DE3109092A1

DE3109092A1 - Stromverteilungssytem

Info

Publication number: DE3109092A1
Application number: DE19813109092
Authority: DE
Inventors: Mario Palazzetti; Gianfranco Avigliana Torino Salotti
Original assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Current assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date: 1980-03-11
Filing date: 1981-03-10
Publication date: 1982-01-21
Also published as: IT8067378A0; FR2478390A1; GB2071438A; US4370562A

Description

Patentanwälte Dipl.-Inö. H: W£iCXMATN3<r,;Di3»L.-PHYs. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. R A.Wi:ιckmann, Dipl.-Chem. B. Huber Dk. Ing. H. LiSKA ο InQfIQ?

THha 8000 MÜNCHEN 86, DEN \ 0, MSfZ 1981

Centro Ricerche Fiat S.p.A. »ostpacm I60120

^c MÖHLSTRASSF. 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Strada Torino 50
Orbassano (Turin)
Italien

Stromverteilungssystem

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Die Erfindung betrifft ein elektrisches Stromverteilungssystem. . -...-:.-

Bei den derzeit im Gebrauch befindlichen Stromverteilungssystemen treten verschiedene schwerwiegende Probleme auf wie beispielsweise die Notwendigkeit/ die Belastungskurve des Stromverteiiungssystems in der bestmöglichsten Weise an die zur Verfügung stehende Leistung anzupassen, ob die Erzeugung dieser Leistung nun»wie derzeit»zentral erfolgt oder, wie für die Zukunft geplant ist» durch lokale Stromerzeugungssysteme unterstützt wird.

Es ist ferner notwendig» das Risiko eines Totalausfalles oder Zusammenbruches (sogenannter "black-out¹¹) des Verteilungssystemes oder von Abschnitten desselben aufgrund der überlastung durch einen einzelnen Benutzer möglichst gering zu halten, wobei eine solche Überlastung derzeit zur automatischen Abschaltung aller angeschlossenen elektrischen Verbraucher führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Stromverteilungssystem anzugeben, welches den Anschluß eines oder mehrerer elektrischer Verbraucher nur dann zuläßt, wenn die elektrische Leistunqsresorve des Vertcilungssystems genügend groß ist, um diese Verbraucher xu speisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein elektrisches Stromver-

teilungssystem vorgeschlagen, das erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch
zwei Speiseleitungen ·

eine mit diesen verbundene Vielzahl von Verbraucheranschlüssen zum Anschluß einer entsprechenden Vielzahl von elektrischen Verbrauchern an das Verteilersystem, eine Steuereinheit, die über eine Steuerleitungsanordnung mit jedem Verbraucheranschluß verbunden und derart ausgebildet ist, daß sie

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a) bei Anschluß eines Verbrauchers an einen Verbraucheranschluß die Leistungszunahme mißt, die von dem Verteilersystem zur Speisung dieses Verbrauchers erbracht werden muß, wobei diese Messung ohne eine merkliche Überlastung des Verteilersystems erfolgt,

b} das Ergebnis dieser Messung mit der durch das Verteilersystem verfügbaren zusätzlichen Leistung vergleicht und

c) ein das Ergebnis dieses Vergleiches kennzeichnendes Signal erzeugt,

und in jedem Verbraucheranschluß eine Schalteranordnung mit zwei Betriebszuständen, wobei in dem ersten Betriebszustand der Anschluß eines Verbrauchers an den Verbraucheranschluß die Steuereinheit veranlaßt, den Vergleich über die Verbindung des Verbrauchers mit der Steuerleitungsanordnung und einer der Speiseleitungen durchzuführen, während in dem zweiten Betriebszustand die Schalteranordnung den Verbraucher parallel zu den beiden Speiseleitungen schaltet, und wobei der übergang von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand nur dann auftritt, wenn das von der Steuereinheit ausgesandte, das Vergleichsergebnis kennzeichnende Signal anzeigt, daß die für den Betrieb des Verbrauchers erforderliche Leistung dazu führt, daß die von dem Verteilersystern maximal aufbringbare Leistung überschritten wird.

Weitare Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Schaltungsdiagramm eines elektrischen Stromverteilungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm einer ersten Ausführungsform eines Verbraucheranschlusses für das in der Fig. 1 dargestellte System,

Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm einer zweiten Ausführungsform des in der Fig. 2 dargestellten Verbraucheranschlusses,

Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm eines elektrischen Stromverteilungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 5 ein Schaltungsdiagramm eines Verbraucheranschlusses für das in der Fig. 4 dargestellte Verteilungssystem.

In Fig. 1 ist mit 1 ein elektrischer Generator zur Erzeugung elektrischer Energie bezeichnet, der mit einem erfindungsgemäßen Verteilersystem verbunden ist, das in seiner Gesamtheit mit 2 bezeichnet ist.

Das Verteilersystem 2 umfaßt zwei Hauptstromleitungen 3 und 4, die mit dem Generator 1 verbunden sind. Eine Vielzahl von Leiterpaaren ist parallel mit den Hauptstromleitern 3 und verbunden und bildet in ihrer Gesamtheit eine verzweigte Verteilerleitung zum Verheilen elektrischer Energie.

Alle Leiter dieser verzweigten Leitung, die aufeinanderfolgende Zweige der Hauptstromleitung 3 bilden, haben dasselbe Bezugszeichen 3a erhalten.

Alle Leiter, welche aufeinanderfolgende Zweige der Hauptstromleitung 4 bilden, haben dasselbe Bezugszeichen 4a erhalten.

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Die Enden jeden Paares von Endleitern 3a und 4a sind mit einem entsprechenden Verbraucheranschluß (z.B. einer Steckdose) 5 verbunden, der den Anschluß eines Verbrauchers 6 an das System 2 ermöglicht.

Eine allgemein mit 7 bezeichnete Steuereinheit umfaßt ein Messinstrument 8 zur Messung der dem System 2 von dem Generator 1 zugeführten elektrischen Leistung und eine Befehls- und Da.tenverarbeitungseinheit 9, die mit dem Messinstrument 8 verbunden ist.

Die Befehls- und Datenverarbeitungseinheit 9 ist mit einer Steuerleitung 10 verbunden, die ihrerseits über aufeinanderfolgende Zweigleitungen mit jedem Verbraucheranschluß 5 in Verbindung steht.

Alle von der Steuerleitung 10 abgehenden Zweigleitungen haben dasselbe Bezugszeichen 10a erhalten. Ferner werden in der folgenden Beschreibung sowohl die Steuerleitung 10 als auch die Zweigleitungen TOa mit dem Ausdruck "Steuerleitung" bezeichnet. Wie weiter unten noch genauer erläutert wird, ist die Steuereinheit 7 so angeordnet und ausgebildet, daß sie zum Zeitpunkt des Anschlusses eines elektrischen Verbrauchers 6 an einen Verbraucheranschluß 5 der Zuwachs an Leistung gemessen wird, die von dem System 2 zur Speisung des Verbrauchers 6 aufgebracht werden muß. Diese Messung erfolgt,ohne daß dadurch eine merkliche überlastung des Systems 2 verursacht wird. Die Steuereinheit 7 ist ferner so ausgebildet und angeordnet, daß sie diese Messung mit der von dem System aufbringbaren zusätzlichen Leistung vergleicht und Signale erzeugt, die ein Maß für diesen. Vergleich sind.

In einer in der Fig. 2 dargestellten ersten Ausführungsform weist jeder Verbraucheranschluß 5 eine erste und eine zweite

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Eingangsklemme 11 bzw. 12 auf, die mit zwei Endspeiseleitungen 3a bzw. 4a verbunden sind. Fernor besitzt jeder Verbraucheranachluß eine dritte Eingangsklemme 13, die über die Steuerleitungen 10a und 10 mit der Steuereinheit 7 in Verbindung steht.

Jeder Verbraucheranschluß 5 besitzt eine erste und eine zweite Amsgangsklemme 14 bzw. 15/ an die bei Gebrauch ein elektrischer Verbraucher 6 angeschlossen wird. Jeder Verbrauchoranschluß umfaßt ferner einen ersten und einen zweiten feststehenden elektrischen Kontakt 16 bzw. 17.

An die erste Ausgangsklemme 14 des Verbraucheranschlusses ist ein bewegliches Kontaktelement 19 eines Relais 18 angeschlossen. Dieses Kontaktelement 19 ist zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung I bzw. II verstellbar, in denen es die Ausgangsklemmen. 14 des VerbraucheranschlusKes 5 mit den feststehenden Kontakten 17 bzw. Ki verbindet.

Das Relais 18 umfaßt ferner eine Errecrer spule 20, die zwischen die E'ingangsklemme 13 und den feststehenden Kontakt 17 dos Verbraucheranschlus.seiJ 5 geschaltot ii-it.

Jeder Verbraucheranschluß 5 umfaßt ferner eine Haltespule 21, die zwischen die Eingangsklemme 11 und den feststehenden Kontakt 16 des VerbrauchoranischJusses 5 geschaltet ist. Wie sich aus acc folgenden Beschreibung ergibt, ist dir· Haltespule 21 derart angeordnet,-daß sie dai-> bewegliche Kontaktelement 19 dos Relais 18 in seiner mit II bezeichneten Arbeitsstellung während der gesamten Zeit festhält, während welcher ein elektrischer Verbraucher 6 von dem Verteilersystem 2 gespeist wird.

Das in der Fig. 1 dargestellte Stromverteilorsystem mit einem Verbrauchoranschluß 5 gemäß der Ausführungsform in Fig.

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arbeitet auf folgende Weise:

Wenn kein Verbraucher 6 an den Verbraucheranschluß 5 angeschlossen ist, befindet sich das bewegliche Kontaktelement 19 dieses Verbraucheranschlusses in der in der Fig. 2 mit II bezeichneten Stellung.

Der Anschluß eines elektrischen Verbrauchers 6 an die Ausganqsklemme 14 und 15 eines Verbraucheranschlusses 5 führt dazu, daß dor Verbraucher über die Erregerspule 20 parallel zu dßir von der SbMiorloitumj 10a und der Speise leitung 4a gebildeten Strecke geschaltet wird, wobei letztgenannte Leitungen mit den Kingangsklemmen 13 bzw. 12 des Verbraucheranschlusses 5 verbunden sind, unter diesen Bedingungen führt die Steuereinheit 7 eine Messung des an das System 2 angeschlossenen Verbrauchers 6 aus, um die elektrische Leistung zu ermitteln, die dieser Verbraucher für seinen Betrieb benötigt. Diese Leistung kann aufgrund einer einfachen Impedanzmessung ermittelt werden. Zu diesem Zwecke kann die Befehls- und Datenverarbeitungseinheit 9 eine an sich bekannte Meßbrückenschaltung umfassen. Zweckmäßigerweise kann di.o Impedanz, dos; an einen Verbraucheranschluß 5 angeschlossenen Verbrauchers 6 mit sehr geringen Strömen gemessen werden, wodurch diese Messung zu"keiner merklichen überlastung des Verteilersystems 2 führt.

Nachdem die von dem Verbraucher für seinen Betrieb benötigte Leistung ermittelt wurde, "entscheidet" die Steuereinheit auf der Basis der von dem Generator 1 dem Verteilersystem zum gegebenen Zeitpunkt zugeführten Leistung und auf der Basis der zusätzlichen Leistung, die der Generator 1 dem Verteilersystem 2 noch zuführen kann, ob der Verbraucher 6 parallel zu den Speiseleitungen 3a und 4a geschaltet werden kann, die an dem Verbraucheranschluß 5 enden.

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Wenn die von dem Generator 1 verfügbare zusätzliche elektrische Leistung ausreicht, um den Verbraucher zu speisen, sendet die Datenverarbeitungs- und Steuereinheit 9 einen Stromimpuls über d.i.'.· Sto.uerle i tungen 10, I Oa, um d Le Spule 2.0 des RcIa ir; 18 des Vor brauf'horan.schlu::;;e.s j :/.u erregen, an die dor elektrische Verbraucher angeschlossen ist. Dieser impuls Lsi grofJ genug, um das bewegliche Kontakt..!'!lenient. 19 aus seiner StelLuiitr I in seine Stellung II zu bewegen. Infolgedessen wird der elektrische Verbraucher 6 über die Haltespule 21 parallel zu der Strecke geschaltet, die von den Speiseleitungen 3a und 4a gebildet ist, die an den Eingangsklemmen 11 und 12 des Verbraucheranschlusses 5 enden, an den der Verbraucher 6 angeschlossen wurde.

Dor dem Verbraucher 6 zugeführte Strom fließt durch die Haltespule¹ 21 und hält daher das bewegliche Kuntaktoleine.nl: 1 ^c> in der Stellung 11,solange der Verbj anchor (> nicht ν >n dom Vo rbi:ducheransohluß getrennt wird.

Wenn der elektrische Verbraucher G von dem Verbraucheranschluß 5 getrennt wird, wird die Haltespule 21 entregt, worauf das bewegliche Kontaktelement 19 in die Stellung I beispielsweise unter der Wirkung einer nicht dargestellten Rückstellfeder zurückkehrt.

Wenn jedoch die vom Generator 1 zusätzlich verfügbare elektrische Leistung geringer ist als die Leistung, die für den Betrieb des an den Verbraucheranschluß 5 angeschlossenen Verbrauchers 6 erforderlich .ißt, sendet die Datenvorarbei.tungs- und Befehl soinheIt 9 keinen impuls zur" Erregung dos Relais aus, so daß das bewegliche KontakLelemont 19 in der Stellung I vorbleibt und der fragliche Verbraucher 6 nicht gespeist w i rd.

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Zweckmäßigerweise sind die Erregerspule 20 und die Haltespule 21 jedes Verbraucheranschlusses 5 auf einen einzigen sättigbaren Kern aufgewickelt,-um die Energied.issipation in dem Verbraucheranschluß 5 auf einen sehr kleinen Wert herabzu- SO⁴CZO-U₁ wenn der elektrische Verbraucher 6 eingeschlossen wird Der Kern kann mit hinreichend kleinen VerbrauchersLrömen <7'.i:;.'j'M\ i qL werden, um Ίοη Vorbrauoheranschl uß 5 υλι befähigen, ijiir;h <]cr i ri'jc· !■■ i :;l.unqrM] .in den e 1 i'k t r i sehen Verbrauchor h

In einer anderen Ausführungsforin sind die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Steuerleitungen 10 und 10a geerdet, wobei der Verbraucheranschluß 5 den in der Fig. 3 dargestellten Aufbau hat. Bei dieser Ausführungsform umfaßt jeder Verbraucheranschluß 5 ferner eine dritte Ausgangsklemme 22, mit 'welcher die Masseklemme eines elektrischen Verbrauchers 6 im Betrieb verbunden ist. Ferner umfaßb jeder Verbraucheranschluß e i.n drittes feststehendes Verbraucherelement 23, das mit der dritten Eingangsklemme 13 über einen Leiter 24 verbunden i5.-f:. Du:: Relais des jeweiligen Verbraucherar.schlusses 5 umfaßt ferner ein zweites bewegliches Kontaktelement 19, das mit der dritten Ausgangsklemme 22 des Verbraucheranschlusses 5 verbunden ist. Das zweite Kontaktelement 25 ist zwischen einer mit II bezeichneten Stellung und einer mit I bezeichneten Stellung bewegbar. In der Stellung II verbindet es die Ausgangsklemmen 22 des Verbraucheranschlusses 5 mit der entsprechenden Eingangsklemme 13. In der Stellung I wird die Verbindung unterbrochen.

Die Wirkungsweise der Ausführung des Verteilersystems, bei dem die Steuerleitungen 10 und 10a mit der Erde verbunden sind und in der jeder Verbraucheranschluß 5 die in der Fig. dargestellte Form besitzt, unterscheidet sich nicht wesentlich von, der Betriebsweise der anhand der Fig. 1 und 2 erläuterten Ausführungsform. Wenn daher an dem Verbraucher-

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anschluß kein Verbraucher 6 angeschlossen ist, befinden sich die beiden beweglichen Kontaktelemente 19 und 25 in der jeweiligen Stellung I.

Wenn ein elektrischer Verbraucher 6 an die Ausgangklemmen 14, 15 und 22 eines Verbraucheranschlusses 5 angeschlossen wird, wird der Verbraucher über die Erregerspule 20 parallel zu der von der Steuerleitung 10a und der Speiseleitung 4a gebildeten Strecke geschaltet, wobei die Steuerleitung 10a und die Speiseleitung 4a mit den Eingangsklemmen 13 und 12 dieses Verbraucheranschlusses 5 verbunden sind. In dieser Phase führt die Steuereinheit 7 einen Vergleich zwischen der vom Generator verfügbaren zusätzlichen Leistung und der von dem Verbraucher 6 für seinen Betrieb erforderlichen elektrischen Leistung durch.

Wenn die vom Generator 1 verfügbare zusätzliche Leistung ausreicht, um den jeweiligen Verbraucher 6 zu speisen, sendet die Datenverarbeitungs- und Befehlseinheit 9 einen Impuls Über die Steuerleitungen 10 und 10a, dessen Größe ausreicht, um die Spule 20 zu erregen. Folglich werden die beweglichen Kontaktelemente 19 und 25 aus der jeweiligen Stellung I in die jeweilige Stellung II überführt. Infolgedessen wird der Verbraucher β gespeist.

Bei dar eben beschriebenen Ausführungsform haben die Steuerleitungen 10 und 10a die Doppe!funktion von Erdungsleitungen ιιηΊ von iJtoaerlcitunqcn.

In einer in der Firj. 4 darqnstel.Ifccn wciitorwri Auuführurigsform umfaßt das elektrische Stromvertci.lersystem eine Vielzahl von Steuerlaitungen 110, von denen jede eine entsprechende Klemme der Datenverarbeitungs- und Befehlsoinheit 9 innerhalb der Steuereinheit 7 mit der Eingangsklemme 13 eines entsprechenden Verbraucheranschlusses 5 verbindet.

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* Λ. rt j*·

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Bei dieser Äusführu&gsform des Systems kann jeder Verbraucheranschluß 5 in der in der Fig. 5 dargestellten Weise aufgebaut sein. Diese Ausfuhrungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 2 nur dadurch, daß zwischen das feststehende Kantaktelement 17 und ^leiKingangvsklettiHie 12 des.-. Verbraucheranschlusäes 5 ein widerstand 26 eingeschaltet ist. Der Widerstand 26 besitzt aus Gründers, die nooh weiter unten erläutert werden, elften bekannten Wideretandswerti der; sehr hoch ist, so daß die Energiedissipation in dem Widerstand sehr gering ist, wenn im Betrieb ein Strom durch den Widerstand fließt.

Die Arbeitsweise;deät; 'in- der:

systems mit einer Vielzahl von VerbraucheranseiiltissiBn 5 der in der Pig, 5 dargestellten Art ist

Wenn kein Verbraucher 6 an einen verbrauGJheranpah.luß 5 angeschlossen ist, befindet sich das bewegliche Kontakte leinen t 19 des Relais 18 dlefses Verbraucheranschlusses 5 in seiner Stellung I. Wenn ein Verbraucher 6 lüit den Ausgangsklemmen T4/ 15 eines Verbräucheranschlusses 5 verbunden latV wird der Verbraucher 6 parallel au dem Widerstand 2ß dieses Ver" ■ ■".?· braueheranschlusses 5 geschaltet, Unter diesen Bedingungen ^:; sind der Verbrauche^ 6 und der Widerstand 26 pmral^l zu Γ einer Strecke geschaltet, die von der Steuerleitung¹ 11Ö _; ]; und der Speiseleitung 4a gebildet ist, Die Steuerlöitung 110 und die Speiseleitung 4a sind mit d«n Eingangöklernmen 13 bssw, 12 des jeweiligen Verbraucheranschlusses 5 verbunden,. Diese '. Strecke ist mit der Datenverarbeltungs- und Befehlseinheit 9 verbunden, die in der vorher beschriebenen Weise eine Messung der Impedanz ausführt,die von dem-Verbraucher 6 und dem hierzu parallel geschalteten Widerstand 26 gebildet wird. Da, wie oben festgestellt wurde, dei?^: Wilierstaiiiäswert des Widerstands 26 bekannt ist, kann dl4 Datenveratrbeltunfs*■ und Befehlseinheit 9 aus der durchgeführten Messung den Wert

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der Impedanz des Verbrauchers 6 ableiten und ist daher in der Lage, den Leiätungsbedarf des Verbrauchers 6 für seinen Betrieb^zu

Immer, wenn die für den Betrieb des Verbrauchers 6 erforderliche elektrische Leistung mit der zusätzlich verfügbaren elektrischen Leistung verträglich' ist/ veranlaßt die Steuereinheit 7 in der oben besehrlöbenön Weise einen obergang des beweglichen Kontaktelementes 19 des mit dem jeweiligen Verbraucher 6 verbundenen Verbraucheranschlusses 5 aus seiner Stellung I in seine Stellung II. Folglich wird der Verbraucher 6 über die Speiseleitungen 3a und 4a gespeist, die mit den Eincfangsklemmen 11 bzw* 12 des mit dem Verbraucher 6 verbundenen Verbraucheranschlusses 5 in Verbindung stehen.

Die in: der Fig. 4 dargestellte Ausführungsform des Verteilersystems 2, die eine Vielzahl von Verbraucheränschlüssen der in der Fig. 5 dargestellten Art umfaßt, gibt ferner, die Möglichkeit/ die Stromzufuhr zu einem oder mehreren an den jeweiligen Verbräucheranschluß 5 angeschlossenen Verbrauchern 6 zu unterbrechen, wenn aus irgendeinem Grunde (einer Panne, einem Kürzschluß oder dgl.) die zeitweilig verfügbare elektrische Energie geringer ist als die zur Speisung der zu einem gegebenen Zeitpunkt mit den Speiseleitungen des Verteilersystems 2 verbundenen Verbraucher erforderliche Energie. Diese Unterbrechung erfolgt in der folgenden Weise:

Angenommen, bei einem Verbraucheranschluß gemäß Fig. 5 befindet sich das bewegliche Kontaktelement 19 des Relais 18 in der ;S te llung II, in der der Verbraucher 6 über diesen V^rbrauteheranschi|öß 5 parallel zu den Speiseleitungen 3a _; UJäö 4a' jg.^schäi'tetf. ist/ die mit den Eingangsklemmen 11 bzw. 12 dieses Verjbrattcheränschlusses 5 Vierbunden sind. In diesem Zustand- wird dem -Verbraucher 6 die für einen Betrieb erf orderliehe elektrische Energie zugeführt.

.-■■■'■■'■-■- te - . . ■

Nun sei beispielsweise aufgrund einer Panne des Generators oder eines dadurch bewirkten Leistungsabfalles die im Verteilersystem 2 verfügbare elektrische Energie nicht ausreichend, um die Speisung aller an das Verteilersystem anger schlossenen Verbraucher 6 zu ermöglichen. Unter diesen Umständen registriert die Steuereinheit 7 mit Hilfe des Meßinstrumentes 8 den Abfall der dem System von dem Generator T zugeführten Leistung und bewirkt auf der Basis der verbliebenen verfügbaren Leistung die Abschaltung einer bestimmten Anzahl von elektrischen Verbrauchern 6 in der weiter unten noch beschriebenen Weise/ um so eine überlastung des Verteilersystems 2 mit allen daraus resultierenden Gefahren zu vermeiden.

Um einen Über einen ,Verbraucheranschluß 5 an v&as Verteiler- ;, system angeschlossenen Verbraucher 6 abzuschalten,,genügt es, wenn die Datenverarbeitungs- und Befehlseinheit 9 über die Strecke, die von der mit dem jeweiligen Verbraucheranschluß 5 verbundenen Steuerleitung 110 und der zugehörigen Speiseleitung 4a gebildet ist, sowie Über den Widerstand dieses Verbraucheranschlusses einen Stromimpuls aussendet, dessen Größe ausreicht, um die Spule 20 zu erregen, so daß das bewegliche Kontaktelement 19 aus seiner Stellung II in seine Stellung I bewegt wird. Natürlich iiat dieser impuls die entgegengesetzte Polarität des Elises,der^eiiötigt wird, um das bewegliche Kontaktelement 19 aus Öer Sieliung I in die Stellung II zu schalten. - ;[ .

Da jeder Verbraucherarischluß 5 über eine entsprechende von einer Steuerleitung 110 und einer Speiseleitung 4a gebildete strecke mit der Steuereinheit 7 in_:Verbindung-stefctr ist diese in der Lage,selektiv eine ausreichende Anzahl von Verbrauchern abzuschalten, um eine überlastung des Verteilersystems 2 zu vermeiden.

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Zweckmäßigerweise sind die Verbraucheranschlüsse in zwei getrennte Gruppen unterteilt, um Verbraucher mit "aufschiebbaren" Funktionen bzw. Verbraucher mit "nicht aufschiebbaren" Funktionen zu speisen. Unter Verbrauchern mit aufschiebbaren Funktionen werden solche Verbraucher verstanden, deren Betrieb zeitweilig unterbrochen werden kann,ohne Nachteil für den Dienst, den sie erbringen. Eine häusliche Waschmaschine stellt beispielsweise einen Verbraucher mit aufschiebbarer Funktion dar, da eine zeitweilige Unterbrechung ihres Betriebes keine unzumutbare Härte darstellt oder besondere Probleme verursacht.

Unter Verbrauchern mit nicht aufschiebbaren Funktionen werden jedoch solche Verbraucher verstanden, bei denen auch nur eine zeitweilige Betriebsunterbrechung erhebliche Härten für den Benutzer verursacht. Ein solches Beispiel für einen Verbraucher mit nicht aufschiebbaren Funktionen stellt beispielsweise die häusliche Beleuchtung dar.

Die Steuereinheit 7 ist zweckmäßigerweise mit dieser Unterteilung der Verbraucheranschlüsse 5 programmiert, so daß sie bei einem Absinken der verfügbaren Energie eine ausreichend hohe Anzahl von Verbrauchern mit aufschiebbaren Funktionen abschaltet, um eine überlastung des Verteilersystems 2 zu vermeiden.

Zweckmäßigerweise kann die Datenverarbeitungs- und Befehlseinheit 9 der Steuereinheit 7 eine Zeitgeberanordnung aufweisen, die so ausgebildet ist, daß sie während bestimmter Tageszeiten, in denen die Gesamtbelastung des Verteilersystems besonders hoch ist, Verbraucher mit aufschiebbarer Funktion abschaltet. Auf diese Weise ist es möglich, gefährliche Ausfälle des gesamten Systems zu verhindern.

Die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform des Verteilersystems kann beispielsweise von einem lokalen Ver-

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Leilersystem gebiJdeit sein, das nicht an einen Generator sondern an das nationale Vortoi .lernetζ angeschlossen ist. In diesem Falle kann die Datenverarbeitungs- und Befehlseinheit 9 der Steuereinheit 7 in bekannter Weise so ausgebildet sein, daß sie einen Befehl für das Abschalten der Verbraucher mit aufschiebbarer Funktion empfängt, wobei dieser Befehl von einem System kommt, welches die Verfügbarkeit von elektrischer Energie innerhalb eines größeren Bereiches des nationalen Verteilersystems steuert. Dieses Befehlssignal kann der Steuereinheit beispielsweise über eine Trägerwelle übertragen werden.

Alternativ zu dem vorstehend Gesagten kann das erfindungsgemäße elektrische Stromverteilersystem 2 aber auch ein lokales Verteilersystem sein. In diesem Falle kann der Generator 1 von einer lokalen Generatoreinheit zur Erzeugung elektrischen Stromes gebildet sein. ■

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Claims

Patentanwälte Dii»l.-In3g.'H W-GifcKviA'ttfN^DßpL.-PiiYS. Dr. K. Pinckk

Dipl.-Ing. F. A.We ι ck man ν, Dipl.-Chem. B. Huber Dr. Ing. H. LiSKA

8000 MÜNCHEN 86, DEN

Centro Ricerche Fiat S.p.A. Postfach 860820

„ - . MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Strada Torino 50,
Orbassano (Turin)
Italien

Patentansprüche

C 1,yStromverteilungssystem, gekennzeichnet durch

^-—S zwei Speiseleitungen (3, 4),

eine mit diesen verbundene Vielzahl von Verbraucheranschlüssen (5) zum Anschluß einer entsprechenden Vielzahl von elektrischen Verbrauchern (6) an das Verteilersystem

eine Steuereinheit (7), die über eine Steuerleitungsanordnung (10, 10a; 110) mit jedem Verbraucheranschluß (5) verbunden und derart ausgebildet ist, daß sie

a) bei Anschluß eines Verbrauchers (6) an einen Verbraucheranschluß (5) die Leistungszunähme mißt, die von dem Verteilersystem (2) zur Speisung dieses Verbrauchers (6) erbracht werden muß, wobei diese Messung ohne eine merkliche überlastung des Verteilersystems (2) erfolgt,

b) das Ergebnis dieser Messung mit der durch das Verteilersystem (2) verfügbaren zusätzlichen Leistung vergleicht und

c) ein das Ergebnis dieses Vergleiches kennzeichnendes Signal erzeugt,

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und in jedem Verbraucheranschluß (5)'eine Schalteranordnung (18) mit zwei Betriebszuständen, wobei in dem ersten Betriebszustand der Anschluß eines Verbrauchers (6) an den Verbraucheranschluß (5) die Steuereinheit (7) veranlaßt, den Vergleich über die Verbindung des Verbrauchers (6) mit der Steuerleitungsanordnung {10, 10a) und einer der Speiseleitungen (4, 4a) durchzuführen, während in dem zweiten Betriebszustand die Schalteranordnung (18) den Verbraucher (6) parallel zu den beiden Speiseleitungen (3, 3a; 4, 4a) schaltet,und wobei der übergang von dem ersten Betriebszustand in den zweiten Betriebszustand nur dann auftritt, wenn das von der Steuereinheit (7) ausgesandte, das Vergleichsergebnis kennzeichnende Signal anzeigt, das die für den Betrieb des Verbrauchers (6) erforderliche Leistung nicht dazu führt, daß die von dem Verteilersystem (2) maximal aufbringbare Leistung überschritten wird.
2. Stromverteilungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitungsanordnung.eine mit einer Klemme der Steuereinheit (7) verbundene Hauptsteuerleitung (10) und eine von dieser abgehende Vielzahl von Zweigsteuerleitungen (10a) umfaßt, die jeweils mit einem Verbraucheranschluß (5) verbunden sind.
3. Verbraucheranschluß für ein Stromverteilungssystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch

eine erste und eine zweite Eingangsklemme (11,12), die mit der ersten bzw. zweiten Speiseleitung (3, 4) verbunden .sind,

eine dritte Eingangsklemme (13) die mit der entsprechenden Zweigsteuerleitung (10a) verbunden ist, eine erste und eine zweite Ausgangsklemme (14, 15), an die im Betrieb ein elektrischer Verbraucher (6) anschließbar ist,

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ein erstes und ein zweites feststehendes elektrisches Kontaktelement (16, 17),

ein Relais (18) mit einem beweglichen Kontaktelement (19), das mit der ersten Ausgangsklemme (14) des Verbraucheranschlusses (5) verbunden und zwischen einer Arbeitsstellung (II) und einer Ruhestellung (I) bewegbar ist, in der es mit dem ersteh feststehenden Kontaktelement (16) bzw. mit dem zweiten feststehenden Kontaktelement (17) in Kontakt steht, wobei die Erregerspule (20) dieses Relais (18) zwischen die dritte Eingangsklemme (13) und das zweite feststehende Kontaktelement (17) des Verbraucheranschlusses (5) geschaltet ist, und

eine Haltespule (21), die zwischen die erste Eingangsklemme (11) des Verbraucheranschlusses (5) und das erste feststehende Kontaktelement (16) geschaltet ist um das bewegliche Kontaktelement (19) des Relais (18) in seiner Arbeitsstellung (II) während des gesamten Zeitraumes zu halten, in dem der Verbraucher (6) von dem Stromverteilersystem (2) gespeist wird.
4. Stromverteilungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitungsanordnung (10, 10a) mit der Erde verbunden ist.
5. Verbraucheranschluß für ein Stromverteilungssnetz nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch, eine erste und eine zweite.Eingangsklemme (11, 12), die mit der ersten bzw. zweiten Speiseleitung (3, 4) verbunden sind,

eine dritte Eingangsklemme (13) , die mit der entsprechenden Zweigsteuerleitung (10a) verbunden ist, eine erste und eine zweite Ausgangsklemme (14, 15), an die im Betrieb ein elektrischer Verbraucher (6) anschließbar ist,
eine dritte Ausgangsklemme (22), in die im Betrieb der

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Erdungsanschluß eines Verbrauchers (6) anschließbar ist, ein erstes und ein zweites elektrisches Kontakte leinen t (16, 17), die in dem Verbraucheranschluß (5) fest montiert sind, ein drittes Kontaktelement (23), das mit der dritten Eingangsklemme (13) des Verbraucheranschlusses (5) in Verbindung steht,

ein Relais (18),* umfassend ein erstes bewegliches Kontaktelement (19)f das mit der ersten Ausgangsklemme (14) des Verbraucheranschlusses (5) verbunden und zwischen einer Arbeitsstellung (II)und einer Ruhestellung (I)verbunden ist, in der es mit dem ersten bzw. zweiten feststehenden Kontaktelement (16, 17) in Kontakt steht, und ein zweites bewegliches Kontaktelemont (25), das mit der dritten Ausgangsklemme (22) des Verbraucheranschlusses (5) verbunden und an dem ersten beweglichen Kontaktelement (19) befestigt ist, wobei das zweite bewegliche Kontaktelement (25) derart angeordnet ist, daß es eine Arbeitsstellung (II) und eine Ruhestellung (I)annehmen kann, in der es eine Verbindung zwischen dem dritten Kontaktelement (23) und der dritten Ausgangsklemme (22) des Verbraucheranschlusses (5) herstellt bzw. unterbricht, und wobei die Erregerspule (20) des Relais (18) zwischen die dritte Eingangsklemme (13) und das zweite feststehende Kontaktelement (17) des Verbraucheranschlusses geschaltet ist, und eine Haltespule (21), die zwischen die erste Eingangsklemme des Verbraucheranschlusses (5) und das erste feststehende Kontaktelernent (16) geschaltet ist um die beweglichen Kontaktelemente (19, 25) des Relais (18) in ihrer jeweiligen Arbeitsstellung (II)während des Zeitraumes zu halten,in dem ein Verbraucher durch das elektrische Stromverteilungssystem (2) gespeist wird.
6. Stromverteilungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitungsanordnung eine Vielzahl von Steuerleitungen (110) umfaßt, von denen jede eine

entsprechende Klemme der Steuereinheit (7) mit einem entsprechenden Verbraucheranschluß verbindet.
7. Verbraucheranschluß für ein elektrisches Stromverteilungssystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine erste und eine zweite Eingangsklemme (11, 12)/ die mit der ersten bzw. zweiten Speiseleitung (3, 4) verb*indt;n sind,

eine dritte» Eingangsklemme (13) , die mit der jeweiligen Steuerleitung (110) verbunden ist,

eine erste und eine zweite Ausgangsklemme (14, 15), an die im Betrieb ein elektrischer Verbraucher (6) anschließbar ist,

ein erstes und ein zweites elektrisches Kontaktelement (16, 17), die in dem Verbraucheranschluß (5) fest montiert sind, ein Relais (18) mit einem beweglichen Kontaktelement (19), das mit der ersten Ausgangskiemme (14) des Verbraucheranschlusses (5) verbunden und zwischen einer Arbeitsstellung (Il)und einer Ruhestellung (I)bewegbar ist, in der es mit dem ersten bzw. zweiten Kontaktelement (16, 17) in Kontakt steht, wobei die Erregerspule (20) des Relais (18) zwischen die dritte Eingangsklemme (13) und das zweite feststehende Kontaktelement (17) geschaltet ist,

eine Haltespule (21), die zwischen die erste Eingangsklemme des Verbraucheranschlusses (5) und das erste feststehende Kontaktelement (16) geschaltet ist, um das bewegliche Kontaktelement (19) des Relais (18) in seiner Arbeitsstellung (II) während des gesamten Zeitraumes zu halten, in dem ein Verbraucher (6) von dem elektrischen Stromverteilungssystem (2) gespeist wird, und einen Widerstand (26), der zwischen das zweite feststehende Kontaktelement (17) des Verbraucheranschlusses (5) und die zweite Eingangsklemme (12) desselben geschaltet ist und e.inen bekannten Widerstandswert aufweist, dessen Wert größer ist als die maximale Last, die über einen Ver-

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braucheranschluß (5) gespeist werden kann.
8. Verbraucheranschluß nach einem der Ansprüche 3,5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule (20) und die Haltespule (21) auf denselben Kern gewickelt sind.
9. Verbraucheranschluß nach Anspruch (8), dadurch gekennzeichnet,, daß der Kern von einem sättigbaren Kern gebildet ist.

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