DE1810707C3 - Einrichtung zur Schalterstellungsanzeige in elektrischen Schaltanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schalterstellungsanzeige in elektrischen Schaltanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von Einrichtungen zur Anzeige von Schalterstellungen in elektrischen Schaltanlagen Bezug, wie er in der DE-AS 11 6b 334 beschrieben ist. Dort werden von einem Kontrnllgenerator an der von einer Auswcrtzentrale entferntesten Schalteranlagen Station in Übertragungspausen periodische Impulsoder Wechselübel wachungsspannungen in die zu überwachende Leitung eingespeist und in der Zentrale ausgewertet. Längs dieser Leitung sind an leder Schplteranlagenstation ein Querübertrager und ein Längsübertrager angeordnet. Die Sekundärseite dieser Übertrager kann durch gegensinnig betäiigbare Überwachungs- bzw. Übertragungskontakte, die mit dem zu überwachenden Schalter mechanisch verbunden sind. kurzgeschlossen werden. Bei kurzgeschlossener Sekundärseite des Übertragers ist dessen Primärseite niederohfflig, bei offener Sekundärseite entsprechend hochohmig, Die Widerstandsänderung wird zur Anzeige der Schalterstellung verwendet. Eine einmalige kurzzeitige Bedärnpfurig der Leitung mit Hilfe der Entladung eines in jeder Station bereitgestellten ständig geladenen Kondensators gewährleistet, daß bis zur Behebung des Ausfalls der Station der Übertragungskanal benutzbar bleibt. Während der Betriebsbereitschaft wird dieser Kondensator über den Kontakt eines Relais von einer Betriebsspannungsquelle aufgeladen.
Solche Relais besitzen bewegte Teile, weiche sich mit der Zeit abnutzen können oder verschmutzt werden, so daß eine sichere Kontaktgabe, insbesondere bei mangelhafter Pflege der Schaltanlage nicht mehr gewährleistet ist. Die Verwendung zweier verschiedener Stromquellen für Schaltanlagen und Überwachungsstellen ist aufwendig und nur bei größeren Anlagen vertretbar.

Es ist bekannt, daß der zu überwachende Hauptschalter infolge fehlerhafter Funktion Stellungen zwischen den beiden normalen Schaltstellungen einnehmen kann, und es sind auch Schaltungsanordnungen bekannt, mit denen ein solcher Zustand gemeldet wird (ETZ-A a.a.0, Seite 227). Insbesondere bei Schutzeinrichtungen ist die Kenntnis der Schalterstellung wichtig, wenn die Wirkungsweise des Schutzes vom Schaltzustand der jeweiligen Zuleitungen und Abgänge abhängt. Insbesondere beim Sammelschienenschutz ist dies von Bedeutung. Wenn mehrere Sammelschienen vorha :den sind, an welche die Zuleitungen und Abzweige beliebig

r> angeschaltet werden können, dürfen nur diejenigen Leitungen gemeinsam auf den Schutz wirken, welche an derselben Sammeis* biene hängen. Hierzu ist eine zuverlässige Schalterstellungsanzeige erforderlich, die selbsttätig beim Umschalten der Zuleitungen oder Ab-

in zweige eine Umschaltung auf die zu den verschiedenen Sammelschienen gehörenden Schutzeinrichtung bewirken.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungseinrichtung anzugeben, die solche ΡεΜ-ί*· schaltungen signalisieren kann.

Die Aufgabe wird, ausgehend von einer Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, erfindungsgemäß durch die Merkmale nach dessen kennzeichnendem Teil gelöst. Weiterbildungen df-r Erfindung sind in

"i den Unteransprüchen beschrieben.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine fehlerhafte Schaltstellung der normalerweise gegensinnig zueinander betätigten Hilfskontakte des Hauptschalters delektiert werden kann. Sind beide Hilfskon-

iv takte gleichzeitig ^ffen oder gleichzeitig geschlossen, so erfolgt eine F-'ehki .inzeige. Ein weiterer Vorteil besteht in der Vermeidung zusätzlicher Relais mit fehleranfälligen, beweglichen Teilen und zusätzlichen Betriebsspannungsquellen. In (kr Schaltanlage braucht überhaupt

ν keine HiKsspanniingsqiiellc vorhanden zu sein. Die Überwachungseinrichtung kann mii der Anzeige verbunden werden. Dabei benötigt die erfindungsgemäße Einrichtung keine komplizierten elektronischen Schaltungen, sondern nur wenige bewährte Bauelemente,

'■"· nämlich die beiden Transformatoren und einige Widerstände, allenfalls noch einige Gleichrichter und Kondensatoren.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Zunächst seien die Tenc beschrieben, die zur

no Anzeige gehören, und die Teile der Wberwachungsein richtung noch außer acht gelassen. Der Hauptschalter 1, der ein Leistungsschalter oder Trenner sein kann, besitzt den Hilfsschaiter 2, Dieser schließt seinen Kontakt, wenn auch der Hauptschalter den Kontakt

b3 schließt und öffnet ihn ebenso wie der Hauptschalter. Er ist parallel zur Wicklung 32 des Hilfstransformators 3 geschaltet. Die Primärwicklung 31 dieses Transformators 3 wird aus dem Wechselstromnetz 4 gespeist. An sie

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sind die Widerstände 5 und 6 angeschlossen. Zwischen diesen ist der Ausgang der Einrichtung vorgesehen, der ein Signal irgendwelcher Art an den nicht gezeichneten Schutz oder die Weideeinrichtung weitergibt.

Die Wirkungsweise ist nun allgemein folgende:

Ist der Hauptschalter und damit auch der Hilfsschalter offen, so besitzt der Hilfstransformator 3 eine hohe Impedanz. Der Spannungsabfall des Wechselstromkreises (Hilfstransfcrmators 3, Widerstände 5 und 6) liegt praktisch am Hilfstransformator und nicht an den Widerständen. Daher entsteht auch kein Signal. Ist aber der Hauptschalter 1 und damit der Hilfsschalter 2 geschlossen, so ist die Wicklung 32 kurzgeschlossen. Der Hilfstransformator 3 hat dann eine geringe Impedanz, und der ganze Spannungsabfall liegt praktisch an den Widerständen 5 und 6, so daß am Ausgang ein Signal erscheint.

Will man nun, was die Regel ist, kein Wechselstromsignal, sondern ein Gleichspannungssignal haben, so schaltet man die Gleichrichteranordnung 7 zwischen die Hiifstransfnrmatnren und die Widerstände. Diese Gleichrichteranordnung kann beispielsw ise eine Graetz-Schaltung sein. Die Wirkungsweise ist dann die gleiche, nur erscheint als Signal jeweils eine Gleichspannung.

Zur genaueren Einstellung der an den Widerständen entstehenden verschiedenen Spannungen kann man noch das Widerstandskondensatorglied 8 vorsehen, das in offenem Zustand des Hilfsschaliers 2 einen geringen Strom durchläßt. Die Widerstände 5 und 6 können auch spannungsabhängig gemacht werden, so daß die Wirkung noch verstärkt wird. Sie müssen also so ausgelegt sein, daß der Widerstandswert mit wachsender Spannung zunimmt. Der Kondensator 9 dient zur Ableitung von durch die Gleichrichtung entstehenden Oberwellen.

Diese Einrichtung ist nun durch eine Überwachungseinrichtung ergänzt, wobei der Hilfstransformator 3 eine dritte Wicklung 33 erhält und ein zweiter Hilfsiransfo'Tiator 11 vorgesehen wird. Außerdem wird ein weiterer Hilfsschalter 10 vorgesehen, der seinen Kontakt schließt, wenn der Hauptschalter aus-, und seinen Kontakt öffnet, wenn der Hauptschalter eingeschaltet ist. Der zweite Hilfstransformator 11 besitzt ebenfalls eine Primärwicklung 111 und zwei SekundärwTklungen 112 und 113. Di: Wicklung 112 ist ebenso geschaltet wie die Wicklung 32. sie wird durch den Hilfsschalter 10 kurzgeschlossen odei geöffnet. Dementsprechend besitzt die Primärwicklung 111 eine hohe oder niedrige Impedanz. Die Primärwicklung 111 ist aber nicht mit einer Signalisierungsemrichtung. sondern üb°r den Widerstand 12 mit dem anderen Pol der Wechselspannung verbunden. Je nach der Schalter-Stellung des Hilfsschalters iO liegt dann der Hauptanteil des Spannungsabfalls entweder an dem Widerstand 12 oder an der Primärwicklung 111.
Nun ist, wie gezeigt, noch je eine zweite Sekundär-

·> wicklung 33 bzw. 113 bei beiden Hilfstransformatoren vorgesehen. Diese sind entgegengesetzt hintereinander geschaltet und über eine weitere Gleichrichteranordnung 13 mit den Widerständen 15 und 14 verbunden, an denen wiederum ein Signal abgenommen werden kann.

Der Kondensator 16 dient wieder der Verringerung der Oberwelligkeit.

Die Wirkungsweise dieser Überwachungseinrichtung ist nun folgende: Solange die Einrichtung in Ordnung ist, soll ein Signal an den Widerständen 14 und 15 abgegeben werden; ist aber ein Fehler vorhanden, so muß das Signal verschwinden. Dies wird auf folgende Weise erreicht: Ist der Hilfsschalter 2 geöffnet, so liegt an der Primärwicklung eine hohe Spannung, und damit erhält auch die Wicklung 33 eine hohe Spannung. Diese

in Spannung wird an die Widerstände *\ und 15 über die Gleichrichteranordnung 13 weitergegeben. Es ist also ein Signal vorhanden. An der Primärwicklung 111 liegt aber nur eine sehr kieine Spannung, da die Sekundärwicklung 112 über den Hilfsschalter 10 kurzgeschlossen

it ist. In der Wicklung 113 entsteht also keine nennenswerte Spannung. Der Hauptieil der Spannung lieg; am Widerstand 12.

Umgekehrt, wenn der Hilfsschalter 2 eingeschaltet ist. so ist zugleich der Hilfsbehälter 10 ausgeschaltet. Dann

ίο liegt keine nennenswerte Spannung an der Wicklung 31 und damit auch nicht an der Wicklung 33. Dafür liegt aber Spannung an der Primärwicklung 111 und damit auch an der Sekundärwicklung 113. Dadurch verringert sich wohl die Spannung am Widerstand 12, die

j-> Spannung an der Wicklung 113 speist aber die Widerstände 14 und 15, so daß auch in diesem Falle ein Signal abgegeben wird.

Sind aber nun durch einen Fehler in den Hilfsschaltern beide Schalter 2 und 10 geschlossen, so bricht die

in Spannung an beiden Hilfstransformaloren zusammen. Da-in können auch die Sekundärwicklungen 33 und 113 keine nennenswerte Spannung erhalten und das Signal an den Widerständen 14 und 15 verschwindet. Dies bedeutet dann, daß ein Fehler in der Anlage ist. Sind

η umgekehrt beide Hilfsschalter infolge eines Fehlers geöffnet, oder sind die Leitungen unterbrochen — was die gleiche Wirkung hat —, so liegen an beiden Primärwicklungen Spannungen. Hierdurch wird auch an beiden Sekundärwicklungen 33 und 113 eine Spannung

>'i erzeugt. Wegen der entgegengesetzten Hintereinanderschaltung der beiden WMklungen heben sich diese Spannungen aber auf und t.-s verschwindet am Ausgang der Widerstände 14 und 15 ebenfalls das Signal.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Schalterstellungsanzeige in elektrischen Schaltanlagen mittels Hilfskontakten, die mit einem zu überwachenden Hauptschalter gekuppelt sind, wobei Hilfstransformatoren vorgesehen sind, von denen mindestens einer mit seiner Primärwicklung in einem wechselstromgespeisten Kontrollkreis liegt, während die Sekundärwicklungen durch je einen Stromzweig mit einem Hilfskontakt überbrückt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise jedem Hauptschalter zwei Hilfskontakte (2, 10) zugeordnet sind, von denen im Normalbetrieb jeweils der eine (2) die gleiche und der andere (10) die entgegengesetzte Schaltstellung wie der Hauptschalter einnimmt, daß zwei Hilfstransformatoren (3,11) mit je einer Primärwicklung (31, 111) und je zwei Sekundärwicklungen (32, 33; 112, 113) vorgesehen sind, von denen jeweils die eine (32 bzw. 112) zu einem Hilfskontakt (2, 10) parallelgeschaltet ist, während die anderen beiden Sekundärwicklungen (33, 113) hintereinander in einen weiteren Kontrollkreis (13, 14, 15, 16) geschaltet sind.

2. Einrichtung zur Schalterstellungsanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 die Ausgangswiderstände (5,6; 14, 15) der Kontrollkreise über Gleichrichter (7, 13) in die Kontrollkreise eingeschaltet sind.

3. Einrichtung zur Schalterstellungsanzeige nach Anspruch 1, ciadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den durch die Hilfskt ntakte überbrückten Sekundärwicklungen der Hilfs.ransformatoren je ein Widerstands-Kondensatorglied (S, 'legt.

4. Einrichtung zur Schalterstellungsanzeige nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand spannungsabhängig ist.