DE269160C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

—.Ja 269160 KLASSE 21 c. GRUPPE —.Yes 269160 CLASS 21 c. GROUP

EDWIN BRANDENBURG in BRÜSSEL.EDWIN BRANDENBURG in BRUSSELS.

geschalteten Akkumulatorenbatterie.switched accumulator battery.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Januar 1911 ab.Patented in the German Empire on January 27, 1911.

Bekannt ist die selbsttätige Abtrennung von Generatoren oder Gruppen von Generatoren eines elektrischen Kraftwerkes im Falle einer Betriebsstörung in einer derselben, so daß die Stromlieferung für das Netz nur in der schadhaften Sektion unterbrochen wird. Dieser Gedanke hat durch die vorliegende Erfindung insofern eine Erweiterung erfahren, als durch sie, auch solche teilweise Unterbrechung vermieden wird, indem man in Kraftzentralen (sowohl in Glei.chstromzentralen als auch in Stationen zur Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom), in denen eine Akkumulatorenbatterie zu den verschiedenen Maschinensätzen parallel geschaltet ist, die Batterie im Falle einer Betriebsstörung selbsttätig als Kraftquelle für die von dem schadhaften Maschinensatz gespeisten Kraftverbraucher, und zwar nur für diese Kraftverbraucher, eintreten läßt.The automatic separation of generators or groups of generators is known an electrical power plant in the event of a malfunction in one of the same, so that the Power supply for the network is only interrupted in the defective section. This thought has been expanded by the present invention, as by they, even such partial interruption, is avoided by going into power stations (both in Glei.chstromzentralen and in stations for converting alternating current in direct current), in which an accumulator battery is connected to the various machine sets connected in parallel, the battery automatically acts as a power source in the event of a malfunction for the power consumers fed by the defective machine set, and only for these power consumers.

Hierzu müssen die nicht beschädigten Maschinensätze von der Batterie' abgeschaltet werden, da sie sonst über die Abzweigverbindungen zur Batterie jene Kraftverbraucher unmittelbar speisen und daher überlastet würden. Da aber die einzelnen Maschinensätze bei normalem Betriebe die Batterie aufladen müssen, so dürfen die Verbindungen zwischen dieser und den Maschinensätzen nur im Falle der Überlastung des einen oder anderen der zusammengeschalteten Maschinensätze unterbrochen werden.To do this, the undamaged machine sets must be switched off from the battery otherwise they would be those power consumers via the branch connections to the battery feed immediately and would therefore be overloaded. But there the individual machine sets need to charge the battery during normal operation, the connections between this and the machine sets only in case of overloading one or the other of the Interconnected machine sets are interrupted.

Gemäß der Erfindung wird das angegebene Ziel dadurch erreicht, daß die Akkumulatorenbatterie an besondere Ausgleichschienen angeschlossen ist und in den Verbindungsleitungen der Ausgleichschienen mit den einzelnen Maschinensätzen selbsttätige Unterbrecher vorgesehen sind, deren Magnet wicklungen je in einem Stromkreis liegen, dessen Schließen nur beim gleichzeitigen Ansprechen zweier Relais erfolgt. Diese sind einmal ein Rückstromrelais, welches anspricht, wenn seine Wicklung ein von den Maschinensätzen zur Akkumulatorenbatterie verlaufender Strom durchfließt, sowie ein Maximalrelais, welches zur Wirkung kommt, wenn die Stromstärke des betreffenden Generators einen bestimmten Wert überschreitet. Damit der Unterbrecher das Abtrennen des Maschinensatzes jeweils selbsttätig bewirkt, muß also sowohl der Strom der einzelnen Generatoren einen bestimmten Grenzwert überschreiten, als auch der Strom in dem Unterbrecher von dem Maschinensatz gegen die Batterie gerichtet, also ein Ladestrom sein, während der Unterbrecher für alle aus der Batterie in das Netz gelieferten Ströme geschlossen bleibt.According to the invention, the stated object is achieved in that the accumulator battery is connected to special compensation rails and in the connecting lines the compensating rails with the individual machine sets are provided with automatic breakers are whose magnet windings are ever in a circuit whose closing only takes place when two relays respond at the same time. These are once a reverse current relay, which responds when its winding is one of the machine sets to the accumulator battery running current flows through, as well as a maximum relay, which takes effect comes when the current intensity of the generator in question exceeds a certain value. So that the interrupter automatically disconnects the machine set, both the current of the individual generators exceed a certain limit value, as well as the current in the interrupter of the machine set directed against the battery, so a charging current be while the breaker for all currents supplied from the battery into the network remains closed.

Zur Erläuterung einer solchen Einrichtung diene zunächst die Fig. 1.1 will first serve to explain such a device.

■ Wird in einer Station Wechselstrom in Gleichstrom umgeformt, so kann jede der Gruppen eine bestimmte Anzahl von Motoren■ If alternating current is converted into direct current in a station, each of the Groups a certain number of engines

umfassen, ζ. B. für Dreiphasenstrom, welche die Gleichstromgeneratoren zur Speisung der Kraftverbraucher antreiben. Die Gruppe, die beispielsweise in Fig. ι dargestellt ist, umfaßt die beiden Drehstrommotoren ι und 2 zum Antrieb der Generatoren 3 und 4, welche, wie gebräuchlich, mit Maximalausschaltern 5 versehen sind. Die Generatoren 3, 4 geben ihren Strom an die nur zu dieser Gruppe gehörenden Sammelschienen 6 und 7 ab, an welche die Stromverbraucher 10 angeschlossen sind. Die Schienen 6 und 7 sind anderseits auch mit den Ausgleichschienen 8 und 9, den Entladeschienen der Akkumulatorenbatterie 11, durch die Leitungen 12, 13 verbunden, in welche ein selbsttätiger Unterbrecher 14 eingesetzt ist, dessen Magnetwicklung 15 im Stromkreise einer Hilfsbatterie 16 liegt. Das Schließen dieses Stromkreises erfolgt über zwei in Reihe geschaltete Kontakte, von denen der eine durch ein Rückstromrelais 17, dessen Stromspule an einem in die Leitung 13 eingesetzten Nebenschluß 18 liegt und das sich bloß beim Durchgang eines Stromes in der Richtung des Pfeiles 19 schließt, der andere in einem der beiden Parallelstromzweige 20 oder 21 durch ein Maximalrelais 22 oder 23, deren Spulen je an die Klemmen eines in die Sammelschiene 6 eingesetzten Nebenschlusses angeschlossen sind, überwacht wird. Da die Relais 22 und 23 ihre Kontakte nur dann schließen, wenn der eine oder der andere der Generatoren 3, 4 überlastet ist, bleibt der Unterbrecher 14 bei normalem Betrieb geschlossen, trotz des Durchganges eines im Sinne des Pfeiles 19 fließenden Stromes zur Ladung der Batterie 11, der den Kontakt des Rückstromrelais 17 geschlossen hält. Tritt aber in einer der anderen Gruppen eine Betriebsstörung ein, die eine Überlastung eines der beiden Generatoren 3, 4 verursacht, so schließt das zugehörige Relais 22 oder 23 seinen Kontakt ebenfalls und damit den Stromkreis der Batterie 16, die Strom in die Magnetwicklung 15 sendet, wodurch der Unterbrecher 14 geöffnet und die Akkumulatorenbatterie 11 von dieser Gruppe abgeschaltet wird.include, ζ. B. for three-phase electricity, which the DC generators to feed the Drive power consumers. The group, which is shown for example in Fig. Ι, includes the two three-phase motors ι and 2 to drive the generators 3 and 4, which how common, with maximum switches 5 are provided. The generators 3, 4 give their Current to the busbars 6 and 7 belonging only to this group, to which the power consumers 10 are connected. The rails 6 and 7 are on the other hand too with the equalizing rails 8 and 9, the discharge rails of the accumulator battery 11, connected by the lines 12, 13, in which an automatic breaker 14 is used is, whose magnet winding 15 is in the circuit of an auxiliary battery 16. That This circuit is closed via two contacts connected in series, one of which is the one by a reverse current relay 17, the current coil of which is inserted into the line 13 on one Shunt 18 is and that is only when a current passes through the The direction of arrow 19 closes, the other in one of the two parallel flow branches 20 or 21 by a maximum relay 22 or 23, the coils of which are each connected to the terminals of one in the Busbar 6 inserted shunt are connected, is monitored. Since the Relays 22 and 23 only close their contacts when one or the other of the Generators 3, 4 is overloaded, the breaker 14 remains closed during normal operation, despite the passage of a current flowing in the direction of arrow 19 to the Charge the battery 11, which keeps the contact of the reverse current relay 17 closed. Kick but in one of the other groups there is a malfunction resulting in an overload of one of the two generators 3, 4, the associated relay 22 or 23 closes its contact also and thus the circuit of the battery 16, the current in the magnet winding 15 sends, whereby the breaker 14 opens and the accumulator battery 11 is switched off by this group.

Eine solche Anlage ist für mehrere Gruppen in Fig. 2 dargestellt, in der die vier Generatoren a, b, c, d der Zentrale über selbsttätige Unterbrecher e, f, g, h mit den Ausgleichschienen i der Akkumulatorenbatterie k verbunden, aber weitere gemeinsame Haupt-Sammelschienen nicht vorgesehen sind. Arbeiten nun alle vier Generatoren gemeinsam auf das Netz, und gelangt aus· irgendeinem Grunde einer von ihnen, c z. B., zum Stillstand, so öffnen sich die drei Unterbrecher e, f, h infolge Überlastung ihrer Generatoren a, b, d, wie bei Fig. 1, und unterbrechen die Verbindungen zwischen diesen und den Ausgleichschienen i der Batterie k, während der Unterbrecher g des Generators c geschlossen bleibt, da dessen Stromverbraucher sofort von der Batterie k gespeist werden, das Rückstromrelais also nicht anspricht. Die Batterie k gibt also nur an die vorher von dem schadhaften Generator c gespeisten Kraft verbraucher Strom ab; die anderen erhalten nach wie vor von ihren Generatoren Strom. Eine Unterbrechung in der Stromlieferung findet demnach in diesem Falle nicht statt.Such a system is shown for several groups in Fig. 2, in which the four generators a, b, c, d of the control center via automatic breakers e, f, g, h connected to the equalizing bars i of the accumulator battery k , but other common main -Busbars are not provided. Now all four generators work together on the network, and for some reason one of them, c z. B., to a standstill, the three breakers e, f, h open due to overloading their generators a, b, d, as in Fig. 1, and interrupt the connections between these and the equalizing bars i of the battery k, during the breaker g of the generator c remains closed, since its power consumers are immediately fed by the battery k , so the reverse current relay does not respond. The battery k is therefore only to the power consumer previously fed by the defective generator c; the others still get power from their generators. There is therefore no interruption in the supply of electricity in this case.

Wenn man aber annimmt, daß im Augenblicke der Störung nur die beiden Generatoren α und c die Speisung des ganzen Netzes teils unmittelbar, teils über die Ausgleichschienen i besorgten, so wird infolge des Stillstandes des Generators c der Generator a überlastet und sein Unterbrecher e wie vorher geöffnet, wogegen die Unterbrecher g ebenfalls wie vorher, weiter aber auch f und h von den Generatoren b und d geschlossen bleiben, da deren Kraft verbraucher durch die Generatoren α und c gespeist wurden, infolgedessen der Strom von den Ausgleichschienen i bereits gegen das Netz gerichtet war und die Rückstromrelais nicht ansprechen ■ konnten. Die Akkumulatorenbatterie wird daher jetzt zur Speisung der Kraft verbraucher' der drei Generatoren b, c und d herangezogen und hierdurch überlastet, so daß ihre sonstigen Sicherheitsvorrichtungen in Tätigkeit treten. In diesem Falle findet also eine teilweise ,Unterbrechung der Stromlieferung an das Netz statt.If one assumes, however, that at the moment of the disturbance only the two generators α and c supply the entire network partly directly, partly via the equalizing rails i , then as a result of the standstill of the generator c, the generator a is overloaded and its interrupter e as before open, whereas the breaker g also as before, but also f and h of the generators b and d remain closed, since their power consumers were fed by the generators α and c , as a result of which the current from the equalizing bars i is already directed against the network and the reverse current relay could not ■ respond. The accumulator battery is therefore now used to feed the power consumers' of the three generators b, c and d and thereby overloaded, so that their other safety devices come into action. In this case there is a partial interruption in the supply of electricity to the grid.

Die Anordnung nach Fig. 1 und 2 eignet sich, wie aus Obigem hervorgeht, nur für die zu den Ausnahmefällen gehörenden Anlagen mit konstantem Verbrauch, wo also immer die gleiche Anzahl von Generatoren zusammen arbeitet. Ist dies, wie gewöhnlich, nicht durchführbar oder nicht zweckmäßig, dann wird der geschilderte Übelstand durch die Hinzufügung folgender Sicherheitseinrichtung vermieden, nämlich gemäß Fig. 3 durch das Anschließen der verschiedenen Gruppen von Generatoren außer an die Ausgleichschienen i noch an Hauptsammeischienen I, die mit selbsttätigen Sektionsschaltern m, η, ο, φ versehen sind. Diese Schaltung werde zunächst an no Hand von Fig. 4 erläutert.The arrangement according to FIGS. 1 and 2 is, as can be seen from the above, only suitable for the systems with constant consumption belonging to the exceptional cases, where the same number of generators always work together. If this is, as usual, is not feasible or not practical, the described inconvenience is avoided by adding the following safety device, namely as shown in FIG. 3 by the connection of the different groups of generators except at the bonding bars i yet Hauptsammeischienen I, with automatic Section switches m, η, ο, φ are provided. This circuit will first be explained with reference to FIG. 4.

Gemäß Fig. 4 sind die Generatoren 3 und 4 jeder Sektion an die Hauptsammeischienen 6 und 7 angeschlossen, die vorzugsweise ringförmig ausgebildet und mit selbsttätigen Sektionsschaltern 24 versehen sind. Die Maximalrelais 22 und 23 der Generatoren 3 und 4 sowie die sämtlicher anderen Generatoren sind durch Leiter 20 und 21 mit den allen Sektionen gemeinsamen Leitern 27 und 28 verbunden, die an die Pole einer Batterie 16 unter Einschaltung einer Spule 29 angeschlos-According to FIG. 4, the generators 3 and 4 of each section are connected to the main busbars 6 and 7 connected, which are preferably ring-shaped and with automatic section switches 24 are provided. The maximum relays 22 and 23 of the generators 3 and 4 as well as those of all other generators are connected by conductors 20 and 21 to conductors 27 and 28 common to all sections, which are connected to the poles of a battery 16 with the switching on of a coil 29

sen sind. Die Spule 29 steuert den Schalter 30, welcher den einen Pol der Batterie 16 an den dritten gemeinsamen Leiter 26 legt. Von den Leitern 26 und 28 zweigen sowohl die Stromkreise der Auslösemagnetspulen 15 der Unterbrecher 14 ab, welche in jeder Sektion über die Kontakte des Rückstromrelais 17 geführt sind, als auch die Stromkreise der Auslösemagnetspulen 25 der Sektionsschalter 24, deren jeder Sperrkontakte 31 und 32 enthält. Letztere werden durch die Sicherheitsschalter 5 der entsprechenden Generatoren 3 und 4 oder die Schalter für deren Erregerstromkreise gesteuert und sind daher nur dann geschlossen, wenn die Generatoren in Tätigkeit sind.sen are. The coil 29 controls the switch 30, which controls one pole of the battery 16 the third common conductor 26 lays. From the ladders 26 and 28 both branch off Circuits of the tripping solenoids 15 of the breaker 14, which in each section are guided via the contacts of the reverse current relay 17, as well as the circuits of the tripping solenoid coils 25 of the section switch 24, each of which contains blocking contacts 31 and 32. The latter are through the safety switch 5 of the corresponding generators 3 and 4 or the Switches for their excitation circuits are controlled and are therefore only closed when the generators are in operation.

Wenn nun der oder die Generatoren 3 und 4 durch irgendeine Störung an den Generatoren einer anderen Gruppe überlastet werden, so sprechen das Relais 22 oder 23 oder beide an und schließen den Stromkreis der Batterie 16 über die Spule 29; diese wird erregt und zieht ihren Anker 30 an, so daß die Batterie 16 an die Leitungen 26 und 28 geschaltet wird. Da die beiden Sperrkontakte 31 und 32 oder nur einer von ihnen infolge der Tätigkeit der Generatoren 3 und 4 oder nur eines von ihnen geschlossene sind, fließt ein Strom durch die Spule 25 (rechts in Fig. 4), und die öffnung des zugehörigen Sektionsschalters 24 wird dadurch herbeigeführt. Wenn die Generatoren der benachbarten Gruppe an der linken Seite in Fig. 4 nicht arbeiten, so kann kein Strom durch diese Spule 25 infolge des Offenstehens der zugehörigen Sperrkontakte hindurchgehen; der betreffende Sektionsschalter 24 wird daher nicht ausgelöst, so daß jene Gruppe durch die Hauptsammeischienen 6 und 7 an die erst ere angeschlossen bleibt. Das gleiche gilt von den weiter nach links gelegenen Gruppen bis zu derjenigen, die ebenfalls einen oder mehrere arbeitende Generatoren enthält. Diese Gruppe wird in derselben Weise wie die erste abgeschaltet. In den verbunden bleibenden Gruppen floß aber zur-Batterie 11 ein Ladestrom im Sinne des Pfeiles 19, so daß die entsprechenden Rückstromrelais 17 ihre Kontakte geschlossen hatten. Die SpulenIf the generator or generators 3 and 4 are caused by any fault in the generators another group are overloaded, the relay 22 or 23 or both respond and complete the circuit of the battery 16 via the coil 29; this is excited and attracts its armature 30, so that the battery 16 is connected to lines 26 and 28 will. Since the two blocking contacts 31 and 32 or only one of them as a result of the activity of the generators 3 and 4 or only one of them are closed, a current flows through the coil 25 (on the right in FIG. 4) and the opening of the associated section switch 24 is thereby brought about. If the generators of the neighboring group are connected to the left side in Fig. 4 do not work, so no current can through this coil 25 as a result of the Go through when the associated locking contacts are open; the relevant section switch 24 is therefore not triggered, so that that group through the main busbars 6 and 7 remains connected to the former. The same is true of those further to the left Groups up to those who also have one or more working generators contains. This group is switched off in the same way as the first. In the connected remaining groups flowed to battery 11 a charging current in the direction of arrow 19, so that the corresponding reverse current relay 17 had closed their contacts. The spools

' 15 erhielten demnach ebenfalls aus den unter Spannung gesetzten Leitungen 26 und 28 Strom und öffneten die Unterbrecher 14 jener Gruppen. Letztere sind nunmehr sowohl von den übrigen Gruppen als auch von der Batterie abgeschaltet ; ihre Stromverbraucher werden sämtlich von den Generatoren 3 und 4 gespeist. '15 therefore also received from the under Energized lines 26 and 28 current and opened the breakers 14 of those groups. The latter are now switched off both from the other groups and from the battery ; their electricity consumers are all fed by the generators 3 and 4.

Hiernach ist die Anordnung von Fig. 3 leicht verständlich. In dieser sind, wie bei Fig. 4, die Stromkreise für die Auslösespulen der Sektionsschalter m, n, 0, p und der Unterbrecher e, f, g, h sowie die zugehörigen Relais an eine allen Sektionen gemeinsame Leitungsgruppe s mit Hilfsbatterie k' angeschlossen. Die Überlastung irgendeines Generators der Anlage bewirkt die Auslösung jedes Unterbrechers e bis h, dessen Rückstromrelais geschlossen ist, aber infolge der Anbringung der Sperrkontakte die öffnung nur derjenigen Sektionsschalter m bis ft, deren Generatoren arbeiten.The arrangement of FIG. 3 can then be easily understood. In this, as in FIG. 4, the circuits for the tripping coils of the section switches m, n, 0, p and the breakers e, f, g, h and the associated relays are connected to a line group s common to all sections with an auxiliary battery k ' . The overload of any generator in the system triggers every breaker e to h whose reverse current relay is closed, but as a result of the attachment of the blocking contacts, the opening of only those section switches m to ft whose generators are working.

Wenn nun die Generatoren α und c in Tatigkeit sind und bei einem von ihnen, c z. B., eine Störung eintritt, dann öffnen sich, wie bei Fig. 4, die Sektionsschalter m und 0 durch die entstehende Überlastung von a, während die Sektionsschalter η und p, die den stillstehenden Generatoren b und d entsprechen, geschlossen bleiben. Da ferner der Generator a die Batterie k über e sowie über η und f geladen hatte, dieser Strom also im Sinne der Pfeile r bei α und b floß, so werden auch die Unterbrecher e und f geöffnet. Dagegen bleiben die Unterbrecher g und h geschlossen, da durch sie infolge der Störung am Generator c, dessen Sicherheitsschalter (5 in Fig. 4) beispielsweise hierbei sich öffnete, sofort Strom von der Batterie k im Sinne der Pfeile q zum Netz hin floß, die Rückstromrelais also ihre Kontakte wieder geöffnet hatten. Auf diese Weise wird die Akkumulatorenbatterie k nur zur Stromlieferung für die Kraftverbraucher des beschädigten Generators c und desjenigen Generators d herangezogen, welcher durch den Sektionsschalter ft mit jenem, c, verbunden ist, während alle anderen Generatoren und deren Kraftverbraucher ohne Störung in der Stromlieferung sich selbsttätig von der Akkumulatorenbatterie k abschalten. Letztere wird also jetzt nicht überlastet und eine Unterbrechung der Stromlieferung an das Netz völlig vermieden. ·ιοοNow if the generators α and c are in action and one of them, c z. B. If a fault occurs, then, as in FIG. 4, the section switches m and 0 open due to the resulting overload of a, while the section switches η and p, which correspond to the stationary generators b and d , remain closed. Furthermore, since the generator a had charged the battery k via e as well as via η and f , so this current flowed in the direction of the arrows r at α and b , the breakers e and f are also opened. In contrast, the interrupter remain g and closed h as c through them due to the fault on the generator, the safety switch (5 in Fig. 4), for example in this case opened, once power from the battery k in the sense of the arrows Q toward the network flowed that Reverse current relays had opened their contacts again. In this way, the accumulator battery k is only used to supply electricity to the power consumers of the damaged generator c and that generator d , which is connected to that, c, by the section switch ft , while all other generators and their power consumers operate automatically without interference in the power supply disconnect from the accumulator battery k. The latter is therefore not overloaded and an interruption in the supply of electricity to the grid is completely avoided. · Ιοο

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beschriebenen und dargestellten Beispiele beschränkt, sondern läßt verschiedene Abänderungen zu, ohne daß das Wesen der Erfindung beeinträchtigt wird.The invention is of course not limited to the examples described and illustrated, but allows various modifications without affecting the essence of the invention.

Claims

Patent claim:

Safety device for electrical line systems divided by section switches with connections for generators and distribution lines between the section switches and with one to the generators accumulator battery connected in parallel, characterized in that the accumulator battery is connected to special Compensating rails is connected, in the connecting lines of the compensating rails with the individual machine sets a reverse current relay, which in one of the machine sets to the accumulator battery running charging current comes into operation, and a (z. B. double-pole) automatic

Interrupter is provided and these interrupters are shared by their reverse current relay and those monitoring the tripping devices of the section switches Maximum relays are monitored in such a way that each only responds at the same time its' reverse current relay and any maximum relay is opened to Purpose, the battery in the event of a malfunction for power delivery only to use the electricity consumers fed by the defective machine set.

For this purpose 2 sheets of drawings.