DE1272425B

DE1272425B - Switching device for the optional, uninterrupted switchover of a consumer from one to a second alternator

Info

Publication number: DE1272425B
Application number: DE19621272425
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Klickermann; Willi Kragl
Original assignee: EISEMANN GmbH
Current assignee: EISEMANN GmbH
Priority date: 1962-12-13
Filing date: 1962-12-13
Publication date: 1968-07-11

Description

Schaltvorrichtung zur wahlweisen, unterbrechungslosen Umschaltung eines Verbrauchers von einem auf einen zweiten Wechselstromerzeuger Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltvorrichtung zur wahlweisen, unterbrechungslosen Umschaltung eines Verbrauchers von einem auf einen zweiten Wechselstromerzeuger mit einem willkürlich betätigbaren Umschalter und einem Phasenvergleichsgerät, das über eins von zwei Schaltschützen bei annähernd synchronem Betrieb beider Stromerzeuger den zweiten Stromerzeuger auf das Verbrauchernetz schaltet, bevor das andere Schaltschütz den ersten Stromerzeuger selbsttätig abtrennt.Switching device for optional, uninterrupted switchover of a consumer from one to a second alternator The invention relates to a switching device for optional, uninterruptible switching of a load from one to a second alternator with an arbitrary actuatable changeover switch and a phase comparison device that has one of two Contactors with almost synchronous operation of both generators the second Power generator switches to the consumer network before the other contactor switches first power generator automatically disconnects.

Bei einem bekannten Doppelaggregat muß der Umschalter beim Betriebsübergang vom einen zum anderen Aggregat in dem Augenblick betätigt werden, in dem die beiden Stromerzeuger in ihrer Phase übereinstimmen, um einen Kurzschluß zu vermeiden. Die Anzeige dieser übereinstimmung kann in bekannter Weise durch Phasenlampen oder Spannungsmesser erfolgen. Dies ist jedoch insofern nachteilig, als das störungsfreie Umschalten von der Aufmerksamkeit und der Geschicklichkeit des Schaltenden abhängt. Andere bekannte Schaltvorrichtungen betreffen lediglich selbsttätige Parallelschaltvorrichtungen zum Zusammenschalten zweier Wechselstromkreise, nicht aber eine Vorrichtung zum unterbrechungslosen Umschalten des Verbrauchernetzes von einem Wechselstromerzeuger auf einen anderen.In the case of a known double unit, the changeover switch must be used during the transfer of operations from one to the other aggregate at the moment in which the two Power generators match in their phase in order to avoid a short circuit. the This correspondence can be indicated in a known manner by means of phase lamps or voltmeters take place. However, this is disadvantageous insofar as the trouble-free switching depends on the attention and skill of the switching operator. Other known switching devices relate only to automatic parallel switching devices for connecting two AC circuits, but not a device for uninterrupted switching of the consumer network from an alternator to another.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln bei Aufrechterhaltung des Stromflusses ein narrensicheres Umschalten des Verbrauchernetzes vom Stromerzeuger des einen Aggregats auf den Stromerzeuger des anderen Aggregats zu ermöglichen. Dabei sollen die früher verwendeten Anzeigegeräte entfallen.The invention is based on the object with simple means Maintaining the flow of electricity a foolproof switching of the consumer network from the generator of one unit to the generator of the other unit to enable. The display devices used earlier should be omitted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein in an sich bekannter Weise die Spannungsdifferenz erfassendes Parallelschaltrelais zwei Kontaktglieder aufweist und daß jedes Kontaktglied als Ruhekontakt parallel zu einem im Stromkreis der Erregerwicklung des einen Schaltschützes liegenden Ruhekontaktglied des anderen Schaltschützes angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved in that a per se known way the voltage difference detecting parallel switching relay two contact elements has and that each contact member as a normally closed contact in parallel with one in the circuit the field winding of one contactor lying break contact member of the other Contactor is arranged.

Diese Schaltvorrichtung kann vorteilhaft bei Dieselaggregaten und zur Dauereinspeisung von Geräten zur Nachrichtenübermittlung verwendet werden.This switching device can be advantageous for diesel units and can be used for the permanent supply of devices for the transmission of messages.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die Erregerwicklung des Parallelschaltrelais im Sekundärstromkreis zweier sekundärseitig miteinander verbundener Transformatoren liegt, von denen jeder primärseitig durch den Umschalter an einen der beiden Wechselstromerzeuger angeschlossen werden kann und parallel zur Sekundärwicklung jedes Transformators geschaltet ist.There is an advantageous further development of the subject matter of the invention in that the excitation winding of the parallel switching relay in the secondary circuit of two secondary-side interconnected transformers is, each of which is on the primary side can be connected to one of the two alternating current generators through the switch can and is connected in parallel to the secondary winding of each transformer.

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung eine elektrische Anlage zur Dauerstromlieferung auf, das Verbrauchernetz durch ein Doppelaggregat im Schaltbild dargestellt. Es zeigt F i g. 1 das Schaltbild des Doppelaggregats mit einem willkürlich betätigbaren Umschalter, -F i g. 2 und 3 je eine Abwandlung des beim Beispiel nach F i g. 1 verwendeten Steuerrelais.In the drawing, as an embodiment of the subject matter Invention of an electrical system for continuous power supply, the consumer network represented by a double unit in the circuit diagram. It shows F i g. 1 the circuit diagram of the double unit with an arbitrarily actuatable switch, -F i g. 2 and 3 each a modification of the example according to FIG. 1 control relay used.

Jedes der beiden Aggregate 10 und 11 des zum Dauerbetrieb vom Stromverbrauchern 12 bestimmten Doppelaggregats hat einen Wechselstromerzeuger 13 bzw. 14. Jeder dieser Stromerzeuger ist durch jeweils eine Brennkraftmaschine 15 bzw. 16 antreibbar. Durch eine willkürlich betätigbare Schaltvorrichtung ist jeder der beiden Stromerzeuger mit Hilfe zweier elektromagnetischer Schütze A und B wahlweise auf das Verbrauchernetz 12 schaltbar.Each of the two units 10 and 11 of the double unit intended for continuous operation by the power consumers 12 has an alternating current generator 13 or 14. Each of these power generators can be driven by an internal combustion engine 15 or 16, respectively. Each of the two power generators can optionally be switched to the consumer network 12 with the aid of two electromagnetic contactors A and B by means of a switching device that can be operated at will.

Der Umschalter 17 der Schaltvorrichtung für sechs Anschlüsse 18, 19, 20, 21, 22 und 23 hat vier mechanisch miteinander gekuppelte Kontaktglieder 24, 25, 26 und 27. In der in F i g. 1 gezeichneten einen Schaltstellung des Umschalters berührt sein Kontaktglied 26 zwei feststehende Gegenkontakte 28, 29 und sein Kontaktglied 27 zwei ebenfalls feststehende Gegenkontakte 30, 31. In der in F i g. 1 gestrichelt angedeuteten anderen Schaltstellung dagegen berührt das Kontaktglied 24 zwei feststehende Gegenkontakte 32, 33 und sein Kontaktglied 25 zwei Gegenkontakte 34, 35. The changeover switch 17 of the switching device for six connections 18, 19, 20, 21, 22 and 23 has four mechanically coupled contact members 24, 25, 26 and 27. In the FIG. 1, a switching position of the changeover switch, shown in the drawing, touches its contact member 26 with two stationary mating contacts 28, 29 and its contact element 27 touches two likewise stationary mating contacts 30, 31 . 1, on the other hand, the contact member 24 touches two fixed mating contacts 32, 33 and its contact member 25 touches two mating contacts 34, 35.

Jedes der beiden Schütze A und B hat sechs Schaltglieder a1, a2, a$, a4, ab, a8 bzw. b1, b2, b3, b4, b$, bs. In der gezeichneten Arbeitslage des Schützes B berührt das Schaltglied b1 zwei Kontakte 36, 37, das Schaltglied b2 zwei Kontakte 38, 39, das Schaltglied b3 zwei Kontakte 40, 41, das Schaltglied b4 zwei Kontakte 42, 43 und das Schaltglied b5 zwei Kontakte 44, 45, während in der gestrichelt angedeuteten Ruhelage das Schütz B mit seinem Schaltglied bs zwei Kontakte 46, 47 überbrückt. Demgegenüber überbrückt das Schütz A mit seinem Schaltglied as in seiner in F i g. 1 gezeichneten Ruhelage zwei Kontakte 48, 49. In seiner gestrichelt angedeuteten Arbeitslage dagegen überbrückt das Schütz A mit seinen Schaltgliedern a1, a2, a3, a4, a" jeweils zwei feststehende Gegenkontakte 50, 51 bzw. 52, 53 und 54, 55 sowie 56, 57 und 58, 59.Each of the two contactors A and B has six switching elements a1, a2, a $, a4, ab, a8 or b1, b2, b3, b4, b $, bs. In the working position of the contactor B shown, the switching element b1 touches two contacts 36, 37, the switching element b2 two contacts 38, 39, the switching element b3 two contacts 40, 41, the switching element b4 two contacts 42, 43 and the switching element b5 two contacts 44 , 45, while in the rest position indicated by dashed lines, the contactor B bridges two contacts 46, 47 with its switching element bs. In contrast, the contactor A bridges with its switching element as in its in FIG. 1, two contacts 48, 49. In its working position indicated by dashed lines, on the other hand, the contactor A bridges with its switching elements a1, a2, a3, a4, a "two fixed mating contacts 50, 51 or 52, 53 and 54, 55 and 56 , 57 and 58, 59.

Zur Steuerung der beiden Schütze A und Bist ein elektromagnetisches Relais 60 mit einer Erregerwicklung 61 sowie zwei Schaltgliedern 62 und 63 vorgesehen, die in ihrer in F i g. 1 gestrichelt angedeuteten Ruhelage jeweils zwei feststehende Gegenkontakte 64, 65 bzw. 66, 67 berühren. Die Erregerwicklung 61 des Relais 60 liegt im Stromkreis zweier sekundärseitig miteinander verbundenen Transformatoren 68 und 69. Der erste Transformator 68 ist primärseitig einerseits über eine sich verzweigende Leitung 70 an das eine Ende der Erregerwicklung des Schützes A sowie an eine vom Anschluß 19 zum Kontakt 52 führende Leitung 71 und andererseits über eine sich ebenfalls verzweigende Leitung 72 an die Kontakte 33 und 56 angeschlossen. Desgleichen ist der zweite Transformator 69 primärseitig einerseits über eine sich verzweigende Leitung 73 an das eine Ende der Erregerwicklung des Schützes B sowie an eine vom Anschluß 21 zum Kontakt 39 führende Leitung 74 und andererseits über eine sich ebenfalls verzweigende Leitung 75 an die Kontakte 31 und 43 angeschlossen. Vom anderen Ende der Erregerwicklung des Schützes A führt eine Leitung 76 zu den Kontakten 47, 65 und vom anderen Ende der Erregerwicklung des Schützes B eine Leitung 77 zu den Kontakten 49, 66. Die Kontakte 64, 46, 58 und 35 sind über eine Leitung 78 verbunden, und die Kontakte 67, 48, 45 und 29 sind an eine Leitung 79 angeschlossen.To control the two contactors A and B , an electromagnetic relay 60 with an excitation winding 61 and two switching elements 62 and 63 is provided, which in their FIG. 1 rest position indicated by dashed lines each touch two stationary mating contacts 64, 65 and 66, 67, respectively. The excitation winding 61 of the relay 60 is in the circuit two secondary side connected transformers 68 and 69 to one another The first transformer 68 on the primary side on the one hand via a branching line 70 to one end of the excitation coil of the contactor A and a to the contact 52 leading from port 19 Line 71 and, on the other hand, connected to contacts 33 and 56 via a line 72 that also branches off. Likewise, the second transformer 69 is on the primary side via a branching line 73 to one end of the field winding of contactor B and to a line 74 leading from terminal 21 to contact 39 and on the other hand via a branching line 75 to contacts 31 and 43 connected. From the other end of the field winding of the contactor A a line 76 leads to the contacts 47, 65 and from the other end of the field winding of the contactor B a line 77 leads to the contacts 49, 66. The contacts 64, 46, 58 and 35 are via a line 78 connected, and the contacts 67, 48, 45 and 29 are connected to a line 79 .

Vom Anschluß 18 führt eine sich verzweigende Leitung 80 zu den Kontakten 50, 54, 32, 34, 57; vom Anschluß 20 eine sich ebenfalls verzweigende Leitung 81 zu den Kontakten 37, 41, 28, 30, 42; vom Anschluß 22 eine Leitung 82 zu den Kontakten 51, 36. Der Anschluß 23 ist mit den Kontakten 38, 53 über eine verzweigte Leitung 83 verbunden, an die über eine gleichfalls verzweigte Leitung 84 jeweils das eine Ende der Erregerwicklungen zweier Relais C und D angeschlossen ist. Jedes dieser Relais C und D hat ein Schaltglied c bzw. d. Die anderen Enden der Erregerwicklungen der Relais C bzw. D sind mit den Kontakten 55 bzw. 40 verbunden. Das Schaltglied c des Relais C berührt in seiner gezeichneten Ruhelage zwei Gegenkontakte 85, 86 und das Schaltglied d des Relais D in seiner gestrichelt angedeuteten Ruhelage zwei Gegenkontakte 87,88. Der Gegenkontakt 87 ist mit dem Kontakt 57 und der Gegenkontakt 86 mit dem Kontakt 42 verbunden.A branching line 80 leads from connection 18 to contacts 50, 54, 32, 34, 57; from the connection 20 a line 81, which also branches off, to the contacts 37, 41, 28, 30, 42; from terminal 22 a line 82 to contacts 51, 36. Terminal 23 is connected to contacts 38, 53 via a branched line 83 to which one end of the excitation windings of two relays C and D is connected via an equally branched line 84 is. Each of these relays C and D has a switching element c and d, respectively. The other ends of the excitation windings of relays C and D are connected to contacts 55 and 40 , respectively. The switching element c of the relay C touches two mating contacts 85, 86 in its drawn rest position and the switching element d of the relay D touches two mating contacts 87, 88 in its rest position indicated by dashed lines . The mating contact 87 is connected to the contact 57 and the mating contact 86 is connected to the contact 42.

Der Erregerwicklung 61 des Parallelschaltrelais 60 ist ein Widerstand 89 parallel geschaltet.The excitation winding 61 of the parallel switching relay 60 is a resistor 89 connected in parallel.

Jeder der beiden Wechselstromerzeuger 13 und 14 hat eine Ständerwicklung 90, deren eines Ende über eine Leitung 91 bzw. 92. an den Anschluß 19 bzw. 21 und deren an Masse gelegtes anderes Ende über eine Leitung 93 bzw. 94 an den Anschluß 18 bzw. 20 des Umschalters angeschlossen ist. Von den beiden Leitungen 93 und 94 führt eine gemeinsame Schutzleitung 95 zu den Stromverbrauchern 12. Each of the two alternators 13 and 14 has a stator winding 90, one end of which is connected to terminal 19 or 21 via a line 91 or 92 and the other end connected to ground via a line 93 or 94 to terminal 18 or 20 of the switch is connected. A common protective line 95 leads from the two lines 93 and 94 to the power consumers 12.

Die Schaltvorrichtung nach F i g. 1 wirkt in folgender Weise: In der gezeichneten Schaltstellung des Umschalters 17 sind das Schütz B, das Relais D und das ParalleIschaltrelais 60 erregt; der Wechselstromerzeuger 14 ist auf das Verbrauchernetz geschaltet. Der beim Betrieb des Stromerzeugers 14 erzeugte Wechselstrom fließt einerseits über Leitung 92, Anschluß 21, Leitung 73, Erregerwicklung des Relais B, Leitung 77, Schaltglied a8, Leitung 79, Kontaktglied 26, Leitung 81 und andererseits über Leitung 74, Schaltglied b2, Leitungen 83, 84, Erregerwicklung des Relais D, Schaltglied b3, Leitung 81, Anschluß 20, Leitung 94 zum Stromerzeuger 14 zurück. Außerdem ist der Transformator 69 primärseitig einerseits über Anschluß 21, Leitung 92 und andererseits über Leitung 75, Kontaktglied 27, Leitung 81, Anschluß 20, Leitung 94, an den Wechselstromerzeuger 14 angeschlossen.The switching device according to FIG. 1 acts in the following way: In the illustrated switching position of the switch 17, the contactor B, the relay D and the ParalleIschaltrelais 60 are energized; the alternator 14 is connected to the consumer network. The alternating current generated during operation of the power generator 14 flows on the one hand via line 92, connection 21, line 73, excitation winding of relay B, line 77, switching element a8, line 79, contact element 26, line 81 and, on the other hand, via line 74, switching element b2, lines 83 , 84, excitation winding of the relay D, switching element b3, line 81, connection 20, line 94 to the power generator 14 back. In addition, the primary side of the transformer 69 is connected to the alternator 14 on the one hand via connection 21, line 92 and on the other hand via line 75, contact member 27, line 81, connection 20, line 94.

Soll nun der Wechselstromerzeuger 14 durch den Wechselstromerzeuger 13 abgelöst werden, so wird der Umschalter 17 aus seiner gezeichneten einen Schaltstellung in seine gestrichelt angedeutete andere Schaltstellung bewegt. Dadurch wird zunächst nur der Transformator 68 primärseitig einerseits über Anschluß 19, Leitung 91 und andererseits über Leitung 72, Kontaktglied 24, Leitung 80, Anschluß 18, Leitung 93 an den Wechselstromerzeuger 13 angeschlossen. Das Schütz B bleibt in seiner Arbeitslage, da der Stromkreis seiner Erregerwicklung über die Schaltglieder b. und c geschlossen bleibt. An der Erregerwicklung 61 des Parallelschaltrelais 60 liegt nun die Spannungsdifferenz der beiden Stromerzeugerspannungen. Sobald in der Schwebungslücke, d. h. beim Erreichen mindestens annähernder Phasengleichheit der beiden Stromerzeuger 13 und 14 die Erregerwicklung 61 stromlos wird, fällt das Relais 60 ab, und seine beiden Schaltglieder 62, 63 gehen in ihre gestrichelt gezeichnete Ruhelage. Das Schütz A spricht an, da nunmehr Strom vom Wechselstromerzeuger 13 über Leitung 91, Anschluß 19, Leitung 70, Erregerwicklung des Schütz A, Leitung 76, Schaltglied 62, Leitung 78, Kontaktglied 25, Leitung 80, Anschluß 18, Leitung 93 zum Stromerzeuger 13 zurückfließt. Nunmehr ist der Wechselstromerzeuger 13 auf das Verbrauchernetz geschaltet. Das Relais C spricht ebenfalls an, da Strom vom Anschluß 19 über Leitungen 71, 84, Erregerwicklung des Relais C, Schaltglied a3, Leitung 80, Anschluß 18 und Leitung 93 fließt. Das Schaltglied c des Relais C wird in seine gestrichelte Lage gezogen. Dadurch wird der Stromkreis des Schützes B unterbrochen. Die Schaltglieder des Schützes B fallen in ihre gestrichelt angedeutete Ruhelage zurück. Demzufolge wird der Stromerzeuger 14 vom Verbrauchernetz abgeschaltet und der Stromkreis der Erregerwicklung des Relais D unterbrochen, dessen Schaltglied d in seine gestrichelt angedeutete Ruhelage gezogen wird.If the alternating current generator 14 is now to be replaced by the alternating current generator 13, the changeover switch 17 is moved from its one switching position shown into its other switching position, indicated by dashed lines. As a result, only the transformer 68 is initially connected to the alternating current generator 13 on the primary side, on the one hand via connection 19, line 91 and, on the other hand, via line 72, contact member 24, line 80, connection 18, line 93. The contactor B remains in its working position because the circuit of its excitation winding via the switching elements b. and c remains closed. The voltage difference between the two power generator voltages is now applied to the excitation winding 61 of the parallel switching relay 60. As soon as the excitation winding 61 is de-energized in the beat gap, ie when the two generators 13 and 14 reach at least approximate phase equality , the relay 60 drops out and its two switching elements 62, 63 go into their rest position shown by dashed lines. The contactor A responds because there is now current from the alternator 13 via line 91, connection 19, line 70, excitation winding of contactor A, line 76, switching element 62, line 78, contact element 25, line 80, connection 18, line 93 to the current generator 13 flows back. The alternating current generator 13 is now connected to the consumer network. The relay C also responds, since current flows from the connection 19 via lines 71, 84, the excitation winding of the relay C, switching element a3, line 80, connection 18 and line 93. The switching element c of the relay C is pulled into its dashed position. This interrupts the circuit of contactor B. The switching elements of contactor B fall back into their rest position indicated by dashed lines. As a result, the power generator 14 is switched off from the consumer network and the circuit of the excitation winding of the relay D is interrupted, the switching element d is pulled into its rest position indicated by dashed lines.

Zur Ablösung des Stromerzeugers 13 durch den Stromerzeuger 14 wird der Umschalter 17 aus seiner gestrichelt angedeuteten Schaltstellung zurückbewegt.To replace the power generator 13 by the power generator 14 the changeover switch 17 is moved back from its switching position indicated by dashed lines.

Die F i g. 2 und 3 zeigen zwei andere Schaltmöglichkeiten des Relais 60. In F i g. 2 ist die Erregerwicklung 61 des Relais 60 parallel zu den über Widerstände 96 und 97 miteinander verbundenen Sekundärwicklungen der beiden Transformatoren 68 und 69 geschaltet. In F i g. 3 ist die Erregerwicklung 61 des Parallelschaltrelais 60 über eine Gleichrichter-Brückenschaltung 98 zwischen die sekundärseitig miteinander verbundenen Transformatoren geschaltet.The F i g. 2 and 3 show two other switching possibilities of the relay 60. In Fig. 2, the excitation winding 61 of the relay 60 is parallel to the over Resistances 96 and 97 interconnected secondary windings of the two transformers 68 and 69 switched. In Fig. 3 is the excitation winding 61 of the parallel switching relay 60 via a rectifier bridge circuit 98 between the secondary side with one another connected transformers.

An Stelle des Parallelschaltrelais 60 könnten auch Transistoren, Röhren u. dgl. als Schaltelemente verwendet werden.Instead of the parallel switching relay 60 , transistors, tubes and the like could also be used as switching elements.

Claims

Claims: 1. Switching device for the optional, uninterrupted switchover of a consumer from one to a second alternating current generator with an arbitrarily actuated changeover switch and a phase comparison device that switches the second generator to the consumer network via one of two contactors with approximately synchronous operation of both generators before the other Contactor automatically disconnects the first power generator, characterized in that a parallel switching relay (60) which detects the voltage difference in a manner known per se has two contact elements (62, 63) and that each contact element (e.g. 62) as a break contact parallel to one in the circuit the excitation winding of a contactor (A) lying break contact member (bB) of the other contactor (B) is arranged.

2. Switching device according to claim 1, characterized in that the excitation winding (61) of the parallel switching relay (60) in the secondary circuit of two transformers (68, 69) connected to one another on the secondary side, of which each on the primary side through the switch (17) to one of the two alternators (13,14) can be connected.

3. Switching device according to claim 2, characterized in that that the excitation winding (61) of the parallel switching relay (60) parallel to the secondary winding each of the two transformers (68, 69) is connected. Considered publications: German Patent Nos. 507 337, 959 836; Swiss patent no. 136158; Siemens magazine, 1954, pp. 155 to 161.