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Ladeschaltung für Akkumulatoren-Batterien mit Zusatzmaschinen Die
Erfindung bezieht sich auf eine Ladeschaltung für Akkumulatoren-Batterien mit Zusatzmaschinen.
Es ist üblich, für diese Schaltungen Doppelzellenschalter zu verwenden. Die eine
Seite des Doppelzellenschalters dient zum Laden, die andere zum Entladen. In den
meisten Zentralen, insbesondere in solchen, deren Gleichstromumformer von Überlandwerken
gespeist werden, wird gefordert, daß im Fall einer Störung im Überlandnetz die Akkumulatoren-Batterie
kurzzeitig eine möglichst hohe Leistung abzugeben vermag. Dies hat zur Folge, daß
die Entladeseite des Doppelzellenschalters für eine wesentlich höhere Stromstärke
bemessen sein muß als die Ladeseite. Verwendet man also Doppelzellenschalter, so
ist die Ladeseite stark überdimensioniert.
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Die dadurch bedingten Mehrkosten der Anlage werden nach der Erfindung
vermieden, indem in Fällen, wo zwischen Lade- und Entladestrom größere Unterschiede
bestehen, an Stelle eines Doppelzellenschalters zwei Einfachzellenschalter verwendet
werden. Die Voraussetzung dafür ist jedoch die Schaffung einer Sicherheitsschaltung,
welche eine falsche gegenseitige Kontakthebelstellung infolge unrichtiger Bedienung
ausschließt. Wenn nämlich die Stellung von Lade- und Entladehebel so geändert wird,
daß sich die Polarität der Kontakthebel umkehrt, ist die Folge ein unrichtiger Anschluß,
wodurch die Anlage Schaden nehmen kann. Man hat nun bei den Doppelzellenschaltern
eine falsche Bedienung dadurch ausgeschlossen, daß für die beiden Kontakthebel Anschläge
angebracht werden, die ein Überholen des für die Ladung dienenden Kontakthebels
durch den zur Entladung dienenden vereitelte. Diese Vorkehrung ist bei Verwendung
von Einfachzellenschaltern nicht möglich.
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Nach der Erfindung wird daher eine Sicherheitsschaltung geschaffen,
die in der Kontrolle der gegenseitigen Kontakthebelstellung durch Relais besteht.
Bei falscher Polarität der Kontakthebel wird durch die Relais der Schalter der Zusatzmaschine
ausgelöst bzw. sein Einschalten verhindert.
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Das kontrollierende Relais kann erfindungsgemäß ein polarisiertes
Relais mit einem Vorschaltwiderstand sein, das von der Spannung der zwischen den
Kontakthebeln liegenden Zellen erregt ist und dessen Vorschaltwiderstand durch ein
zweites, an der gleichen Spannung liegendes Relais kurzgeschlossen wird, sobald
die Spannung unter einen gewissen Betrag sinkt.
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In dem Schaltschema ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, welches
die Schaltung für ein Dreileitersystem darstellt. zo ist die
positive
Sammelschiene, ii die negative Sammelschiene und 12 der Nulleiter der Anlage, 13
der die Sammelschiene speisende Generator der Zentrale, 14 der Zusatzgenerator für
die Akkumulatoren-Batterieladung. 15 und 16 sind die angeschlossenen Stromverbraucher.
Die Akkumulatoren-Batterie besteht im vorliegenden Fall aus zwei gleichen Hälften.
17 und 18 ist die Stammbatterie, i9 und 2o sind die Schaltzellen. Die beiden Einfachzellenschalter
für die Entladung haben Entladeschienen, die mit 21 und 22 bezeichnet sind, sowie
Entladekontakthebe123 und 24. Die Einfachzellenschalter für die Ladung haben die
Ladeschienen 25 bzw. 26 und die La:dekontakthebe127 und 28. Der Überstrom-Rückstrom-Selbstschalter
des Zusatzgenerators ist 29; 30 ist die zugehörige Auslösespule, die unter
Vorschaltung eines Widerstandes 31 an die Sammelschienen 32 angeschlossen ist, welche
eine Hilfsspannung führen; 33 ist ein Zwischenrelais, das von der Hilfsstromquelle
34 erregt wird und mit seinen Kontakten den Vorschaltwiderstand 31 kurzschließt,
sobald es erregt wird; 35 und 36 sind polarisierte Relais in Arbeitsstromschaltung,
deren Spulen Widerstände 37 bzw. 38 vorgeschaltet sind und die zwischen die Ladekontaktschienen
und den Nulleiter (bzw. die Entladekontaktschienen) angeschlossen sind, so daß sie
von der Spannung der Schaltzellen, die zwischen den Kontakthebeln liegen, erregt
werden. Die Wicklungen sind für eine geringe Spannung (plus/minus 2 Volt) bemessen.
39 und 40 sind gleichfalls polarisierte Relais, die an die gleiche Spannung angeschlossen
sind wie die Relais 35 und 36 und in einer Arbeitsstromschaltung arbeiten. Diese
ziehen innerhalb einer Spannungsgrenze von plus/minus 4 Volt bis plus/minus 66 Volt
an und fallen bei einer Unterschreitung von 4 Volt ab und schließen die Kontakte.
66 Volt ist die maximale Spannung zwischen Lade-und Entladeschienen, die bei 24
Akkumulatorenbatteriezellen auftritt. In der Zeichnung sind nur acht Zellen der
Einfachheit halber dargestellt, 41 und 42 sind Zwischenrelais, die von der Hilfsstromquelle
34 erregt sind und in Ruhestromschaltung arbeiten. 43 und 44 sind motorische
Antriebe für die Verstellung der Ladekontakthebel, die durch die Druckschalter 45
und 46 bzw. 47 und 48 in der einen oder anderen Richtung gesteuert werden.
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Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende: In dem Schaltbild ist
die gegenseitige Stellung der Entladekontakthebe123 und 24 zu den Ladekontakthebeln
27 und 28 dargestellt. Die zwischenliegenden Zellen IV und V werden in diesem Falle
durch die Zusatzmaschine nachgeladen. Kommen Lade- und Entladeschlitten auf den
gleichen Kontakt (z. B. 6) zu stehen, so ist die Zusatzmaschine kurzgeschlossen.
Würden aber die Ladekontakthebel 27 und 28 auf die Kontakte 8 verschoben, während
die Entladekontakthebel auf Kontakt 6 stehenbleiben, so addiert sich die Spannung
der Zellen VI und VII zu der der Zusatzmaschine. Dadurch werden die Zusatzmaschine
sowie die mit ihr in Reihe geschalteten Zellen VI und VII über die Entladeschierien
2i und 22 kurzgeschlossen. Dieser Vorgang, daß sich die Richtung der Spannung je
nach Stellung der Ladekontakthebel zu den zugehörigen Entladekontakthebeln umkehrt,
war richtunggebend für die Schaffung der elektrischen Verriegelungsvorrichtung.
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Diese Verriegelungsschaltung verhindert, daß die Ladekontakthebel
über die Entladekontakthebel durch die motorischen Antriebe 43 und 44 nach außen
bewegt werden oder der Schalter 29, falls die Ladekontakthebel außerhalb der Entladekontakthebel
stehen, eingeschaltet werden kann. Nähert sich nämlich aus der gezeichneten Stellung
der Ladehebel 27 dem Kontakt, auf welchem der Entladehebel 23 steht, so sinkt die
Spannung. Unterschreitet diese vier Volt, dann schließt das polarisierte Relais
39 und überbrückt den Widerstand 37. Hierdurch kann das polarisierte Relais 35 wirksam
werden. Dieses Relais fällt bei null Volt ab und öffnet den Kontaktstromkreis, wodurch
das Zwischenrelais 41 abfällt. Dies bedingt die Unterbrechung des Steuerstromkreises
des Druckschalters 45, so daß der Kontakthebel 27 nicht weiter nach außen verschoben
werden kann. Bei entgegengesetztem Anwachsen der Spannung wird der Arbeitskontakt
geschlossen, das Zwischenrelais 33 zieht an, überbrückt den Vorschaltwiderstand
31 und bringt den Schalter 29 zum Ausschalten. Sollte bei geöffnetem Überstrom-Rückstrom-Schalter
aus irgendwelchem Grunde (Handbetätigung) der Ladekontakthebe127 vor dem Entladekontakthebel
23 stehen, so hält das Relais 39 den Arbeitskontakt geschlossen und verhindert dadurch
das Einschalten des Schalters 29. Diese Behinderung wird gleichfalls durch das Ansprechen
der Relais 35 und 33 bedingt. Zwangläufig mit dem Überstrom-Rückstroin-Schalter
29 werden die Hilfskontakte 49 und So ein- und ausgeschaltet. Kontakt So unterbricht
beim Ausschalten den Stromkreis der Spannungsspule 30 früher, als Kontakt
49 die Überbrückung des Vorschaltwiderstandes 31 aufhebt.
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Die polarisierten Relais 39 und 4o können durch Endschalter und ein
Spannungsrelais ersetzt werden, dessen Spule über die in Reihe liegenden Endschalter
angeschlossen
ist und dessen Kontakte den Vorschaltwiderstand 31
kurzschließen, wenn das Relais unerregt ist.