DE1638473A1

DE1638473A1 - Anlage zur UEbertragung von Informations- und/oder Steuersignalimpulsen in einem Wechselstromversorgungsnetz

Info

Publication number: DE1638473A1
Application number: DE19671638473
Authority: DE
Inventors: John Durnford; Brooker Frederick Edwin; Cowan James Macmillan; Brian Nield; Emund Smith; Rogers William James Stuart; Frank Tarpey
Original assignee: Merseyside and North Wales Electricity Board
Current assignee: Merseyside and North Wales Electricity Board
Priority date: 1966-06-29
Filing date: 1967-06-29
Publication date: 1971-06-03
Also published as: CH493131A; US3488517A; NL6709090A; GB1196906A; BE700681A

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD, Patentanwalt, KÖLN, Universitätsstratte a»

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 28. Juni 1907 Sch+ Name d.An«,. Th_e Merseyside and North

Wales Elektricity Board

Anlage zur Übertragung von Informations- und/oder Steuersignalimpulsen in einem Wechselstromversorgungsnetz.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Steuer- und Überwachungssysteme und befaßt sich insbesondere mit Systemen zur Übertragung von Steuer- oder Überwachungssignalen über ein elektrisches Stromversorgungsnetz von einer zu einer anderen Stelle.

In elektrischen Stromversorgungsnetzen möchte man häufig die Tätigkeit einer an einer Stelle angeordneten Zusatzeinrichtung mit einer Steuereinheit steuern können, die an einer anderen Stelle steht. Eine Möglichkeit hierfür besteht darin, daß man die Zusatzeinrichtung mit der Steuereinheit über gesonderte, zusätzliche Steuerleitungen verbindet. Dies ist teuer und man hat daher verschiedene Vorschläge gemacht, um geeignete Steuersignale in das Versorgungsnetz selbst einzuspeisen und an dem Aufstellungsort der Zusatzeinrichtung Empfänger oder Einrichtungen zur Verwertung dieser Steuersignale vorzusehen. Man hat beispielsweise vorgeschlagen, ein Hörfrequenzsignal in eine der Elektrizitätsversorgungsleitungen an einer Stelle einzuspeisen und an einer oder mehreren anderen Stellen einen Empfänger vorzusehen, der auf diese Hörfrequenzsignale anspricht. Bei einem derartigen, sogenannten Brummsteuersystem hat man Steuersignale

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verschiedener Frequenzen für verschiedene Zwecke eingespeist, wobei die Empfänger entweder auf eine einzige Frequenz des Steuersignals oder auf zwei oder mehr Frequenzen ansprechen. Bei einem anderen Brummsteuersystem hat man ein Steuersignal mit einer einzigen Frequenz verwendet, wobei die Signale jedoch in Form von zwei oder mehr in zeitlichem Abstand voneinander auftretenden Signalen verwendet wurden und verschiedene Zeitintervalle zwischen aufeinanderfolgenden Signalgruppen angewendet wurden, um verschiedene Steuersignale zu erhalten. Zum Einspeisen derartiger Brummsteuersignale in ein Stromver-

W brauchernetz waren jedoch ziemlich umfangreiche iiinrichtungen erforderlich, beispielsweise ein Umformer zur Erzeugung von Steuersignalen der gewünschten Frequenz, Zeitgeber und Filter, um die Steuersignale in einer bestimmten zeitlichen Aufeinanderfolge einzuspeisen, sowie Ansqhlußeinrichtungen mit Kondensatoren oder Stromwandlern zum .Einspeisen der Steuersignale in das Verbrauchernetz, und zwar entweder parallel oder in Reihe. Eine derartige Anlage ist kostspielig sowohl hinsichtlich des Kapitalaufwandes als auch hinsichtlich der erforderlichen Grund-

fe fläche; eine derartige Anlage ist aber auch unwirtschaftlich, da beachtliche Energien zum Betrieb der Einspeisungsaniage erforderlich sind und nur ein verhältnismäßig'kleiner Bruchteil dieser Energie zum Betrieb der Empfänger tatsächlich ausgenutzt wird. Wenn die Frequenz oder die Frequenzen, die Dauer und der zeitliche Abstand der eingespeisten Brummsignale nicht s*%r sorg-r ' fältig ausgewählt wird, besteht ausserdem die Gefahr, daß durch Schaltspannungsstb'ße oder Oberwellen der Hauptfrequenz der Netzspannung, welohe beim Betrieb bestimmter, an das Netz angeschlossener Stromverbrauchseinrichtungen auftreten, der Empfänger ungewollt betätigt wird.

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Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein System zur Übertragung und zum Empfang von Signalen oder Steuerinformationen über ein Wechselstromverbrauchernetz Einrichtungen an einer Stelle des Netzes auf, um in einer in das Netz eingespeisten Spannung mindestens einen in einer Richtung fließenden Impuls einzuspeisen, wobei der oder sämtliche Impulse an einer bestimmten Stelle in einer Periode dieser Spannung auftreten; das System weist ferner an mindestens einer anderen Stelle des Verbrauchernetass einen Empfänger zur Aufnahme dieses Impulses auf.

Die Zeitspanne, während deren Dauer die Impulse erzeugt werden, kann sich über mehrere Sekunden erstrecken oder e ine Sekunde oder weniger betragen und die Empfänger können diese verschiedenen Zeitspannen berücksichtigen, um verschiedene Ausgangssignale zu liefern. Außerdem kann man die Stelle in einer Periode, an der der Impuls auftritt, von einer Impulsfolge zur nachsäen Impulsfolge ändern und den Empfänger mit einem Phasendiskriminator versehen, um die Phase der Impulse bezogen auf eine Periode der Netzspannung zu ermitteln lund ensprechend zv/ei oder mehr verschiedene Ausgangssignale zu liefern. Wenn die Impulsfolgen sich über eine Sekunde oder weniger erstrecken, kann der Empfänger außerdem Zähleinrichtungen zum Zählen der aufeinanderfolgenden Perioden der Netzspannung aufweisen, in denen ein Impuls auftritt, wobei dann verschiedene Periodenzahleni unterschiedliche Informationen bedeuten und der Empfänger so eingerichtet sein kann, daß er diese unterschiedlichen Zahlen verschieden verwertet und entsprechend der Zahl der gezBihlteji Perioden unterschiedliche Ausgangssignale liefert. Außerdem ,brauchen auch nicht alle Impulse einer Folge in aufeinanderfolgenden Perioden vorgesehen zu werden; die Impulse können viel- "

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mehr in zwei oder mehr Gruppen aufgespalten werden, wobei zwischen den einzelnen Gruppen mindestens eine-Periode ohne Impuls vorhanden ist; eine Gruppe kann nur einen Impuls enthalten; vorzugsweise werden jedoch in mehreren aufeinanderfolgenden Perioden Impulse vorgesehen. Impulsfolgen von verhältnismäßig langer Dauer, deren Zeitspanne sich über einige Sekunden erstreckt, und Impulsfolgen verhältnismäßig kurzer Dauer, deren Zeitspanne eine Sekunde oder weniger beträgt, können gemeinsam angewendet werden; beisp ielsweise kann man zuerst eine Impulsfolge kurzer Dauer übertragen, mit der eines P- .-: der verschiedenen Ausgangssignale vorgewählt wird oder bei spielsweise ein bestimmter Empfänger ausgewählt und zum Ansprechen gebracht wird, woraufhin eine Impulsfolge langer Dauer übertragen werden kann, um die Ausgangssignale vom Empfänger zu erzeugen.

Die erzeugten Impulse sind so kurz und von so geringer Größe/ daß sie die Netzspannung nicht nennenswert beeinflussen und sich in den an das Netz angeschlossenen; herkömmlichen Strom- h Verbrauchsvorrichtungen nicht bemerkbar machen. Die Dauer ausgedrückt in Bruchteilen einer Periode der Netzspannung beträgt vorzugsweise nicht mehr als etwa ein Zwanzigstel und kann ein Hundertstel öder weniger betragen. Da außerdem die Impulse in ,Jeder Folge regelmäßig erzeugt werden, und zwar jeweils an _r einerbestimmten Stelle in den einzelnen Perioden und in einer ' bestimmten Anzahl von Period«, und da die Impulse eine im wesentlichen konstante Größe und Dauer haben, sind sie von den .Einschaltschwingungen und Spannungsstößen oder anderen Störspannungen zu unterscheiden, die aus anderen Gründen im Netz -

V auftreten können.

BADORIGINAU _ _

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Die Impulsfolgen können unmittelbar im Verbrauchernetz erzeugt oder in dieses eingespeist werden.

Es wurde gefunden, daß man Impulse erzeugen kann, indem man einen Speisetransformator im Netz derart belastet;» daß eine Gleichstromkomponente aus dem Transformator gezogen wird? un*- ter diesen Umständen kann man den Transformator als einen verhältnismäßig leistungsfähigen Oberwellengenerator ansehen. Eine solche Gleichstromkomponente erzeugt eine in einer Richtung strömende Magnetflußkomponente in mindestens einem Schenkel des Transformatorkerns und andere Mittel zur Erzeugung einer in einer Richtung strömenden Magnetflußkomponente können angewendet werden. Ein geeigneter Weg zum ZÄien einer solchen Gleichstromkomponente besteht darin, daß man einen Gleichrichter in Kombination mit einem Widerstand über eineWidäüng, und zwar vorzugsweise die Sekundärwicklung, des Transformators anschließt. .._■"■ ■

Wenn der Transformator einen Kern mit zwei Schenkeln aufweist, wird, die in einer Richtung strömende oder "einseitig gerichtete" Magnetflu^komponente in einem Schenkel in einer Richtung und im anderen Schenkel in der anderen Richtung entwickelt) wenn der TransformatQrkern jedoch mehr: als zwei Schenkel aufweist, wird der einseitig gerichtet© Magnetfluß in einem Schenkel in einer Richtung und in den beide» anderen, gche.nke/ln in der anderen Richtung entwickelt, wobei er in dem einen 3ctienlc©l· größer ist. Bei einem Transformator mit drei Schenkeln, wie etwa einem Transformator mit drei Phasenprimär- und/oder drei Phasensekundärwie&ungen» kann die größere Komponente des in einer Richtung

bad

fließenden Magnetflusses-im mittleren Sehenkel entwickelt werden, so daß in der von 1-rgendeiner der Sekundärwicklungen abgegriffenen Spannung Impulse erzeugt werden, wenn die Primärwicklungen des Transformators an eine Stromquelle angeschlossen sind. Wenn die größere, einseitig gerichtete Magnetflußkomponente" -abwechselnd in jedem der Schenkel entwickelt wird, werden abwechslend in jeder der von den Sekundärwicklung

Imptiilse gen jedes Schenkels abgeleiteten Spannungen^verzeugt. Ferner

wird die Stelle in^; jeder Periode der Netzspannung, an der der Impuls erzeugt wird, um im wesentlichen 1"80 geändert, wenn * man die Richtung der einseitig gerichteten Magnetflußkomponente umkehrt; hierdurch kann man auf einfache Weise zwei verschiedene Impulsfolgen schaffen, die jeweils verschiedene Informationen oder Steuerbefehle darstellen; der Empfänger kann- diese verschiedenen Impulsfolgen auseinanderhalten, wenn er einen Phasendiskriminätor aufweist.

Eine in einer Richtung strömende oder einseitig gerichtete Magnetflußkomponente kann man in einem dreischenkligen Transformatorkern eines Drei-Phasentransformators leicht erzeugen, indem man ein Gleichrichter- und Widerstandsnetzwerk zwischen den drei Phasen der im sterngeschalteten Wicklungen derart anschließt, daß ein einseitig gerichteter Magnetfluß in jedem der äußeren Schenkel in einer Richtung und Im mittleren Schenkel des Transformat or kerns in der. entgegengesetzten Richtung ent--. . ; wickelt wird. Wenn ein solcher einseitig gerichteter Magnetfluß aufgebaut wird, muß zum richtigen Funktionieren des Drei-Phasentransformators noch dafür gesorgt werden, daß die in wechselnder Richtung verlaufenden oder "wechselnd gerichteten"

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Magnetflußwechsel in den drei Wicklungen nahezu die gleichen sind, als.wenn kein einseitig gerichteter Magnetfluß vorhanden wäre. Dies folgt aus dem Verhältnis zwischen der angewendeten Spannung und dem Maß des Wechsels des Magnetflusses. Da jedoch die Größe des einseitig gerichteten Magr$tflusses und die Größe des diesem zugegebenen wechselnd gerichteten Magnetflusses derart sein können, daß zumindest ein Teil des Eisens des Transformators gesättigt werden muß, ist während der Zeit, in der das Eisen gesättigt ist, ein verhältnismäßig großer Magnetisierungsstrom vollkommen nach Maßgabe des B-H-Verhältnisses des Transformators erforderlich.

Bei einem Transformator ist das normale Verhältnis zwfchen dem Magnetfluß ψ und der Spannung E, die auf eine Wicklung Mit T

Windungen aufgebracht wird: E = T d^ oder ψ = 1_( E dt. D.h.,

dt

es ist eine Phasenverschiebung von 99° zwischen der Spannung und dem Magnetfluß vorhanden. Be'i maximalem Magnetfluß ist die Spannung 0 und bei maximaler Spannung ist der Magnetfluß 0, Wenn daher der Zustand der Gleichstrommagnetisierung herrscht, ist eine Zeitspanne vorhanden, in der der Gesamtmaghe'tfluß, d.h. die Summe des Gleichstrommagnetflusses· und der Wechseistrommagnetflußspitze, viel höher ist als der normale Wert des Magnetflusses, wenn kein Gleichstrommagnetfluß vorhanden ist. Während dieser Zeitspanne wird ein Magnetstromimpuls aus dem Netz gezogen und dies findet in einem Bereich statt, wo die Spannung 0 ist, d.h. wo die Spannung in einer von zwei möglichen Richtungen den 0-Wert durchschreitet, .

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Die Dauer des Imputes liegt in der Größenordnung von ein Zwanzigstel einer Periode oder etwa einer Millisekunde und tritt in jeier Periode nur einmal auf. Dieser Stromimpuls hat eine Gleichstromkomponente und eine zweite, vierte, achte usw. Oberwelle. Das Ziehen dieser Stromjmpulse durch das Hochspannungsnetz auf diejenige Seite des Transformators mit höherer Spannung hat die Auswirkung, daß die Spannung bei ihrem O-Durchgang in einer Richtung moduliert wird.

Durch Änderung der Polarität des einseitig gerichteten Magnetflusses kann man die Spannungswellenmodulation stattfinden lassen, wenn die Spannung in entgegengeseteter Richtung durch geht d.h. mit einer Phasenverschiebung von 18O gegenüber dem vorangehenden Fall.

Man kann die Impulse dadurch in das Netz einspeisen, daß man einen Kondensator durch eine Gleichstromquelle auflädt und den Kondensator in das Netz durch ehen Torschalter entlädt, der an einer bestimmten Stelle der Periode der Netzspannung geöffnet wird. Der Kondensator kann zwar von einer gesonderten Gleichstromquelle geladen werden, zweckmäßig lädt man ihn jedoch durch einen Gleichrichter aus dem Netz und vorzugsweise über die Spannung des Netzes, in das der Kondensator entladen werden soll. Durch die Entladung des Kondensators soll eine sehr kleine Diskon-'tinuität in der Wellenform der Netzspannung erzeugt v/erden. Diese Diskontinuität kann weniger als ein Hundertstel der Amplitude der Netzspannung ausmachen, so daß sie nur eine geringe, unbe-

' deutende Wirkung auf die an das Netz angeschlossenen Stromverbrauchsvorrichtungen hat. Gemäß einer anderen Aunführungsforui

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kann sich der Kondensator über einen Schwingkreis in das Netz entladen. Dieser Schwingkreis umfaßt die Wicklungen auf einem Schenkel eines einen Teil des Versorgungsnetzes bildenden Transformators, eine Induktivität und einen zweiten Kondensator, die in einem Kreis in Reihe geschaltet sind. In dieser Anordnung wird der erstgenannte Kondensator parallel zur Induktivität des Schwingkreises durch eine begrenzende Impedanz und den Torschalter angeschlossen.

Steuer- und Überwachungssystaie sollen natürlich immer sehr zuverlässig arbeiten; daher sollte man im vorliegenden Pail zur Erzeugung der Impulse im Netz sowohl das Speisetransformator-Gieichstrorneinspeisungsverfahren als auch das Verfahren zum Einspeisen der Impulse mit einem Kondensator anwenden, um hierdurch die Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern. Die zwei Verfahren zur Erzeugung von Impulsen unterscheiden sich in ihrer Wirkung voneinander.

Maßgebend für dia Zuverlässigkeit eines Signalisier- oder Befehlsübertragungssystems ist, daß bei richtig arbeitendem System, d.h. wenn die Signale oder Impuls? richtig erzeugt, richtig übertragen und richtig empfangen werden, mit lOO^iger Sicherheit irgendein bestimmter Arbeitsvorgang, etwa die Schaltung von dem Empfänger zugeordneten Schaltvorrichtungen oder Relais, tatsächlich auch durchgeführt wird, und zwar selbst wenn Geräusche oder Störungen vorhanden sind, die im VergMch zu den Steuersignalen oder Impulsen stark sind. Solche Störspannungen oder an·* deren Störungen können zufällig auftreten, in welchem Falle man aie ala "natürlich" bezeichnen kann, sie können aber auch durch

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einen Unbefugten, der von dem Signal- oder Steuersystem Kenntnis erlangt hat, bewußt erzeugt werden.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß die Verwendung eines Transformators als Oberwellengenerator ein zuverlässiges Signalisierverfahren darstellt, ohne daß der Empfänger allzu kompliziert wird. Andererseits ist das Kondensatorentladeverfahren zwar kostspielig aber sehr zuverlässig, wenn keine schweren Störspannungen vorhanden sind; beim Vorhandensein starker Störspannungen kann die zuverlässige Dekodierung unmöglich werden.

Bei Verwendung eines Transformators als Oberwellengenerator stellen Geräusche oder Störspannungen kein Problern dar. Störspannungesi, die mit dem erzeugten Signal vergleichbar sind, treten normalerweise nicht auf und wurden, wenn sie aufträten, vom Elektrizitätswerk nicht geduldet; die angewendete Oberwellenleistung ist derart, daß es für eine andere Person unwirtschaftlich wäre, absichtlich Signale der gleichen Größenoränung zu erzeugen und in das Netz einzuspeisen oder im Netz zu erzeugen, um die Tätigkeit des Empfängers auf seinem Grundstück zu verhindern.

Zur Erzielung großer Zuverlässigkeit kann man daher das Transformator-Oberwellengenerator-Prinzip zur Erzeugung von Signalimpulsen mit zwei Polaritäten und/oder zur Erzeugung von Signalimpulsen mit einer oder beiden verschiedenen Polaritäten mit unterschiedlich^ langer Zeitdauer anwenden. Zusätzlich kann man das Kondensatorentladungsverfahren anwenden, um Informationen komplementärer Art zu übertragen, beispielsweise um die Betäti-

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gung von Relais zu verhindern, die jedem Empfänger einer bestimmten ausgewählten Gruppe von Empfängern zugeordnet sind. Man kann eine solche Anordnung derart ausbilden, daß eine von einem Verbraucher absichtlich erzeugte Störung durch Einspeisen von leicht mittels einer Kondensatorentladung erzeugten Impulsen nur zu einer Störung der Stromzufuhr zum Verbraucher selbst führt.

Ss wurde bereits erwähnt, daß die Erfindung die Anwendung von zwei verschiedenen Formen von Impulsfolgen vorsieht, die in der Netzspannung erzeugt werden. Die eine Impulsform umfaßt Signale mit einer Zeitdauer in der Größenordnung von einer Millisekunde; die andere Impulsform umfaßt Signale mit einer Zeitdauer von zwei oder drei Mikrosekunden oder weniger.

Ein geeigneter Empfänger weist grundsätzlich einen Hochpaßfilter auf, der an das Verbrauchernetz anschließbar ist, um einem auf Signaleimpulse ansprechenden Detektor Signale zuzuführen; dieser Detektor liefert ein Ausgangssignal auf die vom Filter zugeführten Signale, die einer geeigneten Impulsfolge entsprochen. Der Filter kann eine Kondensator?·Induktivitäts-Schaltung aufweisen, v/obei die Induktivität einen Ferritkern oder einen Ringkern aufweisen kann, der nicht aus magnetischem tferkstoff bestehen muß. Die Induktivität ist vorzugsweise mit einer Sekundärwicklung versehen, von der Signale zum Detektor geführt werden. Die Induktivität und der Kondensator können 'in Reihe geschaltet .sein unl einen Schwingkreis bilden. Solch ein Schwing-

kreis wirkt v;ie eine doppelt differenzierende Schaltung und kann auf ;ie Ju ¹Or οπ,-mnung des '/erbrauchernutzeo erzeugten Ti.i-

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. pulse Ausgangssignale liefern, die ausreichend vergrößert sind, um den Detektor zu betätigen. Der Detektor kann ein Koinzidenztor auf v/eisen, das durch ein von der Netzspannung abgeleitetes Phasenbezugssignal derart konditioniert ist, daß es ein Signal durchläßt, wenn dieses an einer bestimmten Stelle der Periode auftritt. Dieses Signal kann dann einer geeigneten Ausgangsvorrichtung zugeleitet werden.

Ein einfacher Empfänger liefert nur einen einzelnen Ausgang, wenn man jedoch zwei Koinzidenztore vorsieht und von der Netz- _ spannung zwei verschiedene Phasenbezugssignale ableitet, wobei die beiden Phasenbezugssignale verschiedenen Stellen in der Periode entsprechen, kann man zwei Ausgänge oder einen einzigen, umkehrbaren Ausgang erzielen. Zu diesem Zweck kann man eine einzelE Ausgangsvorrichtung, wie etwa einen bistabilen Schaltkreis oder ein Stromstoßrelais, im Empfänger vorsehen, so daß eine Impuls-fölge einen Sin-Ausgang und eine hiervon verschiedene Impulsfolge einen Aus-Ausgang liefert.

Wenn man im Empfänger eine oder mehrere Zählvorrichtungen vor- w sieht, mit denen die in aufeinanderfolgenden Perioden vorhandenen Impulse gezählt werden können, kann man Impulsfolgen mit verschiedener Gesamtdauer voneinander unterscheiden. Dfee Zählvorrichtungen können so ausgebildet sein, daß sie nur die Impulse •in aufeinanderfolgenden Perioden zählen und zurückgestellt werden, wenn in einer der Perioden kein Impuls oder Signal vorhanden ist. Bei Empfängern mit einem Filter, einem Koinzidenzotir, "dem ein .einzelnes Phasenbezugssignal zugeführt wird, mit zwei verschiedenen Zählvorrichtungen und mit einem bistabilen Schaltkreis kann man zwei Ausgänge aus zwei Impulsfolgen ableiten, wobei sämt-

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liehe Impulse an der gleichen Stelle in einer Periode auftreten, wobei die Zahl der Perioden mit aufgedrückten Impulsen bei den beiden Impulsfolgen jedoch verschieden ist. Man kann in der Netzspannung außerdem andere Impulsfolgen erzeugen, auf die diese Empfänger nicht ansprechen, auf die aber andere, entsprechend ausgebildete Empfänger ansprechen: jede dieser Impulsfolgen dient also tatsächlich zwei Zwecken, nämlich zum Wählen und zum Betätigen. Ss liegt auf der Hand, daß man eine beliebig große Anzahl von Koinzidenioren, Einrichtungen zum Herleiten von verschiedenen PhasenbezugsSignalen, Zählvorrichtungen und Ausgangsvorrichtungen in einem Empfänger vorsehen kann, und zwar entsprechend der Zahl der erzuegten Impulsfolgen und entsprechend den erförderlichen Ausgängen.

Wendet man das Transformator-Oberwellengenerator-Verfahren zusammen mit dem Kondensator-BntMungs-Verfahren an, so sieht man im Empfänger vorzugsweise Einrichtungen zur Unterscheidung von Impulsfolgen kurzer Gesamtdauer, wie sie durch das KondensatoriSntladungrj-Verfahren erzeugt v/erden, von Impulsfolgen langer Gesamtduuor vor, wie sie mit dem Transformator-Oberwellengenerator-Verfahren erzeugt werden. Diese Unterscheidung kann mit einer öler mehreren Zeitmeß- oder Integriervorrichturigen gewonnen werden: so kann man beispielsweise die vom einem Koinzidn)eztor kommenden 3ignale sowohl zu einer Zeitmeß vorrichtung als auch zu einem weiteren Tor führen, das normalerweise enterrcigt und nur bei Empfang eines Signals von der Zeitmeßvorrichtung konditioniert wird, so daß es das Signal-vom Koinzidenztor zu einer Ausgangovorriohtung durchläßt. Gomäß einer anderen Ausführungsform kann man eine ZählVorrichtung verwenden. Bei einer

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bevorzugten Anordnung ist jedoch vorgesehen, daß nan vor einer lupulsfolge langer Gesamtdauer eine Impulsfolge kurzer Gesamtdauer anwendet. Man kann eine oder mehrere Zählvorrichtungen zum Zählen oder anderweitig dekodieren solcher Impulsfolgen lcurzer Gesamtdauer und zum Konditionieren eines oder mehrerer Tore anwenden; ferner kann man die gleichen oder andere Zählvorrichtungen oder Zeitgeber anwenden, um diesen Toren ein Signal zuzuführen, so daß nur in Reaktion auf eine Impulsfolge langer Gesamtdauer der Weg zu einer öler mehreren Ausgangsvorrichtungen frei wird; die Impulsfolgen kurzer Gesamt dauer dienen dann als i/ählbefehle und die Impulsfolgen langer Gesamtdauer wirken als Arbeltsbefehle.

Man kann auch Impulsfolgen langer Gesamtdauer ohne vorangehende Impulsfolgen kurzer Gesamtdauer für bestimmte "Steuersignale verwenden. Dies eignet sich besonders zur Durchführung von Abschalt vorgängen bei bestimmten Stromverbrauehsvorrichtungen auf dem Grundstück des Verbrauchers. Ein Vorteil der durch das Transformator-Gleichstromlastverfahren oder des Transformator-' OberveLllengenerator-Verfahrens erzeugten Impulsfolgen langer Gesamtdauer liegt in der Tatsache, daß Impulse nicht nur in der Spannung erzeugt werden, welche in das an die Jekundärwicklung des Transformators angeschlossene Verbrauchernetz eingespeist wird, sondern daß eine entsprechende Störung auch in dem an die kPrimärwicklungen des Transformators angeschlossenen

Spannung

' Netz höherer^erzeugt w/'rd . Da in den meisten Fällen die Primärwicklungen anderer Transformatoren an das letztgenannte Nets angeschlossen sind, werden diese Störungen auch in die Spannungen reflektiert, die anderen, an die Sekundärwicklungen dieser anderen

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Transformatoren angeschlossenen Verbrauchernetzen aufgedrückt werden, so daß sie von Empfängern aufgenommen v/erden können, die an diese Netze angeschlossen sind. Das Transformator-Oberwellengenerator-Verfahren kann daher nicht nur zur Erzeugung von Impulsfolgen in derjenigen Spannung verwendet werden, die dein an die Sekundärwicklungen des Transformators angeschlossenen Verbrauchemetζ aufgedrückt wird, sondern auch zur Erzeugung von Impulsfolgen in der Spannung, die durch andere, mit ihren Piimärwicklungen parallel zu den Primärwicklungen des erstgenannten Transformators geschaltete Transformatoren anderen Verteilernetzen aufgedrückt wird. Auf diese Weise kann man Steuersignale von einer Unterstation durch ein Hochspannungsnetz zur anderen Unterstation übertragen, während die Geräte zur Erzeugung der Impulsfolgen und zum Empfang derselben nur mit einer mittleren Spannung zu arbeiten brauchen. Bei dem Transformator-Gleichstrom-Lastverfahren mit mehr als einem an das gleiche Hochspannungsnetz angeschlossenen Transformator erzeugt ferner jeder Transformator seine eignen, relativen Störungen im Hochspannungsnetz; alle diese Störungen werden miteinander synchronisiert und kumuliert, so daß eine stark vergrößerte Störung auftritt, die in einem sehr viel größeren Netzbereich wirksam wird und tatsächlich auf andere Verteilernetze übertragen werden kann; in der Praxis kann man die von der Gieiehstrombelastung eines Transformators in einer Unterstation herrührenden Impulse mit Empfängern an einer oder mehreren anderen Unterstationen aufnehmen, deren Transformatoren an das gleiche Hochspannungsnetz angeschlossen sind, wobei jeder dieser Empfänger bewirken kann, daß der ihm zugeordnete Transformator vorzugsweise für eine bestimmte Zeitdauer mit Gleichstrom be-

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lastet wird. Man kann eine Anzahl kodierter Signale übertragen, wobei die Hälfte dieser Signale "Ein"-Signale und die andere Hälfte "Aus"-Signale sind, wobei der Unterschied zwischen diesen den zwei möglichen Polaritäten des Gleichstromflusses zuzuschreiben sind; eine weitere Kodierung kann man dadurch erreichen, daß man die Gleichstrommagnetflußkomponente in den drei Schenkeln des Drei-Phasentransformators nur in einem von verschiedenen m^lichen Wegen fließen läßt, toäterhin kann man, wenn zwei oder drei oder mehr Transformatoren parallel zueinander zwischen dem gleichen Hochspannungsnetz und dem gleichen Mittelspannungsnetz angeschlossen werden, gleichzeitig Impulse in den Spannungen erzeugen, die auf zwei oder alle drei Phasen des Mittelspannungsnetzes aufgedrückt werden, in-dem man eine Gleichstrombelastung in diesen zwei oder drei oder mehr Transformatoren gleichzeitig vornimmt; der Gleichstrommagnetfluß wird in einem Schenkel eines Transformators, im zweiten Schenkel eines zweiten Transformators und im dritten Schenkel eines dritten Transformators erzeugt und jeder weitere so belastete Transformator verstärkt die Wirkung der Belastung des einen oder anderen der ersten drei Transformatoren,

Die Erfindung wird nun weiter an Hand einiger Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschreiben.

•Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen

Einphasennetztransformator, mit dem Signalimpuite in einem Wechselstromversorgungsnetz durch eine Gleichstrombelastung des Transformators erzeugt werden können.

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Fig. 2 zeigt typische B-H-Magnetisierungskennlinien für einen Transformator, und zwar sowohl bei normalem Betrieb als während der Signalimpulserzeugung.

Fig. J5 zeigt einen Schaltplan eines Drehstromtransformators, mit dem Impulse grundsätzlich in einer Phase erzeugt werden können.

Fig. 4 zeigt einen Schaltplan eines Drehstromtransformators zur Erzeugung von Impulsen nur auf einer Phase beim Durchgang der Spannung durch Null entweder von der positiven zur negativen Seite oder von der negativen zur positiven Seite.

Fig, ¹J zeigt in einem Schaltplan eine andere AusfÜhrungsform der in Fig. K dargestellten Anordnung, mit der Impulse auf irgendeiner der drei Phasen erzeugt werden können.

FIg. ü (die zeigt Teile eines Oszillogramms, in dem die

die Figuren 6a,

6b und 6c um- ,Strom- und Spannungswellenformen für die Anordnung

gemäß Fig. 5 dargestellt sind.

Fig. 7 zeigt in einem Blookbild einen Empfänger.

Fig. 8 zeigt einen Schaltplan eines für den Empfänger

gemäß Fig. 7 geeigneten Filters mit einem Massekern-Transf orma,tor.

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Pig. 9 · zeigt einen Schaltplan eines anderen, für den Empfänger gemäß Fig. 7 geeigneten Filters mit einem Ringkerntransformator.

Fig. IO ist ein Schaltplan einer Ati a führung sfortn eines iirnpf angers.

Fig. 11 ist ein Blockdiagramm von Teilen eines örtlichen Mittelspannungs-Versorgungsnetzes, bei dem das .System gemäß der vorliegenden Erfindung angewen-™ . det ist.

Fig. 12 zeigt ein Schaltbild eines Kondensator-Impuls-Injektors zum Einspeisen von Impulsen während der negativen Hälfte einer Periode.

Fig. 1j5 zeigt ein Schaltbild des in Fig. 12 dargestellten

Injektors, mit dem die Impulse jedoch während, einer positiven Periodenhälfte eingespeist werden können.

Fig. 14 zeigt ein Schaltbild eines Kondensator-ImpulsInjektors zum Einspeisen von Impulsen entweder während der negativen oder während der positiven Hälfte der Periode.

. Fig. 15 zeigt Teile eines Oszillogramins, in dem die Strorn-

wellenformen für die Anordnung gemäß Fig. 12 dargestellt sind.

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Fig. 16 zeigt Teile eines Oszillogramms, in dem die

Spannungswellenformen beim Betrieb der Anordnung gemäß Fig. 12 und außerdem ein gewünschtes
Signal nach dem Durchgang durch einen Filter
in einem Empfänger dargestellt sind.

Fig. 17 zeigt in größerem Maßstab einen Ausschnitt aus
Fig. 16.

Fig. 18 ist ein Blockdiagramm von Teilen eines Hoch-

spannungs- und eines Mittelspannungsversorgungsnetzfces, bei dem das System gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet ist.

Fig. 19 ist ein Blockschaltbild eines Empfängers, der

auf Impulse unter einem einzigen, bestimmten Phasenwinkel anspricht.

Fig. 20 ist ein Blockschaltbild eines Empfängers, der auf

Impulse mit einem einzigen, bestimmten !Phasenwinkel anspricht und einen zählenden Dekodierer aufweist.

Fig. 21 ist ein Blockschaltbild eines Empfängers, der auf

Impulse mit zwei bestimmten Phasenwinkeln anspricht

Fig. 22 ist ein Blockschaltbild eines Zwei-Phasenempfängers, der auf Impulse mit zwei verschiedenen Phasenwinkeln anspricht und einen zählenden Deko-
^ierer aufweist.

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Pig. 23 ist ein Blockschaltbild eines Empfängers, der

auf Impulse mit zwei bestimmten Phasenwinkeln anspricht und einen zählenden Signalprüfer aufweist.

Fig. 24 ist ein Blockschaltbild eines auf einen Kode ansprechenden Empfängers, der auf die in Fig. 25 dargestellten Signale anspricht.

Fig. 25 zeigt Teile eines Zeitdiagramms zur Darstellung von kodierten Signalen, die unter Verwendung sowohl des Transformator-Gleichstrom-Belastungverfahrens als auch des Kondensator-Einspeisungverfahrens erzeugt sind, wobei die Figur außerdem die Reaktion eines auf einen Kode ansprechenden Empfängers auf diese Signale zeigt.

Fig. 26 zeigt ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform eines Drehstromtransformators, mit dem Impulse grundsätzlich auf einer Phase erzeugt werden kb'nner

Fig. 27 zeigt in einem Diagramm die 3trom- und 3pannungswellenformen für die Anordnung gemäß Fig. 26.

,Fig. 28 zeigt ein Schaltbild einer anderen Ausführungsform

eines Kondensator-Impulsinjektors zur Einspeisung von Impulsen während des Durchganges der auf die Leitung aufgedrückten Spannung von negativ nach positiv.

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Fig. 29 zeigt in einem Oszillogramm die Spannungswellenform zu Fig. 28.

Fig. 30 zeigt ein Schaltbild eines Impulsinjektors gemäß Fig. 28, mit dem jedoch Impulse währendcfes Durchganges der auf die Leitung aufgedrückten Spannung von positiv-nach negativ eingespeist werden können.

Fig. 31 ist ein Diagramm der Spannungswellenform zu Fig. und

Fig. 32 zeigt ein Schaltbild eines Impulsinjektors gemäß

den Figuren 28 und 30* mit dem jedoch Impulse während des Durchganges der auf die Leitung aufgedrückten Spannung sowohl von negativ nach positiv als auch von positiv nach negativ eingespeist v/erden können.

Das Schaltbild gemäß Fig. 1 zeigt eine Art der Erzeugung von Signalimpulsen auf einer auf ein Verbrauchernetz aufgedrückten Spannung mittels eines Transformators in einer Unterstation. Sin Einphasentransformator TRI hat eine an eine Hochspannungsquelle angeschlossene Primärwicklung 1 #nd liefert über seine Sekundärwicklung 3 eine niedrigere oder Mittelspannung in ein Verbrauchernetz 4. Über die Sekundärwicklung 3 sind in Reihe ein Gleichrichter 5 und ein Bog^renzungswiderstand 6 angeschlossen. Dieser Gleichrichterachaltkreis zieht einen großen, in einer Richtung fließenden Strom aus der Sekundärwicklung 3 des Transformators TRI, der bei zur Sättigung des Kerns 7 des Transformators aus-

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reichender Größe während eines Teils einer halben Periode die B-H-Magnetisierungskennlinien des Transformators in der in Fig. 2 dargestellten Weise verändert, in welcher die Kurve 8 für den normal arbeitenden Transformator und die Kurve 9 für den Fall gilt, v/o eine große, in einer Richtung fließende Strornkomponente durch die Sekundärwicklung des Transformators fließt. Diese Veränderung der B-H-Kennlinie führt zu einer Verformung der Sekundär ausgangs spannung und des Primärstrornes. Die Differenz 10 zwischen den Maximalwerten für B ist in beiden

Richtungen gleich der Größe der in einer Richtung strömenden Magnetflußdichte im Kern. ■

Bei einem Drehstromtransformator mit einem dreischenkligen Kern macht sich eine Impulserzeugung auf einer Phase durch 'Sättigung des entsprechenden Schenkels des Transformatorkerns in den beiden anderen Phasen nicht bemerkbar, da der durch diesen schenkel strömende Magnetfluß zwischen den zwei anderen Schenkeln gleichmäßig verteilt werden muß und folg&ch nicht ausreicht, um diese Schenkel zu sättigen. Fig. 3 zeigt ein Schaltbild zur Srzeugung eines Impulses grundsätzlich auf einer Phase eines Drehstromtransformators TR2; in Fig. 3 ist die Leitung 12 an die (mit Y bezeichnete) gelbe Phase der Hochspannungsquelle angeschlossen, die Leitung 1j> ist an die (mit B bezeichnete) blaue Phase und die Leitung 11 an die ( mit R bezeichnete) rote Phase angeschlossen. Die Leitungen 14, 15 und 16 sind an die rote, die gelbe bzw. die blaue Phase des sekundären oder Mittelspannungsnetzes angeschlossen (diese drei Phasen sind mit r, y bzw. b bezeichnet). Die hier verwendeten Gleichrichter sind gesteuerte Siliciumgleichrichter SCR], SCR2, 3CR3, die so ange-

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schlossen sind, daß der in einer Richtung strömende Magnetfluß im roten und im blauen Schenkel des Transformäörkerns iin gelben Sehenkel des Transformat or kerns zusammengefaßt werden, wobei die einzelnen Schenkel der Einfachheit halber entsprechend 'isr Phase der 3ekundärwicklung bezeichnet sind. Folglich werden die Impulse grundsätzlich in der gelben Phase y erzeugt. Der Nullleiter I7, der mit dem Bezugszeichen η bezeichnet ist, ist an den Nullpunkt der Transformatorsekundärwicklung angeschlossen und eine Leitung 2Ä ist an eine "Einschalt"-Steuerung 24A für die gesteuerten Siliciumgleichrichter angeschlossen. Die Widerstände R1, R2 und Rj5 sind Sicherheits-Strombegrenzungsv.'iderstände. Da die Haupt verformung der Ausgangszeile auftritt, wenn der Kagnetfluß ein Maximum in einer Richtung erreicht, nicht jedoch, wenn or ein Maximum in der anderen Richtung erreicht, wird der Ausgangsimpuls nur dann erzeugt, wenn die auf die gelbe Phase y aufgedrückte Spannung in einer Richtung durch Null geht, und nicht wenn sie in der anderen Richtung durch Null geht. Eine Anordnung genäß Pig. J5 kann leicht mit einer ähnlichen Schaltung kombiniert weivlen, bei der die Polarität der Gleichrichter SCR²!-, 3CR5 und 3CR6 gemäß der Darstellung in Fig. 4 umgekehrt ist und diesen Gleichrichtern eine gesonderte "Einschalt"-Steuerung ;>7A in Reihe mit Begrenzungswiderständen R4, R5, Ro zugeordnet sind, 30 daß in der gelben Phase Impulse erzeugt werden,

Richtung wenn die dieser Phase aufgedrückte Spannung in entgegengesetzter \ durch Null geht. Ss liegt auf der Hand, daß derartige Gleichrichter zusammen nit einer "Einschalt"-steuerung 45A und einem Stufensteuerschalter so angeordnet werden können, daß ein Impuls in irgendeiner der drei Phasen r, y, b erzeugt wird, wenn die auf diese Phasen aufgedrückte Spannung in einer der beiden Rj chtungen

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durch Hull geht. Fig. 5 zeigt eine geeignete Anordnung, bei der ein Steuerachalter 44 mit sieben Stellungen und sechs Polen verwendet wird, wobei die mit r+, y+, b+ bezeichneten johalterstellungen eine Impulserzeugung auf der roten, gelben bzw. blauen Phase r, y, b ermöglichen, wenn die auf diese Phasen aufgedrückte Spannung in einer Richtung durch Null geht, und wobei die mit r-, y-, b- bezeichneten Schalterstellungen die Erzeugung eines Impulses auf der roten, der gelben bzw. der blauen Phase r, y, b ermöglichen, wenn die auf diese Phasen aufgedrückte Spannung in der anderen Richtung durch Null geht-, während die mit 0 bezeichnete Schalterstellung die Ausschalts-

W stellung ist. Der Nullleiter 17 verbindet den neutralen Draht der Sekundärwicklungen des Transformators. Die Leitungen 1 4, und 16 sind Anschlüsse an die rote, die gelbe bzw. die blaue Phase der Sekundärwicklungen des Transformators und die Leitung 45 bildet einen Anschluß an eine "Einschalt"-Steuerung 45A für die gesteuerten Siliciumgleichrichter. Es ist nicht nötig, entsprechend der Darstellung in Fig. 4 für jeden Gleichrichter einen besonderen Begrenzungswiderstand vorzusehen; man kann einen solchen Widerstand gemeinsam für ζτ-iei an die gleiche Phase ange-

fc achlossene Gleichrichter vorsehen, d.h. die Widerstände R7* Ro bzw. R9 können Jeweils gemeinsam für die Gleichrichter 3CRJ¹-uni 3CR6, SCR4 und SCRi bzw. SCR2 und 3CR5 vorgesehen werden. Ss wurden hier zwar gesteuerte Siliciumgleichrichter als Gleichrichter verwendet, man könnte jedoch auch irgendeine asymmetrische

Vorrichtung zusammen mit einem 3erienschalter anwenden, -obwohl in diesem Fall möglicherweise nicht die Eignung und V/irksamke.it eines gesteuerten Siliciumgleichrichters erreicht wird.

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li-j gibt auch aiv-ero Verfahren zum Aufbringen von Gloiehstroi i-Γ-iagnetflußkomponenten. Beispielsweise kann der Gieichstroi.imagnetfluß im roton Schenkel des Transformators abwärts und im gelben Schenkel aufwärts, im gelben Schenkel abwärts und im blauen Schenkel aufwärts, im blauen ,Schenkel abwärts und im roten Schenkel aufwärts fließen und diese drei-' Anordnungen können wiederum umgekehrt werden, indem die Richtung der G'oichstrom-Ma&netflußkornnonente umgekehrt wird.

Die beim Betrieb der Anordnung gemäß Pig. 3 zu beobachtenden Wollonforiaen oind in Fig. 6 dargestellt, wo die V/ellenformen 301, 302, 303 die Ströme durch die an die blaue, die ge?.be und die rote Phase b, y, r der Transformatorsekundärwicklung angeschlossenen G eichrichter SCR3, SCR1, SCR2 darstellen. Die l/ollen 304, 303* 306 zeigen den Strom, der von der gelben, der blauen bzw. der roten Phase aus den Hochspannungsspeiseleitungen Yd, 13 bzw. 14 gezogen hird, wobei diese mit Iy, I„ bzw. I_R bezeichnet sind. Die Ivellen 307, 30c bzw. 309 zeigen die Spannung auf der roton, der gelben bzw. der blauen Phase n, y, b der Mittelspannungsseite des Transformators, wobei diese mit Vr, Vy, ¹Tb bezeichnet sind. Die Wellenlinie 310 zeigt den Ausgang eines zwischen der gelben Phase y und dem Nullleiter η an einer abgelegenen Stelle des Verbrauchernetzes angeschlossenen B'iltersr S3 sind Beispiele für die Wellen zu verschiedenen Zeitpunkten voi·, während und nach der Impulserzeugung dargestellt. Die unter der Klammer 320 dargestellten Linien zeigen den Wellenverlauf vor der Impulserzeugung, die unter der Klammer 321 dargestellten Linien zeigen die Wellenformen im Augenblick der Einschaltung des 'iynte.nü, die unter der Klammer 322 dargestellten Linien ent-

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sprechen dem Zustand eine "Sekunde nach der Einschaltung, die unter der Klat.imer j52;5 dargestellten Linien entsprechen dem Zustand 5 Sekunden nach der Einschaltung, dia unter 1er Klammer ^24 dargestellten Linien entsprechen äcui Zustand 15 Sekunden nach der einschaltung und im Augenblick der Abschaltung, die unter der Klammer ~25 dargestellton Linioa entsprechen dem Zustand 2 Sekunilen nach der Abschal tang un·¹. die unter der K.i ainmer J26 dargestellten Linien entsprechen dem Zustand 5 3akunden nach der Abschaltung.

Man beachte, daß für die Sättigung eines der Schenkel les Transformators eine bestimmte Zeitspanne erforderlich ist und daß bei den darstellten Ausführungsbeispielen diese Zeitspanne erst 15 Sekunden nach der Einschaltung abgelaufen ist. Da außerdem die Primärwicklung des Transformators in Deltaform angeordnet ist, treten die Unregelmäßigkeiten in der "Jtromwelle auf der Hochspannungsseite des Transformators auf der gelben und der roten Phase Y und R auf. Die Unstetigkeiten 329, jTJO in der Wellenform der gelben Phase der Mittelspannung sind verhältnismäßig gering und zur Darstellung ihres Verlaufes in der Zeichnung übertrieben gezeichnet.

Die Impulse in eines»m 7erbrauchernetz können von einem Empfänger

51 aufeenommen werden, wie er in Fig. 7 allgemein dargestellt ist. Dieser Empfänger 5I ist zwischen der entsprechenden Phase

52 und dem Nullleiter 53 angeordnet, die mit den Bdzugszeicheri 1 und η bezeichnet sind. Die erste Stufe das Empfängers v/eist einen einfachen Hochpaßfilter 5^ auf, dem zieh eine Dekodierschaltung 55 und ein Schalter 56 anschließt, der einen Ausgang

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'liefert. :£in geeigneter Filter ^ry\ besteht aus einem Kondensator 57 uiU einer Primärwicklung 53 eines Transformators, Λ Ιο z-.iiochen der Phase 52 und dem Nullleiter 53 in Reihe geschaltet oind, während der Ausgang des Filters von der Sekundärwicklung 59 des Transformators 60 abgenommen wird. Dieser Transformator όΰ kann einen Massekern 61 gemäß Fig. 8 oder einen nicht magnetischen Ringkern 62 gemäß Fig. 9 haben. Ziivschen den Ausgangsleitungen 64 und 65 des Filters 54 ist Vorzugs-ν« ei so ein Dämpf widerst and R10 angeordnet. Der Eingang des Filters bildet einen Serienresonanzkreis, der vorzugsweise auf etwa 500 Hertz abgestimmt JäC, um Impulse festzustellen, die von einer Transformator-Gleichstrom-Belastung erzeugt sind, und der auf etwa 4θ - 100 Kilohertz abgestimmt ist, um Impulse festzustellen, die durch Kondensatorinjektion erzeugt sind. Für den unteren Frequenzbereich haben sich Ferritkerne im Vergleich zu Mas'J G- oder Luftkernen als besser geeignet wrviiesen.

In Fig. 7 sind die Leitungen 66 und 67 an die Stromquelle angeschlossen und die Drähte führen bei 68 zum Verbrauchernetz 68ä.

Fig. 10 zeigt einen 3chaltplan einer geeigneten Ausführungsform eines iSriipfangers. Der dargestellte Empfänger kann positiv und negativ gehende Impulse aufnehmen und unterscheiden. Die in diesem FJIe unmittelbar von der Spannungsquelle abgeleitete Phasenbesugsspannung ist an die Primärwicklung 81 des Transformators TRJ angeschlossen. Gleichrichter D5» d4 und Wider&äni.e R1j5, R14 sind in Reihe parallel zur Sekundärwicklung C?- -leg Transformators TRJ angeschlossen, so daß auf den Leitungen 83, 85 eine uugeglättete Halbwellenspeisespannung geliefert

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wird, wobei die Spannung hinsichtlich der Leitung 84 zwischen Null und einem positiven Wert wechselt und die positive Spannungsamplitude auf der Leitung 83 gegenüber der Spannung auf der Leitung 85 um I80 phasenverschoben ist. Ein Relais A, zu dem parallel ein Kondensator C1 angeordnet ist, liegt in Reihe mit einem Widerstand R15 und einem gesteuerten Siliciumgleichrichter 3CR7, der parallel zu Relaiskontakten A1, B2 angeschlossen ist. Me Steuerelektrode des gesteuerten Siliciumgleichrichters SCR7 ist an den Emitter eines Transistors T1 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors T1 ist an die Verbindungsstelle zwischen einem Ende eines Widerstandes RI1 und der positiven Seite einer Zenerdiode Z1 angeschlossen, während das andere Ende des Widerstandes R11 an die Leitung 83 und die negative Seite der Zenerdiode Z1 an die Leitung 84 angeschlossen ist. Die Basis des TransJäbors T1 ist durch eine Leitung 64 an eine Diode D1, an eine Ausgangsklemme des Filters 54 und an ein Ende des Widerstandes R10 angeschlossen. Ein Relais B, mit dem ein Kondensator C2 im Nebenschluß liegt, ist in Reihe mit einem Widerstand Rio und einem gesteuerten Siliciumgleichrichter 3CR8 angeschlossen, der parallel zu Relaiskontakten A2, B1 angeschlossen ist. Die Steuerelektrode des gesteuerten Siliciumgleichrichters. SCR8 ist an den Emitter eines Transistors T2 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors T2 ist an die Verbindungsstelle zwischen einem Ende eines Widerstandes R12 und der positiven Seite einer Zenerdiode Z2 angeschlossen, während das andere Ende des Widerstandes R12 an die Leitung 85 und die negative Seite der Zenerdiode Z2 an die Loitung 84 angeschlossen ist. Die Basis den Transistors T2 ist über eine Leitung 65 an eine Diode D2, an die andere Aus-

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gangsklemme des Filters 54 und an das andere Ende des Widerstandes R10 angeschlossen. Die Dioden D1, D2 sind gegeneinander in Reihe geschaltet, wobei die Leitung 84 an die Verbindungsstelle zwischen den Dioden angeschlossen ist, so daß aus dem Filter 54 kommende Impulse entgegengesetzter Polarität der Basis des einen oder anderen Transistors Tl, T2 als (bezogen auf die Leitung 84) positiv verlaufender Impuls zugeführt werden. Die Eingangsleitungen des Filters 54 sind zwischen der Leitung und dem Nullleiter der Phase angeschlossen, auf der ein Signal festzustellen ist. Sin der Basis eines der Transistoren T1 oder T2 zugeführter, positiv verlaufender Impuls ausreichender Amplitude macht den Transistor leitend (sofern eine ausreichende 3pannung auf den Leitungen 8j5 bzw. 85

wird

vorhanden ist) und hierdurch wiederum^vder gesteuerte Siliciumgleichrichter -3CPi7 oder 3CR8 getriggert. Die im Nebenschluß zu den Relais A, B und in Reihe mit den Widerständen RI5, Rio liegenden Kondensatoren C1, C2 bewirken gemeinsam eine " Verzögerung" der Relais A, B, so daß diese langsam ansprechen, langsam öffnen. Die Relais A, B sprechen daher nicht auf einen einzelnen Impuls an, sondern sie integrieren die Stromimpulse durch die gesteuerten Siliciumgleichrichter SCR7, 3CR8 und sprechen nur an, wenn der mittlere Strom durch die Spulen der Relais A, B hoch genug ist. Der mittlere Strom steigt, wenn die gesteuerten Siliciumgleichrichter SCR7, SCR8 zu einem früherer Zeitpunkt während der positiven SpannungSamplitude auf den Leitungen 85, 8p getriggert werden. Das Relais A hält nach dem Ansprechen selen eigenen Arbeitskontakt A1 und kann durch einen Ruhekontakt B2 zum Abfallen gebracht werden, wenn das Relais B anspricht. Das Relais B hält nach dem Amspreohen seten; eigenen

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Arbeitskontakt B und kann durch einen Ruhekontakt A2 zum Abfallen gebracht werden, wenn das Relais A anspricht* Eine Impulsfolge einer Polarität mit richtigem Phasenverhältnis zur Speisespannung bringt daher eines der beiden Relais zum Ansprechen, wobei dieses Relais sich dann selbst hält, während dieses Relais zum Abfallen gebracht wird, tvenn eine Impulsfolge entgegengesetzter Polarität wiederum" bei richtigem Phasenverhältnis zur Speisespannung das andere Relais zum Ansprechen bringt und dadurch der Haltekonfekt des ersten Relais geöffnet wird. Ein Trennkontakt A3," B'ß auf jedem Relais kann zur Steuerung einer Einrichtung des Verbrauchers angeschlossen sein. Bei einer Ausführungsform des Empfängers wurde gefunden, daß der Impuls zwischen 5° und 20° nach dem Durchgang der Speisespannungsperiode durch Null auftreten soll. Wenn ein uriterschialiches Phasenverhältnis zwischen dem Signalimpuls und der Netzspannungswellenform erforderlich ist, muß man einen Phasenschieber zwischen der Speisenspannung (die als Phasenbezugsquelle wirkt) und dem Transformator TRJ5 anordnen.

Einrichtungen zur Einspeisung von Impulsen und Empfänger der beschriebenen Art kann man in der in Pig. 11 dargestellten Weise in einem örtlichen Mittelspannungs-Verbrauchernetz anordnen] Hier wird die Hochspannungszuleitung 101 von einem Abv/ärtstransfor mator TR4 auf eine Mittelspannung heruntertransformiort und den Verbrauchern 10> durch ein örtliches Verbrauchernetz 1 04 zugeleitet. Eine einen Transformator-Oberwellengenerator enthaltende Einheit 105 zur Impulserzeugung wiiPÄ an den Transformator TR4 allgeschlossen, um über das Verbrauohernetz 104 an alle Verbraucher 103, die eine von einem Empfänger 106 gesteuerte Einrichtung 108 haben, Impulssignale abzugeben, .wenn der Be-

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tat igung s knopf IO7 niedergedrückt wird. Die Verbraucher 1CX5 können zusätzlich oder auch statt äes Empfängers 106 und der Einrichtung 103 eine Einrichtung I09 haben, die nicht vorn Empfänger 106 gesteuert wird.

Man kann die erforderlichen Signalimpulse auch durch Entladung eines Kondensators in das Verbrauchernetz hinein erzeugen. Geeignete .Schaltungen hierfür sind in den Figuren 12 und 1j5 dargestellt, die zur Erzeugung eines positiv verlaufenden und eines negativ verlaufenden Impulses ausgebildet sind. Ein Kondensator C3, C4 lädt sich über einen Begrenzungswiderstand R17> Rio und eine Diode D5> Do während einer Halbperiode der Netzspannung auf und wird während der folgenden, entgegengesetzt polarisierten Halbperiode der Netzspannung dadurch entladen, daß ein gesteuerter Siliciumgleichrichter 3CR9, 3CR10 eingeschaltet wird, indem eine geeignete Einsehaltspannung über eine Leitung 115 von einer Einschalt steuerung 118 zugeleitet wird. Ein Draht¹116 ist an die entsprechende Phase des Hauptnetzes und ein Draht II7 an den Nullleiter angeschlossen. Die in den Figuren 12 und 15 dargestellten Schaltungen können gemäß Fig. 14 parallel verbunden werden, so daß die Übertragung von Impulsen beider Polaritäten möglich ist. Die durch Kondensatorentladung erzeugten Impulse breiten sich in erster Linie in dem Netz aus, in das sio eingespeist werden, während die durch Transformator-Oberwellengeneratoren erzeugten Impulse sich auch im Hochspannungssystem fortpflanzen und so auf andere örtliche Mittelspannungsnetze übertragen werden.

Eine in der Notzleitung bei Vorhandensein von Signalimpulsen er-; oho ine ride typische '.JeI] enf orin 7I ist in Fig. 16 dargestellt,

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wo die Unstetigkeit 72 an irgendeiner bestimmten Stelle der Spannungsperiode auftreten=kann. In Pig. 16 ist diese Unstetigkeit bei etwa 20 vor Null dargestellt.

Die Form der Unstetigkeit ist bei 74 in Pig. 17 deutlicher zu erkennen. Wenn die Wellenform 71 in einen Filter eingeführt wird,- erhält man einen Ausgang* wie er bei 75 in Fig. 16 dargestellt ist. Betrachtet man die bei 76 in Fig. wiedergegebene vergrößerte Darstellung dieser Wellenform, so erkennt man, daß der ersten Spitze 77 und der Überschwingung 78 eine kurze Abschwingung 79 folgt. Die maximale po- W'- sitive und negative Amplitude der Wellen 76 in Fig. 17 sind bei 80 bzw. 81 abgeschnitten. Man erkennt aus Fig. 16, daß die Spannung des Filterausganges 75 sehr viel größer als die Spannung eines Irnpulseinganges 72 ist und folglich einen guten Geräuschabstand liefert. '.;.,_

Die Wirkungsweise der Kondensator-Entladungs-Schaltung während der Impulseinspeisung ist in Fig. 15 dargestellt, aus der man erkennt, daß der Gesamtstrom Ic vom Injektor etwa die Gestalt

Deiner "Differential-Spitze" hat und nach dem anfänglichen An-■■■■■■. - ' ' ' ^: " '■■■■.■.-..

stieg mit einer Zeitkonstante von etwa 70 MikrOsekunden exponential abfällt.'Der Strom vom Kondensator teilt sich zwischen dem Transformator und der Last, wobei der Strom zur last L· etwas größer ist als der Strom zum Transformator.!„. Da der Kondensator sich während einer Periodenhälfte auflädt und die Impulseinspeisung wahrend einer Periodenhälfte mit entgegenge-setzter Polarität eintritt, entlädt sich der Kondensator und lädt sich dann wieder mit der entgegengesetzten Polarität • ■■.■■...-■''■ .. . ' . ' - " '_N- - P2 -

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auf, so daß praktisch für einen Augenblick ein sehr schwerer Nebenschluß über den Transformator angeschlossen wird. Die in Fig. .15 dargestellten Weite,wurden bei einer praktischen Ausführungsform der Schaltung gewonnen.

Mit dem Transformator-Impulserzeugungsverfahren kann man insbesondere Signalimpulse in jeder Periode während einer Zeitspanne von einigen Sekunden erzeugen, wobei eine weite Ausbreitung des Signals beabsichtigt ist; es ist jedoch auch möglich,, den Signalimpuls in einzelnen Perioden zumindest teilweise zu unterdrücken. Diese Impulsunterdrückung kann man dadurch erreichen,, daß man auf die entsprechende Phase der Mittelspannung Energie aufdrückt, um so die auf diese Phase des Mittelspannungsnetzes übertragene Energieverringerung beim Übergang des entsprechenden Sehenkels des Transformators in den Sättigungszustand auszugleichen. Als Speicher für diese zusätzliche Energie kann man einen gesonderten Magnetschaltkreis oder einen Kondensator verwenden, der über geeignete, zeltlich gesteuerte Schalteinrlchtungeri mit der entsprechenden Phase des Mittelspannungsnetzes Verbunden wird.

Andererseits eignet s±h die Impulseinspeisung durch eine Kondensatorschaltung zur Erzeugung von kodierten Signalimpulsen* die nur in .einem örtlich begrenzten Netz wirksam werden sollen. Folglieh kann man die ztfei Impulseinspelsungsverfahren in ein und demselben System kombinieren, um vielfältigere Anwendungsmöglichkeiten zu erzielen. Ein Beispiel hierfür ist in FIg. dargestellt, in der zwei Örtliche Verbraucher-Mittelspannungsnetze 131, 132 vorgesehen sind, die über Abwärtstransformatoren

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TR5, Tile aus ein und demselben Hochspannungsnetz gespeist werden. An den Transformator TR5 ist eineTransformator-Irnpulserzeugungsschaltung I36 angeschlossen, wobei die hierdurch erzeugten Impulse nicht nur im Netz I3I sondern auch im Netz I32 feststellbar sind. Sin Empfänger I37 und eine Schaltvorrichtung I3S, die auf diese Signale ansprechen, steuern eine Schaltung 139 zur Einspeisung von Impulsen durch Kondensatorentladung, mit der kodierte Signale in das Netz I32 eingespeist werden: gleichzeitig kann man ähnliche, kodierte Signale durch eine v/eitere Schaltung 14O zur Erzeugung von Impulsen, "durch Kondensatorentladung in das Netz I31 einspeisen. Die Schaltung 139 kann auch örtli-eh steuerbar sein. Die Einrichtungen bei den Yerbrauchern in den-Netzen 131 und Ί32 sprecher nur auf diese kodierten Signallmpulse an und können daher unmittelbar Örtlich oder indirekt von einer fernliegenden Stelle des Systems her gesteuert uerden. Ferner kann man Empfänger vorsehen, die nur auf eine richtige Kombination eines von einem Transformator erzeugtenSignalImpulses und eines von einem Kondensator eingespeisten, kodierten Signals ansprechen.

^: ■■: :■■' '■■ ^: ^ y^::r: ■.:'.■ ■■ Die Piguren 19 - 2> zeigen Biockdiagramme einiger der niöglicheh Ausführungsforrnen des Empfängers. Bei jeder dieser Ausführungs* -for^viird der Ausgang 156 eines Filters 151 einem oder mehreren Koinzidenztoren 153 zugeleitet. In jedem KoinzldenztOr 153 wird der Signalimpuls mit einem Bezugssignal für die gewünschte Phase verglichen/ das vom Wechselstromnetz durch eine oder mehrere Phasenbezugseinheiten 152abgeleitet wird. DieSignale mit der ' richtigen Phase bezogen auf das Wechselstromnetz treten durch die Koinzidenztore 153 entweder zu einer Zähl vorrichtung 154 oder

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zu einem Ausgangssehalter 155 durch. Die Zählvorrichtungen 154 können derart ausgebildet sein, daß sie einen Ausgang liefern, v/enn ihnen von einem Koinzidenztor 153 innerhalt) einer bestimmten Zeit eine bestimmte Anzahl von Impulsen zugeleitet und diese bestimmte Impulszahl nicht Überschritten wird. Die Schaltung gemäß Fig. 19 kann nur das Vorhandensein von Signalimpulsen einer bestimmten Phasenlage feststellen, während die in Fig. 20 dargestellte Schaltung mindestens zwei Zählvorrichtuiigen 15²I- aufweist, die an eine Zv/eistellungs-Äus-

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gangesehalteinheit 155 angeschlossen sind, um eine Kodierung der Impulse festzustellen und auf diese anzusprechen. Man kann· die Schaltung gemäß Fig. I9 aber auch entsprechend der Darstellung in Fig. 21 ausbilden, wo mindestens zwei Phasenbezugseinheiten 152 zur Lieferung.verschiedener Bezugsphasen vorgesehen sind, so daß mit dieser Schaltung Signalimpulse mit mindestens zwei verschiedenen Phasenlagen voneinander unterschieden werden können. Diese Ausgestaltungen der Schaltung können mit der Schaltung gemäß Fig. 22 oder mit der Schaltung gemäß Fig. kombiniert werden, wobei die Schaltung gemäß Fig. 22 durch Unterkä\Lssifizierung entsprechend ihrer Phasenlage und Kodierung eine große Zahl von verschiedenen Signalimpulsen zu verarbeiten mag, während die Schaltung gemäß Fig. 23 größere Sicherheit in dem System gewährleistet,, weil sich die Signale hier sowohl hinsichtlich ihrer Phasenlage als auch hinsichtlich ihrer Kodierung voneinander unterscheiden.

i£ine andere Arbeitsweise ist in den Figuren 24 und 25 dargestellt, wo die Wellenformen 201, 202, 203,, 204 Stationi»dentifizierungsschlüssel darstellen, während die Wellenformen 205

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"Einschalt"-Signale und.-die Wellenformen 206 "Ausschalt"-Signale sind. In Fig. 25 öffnet ein richtiger Stationsidentifizierungsschlüssel 201 ein Tor 207 (s. Fig. 24) durch eine Wellenform 203, so daß das folgende "Einschalt"-Signal 205 die Ausgangsschalteinheit 155 schaltet. In Fig. 25B jedoch schließt ein unrichtiger Stationsidentifizierungsschlüssel 202 das Tor, wenn dieses nicht bereits geschlossen ist, so daß das "Einschalt"-Signal 205 keine Wirkung hat. In Fig. 25©' ist zu erkennen, daß ein "Ausschalt"-Signal 206 wirksam wird, wenn ihm nicht ein StationsidentifieSsmngsSchlussel vorangeht, während in Fig. 25D ein richtiger Stationsidentifizierungsschlüssel 204. jede Reaktion auf den folgenden "Ausschalt"-Schlüssel 206 verhindert. Die Wälenformen 208, 209, 210 und 211 zeigen die verschiedenen möglichen Zustände des Tors 207 an, wobei 216 das Tor als "offen" und 217 das Tor als "geschlossen" anzeigt. Desgleichen zeigen die Wellenformen 212, 213, 214 und 215 die möglichen Stellungen der Ausgangsschalteinheit 155 an, wobei 218 die "Ein"-Stellung und 219 die "Aus"-Stellung der Einheit kennzeichnet.

In den Figuren 1,3,4 und 5 wird ein Gleichstrom durch einen Gleichrichter und einen mit. diesem in Reihe geschalteten Widerstand gezogen. Die Verwendung eines Widerstandes zur Begrenzung des Stromflusses durch den Gleichrichter auf diese Weise stellt wegen des hiermit verbundenen I R Verlustes eine „Verschwendung dar. Es wurde gefunden, daß ebenso befriedigende Ergebnisse erzielt werden können, wenn man eine Drosselspule mit Luftkern anstelle des Widerstandes verwendet. Eine Schaltung, bei der eine Drosselspule mit Luftkern verwendet wird, ist in Fig. 26 dargestellt.. ' : ' /·

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Eine Diode D? und eine Dr osseispule X1 mit Luftkern sind über die Wicklung der roten Phase eines an das Verbrauchernetz angeschlossenen Leistungstransformators in Reihe geschaltet?* Die beim Betrieb der Drossel auftretenden Wellenformen sind in Fig. 27 dargestellt* Der durch die Drosselspule L1 fließende Strom .ist bei I** die Spannung der' roten Sekundär phase jf über die die ßi ode D? und die Drossel · L1 angeschlossen sind/ ist bei IT^., der Primärstrom des: Transformators bei t'uy Wild die SekundarspaniiungsUbergangspunkte sind "bei 220, 222 und 224 dargestellt*

Wenn die Spannung den Punkt 220 passiert, und auf eine» positiven Wert anzuwachsen beginnt,.beginnt die Diode DT zu leiten und der Strom IL durch die Diode nimmt auf ein Maximum an der Stelle 222 zu, wenn die Sekundärspannung der roten Phase wieder - durch Null geht.

An dieser Stelle wird Energie- in aen Luftzwlschenräümen der Drossel gespeichert. Nach dem Funkt222 beginnt die dem Dioden-Drosselspulen-Schaltkreis zugeführte Spannung V_mv sich umzukehren und die Drossel beginnt derart zu wirken, daß" die in der Drossel gespeicherte Energie versucht, den in der Drossel fließenden 3trom I^ zu halten, und während der Halbperiode von 222 nach 224 wird der größte Teil der aus dem Verbrauchernetz in die kDrossel gezogenen Energie in das Netz zurückgegeben. Der Strom I_T, der durch die Drosselspule gezogen wird, wird

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in die primäre (h»v.)SeI^e des_Leistungstransformators reflektiert, so daß der 3pitzenstrom 221 auf der sekundären Seite des Transformators einem Spife2,enstrom 223 auf der primären Seite

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des Transformatorsentspricht. Nach dem Einschalten ist · - der Transformatorprimärstroin gleich dem durch den Dioden-Drosselspulen-Schaltkreis fließenden Strom I_T zunächst asymmetrisch, nach 10 - 15 Sekunden jedoch stabilisieren sich die Wellenförmen durch Aufbau einer Gleichstrommagnetflußkompohente im Transformator kern. Nach dieser anfänglichen Stabilisierungsperiode werderi die Magnetisierungsstromspitzen derart aus dem Netz gezogen, daß der Primärstrom des LeisttingSr trarisformätörs rein symmetrisch wird» Fig, 27 zeigt diese Spitzen 225 des Magnetisierungsstromes. Aus der obigen Be- ^ Schreibung ergibt sich/ daß, wenn die Diode 07 umgekehrt wirrf> ■ auch die Polarität .irgendwelcher im System erzeugter Impulse umgekehrt wird*

Die Arbeitsweise der Schaltung gemäß Fig. 2ö kann noch deutlicher an Hand eines AusführungsbeispMs mit Bezug auf eine bestimmte Anordnung der Teile erläutert werden* Bei einem Transformator mit einer Leistung von 500 kVÄ, der eine nominelle Spannung zwischen den Sekundärphasen von 44o Volt liefert, hatte die mit einem Luftkern versehene Drosselspule einen "' Eisenkernquerschnitt von'etwa 5 cm x 5 cm,/wobei der Gesamtluftspalt von 8-cm von acht Spalten mit jeweils 1 cm gebildet wurdej um den Eisenkern der Drosselspule waren mehrere Spulen verteilt, die insgesamt 250 Windungen und-einen Gleichstromwiderstand von etwa 0,05 Ohm sowie eine Induktivität von etwa 10 mH hatten. Im Betrieb betrug bei arbeitender Diode D7 die Spitze 221 des Stromes I* etwa 300 Ampere und erzeugte eine Spitze 22^ des Primärstromes Iw_v von etwa 20 Ampere. Die Spitze 225 des Magnetisierungsstromes betrug etwa 60 Ampere. Die im

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Luftspalt der Drosselspule an der Stelle 222 gespeicherte Energie betrug etwa 450 Joul.

In den Anordnungen gemäß Fig. 12 - T4 und in den Oszillogrammen gemäß Pig. 15 - 1? entlädt sich ein Kondensator unmittelbar in das Netz. Es wurde gefunden, daß die Entladungsfrequenz des Kondensators etwas "wild" vrar und daß eine Bandpaßfrequenz von etwa 40 - 100 Kilohertz für den Eingangsfilter 151 erforderlich war. Es-'wurde gefunden, daß noch bessere Ergebnisse erzielt werden können, wenn man die EntMung des Kondensators in das Netz über einen Schwingkreis gehen laßt. Hierdurch wird die Entladung in Grenzen gehalten und man kann eine niedrigere Bandpaßfrequenz im Filter 54 gemäß Fig. 7 verwenden.

Die in Fig. 28 dargestellte Schaltung weist die Widerstände flfö; R19, den Kondensator C4, die Diode D6 und den gesteuerten Siliciumgleichrichter SCR10 der in Fig. 1j5 dargestellten Schaltung' auf, wobei hier zusätzlich ein Kondensator C5 und eine Induktivität L2 zwischen der Phasenleitung 116 und dem Nullleiter 117 angeordnet sind.

Der Kondensator C5, die Induktivität L2 und die §ekundärwicklung 250 des Transformators bilden einen in Reihe geschalteten Schwingkreis. '""""" '..'""■""

.FIg* 27 zeigt die Spannungswellenform Vu die zwischen der roten Klemme auf der sekundren Seite des Leistungstransformators und dem Nullpunkt des Leistungstransformators erscheint. Die beschriebene Schaltung arbeitet folgendermaßen:

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Während der Zeitspanne von 2j5O nach 2>2 ist der Null- oder , Mittelleiter des Leistungstransformators bezogen auf die rote Klemme derSekundärwicklung desselben positiv und daher leitet die Diode D6, so daß der Kondensator C4 durch den Widerstand R18 geladen wird. Im Intervall zwischen den Punkten 2^2 und 23k der Spannung V wird dem gesteuerten Siliciumgleichrichter SCR10 ein Triggerimpuls zugeführt. Die im Kondensator C4 gespeicherte Energie wird dann in den Schwingkreis abgegeben, der aus der roten Sekundärwicklungsphase des Leistungstransformators, der Induktivität L2 und dsm Kondensator C5 besteht. Diese Anordnung kann einen Resonanzkreis bilden, der eine Eigenschwingungsfarequenz von etwa 5 Kilohertz hat. Die 5 Kilohertz-Schwingung wird von der Erzeugungsstelle in das Hochspannungssystem übertragen und kann im Mittelspannungs- * netz an anderen an das Hochspannungssystem angeschlossenen Leistungstransforniatoren festgestellt werden. Mit der in Pig. dargestellten Schaltung kann man die bei 229 dargestellte« Unstetigkeit in die Welle 223 (s. Fig. 29) einführen, wo die dem Netz aufgedrückte Spannung bei ihrem Durchgang durch den Nullpunkt 229 von negativ nach positiv verzerrt wird.

Der in der zwischen den Leitungen 116 und 117 aufgedrückten Spannung erzeugte Impuls ist tatsächlich "einseitig gerichtet", obwohl er als Sinuskurve erscheinen mag. Der Impuls hat ein be-„stimmtes Polaritätsverhältnis zur Wellenform der aufgedrückten Spannung und aus dem in Fig. 29 dargestellten Oszillogramm ist • zu ersehen, daß der Impuls beginnt, wenn die aufgedrückte Spannung von negativ nach positiv durch Null geht, und daß der Impuls einen anfangs positiv verlaufenden Wellenkopf hat. Man

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beachte, daß die tatsächlich sich ergebende Spannung über die Leitungen Jedesmal,wenn ein Impuls erzeugt wird, nur einmal durch Null geht. Man mag feststellen, daß der Anstieg der den Leitungen aufgedrückten Spannung dem Impulsabfall entgegengesetzt ist. ■

Der in Pig, 30 dargestellte Schaltkreis ist eine Abwandlung des Schaltkreises gemäß Fig. 12. Zusätzlich zum Kondensator 03, den Widerständen Rt.7 und R22, der Diode D5 und dem gesteuerten Siliciumgleichrichter SCR9 sind eine?= Induktivität L^ und ein weiterer Kondensator C6 zwischen den Leitungen Ho und 117 angeschlossen, die einen in Reihe mit der TransformatorSekundärwicklung 250 geschalteten Schwingkreis bilden. Fig. J1 zeigt in einem Oszillogramm die Arbeitsweise dieser Schaltung. Wiederum hat der Impuls ein bestimmtes Polaritatsverhältnis zur Wellenform der aufgedrückten Spannung, wobei.dieses hler im Vergleich zur Fig. 28 jedoch umgekehrt ist. Der Impuls beginnt, wenn die aufgedrückte Spannung von positiv nach negativ durch Null geht, und hat zunächst einen negativ verlaufenden Wellenkopf. Die sich ergebende Spannung über den Leitungen durchquert jedesmal, wenn ein Impuls erzeugt wird, den Nullpunkt nir einmal. ISin solcher Impuls kann als in einer Richtung fließend oder "einseitig gerichtet¹¹ betrachtet werden, obwohl er in &inus-₍ wellenform erscheinen mag.

Selbstverständlich kann man die Schaltungen gemäß Fig. 28 und 30 kombinieren, so daß man Impulse beider Polaritäten erzeugen kann. Fig. j52 zeigt einen Sehaltkrels> mit dem man beide oben erwähnten Impulsarten in die Spannungswellenform, einspeisen kann.

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• Diese Schaltung weist alle Schaltungselement der Figuren 28 - und 30 auf. Die linke Hälfte der Fig. 32 entspricht der^; Fig. 28 -' und kann die in Fig. 29 dargestellten Wellenformen einführen und.die rechte Hälfte der Fig. 32 ist der Flg. 30 gleich und ' kann Wellenformen gemäß Fig. 31 einspeisen.

Während bei den Schaltungen gemäß Figur 12- 14 sämtliche Im*- - - pulse etwa im Bereich von 0 - 20 einer positiven Hälbperiöde der auf die Leitungen 116, 117 aufgedrückten Spannung erzeugt werden, was aus den in den Figuren "15, 16 und I7 dargestellten φ Oszillogrammen -zu ersehen ist, erzeugen die Schaltungen gemäß den Figuren 28, 30 und 32 sämtüLche Impulse im wesentlichen beim Durchgang der aufgedrückten Spannung durch den Nullpunkt. Ein

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Detektor mit einem Schaltplan gemäß Fig. 10 eige-nt sich besonders zur Feststellung von Impulsen, die mit den schaltungen gemäß Fig. 12 und 14 erzeugt werden, er kann jedoch sehr leicht so umgebaut werden, daß er die durch die Schaltungen gemäß Fig. 28,. 30 und 32 erzeugten Impulse feststellen kann-. Beim Detektor gemäß Fig. 10 leitet der Transistor TI oder T2 nur dann, wenn ^ seiner Basis gleichzeitig mit der Zuleitung einer positiven Spannung an seinen Kollektor ein Signal zugeführt wird. Die dem Kollektor einer dieser Transistoren zugeführte Spannung dient als Phasendiskriminierungssignal und ist nur erforderlich, um sicherzustellen, daß dieses Signal an der richtigen Stelle einer Periode der auf die Leitungen aufgedrückten Spannung aufgebracht !wird. Bei der Schaltung des Detektors gemäß Fig. 10 werden die an die Kollektoren der Transistoren T1 und T2 angelegten Spannungen von der Spannung in den Netzleitungen mit dem Transformator TR3 abgeleitet und jeweils im Bereich zwischen 0° und 20° der ent-

sprechenden Periodenhälfte der auf die Leitungen 116, 117 aufgedrückten Spannung zugeleitet. Schließt man den Transformaotr TR3 an eine andere Wechselstromquelle an, die die gleiche Frequenz wie.die auf das Netz aufgedrückte Spannung hat, gegenüber dieser jedoch phasenverschoben ist, dann kann man den Detektor gemäß Fig. 10 so ausbilden, daß die Impulse an irgendeiner beliebigen Stelle der Periode der aufgedrückten Spannung auftreten. Dies ist z.B. sehr leicht dadurch mxgLlch, daß man den Transformator TR3 uüber einen Phasenschieber an das Netz anschließt.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen wird, der Begriff "in einer Richtung fließender Impuls" oder "einseitig gerichteter Impuls" verwendet. Jeder Impuls kann, wenn er von der Welle getrennt wird, ganz eine bestimmte Polarität oder einen Teil¹ oder teile entgegengesetzter Polarität haben; in jedem Falle aber weist die Wellenform jedes Impulses in einer Impulsfolge einen Anfangswellenkopf- gleicher Polarität auf. Der Begriff "einseitig gerichteter Impuls" soll beide Impulsarten umfassen. -

Patentansprüche '

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Claims

Piv tng» E, SEftKgHPEifi/ fraNm»aft#qft, ΚΟΙΚ, UnivafsUfiUsträßc

Aiiläjjp -■-'■■ ■■:■"-"-. :- : ■;"■ ;; :.- ;■■- ,-· V-^v "■";■' Aktenzeichen :' / - - ^: -'

. Juni 196? Soft* »*!»«· <»·Αηπφϋ_β Meröeyslcje and North

Wales Blektriclty Board

Patentansprüche

1. Anlage zur Übertragung und zum Empfang von Inferfe mations- und/oder Steuersignalimpulsen in einem Wechsels^romversorgungsnetz, gekennzeichnet durch Einrichtungen an einer Stelle des Netzes zur Erzeugung von mindestens einem einseiti-g gerichteten Impuls in einer auf das Netz aufgedrückten Spannung, wobei der oder jeder Impuls an einer bestimmten Stelle in einer Periode dieser Spannung auftritt, und durch einen Empfänger zur Aufnahme und Verwertung dieses Impulses oder dieöer Impulse an mindestens einer anderen Stelle im Netz.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeugungseinriohtung eine Folge von in zeitlichem Abstand auftretenden Impulsen erzeugen kann, wobei jeder dieser Impulse an einer bestimmten Stelle in verschiedenen Perioden der Spannung auftritt, und daß der Empfänger zur Fest-.stellung dieser Impulse frequenzempfindlich ist.

5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulserzeugungseinriehtung in einer bestimmten Anzahl aufeinanderfolgender Perloden jeweils an einer bestimmten Stelle einen impuls'erzeugen kann.

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4. Anlage nach ■ Anspruch S oder 3» dadurch gekennzeich net, daß die erzeugten Impulse sich über mehrere Sekunden erstrecken» \ ■"■: /

5. Anlage nach Anspruch 2 oder ^ dadureh

netj daß die Impulse sich Über eine Sekunde oder weniger erstrecken. :

6. Anlage nach den Ansprüchen Λ und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger zwischen Impulsen, die sichüber mehrere Sekunden erstrecken, und Impulsen, die sich über eine Sekunde oder weniger erstrecken, zu unterscheiden vermag und entsprechend verschiedene Ausgangssignale liefert,

7* Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur beliebigen Änderung der -'Stelle in einer Periode, an der ein Impuls auftritt, und durch einen Phasendiskriminator im Empfänger zur Ermittlung der Phase der Impulse bezüglich einer Periode der aufgedrückten Spannung und zur Bestirnmurig, welches von zwei oder mehr Ausgangssignalen zu liefern ist,

8, . Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger eine Zählvorrichtung aufweist zum Zählen der Anzahl der aufeinanderfolgenden Perlöclen der aufgedrückten Spannung, in denen eihi Impuls auftritt. :

9, Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählvorrichtung entsprechend der Zahl der gewählten aufeinanderfolgenden Perioden zwei oder mehr Ausgangssignale erzeugen kann und daß der Empfänger Einrichtungen aufweist, tile auf diese

verschiedenen Ausgangssignale der Zählvorrichtung ansprechen, um entsprechende Ausgangssignale zu liefern»

10. Anlage nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse in einer Impulsfolge in zwei oder mehr Gruppen aufgeteilt sind, wobei benachbarte Gruppen durch mindestens eine Periode voneinander getrennt sind, in der kein Impuls auftritt,

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jode Gruppe in mehreren aufeinariderfolgenden Perioden jeweils einen Impuls aufweist,

12. Anlage; nach den Ansprüchen ~*> und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst eine Impulsfolge kurzer Dauer, die sich über eine Sekunde oder weniger erstreckt, übertragen wird, um ein zu konditionierendes Ausgangssignal von verschiedenen Ausgangssignalen auszuwählen, und daß anschließend eine Impulsfolge langer Dauer, die sich Über mehrere Sekunden erstreackt_r übertragen wird, um das vorgewählte Ausgangssignal des Empfangers hervorzurtif en *

13. Anlagenach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der einzelnen Impulse höchstens ein Zwanzigstel einer Periode der aufgedrückten Spannung beträgt.

14. Anlage nach einem der Ansprüche 2-13, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Erzeugung dieser Impulse unmittelbar im Verbrauohernetz. · '

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15. Anlage haoh ÄRÄpruch. 3 - 15, gekennzeichnet durch Einrichtungenzur Einspeisung fieser Impulse in das Ver«- brauchernetz. ; ^;l·

16. Anlage nach Anspruch 14, dadurch

daß die Einrichtungen zur Erzeugung der Impulse unmittelbar im Verbrauchernetz Vorrichtungen zum Ziehen einer Gleichst komponente aus einer WicklungmeinesTransformatorsι aufweisen, der einen Teil des Verteilernetzes bildet» ^

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17. . Anlage nach Anspruch 16, dadurch.gekennzeichnet, daß der Transformator ein Drehstromtrahsforniätor ist und die Vorrichtungen zum Ziehen einer Gleichstromkötnponente ;aus einem Gleichrichter in Kombination mit einer Iiiipedänz bestehen, die parallel zu einer Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen sind.

18. Anlage nach AnspruchM7, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz einen Widerstand aufweist.

19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz eine Drosselspule aufweist»

20. Anlage nach den Ansprüchen 17, 18 oder 19, gekennzeichnet durch wahlweise^ betätigbare Mittel zum^ Ziehenreiner Gleichstromkomponente in einer von zwei Richtungen aus irgendeiner der Sekundärwicklungen.

21. Anlage nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Einspeisung von Inipulsen in das Ver- "

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brauehernetz aus einem Kondensator, Vorrichtungen zum Laden des Kondensators aus einer Gleichstromquelle und einen Torschalter aufweisen, um den Kondensator an einer bestimmten Stelle- der Periode der aufgedrückten Netzspannung zu entladen.

22. Anlage nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle von einem an das Netz angeschlossenen Gleichrichter gebildet wird.

2j5. Anlage nach Anspruch 21. oder 22, dadurch gekennzeichnet daß der Torschalter den Kondensator über einen Schwingkreis in das Netz entlädt.

24. Anlage nach Anspruch 23, dadurch g& ennzelehnet, daß der Schwingkreis Wicklungen auf einem Schenkel eines einen Teil des Versorgungsnetzes bildenden Transformators, eine Induktivität und einen Kondensator aufweist, die in Reihe geschaltet sind und daß der zuerst erwähnte Kondensator parallel zur Induktivität durch einen Begrenzungswiderstand und den Torschalter angeschlossen ist. _s

25. Anlage nach Anspruch 15, JM, 22, 23 oder 24, gekennzeichnet durch wahlweise betfttigbare Mittel zum Entladen fee erstgenannten Kondensators auf irgendeine Phase des DrehstFömv*rsE©#gungsnetzes und durch wahlweise betätigbare Mittel .zum Laden des erstgenannten Kondensators mit beliebiger Polarität .

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26. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Empf angel» einen auf diese Impulse ansprechenden Filter zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals aufweist, ferner einen Phasendiskriminator zur Lief erung, eines Ausgangssignals während eines bestimmten Teils einer Periode der auf das Versorgungsnetz aufgedrückten Spannung und einen auf die„Ausgangssignale des Pilters und den PhaBendiskriminator ansprechenden Schalter zur Lieferung eines Ausgangssignals, wenn die beiden letztgenannten Signale zusammenfallen.

27. Anlage nach den Ansprüchen 1-25* gekennzeichnet, durch einen auf diese Impulse ansprechenden Filter zur Erzeugung eines Ausgangssignals, durch Phasendiskriminatoren zur Lieferung einer Folge von AusgangsSignalen, die Jeweils einem bestimmten Teil einer Periode der auf das Versorgungsnetz aufge-

drüokfcen Spannung entsprechen, und durQh mehrere Schalte?», die Jeweils auf ein Ausgangssignal des Filters und ein Signal vott einem zugeordneten Phasendiskriminator ansprechen, um ein Aus-

gangssighal zu liefern, wenn die dem Schalter .zugeführten beiden

Signale zusanmenfallen. , ; ·

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28. 7 Anlage naoh einem öer vo^angehendejß^ Ansprüph©, dadurch gekennzeichnet, daß UIe Impulse ^ gedrückten 3]iannung in eine Leitung des führt werden)

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spannung von negativ nach positiv durch Null geht,, und daß der Impuls, einen positiv verlaufenden Wellenkopf aufweist. ■';'■ ' -._: - ■', ■-■ ■"',-. ■"'■" '-. '■. :., ·:'-'-;- ;'".■'.■ "

3°· Anlage nach Anspruch-28, daduroh gekennzeichnet, daß Jeder Impuls auftritt, wenn die Netzspannung von positiv nach negativ durch Null geht, und daß der Impuls einen riega-· tiv verlaufenden Wellenkopf hat.

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