DE389154C

DE389154C - Device for monitoring the load on power plants, especially for electrical power plants

Info

Publication number: DE389154C
Application number: DES48512D
Authority: DE
Inventors: Ludwig Thallmayer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1918-06-22
Filing date: 1918-06-22
Publication date: 1924-01-26

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 26. JANUAR 1924ISSUED JANUARY 26, 1924

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 c GRUPPE 50CLASS 21 c GROUP 50

(S 48512(S 48512

Siemens-Schuckertwerke G.m.b.H. in Siemensstadt b.Berlin*).Siemens-Schuckertwerke G.m.b.H. in Siemensstadt near Berlin *).

Einrichtung zur Überwachung der Belastung von Kraftanlagen,Device for monitoring the load on power plants,

insbesondere für elektrische Kraftbetriebe.especially for electric power plants.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. Juni 1918 ab.Patented in the German Empire on June 22, 1918.

Kraftanlagen dienen dazu, · Energiemengen proportionalen Verhältnis.. Da der Wirkungs-Power plants serve to · amounts of energy proportional ratio .. Since the effect

umzuseteen- oder fortzuleiten; dies ist stets grad mit ·zunehmender Überlastung sinkt.to re-see or forward; this always decreases with increasing overload.

mit Energieverlusten verbunden, die im wird allgemein die Überlastungsfähigkeit vonassociated with energy losses, which in general is the overload capacity of

wesentlichen mit der Belastung des Betriebes ' Kraftanlagen und ihrer Teile durch die in-significantly with the load on the operation 'power plants and their parts by the in-

zunehmen, und zwar meistens mehr als im folge der Verluste entstehende Erwärmungincrease, usually more than the warming that occurs as a result of the losses

*) Von dem Patentsucher ist als Erfinder angegeben worden.:. '*) The patent seeker stated that the inventor was.:. '

--------- Ludwig Thallmayer in Wieti. ' .....-■..·--------- Ludwig Thallmayer in Wieti. '.....- ■ .. ·

einzelner Teile bestimmt. Hierbei sind meistens diejenigen Teile, an welchen die Erwärmung auftritt, am empfindlichsten gegen übermäßige Zunahme ihres Wärmezustandes, wie z. B. bei Kolbenmotoren die Kolben mit Rücksicht auf die bei den hohen seitlichen Drücken erforderliche gute Schmierung und bei elektrischen Motoren ihre einzelnen Wicklungsteile in bezug auf die Verbrennungsgefahr der empfindlichen Isolationsgespinste. individual parts determined. These are mostly those parts on which the heating occurs, most sensitive to excessive increases in their heat state, such as. B. in piston engines with the piston Consideration of the good lubrication required with the high lateral pressures and in the case of electric motors, their individual winding parts with regard to the risk of burns the sensitive web of insulation.

Bei den Vorrichtungen, die zur Überwachung von Kraftanlagen mit Bezug auf Überlastung angewendet werden, kann man zwei Arten unterscheiden. Die einen zeigen die jeweilige Belastung nur an, sie lassen dem Wärter erkennen, wenn an irgendeiner Stelle eine Überlastung droht. Hierzu gehören z. B. bei elektrischen Anlagen im Grunde alle ao »Schalttafelmeßinstrumente und bei Dampfkesselanlagen die Manometer, ebenso die Zeigerinstrumente, die die Temperatur an gefährlichen Stellen durch eine Widerstandsvergleichung oder auf thermoelektrischem Wege messen und anzeigen.In the case of the devices used for monitoring power systems with reference to Overload are applied, one can distinguish two types. Show some only indicate the respective load, they let the guard know if at any point an overload threatens. These include B. in electrical systems basically all ao »Control panel measuring instruments and, in the case of steam boiler systems, the pressure gauges, as well as the Pointer instruments that show the temperature in dangerous places by comparing the resistance or measure and display thermoelectrically.

Eine zweite Art von Überwachungsvor- j richtungen wirkt selbsttätig bei durch Überlastung drohender Gefahr auf die Belastung ein, indem sie entweder die Belastung selbsttätig einschränken oder ganz unterbrechen. Hierzu gehören bei elektrischen Anlagen die Sicherungen, die Maximalautomaten, die von einer Stromspule betätigten selbsttätigen Sperrungen an Anlassern und Steuerapparaten und ähnliche. Da nun gefahrdrohende Überlastungen meist nur vorübergehend auftreten, ja bei manchen Anlagen zur vollen Ausnutzung der Maschinen mit vorübergehenden Überlastungen betriebsmäßig gerechnet ; wird, die mit unternormalen Belastungen abwechselnd sehr wohl zulässig sind (sogenannte intermittierende Betriebe), so sollen nach der Erfindung zur Überwachung der Belastung der Anlage oder einzelner Teile davon, Vorrichtungen, die dem Erwärmungsgrad in ihrer Einstellung dauernd folgen, mit anderen Vorrichtungen zusammenwirken, die in ihrer Einstellung anderen Belastungsgrößen dauernd folgen, so daß das Maß dieser Belastungen verschiedenen Erwärmungsgraden laufend angepaßt wird. Es soll z. B., um einen einfachen Fall herauszugreifen, eine Vorrichtung, die die Temperatur im Innern einer elektrischen Maschine mißt, bei schon ' verhältnismäßig weit vorgeschrittener Temperaturerhöhung einen Maximalautomaten, etwa durch öffnen eines Parallelwiderstandes, veranlassen, schon bei geringerer Stromstärke auszuschalten, als wenn die Maschine noch kalt wäre.A second type of monitoring device acts automatically in the event of overload imminent danger to the load by either taking the load automatically limit or completely interrupt. In the case of electrical systems, this includes Fuses, the maximum automatics, which are operated automatically by a current coil Blocking of starters and control apparatus and the like. Since dangerous overloads usually only occur temporarily, yes, with some systems for full utilization of the machines with temporary overloads expected operationally; which, alternating with sub-normal loads, are very well permissible (so-called intermittent operations), according to the invention for monitoring the load of the system or individual parts of it, devices that reduce the degree of warming in their Follow the setting continuously, interact with other devices that are in their Setting other load sizes follow continuously, so that the measure of these loads is continuously adapted to different degrees of warming. It should z. B. to single out a simple case, one Device that measures the temperature inside an electrical machine when already ' relatively advanced temperature increase a maximum machine, by opening a parallel resistor, for example, even at a lower current strength off as if the machine were still cold.

Ein ähnliches Ausführungsbeispiel ist in Al)I). ι dargestellt. .Sie zeigt einen Dreiphasenmotor i, dessen Ständerwicklung gegen zu hohe Erwärmung geschützt werden soll. Der Motor sei beispielsweise nur kurzzeitig mit wechselnder Belastung im Betriebe. Erfindungsgemäß erfolgt die Messung des Erwärmungszustandes der Wicklung dadurch, daß durch das Ausschalten des Motors mittels des Steuerschalters 2 gleichzeitig mittels des Schalters 3 der Stromkreis des Widerstandsmessers 4 über zwei Phasen der Motorwicklung geschlossen wird. Der Zeiger des Messers 4 zeigt somit während des Betriebsstillstandes des Motors den tatsächlichen Er- wärmungszustand des Motors an. Hierbei kann durch Anwendung des Spannungswandlers 5 ein für diese Widerstandsmessung geeigneter Spannungswert bei beliebiger Spannung an der Stromzuleitung für den Motor erzielt werden. In Abhängigkeit von dem Zeiger 4 kann dann entweder von Hand aus die nachfolgende Steuerung des Motors bewerkstelligt werden, oder es kann durch den Zeiger 4 die Einstellung von Parallelwiderständen 7 zu den Motorsicherungen 6 vorgenommen werden oder auf sonstige geeignete Weise eine Schutzvorrichtung für den Motor eingelegt werden, die so in Abhängigkeit vom Erwärmungszustand der Maschine entweder die Überschreitung einer bestimmten Stromstärke, z. B. durch Sperrung des Steuerhebels oder durch Ausschalten des Motors, verhindert oder selbsttätig eine Verringerung dieser Stromstärke herbeiführt.A similar embodiment is in A1) I). ι shown. It shows a three-phase motor i, the stator winding of which is to be protected against excessive heating. For example, the engine is only briefly in operation with changing loads. According to the invention the measurement of the heating state of the winding is carried out by switching off the motor by means of of the control switch 2 at the same time by means of the switch 3 of the circuit of the ohmmeter 4 is closed over two phases of the motor winding. The pointer of the knife 4 thus shows the actual result while the engine is at a standstill. warming condition of the engine. This can be done by using the voltage converter 5 a voltage value suitable for this resistance measurement at any voltage can be achieved on the power supply line for the motor. Depending on the pointer 4, either manually the subsequent control of the motor can be accomplished, or it can be done by the Pointer 4 made the setting of parallel resistors 7 to the motor fuses 6 or a protective device for the engine can be inserted in some other suitable manner, depending on the Heating condition of the machine either the exceeding of a certain current strength, z. B. by locking the control lever or by switching off the engine prevented or automatically brings about a reduction in this current strength.

In Abb. 2 ist eine Anordnung dargestellt, bei welcher nicht nur der Erwärmungszustand der Wicklung eines Motors, sondern die Erwärmungszustände aller wichtigen Teile der gesamten elektrischen Anlage auf die iod Sicherungseinrichtungen zur Wirkung gebracht werden können. Zu diesem Zweckwird eine Erwärmungsmeßvorrichtung an jeden der zu schützenden Teile gelegt, und zwar der Messer 4' an die Zuleitungen des Motors, der Messer 4^s an die Ständerwicklung des Motors, der Messer 4^r an die Rotorwicklung des Motors und der Messer 4^U' au die Steuerwiderstände des Motors. Die von den Zeigern betätigten Kontaktvorrichtungen i»o 10 liegen hintereinander geschaltet oder parallel oder teils hintereinander, teils parallel (je nach der gewünschten Zuordnung der Erwärmungszustände der einzelnen Teile, welche gemeinsam die Schutzvorrichtungen betätigen sollen), im Stromkreis der Spulen, welche in an sich bekannter Weise auf die Steuereinrichtungen des Motors sperrend, auslösend oder rückführend einwirken kann. Die Kontaktanordnungen 10 werden zweckmäßig so ausgebildet, daß sie nach Überschreitung eines bestimmten Erwärmungswertes des zuIn Fig. 2 an arrangement is shown in which not only the heating state of the winding of a motor, but the heating states of all important parts of the entire electrical system can be brought into effect on the iodine safety devices. For this purpose, a temperature measuring device is placed on each of the parts to be protected, namely the knife 4 'to the supply lines of the motor, the knife 4 ^s to the stator winding of the motor, the knife 4 ^r to the rotor winding of the motor and the knife 4 ^U ' au the control resistors of the motor. The contact devices operated by the pointers are connected one behind the other or in parallel or partly one behind the other, partly parallel (depending on the desired assignment of the heating states of the individual parts, which are to operate the protective devices together), in the circuit of the coils, which in itself can have a known manner on the control devices of the motor locking, triggering or returning. The contact arrangements 10 are expediently designed so that, after exceeding a certain heating value of the to

schützenden Leitungsteiles dauernd den Stromschluß für die Spule 11 aufrechterhalten. Durch die Anordnung einer beliebigen Zahl zugeordneter Kontakte ist es hierbei möglich, jedem Erwärmungswert des einen Teiles einen bestimmten Erwärmungswert des andern Teiles für die Betätigung der Spule 11 zuzuordnen, während die Gruppierung der zugeordnet wirkenden Kontakte der Temperaturmesser die Abhängigkeit der Sicherungsvorrichtung von den Erwärmungen einzelner Teile zu wählen erlaubt.The protective line part permanently maintains the current for the coil 11. By arranging any number of associated contacts, it is possible to measure any heating value of the one Part has a certain warming value of the to assign another part for the actuation of the coil 11, while the grouping of the assigned acting contacts of the temperature meter the dependency of the safety device to choose from the heating of individual parts allowed.

Die einzelnen Meßvorrichtungen können direkt an die Starkstromleitungen, wie in der Zeichnung dargestellt, zur Wärmemessung durch Widerstandsvergleichung nur während der Betriebspausen nach Art der Abb. 1 gelegt werden. Soll während des Betriebes die Erwärmung gemessen werden, so sind beson-The individual measuring devices can be connected directly to the power lines, as in the Drawing shown, for heat measurement by comparing resistance only during of the operational breaks according to the type of Fig. 1. Should the Warming are measured, special

ao dere Meßspulen oder Thermoelemente zu verwenden. ao other measuring coils or thermocouples to be used.

Abb. 3 zeigt das Meßverfahren in Verbindung mit einer in Abhängigkeit von der Stromstärke gesteuerten SteuerungssperrungFig. 3 shows the measurement method in connection with a depending on the Amperage controlled control lock

14. Zu diesem Zweck wird der Temperaturanzeiger 4, der mit der Stromquelle 13 an eine Meßspule im Innern des Motors 1 angeschlossen sein mag, mit einer Kontaktvorrichtung versehen, welche in Verbindung mit einer ähnlichen Kontaktvorrichtung, die durch einen Stromzeiger 15 verstellt wird, auf die Sperrspule des Steuerhebels 16 einwirkt, und zwar zweckmäßig in solcher Weise, daß bei kleinen Temperaturen erst bei hohen Stromstärken die Sperrung zur Wirkung gelangt, während bei hohen Temperaturen dies schon bei kleineren Stromstärken eintritt. Durch entsprechende Ausbildung der Kontakte am Zeiger kann dafür gesorgt werden, daß nach einmal überschrittener Strom- oder Erwärmungsgrenze dauernd die Sicherungseinrichtungen 14 in Tätigkeit bleiben. An Stelle der Sperrung kann mit einer ähnlichen Einrichtung natürlich auch eine Rückführung des Steuers oder eine Auslösung des Schalters oder eine Beeinflussung der Auslösestromstärke von Schmelzsicherungen usw. herbeigeführt werden, oder es kann auch bei steigender Erwärmung und Belastung eine Einrichtung zur künstlichen Kühlung zu starkerer Wirkung veranlaßt werden.14. For this purpose, the temperature indicator 4, which is connected to the power source 13 to a Measuring coil may be connected inside the motor 1, with a contact device provided, which in connection with a similar contact device, which by a current pointer 15 is adjusted, acts on the locking coil of the control lever 16, and although expedient in such a way that at low temperatures only at high currents the blocking comes into effect, while at high temperatures this already occurs at lower currents. By Appropriate training of the contacts on the pointer can ensure that after once the current or heating limit has been exceeded, the safety devices are permanently activated 14 remain in operation. In place of blocking can use a similar facility of course also a return of the control or a trip of the switch or an influence on the tripping current of fuses etc. is brought about or it can also become a facility with increasing warming and load artificial cooling can be made to have a stronger effect.

Die angeführten Beispiele zeigen, wie es möglich ist, nach der Erfindung die Belastungsfähigkeit einer Anlage wesentlich zu steigern, wobei trotzdem gefahrbringende Überlastungen ausgeschlossen werden.The examples given show how it is possible, according to the invention, to increase the load capacity of a system to be increased significantly while still excluding dangerous overloads.

Claims

Patent Claims:

1. Device for monitoring the load on power plants, in particular for electric power plants where monitoring devices for the electricity and the temperature interact, characterized in that for monitoring the burden. of the systems or individual parts thereof devices that constantly follow the degree of warming in their setting, with other devices cooperate, which constantly follow other load sizes in their setting, so that the extent of these loads is continuously adapted to the different degrees of warming.

2. Device according to claim 1, characterized in that by the device to measure the temperature rise, changes are generated in the measuring range of the other safety devices, which influence the measurement result (Fig. 1).

3. Device according to claim 1, characterized in that by the monitoring devices actuated contact devices are connected to each other in such a way that each temperature value a assigned certain value of the operating variable measured by the other device is (Fig. 3).

1 sheet of drawings.