DE2931358C2 - Schaltungsanordnung zur Versorgung von Stromabnehmern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur gesicherten Versorgung von über Leitungen an ein Elektrizitätsversorgungs-Unternehmen angeschlossenen Stromabnehmern, die in ihrem Bereich eine Vielzahl von elektrischen Stromverbrauchern unterschiedlichster Leistung aufweisen, bei welcher die Stromkreise zur Versorgung der Stromverbraucher von einem Verteiler mit Sicherungen ausgehen, in welchem andererseits eine vom Unternehmen kommende Leitung endet, bei welcher weiterhin ein von einer Zentrale des Unternehmens mittels nachrichtentechnischer Signale zu steuernder Empfänger vorhanden ist, durch welchen im angeschlossenen Stromkreis liegende elektrische Schalter betätigbar sind, bei welcher außerdem in die Leitung vor dem Verteiler ein mit dem Empfänger ausgerüstetes oder verbundenes Gerät mit zwei je einen Schalter aufweisenden Stromkreisen eingeschaltet ist. und bei welcher die beiden Schalter zeitlich nacheinander durch die Zentrale über den Empfänger ein- und ausschaltbar sind.

Die Stromversorgung von Stromabnehmern erfolgt durcli Elektrizitätsversorgungs-Unternehmen, im folgenden kurz »EVU« genannt, durch welche räumlich begrenzte Gebiete mit Strom versorgt werden. In derartigen Gebieten sind sehr viele Stromabnehmer aneesiedelt. die zum Teil stark unterschiedliche Leistungen vom EVU erhalten. Unter diesen Stromabnehmern sind beispielsweise private Haushalte in Mietwohnungen oder Einzelhäusern, Kaufhäuser und Industrieunternehmen. Diese als Beispiele aufgeführten Stromabnehmer haben in ihrem Bereich mehr oder weniger große Stromverbraucher, so daß also ein unterschiedlich großer Energiebedarf besteht Da die Größe dieses Energiebedarfs im EVU bekannt ist, zumal jeder Abnehmer seine Stromverbraucher bzw. deren

ίο Leistungsaufnahme dem EVU meldet bzw. melden muß, kann das EVU seine Leistung darauf einstellen und auch die Frage, ob mehr oder weniger Strom geliefert werden muß, unter normalen Bedingungen rechtzeitig entscheiden.

Problematisch wird diese Sache jedoch dann, wenn in dem von einem EVU zu versorgenden Bereich von vielen Stromabnehmern zusätzlich Stromverbraucher eingeschaltet werden, iMe dem EVU nicht bekannt sind, die jedoch eine erhöhte Leistungsanforderung stellen.

2ü Solche zusätzlichen Stromverbraucher sind beispielsweise Direktheizgeräte. Gerade in der heutigen Zeit mit steigenden Preisen für Heizöl, Gas und Kohle wird die Beheizung von Räumen mittels elektrischen Stroms immer interessanter. Es kann also leicht geschehen, daß zumindest viele private Haushalte zusätzliche Direktheizgeräte verwenden, die entweder während einer Übergangszeit oder auch als vollständiger Ersatz der bisherigen Heizquellen eingeschaltet werden. Da diese Geräte von den Stromabnehmern etwa gleichzeitig eingeschaltet werden, ergibt das einen schlagartigen hohen Zusatzbedarf an Strom. Hierdurch kann leicht eine Überlastung des Niederspannungsnetzes eintreten, das dann zusammenbricht, wodurch für den gesamten Versorgungsbereich des EVU die Stromversorgung ausfällt. Die dadurch entstehenden Schaden sowohl im Haushalt (Tiefkühltruhen) als auch in Industrieunternehmen durch Produktionsausfall sind enorm. Die Wiedereinschaltung des zusammengebrochenen Netzes erfordert darüberhinaus einen erheblichen zeitlichen und

•to schaltungstechnischen Aufwand.

Eine Schaltungsanordnung, wie sie eingangs beschrieben ist, geht beispielsweise aus der Zeitschrift »SCIENTIA ELECTRICA«, I972, Seite 106 hervor. Gemäß dieser bekannten Schaltungsanordnung wird bei allen oder bei bestimmten, ausgewählten Stromabnehmern ein Rundsteuerempfänger installiert, der vom EVU aus mittels nachrichtentechnischer Signale steuerbar ist. Das beim Stromabnehmer installierte Verbrauchernetz ist dabei in zwei getrennte Netze aufgeteilt. Das eine dieser Netze (BV-Netz) ist für einen begrenzten Verbrauch bestimmt, während das andere Netz (GV-Netz) für einen gesteuerten Verbrauch vorgesehen ist. Vor dem GV-Netz liegt ein Schalter, der durch den Rundsteuerempfänger zu betätigen ist. Wenn nun die Belastung des EVU zu hoch zu werden droht, dann kann bei allen oder auch nur bei einigen Stromabnehmern vom EVU aus über den Rundsteuerempfänger das GV-Netz abgeschaltet werden. Es verbleibt dann nur die verminderte Belastung entsprechend den BV-Netzen der Stromabnehmer. Das EVU kann so zentral gesteuert vor einer Überlastung geschützt werden. Diese bekannte Schaltungsanordnung macht eine Aufteilung der Verbrauchernetze in zwei getrennte Netze erforderlich. Ohne großen Aufwand ist das nur bei Neuinstallationen, also im wesentlichen bei Neubauten, möglich. In Gebäuden oder Einrichtungen mit bereits installierten Verbrauchernetzen ist eine solche Trennung kaum durch-

führbar. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnung besteht darin, daß die Aufteilung der beiden Netze nicht variabel ist Der Stromabnehmer kann nämlich innerhalb seiner Räumlichkeiten keine Ortsveränderung von Stromverbraucherr: des BV-Netzes an Steilen vornehmen, an denen nur Anschlüsse für das GV-Netz vorhanden sind. Das gilt ebenso auch umgekehrt. Der Stromabnehmer muß also für den Fall, daß er Stromverbraucher im »falschen« Netz anschließt, in Kauf nehmen, daß ihm möglicherweise Stromver- ;o braucher im GV-Netz abgeschaltet werden, die eigentlich in das BV-Netz gehören. Wenn dabei beispielsweise eine Tiefkühltruhe über längere Zeit nicht mit Strom versorgt wird, kann das einen erheblichen finanziellen Schaden bedeuten. Um diesen Nachteil zu umgehen, müßten die beiden Netze jedesmal mit großem Aufwand geändert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung anzugeben, mit der sichergestellt werden kann, daß das Niederspannungsne'z eines EVU gegen Überlastung durch nicht erfaßte bzw. nicht gemeldete Stromverbraucher geschützt ist, und daß alle an das EVU angeschlossenen Stromabnehmer zumindest eine Notstromversorgung erhalten.

Diese Aufgabe wird mit einer Schaltungsanordnung der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die beiden Schalter zwei parallele Stromkreise schalten, die über unterschiedlich bemessene Sicherungen abgesichert sind, wobei im Falle einer Überschreitung eines Grenzwertes der Stromabnahme jo im Unternehmen alle Stromabnehmer oder eine Gruppe von Stromabnehmern von dem höher abgesicherten auf den niedriger abgesicherten Stromkreis umgeschaltet werden oder wird.

Durch die Verwendung einer derartigen Schaltungsanordnung mit dem Empfänger kann die Zentrale eines EVU im Falle eines zu großen Anstiegs der Stromanforderung mittels über die Versorgungskabel gesendeter, nachrichtentechr.ischer Signale alle Stromabnehmer oder nur eine bestimmte, ausgewählte Anzahl von Stromabnehmern, die mit einem derartigen Empfänger ausgerüstet sind, von der Stromversorgung abschalten, was mittels des einen Schalters in einem der parallelen Stromkreise erfolgen kann. Der andere parallele Stromkreis ist über eine kleiner dimensionierte Sieherung abgesichert, die vorzugsweise für jeden Stromabnehmer so dimensioniert ist, daß er gerade die dem EVU gemeldete Stromstärke erhalten kann. Kurzzeitig nach dem Abschalten werden alle Stromabnehmer durch ein zweites Signal der Zentrale im EVU über den zweiten parallelen Stromkreis wieder an die Stromversorgung angeschlossen. Dadurch erhalten also alle Stromabnehmer sofort wieder Strom, deren angeschlosssene Stromverbraucher keine höhere Leistungsaufnahme haben, als sie dem EVU gemeldet bzw. bekannt ist.

Hingegen bleiben alle Stromabnehmer, die zusätzliche Stromverbraucher, insbesondere Direktheizgeräte, angeschlossen haben, durch welche die gemeldete Leistung überschritten wird, abgeschaltet, da die Sicherung des zweiten parallelen Stromkreises solange ständig wieder herausfällt, bis diese Stromabnehmer ihre zuviel eingeschalteten Stromverbraucher abgeschaltet haben. Auf diese Weise sind alle Stromabnehmer, die ihre Stromverbraucher ordnungsgemäß gemeldet haben, gegen einen Stromausfall durch Zusammen- es brechen des Niederspannungsnetzes geschützt.

Der wesentliche Vorteil der Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist dabei darin zu sehen, daß der gewünschte ÜberlastLPgSbchutz ohne Eingriff in das Verbrauchernetz der an das EVU angeschlossenen Stromabnehmer erreicht wird. Diese Schaltungsanordnung kann ohne jede Änderung bei neu installierten oder bei bereits vorhandenen Netzen verwendet weiden. Sie ist weiterhin unabhängig von der Leistung und der Anzahl der im Verbrauchernetz angeschlossenen Stromverbraucher. Die Stromverbraucher können außerdem jederzeit an jeder Stelle des Verbrauchernetzes angeschlossen werden, ohne daß hierzu an dem Netz etwas geändert werden muß.

Die kleiner dimensionierte Sicherung kann auch εο bemessen sein, daß nur eine Stromstärke für eine Notstromversorgung der Stromabnehmer zugelassen wird. Mit dieser Notstromversorgung können beispielsweise nur die Beleuchtung und Tiefkühlgeräte betrieben werden. Der jeweilige Stromabnehmer ist dann gezwungen, alle anderen Stromverbraucher, auch beim EVU gemeldete, abzuschalten.

Da in der Zentrale des EVU der Gesamtstromverbrauch im 3ereich desselben ständig gemessen wird und damit vorliegt, kann das EVU die einzelnen Stromabnehmer nach einer bestimmten Zeit gezielt wieder voll an das Niederspannungsnetz anschließen, wozu der Schalter des zweiten Stromkreises zunächst geöffnet und unmittelbar danach der Schalter des ersten Stromkreises wieder geschlossen wird.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird irr, folgenden an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläuten. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Ausschnitt aus einer derartigen Schaltungsanordnung.

F i g. 2 die elektrische Schaltung eines darin verwendeten Gerätes.

Mit 1 ist schematisch ein EVU angedeutet, von dem über ein entsprechendes Verteilernetz elektrischer Strom an eine Vielzahl von Stromabnehmern verteilt wird. Diese Stromabnehmer sind im Niederspannungsnetz angeschlossen, von welchem in F i g. 1 stellvertretend eine elektrische Leitung 2 angedeutet ist, die bis zu einem Stromabnehmer geführt ist. Die Leitung 2 endet bei dem Stromabnehmer in einem Verteiler 3. in welchem Sicherungen angebracht sind und von welchem Stromkreise ausgehen, die durch eine Anzahl von Leitungen 4 angedeutet sind. Zwischen dem EVU bzw. dem Mittelspannungsnetz und dem Verteiler 3 ist ein Gerät 5 eingeschaltet, dessen genauerer Aufbau aus F i g. 2 hervorgeht.

Das plombierbare Gerät 5 umfaßt einen Empfänger 6 und zwei parallele Stromkreise mit Schaltern 7 und 8, die über Sicherungen 9 und 10 abgesichert sind. Das Gerät 5 ist so geschaltet, daß ein Strompfad von der Leitung 2 bis zum Verteiler 3 entweder über den Schalter 7 oder über den Schalter 8 geschlossen ist. Die Stellung der Schalter 7 und 8 ist durch den Empfänger 6 steuerbar. Falls bei einem Stromabnehmer aus anderen Gründen schon ein Empfänger vorhanden ist, kann derselbe mit benutzt werden, so daß nur entsprechende Anschlüsse in das Gerät 5 hineingeführt werden. Der Empfänger 6 kann außerdem aucn bei einer Neurnstallation außerhalb des Gerätes 5 angebracht und über entsprechend längere Leitungen mit den Schaltern 7 und 8 verbunden werden.

Du Schaltungsanordnung arbeitet wie folgt: Solange ein Stromabnehmer in seinen Stromkreisen * nur Stromverbraucher einschaltet, deren Stromverbrauch insgesamt den Wert nicht überschreitet, der dem EVU gemeldet ist, bleibt er über den ersten Stromkreis

mit dem Schalter 7 mit dem F.VU verbunden und erhält also Strom. Die Sicherung 9 ist dabei so ausgelegt, daß der Abnehmer auch einen höheren Strom verbrauchen könnte, als er den gemeldeten bzw. erfaßten Stromverbrauchern seines Bereichs entspricht. Wenn nur ein oder wenige Stromabnehmer seine b/w. ihre an sich zulässige Stromabnahme überschreiten, wird das für das Niederspannungsnetz ohne Bedeutung bleiben. Wenn hingegen eine größere Anzahl von Stromabnehmern zusätzliche Stromverbraucher, wie beispielsweise Direktheizgeräte, einschaltet, dann ergibt sich eine Stromspitze im EVU, die möglicherweise zum Zusammenbruch des Niederspannungsnetzes führt.

Da der Gesamtstromverbrauch in der Zentrale des EVU jedoch ständig überwacht wird, kann die Zentrale beim Überschreiten eines Grenzwertes mittels nachrichteniechnischer Signale den Empfänger 6 über die Leitung 2 steuern, welcher dann den Schalter 7 öffnet und dadurch alle Stromabnehmer von der Stromversorgung abschaltet. Unmittelbar danach wird der Schalter 8 in Folge eines zweiten Signals der Zentrale durch den Empfänger 6 geschlossen, so daß alle Stromabnehmer jetzt wieder an die Stromversorgung angeschlossen sind. Die Sicherung 10 ist allerdings gegenüber der Sicherung 9 kleiner dimensioniert, und zwar vorzugsweise so, daß jedem Stromabnehmer nur die Stromstärke geliefert wird, die den gemeldeten Stromverbrauchern entspricht. Stromabnehmer, die keine zusätzlichen Stromverbraucher eingeschaltet haben, sind daher unmittelbar wieder an das Niederspannungsnetz angeschlossen.

Wenn ein Stromabnehmer hingegen zusätzliche Stromverbraucher, wie beispielsweise Direktheizgeräte, -, eingeschaltet hat, durch welche seine ihm zustehende Strom tärke überschritten wird, dann fällt die Sicherung 10 hct.ius und er bleibt von der Stromversorgung abgeschaltet. Erst wenn er die unzuläsMg betriebenen Geräte abschaltet, kann er die Sicherung 10 einschalten

κ, und dann wieder mit Strom versorgt werden. Auf diese Weise ist eine drohende Überlastung des Niederspannungsnetzes vermieden und die Stromversorgung aller Stromabnehmer, die ihre Geräte ordnungsgemäß betreiben, ist gesichert.

Wenn der Stromverbrauch insgesamt nach einiger Zeit wieder absinkt, kann vom EVU aus gezielt über cn !sprechende Signale zum Gerät 5 wieder eine Umschaltung auf den Stromkreis mit dem Schalter 7 vorgenommen werden, wozu zunächst der Schalter 8 geöffnet und danach der Schalter 7 geschlossen wird.

Die Übermittlung der nachrichtentechnischen Signale kann tonfrequent erfolgen, wie es heute schon bei Rundsteueranlagen durchgeführt wird. Es ist jedoch auch möglich, die Signale in anderen Frequenzbereichen und insbesondere auch digital zu übertragen. Der zeitliche Abstand zwischen der Betätigung der Schalter 7 und 8 nacheinander ist von der Zentrale des EVU aus einstellbar. Als Schalter können handelsübliche, elektromagnetische Schütze verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur gesicherten Versorgung von über Leitungen an ein Elektrizitätsversorgungs-Unternehmen angeschlossenen Stromabnehmern, die in ihrem Bereich eine Vielzahl von elektrischen Stromverbrauchern unterschiedlichster Leistung aufweisen, bei welcher die Stromkreise zur Versorgung der Stromverbraucher von einem Verteiler mit Sicherungen ausgehen, in welchem andererseits eine vom Unternehmen kommende Leitung endet, bei welcher weiterhin ein von einer Zentrale des Unternehmens mittels nachrichtentechnischer Signale zu steuernder Empfänger vorhanden ist, durch welchen im angeschlossenen Stromkreis liegende elektrische Schalter betätigbar sind, bei welcher außerdem in die Leitung vor dem Verteiler ein mit dem Empfänger ausgerüstetes oder verbundenes Gerät mit zwei je einen Schalter aufweisenden Stromkreisen eingeschaltet ist, und bei welcher die beiden Schalter zeitlich nacheinander durch die Zentrale über den Empfänger ein- und ausschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schalter (7, 8) zwei parallele Stromkreise schalten, die über unterschiedlich bemessene Sicherungen (9, 10) abgesichert sind, wobei im Falle einer Überschreitung eines Grenzwertes der Stromabnahme im Unternehmen (1) alle Stromabnehmer oder eine Gruppe von Stromabnehmern von dem höher abgesicherten auf den niedriger abgesicherten Stromkreis umgeschaltet werden oder wird.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleiner bemessene Sicherung (10) in dem einen der beiden parallelen Stromkreise der vom Stromabnehmer dem Unternehmen gemeldeten Abnahmeleistung angepaßt wird.