DE2732379A1 - Geraet zur automatischen uebertragungssteuerung - Google Patents

Description

Dr.-btQ.Emst Stratmann

4 Düsseldorf 1 ■ Schadowplatz 9

Düsseldorf, 15. Juli 1977

Westinghouse Electric Corporation Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Gerät zur automatischen Übertragungs steuerung

Die Erfindung betrifft allgemein elektrische Geräte, insbesondere aber ein Gerät zur automatischen Übertragungssteuerung für die selektive Erregung eines elektrischen Verteilungssystems durch eine Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen.

Bei der Versorgung von industriellen und kommerziellen Einrichtungen mit elektrischer Leistung ist es oft wünschenswert, alternative elektrische Leistungsquellen vorzusehen, um eine ununterbrochene Bedienung sicherzustellen. Manchmal können diese Quellen getrennte Zuführkreise vom Elektrizitätswerk darstellen. In anderen Fällen können ein Dieselgenerator oder auch mehrere Generatoren ale alternative Quelle vorgesehen sein. Es müssen Einrichtungen vorgesehen werden, um das Verteilungssystem zwischen den alternativen Quellen umzuschalten und es ist oft wünschenswert, diese Umschaltfähigkeit zu automatisieren. Falls also die primäre Leistungsquelle ausfallen sollte, wird das Gerät zur automatischen übertragungssteuerung das Verteilungssystem automatisch von der Primärquelle zur alternativen Quelle umschalten. Um die gewünschten Merkmale -für jede individuelle Installation vorzusehen, werden oft viele Optionen vorgeschrieben, einschließlich automatischer RückÜbertragung, wenn die

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Primärquelle wieder zum normalen Zustand zurückkehrt, Zeitverzögerungen vor der Umschaltung, Verriegelungen, um zu verhindern, daß die Last vorübergehend gleichzeitig an beide Quellen angeschlossen ist, automatisches Anlassen von Dieselgeneratoren, Verteilung der Last zwischen den Quellen, usw.

Um ein Gerät zur automatischen übertragungssteuerung für eine bestimmte Anwendung zu schaffen, war es üblicherweise notwendig, für jede Anwendung eine besondere Konstruktion vorzusehen und verschiedene Relais und Bauteile auszuwählen, um die gewünschten Merkmale zu erhalten. Bekannte Geräte zur automatischen übertragungssteuerung besitzen manchmal ein bestimmtes Ausmaß an Flexibilität, erfordern aber oft Hilfsrelais und Hilfsbauteile. Zusätzlich benötigten bekannte Geräte zur automatischen übertragungssteuerung, die elektromechanische logische Bauteile verwendeten, erhebliche Leistungen. Es wäre wünschenswert, ein Gerät zur automatischen übertragungssteuerung zu schaffen, das ausreichend flexibel ist, um einen weiten Bereich von übertragungssteuerungsanwendungen zu handhaben, einschließlich sowohl Anordnungen mit zwei Trennern uud drei Trennern, die zwei Quellen und zwei Lasten aufweisen.

Bei den bekannten Einrichtungen war es' oft auch schwierig, die Betriebsfähigkeit des Gerätes sicherzustellen, ohne daß eine übertragung ausgelöst wurde. Es wäre daher wünschenswert, ein Gerät zur automatischen übertragungssteuerung zu schaffen, das Einrichtungen zum überprüfen des Gerätes besitzt, ohne daß tatsächlich eine übertragung ausgelöst werden müßte.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zur automatischen übertragungssteuerung zu schaffen, das die oben angegebenen Verbesserungen aufweist und insbesondere Signale erzeugt, die zugehörige Schaltkreistrenner veranlaßt, selektiv ein elektrisches Verteilungsnetzwerk von einer Mehrzahl von elektrischen Leistungsquellen aus mit Energie zu versorgen.

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Die Erfindung wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs gelöst, besteht also aus einem Gerät zur automatischen übertragungssteuerung für die selektive Versorgung eines elektrischen Verteilungsnetzwerkes von einem Paar von elektrischen Leistungsquellen durch zugehörige Schaltkreistrenner, wobei folgende Merkmale vorgesehen sind: erste Quellenabfühleinrichtungen zur Ermittlung der elektrischen Parameter an einer der elektrischen Leistungsquellen; zweite Quellenabfühleinrichtungen zur Ermittlung der elektrischen Parameter an der anderen elektrischen Leistungsquelle; mehrere Einrichtungen zur Erzeugung von Ausgangssteuersignalen für zugehörige Schaltkreisunterbrecher zur selektiven Verbindung und Abtrennung der elektrischen Leistungsquellen mit und von dem Verteilungsnetzwerk, wobei erfindungswesentlich ist, daß das Gerät elektronische Digitallogikeinrichtungen umfaßt, um die Signalgeneratoreinrichtungen aufgrund von Änderungen der elektrischen Parameter zu aktivieren, die von den Abfühleinrichtungen ermittelt wurden, außerdem durch Einrichtungen zum Programmieren der logischen Einrichtungen, um automatisch die Signalgeneratoreinrichtungen zu veranlassen, irgendeines der vorbestimmten Sätze von Ausgangssignalkombinationen aufgrund eines vorbestimmten Satzes von elektrischen Parametern an den elektrischen Leistungsquellen zu erzeugen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt ist.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines elektrischen Verteilungssystems mit zwei alternativen Quellen für elektrische Leistung, wobei das System zwei Schaltkreistrenner zur Versorgung einer einzigen Last verwendet;

Fig. 2 ein Blockdiagramm eines elektrischen Verteilungssystems unter Anwendung von zwei alternativen Quellen für elektrische Leistung und drei Schaltkreistrennern zur Versorgung von zwei Lasten;

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Fig. 3A eine schematische Darstellung zur Erläuterung der äußeren Verbindungen mit einem automatischen Ubertragungssteuerungsgerät, das die erfindungsgemäßen Prinzipien anwendet;

Fig. 3B ein Funktionsschema zur Darstellung des Signalflusses durch die Einrichtung der Fig. 3A;

Fig. 3C ein detailliertes Funktionsschema zur Darstellung des Signalflusses durch die Spannungs-, Frequenz- und Zeitsteuerlogik der in den Fig. 3A und 3B dargestellten Einrichtung;

Fig. 4 ein schematisches Diagramm der Leistungsversorgungsschaltung des automatischen übertragungsSteuerungsgerätes der Fig. 3B;

Fig. 5 ein schematisches Diagramm der Spannungsabfühllogikschaltung der Einrichtung der Fig. 3B;

Fig. 6 ein Vektordiagramm der durch die Schaltung der Fig. gemessenen Spannungen;

Fig. 7 ein Schemadiagramm der Frequenzabfühllogikschaltung; Fig. 8 ein Schemadiagramm der Haupttrennerlogikschaltung; Fig. 9 ein Schemadiagramm der Zeitsteuerlogikschaltung;

Fig. 10 ein Schemadiagramm der Verbindungstrennerlogikschaltung;

Fig. 11 ein Schemadiagramm der ATC-Steuerlogikschaltung; Fig. 12 ein Schemadiagramm der Interfaceschaltung; und

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Fig. 13 eine perspektivische Ansicht des automatischen Übertragungssteuerungsgerätes.

1. Allgemeine Beschreibung

In Fig. 1 ist ein mehrphasiges elektrisches Verteilungssystem einschließlich einer automatischen Übertragungssteuereinrichtung 12 (im folgenden als ATC = automatic transfer control device bezeichnet) dargestellt, die die Prinzipien der vorliegenden Erfindung umfaßt. Das System 10 enthält eine mehrphasige elektrische Last 14, die ein einziges Gerät wie ein Computer oder auch ein viel größeres Gebilde, wie eine Fabrik, ein Krankenhaus oder ein Einkaufszentrum sein kann. Die Last 14 wird von einer von zwei alternativen mehrphasigen elektrischen Quellen und 18 versorgt, die aus Transformatoren oder auch aus dieselangetriebenen elektrischen Generatoren bestehen können. Die Quellen 16 uud 18 sind selektiv mit der Last 14 über erste und zweite Hauptkreistrenner 52-1 und 52-2 verbunden. Die Schaltkreistrenner 52-1 und 52-2 werden durch die automatische Übertragungssteuereinrichtung (ATC) 12 gemäß dem Zustand der Quellen 16 und 18 betätigt. Die automatische übertragungssteuerung 12 ermittelt die elektrischen Bedingungen an den Quellen 16 und 18 über die Verbindungen 24 und 26. Die Parameter, die von der ATC ermittelt werden, umfassen Spannung an jeder Phase, Phasenfolge und Frequenz. Logische Schaltungen innerhalb der ATC bewirkt eine Auswahl der Quelle von höherer Qualität zur Versorgung der Last 14 mit Leistung.

Fig. 2 zeigt ein mehrphasiges elektrisches Verteilungssystem 11 ähnlich zu dem System 10 der Fig. 1. Beim System 11 gibt es jedoch zwei elektrische Lasten 28 und 30, die mittels einer Querverbindung 32 miteinander verbunden sind. Ein Querverbindungstrenner 52-T ist vorgesehen, um die zwei Lasten 28 und 30 selektiv anzuschließen.

Beim System 11, das in Fig. 2 dargestellt ist, sind mehrere Konfigurationen möglich. Wenn beide Haupttrenner 52-1 und 52-2

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geschlossen sind und der Querverbindungstrenner 52-T offen ist, wird die erste Last 28 mit der ersten Quelle 16 und die zweite Last 30 mit der zweiten Quelle 18 verbunden. Alternativ werden beide Lasten 28 und 30 von der Quelle 18 versorgt, wenn der erste Haupttrenner 52-1 offen und der zweite Haupttrenner 52-2 sowie der Querverbindungstrenner 52-T geschlossen sind. Ist der Haupttrenner 52-1 und der Querverbindungstrenner 52-T geschlossen und der Haupttrenner 52-2 offen, werden beide Lasten und 30 von der Quelle 16 versorgt.

Die ATC 12 umfaßt Spannungs- und Frequenzmeßfühler für jede Quelle, wobei die Meßfühler über Potentialtransformatoren an der zugehörigen Quelle angeschlossen sind. Mehrere Eingangsund Ausgangsanschlüsse sind vorgesehen, um die ATC mit Informationen hinsichtlich des Zustandes (offen oder geschlossen) von zugehörigen Kreistrennern, der gewünschten Tätigkeit, die bei Versagen der Quellen vorgenommen werden soll, die Art des gesteuerten Verteilungssystems, usw., zu versorgen. Ausgänge der ATC umfassen Schließ- und Auslösesignale für jeden Trenner sowie Generatorstartsignale. Jedes Eingangssignal beträgt 120 V Wechselstrom, um eine hohe Immunität gegen Rauschen zu erhalten und wird durch Interfaceschaltungen auf 12V Gleichstrom umgesetzt, um Kompatibilität mit der logischen Schaltung zu erhalten. Die Ausgangssignale stellen ebenfalls 120 V Wechselspannung dar.

Die ATC ist über Leistungstransformatoren mit jeder Quelle verbunden und enthält logische Verknüpfungsschaltungen, um die beste Quelle für die Versorgung der ATC mit Steuerleistung auszuwählen.

Mehrere Taktsteuerfunktionen sind vorgesehen, um die Auswahl eines weiten Bereiches von zeitverzögerten Übertragungen und Steuerungsvorgängen zu ermöglichen. Diese Zeitsteuerfunktionen werden durch mehrere Oszillatoren geliefert, wobei für jede Funktion ein Oszillator vorgesehen ist und jeder Oszillator mit einem gemeinsamen Digitalzähler verbunden ist. In den

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Fig. 3A, 3B und 3C ist ein schematisches Funktionsdiagramm der ATC 12 dargestellt, die mit einem elektrischen Verteilungsnetzwerk mit drei Trennern und vier Drähten verbunden ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Der ATC 12 ist über dreiphasige Potentialtransformatoren 40, 42 und über Phasenleiter und neutrale Leiter 44, 46 mit der ersten und der zweiten elektrischen Quelle 16 bzw. 18 (in Fig. 3A nicht gezeigt) verbunden. Ein Betriebswahlschalter 43 ist an der unteren linken Seite der Fig. 3A dargestellt, der vorgesehen ist, um die ATC 12 zwischen automatischem Betrieb, manuellem Betrieb und Testbetrieb umzuschalten. Die Potentialtransformatoren 40 und 42 liefern Spannungs- und Frequenzeingänge von den entsprechenden Quellen, um durch die Eingangsanschlüsse A9 bis A12 und B1 bis B4 an die ATC ein Signal zu liefern, um festzustellen, ob sich die Quelle auf normaler Spannung und normaler Frequenz befindet und die richtige Phasendrehung aufweist. Normale Spannung wird definiert als die minimale Betriebsspannung, bei der der Benutzer das System zu betreiben wünscht, wie es von den Spannungsaufnahmerheostaten 44 ausgewählt ist.

Die ATC umfaßt zwei identische Schaltungssätze für Spannungs-, Frequenz- und Taktsteuerlogik, Steuerleistungslogik, Steuerleistungsausgang, Hilfsübertragungseingang und Generatorstartlogik mit jeweils einem Schaltungssatz für jede Quelle. Zusätzlich enthält die ATC Schließ- und Auslöseausgangssignalfähigkeiten für jeden der zwei Trenner sowie für den Querverbindungstrenner, obwohl die Querverbindungstrennerfähigkeit nicht bei jeder Anwendung benutzt werden mag. Die Einrichtungen zur Anpassung der ATC für den Betrieb sowohl mit Systemen mit zwei Trennern als auch mit Systemen mit drei Trennern wird in größeren Einzelheiten im folgenden noch beschrieben.

2. Betriebsbeschrelbung

2.1 Spannungs- und Phasenmeßfühlereingänge

Jeder Quelleneingang umfaßt zwei Programmierschalter, um die

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Spannung und die Verdrahtungkonfiguration des daran angeschlossenen Systems festzulegen. Die Programmierschalter PS-9 und PS-1O wählen entweder dreidrähtige (drei Phasenleiter) oder vierdrähtige (drei Phasenleiter und ein neutraler Leiter) Systeme; die Programmierschalter PS-11 und PS-12 wählen entweder 120 V oder 69 V als Eingangsspannungspegel. Somit gibt es vier unterschiedliche Möglichkeiten, um die Spannungs- und Frequenzeingänge A9 bis Ά12 und B1 bis B4 anzuschließen:

1) Für Anwendung bei einer Systemspannung von 480/277 V unter Anwendung von drei Potentialtransformatoren (PT) mit einem 4:1 Verhältnis, angeschlossen Y-Y. Der Eingang der Sekundärwicklung der PT's wird eine Vierdrahtverbindung sein, wobei die Spannung an der Sekundärwicklung der PT's 69 V beträgt, Phase an Masse. Die Programmierschalter werden dann für vierdrähtigen 69 V-Betrieb eingestellt.

2) Für Anwendung bei einer Systemspannung von 480/277 V unter Anwendung von drei PT's mit einem Verhältnis von 2,4:1, angeschlossen Y-Y. Der Eingang der Sekundärwicklung der PT's wird eine Vierdrahtverbindung sein, wobei die Spannung der PT's 120 V beträgt, Phase an Masse. Die Programmierschalter werden dann für vierdrähtigen 120 V-Betrieb eingestellt.

3) Für Anwendung bei einer Systemspannung von 208/120 V mit keinen PT's. Verbindung mit den Quellen erfolgt vierdrähtig, wobei die Spannung 120 V beträgt, Phase an neutralen Leiter. Die Progammierschalter sind dann für vierdrähtigen 120 V-Betrieb eingestellt.

4) Für Anwendung mit einer Systemspannung von 480 V unter Verwendung von zwei PT's mit einem Verhältnis von 4:1, angeschlossen im offenen Dreieck. Der Eingang der Sekundärwicklung der PT's wird eine dreidrähtige Verbindung sein, wobei die Spannung der Sekundärwicklung der PT's 120 V beträgt, Phase an Masse. Die Programmierschalter werden dann für dreidrähtigen 120 V-Betrieb eingestellt.

Vier LED's (lichtemittierende Dioden) werden für jede Quelle vorgesehen. Wenn sie erleuchtet sind, zeigen die LED's an, daß

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die Phasenfolge richtig ist. Die anderen drei LED's sind mit Phase A, Phase B und Phase C markiert und werden erleuchtet, wenn die entsprechenden Phasenspannungen normal sind. Wenn beispielsweise an Phase A ein Spannungsverlust auftritt, während Phase B und Phase C weiter an normaler Spannung liegen, würde die LED der Phase A erlöschen und anzeigen, daß die Phase A unterhalb der normalen Spannung liegt. Die LED's der Phasen B und C würden weiterhin erleuchtet sein.

Zwei Spannungseinstellende Potentiometer sind für jede Quelle für Spannungsaufnahme bzw. Spannungswegfall vorgesehen. Die Aufnahmespannung ist die Spannungshöhe, auf die eine Phasenspannung ansteigen muß, damit die ATC diese Spannung als zum normalen Zustand zurückgekehrt betrachtet. Das Spannungsaufnahmepotentiometer ist von 90 bis 98 % der Nennspannung einstellbar. Das Spannungsabfallpotentiometer ist von 65 bis 90 % der Nennspannung einstellbar.

2.2 Frequenzmeßfühlerlogik

Der Eingang für die Frequenzmeßfühlerlogik wird intern im ATC von den Spannungseingängen A9 bis A12 und B1 bis B4 erhalten. Wie die Spannungseingänge arbeitet die Frequenzmeßfühlerlogik bei 120 V, 60 Hz oder 69 V, 60 Hz. Die Logik erkennt sowohl Unterfrequenz- als auch überfrequenzbedingungen, mit einem Bereich von 50 bis 70 Hz. Sowohl die unterhalb als auch die oberhalb liegenden Ausfallpunkte besitzen unabhängige Aufnahmedifferentiale innerhalb des Bereichs der Ausfallpunkte. Der Aufnahmepunkt und der Abfallpunkt (Unterfrequenz und Oberfrequenz) plus die Differentiale werden für die jeweilige Anwendung ausgewählt; sind sie einmal gewählt, können sie nicht geändert werden.

Der Unterfrequenzabfallpunkt kann irgendwo innerhalb des Bereiches von 50 bis 59 Hz ausgewählt werden. Das Aufnahmedifferential muß dann an einem Punkt ausgewählt werden, der höher ist als der Abfallpunkt, aber geringer als 61 Hz ist. Wenn beispielsweise der Unterfrequenzausfallpunkt auf 54 Hz gelegt ist, muß

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das Aufnahmedifferential zwischen 54 und 61 Hz ausgewählt werden.

Der Uberfrequenzausfall kann irgendwo im Bereich von 61 bis 70 Hz ausgewählt werden. Das Aufnahmedifferential muß dann an einem Punkt ausgewählt sein, der geringer als der Ausfallpunkt und höher als 59 Hz ist. Wenn beispielsweise der Uberfrequenzausfallpunkt mit 65 Hz ausgewählt ist, muß das Aufnahmedifferential zwischen 59 und 64 Hz ausgewählt sein.

Eine LED ist vorgesehen, die bei Erleuchtung anzeigt, daß die Frequenz sich innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen von sowohl dem Oberfrequenzausfallpunkt als auch dem Unterfrequenzausfallpunkt befindet.

Wenn eine Frequenzabfühlung nicht gewünscht wird, kann diese Logik weggelassen werden und die ATC nimmt dann an, daß Normalfrequenz herrscht.

Die Frequenzlogik kann zwei Grundfunktionen ausführen, die für jede Quelle durch die Programmierschalter PS-7 bzw. PS-8 ausgewählt wird.

1. "Verhindere nur das Schließen" - mit dem Betriebsauswahlschalter 43 in automatischer Stellung wird entweder eine Zwei- oder eine Dreitrenneroperation festgelegt und eine Quelle normalerweise entregt sein (beispielsweise der Notgenerator) , eine niedrige Spannung an der normalen Quelle wird zu einem Signal führen, das ausgeschickt wird, um den Generator anzulassen. Wenn der Generator auf die richtige Spannung hochläuft, aber die Frequenz sich nicht innerhalb des richtigen Betriebsbereichs, der ausgewählt wurde, befind*, wird der Generatorquellenhaupttrenner daran gehindert, sich automatisch zu schließen, bis die Frequenz den richtigen Betriebsbereich erreicht hat.

2. "Automatische übertragungsfunktion" - mit dem Betriebswahlschalter in automatischer Stellung und bei festgelegter

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Zwei- oder Dreitrenneroperation und wenn beide Quellen oder nur eine Quelle normalerweise erregt ist, wird, wenn die Frequenz an einer eine Last versorgenden Quelle über die Grenzen des normalen Betriebsbereichs ansteigt oder abfällt, nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung (wie sie von der noch zu beschreibenden Ein- und Ausverzögerungszeitsteuerung festgelegt wird) der Haupttrenner an der fehlerhaften Quelle auslösen und eine Ubertragungsoperation zur alternativen Quelle, wie sie programmiert ist, auftreten.

2.3 Manuelle Trennerschließung (Eingänge)

Anschlüsse A2 - Trenner 52-1
B10 - Trenner 52-2
C3 - Trenner 52-T

Diese Eingänge ermöglichen das elektrische Schließen der Trenner mit Hilfe eines Steuerschalters, Druckknopfes oder mit einer anderen manuell betätigten Steuereinrichtung und sind nur wirksam, wenn der Betriebswahlschalter 43 sich in manueller Stellung befindet. Wenn ein Wechselstrom von 120 V an irgendeinem dieser Anschlüsse erscheint, wird die ATC ein 120 V Wechselstromausgangssignal am entsprechenden "Schließ"-Ausgang A6, B7 oder C5 erzeugen.

Eine LED ist vorgesehen, um das der Ausgangssignalgeneratorschaltung zugeführte logische Signal anzuzeigen. Die LED wird erleuchtet sein, wenn ein logisches Signal "Schließe den Trenner" der Interfaceschaltung zugeführt wird, die für den Trenner das "Schließ"-Kommando über 120 V für den Generator erzeugt. Es gibt jedoch Zeiten, wenn die LED erleuchtet ist, obwohl der Trenner offen bleibt. Wenn beispielsweise durch den manuellen Steuerscblter oder durch ein automatisches Ubertragungssignal die ATC veranlaßt wird, den Trenner zu schließen, aufgrund einer Fehlfunktion der Trenner sich jedoch nicht schließt, wird die LED erleuchtet und anzeigen, daß die ATC-Logik Anweisung zur Schließoperation gegeben hat.

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2.4 Manuelle Trennerauslösung (Eingänge)

Anschlüsse A1 - Trenner 52-1
B9 - Trenner 52-2
C1 - Trenner 52-T

Diese Eingänge sorgen für die elektrische Auslösung der Trenner mit Hilfe eines Steuerschalters, Druckknopfes oder anderer manuell betätigter Steuereinrichtungen und sind nur wirksam, wenn sich der Betriebsauswahlschalter 43 in manueller Stellung befindet. Wenn eine 120 V-Wechselspannung an irgendeinem dieser Anschlüsse erscheint, wird die ATC an dem entsprechenden "Auslöse" -Ausgangsanschluß A7, B8 oder C6 ein 120 V-Wechselstromausgangssignal erzeugen. Eine LED ist vorgesehen, um anzuzeigen, daß der Ausgangsschaltung, die das 120 V-Auslosesignal für das Trennerauslöserelais oder die Auslösespule erzeugt, das logische Signal zugeführt wird. Wenn der Trenner ausgelöst ist, wird die LED erleuchtet. Wiederum, wie bereits beschrieben, ist es möglich, daß die LED erleuchtet ist, obwohl der Trenner geschlossen bleibt.

2.5 Automatische HilfsÜbertragung

A5 - Quelle Nr. 1 an Quelle Nr. 2
B9 - Quelle Nr. 2 an Quelle Nr. 1

Diese Eingänge sind vorgesehen für den Fall, daß eine automatische Übertragung durch andere Einrichtungen als durch die in der ATC-Einrichtung vorgesehenen Spannungs- und Frequenzmeßfühler ausgelöst werden muß, beispielsweise durch externe Relaiswirkung bei einem komplizierten System.

Ein diesem Eingang zugeführtes 120 V-Wechselstromsignal veranlaßt eine unmittelbare Übertragung (eine Zeitverzögerung wird umgangen) von einer Quelle zur anderen, wenn der Betriebswahlschalter 43 sich im automatischen Betrieb befindet und die andere Quelle sich innerhalb ihrer normalen Grenzen befindet. Wird

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dieses Signal vom Eingang entfernt, findet eine unmittelbare Rückübertragung (die Zeitverzögerung wird umgangen) statt, wenn:

1. die ATC-Einrichtung für automatische Rückkehr auf Normalbetrieb programmiert ist und

2. die Quelle sich innerhalb anderer Grenzen von geeigneter Spannung und Frequenz befindet.

2.6 HilfsVerriegelung

A3 - Trenner 52-1 B11 - Trenner 52-2 B4 - Trenner 52-T

Ein 120 V-Wechselstromsignal für diesen Eingang kann von irgendeiner externen Vorrichtung kommen, die erforderlich macht, daß der Trenner gegenüber elektrischem Schließen blockiert wird. Dieser Eingang wird den Trenner nicht auslösen, wenn er geschlossen ist. Er blockiert lediglich das elektrische Schließen, nachdem der Trenner ausgelöst wurde. Diese Blockiereingänge werden durch den Auswahlschalter 43 nicht unwirksam gemacht und arbeiten in jeder Betriebsstellung.

2.7 Trennerstatusanzeige

A4 - Trenner 52-1 B12 - Trenner 52-2 C2 - Trenner 52-T

Diese Eingänge informieren die ATC über den Zustand (geschlossen oder ausgelöst) der zugehörigen Trenner, welche Information für elektronische Verriegelung und Trennerzustandsanzeige erforderlich ist. Das Signal für den Eingang wird von einem normalerweise geschlossenen Trennerhilfsschalter geliefert.

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2.8 Erdschlußverriegelung
C9

Das Signal zu diesem Eingang wird von einem normalerweise offenen Kontakt erzeugt, der durch ein Erdschlußfehlererkennungssystem aktiviert wird. Bei Erregung verhindert dieser Eingang ein elektrisches Schließen von allen Trennern. Wenn ein Trenner bereits geschlossen ist, wird dieser Eingang den Trenner nicht auslösen. Im Gegensatz zur Hilfsverriegelung wird auch ein Auslösesignal an alle Trenner geschickt, die offen sind. Dieses Signal wird den Trenner auslösen, wenn der Trenner mit einem Handschließdruckknopf auf der Vorderseite des Trenners mechanisch geschlossen worden ist. Damit soll verhindert werden, daß irgendein offener Trenner in einen Fehler hineingeschlossen wird.

Ein Entfernen des Signals von dem Eingang wird die Verriegelung nicht aufheben, nachdem einmal die Verriegelung aktiviert wurde, muß sie durch Eingang C8 zurückgestellt werden (Verriegelungsrückstellung) .

Eine LED ist vorgesehen, um anzuzeigen, daß eine Erdschlußfehlerverriegelung aufgetreten ist.

2.9 Oberstromverriegelung
C10

Das Signal für diesen Eingang wird von einem normalerweise offenen Kontakt kommen, der durch eine mit diesem Trenner verbundene Uberstromauslöseeinrichtung aktiviert wird. Bei Erregung wird dieser Eingang ein Schließen von allen Trennern verhindern. (Wenn der Trenner geschlossen ist, wird dieser Trenner nicht ausgelöst.) Im Gegensatz zur HilfsVerriegelung wird auch ein Auslösesignal zu allen Trennern geschickt, die offen sind, welches Signal den Trenner auslösen wird, wenn er durch den Handschließdruckknopf auf der Vorderseite des Trenners mechanisch geschlos-

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- 21 sen worden ist.

Ein Entfernen des Signals vom Eingang wird die Verriegelung nicht aufheben, nachdem einmal die Verriegelung aktiviert ist, muß sie durch Eingang C8 (Verriegelungsrückstellung) zurückgestellt werden.

Eine LED ist vorgesehen, um anzuzeigen, daß eine überstromverriegelung aufgetreten ist.

2.10 Verriegelungsrückstellung C8

Dieser Eingang wird verwendet, um die ATC-Logik zurückzustellen, nachdem eine Verriegelung von C9 oder C10 aufgetreten ist und der Fehler beseitigt wurde.

Das Signal an diesem Eingang wird von einem normalerweise offenen Druckknopf oder einem normalerweise geschlossenen Kontakt eines elektrischen oder handrückgesteilten Relais kommen, das zur Erregung von C9 oder C10 benutzt wurde.

Hinweis: Signal für C9 oder C10 muß entfernt werden, bevor die Verriegelungsrückstellung arbeitet.

Wenn aus irgendeinem Grunde jegliche Steuerspannung verlorengegangen ist, wird die Verriegelung automatisch zurückgestellt.

2.11 Steuerleistung

D1 - D2 Quelle Nr. 1, D4 - D3 Quelle Nr. 2

Eingang ist 120 V-, 60 Hz-Leistung von der Sekundärwicklung eines Steuerleistungstransformators. Die Primärwicklung des Steuerleistungstransformators ist an die Phasen A und C einer jeden Quelle angeschlossen.

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2.12 Automatische Abschaltung C11

Das Signal für diesen Eingang stammt von einem "Hand"-Kontakt (M = Manual) des Betriebswahlschalters 43. Dieser Eingang signalisiert der Logik, daß alle Funktionen, die im automatischen Betrieb ausgeführt werden, nunmehr vermieden werden sollen, mit der Ausnahme von Querverbindung und Verriegelung.

2.13 Testeingang C12

Das Signal für diesen Eingang stammt von einem "Betriebstest"-(LT = Live Test)-Kontakt am Betriebswahlschalter 43. Dieser Eingang signalisiert der Logik, alle Operationen in der gleichen Weise anzuführen, wie bei automatischem Betrieb, mit der Ausnahme der Abschaltung der Schaltung, die die Ausgangssignale für die Trenner erzeugt, wodurch verhindert wird, daß die Trenner durch die ATC ausgelöst oder geschlossen werden.

2.14 Schließausgang

A6 - Trenner 52-1 B7 - Trenner 52-2 C5 - Trenner 52-T

Wenn von der ATC-Logik ein Signal erhalten wird, um den Trenner elektrisch zu schließen, ist der Ausgang von diesen Anschlüssen 120 V, 60 Hz. Es sollte bemerkt werden, daß der Ausgang auf 120 V solange verbleibt, wie das schließende Logiksignal vorhanden ist. (Beim automatischen Betrieb wird das schließende Signal niclt entfernt, bis eine Auslösung oder eine Verriegelung verlangt wird.)

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Wenn diese Ausgänge erregt sind, werden die LED's (wie bei der manuellen Trennerschließung beschrieben) erleuchtet.

2.15 Auslöseausgang

A7 - Trenner 52-1 B6 - Trenner 52-2 C6 - Trenner 52-T

Wenn von der ATC-Logik ein Signal erhalten wird, um einen Trenner elektrisch auszulösen, ist der Ausgang von diesen Anschlüssen 120 V, 60 Hz. Es sollte bemerkt werden, daß der Ausgang auf 120 V verbleibt, solange das auslösende Logiksignal vorhanden ist. Beim automatischen Betrieb wird das auslösende Signal nicht entfernt, bis nach einer Schließung verlangt wird.

Wenn diese Ausgänge erregt werden, werden die LED's (wie bei der manuellen Trennerauslösung beschrieben) erleuchtet.

2.16 Steuerlelstungsausgang D5

Dies ist der Ausgang, von dem die Steuerleistung für die Aus rüstung entfernt von der Einrichtung (Anzeigelichter, verschiedene Relais usw.) erhalten wird. Dieser Ausgang befindet sich unter dem Einfluß des Steuerleistungstransformatorschemas, der ein Teil der ATC ist. Der Ausgang ist 120 V, 60 Hz.

2.17 Generatorstart

A8 - Quelle Nr. 1 steuert Generator Nr. 2 B5 - Quelle Nr. 2 steuert Generator Nr. 1

Diese Ausgänge werden immer dann erregt, wenn ihre entsprechende Quellenspannung sich innerhalb der normalen Grenzen befindet. Die Ausgänge sind mit Hilfsrelais verbunden, die unter normalen

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Zuständen erregt sind. Wenn eine Quelle unter die normalen Grenzen abfällt und die ATC-Logik eine automatische übertragung verlangt, wird der Generatorausgang eines von den folgenden Dingen tun:

1. Wenn die Spannung auf weniger als 55 % der Nennspannung abfällt (siehe den in 2.18 beschriebenen Steuerleistungsschwellwert), wird der Generatorstartausgang sofort entregt und das Hilfsrelais wird abfallen und somit ein Startsignal an den Generator schicken.

2. Wenn der Programmierschalter (PS-6) geschlossen ist, wird die Generatorstartoperation verzögert. Im übrigen wird die Operation begonnen, sobald die Spannungssensoren nach einer übertragung verlangen.

a) Bei auf keine Zeitverzögerung eingestelltem Programmierschalter PS-6 wird der Generatorstartausgang ausfallen, sobald die Spannungsmeßfühler nach einer übertragung verlangen, wodurch das Hilfsrelais entregt wird und dadurch ein Signal zum Start des Generators abschickt.

b) Ist der Programmierschalter auf Zeitverzögerung eingestellt, wird der Generatorstartausgang, wenn die Spannungsmeßfühler eine übertraguug verlangen, um die Hälfte der Abschaltverzögerungszeiteinstellung verzögert, bevor eine Entregung auftritt, vorausgesetzt, daß noch ausreichende SteuerIeistung vorhanden ist, d. h. > 55 %.

Das Signal für die Abschaltung des Generators wird dadurch erreicht, daß der Generatorstartausgang erneut erregt wird. Der Ausgang wird erneut erregt, nachdem die normale Quelle zurückgekehrt ist, eine RückÜbertragung stattgefunden hat (wenn für automatische Rückkehr zum Normalen programmiert) und der Zeitablaufgeber für unbelasteten Generator zeitlich abgelaufen ist. Der Ablaufzeitgeber für den unbelasteten Generator ist von 15s bis 30 min einstellbar. Wenn die ATC für die manuelle Rückkehr zum Normalbetrieb programmiert ist, beginnt die Laufzeit für den unbelasteten Generator abzulaufen, sobald der Betriebswahlschalter 43 in die manuelle Position gebracht ist und der aus-

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gelöste Trenner wieder geschlossen wurde.

Eine LED ist für jeden Generatorstartausgang vorgesehen. Wenn die LED beleuchtet ist, zeigt dies an, daß der Generatorstartausgang erregt ist und nicht ein Generatorstart verlangt wird.

2.18 Steuerleistungsauswahlschalter
Programmierschalter Nr. 1 (PS-1)

Dieser Schalter dient dazu festzulegen, welche Leistungsquelle als normale Quelle für die Steuerleistung der ATC selbst ausgewählt ist. Wenn der Programmierschalter PS-1 offen ist, wird die Quelle Nr. 1 als normale Steuerleistungsquelle ausgewählt. Wenn der Schalter PS-1 geschlossen ist, wird die Quelle Nr. 2 als normale Quelle festgelegt. Die obigen Sätze gelten nur, wenn sich beide Quellen auf normaler Spannung befinden.

Die Steuerleistungsübertragungslogik wird die Quelle mit der höheren Spannung aussuchen, unabhängig von der Einstellung des Programmierschalters PS-1, wenn die Höhe der festgelegten Quelle unter die Abfalleinstellung des zugehörigen Spannungsmeßfühlers abfällt.

Beispiel: Der Programmierschalter PS-1 ist so eingestellt, daß die Quelle Nr. 1 als normale Steuerleistungsversorgungsquelle ausgewählt ist. Wenn die Spannungsquelle Nr. 1 unter die Ausfallspannung des Spannungsmeßfühlers Nr. 1 abfällt und der Spannungsmeßfühler Nr. 2 normale Spannung anzeigt, wird die Steuerleistungsübertragungslogik eine übertragung zur Quelle Nr. 2 signalisieren. Wenn die wiederhergestellte Spannung an der Quelle Nr. 1 den Aufnahmepegel seines Spannungsmeßfühlers überschreitet, wird eine Rückkehr zur Quelle Nr. 1 auftreten, weil die Einstellung von PS-1 die Quelle Nr. 1 als normale Steuerleistungsquelle festlegt.

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Wenn beide Spannungsmeßfühler Spannungen unterhalb Ihrer entsprechenden Ausfallpegel anzeigen, wird die Logik versuchen, die Quelle mit dem höheren Spannungspegel auszuwählen, vorausgesetzt, daß die Quelle über 55 % ihrer normalen Spannung besitzt.

Das 55 %-Kriterium wurde gewählt, weil ein Versagen einer einzigen Phase zu einer Phase-Phase-Spannung von etwa 57 % der normalen Spannung zwischen Phase und Phase führt. Obwohl dieses Ausmaß an Versagen die Hauptlast, die versorgt wird, stark beeinflußt und es erforderlich macht, daß die Last zu einer alternativen Quelle umgeschaltet wird, reichen 57 % der normalen Spannung für Steuerzwecke noch aus. Jedoch wird eine Spannung, die wesentlich geringer ist, als diese Spannung, zu unzuverlässiger Steuerwirkung führen. Daher wurde 55 % der Nennspannung als der Punkt ausgewählt, bei der eine übertragung der Steuerleistung auftreten sollte.

Wenn wegen einer durchgebrannten Sicherung oder eines fehlerhaften Steuerleistungstransformators keine Steuerleistung zur Verfügung stehen sollte, wird unabhängig von der Anzeige des zugehörigen Spannungsmeßfühlers die Kontrollogik (siehe 4.8) die andere Quelle auswählen, vorausgesetzt, daß die Quelle mehr als 55 % ihrer normalen Spannung aufweist.

Wenn die Spannung an beiden Quellen unter 55 % des Normalwertes fällt, w±d die gesamte Steuerleistung abgeschaltet, bis eine der Quellen auf einen Wert von mehr als 55 % des Normalwertes zurückkehrt.

Es sind zwei LED's vorgesehen, eine für die Quelle Nr. 1 und die zweite für die Quelle Nr. 2. Die LED, die erleuchtet ist, zeigt an, welche Quelle die Steuerleistung liefert.

2.19 Querverbindungsauslöseunterdrückung Programmierschalter Nr. 2 (PS-2)

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Dieser Programmierschalter ist zu verwenden, um manuelle oder automatische Rückkehr zum Normalen bei einem System mit drei Trennern (zwei Haupttrenner und ein Querverbindungstrenner) auszuwählen.

Wenn der Programmierschalter PS-2 sich in offener Stellung befindet und eine Übertragungsoperation stattgefunden hat (ein Haupttrenner ausgelöst und der Querverbindungstrenner geschlossen) , und wenn die ausgefallene Quelle zum Normalzustand zurückkehrt sowie nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung wird der Querverbindungstrenner auslösen und der Haupttrenner sich wieder schließen (automatische Rückkehr).

Wenn der Programmierschalter PS-2 in geschlossener Stellung ist, wird eine RückÜbertragung zurück zu der wiederhergestellten Quelle nicht auftreten und der Querverbindungstrenner geschlossen bleiben. Eine Rückübertragung zurück zur wiederhergestellten Quelle kann auf einem der zwei folgenden Wege erfolgen:

1) Wenn die ausgefallene Quelle zum Normalzustand zurückgekehrt ist und an der Quelle, auf der die Last übertragen wurde, ein Fehler auftritt, wird der Haupttrenner an der versagenden Quelle auslösen und der Haupttrenner an der wiederhergestellten Quelle erneut geschlossen (der Querverbindungstrenner wird während dieser Operation geschlossen bleiben).

2) Nachdem der Betriebswahlschalter 43 in die Manualstellung gebrsht wurde, können die betroffenen Trenner unter Anwendung ihrer entsprechenden manuellen Steuerschalter oder Druckknopfe ausgelöst und geschlossen werden.

2.20 Auslöser Nr. 2, wenn Nr. 1 normal ist, Auslöser Nr. 1, wenn Nr. 2 normal 1st

Programmierschalter Nr. 3 und Nr. 4 (PS-3, PS-4)

Diese Programmierschalter werden verwendet, um manuelle oder automatische Rückkehr zum Normalen bei einem System mit zwei Trennern (zwei Haupttrenner und kein Querverbindungstrenner)

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auszuwählen.

Wenn diese beiden Programmierschalter offengelassen sind, wird die zuers: erregte Quelle als die normale Quelle zur Versorgung der Last ausgewählt. Wenn eine automatische Ubertragungsoperation stattfindet und dann die versagte Quelle zum Normalzustand zurückkehrt, wird eine RückÜbertragung zurück zur wiederhergestellten Quelle solange nicht stattfinden, als die Quelle, die die Last versorgt, im Normalzustand verbleibt.

Eine Rückübertragung zurück zur wiederhergestellten Quelle wird in einer der folgenden zwei Situationen durchgeführt:

1) Die versagte Quelle ist zum Normalzustand zurückgekehrt und es tritt an der Quelle ein Versagen auf, zu der die Last übertragen worden ist.

2) Bei in manueller Position befindlichem Betriebswahlschalter 43 und bei ausgelösten und unter Verwendung ihrer entsprechenden manuellen Steuerschalter oder Druckknöpfe wieder geschlossenen Trennern.

PS-3 legt, wenn geschlossen, den Haupttrenner 52-1 und die Quelle Nr. 1 als die normale Leistungsquelle fest, die die Last versorgt. Wenn eine Ubertragungsoperation aufgetreten ist und die Last an die Quelle Nr. 2 gelegt hat, wird eine RückÜbertragung zurück zur Quelle Nr. 1 auftreten, sobald Quelle Nr. 1 zum Normalzustand zurückkehrt und Zeitgeber abgelaufen sind.

PS-4 führt, wenn geschlossen, die gleiche Funktion wie PS-3 aus, mit der Ausnahme, daß Haupttrenner 52-2 und Quelle Nr. 2 als normale Leistungsquelle für die Last vorgesehen sind.

Entweder PS-3 oder PS-4 können geschlossen sein oder es können beide offen sein. Sie können nicht beide geschlossen sein. Es sei bemerkt, daß PS-3 und PS-4 die normale Leistungsquelle für die Last festlegen, während PS-1 die normale Quelle der Leistung für die ATC-Einrichtung und ihre Steuerfunktionen festlegt.

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2.21 Halte die Lastquelle
Progranunierschalter Nr. 5 (PS-5)

Dieser Schalter unterdrückt, wenn er geschlossen ist, eine automatische Auslösung eines Haupttrenners, wenn er ein Übertragungssignal von seiner Quelle erhält und die Last vorher zu dieser Quelle übrtragen worden ist. Diese Unterdrückung wird entfernt, wenn die Quelle, von der die Last übertragen worden ist, zum Normalzustand zurückkehrt.

Wenn dieser PS-5 offen ist und die Last zu einer Quelle Nr. 2 aufgrund eines Versagens an Quelle Nr. 1 übertragen wurde und wenn die Quelle Nr. 2 (die nunmehr die Last versorgt) einen Fehler zeigt, wird der Haupttrenner Nr. 2 der als nächstes versagten Quelle Nr. 2 ein automatisches übertragungssignal sehen und auslösen, obwohl keine Quelle zur Verfügung steht, auf die übertragen werden kann. Dies tritt nur auf, wenn die Spannung an der versagten Quelle Nr. 2 unter die Ausfalleinstellung des Spannungsmeßfühlers abgefallen ist, aber oberhalb von 55 % liegt, wodurch Steuerleistung zur Verfügung steht.

In beiden Fällen (beide Haupttrenner ausgelöst oder ein Haupttrenner ausgelöst und einer geschlossen) wird, wenn beide Quellen unter dem Normalen sind und eine Quelle zum Normalen zurückkehrt, der Trenner der normalen Quelle schließen und der andere Haupttrenner wenn geschlossen, auslösen, unabhängig davon, wie das System programmiert ist (manuelle oder automatische Rückkehr zum Normalen).

2.22 Verzögerung für Generatorstart
Programmierschalter Nr. 6 (PS-6)

Dieser Programmschalter verzögert, wenn geschlossen, das Abfallen des Generatorstartausganges um ungefähr die Hälfte der Einstellung des Abschaltverzögerungszeitgebers, wenn Steuerleistung

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zur Verfügung steht (siehe Generatorstart).

Wenn PS-6 offen ist, wird der Generatorstartausgang ausfallen, sobald ein automatisches Übertragungssignal erhalten wird.

2.23 Frequenzfunktionswähler

Programmschalter Nr. 7 (PS-7) - Quelle Nr. 1 Programmschalter Nr. 8 (PS-8) - Quelle Nr. 2

Diese Programmschalter sollen die Funktion auswählen, die von den Frequenzmeßfühlern (wie sie unter "Frequenzmeßfühlerlogik" beschrieben wurden) auszuführen ist.

2.24 Dreidrähtig, vierdrähtig

Programmierschalter Nr. 9 (PS-9) - Quelle Nr. 1 Programmierschalter Nr. 10 (PS-10) - Quelle Nr. 2

Diese Programmierschalter sollen die Art der Verbindung auswählen, die an die Spannungsmeßfühler angeschlossen wird, dreidrähtig (nur Phasenleiter) oder vierdrähtig (Phasenleiter plus neutraler Leiter), wie unter 2.1 "Spannungs- und Phasenmeßfühlereingänge" beschrieben.

2.25 120 V_f 69 V

Programmierschalter Nr. 11 (PS-11)
Programmierschalter Nr. 12 (PS-12)

Diese Programmierschalter sollen die Eingangsspannung für die Spannungsmeßfühler auswählen (wie sie unter "Spannungs- und Phasenfolgeeingänge" beschrieben wurden).

2.26 Einstellbare Zeitgeber

Eine Gesamtzahl von sechs einstellbaren Zeitgebern sind zur

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Verfügung gestellt, drei für die Quelle Nr. 1 und drei für die Quelle Nr. 2.

1) Einschaltverzögerungszeit wird für beide Quellen vorgesehen, um sicherzustellen, daß dann, wenn eine versagte Quelle zum Normalzustand zurückkehrt, die Spannung stabilisiert wird, bevor eine Rückübertragung auftritt. Der Zeitbereich ist von 2 s bis 10 min einstellbar.

2) Eine Abschaltverzögerung wird für beide Quellen vorgesehen, um sicherzustellen, daß momentane Spannungseinbrüche zu keiner Ubertragungsoperation führen. Der Zeitbereich ist von 2 s bis 10 min einstellbar.

3) Ein Zeitgeber für unbelasteten Generator ist für jede Quelle vorgesehen. Diese Zeitgeber haben einen Bereich von 15s bis 3O min.

Es sind zwei LED's vorgesehen, eine für jeden Satz von Ein- und Aus-Verzögerungszeitgebern, wie unter 1) und 2) weiter oben beschrieben. Die LED wird anzeigen, daß die Zeitgeber laufen und werden anzeigen, welcher Zeitgeber zuletzt in Betrieb war.

LED-Operation -

1. Wenn entweder der Ein- oder der Aus-Verzögerungszeitgeber läuft, wird die LED blinken.

2. Wenn der Ein-Verzögerungszeitgeber der letzte im Betrieb war, wird die LED ununterbrochen brennen.

3. Wenn der Aus-Verzögerungszeitgeber der letzte im Betrieb war, wird die LED nicht erleuchtet.

3. Operationsfolge 3.1 Dreitrennersystem 3.1.1 Normaler Betrieb

Unter diesen Bedingungen befinden sich beide Quellen auf normaler Spannung und versorgen ihre entsprechenden Lasten. Das

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heißt, daß beide? Haupttrenner 52-1 und 52-2 geschlossen sind und der Querverbindungstrenner 52-T offen ist.

3.1.2 Automatischer Betrieb

1) Bei einem Spannungsverlust an einer der Quellen tritt das folgende auf: unter der Annahme eines Versagens der Quelle Nr. 1 werden die Spannungsmeßfühler der Quelle Nr. 1 ein logisches Signal erzeugen, um den Aus-Verzögerungszeitgeber zu starten. Wenn der Aus-Verzögerungszeitgeber ausläuft, wird die programmierbare Logik aktivierende logische Signale den Ausgangssignalgeneratoren zuführen und den Trenner 52-1 zum Auslösen und den Trenner 52-T zum Schließen bringen. Die gleiche Operation tritt auf, falls die Quelle Nr. 2 versagt haben sollte, mit der Ausnahme 52-2 nach einer Zeitverzögerung auslösen und der Querverbindungstrenner (52-T) danach schließen würde.

2) Sollte ein gleichzeitiger Spannungsverlust an beiden Quellen auftreten, tritt das folgende auf:

a. Wenn beide Spannungsquellen unter 55 % abfallen, steht keine Steuerleistung zur Verfügung. Somit werden beide Haupttrenner geschlossen und der Querverbindungstrenner offen bleiben.

b. Wenn eine (oder beide) Quellen sich unterhalb der annelimbaren Grenzen der Spannungsmeßfühler befinden, aber oberhalb von 55 % liegen, steht Steuerleistung zur Verfügung und es tritt das folgende auf:

(1) Wenn der Programmierschalter PS-5 (Halte die letzte Quelle) offen ist, werden beide Haupttrenner nach ihrer vorbestimmten Zeitverzögerung ausgelöst. Wenn ein Haupttrenner auslöst, bevor der andere dies tut, aufgrund einer kürzeren Zeitverzögerung, wird der Querverbindungstrenner schließen, was zu diesem Zeitpunkt annehmbar ist. Dies ist fast sicher der Fall, da die Einstellung von zwei Zeitgebern (2 s bis 10 min) auf genau die gleiche Zeit nahezu unmöglich ist. Die zuerst zum Normalen zu-

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rückkehrende Quelle veranlaßt den entsprechenden Haupttrenner, sich zu schließen, gefolgt vom Querverbindungstrenner (wenn er nicht schon geschlossen ist) .

(2) Wenn der Programmierschalter PS-5 (Halte die letzte Quelle) geschlossen ist, wird die erste Quelle, für die die Aus-Verzögerungszeit abgelaufen ist, eine Haupttrennerauslösung erfahren, nachdem der Haupttrenner auslöst, wird ein Schließen des Querverbindungstrenners folgen. Der andere Haupttrenner wird daran gehindert, auszulösen (obwohl die entsprechende Aus-Verzögerung abgelaufen ist). Wenn die erste Quelle dann zum Normalzustand zurückkehrt, wird nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung (Ein-Verzögerung) der Haupttrenner an der niedrigeren Quelle auslösen, gefolgt von einem Schließen des Haupttrenners an der wiederhergestellten Quelle (der Querverbindungstrenner bleibt geschlossen).

3) Sollte ein Spannungsverlust an einer Quelle und eine abnormale Spannung an der anderen vorhanden sein, würde eine Übertragung wie sie unter (1) oben beschrieben wurde, bereits stattgefunden haben. Daher ist die folgende Sequenz auch richtig, falls Spannung an der Quelle verlorengeht, auf die die Last übertragen wurde:

a. Wenn die normale Quelle versagt und keine der Quellen sich oberhalb 55 % befindet, steht keine Steuerleistung zur Verfügung. Somit wird keine Änderung im Trennerzustand (ein Haupttrenner und der Querverbindungstrenner geschlossen, der andere Haupttrenner offen) auftreten.

b. Wenn die normale Quelle versagt und sich eine der Quellen oder beide Quellen oberhalb 55 % befinden, steht Steuerleisiung zur Verfügung und das folgende tritt auf:

(1) Wenn der Programmierschalter PS-5 (Halte die letzte Quelle) offen ist, wird, nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung, der Haupttrenner der Quelle, die die Last versorgte, auslösen, was zu einem Zustand

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führt, bei dem beide Haupttrenner ausgelöst und der Querverbindungstrenner geschlossen ist. Welche Quelle zuerst nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung (Ein-Verzögerung) zum Normalzustand zurückkehrt, deren Haupttrenner wird geschlossen, wodurch der Zustand des einen Haupttrenners belassen und der Querverbindungstrenner geschlossen bleibt (der Querverbindungstrenner wurde überhaupt nicht ausgelöst), während der andere Haupttrenner offen bleibt.

(2) Wenn sich der Programmierschalter PS-5 (Halte die letzte Quelle) im geschlossenen Zustand befindet, wird der die Last versorgende Haupttrenner am Auslösen gehindert. Ein Haupttrenner und die Querverbindung ist nunmehr geschlossen, wobei ein Haupttrenner offen und beide Quellen auf zu niedriger Spannung liegen. Wenn normale Spannung an der Quelle wiederhergestellt wird, die zuletzt die Last versorgte, tritt keine Änderung im Zustand der Trenner ein. Wenn die Spannung an der Quelle wiederhergestellt wird, von der die Last ursprünglich wegübertragen wurde, wird nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung (Ein-Verzögerung) der Haupttrenner an der untersten normalen Quelle ausgelöst, gefolgt von einem Schließen des Haupttrenners an der wiederhergestellten Quelle, was zu einem Zustand führt, bei dem der Haupttrenner der normalen Quelle und der Querverbindungstrenner geschlossen (der Querverbindungstrenner wurde überhaupt nicht ausgelöst) und der Haupttrenner der unternormalen Quelle ausgelöst ist.

4) Die Rückkehr zum Normalbetrieb nach einer Ubertragungsoperation kann auf einem von zwei Wegen erreicht werden, a. Wenn sich der Programmierschalter PS-2 (Unterdrückung für die Querverbindungsauslösung) sich in offener Stellung befindet und die Spannung an der Quelle, von

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der die Last wegübertragen wurde, zum Normalzustand zurückkehrt, wird nach einer vorbestimmten Zeitverzögerung (Ein-Verzögerung) der Querverbindungstrenner ausgelöst, gefolgt durch ein erneutes Schließen des Haupttrenners der wiederhergestellten Quelle (automatische Rückkehr zum Normalzustand).
b. Wenn der Programmierschalter PS-2 (Unterdrückung der Querverbindungsauslösung) sich in geschlossenem Zustand befindet und die Spannung an der Quelle, von der die Last wegübertragen wurde, zum Normalzustand zurückkehrt, tritt keine Rückübertragung auf.

Der Betriebswahlschalter 43 muß in manuelle Stellung gebracht werden und dann der Querverbindungstrenner ausgelöst und der Haupttrenner mit Hilfe der entsprechenden manuellen Steuerschalter oder Druckknöpfe wieder geschlossen werden.

3.1.3 Manueller Betrieb

Mit in manueller Position befindlichem Betriebswahlschalter 43 wird die Steuerung der Trenner in die Hand der Bedienungsperson gegeben. Die Trenner können mit Hilfe ihrer entsprechenden manuellen Steuerschalter oder Druckknöpfe geschlossen oder ausge löst werden (wie es von der Querverbindung und der Verriegelung bestimmt wird).

3.1.4 Lebender Testbetrieb

Der Zweckdes lebenden Testbetriebs ist der, den Betrieb der ATC zu überprüfen, ohne daß der Zustand der Trenner geändert wird. Dies wird durch die den Zustand der Trenner anzeigenden LED's erreicht, wie in 2.3 und 2.4 beschrieben.

1) Es sind zwei Testdruckschalter vorgesehen, einer für jede Quelle, die an den Anschlüssen A9 und B4 angeschlossen sind, um den Verlust von Eingangsspannung an die Quelle zu bewir-

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ken. Bei in "Test"-Position befindlichem Betriebswahlschalter 43 und bei einem gedrückten und gehaltenen Druckschalter wird eine der phasenanzeigenden LED's sowie die LED "Schließe" des Haupttrenners ausgehen. Nachdem der Aus-Verzögerungszeitgeber abgelaufen ist, wird die Haupttrenner LED "Auslösen" zu flackern beginnen, gefolgt durch die Querverbindungstrenner LED "Schließe", die ebenfalls zu flackern beginnen wird. Diese flackernden LED's zeigen den Betrieb an, der aufgetreten wäre, falls ein Spannungsversagen an der Quelle aufgetreten wäre (die Haupttrenner-LED "Auslösen" blinkt, um ein eine Auslösung verlangendes logisches Signal anzuzeigen und die Querverbindungstrenner-LED "Schließe" blinkt, um ein das Schließen verlangendes logisches Signal anzuzeigen) . Wenn der Druckschalter losgelassen ist und der Ein-Verzögerungszeitgeber abgelaufen ist, wird die LED zum tatsächlichen Zustand des Systems zurückkehren.

Es sollte bemerkt werden, daß während der gesamten oben beschriebenen Folge alle Operationen, die von der ATC durchgeführt werden, um eine automatische Übertragung auszulösen, getestet werden (Spannungsabfühlung, Zeitgebung, Verknüpfung usw.). Mit der Ausnahme, daß beim Lebenstestbetrieb die Eingänge der letzten Ausgangstriacs (die normalerweise zur Erzeugung der 120 V-Signale für die Trenner benutzt werden) kurzgeschlossen sind, wodurch verhindert wird, daß die Trenner geschlossen und ausgelöst werden. Nur der Querverbindungstrennerauslöseausgang ist während dieses Betriebs nicht abgeschaltet. Dies soll dazu dienen, eine positive QuerverbMung für den Fall zu schaffen, daß der Betriebswahlschalter 43 in Lebenstestposition unbeaufsichtig gelassen wird und nichtautorisiertes Personal versucht, den Querverbindungstrenner manuell zu schließen, wodurch zwei Quellen gleichzeitig am System angeschlossen wären. Infolge dieser Querverbindung wird die Querverbindungstrenner-LED "Auslösen" während des Testbetriebs erleuchtet bleiben.

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3.1.5 Querverbindung (Querverriegelung)

Die Trenner sind elektronisch miteinander verriegelt, um zu verhindern, daß alle drei zur gleichen Zeit geschlossen werden, wodurch die zwei Quellen parallelgeschaltet würden. Die Querverriegelung ist wirksam unabhängig von der Position des Betriebsauswahlschalters .

3.2 Operationsfolge
System mit zwei Trennern

Keine Änderung der ATC ist erforderlich, um vom Dreitrennersystem zum Zweitrennersystem umzuändern. Die Trennerzustandseingänge kommen von normalerweise geschlossenen Trennerhilfskontakten (die Kontakte haben einen Zustand, der entgegengesetzt ist zu den Hauptkontakten). Somit wird bei einem System mit zwei Trennern kein Eingang für einen Querverbindungstrenner vorhanden sein und die ATC wird dies als einen geschlossenen Querverbindungstrenner interpretieren. Daher werden nur zwei Haupttrenner auf die ATC-Signale reagieren.

3.2.1 Automatischer Betrieb

1) Man nehme an, daß Quelle Nr. 1 und Trenner 52-1 die normale Quelle darstellen und daß Quelle Nr. 2 und Trenner 52-2 eine Generatorquelle ist.

a. Beim Spannungsversagen der Quelle Nr. 1 (wobei die Quelle Nr. 1 jedoch ausreichende Spannung aufweist, um die Steuerleistung zu halten, d. h. größer als 55 %) wird ein Signal zum Starten des Generators der Quelle Nr. ausgesandt (dieses Signal ist unmittelbar oder zeitverzögert, abhängig von der ausgewählten Einstellung des Programmierschalters PS-6, Verzögere Generatorstart). Nach Ablaufen der Aus-Verzögerungszeit wird der Trenner 52-1 auslösen. Sobald sich der Generator auf der richtigen Spannung und der richtigen Frequenz befindet und

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die Ein-Verzögerungszeit abgelaufen ist, wird der Trenner 52-2 schließen,
b. Sollte der gleiche Zustand auftreten, aber die Quelle Nr. 1 keine ausreichende Spannung zum Halten der Steuerleistung aufweisen, wird der Generator ein sofortiges Startsignal erhalten. Der Aus-Verzögerungszeitgeber besitzt genug Kapazität, um die Zeitsteuerung während der Periode der nichtvorhandenen Steuerleistung (ungefähr 10 s zwischen Verlust der Spannung und der Zeit für den Generator auf 55 % der Nennspannung zu kommen). Nach Ablaufen der Aus-Verzögerung und nach Zurverfügungstehen der Steuerleistung des Generators wird der Trenner 52-1 auslösen. Nachdem der Generator richtige Spannung und Frequenz erreicht hat und die Ein-Verzögerungszeit abgelaufen ist, wird der Trenner 52-2 schließen.

2) Für eine Rückkehr zu Normalbetrieb nach einer Ubertragungsoperation siehe Abschnitt 2.20. Nachdem der normale Trenner sich erneut geschlossen hat, wird der Generatorausgang weiterhin den Generator auffordern, für eine vorbestimmte Zeitdauer unbelastet zu laufen (diese Zeit kann durch den Zeitgeber für die unbelastete Laufzeit festgelegt werden, einstellbar zwischen 15 s und 30 min).

3.2.2 Manueller Betrieb

1) Gleich wie bei Dreitrennerbetrieb, siehe Abschnitt 3.1.

3.2.3 Zwischenverriegelung

Die Trenner sind miteinander verriegelt, um zu verhindern, daß beide zur gleichen Zeit geschlossen werden und dadurch die zwei Quellen parallelgeschaltet werden. Die Zwischenverriegelung ist wirksam unabhängig von der Position des Betriebswahlschalters 43.

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3.2.4 Verriegelung

Gleich wie bei Dreitrennerbetrieb

4. Schaltkreisbeschreibung

Wenn nicht anders angegeben, enthält die ATC-Einrichtung jeweils zwei Exemplare von jedem Schaltkreis, einen Schaltkreis für jede Quelle, und die Beschreibung wird sich auf den Schaltkreis der Quelle Nr. 1 beziehen. Elemente in Klammern beziehen sich auf entsprechende Elemente für die Quelle Nr. 2.

4.1 Leistungsversorgung

Der Leistungsversorgungsschaltkreis, Fig. 4, enthält isolierte Zweir leistungsschalter (Triacschalter) für die Steuerung der Leistungsübertragung und für die teilweise redundante NiedrigspannunggIeichversorgung. Fig. 4 zeigt die gesamte Leistungsversorgungsschaltung für beide Quellen. Die Sekundärwicklungen der zwei Steuerleistungstransformatoren sind zwischen den Anschlüssen D1 und D2 und den Anschlüssen D4 und D3 angeschlossen. Anschluß D5 führt die geschaltete Steuerleistung von 120 V-Wechselstrom, Nennwert, bezüglich der Masseanschlüsse D2 bis D3. Die Leistungseingänge sind gegenüber Hochspannungspitzen mit Hilfe von Metalloxidvaristoren D47, D48 geschützt. Der Steuerlogikkreis (Fig. 11) legt fest, welcher Transformator die Quelle für die Steuerleistung ist und senkt Strom in jeden der Anschlüsse C_Q42 für Quelle Nr. 1 oder C_Q3 für die Quelle Nr. 2. Der Strom in C 42 hinein schaltet einen optisch gekoppelten Thyristorisolator A4. Der Thyristor von A4 schließt die Diodenbrücke DB4 kurz, um einen WechseltorSteuerstrom für Triac Q42 von einem Dämpfungsnetzwerk R41, C43 und C44 zu liefern. Die Dämpfung begrenzt die Spannung über dem Thyristor vom Isolator A4 auf weniger als die Hälfte der Spannung über Triacs Q42 und liefert zusätzlich einen dv/dt-Schutz für beide Thyristoren A4 und Q42.

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_4o- 2732373

Die Transformatoren T41 und T42 für die Versorgung mit niedriger Gleichspannung sind ebenfalls mit den Steuerleistungseingängen verbunden. Der in der Mitte angezapfte Transformator T41 und die Diodenbrücken CB4 liefern positive und negative Versorgungsspannungen, die von Kondensatoren C47 bzw. C49 geglättet sind. Eine redundante Versorgung ist mit T42 verbunden, bestehend aus Brücke EB4 und Kondensatoren C48 und C41O. Beide ungeregelte negative Versorgungen werden bei C.8 und C.10 mit Steuerlogikeingängen verbunden, um die Anwesenheit der Steuerspannung von den Transformatoren C41 und C42 abzufühlen. Die Dioden D43 bis D46 ermöglichen den größeren Gleichspannungswerten, die positiven und negativen Regler zu versorgen. Der positive Regler, der nur niedrigen Strom an die zwei Spannungsmeßfühlerschaltkreise liefert, ist einfach eine Zenerdiode D41. Der negative Regler ist ein Serienregler, der den Transistor Q41 und die Zenerdiode D42 als Bezugsspannung verwenden. Die negative Versorung versorgt die gesamte ATC-Logikschaltung mit einer Spannung V_gs (logische 0) von -12,4 V. Für jeden der logischen Schaltkreise erzeugt eine getrennte Diode und ein Kondensator eine Spannung V,, (logische 1), ein Diodenspannungsabfall unterhalb von Masse. Hoher Strom lädt Senkenstrom direkt von Masse an V_ee, so daß eine logische Versorgung V,, bis ν_ςς während Kurzschlußausfällen aufrechterhalten wird.

4.2 Spannungsmeßfühler

Die Spannungsmeßfühlerschaltkreise enthalten logische Verknüpfungen für die unabhängige Messung eines jeden der drei Phasenspannungen, für die überprüfung der Phasenfolge und die überwachung der Spannung zwischen den Einzelphasen, die den Steuerleistungstransformator versorgen. Zwei identische Spannungsmeßfühlerschaltkreise sind vorgesehen, einer für jede Quelle. Der Spannungsmeßfühlerschaltkreis ist in der am 19.7.76 angemeldeten US-Patentanmeldung 706 422 (deutsche Patentanmeldung P ) in größeren Einzelheiten beschrieben.

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Die Spannungssensoren, von denen einer in Fig. 5 dargestellt ist, verwenden 12V für die Operationsverstärker, jedoch verwendet die meiste Schaltung eine Spannung von -12V gegenüber Masse. Die Sekundärwicklungen der Eingangspotentialtransformatoren beziehen sich auf Masse und die Spannungshöhenmessungen sind bezüglich Masse negativ. Fig. 5 zeigt den Spannungsmeßfühlerschaltkreis, der für Dreidrahtbetrieb ausgeführt und an einen Transformator mit offenen Dreieckpotential angeschlossen ist. Die Verbindungen für einen vierdrähtigen Y-Sekundärpotentialtransformator sind in gestrichelten Linien gezeigt.

Die Bezugsspannung wird durch Schalter PS-11 (PS-12) auf 5,1 V oder 8,0 V für einen Wechselstromnenneingang von 69 bzw. 120 V ausgewählt. Das "Ausfall"-Potentiometer R577 bestimmt die Schwellwertspannung für die drei Eingangsvergleicher, entsprechend zu 65 bis 90 % der Eingangsnennspannung, wenn der Meßfühlerausgang an der Sammelschiene normale Spannungen anzeigt. Der Transistor Q52 schaltet das "Aufnähme"-Potentiometer R578 ab, indem er es auf Massepotential bringt und die Diode D514 in Umkehrrichtung vorspannt.

Wenn sich der Schalter PS-9 (PS-10) in der vierdrähtigen Stellung befindet, versorgt jede der Spannungen zwischen Phase und neutralem Leiter jeweils einen identischen Schaltkreis. Die A-Phasenspannung der Sekundärwicklung des Potentialtransformators, angeschlossen am Anschluß V„37, wird durch Widerstände R57O und

α.

R556 geteilt, wobei die Diode D55 während der positiven Halbwelle geklemmt wird. Wenn die negative Spitze die Größe der Schwellwertspannung überschreitet, wird der Vergleicherausgang 5A2 hoch, um den monostabilen Multivibrator 5B auszulösen. Der Ausgang 5B6 wird hoch und blockiert die Diode D58 und der Ausgang 5B7 wird niedrig und schaltet die lichtemittierende Diode D519 (0A Normal) ein. Der 44 ms lange Impuls des erneut triggerbaren monostabilen Multivibrators 5B erfordert, daß zwei aufeinanderfolgende Zyklen der Leitung unter den gewählten Schwellwert fallen, damit eine Anzeige "niedrige Spannung" erfolgt. Wenn eine der Phasenspannungen (oder die Phasenfolge) nicht normal

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ist, wird der Vergleichereingang 5E6 unter seinem Bezugseingang 5E7 der Dioden D58, D59, D510 (oder D517) hinabgezogen. Der Ausgang V1 (Spannung normal) am Anschluß V 14 wird niedrig und der Komplementwert am Anschluß V 12 wird hoch, um eine abnormale Sammelschienenspannung anzuzeigen. Der Transistor Q51 schaltet ein, um das "Abfall"-Potentiometer R577 abzuschalten. Dies veranlaßt einen Anstieg der Vergleicherschwellwertspannung bei 5A5, 5A9 und 5A11 (ein höherer negativer Wert) zu dem Wert, der von dem "Aufnahme"-Potentiometer R578 festgelegt wird, entsprechend einem Eingang von 90 bis 98 % der Nennspannung.

Die Potentialtransformatoren der Phasen A und C sind auch mit Spannungsteilern verbunden, die aus den Widerständen R577 und R562 bzw. R576 und R56O bestehen. Ein Signal proportional zur Spannung zwischen Phase A und Phase C (V„_(t)) ist am Opera-

C ei

tionsverstärkerausgang 5C12 vorhanden. Bei einem dreidrähtigen System liefern die zwei Potentialtransformatoren in offenen Dreieck V . (t) und V . (t) an die Spannungsmeßfühler der Phasen A und C bei V.37 bzw. V-33. Der vom Operationsverstärker erzeugte Wert, proportional zu V (t) wird dem dritten Meßfühler bei 5A8 über Widerstand R551 und Schalter PS-9A (PS-10A) zugeführt.

Das Signal V (t) hat noch drei andere Anwendungen. Der Schalter

Cd

5S2B wählt Widerstand R561 oder R552, um V (t) an den Verglei-

Cd

chereingang 5E8 mit einem Schaltkreis zu den drei Schaltkreisen weiter anzuschließen. In diesem Falle treibt der Ausgang 5D6 des monostabilen Multivibrators den Anschluß V 20 hoch, wenn die Spannung V zwischen Phase C und Phase A, die die Steuerleistungstransformatoren betreiben, mehr als 55 % des Nennwertes beträgt (P1 =1). Die 55 % Schwellwertgleichspannung wird von den Widerständen R563 und R567 in dem Bezugsschaltkreis gewonnen.

Das Signal V_ (t) wird durch Diode D518 und Kondensator C510

Cu

gleichgerichtet und geglättet und dem Vergleichereingang 5A6 zugeführt Ein identischer Schaltkreis am zweiten Spannungsmeßfühlerschaltkreis ist über externe Verbindungen quergekoppelt, wobei der negative Komparatoreingang des Spannungsmeßfühler-

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schaltkrdses Nr. 1 mit dem postiven Komparatoreingang des Spannungsmeßfühlerschaltkreises Nr. 2 und umgekehrt verbunden ist. Diese Vergleicher legen fest, welche der zwei Steuerleistungsquellen die größere Spannung aufweist. Der Vergleicherausgang 5A1 des Spannungsmeßfühlers Nr. 1 treibt den Anschluß ν-_Λ4 hoch, wenn V„_a von Nr. 1 größer ist (P1 > P2 = 1). Der doppelte Hystereseeffekt der Rückführwiderstände R563 in jedem Komparator stellt sicher, daß die vorher niedrigere Quelle die ausgewählte Steuerleistungsquelle um mehrere V überschreiten muß, bevor eine übertragung der Steuerleistung auftritt.

Die Phasenfolgetiberprüfung verwendet ebenfalls das V (t)-Signal mit einer 30° Verzögerung aufgrund von Widerstand R566 und Kondensator C53. Bei vierdrähtigen Systemen von richtiger Folge verbindet der Schalter PS-9C (PS-10C) ein Signal V_c(t) an den Operationsverstärkereingang 5C7, gleich in Größe und Phase mit Signal V (t -30°) am Verstärkereingang 5C6. Bei dreidrähtigen

CA

Systemen verbindet Schalter 5S2 die Spannung V . (t) über ein 30° voreilendes Netzwerk (Widerstand R573, R574, R568 parallel mit R569 und Kondensator C51). Bei richtiger Phasenfolge ist das Signal V . (t +30°) in einer Größe und Phase gleich zu dem Signal V„_a(t -30°).

Fig. 6 zeigt ein Vektordiagramm des Betriebs des Phasenschaltkreises. Es ist zu erkennen, daß bei normaler Phasenfolge bei

einem vierdrähtigen System der Phasenwinkel der Spannung V _ c

(90 ) zwischen Phase und Masse gleich dem Phasenwinkel der Spannung V__ (120 ) zwischen Phase und Phase ist, verschoben um 30 in nacheilender Richtung. In gleicher Weise wird bei normaler Phasenfolge bei einem dreidrähtigen System der Winkel der Spannung V_cb (60°), verschoben um 30° in voreilender Richtung, bleich dem Winkel der Spannung v__ (120°), verschoben in nacheilender Richtung. Die Widerstände R574, R573, R568 und R566 sind so gewählt, daß sie die richtigen Proportionalitätskons tan ten ergeben, um die Gleichungen der Fig. 6 zu erfüllen. Daher wird sowohl in dreidrähtiger als auch in vierdrähtiger Position die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 5C10

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vornachlässigfcar und der positive Vergleichereingang 5E11 liegt nahe Ilassepotential aufgrund des Widerstandes R528. Vergleicherausgang 5IJ13 ist hoch und blockiert Diode D517 und erleuchtet über Transistor Q53 die lichtemittierende Diode D522 "Phasenfolge richtig". Für sowohl die drei- aus auch die vierdrähtige Ausführung ist die unigekehrte Phasenfolge äquivalent zu einer

Phasenumkehr von 18O° des Vektors V . Somit wird die am Opera-

ca ^l

tionsvorstärkerausgang aufgrund der außer Phase befindlichen Eingänge vorhandene große Spannung von Diode D515 und Kondensator CBDgleichgerichtet und geglättet. Der positive Eingang 5E11 wird unter die -0 V-Bezugseingangsspannung getrieben und der Ausgang 5E13 wird niedrig. Transistor Q53 und LED D522 werden abgeschaict gehalten. Die Diode D517 zieht den Vergleichereingang 5LG niedrig, um am Spannungsmeßfühlerausgang V 14 eine unnormale Quelle anzuzeigen.

4.3 Frequenzmessfühler

Der Heßschaltkreis für Überfrequenz und Unterfrequenz ist so ausgeführt, daß er digital feststellt, ob sich die Eingangsspannung innerhalb gegenwärtiger Frequenzgrenzen befindet. Der Frequenzincßfühler ist in größeren Einzelheiten in der US-Patentanmeldung 46 671 beschrieben. Der Schaltkreis, Fig. 7, testet das eingehende Signal während eines Zyklus, um festzustellen, daß er oberhalb einer unteren Frequenzgrenze liegt und im nächsten Zyklus, ob er sich unterhalb einer oberen Grenze befindet. Das Verfahren setzt sich an alternierenden Zyklen fort, wenn nicht eine der Grenzen überschritten wurde.

Wenn die untere Frequenzgrenze überschritten wird, wird der Schaltkreis programmiert, um das eingehende Signal zu testen und es mit einer vorgegebenen Rückkehrfrequenz zu vergleichen, die höherist, als der Auslösepunkt. Mit anderen Worten, die Eingangssignal frequenz muß zu einer Frequenz zurückkehren, die höher ist, z. B. typischerweise um 2 Hz, als der Ausfallzustand, bevor die Zähleranzeige gelöscht wird. Ein ähnliches Verfahren tritt auf, wenn die obere Frequenzgrenze überschritten wird,

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mit der Ausnahme, daß der Rückkehrpunkt typischerweise um 2 Hz niedriger gesetzt wird, als der Auslösepunkt. Die vier Werte, d. h., die Uberfrequenz- und die Unterfrequenzauslösewerte zusammen mit den zwei Rückkehrwerten werden in einem Festwertspeicher, integrierter Schaltkreis 7D, als binäre Zahlen mit acht Bit gespeichert.

Der Festwertspeicher (ROM) 7D erfordert eine 5 V-Gleichleistungsversorgung von verhältnismäßig hohem Strom. Somit arbeitet die Frequenzmeßfühlerlogik an einer V_DD~ zu V ,,„-Versorgung von 5 V-Gleichstrom, die von der Zenerdiode D72 erzeugt wird. Um Strom zu sparen, wird der ROM nur kurz eingeschaltet, kurz vor einer halben Zyklusmeßperiode. Die vier Vergleicher von 7A benutzen eine 12 V-Gleichversorgung V,,,-. zu V_c am Eingang und Ausgang.

Man nehme an, daß eine Unterfrequenztestung durch eine logische am Stift 1 von Flipflop 7J angefordert v/ird. Wenn kein Alarmzustand vorher festgestellt wurde, wird der ROH mit logischen O¹ en an den Stiften 7D13 und 7D14 adressiert. VJenn die Eingangsspannung (69 oder 12OV nominal) im negativen Halbzyklus ist, sind die Eingangsmeßfühlerstifte 8 und 11 des Vergleichers 7A negativer, als die von den Widerständen R77 und R79 erzeugte Bezugsspannung. Somit ist der Speicherleistungsversorgungsschalter Q71 abgeschaltet, während 7A13 niedrig ist, und der Taktoszillator 7C wird über den Inverterausgang 7B6 und 7A14, der hoch ist, abgeschaltet gehalten. Beim positiven Nulldurchgang der Leitung wird 7A13 hoch, wodurch Q71 eingeschaltet wird, um den Speicher 7D zu erregen. Der Inverterausgang 7D15 stellt den Zähler 7H zurück und lädt die Verriegelungen 7F und 7G mit der binären Darstellung des Unterfrequenzauslösepegels, der in dem ROM gespeichert ist. Das Eingangssignal an 7A8 hinkt dem an 7A11 aufgrund der Kapazität C72 nach. Dies ermöglicht das gerade erwähnte Initialisieren durch 7A1J, bevor 7A14 niedrig wird, um die Messung zu beginnen.

Wenn 7A14 nach dem verzögerten Nulldurchgang niedrig wird, v/ird 7A13 durch Diode D73 niedriggezogen, wodurch die Rückstellung

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an Zähler 7H entfernt, 7F und 7G verriegelt und Q71 abgeschaltet wird. Kondensator C73 hält die Leistung für den Speicher 7D während des Verriegeins von 7F und 7G aufrecht. Der Taktoszillator 7C läuft, während 7A14 niedrig ist. Bei dem verzögerten negativen Nulldurchgang wird 7Λ14 hoch, um den Taktgeber abzuschalten und den Flipflop 7J umzuklappen. Die von dem 8-Bitzähler 711 gezählten Taktimpulse repräsentieren die Periode der Eingangslei tun^spannung. Dies wird verglichen mit der binären 8-Bitdarstellung der Unterfrequenzauslösepegelperiode von den Verriegelungen 7F und 7G. Der Unterfrequenzausgang 7M12 des 8-Bitgrößenvergleichers, bestehend aus 7E und 7M, ist hoch, wenn die gezählte Periode größer ist, als die in dem ROM gespeicherte Auslösepegelperiode (T_Eingang> T_{Unterfrequenzauslösung}

bedeutet f_Eingang< f_Unterfrequenzauslösung⁾' ^{Der Zustand des} Ausganges 7M12 wird durch Flipflop 7L am Ende des Meßhalbzyklus verriegelt, wenn der Flipflopausgang 7J2 zu einer logischen 1 umgeklappt wird. Der Ausgangskreis übersetzt den Zustand der Verriegelung 7L auf den logischen 12 V-Pegel, der von den anderen logischen Moduln verwendet wird. Wenn die Frequenz sich innerhalb der normalen Grenzen befindet, ist der Ausgang des Meßfühlers hoch und eine lichtemittierende Diode D71 eingeschaltet.

Das Umkippen des Flipflop 7J adressiert den Überfrequenzauslösepegel im Speicher 7D für die nächste positive Halbwelle. Wenn eine Grenze überschritten wird, wird die ROM-Adressierung durch Rückführen des in der Verriegelung 7L gespeicherten Fehlerzustandes modifiziert. Die NAND-Gatter 7K wählen während des entsprecknden Zyklus den Rückkehrzustand aus, während die andere normale Grenze während des alternierenden Zyklus untersucht wird.

4.4 ROM-Programmierverfahren

Vier Plätze von 32 Plätzen, die in dem P/ROM zur Verfügung stehen, werden in diesem Schaltkreis verwendet. Die gespeicherte Information und die besonderen verwendeten Adressen werden in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:

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Stelle gespeicherte Daten

7 Unterfrequenzauslösepunkt

15 Unterfrequenzalarmrückstellung

23 Uberfrequenzauslösepunkt

31 Uberfrequenzalarmrückstellung

Es sei beispielsweise angenommen, daß eine Unterfrequcmzauslösung auftreten soll, wenn die Eingangsfrequenz unter den Wert von 58 Hz abfällt, und daß der Alarm nicht zurückgestellt werden soll, bis der Eingang auf eine Frequenz von 60 Hz zurückgekehrt ist. In ähnlicher Weise sei angenommen, daß die Uberfrequenzauslösung auf 62 Hz eingestellt ist, ebenfalls mit einer Rückkehr bei 60 Hz. Da der Schaltkreis so aufgebaut ist, daß er den Halbwelleneingang von 60 Hz in 130 Teile aufteilt, stellt dies die erforderliche Binärzahl für die Stellen 15 und 31 in dem ROM auf 13O₁₀ oder 10000010-. Die Unter- und Uberfrequenzauslösepunkte werden gemäß der folgenden Gleichung berechnet:

Zählung = \ x x ^{= 13}° ^X

wobei die Frequenz die obere oder untere Frequenzgrenze in Hz ist. In der tatsächlichen Praxis wird die errechnete Zahl für die Zählung keine ganze Zahl sein und sollte zur nächsten ganzen Zahl gerundet werden.

Unter Verwendung der obigen Gleichung ergeben sich bei 58 Hz und 62 Hz die folgenden Grenzen:

Zählung [623 = ¹²⁶»°i₀ = O111111O₂ und

Zählung (58J = 134,48 = 134_1Q = 1000011O₂.

Diese Zahlen werden dann in dem ROM an den Stellen 31 bzw. 7 programmiert.

4.5 Haupttrennerlogik

Zwei identische Haupttrennerlogikschaltkreise werden vorgesehen, von denen einer in Fig. 8 wiedergegeben ist. Jeder Schaltkreis enthält zwei Richtungsthyristorschalter (Triacschalter) für

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die Nebenschlußauslösung (Q84) und Schließung (Q83) des entsprechenden Haupttrenners und einen anderen Thyristorschalter für den Start der Hilfsgeneratormaschine (Q85). Diese Triacs bleiben nach der Trennoperation solange eingeschaltet, wie der die Einschaltung auslösende Zustand verbleibt.

Es gibt vier Arten der Nebenschlußauslösung: manuell, gegenseitige Verriegelung zur Verhinderung von parallelgeschalteten Quellen, Verriegelung von einer fehlerhaften Quelle und automatische Übertragung. Der manuelle Auslöseeingang M.41 verursacht direkt ein Auslösen bei Aufnahme eines logischen Nullsignals von dem zugehörigen Wechselstrominterfaceschaltkreis. Wenn der Zwischenverriegelungseingang M.19 von der Steuerlogikschaltung niedrig wird, wird die Trennerschließung unmittelbar unterdrückt; und nach einer Verzögerung von ungefähr 20 ms durch R814/C84 wird der Auslöseausgang aktiviert. Der Erdschlußfehleroder Überstromverriegelungseingang M.29 unterdrücken ebenfalls das Schließen, wenn niedrig; und wenn der Trenner offen ist (so beispielsweise bei einem Erdschlußfehler- oder überstromauslösung), wird der Auslösetriac Q84 erregt, um eine mechanische Schließung zu überspielen, bis die Verriegelung zurückgestellt ist. Die automatische übertragungslogik besitzt drei Auslöseanforderungseingänge und zwei Unterdrückungszustände. Ein logischer O-Eingang von dem Aus-Verzögerungszeitgeber bei M.33 von dem Hilfsübertragungsinterfaceschaltkreis bei M.27 oder von der Logik für die Rückübertragung zu normaler Quelle bei M.31 verlangt eine automatische Auslösung (M 7 wird hoch). Eingang M^I wird von dem anderen Hauptlogikschaltkreisausgang M₂₀ 6 angetrieben, der eine Rückkehr zur festgelegten normalen Quelle Nr. 2 des Zweitrennersystems (M₂₁I7 = 1 über Programmierschalter PS-4) bewirkt, wenn seine Ein-Verzögerung abgelaufen ist (M₂-H = D* Die automatische übertragung durch irgendeinen der drei Eingänge wird unterdrückt, wenn die automatische Einschaltung abgeschaltet (M.15 = 0) oder wenn der Schalter PS-5 (Halte die letzte Quelle) geschlossen ist und der andere Haupttrenner eine automatische Auslösung zeigt (M.37 χ M.39 = 1). M.37 von einem Schaltkreis wird mit dem automatischen Auslöse-

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ausgang M 7 des anderen Schaltkreises quergekoppelt. Der automatische Übergangsausgang M 13 wird dann zum logischen Querverriegelungsschaltkreis laufen und ein Schließen des Querverriegelungstrenners erfordern, um die Dreitrennerübertragung zu vervollständigen.

Es gibt zwei Arten des Schließens des Haupttrenners: manuell und automatisch. Jede besitzt zahlreiche Unterdrückungszustände. Für einen Versuch zur manuellen Schließung wird der Ausgang des zugehörigen Wechselstrominterfaceschaltkreises M_i23 niedrig. Im automatischen Betrieb (M.15 hoch) wird ein Schließen versucht, wenn die normale Spannung an der Verzögerung ausgelaufen ist (M.11 ist hoch) und der Frequenzmeßfühler Normalität anzeigt (M.9 hoch). Die Schließung wird unterdrückt, wenn ein Auslöseausgang, eine Quellenparallelschaltungsverriegelung (M.19 niedrig), eine Hilfsverriegelung (M.25 niedrig) oder eine gesperrte Verriegelung durch einen Erdschlußfehler oder Überstrom (M.29 niedrig) vorhanden ist. Das automatische Übertragungssignal M 13 liefert eine redundante Unterdrückung der Schließung bei Stift 11 von 8F während Ubertragungszuständen.

Im Testbetrieb (M.21 = 0) sind die Steuerelektroden der Auslöse- und Schließtriacs durch gesättigte PNP-Transistoren Q81 und Q82 kurzgeschlossen. Somit werden die Triacs abgeschaltet gehalten und es tritt keine Trennerübertragungswirkung ein, während das System getestet wird. Den Auslösetriacs wird jedoch für eine Querverriegelungs- oder für eine Verriegelungsauslösung ein Arbeiten erlaubt. Eine dem Stift 13 bzw. dem Stift 11 zugeführte lejische 0 von 8E schaltet Q82 ein, um dem Trenner eine Auslösung zu ermöglichen. Auch im Testbetrieb wird die Automatikeinschaltung M.15 durch den Steuerlogikschaltkreis gepulst, um die Auslöse- oder die Schließ-LED beim simulierten automatischen Betrieb zum Flackern zu bringen.

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4.6 Verzögerungszeitgeber

Die drei unabhängig einstellbaren Zeitgeber: Ein-Verzögerung, Aus-Verzögerung und Generatorabschaltung, verwenden einen gemeinsamen vierzehnstufigen Digitalzähler. Dies ist die Einrichtung 9H in Fig. 9. Der mit einem jeweiligen Zeitgeber verbundene Oszillator wird während seines Zeitgeberintervalls torgesteuert. Wenn einer der Eingänge vom Spannungsmeßfühler D.5 oder Frequenzmeßfühler D.9 einen abnormalen Zustand (logische 0) zeigt, wird der Aus-Verzögerungsoszillator bei 9E12 eingeschaltet. Der übergang zur Aus-Verzögerungszeitgabe bewirkt einen Zählerrückstellimpuls amEXKLUSIV-ODER-Ausgang 9F11 über R93/C91. Die Ein-Verzögerungsausgangsverriegelung NAND 9C wird zurückgestellt und abgeschaltet, was einer Zeitgeberzustands-LED ermöglicht, abzuschalten, und das am Stift 9A6 der Generatorabschaltverriegelung gesetzte Signal entfernt. Wenn der Programmierschalter PS-6, Verzögereden Generatorstart, offen ist, oder wenn der Generator bereits die Quelle für die Steuerleistung (D.15 niedrig) ist, wird die Verriegelung zurückgestellt. Ansonsten muß der NAND-Ausgang 9A10 2 Aus-Verzögerungsoszillatorperioden dekodieren, bevor die Verriegelung zurückgestellt wird, was den Generator

1 2 um die Hälfte einer Aus-Verzögerungszeit verzögert. Nach 2 Oszillatorperioden (2 s bis 10 min abhängig von der Einstellung des Potentiometers R914) wird der Stift A11 niedrig, um den Oszillator abzuschalten und den Aus-Verzögerungsausgang D 41 niedrig zu schalten. Während der Zeitgebung blinkt die LED mit einer Rate von ^f Ahgc^aitunci* ⁶⁴ aufgrund der Zählerstufe 6, Stift 9H4. Bei abgelaufener Verzögerungszeit bleibt 9H4 niedrig und die LED wird abgeschaltet gehalten.

Die Ein-Zeitverzögerung beginnt, wenn sowohl Frequenz- als auch Spannungseingänge normal werden. Der Übergang zum Normalzustand stellt über 9F11 den Zähler zurück. Die Aus-Verzögerung und der Generatorstartdekodierer werden abgeschaltet, der Ein-Verzögerungsoszillator und die Verriegelung eingeschaltet. Während der laufenden Verzögerung blinkt die lichtemittierende Diode ^{bei f}Einschaltung * ^{64 ähnlich wie} oben. Nach 2¹² Ein-Verzöge-

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rungsoszillatorperioden (2 s bis 10 min, abhängig von R913) setzt der NAND-Ausgang 9C3 die Ein-Verzögerungsverriegelung. Der Stift 9C10 wird niedrig, um den Oszillator abzuschalten, treibt den Ein-Verzögerungsausgang D 26 hoch und hält die LED für den Verzögerungszustand ununterbrochen eingeschaltet.

Wenn die Ein-Verzögerungsverriegelung bei Auslaufen der Zeit gesetzt wird, schaltet eine logische 0 an 9G1 den Generatorabschaltdekodierer ein und eine logische 1 am Stift 9B3 schaltet den Generatoroszillator ein. Der Oszillator wird abgeschaltetgehalten, bis der Positionsschaltkreis D.31 feststellt, daß der Normalquellentrenner aufgrund des Auslaufsignals der Ein-Verzögerungszeit sich geschlossen hat. Zu dieser Zeit steht der Zähler 9H auf 2¹² oder 010 ... 0. Es erfordert 2¹² + 12¹³ Perioden des Generatoroszillators (15 s bis 30 min abhängig von R915), um ein Umklappen zu überall Nullen zu erreichen, zu welcher Zeit 9G9 hoch wird. Dies veranlaßt den Ausgang D 24, in einen Triac am Hauptlogikschaltkreis für die Generatorabschaltung Strom einzusenken und diesen einzuschalten. Somit wird eine maximale Abkühlzeit für den unbelasteten Generator, die dreimal so lang ist, wie die maximale Ein/Aus-Verzögerungszeit ermöglicht, wobei Kondensatoren und Potentiometer gleichen Wertes in den Oszillatoren verwendet werden.

4.7 Querverblndungstrennerlogik

Der Querverbindungslogikschaltkreis, Fig. 10, steuert die Nebenschlußauslösung und Schließung des Querverbindungstrenners in Dreitrennerübertragungsschemata. Diese Logik kann bei Schemata mit zwei Trennern weggelassen werden.

Ee gibt vier Arten der Nebenschlußauslösung: manuell, verknüpft zur Verhinderung der Parellelschaltung von Quellen, abgeriegelt von einer fehlerhaften Schiene und automatische Rückübertragung. Der manuelle Auslöseeingang T.21 verursacht direkt eine Auslösung bei einem logischen Nullsignal von dem zugehörigen Wechselstrominterfaceschaltkreis. Wenn der Verknüpfungsauslöseeingang

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1^23 vom Steuerlogikschaltkreis niedrig wird, wird die Trennerschließung unmittelbar unterdrückt; und nach ungefähr 20 ms Verzögerung durch R1010/C103 wird der "Auslöser"-Ausgangstriac Qi04 aktiviert. Der Erdschlußfehler- oder Uberstromverriegelungseingang T.33 unterdrückt auch anschließend, wenn er niedrig ist; und wenn der Trenner offen ist (möglicherweise aufgrund einer Erdschlußfehler- oder überstromauslösung) wird "Auslöse"-Triac Q109 erregt, um ein mechanisches Schließen zu überspielen, bis der Verriegelungsriegel zurückgestellt ist. Die automatische Rückübertragung tritt auf, wenn sowohl die Ein-Verzögerungszeitgeber anzeigen, daß die Quellen normal sind (T.15 und T.17 = 1) und keine automatischen Ubergangsschließungen angefordert werden (T^ und T.11 =1). Die Rückübertragung wird unterdrückt, wenn die automatische Einschaltung abgeschaltet ist (T.19 = 0) oder wenn der Programmierschalter PS-2 "Unterdrücke Querverbindungsauslösung" geschlossen ist (T.29 = 1).

Zusätzlich zu der Schließung des Querverbindungstrenners zur Vervollständigung einer automatischen übertragung (T.9 oder T.11 niedrig), ist eine manuelle "Schließung" über einen Interfaceschaltkreis möglich (T.13 niedrig). Diese Schließung wird unterdrückt, wenn ein Auslöseausgang, eine Quellenparallelschaltungsunterdrückung (T.23 niedrig), eine HilfsVerriegelung (T.31 niedrig) oder eine gesperrte Verriegelung aufgrund eines Erdschlußfehlers oder Uberstroms (T.33 niedrig) vorhanden ist.

Beim Testbetrieb (T.25 = 0) werden die Steuerelektroden des "Auslöse"-Triacs und des "Schließ"-Triacs Q104 bzw. Q113 durch gesättigte PNP-Transistoren Q101 bzw. Q102 kurzgeschlossen. Während der Testung des Systems tritt keine Trennerübergangsoperation auf. Der "Auslöse"-Triac Q104 darf jedoch für eine Verknüpfungsauslösung oder eine Verriegelungsauslösung arbeiten. Eine logische 0, die dem Stift 2 bzw. dem Stift 1 von 10E zugeführt wird, schaltet Q102 ab und ermöglicht eine Auslösung des Trenners. Auch beim Lebenstestbetrieb wird die automatische Einschaltung T.19 durch den Steuerlogikschaltkreis gepulst, um die "Auslöse"-LED oder die "Schließ"-LED D102 bzw. D103 im

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— 5 j —

simulierten automatischen Betrieb zu blinken. 4.8 Steuerlogik

Der Steuerlogikschaltkreis, Fig. 11, enthält die Steuerleistungsübertragungslogik, die Verriegelungsschaltkreise und die Sperrverriegelungen. Die Steuerleistungsübertragung wird auf Eingänge von den Spannungsabfühlschaltkreisen basiert, die anzeigen, ob die Spannungsquelle normal (V1 bei C.4, V2 bei C.17), oberhalb von 55 % (P1 bei C₁I, P2 bei C₁IS) und Quelle Nr. 1 größer als Quelle Nr. 2 (P1 > P2 bei C₁II) ist. Eingänge von ungeregelten Gleichspannungsversorgungen (S1 bei C.8, S2 bei C.10) sind proportional zur Steuerleistungstransformatorspannung und überspielen die Spannungsabfühlsignale, wenn keine Steuerspannung vorhanden ist, weil eine Sicherung durchgeschlagen ist oder ein Transformator fehlerhaft ist. Es gibt drei Zustände, bei denen der Steuerleistungstransformator Nr. 1 als Quelle für die SteuerIeistung ausgewählt wird.

1) Die Spannungen von Quelle Nr. 1 und Steuerleistung Nr. 1 sind normal und entweder Programmierschaltung PS-1 ist offen und legt Nr. 1 als normale Quelle fest oder die Spannung der Quelle Nr. 2 ist unnormal.

2) Spannung der Quelle Nr. 2 ist unnormal und Spannung der Quelle Nr. 1 ist größer als 55 % und Spannung von Quelle Nr. 1 ist größer als die von Quelle Nr. 2 und die Spannung von Steuerleistung Nr. 1 ist ausreichend.

3) Spannung von Steuerleistung Nr. 2 ist nicht vorhanden (durchgeschlagene Sicherung usw.) und Spannung von Quelle Nr. ist größer als 55 %.

Quelle Nr. 1 falls

Jyi . si . (psT + v7)] + [vT . pi · (pi > P2) . si] + QsS . Pi] = cpT

Wenn irgendeiner dieser Zustände wahr wird, wird der Kondensator C11 über NAND 11F3 durch D1111 schnell entladen, um den Transistor Q112 und den Triac Q43 (Fig. 4) zur Steuerung der Leistungsquelle Nr. 2 schnell abzuschalten. Kondensator

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C112 wird auf eine logische 1 durch NAND 11G3 über R119 in nicht weniger als einem halben Zyklus der Leitung aufgeladen, um eine Kommutierung des Triac Q43 der Quelle Nr. zu ermöglichen, bevor der Transistor Qi11 einschaltet, um den Triac Q43 der Quelle Nr. 1 zu feuern (Fig. 4). Für Zustand 3 wird die ungeregelte Gleichstromversorgung, die an C^IO angeschlossen ist, weniger negativ als V₅₅ bei Versagen der zugehörigen Steuerleistungsquelle. Transistor Q111 schaltet ein und überspielt das Normalsignal der Quelle Nr. 2. Für Steuerleistungsübertragungszwecke ist V2 = 0. In ähnlicher Weise geht NOR 11C13 und dann Inverter 11A10 auf eine logische 1, wobei Widerstand R1120 eine positive Rückführung liefert. Dieses schaltet NAND 11E10 ein um ein Einschalten des Triacs der Quelle Nr. 1 zu veranlassen, wenn die Spannung von Quelle Nr. 1 über 55 % liegt, P1 =

Die drei Zustände, für die der Steuerleistungstransformator Nr. 2 als Quelle für die Steuerleistung ausgewählt wird, sind ähnlich zu obigem.

1) Spannungen von Quelle Nr. 2 und Steuerleistung Nr. 2 sind normal und entweder ist der Programmierschalter PS-1 geschlossen und bestimmt Nr. 2 als normale Quelle oder die Spannung der Quelle Nr. 1 ist unnormal.

2) Spannung von Quelle Nr. 1 ist unnormal und Spannung von Quelle Nr. 2 ist größer als 55 % und Spannung von Quelle Nr. 2 ist größer als Spannung von Quelle Nr. 1 und Steuerleistung Nr. 2 ist ausreichend.

3) Spannung von Steuerleistung Nr. 1 ist nicht vorhanden, durchgebrannte Sicherung usw. und Spannung von Quelle Nr. 2 ist größer als 55 % und Spannung von Steuerleistung Nr. 2 ist ausreichend.

Quelle Nr. 2, falls

CV2 . S2 . (PS1 + VTJ] + [V1 · P2 · (PI > t>2) · S2] + S1 ·

P2 · S2J = CPT.

Wenn die Steuerleistung eingeschaltet ist, ist entweder CP1 oder CP2 niedrig und NAND-Ausgang 11G11 schaltet den Verriege-

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lungsschaltkreis NAND 11B ein. Ein niedriger Ausgang zum Hauptoder Querverbindungslogikschaltkreis verursacht eine Verriegelungsauslösung des zugehörigen Trenners, wenn die anderen zwei Trenner geschlossen sind. Die Eingänge C.27, C.25 und C.23 von 11B werde durch Wechselstrominterfaceschaltkreise, die 1 20 V SteuerIeistung benutzen, angetrieben, den Zustand des normalerweise geschlossenen Hilfskontaktes des Querverbindungstrenners, des Haupttrenners Nr. 1 bzw. des Haupttrenners Nr. 2 abzufühlen. Bei offenen Haupttrennerkontakten wird das Wechselspannungsinterface erregt und eine logische O den Eingängen des Verriegelungs-NAND 11B zugeführt.

Verriegelungseingänge C.36 bzw. C.38 aufgrund von Erdschlußfehler oder Überstrom setzen die Verriegelungen von 11D auf eine logische 0 von Interfaceschaltkreisen aus. Der hohe Ausgang einer gesetzten Verriegelung treibt C 40 niedrig mittels NOR 11C10 und veranlaßt einen Pufferinverter, die Erdschlußfehler-oder Uberstrom-LED¹s D1113 bzw. D1114 zu erleuchten. Der Rückstellverriegelungswechselstromeingang C 35 ist ähnlich

zu dem Wechselstrominterfaceschaltkreis, besitzt jedoch eine längere Zeitkonstante R116/C115, um einen Rückstellzustand bei Leistungsausschaltung sicherzustellen.

Der automatische Einschaltausgang C 9 wird niedrig, um den automatischen Betrieb bei einem niedrigen Eingang vom Interfaceschaltkreis abzuschalten, der am Manuellanschluß C.31 des Betriebsartschalters angeschlossen ist, oder wird durch den Oszillator niedriggepulst, der aus Widerstand R1111, Kondensator C113 und der Hälfte von NOR 11C besteht. Der Oszillator wird durch einen niedrigen Eingang C.41 vom Lebenstestbetriebsinterface- schaltkreie eingeschaltet. Dieses gepulste Einschaltsignal ver anlaßt die "Auslöse"- und "Schließ"-LED's von Haupt- und Quer verbindungsechaltkreis, zu blinken, wenn das System sich im Lebensteetbetrieb befindet.

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4.9 Wechselstrominterfaceschaltkreise

Alle Verbindung^eSu entfernten Schaltern oder Trennerhilfskontakten werden über Interfaceschaltkreise durchgeführt, die auf der 120 V-Wechselstromsteuerleistung arbeiten. Es gibt neun Schaltkreise für jeden Modul, wobei jeder ein Drittel eines Hexpuffers verwendet. Die Beschreibung richtet sich auf den ersten Schaltkreis in Fig. 12. Wenn Wechselstromeingang 15 nicht erregt ist, wird Kondensator C121 über Widerstand R129 auf eine logische 1 aufgeladen. Durch R121 und R1228 wird eine Hysterese geschaffen. Ausgang 14 ist niedrig und I 13 hoch.

Wenn 120 V-Wechselsteuerleistung an 15 bezüglich Masse ange-

Cl

legt wird, lädt sich C1210 durch Diode D1210 negativ auf. Spannungsteiler R1237 und R129 zieht C121 auf eine logische 0 herab. Diode D121 klemmt das Signal bei V₃₅. Ausgang 14 wird hoch und Ausgang I 13 niedrig. Widerstand R1210 schafft ausreichende Ladung, um ein Pilotkontaktlecken als einen geschlossenen Kontakt erscheinen zu lassen. Eine Verzögerung im Ausgangsschalten von mehr als 50 ms wird gesehen, wenn der Wechselstromeingang entfernt wird.

5. Mechanisches

Wie aus Fig. 13 zu erkennen ist, besteht die vollständige automatische übertragungssteuerung 12 aus einer Leistungsversorgungsschaltkreisplatte 102, einer Halterung 104, die zwölf einschiebbare gedruckte Schaltkreismoduln 106, vier Barrierenanschlußstreifen 108 (von denen nur zwei gezeigt sind), eine Programmierschalterreihe (nicht dargestellt) und die Verbindungsverdrahtung trägt. Zwei der Moduln, die Querverbindungstrennerlogik und die Steuerlogik werden einzeln verwendet. Der Frequenzmeßfühler, der Spannungsmeßfühler, die Haupttrennerlogik, der Verzögerungszeitgeber und die Wechselstrominterfaceschaltkreismoduln werden paarweise benutzt, wobei jeweils einer mit jedem Hauptschaltkreistrenner verbunden ist. Fig. 13 zeigt die ATC mit der vollen Anordnung der Moduln. Die Frontplattenlinsen

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mit beschreibendem Text werden durch die bereits beschriebenen lichtemittierenden Dioden von hinten beleuchtet, um den Betriebszustand der ATC anzuzeigen. Für Zweifachtrennerübertragungsschemata wird der Querverbindungstrennlogikmodul einfach weggelassen oder durch ein Leermodul (um der Frontplatte ein besseres Aussehen zu geben) ersetzt. Einer oder beide Frequenzabfühlmoduln können in ähnlicher Weise weggelassen werden. Die weniger wahrscheinliche Weglassung von anderen Moduln erfordert, daß die logischen Ausgänge der weggelassenen Moduln durch überbrücker auf der Rückflächenverdrahtung oder auf einem Leermodul ersetzt werden.

6. Zusammenfassung

Mit der Vielseitigkeit, die durch die Programmschalter, die Hilfseingänge und die Frequenz-, Spannungs- und Zeitverzögerungseinstellungen weiten Bereichs ermöglicht werden, ist die automatische Übertragungssteuerung in einem weiten Bereich von Übertragungsschemata anwendbar. Verkaufspersonal kann die Kunden und ihre beratenden Ingenieure durch das "Design" von Übertragungsschemata hindurchführen, indem verschiedene zur Verfügung stehende Optionen ausgewählt werden. Genauere Schätzungen der Kosten der übertragungsschemata sind möglich, insbesondere bei komplizierten Übertragungsschemata, und wesentliche Einsparungen bei der Konstruktion, Zeichnung und Verdrahtung werden erhalten. Insbesondere liefert die Erfindung durch die Schaffung von programmierbaren elektronischen digitalen Logikeinrichtungen eine einzige Einrichtung, die in einem weiten Bereich von Übertragungsstrategien anwendbar ist, wobei nur ein Minimum an Leistung erforderlich ist. Schemata mit zwei und drei Trennern können leicht aufgebaut werden, da die Trennerzustandeinformationⁿvon Hilfskontakten abgefühlt werden, die einen Zustand besitzen, der entgegengesetzt ist zu dem der Hauptkontakte. Eine Vielzahl von Taktsteuerfunktionen werden in wirtschaftlicher Weise durch die Anwendung von einer Vielzahl von Oszillatoren geschaffen, die mit einem einzigen Digitalzähler zusammenarbeiten. Die Anwendung eines 120 V-Wechselstrominterface schafft hohe Rausch-

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Claims (20)

1. Patentanwalt

   Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9

   .Düsseldorf, 15. Juli 1977

   46,672
   7750

   Westinghouse Electric Corporation
   Pittsburgh, Pa., V. St. A.

   Patentansprüche ;

   Automatisches übertragungsSteuerungsgerät für die selektive Erregung eines elektrischen Verteilungsnetzwerkes von einem Paar von elektrischen Leistungsquellen aus durch zugehörige Schaltkreisunterbrecher, mit ersten Quellenabfühleinrichtungen zum Abfühlen der elektrischen Parameter an einer der elektrischen Leistungsquellen; zweiten Quellenabfühleinrichtungen zum Abfühlen der elektrischen Parameter an der anderen elektrischen Leistungsquelle; mehreren Einrichtungen zum Erzeugen von Ausgangssteuersignalen für zugehörige Schaltkreisunterbrecher für die selektive Verbindung oder Abtrennung der elektrischen Leistungsquellen mit oder von dem Verteilungsnetzwerk, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät (12) elektronische digitale Logikeinrichtungen umfaßt, um die Signalgeneratoreinrichtungen aufgrund von Änderungen in den elektrischen Parametern zu aktivieren, die von den Abfühleinrichtungen festgestellt werden; und Einrichtungen für die Programmierung der logischen Einrichtungen zur automatischen Steuerung der Signalgeneratoreinrichtungen zur selektiven Erzeugung von irgendwelchen vorbestimmten Sätzen von Ausgangssignalkombinationen aufgrund eines vorbestimmten Satzes von elektrischen Parametern der elektrischen Leistungsquellen (16, 18).

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   ORIGINAL INSPECTED
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die auf den Zustand der zugehörigen Schaltkreisunterbrecher reagieren und mit den elektronischen digitalen Logikeinrichtungen verbunden sind, um Zustandsinformationen von den zugehörigen Schaltkreisunterbrechern an die elektronischen Digitallogikeinrichtungen zu liefern.
3. 3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zustandsempfindlichen Einrichtungen auf die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Steuersignals reagieren, das von den zugehörigen Schaltkreisunterbrechern erzeugt wird und daß die zustandsempfindlichen Einrichtungen die Abwesenheit des Schaltkreisunterbrechersteuersignals als eine Anzeige eines Schließzustandes für den zugehörigen Schaltkreisunterbrecher interpretieren.
4. 4. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Abschalten der automatischen Funktion der elektronischen digitalen logischen Einrichtung und durch Einrichtungen, die auf manuell ausgelegte Eingangssignale reagieren, um die ausgangssteuersignalerzeugenden Einrichtungen zur aktivieren, um die zugehörigen Schaltkreisunterbrecher zu öffnen und zu schließen.
5. 5. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Verzögerung der Erzeugung der Ausgangssteuersignale, wobei die Verzögerungseinrichtungen eine Vielzahl von Oszillatoren und zumindest einen Zähler umfassen, der mit den Osziallatoren verbunden ist, wobei die Anzahl der Zähler geringer ist, als die Anzahl der Oszillatoren, daß zumindest ein Zähler die Zyklen des Oszillatorausganges zählt, um eine vorbestimmte Zeitverzögerung zu erzeugen.
6. 6. Gerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwei Zähler, wobei einer der Zähler mit einer Quellenabfühleinrichtung verknüpft ist.

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7. 7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ausgangssteuersignalgeneratoreinrichtung Einrichtungen umfaßt, um ein Hochspannungswechselstromausgangssignal bei Empfang eines logischpegeligen Eingangssignals zu beeinflussen.
8. 8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssteuersignalgeneratoreinrichtungen Triacs umfassen.
9. 9. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die von den Quellenabfühleinrichtungen getrennt sind und mit jeweils einer der Quellen verbunden sind, um die elektrischen Parameter der Quellen abzufühlen und SteuerIeistung von einer oder von beiden Quellen gemäß vorbestimmter Kriterien an das Gerät zu liefern.
10. 10. Gerät nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Versorgung externer Steuerausrüstungen mit SteuerIeistung von dem Gerät.
11. 11. Gerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmiereinrichtungen Einrichtungen umfassen, um eine der Quellen als die normale Quelle für die Steuerleistung für das Gerät festzulegen.
12. 12. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Hilfsverriegelungseinrichtungen, die auf ein extern erzeugtes Eingangssignal reagieren, um die elektronischen digitalen logischen Einrichtungen zu veranlassen, die Ausgangssignalgeneratoreinrichtungen daran zu hindern, irgendwelche Signale zu erzeugen, die ein Schließen von einem oder von mehreren zugehörigen Schaltkreisunterbrechern veranlassen.
13. 13. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Sperrverriegelungseinrichtungen, die auf extern erzeugte Eingangssignale reagieren, um die elektronischen digitalen logischen Einrichtungen· zu veranlassen, die Ausgangssignalgenerator-

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    einrichtungen an der Erzeugung von irgendwelchen Ausgangssignalen zu hindern, die irgendwelche zugehörigen Schaltkreisunterbrecher zum Schließen bringen würden, wobei das Gerät außerdem noch Verriegelungsrückstelleinrichtungen besitzt, die auf extern erzeugte Signale reagieren, um die elektronische digitale logische Einrichtung zurückzustellen und die Verhinderungsfunktion zu beenden, die durch die Sperrverriegelungseinrichtungen ausgelöst wurde.
14. 14. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die auf extern erzeugte Eingangssignale reagieren, um die elektronische digitale logische Einrichtung zu veranlassen, ein Aktivierungssignal für die Ausgangssignalgeneratoreinrichtung zu erzeugen, um Auslöse- und Schließausgangssignale für zugehörige Schaltkreisunterbrecher zu erzeugen und dadurch zugehörige Schaltkreisunterbrecher zu veranlassen, eine der Quellen von dem elektrischen Verteilungssystem abzuschalten und die andere der Quellen an das elektrische Verteilungssystem anzuschließen.
15. 15. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmeinrichtung Einrichtungen zur selektiven Anordnung des Gerätes in einen ersten oder zweiten Rückkehrzustand aufweist; daß das Gerät, wenn es sich in seinem ersten Rückkehrzustand befindet, automatisch zugehörige Schaltkreisunterbrecher veranlaßt, das elektrische Verteilungssystem an eine der Quellen zurück anzuschließen, wenn diese eine Quelle nach einer Übertragungsoperation, in der die eine Quelle versagte und das Gerät veranlaßte, daß diese eine Quelle von dem elektrischen Verteilungssystem abgeschaltet wurde, zu normalem Zustand zurückkehrt; daß das Gerät, wenn es sich im zweiten Rückkehrzustand befindet, zugehörige Schaltkreisunterbrecher veranlaßt, das elektrische Verteilungssystem an eine der Quellen nur aufgrund von extern erzeugten Eingangssignalen zurückverbindet.

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16. 16. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Programmeinrichtung Einrichtungen aufweist, die mit der elektronischen digitalen logischen Einrichtung zusammenarbeiten, um das Gerät selektiv in einen Zustand "Halte die letzte Quelle" zu bringen, bei dem die Signalgeneratoreinrichtungen daran gehindert sind, ein Auslösesignal an einen zugehörigen Schaltkreisunterbrecher zu liefern, der an eine der Quellen angeschlossen ist, wobei diese Verhinderungsfunktion unter den folgenden Bedingungen durchgeführt wird: (1) Das Gerät hat vorher eine Übertragungsoperation ausgelöst, bei der das elektrische Verteilungssystem an eine der Quellen angeschlossen wurde, und (2) diese eine der beiden Quellen versagt nachfolgend und

    (3) die andere der beiden Quellen verbleibt fehlerhaft.
17. 17. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Anzeige der Aktivierungssignale, die von den elektronischen digitalen logischen Einrichtungen an die Ausgangssignalgeneratoreinrichtungen geliefert werden; durch Einrichtungen zum Abschalten der Ausgangssignalgeneratoreinrichtungen, so daß keine Ausgangssignale erzeugt werden, trotz der Anwesenheit von Aktivierungssignalen von den elektronischen digitalen logischen Einrichtungen; durch Einrichtungen, die mit den Quellenabfühleinrichtungen verbunden sind, um ein Versagen der Quellen selektiv zu simulieren; wodurch der Betrieb des Gerätes getestet werden kann, ohne daß die zugehörigen Schaltkreisunterbrecher ausgelöst oder geschlossen werden, so daß die Ausgangs-Signalbetriebseinrichtungen abgeschaltet werden, daß die Fehlersimulationseinrichtungen betrieben werden und daß die Anzeigeeinrichtungen beobachtet werden.
18. 18. Gerät nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Einstellen des Gerätes in einen Lebenstestbetrieb, bei dem die Abschalteinrichtungen aktiviert werden und die Anzeigeeinrichtungen in pulsierender Weise arbeiten, sobald ein Aktivierungssignal von der elektronischen

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    digitalen Logikeinrichtung an die Signalgeneratoreinrichtung geliefert wird; wobei Betriebspersonal durch den Pulsbetrieb der Anzeigeeinrichtungen darüber informiert wird, daß das Gerät sich im Lebenstestbetrieb befindet und daß die zugehörigen Schaltkreisunterbrecher nicht betätigt werden.
19. 19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät so angepaßt ist, daß es mit drei zugehörigen Schaltkreisunterbrechern arbeitet und daß die Abschalteinrichtungen selektiv die Ausgangssignalgeneratoreinrichtungen abschalten, um einen Betrieb des Ausgangssignals, das für die zwei zugehörigen Schaltkreisunterbrecher bestimmt ist, zu verhindern und daß die Erzeugung von Ausgangssignalen ermöglicht wird, die für den dritten zugehörigen Schaltkreisunterbrecher bestimmt sind.
20. 20. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere Steuerleistungstransformatoren, die jeweils mit einer der Quellen verbunden sind; durch Einrichtungen, die zwischen jedem der Steuerleistungstransformatoren angeschlossen sind, um SteuerIeistung an das automatische übertragungssteuergerät zu liefern; durch Einrichtungen, die mit den Ausgangssignalgeneratoreinrichtungen verbunden sind, um den elektrischen Zustand der Quellen abzufühlen und Aktivierungssignale für die Ausgangssignalgeneratoreinrichtungen zu erzeugen, sobald die elektrischen Zustände an den Quellen um mehr als eine erste vorbestimmte Größe variieren; und durch Einrichtungen, die mit dem Ausgang der Steuerleistungstransformatoren verbunden sind und von den Quellenzustandabfühleinrichtungen getrennt sind, um die Spannung der Steuerleistungstransformatorausgänge abzufühlen und die Leistungsversorgungseinrichtungen von einem der Steuerleistungstransformatoren zu dem anderen der Steuerleistungstransformatoren umzuschalten, sobald die Spannung am Ausgang des einen Steuerleistungstransformators sich stärker ändert, als ein zweiter vorbestimmter Wert.

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