DE2605803A1

DE2605803A1 - Elektronischer maximumwaechter

Info

Publication number: DE2605803A1
Application number: DE19762605803
Authority: DE
Inventors: Artur Dr Ing Seibt
Original assignee: Heliowatt Werke Elektrizitaet GmbH
Current assignee: Heliowatt Werke Elektrizitaet GmbH
Priority date: 1976-02-12
Filing date: 1976-02-12
Publication date: 1977-08-18
Also published as: DE2605803B2

Description

Elektronischer Maximumwächter
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Maximumwächter, der durch dem Energieverbrauch proportionale Impulse eines Impulsgeberzählers gesteuert wird, eine Zeitbasiseinrichtung zur Erzeugung der Sollwertvorgabe, eine Einrichtung zum Einstellen des Ansprechwertes und eine Sicherheitsabschalteinrichtung aufweist.
Das Prinzip von Maximunwächtern, die einem Energiegroßabnehmer bei tberschreiten eines vorgegebenen Maximums während einer bestimmten Meßzeit warnen, beruht auf dem Vergleich verbrauchter Arbeit mit einer bestimmten Sollarbeit während einer festgelegten Meßperiode.
Dabei ist die Größe der Sollarbeit durch die Höhe des zu überwachenden Maximums bestimmt. Derartige hochwertige und technisch aufwendige Maximumwächter bieten dennoch keinen Schutz gegen Maximumüberschreitungen, wenn beispielsweise durch falsche Einstellungen zu lange Sperrzeiten gewählt wurden. Eine Uberschreitung des Maximums ist in solchem Fall nicht zu verhindern, wodurch der gesamte Meßaufwand letztlich umsonst war. Da die Sperrzeiten empirisch ermittelt werden, ist die Wahrscheinlichkeit falscher Einstellungen relativ groß, zumal die gewahlten Sperrzeiten bei zu einem späteren Zeitpunkt eintretenden Lastveränderungen keinen ausreichenden Schutz mehr gewährleisten.
Die Aufgabenstellung, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, für elektronische Maximumwächter eine Sicherheitsabschaltung zu schaffen, die auch bei falscher SperrzeiteinstellungMaximumüberschreitungen verhindert, wobei als Voraussetzung gilt, daß die Ansprechschwelle des Maximumwächters richtig eingestellt ist.
Durch die in den Patentansprüchen dargelegte Erfindung ist die Aufgabe gelöst. Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Blockschaltbildes (Fig. 1) und des Auszuges aus dem Stromlaufplan (Fig. 2) eines elektronischen Maximumwächters näher erläutert.
Der elektronische Maximumwächter weist ein Netzteil N auf, das die Stromversorgung und die Starkstromrelais enthält, zum Beispiel Signairelais und gegebenenfalls Empfangsrelais. Es ist über den Punkt 10 an das Starkstromnetz geschaltet. Dem Netzteil N ist eine Zeitbasiseinrichtung ZG nachgeordnet. Die Zeitbasiseinrichtung ZG zählt Netzfrequenzimpulse bis zu einer bestimmten Impulszahl, z. B. 98, die innerhalb der gewählten Meßperiode, von z. B. 15, 30 oder 60 Minuten dem Sollzähler ZS zugeführt werden. Da der Soll zähler ZS zu Beginn einer Meßperiode auf einen bestimmten Wert, z. B. 02, voreingestellt wird, entsprechen 100 aus der Netzfrequenz gewonnene Impulse während einer Meßperiode der Sollarbeit.
An den Punkt 11 werden die von z. B. einem Impulsgeberzähler kommenden Impulse als Kriterien der verbrauchten Energie gegeben und einem Anpassungsglied AG zugeführt. Das Anpassungsglied AG ist erforderlich, um bei Gleichheit von Sollarbeit und Istarbeit in einer Meßperiode die einlaufende Zahl von Impulsen des Impulsgeberzählers in die genau gleiche Zahl von Impulsen umzusetzten, die der Sollzähler ZS während dieser Meßperiode erhält, im genannten Beispiel 100 Impulse. Durch Impulsvervielfachung und programmierbare Frequenzteilung ist eine Prozenteinstellung des Maximumwächters möglich, die eine wählbare Einstellung der t)berwachung der Istarbeit im Bereich von 10 bis 99 % der Sollarbeit gestattet.
Der digitale Istzähler ZI und der digitale Soll zähler ZS sind aus Zweidekaden-Synchronzählern aufgebaut und beispielsweise mit Siebensegment-Anzeigeröhren ausgestattet. Die Inhalte von Ist- und Sollzahler ZI, ZS werden ständig in einem digitalen Vergleicher V überprüft und bei Überschreiten des Maximums werden eine optische Anzeige ausgelöst und ein Signalrelais in die Arbeitslage gesteuert.
Dem Vergleicher V ist eine Sicherheitsabschalteinrichtung zugeordnet, die aus einem Sperrzeiterzeuger SE und einer Abschalteinrichtung AE besteht.
Die genaue, reproduzierbare Sperrzeit wird mittels eines Sperrzeitzählers SZ (Fig. 2) erzeugt, der synchron von dem Sollzähler über die Eingänge 21, 22 gesteuert wird. Die zehn Ausgänge des Sperrzeitzählers SZ sind im Vielfach auf drei Kodierschalter KS1.. .KS3 gelegt, derart, daß eine zehnprozentige Stufung der Sollwertanzeige einstellbar ist.
Der Ablauf einer vorgegebenen Sperrzeit wird in bistabilen Kippstufen FF1...FF3 gespeichert, deren Setzeingänge dann Potential erhalten, wenn die Stellung der zugeordneten Kodierschalter ES1...KS3 mit dem Stand des Sperrzeitzählers SZ übereinstimmen.
Die Ausgänge der bistabilen Kippstufen FF1...FFfwerden von einem gemeinsamen Uberschreitungssignal am Punkt E vom Vergleicher durchgeschaltet.
Bei dem Eintreten einer Überschreitung führen jeweils die Ausgänge der bistabilen Kippstufe FF1...FF3 Potential, deren Sperrzeit abgelaufen ist. Dadurch gelangt über die zugeordneten Punkte 23 und/oder 24 und/oder 25 ein Signal zur Steuerung der nicht dargestellten Lastabwurfrelais. Die entsprechenden Lastabwurfrelais werden über Transistorverstärker in die jeweils andere Schaltlage gesteuert.
Zu Beginn einer neuen Meßperiode werden über die Rücksetzeingänge (Punkt R) die bistabilen KippstufenFF1.. .FF3 und der Sperrzeitzähler SZ in die Ausgangslage gesteuert.
Die Schaltschwelle der Sicherheitsabschaltung wird beispielsweise auf 95 % des in einer Meßperiode zulässigen Energieverbrauches festgelegt. Das bedeutet, daß bei Erreichen dieses Istwertes und gleichzeitiger Maximumüberschreitung eine sofortige Schaltung der Lastabwurfrelais ohne Berücksichtigung der Sperrzeitwerte durch die Abschalteinrichtung (AE, Fig. 1) vorgenommen wird. Zu diesem Zweck gelangt der Istwert tut95" vom Istzähler ZI über die Punkte 26, durch Dioden Dl.. .D4und einem Widerstand R1 dekodiert, auf einen Inverter IV und somit an sämtliche Setzeingänge der bistabilen Kippstufen FF1...FF3, die die liastabschaltung steuern.
Parallel dazu wird seitens des Vergleichers V das tberschreitungssignal an den Punkt E gegeben. Im Sinne einer logischen UND-Verknüpfung gelangt äe ein Ausgangssignal an sämtliche Punkte 23, 24, 25 der Relaissteuerung.
Während nach einer Unterschreitung des Maximums die Lastabwurfrelais wieder eingeschaltet werden, wobei festgelegt ist, daß die Zuschaltung der Lastabwurfrelais im zeitlichen Abstand zueinander geschieht, ist bei einer Sicherheitsabschaltung eine Wiedereinschaltung während der Meßperiode verhindert.
Bei dem theoretischen Fall, daß sofort nach Beginn einer Meßperiode eine Maximumüberschreitung eintritt, wäre die Einführung von Sperrzeiten sinnlos, wenn ein Wiedereinschalten der Lasten unterbliebe. Aus diesem Grund läuft zu Beginn jeder Meßperiode ein Wiedereinschaltzyklus ohne Rücksicht auf etwaige Maximumüberschreitungen ab.
Tritt indessen während der Wiedereinschaltung der Lastabwurfrelais in einer Meßperiode eine Maximumüberschreitung auf, so wird eine Fangschaltung in Betrieb gesetzt, die das weitere Einschalten der Lastabwurfrelais verhindert. Somit ist eine nur für eine geringe Zeitspanne eintretende Lastein- und -ausschaltung verhindert.
Anstelle eines vorausgesetzten bestimmten Wertes des digitalen Istverbrauchszählers ist auch jede andere, dem Istverbrauch proportionale, ständig auf einem vorgebenen Wert überwachte Größe zur Steuerung der Sicherheitsabschaltung verwendbar.
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Claims

Patentansprüche: e Elektronischer Maximunwächter, der durch dem Energieverbrauch proportionale Impulse eines Impulsgeberzählers gesteuert wird, eine Zeitbasiseinrichtung zur Erzeugung der Sollwertvorgabe, eine Einrichtung zum Einstellen des Ansprechwertes und eine Sicherheitsabschalteinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsabschalteinrichtung aus einem Sperrzeiterzeuger (SE, Fig. 1) und einer Abschalteinrichtung (AE, Fig. 1) besteht, die eine vorgegebene Schwelle des Istverbrauches erkennen und bei Erreichen oder Uberschreiten dieser Schwelle ohne Berücksichtigung programmierter Sperrzeiten sämtliche vom Maximumwächter beeinflußbare Verbraucher abschalten.
2) Elektronischer Maximumwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erkennen der vorgegebenen Schwelle des Istverbrauches der Zählerstand des digitalen Istverbrauchszählers in ein dekodiertes Signal umgesetzt und dieses Signal mit dem die Uberschreitung kennzeichnenden Signal zur Ausschaltung der Verbraucher verknüpft wird.
3) Elektronischer Maximumwächter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wiedereinschalten der Verbraucher während einer Meßperiode nach dem Ansprechen der Sicherheitsabschaltung verhindert ist.
4) Elektronischer Maximumwächter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Schwelle der Sicherheitsabschaltung vorzugsweise 95 % des in einer Meßperiode zulässigen Energieverbrauches beträgt.