DE532184C - Einrichtung zum Betriebe elektrischer Netze mit zwei Stromquellen - Google Patents

Description

Für den Betrieb elektrischer Netze ist es häufig von größter Wichtigkeit, daß jede Unterbrechung der Energielieferung auf die geringst mögliche Zeitdauer beschränkt wird. Aus diesem Grunde werden häufig mindestens zwei Stromquellen vorgesehen, von denen die eine normalerweise mit den Verbrauchern verbunden ist, während die andere abgeschaltet ist und dann eingeschaltet wird, wenn das Verbrauchernetz beim Versagen oder der Abschaltung der ersten Stromquelle spannungslos wird. Es ist auch bereits bekannt, j ede Stromquelle mit einer Zeitschaltvorrichtung zu versehen, die beim Ansprechen die zugehörige Stromquelle wiederholt in bestimmten Zeitabständen an das Netz anschaltet. Diese Zeitschaltvorrichtungen treten dann in Tätigkeit, wenn bei abgeschalteter Stromquelle die Netzspannung unter einen bestimmten Wert absinkt.

Gemäß der Erfindung wird, die Schalteinrichtung nun so ausgebildet, daß die Zeitschaltvorrichtung nur dann in Tätigkeit tritt, wenn die Stromquelle infolge einer Überlastung oder eines Netzkurzschlusses abgeschaltet wurde, während bei Spannungsrückgang ohne Überstrom im Netz — ζ. Β. infolge Defekts der angeschlossenen Stromquelle — die zweite Stromquelle sofort und unabhängig von der Zeitschaltvorrichtung an das Netz angeschaltet wird. Hierdurch werden die Zeiträume, bei denen das Netz spannungslos ist, erheblich verkürzt — gegenüber den bei den bekannten Einrichtungen vorhandenen — und infolgedessen die Betriebssicherheit, insbesondere wenn es sich um Eisenbahnsignalanlagen handelt, wesentlich erhöht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

ι ist ein Verbrauchernetz, das an verschiedenen Stellen durch zwei geeignete Stromquellen 2 und 3 gespeist wird. Die Stromquellen sind mit dem Netz über Schalter 4 und 5 verbunden. Jeder der beiden Schalter ist mit einer Steuereinrichtung versehen, die ihn "öffnet, wenn die zugehörige Stromquelle versagt oder überlastet ist, und die selbsttätig den Schalter schließt, wenn die zugehörige Stromquelle betriebsbereit und das Netz spannungslos ist. Da die Schalteinrichtungen der beiden Schalter 4 und 5 gleich ausgebildet sind, so ist der Einfachheit halber

in der Zeichnung nur die au dem Schalter 4 gehörige Steuereinrichtung dargestellt.

Wie aus der Abbildung' zu ersehen ist, besitzt der . Schalter 4. einen Einschaltmagneten 6, eine Verklinkung 7, die ihn in der Einschaltstellung festhält, einen auf die Klinke 7 wirkenden Auslösemagneten 8 und schließlich einen Spannungsrückgangsmagneten 9, der an der Spannung der zugehörigen Stromquelle 2 Hegt und die Auslösung des Schalters bewirkt, wenn diese Spannung unter einen bestimmten Wert absinkt. Die Auslösespule 8 und ein Überwachungsrelais 10 werden von dem Strom, der von der Stromquelle 2 ins ig Netz ι fließt, beeinflußt. Zu diesem Zweck liegt zum Beispiel die Spule 8 und das Relais 10 in Reihe mit einem Hilfsstromkreis, der die Kontakte 12 eines an die Stromquelle 2 angeschlossenen Überstromrelais 11 enthält. Der Spannungsrückgangsmagnet 9 ist zweckmäßig mit einer Zeitverzögerung versehen, damit bei einem Kurzschluß, der ein Absinken der Netzspannung zur Folge hat, das Überwachungsrelais 10 ansprechen kann, bevor der Schalter 4 auslöst. Das Überwachungsrelais 10 besitzt in an sich bekannter Weise eine Verklinkung 13, die das Relais nach dem Ansprechen in der Arbeitsstellung festhält und durch einen Magneten 14 ausgelöst werden kann.

Um die sofortige Schließung des Schalters 4 zu bewirken, wenn die das Netz beliefernde Stromquelle 3 versagt und infolgedessen die Netzspannung unter einen bestimmten Wert absinkt, ist ein Spannungsrelais! 16 an das Netz 1 angeschlossen. Wenn dieses Relais 16 abfällt, ohne daß das Überwachungsrelais anspricht, so wird ein Stromkreis für das Steuerrelais 17 geschlossen, das seinerseits den Einschaltmagneten 6 steuert und damit den Anschluß der Stromquelle 2 an das Netz bewirkt.

Um ein wiederholtes Einschalten des Schalters 4 zu erzielen, wenn er infolge eines Überstromes im Netz ausgelöst hat, ist eine Zeitschaltvorrichtung 20 vorhanden, die dann in Tätigkeit gesetzt wird, wenn die Stromquelle 2 betriebsbereit ist — was vermittels eines Spannungsrelais 21 überwacht wird ■—, Jer Schalter 4 offen ist und- das Überwachungsrelais 10 sich in seiner Ansprechstellung befindet.

Beim Ansprechen der Zeitschaltvorrichtung 20 wird der Schalter 4 in bestimmten jZeitabständen einige Male geschlossen. Wenn während dieses Vorganges der Schalter geschlossen bleibt oder bei geöffnetem Schalter die Netzspannung wieder ihren Normalwert annimmt, d. h. das Spannungsrelais 16 wieder angeschlossen wird, so betätigt die Zeitschaltvorrichtung 20 die Auslösespule 14 des Überwachungerelais 10 so, daß dieses in seine Ruhelage zurückkehrt. Wenn, jedoch nach Ablauf der Zeitschaltvorrichtung 20 der Schalter 4 offen ist und die Netzspannung ihren Normal wert nicht wieder erreicht hat, so wird ein Relaisi22 betätigt, daß die Zeitschaltvorrichtung 20 sperrt und damit ein weiteres Einschalten des Schalters 4 verhindert. Um die Sperrung aufzuheben, muß das Relais· 22 von Hand zurückgestellt werden.

Die Zeitschaltvorrichtung 20 besteht aus einer Schaltwalze 23, die durch einen Motor

24 mit konstanter Geschwindigkeit bewegt wird. Der Motor ist an eine geeignete Stromquelle, z. B. -die Netzstromquelle 2, selbst angeschlossen. Normalerweise ist die Schaltwalze durch eine aus den Anschlägen

25 und 26 bestehende Sperrvorrichtung gesperrt und wind erst bei der Erregung eines Auslösemagneten 27 freigegeben. Bei der Drehung der Schaltwalze werden die Kontakte 28 und 29 nacheinander in bestimmten Zeitabständen mehrere Male geschlossen. Die Kontakte 28 liegen im Ansprechstromkreis eines Relais. 30 derart, daß dieses Relais, wenn die 'sonstigen Bedingungen für das Einschalten des Schalters-4 erfüllt sind, anspricht und einen Selbsthaltestromkreis schließt, der unabhängig von den Kontakten 28 ist. Wenn die go Schaltwalze alsdann ihre Kontakte 29 schließt, so wird unter der Voraussetzung, daß das Relais 30 sich in seiner Ansprechstellung befindet, ein Stromkreis für das Steuerrelais 17 geschlossen, das seinerseits das Schließen des Schalters 4 bewirkt. Wenn die Schaltwalze sich eine bestimmte Zeitlang bewegt und mehrere Male die Kontakte 28 und 29 geschlossen hat, so werden die Kontakte 3a geschlossen, die im Stromkreis der Auslösespule 14 des Überwachungsrelais· 10, somit auch des Relais 22 liegen. Beim Schließen der Kontakte 31 wird entweder das- Überwachungsrelais 10 ausgelöst, so daß es in seine Ruhelage zurückkehrt und die Zeitschältvorrich- _los tung wieder betriebsbereit ist, oder es wird die gesamte Steuereinrichtung gesperrt, so daß ein weiteres Einschalten des Schalters^ nicht möglich ist.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist no folgende:

Wenn der Schalter 5 geschlossen ist und die Stromquelle 3 das. Netz 1 versorgt, so nimmt die zur Stromquelle 2 gehörige Steuereinrichtung die gezeichnete Stellung ein. Es sei zu- ng nächst angenommen, daß infolge Versagens der Stromquelle 3 die Spannung im Netz 1 unter einen bestimmten Wert absinkt. In diesem Falle öffnet das zu dem Schalter 4 gehörige Spannungsrelais 16 seine Kontakte 32 und schließt seine Kontakte 33, 34 und 42. Gleichzeitig spricht infolge Absinkens der

Spannung an der Stromquelle 3 der zum Schalter 5 gehörige Spannungsrückgangsmagnet 9 an, so daß der Schalters sich öffnet und die Stromquelle 3 vom Netz trennt.
Beim Schließen der Kontakte 33 des zum Schalter.4 gehörigen Spannungsrelais 16 wird ein Stromkreis für das zugehörige Steuerrelais 17 geschlossen. Dieser Stromkreis verläuft von der Steuerstromquelle über die Hilfskontakte35 des Schalters 4 zur Spule des Relais 17 und von da aus über die Kontakte 36 des Spannungsrückgangsmagneten 9, Kontakte 33 des Spannungsrelais 16, Kontakte 37 des Überwachungsrelais 10 zur Steuerstromquelle zurück. Das Schließen der Kontakte 33 des zum Schalter 5 gehörigen Spannungsrelais 16 bewirkt dagegen kein Ansprechen des zugehörigen Steuerrelais 17, da dessen Stromkreis an den Kontakten des zu-

zo gehörigen Spannungsrückgangsmagneten 9 unterbrochen ist.

Beim Ansprechen des Steuerrelais 17, das zum Schalter 4 gehört, wird der Einschaltmagnet 6 an Spannung gelegt. Infolgedessen wird der Schalter 4 geschlossen und die Stromquelle 2 mit dem Netz verbunden. Der Stromkreis des Einschaltmagneten 6 läuft über die Kontakte 38 des Relais 17. Sobald der Schalter 4 geschlossen ist, gehen die Spannungsrelais¹ 16 der beiden Schalter 4 und s in ihre Anzugsstellung zurück. Infolgedessen wird der Stromkreis für den Einschaltmagneten 6 des Schalters 5 nicht geschlossen, wenn die Spannung der Stromquelle 3 ihren Normalwert wieder annimmt und der zugehörige Spannungsrückgangsmagnet 9 seine Kontakte 36 wieder schließt. Der Schalter 5 .bleibt also offen und die Stromquelle 3 abgeschaltet. Es wird also, wenn der Schalter 4 infolge Wegbleibens der Spannung der anderen Stromquellen geschlossen wird, die zugehörige Zeitschaltvorrichtung 20 nicht in Tätigkeit treten.

Man nimmt nun an, daß. bei geschlossenem Schalter 4 ein Netzkurzschluß entsteht, so daß das zur Stromquelle 2 gehörige Überstromrelais 11 seine Kontakte 12 schließt und den Auslösemagneten 8 sowie das Überwachungsrelaisi 10 zum Ansprechen bringt. Hierbei wird zunächst durch den Auslösemagneten 8 der Schalter4 geöffnet und das Netz spannungslos gemacht. Infolgedessen schließt das zum Schalter S gehörige Spannungsrelais-16 seine Kontakte 33 und bewirkt, vorausgesetzt, daß die Stromquelle 3 betriebsbereit ist, die sofortige Einschaltung des Schalters 5 in entsprechender Weise, wie für den Schalter 4 erläutert. Wenn beim Schließen des Schalters 5 der Netzkurzschluß noch vorhanden ist, so bewirkt das zugehörige Überstromrelais 11 die sofortige Wiederauslösung des Schalters 5.

Das Schließen der Kontakte 33 an dem zum Schalter 4 gehörigen Relais 16 bewirkt jedoch keine sofortige Einschaltung des Schalters 4, da voraussetzungsgemäß der Ansprechstromkreis für das Relais 17 an den Kontakten 37 des Überwachungsrelais 10 unterbrochen ist.

Beim Öffnen des Schalters 4 werden dessen Hilfskontakte 35 geschlossen und damit ein Stromkreis für den Auslösemagneten 27 der zugehörigen Zeitschaltvorrichtung 20 geschlossen, so daß der Anschlag 25 außer Eingriff mit dem Mitnehmer 26 kommt und die Schaltwalze 23 sich zu drehen beginnt. Der Stromkreis für den Auslösemagneten 27 verläuft von der Steuerstromquelle über die Hilfs-kontakte 35 des Schalters 4, Kontakte 39 des Überwachungsrelais 10, Kontakte 4Ö des Spannungsrelais 21, Kontakte 41 des Relais 22, Kontakte 34 des Relais 16, Spule des Aus- So lösemagneten 27 zur Stromquelle zurück.

Nach einer gewissen Zeit schließt die Schaltwalze 23 die Kontakte 28 und vervollständigt einen Stromkreis für das Relais 30. Dieser Stromkreis enthält wieder die Hilfskontakte 35 des Schalters· 4, Kontakte 39 des Relais 10, Kontakte 40 des Spannungsrelais 21, Kontakte 41 des Relais 22 und die Kontakte 34 des Relais. 16. Wenn das Relais 30 seine Kontakte 43 schließt, so bildet es einen Selbsthaltestromkreis, der von den Kontakten

28 unabhängig ist, so daß das Relais 30 in seiner Ansprechstellung verbleibt, wenn die Kontakte 28 geöffnet werden. Sobald die Schaltwalze im Anschluß daran ihre Kontakte

29 schließt, so wird das Steuerrelais 17, das das Schließen des Schalters 4 bewirkt, erregt unter der Voraussetzung, daß das Relais 30 sich noch in der Anzugsstellung befindet. Der Stromkreis verläuft von der Steuerstromquelle über die Hilfskontakte 35 am Schalter 4, zur Spule des Relais 17, von da über die Kontakte 36 des Spannungsrückgangsmagneten 9, Kontakte 29 der Zeitschaltvorrichtung 20, Kontakte 43 des Relais 30 zur Stromquelle zurück. Beim Ansprechen des Relais 17 wird in der oben erläuterten Weise der Schalter 4 geschlossen und . somit die Stromquelle 2 wieder eingeschaltet. Hierbei werden die Hilfskontakte 35 geöffnet, so daß no das Relais 30 spannungslos wird und seine Kontakte 43 öffnet. Hierdurch wird ein weiteres Ansprechen des Relais 30 so lange verhindert, bis die Schaltwalze 23 ihre Kontakte

28 wieder schließt. n₅

Wenn beim Wiedereinschalten des Schalters 4 der Kurzschluß im Netz verschwunden ist, so bleibt der Schalter 4 geschlossen, und das weitere Schließen der Kontakte 28 und 29 der zugehörigen Zeitschaltvorrichtung- 20 bleibt wirkungslos, da der Ansprechstromkreis für das Relais 30 an den Hilfskontakten

35 des Schalters¹4 und außerdem noch an den Kontakten 34 des Spannungsrelais 16 unterbrochen ist.

Wenn die Schaltwalze 23 in ihre Endstellung gelangt und die Kontakte 31 schließt, so wird ein Stromkreis für den Auslösemagneten 14 des Überwachungsrelais 10 geschlossen, so daß dieses Relais· in die gezeichnete Ruhelage zurückkehrt. Der Stromkreis für die Auslösespule 14 ist über die in der Einschaltstellung des Schaltersi4 geschlossenen Hilfskontakta46 geführt. Die Schaltwalzö 23 läuft weiter, bis sie wieder in ihre Anfangslage gekommen ist, wo sie durch den Sperrmagneten 27 festgehalten wird, der beim Anziehen des Relais 16 spannungslos geworden ist.

Wenn beim Wiedereinschalten des· Schalters 4 der Kurzschluß im Netz noch vorhanden ist, so wird der Schalter durch das Überstromrelais 11 sofort wieder ausgelöst, und die zugehörige Zeitschaltvorrichtung: 20 bewirkt ein abermaliges Schließen des Schalters 4, sobald, mach einer gewissen Zeit ihre Kontakte 28 und 29 wieder geschlossen werden. Das wiederholte Ein- und Ausschalten des Schalters 4 setzt sich so lange fort, bis die Schaltwalze 23 ihre Endstellung erreicht und die Kontakte 31 schließt. Hierdurch wird nämlich über die Kontakte 31 der Schaltwalze 23 und die Kontakt&42 des Spannungsrekis 16, das unter den vorliegenden Betriebsverhältnissen abgefallen ist, ein Stromkreis für das Relais 22 geschlossen. Wenn dieses Relais seine Kontakte 41 öffnet, so wird der Sperrmagnet 27 der Zeitschaltvorrichtung 20 spannungslos. Gleichzeitig wird auch der Stromkreis des Relais. 30 unterbrochen, so daß die Zeitschaltvorrichtung gesperrt wird und keine weitere Einschaltung des Schalters 4 stattfindet.

In gleicher Weise, wie dies in bezug auf den Schalter 4 erläutert wurde, wird bei einem Netzkurzschluß auch die zum Schalter 5 gehörige selbsttätige Wiedereinschaltvorrichtung in Tätigkeit gesetzt und nach ihrem Ablauf gesperrt, wenn bis dahin nicht wieder normale Betriebsbedingungen vorliegen.. Wenn man die Zeitintervalle der beiden Wiedereinschaltvorrichtungen verschieden abstuft, so kann man jede gewünschte Aufeinanderfolge der Wiederemschaltvorgänge bei beiden Schaltern erreichen.

Wenn der Kurzschluß verschwindet, bevor beide Zeitschaltvorrichtungen in ihre Ruhelage zurückkehren, so bleibt derjenige von beiden Schaltern, der jetzt zuerst einschaltet, geschlossen, seine Zeitschaltvorrichtung 20 — wie oben beschrieben — außer Wirkung gesetzt und das zugehörige Überwachungsrelais 10 wieder in seine normale Lage gebracht.

Die Zeitschaltvorrichtung 20 des offenen Schalters läuft ebenfalls weiter bis in ihre .Anfangsstellung, ohne daß der Schalter nochmals geschlossen, wird. Wenn die Spannung im Netz 1 wiederkehrt, wenn einer der Schalter geschlossen bleibt, so ziehen nämlich alle Spannungsrelais.' 16 an und öffnen ihre Kontakte 34, infolgedessen wird bei dem offenen Schalter das Relais 30 nicht erregt, wenn seine Kontakte 28 geschlossen werden. Die Zeitschaltvorrichtung wird in ihrer Ausgangslage gesperrt, da der Stromkreis des zugehörigen Sperrmagneten 27 auch an den Kontakten 34 des* Spannungsrelais 16 unterbrochen ist. Wenn die Schaltwalze'23, die zu dem offenen Schalter gehört, ihre Kontakte 31 schließt, so wird ein Stromkreis für die Auslösespula 14 des zugehörigen Überwachungsrelais. 10 geschlossen, so daß dieses in seine Ruhelage zurückkehrt. Dieser Stromkreis enthält die Kontakte 31 der Zeitschaltvorrichtung, Kontakte 32 des Spannungsrelais. 16 und die Hilfskontakte 48 des offenen Schalters.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Einrichtung zum Betriebe elektrischer Netze mit zwei Stromquellen, von denen die eine das- Netz speist, während die andere normalerweise abgeschaltet ist und erst beim Absinken der Netzspannung unter einen bestimmten Wert eingeschaltet wird, und j ede Stromquelle mit einer selbst- · tätigen Wiedereinschaltvorrichtung versehen ist, die nach Abschalten der Stromquelle wirksam wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung derart ausgebildet ist, daß die durch Überstrom im Netz abgeschaltete Stromquelle mit Verzögerung in bestimmten Zeitabständen unabhängig von der Netzspannung wieder eingeschaltet wird, während bei Absinken der Netzspannung ohne vorherige Überstromauslösung die Ersatzstromquelle ohne Zeitverzögerung eingeschaltet wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei Überstrom ansprechendes Überwachungsrelais (10) vorgesehen ist, das beim Ansprechen den durch ein Spannungsrückgangsrelais (16) gesteuerten Stromkreis für die unverzögerte Einschaltung des Netzschalters (4) unterbricht und gleichzeitig die Zeitschaltvorrichtung (20) freigibt, die den Schalter (4) in bestimmten Zeitabständen wiederholt einschaltet.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais (10) in der Einschaltstellung durch eine Verklinkung (13) festgehalten wird, die erst dann freigegeben wird, wenn nach dem Ablauf der Zeitschaltvorrichtung (20)

   entweder der Netzschalter (4) geschlossen ist oder bei offenem Schalter (4) die Netzspannung ihren Normalwert besitzt.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die neben der Überstromiauslösung (8) vorgesehene Nullspannungsauslösung (9) des Schalters (4) mit einer Zeitverzögerung versehen ist, derart, daß bei einer mit Überstrom verbundenen Spannungsabsenkung das Überwachungsrelais (10) vor der Auslösung des Schalters (4) anspricht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen