis ff ,n auf, dessen Sekundärseite
jeweils auf eine der beiden dreiphasigen Messchienen I oder II durch Kontakte r111
bis rn21 geschaltet werden kann, und zwar in der nachfolgend noch näher beschriebenen
Weise, das stets nur ein Wandler auf eine Messchiene wirkt. Dadurch wird erreicht,
das die eine der beiden Messchienen die Bezugsspannung und die andere Messchiene
der Vergleichsspannung führt, so das in einem nicht dargestellten, an beide Messchienen
angeschlossenen Vergleichsgerät die Spannungswerte und/oder Phasendrehfolge beider
Spannungen vergleichbar sind. Dieses nicht dargestellte Vergleichsgerät muß im Ausführungsbeispiel
am linken Ende der beiden Messchienen 1 und II angeschlossen gedacht werden. Zur
Anwahl der jeweils richtigen Messpannung ist wiederum wie im vorgenannten Ausführungsbeispiel
die Schaltanlage durch je einen Hilfskontakt jedes TrennundLeistungsschalters in
genau entsprechender Weise nachgebildet, und an Stelle der Abzweigwandler sind in
der Nachbildung wiederum je zwei Hilfsrelais R 11 bis Rn2 für jeden Wandler vorgesehen,
deren Kontakte r111 bis rn21 die Messpannungen an die Messchiene führen.
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Zur doppelten Ausnutzung der einzigen Netznachbildung gemäß Fig.4
sind den Versorgungsschienen R für die Zuführung einer Betätigungsspannung für die
Hilfsrelais über den doppelten Anwahlschalter U 1 bis U n Gleichrichter entgegengesetzter
Durchlaßrichtung vorgeschaltet und ebenfalls jedem der einem Abzweig zugeordneten
Hilfsrelais entsprechende Gleichrichter mit entgegengesetzter Durchlaßrichtung vorgeschaltet,
so das durch Ausnutzung der beiden Halbwellen entgegengesetzter Polarität mittels
einer einzigen Nachbildung eine gleichzeitige Betätigung jeweils der Hilfsrelais
jedes in Frage kommenden Abzweiges möglich ist, so das die beiden Messpannungen
zweier Abzweige wiederum jeweils getrennt je einer einzigen Messchiene zugeführt
werden.
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Damit bei Ansprechen eines Hilfsrelais die anderen auf die gleiche
Messchiene arbeitenden Wandler nicht wirksam werden können, ist jedem Hilfsrelais
noch ein zweiter Ruhekontakt r112 bis r n22 zugeordnet. Diese Ruhekontakte
liegen in der Rückführungsleitung O und sind derart angeordnet, das sie durch ihr
Öffnen bei Ansprechen des betreffenden Hilfsrelais die Verbindung der nachfolgenden
Hilfsrelais mit der an O und R angeschlossenen Hilfsspannungsquelle unterbrechen.
Somit ist die Gewähr gegeben, das stets nur zwei Hilfsrelais ansprechen können und
eine einwandfreie Zuführung der Messpannung sichergestellt ist.
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An Stelle der Ausnutzung beider Halbwellen zur Verringerung der Anzahl
der notwendigen Nachbildungen kann auch den mait d und e bezeichneten Stellen beider
Teile der Leitung Rin Fig. 4 gemäß Fig. 5 einerseits eine Drosselspule und andererseits
ein Kondensator vorgeschaltet werden und die eine Teilleitung mit Gleichstrom und
die andere Teilleitung mit Wechselstrom betrieben werden, unter der Voraussetzung,
das gemäß Fig. 5 bei f auch den jeweils zusammengehörigen Hilfsrelais einer Abzweignachbildung
einmal eine Drosselspule und zum anderen ein Kondensator vorgeschaltet ist.
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Auch in diesem Falle läßt sich eine getrennte Betätigung der jeweils
gewünschten Hilfsrelais einwandfrei erzielen.
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Dies kann gegebenenfalls auch noch in der Weise erfolgen, das jedem
Relais eine Siebkette vorgeschaltet ist, die auf eine andere Frequenz abgestimmt
ist und das beiden Versorgungsleitungen ebenfalls Wechselspannungen dieser Frequenz
zugeführt werden.
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Durch Parallelschalten mehrerer Versorgungsleitungen über entsprechende
weitere Anwahlschalter und die Anordnung von mehr als zwei Hilfsrelais je Abzweignachbildung
unter Vorschaltung entsprechender Filter läßt sich die Zahl der möglichen Kombinationen
von
zu synchronisierenden Abzweigen noch erhöhen, ohne daß eine Vergrößerung der Zahl
der Nachbildungen notwendig ist.
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Es ist manchmal wünschenswert und vorteilhaft, auch bei nicht angewählter
Synclhronisierung die Sammelschienenspannungen den Meßschienen zuführen zu können,
um durch Anschluß entsprechender Meßgeräte an die Meßschienen die Sammelschienenspannungen
hinsichtlich Frequenz und Größe erfassen zu können. Zu diesem Zweck braucht in der
bzw. den Nachbildungen nur ein mit der Versorgungsleitung und einer die betreffende
Sammelschiene nachbildenden Leitung verbundener Schalter vorgesehen werden, oder
man kann die genannten Leitungen in den Nachbildungen durch in Reihe geschaltete
Ruhekontakte der einzelnen Anwahlschulter verbinden.
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Beide Möglichkeiten sind in den Fig.2a und 2b gestrichelt bzw. strichpunktiert
eingezeichnet.
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Bei der gestrichelt dargestellten Möglichkeit handelt es sich wiederum
um einen solchen Schalter U" und Ub, der gemeinsam durch einen Steckschlüssel, und
zwar den für die Betätigung der Anwablschalter vorgesehenen, betätigt wird. Durch
Schließen dieses Schalters U" und Ub wird je nachdem. ob ein oder mehrere Abzweige
an gleiche oder verschiedene Sammelschienen A bzw. B angeschlossen
sind, über die entsprechenden Hilfsrelaiskontakte entweder ein einziger Wandler
an eine Meßschiene oder zwei Wandler an verschiedene Meßschienen angeschlossen.
Das gleiche gilt auch für die zweite Ausführungsform, die strichpunktiert dargestellt
ist. Die zu den einzelnen Anwahlschaltern gehörigen Ruhekontakte U11, bis
UK., sind in Reihe geschaltet.
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Im Gegensatz zum vorgenannten Ausführungsbeispiel liegen hier, solange
kein Anwahlschalter zwecks Synchronisierung eingeschaltet ist, an einer oder mehreren
Meßschienen stets die entsprechenden S ammel schienenspannungen.
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Die gleichen Möglichkeiten sind entsprechend auch beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 4 gegeben.
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Die geschilderte Anordnung schaltet zwei der mit den interessierenden
Meßstellen verbundenen Wandler sekundärseitig auf die beiden Meßschienen, ohne Rücksicht
darauf, ob der Wandler Spannung abgibt oder nicht. Zweckmäßig kann man noch Kontakte
in den Ansprechkreis zweier zusammengehöriger Relais legen, die nur dann geschlossen
sind, wenn der betreffende Wandler unter Spannung steht und/oder die richtige Drehfeldfolge
aufweist. Ein defekter Wandler kann dann keine Blockierung der Spannungszuführung
von einem in Ordnung befindlichen Wandler herbeiführen.
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Die Erfindung ist nicht nur auf die gezeigten Beispiele beschränkt,
sondern sie kann bei jeder beliebig gestalteten Schaltungsanlage angewendet werden.