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Vorrichtung zur Laufzeit-Fernmessung von Schutzrelais In der Relaisschutztechnik
hat man sich bisher im wesentlichen darauf beschränkt, bei Relaisschutzeinrichtungen,
die von einer Überwachungszentrale oft weit entfernt an irgendwelchen Stellen des
Netzes angeordnet sind, lediglich die Tatsachen der Anregung und der Auslösung der
betreffenden .Schutzeinrichtungen an die Zentrale zu melden. Auf die Übermittlung
der Relaislaufzeiten, die in vielen Fällen vom Betrag einer die Auslösung bewirkenden
elektrischen Größe am Relai.seinbauort, beispielsweise vom Betrag eines Überstromes
abhängig sind und daher wichtige Aufschlüsse über die Art und Ursachen (der Fehler
geben, hat man bewußt verzichtet, da der Aufwand für eine solche Meldung über große
Entfernungen recht beträchtlich und wirtschaftlich bisher nicht gerechtfertigt war.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Einrichtung
zur Laufzeitmeldung von Schutzrelais über große Entfernungen nach einem bereits
vorgeschlagenen Verfahren.
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Dieses Verfahren ermöglicht es, mnit einfachsten Mitteln - und daher
auch wirtschaftlich - die Laufzeit der Schutzrelais am Einbauort der Relaisschutzeinrichtung
zu messen und sie an die Zentrale zu melden. Nach dem vorgeschlagenen Verfahren
wird zunächst am Einbauort der Relaisschutzeinrichtungen eine der Anrege- oder Kommandozeit
.der Relaiseinnichtung proportionale Anzahl von elektrischen Impulsen erzeugt oder
aus einer ständig erzeugten Impulsreihe hergeleitet; diese Impulse werden -dann
mit Hilfe einer vorzugsweise aus Zählmagneten bestehenden Vorrichtung, die in der
Regel am Ort der Relaisschutzeinrichtung eingebaut ist, zunächst gespeichert und
dann auf Anforderung durch Fernsteuerung von der Zentrale her zwecks Auswertung
;in diese gemeldet.
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Bei einer zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagenen Einrichtung
wird dabei über Kontakte der Anregerelais die Spannung .eines Pulsgenerators dem
Eingang der Speichervorrichtung zugeführt. Während der Zeit, in der die Anregebedingungen
erfüllt bleiben, gelangt auf diese Weise eine bestimmte Anzahl von Impulsen zu .der
Speichervorrichtung. Die Anzahl der Impulse, die hier gespeichert werden, ist der
Zeit, während der die Anregebedingungen erfüllt waren, proportional.
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Um nun die in der Zählvorrichtung gespeicherten Informationen zu einem
beliebigen Zeitpunkt abfragen und auswerten zu können, wird ein von der Zentrale
aus fernbetätigtes Relais zum Ansprechen gebracht, dessen Kontakte wiederum die
Spannung des Pulserzeugers - diesesmal aber unter Umgehung der Anregerelaiskontakte-an
den Eingang !der Speichervorrichtung legen. Gleichzeitig wird über diese Kontakte
die gleiche Spannung auch an ein Relais angelegt, dessen zugeordneter, im Takt -der
Pulsspannung betätigter Kontakt in den Eingangsstromkreis der Sendevorrichtung zu
der Zentrale eingeschaltet :ist.
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Über einen Endkontakt der Speichervorrichtung, der dann betätigt wird,
wenn die Endkapazität der Speichervorrichtung erreicht ist, wird das obererwähnte
Abfragerelais zum Abfallen gebracht, so daß auch die Pulsspannung wieder abgeschaltet
wird. Die Anzahl der Impulse, die auf diese Weise über die Sendeeinrichtung zur
Zentrale übertragen werden, entspricht damit der Anzahl der Impulse, die insgesamt
gespeichert werden können, verringert um die Anzahl der Impulse, die während der
Laufzeit der Schutzrelais gespeichert werden. Da die Pulszahl zeitproportional und
die Kapazität der Speichervorrichtung bekannt ist, kann man aus der Anzahl der an
die Zentrale übermittelten Impulse die Laufzeit der Schutzrelais ohne weiteres ermitteln.
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Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß die für die Übermittlung der
gespeicherten Informationen benötigte Zeit relativ groß ist; insbesondere dann,
wenn nur kurze Relaislaufzeiten gespeichert werden.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur Laufzeitmeldung
von Schutzrelais über größere Entfernungen, die diese Nachteile nicht aufweist.
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Erfindungsgemäß ist am Einbauort der Schutzrelais ein elektrischer
Pulserzeuger vorgesehen, ,dessen Impulse beispielsweise über Kontakteier Anregerelais
-der Relaisschutzeinrichtungen für -die Dauer der Anrege- oder Kommandozeit dem
Eingang einer insbesondere aus Zählmagneten bestehenden Impulssp°ichereinrichtung
zugeführt und dort zunächst gespeichert
werden, bis durch ein fernbetätigtes
Abfragerelais die Abfragung der gespeicherten Impulse in der Weise gestartet wird,
daß über Kontakte dieses Relais die Impulse -des Pulserzeugers einer zweiten gleichartigen
Impulsspeichervorrichbung zugeführt werden, über deren Kontakte ein .die Löschung
beider Speicher und die Unterbrechung des Abfragevorganges bewirkendes weiteres
Relais dann eingeschaltet wird, wenn der Speicherzustand der zweiten Speichereinrichtung
den der ersten erreicht.
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Die Schaltungen zweier Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäße
Einrichtung sind in der Zeichnung dargestellt.
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In Fig. 1 der Zeichnung besteht die Speichervorrichtung aus insgesamt
vier Zählmagneten ZiE, Z1 K, Z,IE und Z"H bekannter Bauart. Jeder :dieser Zählmagnete
trägt auf einem gemeinsamen Magnetkern zehn Teilanker, die bei .auftreffenden Impulsen
der Reihe nach angezogen werden und durch Remanenz haften bleiben. Jeder der Teilanker
betätigt beim Anziehen einen ihm zugeordneten Arbeitskontakt (Kontakte 1 bis 10)
; durch eine besondere mechanische Vorrichtung ist dafür Sorge getragen, ,daß jeder
Teilanker bei seiner Betätigung zusätzlich auch den dem jeweils vorher betätigten
Teilanker zugeordneten Kontakt wieder öffnet. Bei Aberregung des Zählmagnets durch
Stromabgabe über eine besondere Abwurfwicklung werden alle Teilanker gleichzeitig
zum Abfallen gebracht. Außer den Kontakten 1 bis 10 weist jeder Zählmagnet noch
einen besonderen, mit der Ziffer 0 bezeichneten Kontakt auf, der bei Betätigung
das ersten Teilankers geöffnet und erst wieder geschlossen wird, wenn alle Teilanker
:abfallen. Bei -der erfindungsgemäßen Anordnung sind die beiden Zählmagnete ZJ E
und Z", zu einer Speichervorrichtung mit einer Speicherfähigkeit von hundert Impulsen
zusammengefaßt. Das geschieht in der Weise, daß über den dem letzten Teilanker des
Zählmagnets Z, E zugeordneten Kontakt 10 die Hilfsgleichspannung über den
Gleichrichter G2 an die Betätigungswicklung des Zählmagnets ZEH gelegt wind. Gleichzeitig
wird die Hilfsgleichspannung über diesen Kontakt, dem ein RC-Zeitverzögerungsglied
parallel geschaltet ist, auch über den Gleichrichter G1 an die Abwurfwicklung,des
Zählmagnets ZiE gelegt.
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Bei einer Anregung der Relaisschutzeinrichtung wird der Kontakt g
geschlossen, so,daß die Spannung Ul -des Pulserzeugers an die Betätigungswicklung
rdes Zählmagnets ZiE gelangt. Dadurch wird beim ersten Impuls der erste Teilanker
angezogen, der Kontakt 1 geschlossen und der Kontakt 0 geöffnet. Beim zweiten Impuls
wird der zweite Teilanker angezogen, der Kontakt 1 wieder geöffnet usw., bis zum
zehnten Impuls der letzte Teilankeer anzieht, den Kontakt 10 schließt und den Kontakt
9 öffnet. Dadurch werden sämtliche Teilanker des Zählmagnets ZIE zum Abfallen gebracht
und der Kontakt 0 dieses Magnets -wieder geschlossen, nachdem vorher der erste Teilanker
des Zählmagnets ZiH betätigt wurde, sein zugeordneter Kontakt 1 geschlossen und
tder Kontakt 0 geöffnet hat. Vom elften Impuls an werden denn wieder die Teilanker
des Zählmagnets ZlE nacheinander betätigt, bis beim zwanzigsten Impuls dann wieder
der zweite Teilanker des Zählmagnets Z1H betätigt wird usw. Sobald die Anregebedingungen
für die Schlitzeinrichtung fortfallen, wird der Kontakt g ge-#öftnet, so daß keine
weiteren Impulse mehr zu der Speichereinrichtung gelangen. Die Anzahl der bis dahin
gespeicherten Impulse entspricht dann der Anregezeit der Relaisschutzeinrichtung.
Die Abfrage der gespeicherten Informationen erfolgt beispielsweise durch Fernbetätigung
des Abfragestartschalters t von der Zentrale aus. Durch kurzeitiges Schließen dieses
Schalters wird die Hilfsgleiehsparinung an Idas Abfragerelais A1 gelegt, so daß
dieses anspricht und seine .ihm zugeordneten Kontakte a11 bis a15 betätigt. Über
den Kontakt a12 wird das Relais A1 gehalten, und über seinen Kontakt a14 wird der
Betätigungsstromkreis des Zählmagnets ZiE zusätzlich geöffnet, so daß während der
nun folgenden Rückmeldung der Relaislaufzeit an die Zentrale bei erneuter Anregung
der Relaisschutzeinrichtung der Meldevorgang nicht beeinträchtigt werden kann. Über
den Kontakt a13 wird gleichzeitig der Zählmagnet Z2 E an die Spannung Ui des Pulserzeugers
gelegt. Ferner wird über den Kontakt a11 ein Hilfsrelais H eingeschaltet, dessen
zugeordneter Kontakt 1z mit der Ansprechzeit dieses Hilfsrelais als Verzögerungszeit
das Relais S an die Spannung Ui des Pulserzeugers legt. Der dem Relais S zugeordnete
Kontakt s ist in den nicht näher dargestellten Eingangskreis des Senders zur Zentrale
eingeschaltet und wird im Takt der Pulsspannung Ul betätigt, bis der Stromkreis
des Relais S bei Öffnen des Kontaktes e12 unterbrochen wird.
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Durch die -an den Zählmagnet Z2E gelangenden Impulse des Pulserzeugers
werden nun in bereits oben beschriebener Weise nacheinander die zugeordneten Kontakte
1 bis 10 geschlossen und wieder geöffnet. Sobald dabei derjenige Kontakt dieses
Zählmagnets geschlossen wind, der in Reihe mit dem noch geschlossenen Kontakt des
Zählmagnets Z1E geschaltet ist, gelangt über den vorher bereits geschlossenen Kontakt
a15 die Hilfsspannung an das Relais Ex, so daß dieses anspricht und sich über seinem
Kontakt e13 hält. Über den dem Relais zugeordneten Kontakt e12 wind das Relais S
zum Abfallen gebracht und über den Kontakt e11 'das Abfragerelais Al. Gleichzeitig
wird über den Kontakt e14 ein zweites Abfragerelais A2 eingeschaltet, das nach Ablauf
seiner AnsprechverzÖgerungszeit über seine Kontakte a21 und a22 wieder die Relais
H und S zum Ansprechen bringt und über seinen Kontakt a23 die Spannung UZ des Pulserzeugers
an die Betätigungswicklung des Zählmagnets Z2,1 legt. Es werden dann in gleicher
Weise wie vorher die Kontakte des Zählmagnets Z2H nacheinander geschlossen und wieder
geöffnet, bis der Kontakt geschlossen wird, der mit demjenigen Kontakt des Zählmagnets
Z,H in Reihe geschaltet ist, der noch geschlossen ist. Dann wird das Relais E2 betätigt,
das über seine Kontakte e21 und e22 die Stromkreise der Relais S und El wieder unterbricht
und über seinen Kontakt e23 'die Stromkreise der Abwurfwicklungen aller Zählmagnete
schließt, so daß die Speichervorrichtung wieder gelöscht wird. Mit einer -gewissen
Abfallverzögerung fällt das Relais dann wieder ab, nachdem zuvor durch öffnen des
Kontaktes e14 das Relais A2 wieder abgefallen ist. Die Einrichtung ist dann für
eine neue Speicherung der Relaislaufzeit betriebsbereit.
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Die durch die Ansprechverzögerung -des Relais A2 erzwungene Zeitpause
bei der Impulsgabe muß auf der Empfangsseite in geeigneter Weise dazu benutzt werden,
das erste Zählrelais, das die im Zählmagnet ZIE gespeicherten Impulse registriert,
abzuschalten und die weiter eintreffenden Impulse auf ein zweites Zählrelais zu
leiten, das die im Zählmagnet ZEH gespeicherten Impulse registriert.
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Die Einschaltung des Hilfsrelais H ist erforderlich, um die Betätigung
ödes Relais S und damit der Sendertastung zu unterbinden, wenn die den Teilankern
des
Zählrelais ZIE zugeordneten Kontakte 1 bis 10 alle geöffnet
sind.
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Bei der Anordnung nach Fig. 1 mag es als Nachteil empfunden werden,
daß auf der Empfangsseite -in der Zentrale eine Umschaltung von dem einen Zählrelais,
das die im Zählmagnet ZIE gespeicherten Impulse registriert, auf das zweite Zählrelais
erforderlich ist, das die im Zählmagnet Zg, gespeicherten Impulse registriert. In
Fig. 2 der Zeichnung ist -die Schaltung einer Einrichtung dargestellt, die diese
Umschaltung nicht erforderlich macht.
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Bei dieser Einrichtung werden zunächst während des Relaisablaufes
.die Zählmagnete ZiE und ZIH in der bereits oben beschriebenen Weise beaufschlagt.
Die Abfragung wird ebenfalls durch kurzzeitiges Schließen des ferngesteuerten Abfragekontaktes
t eingeleitet. Das Abfragerelais A wird damit erregt und über seinen Kontakt a1
gehalten. Der Kontakt a4 erfüllt dieselben Funktionen wie der Kontakt a14 der Anordnung
nach Fig. 1 der Zeichnung. Über den Kontakt a3 wird wieder die Spannung U; des Pulserzeugers
an die Betätigungswicklung ,des Zählmagnets Z2E gelegt, so .daß dieser zunächst
betätigt wird. Wie aus der Schaltung zu ersehen ist, sind die Kontakte aller Zählmagnete
so geschaltet, daß das durch seinen Kontakt ei den Haltestromkreis des Abfragerelais
A unterbrechende Relais E nur dann entspricht, wenn gleichzeitig die einander entsprechenden
Kontakte der Zählrelais Z,E und 4E sowie Z1H und Z2H geschlossen sind. Nimmt man
z. B. an, daß während der Laufzeit :des Relais »28« Impulse entsprechend einer Zeit
von »2,8 Sekunden« gespeichert wurden, dann befinden sich die Kontakte 0 und 8 des
Zählmagnets Z, E und die Kontakte 0 und 2 des Zählmagnets ZIH in der gestrichelt
gezeichneten Stellung. Von Beginn der Abfragung an werden dann zunächst nacheinander
die Kontakte 1 bis 10 des Zählmagnets Z2E geschlossen und wieder geöffnet, wobei
beim Schließen des Kontaktes 10 der Zählmagnet Z2If betätigt wird und den ersten
Teilanker anzieht, so daß sein Kontakt 1 geschlossen wird. Dann werden wieder alle
Kontakte des Zählmagnets Z2E nacheinander betätigt, bis beim Schließen des Kontaktes
10 wieder der Kontakt 2 des Zählmagnets Z2 H geschlossen und sein Kontakt 1 geöffnet
wird. Es beginnt sodann wieder die Betätigung des Zählmagnets Z2E, der nacheinander
wieder seine Kontakte schließt und öffnet, bis der Kontakt 8 geschlossen wird. In
diesem Moment spricht dann das Relais B an, dessen Stromkreis über die Kontakte
a2 des Abfragerelais A, die Kontakte 8 der beiden Zählrelais Zl-p und Z2E und die
beiden Kontakte 2 der beiden Zählrelais Z1H und Z2g geschlossen ist. Die weitere
Impulsgabe an die Zählmagnete wird dann unterbunden und über den Kontakt e2 die
Speichervorrichtung gelöscht, so daß sie für eine neue Messung der Relaislaufzeiten
wieder betriebsbereit ist.
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Das Abfragerelais A dieser Einrichtung bleibt während der ganzen Zeit
der Rückmeldung, die in diesem Fall genau der vorher gespeicherten Relaislaufzeit
entspricht, angezogen. Dadurch ist es möglich, über einen Arbeitskontakt a5 des
Abfragerelais einen nichtdargestellten »Dauertonsender« einzuschalten, der empfangsseitig
beispielsweise einen Sekundenmesser zum Mitlaufen anregt, solange der »Dauerton;<
vorhanden ist. Eine Umrechnung ist in diesem Fall nicht erforderlich, wenn die Skala
des Sekundenmessers entsprechend geeicht ist.