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Einrichtung zur Überwachung des Gleichstandes von Geber und Empfänger
bei einem Wechselstrom Fernübertragungssystem mit Drehmeldern Die Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung zur Überwachung des Gleichstandes von Geber und Empfänger
bei einem Wechselstrom-Fernübertragungssystem mit Drehmeldern unter Verwendung von
in jede der drei Übertragungsleitungen eingeschalteter Widerstände, an denen der
bei unterschiedlicher Stellung von Geber und Empfänger auftretende Spannungsabfall
meßbar und durch einen Grenzwertgeber im Sinne einer Alarmgabe auswertbar ist.
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Diese bekannten Einrichtungen arbeiten derart, daß bei fehlender Übereinstimmung
zwischen Geber und Empfänger der dann fließende Ausgleichsstrom an den in die Übertragungsleitungen
eingeschalteten Widerständen Spannungen entstehen läßt, die beim Überschreiten eines
bestimmten Grenzwertes eine Alarmauslösung bewirken.
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Eine fehlende Übereinstimmung zwischen Geber und Empfänger kann insbesondere
dann eintreten, wenn die Übertragungsleitungen einen Kurzschluß oder Erdschluß bzw.
einen Leitungsbruch aufweisen. Das gleiche ist aber auch möglich, wenn der Drehmeldeempfänger
mechanisch blockiert ist. Die überwachungseinrichtung soll in allen diesen Fällen
ein Warnsignal auslösen oder selbsttätig Schaltvorgänge vornehmen, wie beispielsweise
die Umschaltung der gestörten Leitungsverbindungen auf Ersatzleitungen.
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Grundsätzlich dienen Überwachungseinrichtungen dieser Art zur Kontrolle
des Gleichstandes von Geber und Empfänger, wobei auch der Gleichlauf, also das in
gewissen Grenzen synchrone Nachführen des Empfängers entsprechend der Stellung des
Gebers, zwangsweise eingeschlossen ist. Für den Gleichstand von Geber und Empfänger
wird in der Regel, entsprechend den gewählten Übertragungssystemen und mechanischen
Belastungsverhältnissen, ein bestimmter Fehlwinkel zugelassen, was einem definierten
kleinsten Ausgleichsstrom (Nullstrom) in den Übertragungsleitungen entspricht. Der
bei Gleichstand der Systeme verbleibende Ausgleichsstrom ist zu einem Teil durch
Unsymmetrien in den Wicklungen der Übertragungssysteme bedingt. Ausgleichsströme
können aber auch dadurch auftreten, daß für das Empfangssystem ein stufenweises
Arbeiten in Form einer Rastung vorgesehen ist.
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Wghrend zwar bei den bekannten Einrichtungen eine Überwachung des
Gleichstandes von Geber und Empfänger in allen Winkellagen möglich ist, so ergeben
sich doch vielfach Schwierigkeiten, wenn eine schnelle Änderung der Winkeleinstellung
der elektrisch aufeinandergeschalteten Drehmelder erfolgt. Gegenüber dem zugelassenen
Toleranzbereich bei Stillstand der Systeme ergibt sich nämlich während des Verstellvorgangs
ein größerer Differenzwinkel, der zwangsweise zu entsprechend größeren Ausgleichsströmen
in den Übertragungsleitungen führt. Dadurch wird ein Fehlalarm ausgelöst, obwohl
keines der zu erfassenden Störungskriterien vorliegt.
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Um diese Fehlalarme auszuschalten, müßte man bei jeder Verstellbewegung
der Systeme bzw. während des Nachlaufvorganges des Empfangsdrehmelders eine größere
Fehlstellung zulassen, wozu besondere Schaltmaßnahmen erforderlich sind. Beim Erreichen
des Ruhezustandes müßte dann die zuzulassende Fehlstellung wieder auf den ursprünglichen
geringeren Wert zurückgeführt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine überwachungseinrichtung der eingangs
näher erläuterten Art zu schaffen, bei welcher der zugelassene Toleranzbereich bei
Gleichstand und Gleichlauf der Drehmeldersysteme verschieden groß ist. Für den Gleichlauf
soll dabei selbsttätig eine größere Toleranz für das Synchronverhalten der Systeme
zugelassen werden. Es sind zwar bereits elektrische überwachungseinrichtungen bekannt,
bei welchen zur Verhinderung von Fehlalarmen im Spannungserzeuger eine zusätzliche,
fest eingestellte Hilfsspannung entgegengeschaltet ist, wodurch eine Kompensation
konstanter Einflußgrößen erreicht werden kann.
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Da sich jedoch bei einem Nachlaufvorgang unter Verwendung von Drehmeldern
diese Einflußgrößen in der Regel laufend verändern, und zwar abhängig
von
der Geschwindigkeit des Nachlaufvorgangs, so läßt sich dieses bekannte Verfahren
zur Lösung der hier vorliegenden Aufgabenstellung nicht verwenden.
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Nach der Erfindung lassen sich Fehlalarme während des Nachlaufvorganges
durch auftretende Ausgleichsströme dadurch verhindern, daß mit der Welle des Gebers
eine Tachodynamo gekuppelt ist und die von der Tachodynamo erzeugte veränderliche
Gleichspannung, deren Höhe durch die Geschwindigkeit des Nachlaufvorganges festlegbar
ist, durch Gegenschaltung im Sinne der Erhöhung des Ansprechwerts der Überwachungseinrichtung
wirksam ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht dabei vor, daß
zur Überwachung ein elektromagnetisches Relais mit je einer den drei übertragungsleitungen
zugeordneten Wicklung dient, denen eine weitere von der Ausgangsspannung der Tachodynamo
gespeisten Zusatzwicklung entgegengeschaltet ist.
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Damit kann ohne besondere Schaltmaßnahmen die Empfindlichkeit der
Überwachungseinrichtung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit bei der Winkelverstellung
verändert werden. Es wird also während des Nachlaufvorgangs des Empfangs-Drehmelders
ein größerer Differenzwinkel zugelassen, als es bei Stillstand der Systeme der Fall
ist. Als Überwachungseinrichtung wird zweckmäßigerweise ein elektromagnetisches
Relais in gepolter Ausführung gewählt, dem eine Gleichrichteranordnung, vorzugsweise
in Vollweggleichrichterschaltung, zugeordnet ist. Dieses Relais trägt dann die drei
den übertragungsleitungen zugeordneten Wicklungen, bei denen sich die Durchflutungen
derart addieren, daß bei einem bestimmten Verstellwinkel zwischen Geber und Empfänger
des Relais anspricht. Über eine diesen Wicklungen entgegengeschaltete Zusatzwicklung
wird dann die Ausgangsspannung der Tachodynamo eingespeist. Durch die Gegenschaltung
dieser Zusatzwicklung wird während des Nachlaufvorgangs die Haltekraft des Relais
erhöht, so daß erst beim Auftreten größerer Ausgleichsströme die überwachungseinrichtung
anspricht.
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Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß in. den
Ausgangskreis der Tachodynamo ein Kondensator als Differenzierglied geschaltet ist,
wo- , durch sich positive und negative Beschleunigungen bei der Winkelverstellung
auswerten lassen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei Fig. 1 das Prinzipschaltbild der
erfindungsgemäßen Einrichtung zeigt, während Fig. 1 a lediglich die Anordnung der
Wicklungen auf dem Überwachungsrelais wiedergibt.
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Mit G ist das als Geber wirksame Wechselstrom-Fernüberiragungssystem
bezeichnet, welches das mit dem Bezugszeichen E versehene Empfangssystem steuert.
Geber: und Empfangssystem besitzen je eine Einphasenwicklung, die an dem Wechselstromnetz
angeschlossen ist, und je eine Dreiphasenwicklung, die über die Übertragungsleitungen
a, b und c verbunden sind. In. diese Übertragungsleitungen a, b
und
c sind die Widerstände W 1, W 2, W 3 eingeschaltet, durch die bei unterschiedlicher
Stellung von Geber und Empfänger Ausgleichsströme fließen, die dann als Spannungsabfall
meßbar und durch die dem Überwachungsrelais ü zugeordneten Hauptwicklungen w 1,
w 2 und w 3 auswertbar sind. Eine Zusatzwicklung w4 des Relais ü ist den genannten
Hauptwicklungen gegengeschaltet, und diese wind. von einer Tachodynamo T gespeist,
die mit der Welle des Gebers G gekuppelt ist.
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Wenn es sich bei dem Relais Ü um eine Gleichstromausführung handelt,
so müssen bei einer Fehlstellung von Geber und Empfänger die Wicklungen w l, w 2
bzw. w 3 Gleichspannung erhalten. Zu diesem Zweck ist den Widerständen
W l, W 2 und W 3 je eine Gleichrichteranordnung G 1, G2, G
3 in Vollwegschaltung zugeordnet.
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In dem Ausführungsbeispiel besitzt das Relais ü (Fig. 1 a) der Einfachheit
halber lediglich einen einzigen Arbeitskontakt ii, der das Alarmgerät A, beispielsweise
einen Wecker, an die Stromquelle U anschaltet, wenn eine Fehlstellung zwischen Geber
und Empfänger auftritt, deren Größe die vorgesehenen Toleranzwerte überschreitet.
Bei der Kontrolle des Gleichstandes der Geber- und Empfangswelle sind nur die Wicklungen
w 1, w 2 und w 3 wirksam, und die Toleranz für die zulässige Winkelverstellung zwischen
dem Geber G und dem Empfänger E wird dabei durch den Ansprechwert des Relais ü bestimmt,
dessen Ruhekontaktkraft elektrisch oder mechanisch eingestellt sein kann. Tritt
ein Verstellvorgang ein, so würde wegen des damit vergrößerten Differenzwinkels
zwischen Geber und Empfänger das Überwachungsrelais ü auch dann ansprechen, wenn
keine Störungskriterien vorliegen. Insbesondere würde dies beim Anlaufen und Stillsetzen
der Drehmeldersysteme der Fall sein.
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Um diesem größeren Differenzwinkel Rechnung zu tragen, ist den drei
Hauptwicklungen w 1, w 2 und w 3 die Zusatzwicklung w 4 gegengeschaltet, die von
der Tachodynamo T gespeist wird.
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Damit nicht nur die Geschwindigkeit des Verstellvorgangs, sondern
auch eine Geschwindigkeitsänderung mit dem zwangsweise erhöhten Differenzwinkel
berücksichtigt werden kann, ist in den Ausgangskreis der Tachodynamo T ein Differenzierglied
mit dem Kondensator C eingeschaltet. Bei ruckartiger Änderung der Geschwindigkeit
des Gebers erfolgt dadurch eine ebenso rasche Vergrößerung des Ansprechwertes des
Überwachungsrelais Ü. Während der dem Kondensator C parallel liegende Widerstand
W4 eine zusätzliche proportionale Stromkomponente erzeugt, dient der Widerstand
W S zur Abschwächung der Ausgangsspannung der Tachodynamo T. Auf diese Weise wird
die Ansprechempfindlichkeit des Überwachungsrelais ü in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
und von der Beschleunigung bei der Winkelverstellung herabgesetzt. Da die Anordnung
auf der Eingangsseite ohne Kontakte arbeitet, ist eine stetige Änderung der Empfindlichkeit
entsprechend den jeweils gültigen Betriebswerten erreichbar.