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Synchronisiereinrichtung Es ist bekannt, zum Zwecke der Synchronisierung
zweier Wechselstromquellen sogenannte Svnchronoskope zu verwenden, das sind Anzeigegeräte,
die ein bewegliches System besitzen, das unter der Einrichtung der Differenz der
Frequenzen der Wechselstromquelle in dem einen oder anderen Sinne umläuft und bei
Gleichheit der Frequenz und Phase der beiden Wechselspannungen in einer bestimmten
Stellung stehenbleibt. Dieses Gerät wird in der Zentrale, in der die beiden zusammenzuschaltenden
Wechselstromquellen sich befinden, in der Weise angewendet, daß von jeder Wechselstromquelle
über Spannungswandler Speiseleitungen zum Synchronoskop hingeführt werden und das
Gerät unmittelbar abgelesen wird, bis es den für die Zusammenschaltung richtigen
Augenblick anzeigt. Erfolgt die Zusammenschaltung von einer entfernten Kommandostelle
aus, dann ist es nachteilig, daß von jeder Spannungsquelle aus bis zu dem in der
Kommandostelle angeordneten Synchronoskop in der Anlage und in der Unterhaltung
kostspielige Meßleitungen gezogen werden müssen, deren Widerstandswert und Isolationsgüte
dazu noch veränderlich ist und die auch durch fremde Felder leicht beeinflußt werden
können. Zur Verminderung der Kosten für diese Meßleistungen ist vorgeschlagen worden,
in der Kommandostelle eine Oszillographeneinrichtung zu verwenden, die mit kleineren
Erregerströmen betrieben werden kann und deshalb auch mit schwächeren Leitungen
auskommt. Die Nachteile, welcher einer quantitativen Messung einer Spannung über
eine Fernleitung anhaften, sind dadurch noch nicht beseitigt.
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Gemäß der Erfindung wird die Synchronisierung von einer entfernten
Kommandostelle aus durchgeführt, indem die Geschwindigkeit oder Stellung eines von
der noch herrschenden Frequenzdifferenz abhängigen, an der Meßstelle befindlichen
Gliedes, beispielsweise des Ankers eines Synchronoskops, zur Kommandostelle übertragen
wird. In der Kommandostelle wird dann sowohl die Größe der Frequenzdifferenz als
auch der Abweichungssinn der Umdrehungsgeschwindigkeit der zuzuschaltenden Maschine
von der Frequenz des Netzes angezeigt. Die Übertragung der Bewegungen bzw. der Stellung
des Synchronoskops kann gemäß der weiteren Erfindung durch Impulse verschiedener
Dauer oder Wellenlänge drahtlos oder längs Leitungen mit Hochfrequenz oder auch
über Leitungen z. B. mit Gleichstromimpulsen verschiedener Dauer oder Richtung erfolgen.
Die vorhin erwähnten Nachteile einer Spannungsmessung über Fernleitungen treten
dabei nicht auf. Es empfiehlt sich, für große Frequenzabweichungen der zuzuschaltenden
Maschine in der
Kommandostelle einen Frequenzmesser, beispielsweise
einen Zungenfrequenzmesser, vorzusehen; für kleine Abweichungen eignet sich besser
ein Zeigergerät, welches durch die Größe seines Ausschlages die Größe der Frequenzabweichung
und durch seine Ausschlagsrichtung den Sinn der Abweichung anzeigt. Um beispielsweise
ein Synchronoskop für die Cbertragung mittels Impulse, deren Frequenz. der Geschwindigkeit
des Synchronoskopankers entspricht, geeignet zu machen, kann man diesem einen Kollektor
geben, der bei Gleichheit der Frequenzen und Gleichheit der Phase der Spannungen
in einer bestimmten Stellung steht, in welcher er ein besonderes Signal, z. B. ein
Dauersignal, zur Kommandostelle sendet. Bei .Eintreffen des Dauersignals wird in
der Kommandostelle ein besonderes optisches oder akustisches Alarmgerät eingeschaltet,
das dem Schalttafelwärter anzeigt, daß in diesem Augenblick die Zusammenschaltung
der Wechselstromquellen zulässig ist. Das Kommando zur Zusammenschaltung kann dann
automatisch gegeben werden, wird aber zweckmäßig von Hand gegeben, damit der Wärter
zur Beobachtung der Vorgänge während der Synchronisierung angehalten ist. Der Kommandokreis
für die Synchronisierung kann mit der Fernübertragungseinrichtung der Angabe des
Synchronoskops derart verbunden werden, daß das Einschaltkommando nur dann möglich
ist, wenn das Synchronoskop richtig steht.
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Wenn zu befürchten ist, daß die Genauigkeit der Einstellung des Synchronoskops
unter dem Reibungswiderstand des Kollektors leidet, kann der Signalstromkreis, um
unzeitige Zusammenschaltung der Wechselstromquellen mit Sicherheit zu verhüten,
über einen Kontakt geführt werden, den ein zweites Synchronoskop, das im übrigen
unbelastet ist, bei seiner richtigen Einstellung schließt.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in den Abbildungen ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung wiedergegeben. In Abb. i sind zwei Wechselstromgeneratoren i und 2
dargestellt, und es ist angenommen, daß Generator i die Speiseleitung 3 mit Strom
versorgt, d. h. die Grundlast liefert, Generator 2 dagegen zur Deckung der Spitzenlast
eingeschaltet werden soll. Die Spannungen der Generatoren i und 2 beeinflussen den
Anker 4 eines Synchronoskops 5. Auf der Welle des Ankers 4 sitzt eine Schnecke 6,
in welche ein Wechselschalter 7 eingreift. Je nach der Drehrichtung der Welle 4
schließt der Umschalter 7 einen Kontakt 8 oder einen Gegenkontakt 9: Auf welche
Weise der Umschalter 7 von der Drehrichtung des Gliedes 4 abhängig gemacht ist,
-ist an sich gleichgültig. Die gezeichnete Darstellung ist nur ein Beispiel. An
Kontakt 8 ist der negative Pol, an Kontakt 9 der positive Pol einer Batterie io
angeschlossen. Außer :ler Schnecke 6 trägt die Welle des Synchronoskops noch einen
Kollektor i i von besonderer Form. Eine Abwicklung dieses Kollektors ist in Abb.
2 dargestellt. Der Kollektor besitzt zwei leitende Teile i2o und 13o, auf welchen
drei Bürsten 13, 14 und 15 schleifen. Je nach der augenblicklichen Winkellage des
Kollektors i i sind die Bürsten 13 und 1q., 14 und 15 oder alle drei Bürsten miteinander
verbunden. Schleifkontakt 13 ist mit einer Fernleitung 16, Schleifkontakt 1,4 mit
der einen Belegung eines Kondensators 17 und Schleifkontakt 15 mit der anderen Belegung
des Kondensators 17 und gleichzeitig mit dem Anker 18 eines polarisierten Relais
ig verbunden. Das polarisierte Relais ig wird je nach der Stellung des Umschalters
7 mit dem positiven oder negativen Pol der Batterie io verbunden. An das andere
Ende der Relaiswicklung des Relais ig ist eine zweite Fernleitung 2o angeschlossen.
In der Stellung, in der der Umschalter 7 gezeichnet ist, kann über Relais 19 ein
Strom auf folgendem Wege fließen: Pluspol der Batterie i o, Anker 18, Kondensator
17, Kollektor i i, Fernleitung 16, Kommandostelle, Fernleitung 2o, Relais i9, Umschalter
7, Kontakt 8 zum negativen Pol der Batterie io. Der Erregerstromkreis für Relais
i g an der Meßstelle fließt in der Kommandostelle über einen Frequenzmesser 21,
ein polarisiertes Relais 22 und ein polarisiertes Relais 23. Infolge der eigenartigen
Form der Kontaktteile i 2o und i 3o des Kollektors i i wird der eben beschriebene
Stromkreis bei Bewegung des Kollektors i i in Zeitabständen unterbrochen und geschlossen.
Wenn die Kontakte 13 und 14 durch den Kollektor i i miteinander verbunden werden,
wird Kondensator 17 über die Fernleitung aufgeladen. Mit der Stellung des Umschalters
7 wechselt die Polarität der Ladung des Kondensators 17 und infolgedessen auch die
Richtung des Stromstoßes über die Fernleitung. Wenn die Schleifbürsten 14 und 15
durch den Kollektor geschlossen werden, entlädt sich Kondensator 17 in einem Kurzschlußkreis,
und schließlich, wenn alle Schleifbürsten durch den Kollektor miteinander verbunden
werden, geht ein direkter Stromweg von der Batterie io über Kontakt 18, Kollektor
i i und die Kommandostelle zu Relais i9 und zurück zur Batterie io. Bei einer bestimmten
Drehrichtung des Systems 4 werden also in die Fernleitungen 16 und 2o Impulse bestimmter
Richtung gesendet, deren Häufigkeit von der Laufgeschwindigkeit des Ankers 4 abhängt.
Wechselt die Drehrichtung des Ankers 4, weil die Frequenz des zuzuschaltenden Generators
2 zu sehr geändert wurde, so ändert sich auch
die Richtung der über
die Fernleitung fließenden Stromimpulse. Die Stromimpulse bringen in der Kommandostelle
einen Zungenfrequenzmesser 21 zum Anzeigen der Frequenz. Von der Impulsrichtung
hängt die Stellung des Ankers 24 des polarisierten Relais 22 ab. In der gezeichneten
Stellung ist der Anker 24 mit dem negativen Pol einer Ortsbatterie 25 verbunden.
Außerdem wechselt bei Änderung der Impulsrichtung Anker 26 des polarisierten Relais
23 seine Stellung. Anker 26 wird aber, gleichgültig, welche Impulsrichtung besteht,
bei jedem Impuls kurzzeitig mit dem positiven Pol der Batterie 25 verbunden. Dieses
Relais kann auch durch ein schnell ansprechendes nichtpolarisiertes Relais ersetzt
«erden. Jeder Kontaktschluß des Ankers 26 bewirkt eine kurzzeitige Erregung zweier
schnell ansprechender Relais 27 und 37. Relais 37 unterbricht den Stromkreis eines
Abfallverzögerungsrelais 28. Relais 27 schaltet in bekannter Weise eine Kapazität
29 an die Ortsstromquelle 25 an. Der Ladestrom dieser Kapazität durchfließt ein
Anzeigegerät 3o, welches durch den Ausschlag seines Zeigers 31 die Größe der Frequenzabweichung
der Maschine 2 anzeigt. Die Polarität der Aufladung des Kondensators 29 hängt von
der Stellung des Ankers 24 ab, d. h. von der Richtung der über die Fernleitungen
16 und 2o fließenden Stromimpulse, d. h. also von der Drehrichtung des Synchronoskops.
Durch den Ausschlag des Zeigers 31 nach links oder rechts wird angezeigt, ob Generator
2 zu langsam oder zu schnell läuft.
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Bei richtiger Frequenz des Generators 2 und Phasengleichheit der Spannungen
der zusammenzuschaltenden Wechselstromquellen steht Kollektor i i in einer solchen
Lage, daß die Schleifbürsten 13, 14 und 15 durch den schmalen Steg 32 miteinander
verbunden sind. Es kommt dann ein Dauerstrom zustande, der von der Batterie io ausgeht
und von Schleifbürste 15 bis zur Schleifbürste 13 durch die Lamelle 32 geschlossen
ist und das Relais 23 dauernd erregt. Die Folge davon ist eine lang anhaltende Unterbrechung
des Stromkreises des Relais -28, das seinen Anker 33 schließlich fallen läßt und
dadurch den Stromkreis für Signalgeräte 34 und 35 schließt. Durch die Signalgeräte
wird eine akustische und eine optische Meldung bewirkt, welche den richtigen Augenblick
für das Zusammenschalten der beiden Wechselstromquellen anzeigt. Im Stromkreis der
Geräte 34 und 35 liegt ein Relais 36 mit einem Relaisanker 38. Relaisanker 38 liegt
im Stromkreis einer Wechselstrornquelle 39, der die Energie für das Kommando zur
Fernsteuerung des Kupplungsschalters 4o entnommen wird. Zu dem Zweck ist ein Transformator
4i vorgesehen, dessen Sekundärkreis durch die Kommandotaste 42 geschlossen werden
kann. Es entsteht dann ein Wechselstrom, der über die Fernleitungen 16 und 2o sowie
eine Siebkette 43, welche auf die Frequenz der Wechselstromquelle 39 abgestimmt
ist, die Einschaltspule 44 erregt. Durch Relais 36 und Anker 38 wird es unmöglich,
unzeitig das Einschaltkommando zu geben. Die Einrichtung kann auch so getroffen
werden, daß mit dem Kollektor i i ein Kontaktsegment verbunden ist, über welches
der Kommandostrom verlaufen muß, das aber nur in der richtigen Stellung des Synchronoskops
den Kommandostrom durchläßt.
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Die Aufgabe, das Einschaltkommando bei ganz bestimmter gegenseitiger
Phasenlage der beiden Spannungen zu geben, kann dadurch erleichtert werden, daß
ein zweites Gerät nach Art eines Synchronoskops vorgesehen ist, das keinen Kollektor
mit zahlreichen Schleifbürsten trägt und infolgedessen nicht so stark gebremst wird,
so daß es der Phasenlage der beiden Spannungen besonders genau folgen kann. Über
einen Kontakt, den dieses zweite Glied in einer bestimmten Lage schließt, kann der
Kommandostromkreis geführt werden. Diese Einrichtung bewirkt eine zuverlässige Verriegelung
des Kommandostromkreises, solange die Phasenlage nicht ganz genau stimmt.