DE552371C

DE552371C - Circuit arrangement controlled by a current or power meter for setting an average (maximum) load in electrical systems

Info

Publication number: DE552371C
Application number: DET36524D
Authority: DE
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1928-03-14
Filing date: 1929-03-06
Publication date: 1932-06-14

Description

Von einem Strom- oder Leistungszähler gesteuerte Schaltungsanordnung zum Einstellen einer mittleren (Höchst-) Belastung in elektrischen Anlagen Die Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen zum Einstellen einer vorgeschriebenen mittleren Höchstbelastung in einer elektrischen Anlage durch selbsttätiges Ein- und Ausschalten eines Teiles der Anlage.Circuit arrangement controlled by an electricity or power meter for setting an average (maximum) load in electrical systems The invention relates to circuit arrangements for setting a prescribed average maximum load in an electrical system by automatically switching a part on and off the plant.

In einer Hausanlage, in der, abgesehen von Beleuchtungskörpern, Verbrauchereinheiten vorgesehen sind, die ohne Nachteil zeitweilig ausgeschaltet sein können, z. B. ein wärmeaufspeichernder Wassererhitzer, kann man, wenn die Summe des Lichtverbrauches und des Leistungsverbrauches des Wasserwärmers die festgesetzte Höchstleistung überschreitet, mittels der bekannten Vorrichtung die mittlere Belastung konstant auf den vorgeschriebenen Höchstwert einregeln. Hierbei ist vorausgesetzt, daß der Lichtverbrauch allein nicht die Höchstleistung überschreitet. Wenn die tariflich festgelegte Höchstleistung K Watt beträgt und der Leistungsverbrauch des Wasserwärmers h Watt ist, so kann man also mittels der Regelvorrichtung den Mittelwert der Gesamtbelastung konstant gleich h Watt halten, solange der Lichtverbrauch B Watt sich innerhalb der Grenzen B_>(K-V) und B_<K hält.In a house system in which, apart from lighting fixtures, there are consumer units are provided, which can be temporarily turned off without disadvantage, z. B. a Heat accumulating water heater can be used if the sum of the light consumption and the power consumption of the water heater exceeds the specified maximum power, by means of the known device, the mean load is constant at the prescribed level Adjust the maximum value. It is assumed here that the light consumption alone is not exceeds the maximum output. When the maximum performance stipulated in the collective agreement K is watts and the power consumption of the water heater is h watts, so can the mean value of the total load is thus kept constant by means of the control device keep equal to h watt as long as the light consumption B watt is within the limits B _> (K-V) and B_ <K holds.

Es ist vorgeschlagen worden, das selbsttätige Einstellen des mittleren Höchstverbrauchs mittels eines Umschalters zu bewirken, der über ein Differential- oder Planetengetriebe teils von einem Strom- oder Leistungszähler aus und teils im entgegengesetzten Sinne von einer dem mittleren Höchstverbrauch entsprechenden konstanten Kraftquelle angetrieben wird und dabei eine Belastungseinheit, z. B. einen wärmeaufspeichernden Heizapparat, periodisch ein- und ausschaltet. Diese ein- und ausschaltbare Belastungseinheit muß jedoch verhältnismäßig groß gewählt werden, wenn eine große mittlere Belastung gedeckt werden soll. Es können daher hierdurch beträchtliche Pendelungen im Netz hervorgerufen werden. Andererseits ist vorgeschlagen worden, den Gesamtverbrauch in der Anlage durch selbsttätiges Ein- und Ausschalten einer Mehrzahl von Abschnitten, z. B. der Heizwicklung eines Heißwasserspeichers, immer im wesentlichen gleich der tariflichen Höchstbelastung zu halten. Damit dies möglich ist, muß jedoch die Zahl der selbsttätig ein- und ausschaltbaren Abschnitte verhältnismäßig sehr groß sein, derart, daß die Schaltungsanordnung ziemlich kompliziert wird und trotzdem nicht ganz genau arbeitet.It has been proposed to automatically adjust the middle To bring about maximum consumption by means of a changeover switch, which is controlled via a differential or planetary gear partly from an electricity or power meter and partly in the opposite sense from one corresponding to the average maximum consumption constant power source is driven and thereby a load unit, z. B. a heat accumulating heater that switches it on and off periodically. This one and the load unit that can be switched off must be chosen to be relatively large, if a large average load is to be covered. It can therefore thereby considerable fluctuations in the network are caused. On the other hand is suggested the total consumption in the system by switching it on and off automatically a plurality of sections, e.g. B. the heating coil of a hot water tank, always essentially equal to the maximum tariff load. So this is possible, but the number of sections that can be switched on and off automatically must be be relatively very large, such that the circuit arrangement is rather complicated and still does not work exactly.

Die Erfindung beruht nun auf der Erkenntnis, daß es möglich ist, einen in der erwähnten Weise durch ein Differentialgetriebe angetriebenen Umschalter mit mehreren, je einer Belastungseinheit oder einem Belastungsabschnitt entsprechenden Schaltlagen derart auszubilden, daß er nunmehr imstande ist, abwechselnd um eine oder die andere dieser Kontaktlagen - zu schwingen und jetzt auch in jedem besonderen Fall den mittleren Verbrauch genau konstant hält. Die Anzahl der ein- und ausschaltbaren Belastungsteile braucht dann nur mit Rücksicht auf die Vermeidung gefährlicher Pendelungen gewählt zu werden.The invention is based on the knowledge that it is possible to have a driven in the manner mentioned by a differential gear Toggle switch with several, each corresponding to a loading unit or a loading section To train switching positions so that he is now able to alternate by one or the other of these contact positions - to vibrate and now also in each special one Case keeps the mean consumption exactly constant. The number of ones that can be switched on and off Load parts are then only needed with a view to avoiding dangerous oscillations to be elected.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes gezeigt. An das Netz i sind eine Anzahl von Glühlampen 2, ein Wasserwärmer 3 und ein wärmeaufspeichernder Kochofenq. angeschlossen. Die beiden letzten Verbraucher sind über zwei äußere Elektroden 5, 6 und über eine ihnen gemeinsame Zwischenelektrode 7 eines Ouecksilberumschalters 8 mit der positiven Speiseleitung verbunden. Der Umschalter ist um einen Zapfen 9 schwingbar und nimmt ge-Nvöhnlich die dargestellte waagerechte Lage ein, in der sämtliche drei Elektroden 5, 6, 7 in das Ouecksilber eintauchen.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention shown. To the network i are a number of incandescent lamps 2, a water heater 3 and a heat accumulating stove q. connected. The last two consumers are via two outer electrodes 5, 6 and via an intermediate electrode common to them 7 of a mercury switch 8 connected to the positive feed line. Of the Changeover switch can swing around a pin 9 and usually takes the one shown horizontal position, in which all three electrodes 5, 6, 7 in the Ouckilber immerse.

An die Hauptleitung ist ein Strom- oder Leistungszähler angeschlossen, dessen Anker io über ein Übersetzungsgetriebe mit einem Zahnrad i i eines Planetengetriebes verbunden ist. Das Planetenrad i2 des Getriebes steht einerseits mit dem Rade i i, andererseits mit einem gegenüberliegenden Rad 13 in Eingriff. Das Rad i i wird offenbar mit einer der jeweiligen Stromstärke proportionalen Geschwindigkeit gedreht, während das über ein Zahnrad 14 von einem Uhrwerk o. dgl. angetriebene Rad 13 mit einer der vorgeschriebenen Höchstleistung entsprechenden Geschwindigkeit angetrieben wird. Das Planetenrad 12 ist am äußeren Ende eines auf einer Welle 15 festgekeilten Armes gelagert. Die Welle trägt am entgegengesetzten Ende ein Sperrad 16, das der Deutlichkeit halber in der Zeichnungsebene dargestellt ist. Es greift in einen Sperrzahn 17 ein, der an einer federbelasteten, mit dem Ouecksilberumschalter 8 gelenkig verbundenen Klinke 18 befestigt ist. Die Bewegung des Sperrzahnes 17 ist durch einen oberen, mit ihm zusammenwirkenden Anschlag i9 und durch einen unteren, mit der Klinke zusammenwirkenden Anschlag 2o begrenzt.An electricity or power meter is connected to the main line, its armature io via a transmission gear with a gear i i of a planetary gear connected is. The planet gear i2 of the transmission is on the one hand with the gear i i, on the other hand, with an opposite wheel 13 in engagement. The wheel i becomes i evidently rotated with a speed proportional to the current strength, while the gear 13 driven by a clockwork or the like via a gearwheel 14 with driven at a speed corresponding to the prescribed maximum power will. The planet gear 12 is keyed onto a shaft 15 at the outer end Poor stored. The shaft carries a ratchet wheel 16 at the opposite end, which the Is shown for the sake of clarity in the plane of the drawing. It engages a ratchet 17 a, which is connected to a spring-loaded, hinged to the Ouecksilberumschalter 8 Pawl 18 is attached. The movement of the ratchet 17 is through an upper, with it cooperating stop i9 and by a lower one cooperating with the pawl Limit 2o limited.

Wenn die Summe der entnommenen Energie der Verbrauchereinheiten 2, 3, 4 die vorgeschriebene Höchstleistung K überschreitet, so ist offenbar die Winkelgeschwindigkeit des Zahnrades i i größer als die konstante Winkelgeschwindigkeit des Rades, 13, und der Arm, der das Planetenrad 12 trägt, dreht sich und hierdurch auch die Welle 15 mit dem Sperrad 16, welch letzteres die Klinke 18 mitnimmt und den Ouecksilberumschalter mit einer Geschwindigkeit anhebt, die dem Unterschied zwischen der augenblicklichen Belastung und der vorgeschriebenen Höchstbelastung proportional ist. Wenn die Welle 15 sich um einen gewissen Winkel gedreht hat, verläßt das Ouecksilber die Elektrode 6, und der Wasserwärmer 3 wird ausgeschaltet. Fällt hierdurch die Belastung unter die tariflich festgesetzte Höchstgrenze, so sinkt hierdurch auch die Winkelgeschwindigkeit des Rades i i unter die konstante Winkelgeschwindigkeit des Rades 13 herab, und der Arm des Planetenrades 12 dreht sich selbst und das Sperrad 16 in einem der vorhergehenden Drehung entgegengesetzten Sinne. Hierbei wird der Schalter wieder mit einer Geschwindigkeit herabgesenkt, die dem Unterschied zwischen der festgesetzten Höchstleistung und der verringerten augenblicklichen Belastung proportional ist. Der Wasserwärmer 3 wird also wieder eingeschaltet. Derselbe Vorgang kann sich beliebig oft wiederholen.If the sum of the withdrawn energy of the consumer units 2, 3, 4 exceeds the prescribed maximum power K, the angular speed of the gear wheel ii is obviously greater than the constant angular speed of the wheel 13, and the arm that carries the planetary gear 12 rotates and This also causes the shaft 15 with the ratchet wheel 16, the latter taking the pawl 18 with it and raising the silver switch at a speed which is proportional to the difference between the current load and the prescribed maximum load. When the shaft 15 has rotated through a certain angle, the mercury leaves the electrode 6 and the water heater 3 is switched off. If this causes the load to fall below the maximum limit set by the tariff, the angular speed of the wheel ii also falls below the constant angular speed of the wheel 13, and the arm of the planetary gear 12 rotates itself and the ratchet wheel 16 rotates in a direction opposite to the previous rotation. Here the switch is lowered again at a speed which is proportional to the difference between the specified maximum power and the reduced current load. The water heater 3 is therefore switched on again. The same process can be repeated any number of times.

Sollte dagegen die Ausschaltung des Wasserwärmers 3 nicht genügen, um die augenblickliche Belastung unter den festgelegten Höchstwert herabsinken zu lassen, so wird offenbar der Schalter nach der Ausschaltung des Wasserwärmers weiter mit einer niedrigeren Geschwindigkeit angehoben. Infolgedessen wird auch der Kochofen q. ausgeschaltet. Wenn hierdurch die Belastung unter den festgesetzten Höchstwert herabsinkt, so wird periodisch der Kochofen q. abwechselnd aus-und eingeschaltet, während der Wasserwärmer 3 dauernd ausgeschaltet bleibt.If, on the other hand, switching off the water heater 3 is not sufficient, decrease by the current load below the specified maximum value the switch will apparently continue after the water heater has been switched off raised at a slower rate. As a result, the cooking stove will too q. switched off. If this causes the load to fall below the specified maximum value sinks, the cooking oven q. alternately switched on and off, while the water heater 3 remains permanently switched off.

Sollte der Lichtverbrauch allein größer sein als der festgelegte Höchstverbrauch, so dreht sich das Rad 16 entgegen dem Sinne des Uhrzeigers ununterbrochen weiter. Der Sperrzahn 17 macht sich untor Einwirkung des Fingers i9 nacheinander von jedem der vorbeigehenden Zähne des Sperrades frei und gelangt beim Herabfallen in Eingriff mit dem nächsten Zahn.If the light consumption alone is greater than the specified maximum consumption, so the wheel 16 continues to rotate counter-clockwise without interruption. The ratchet 17 is made under the action of the finger i9 one after the other from each the passing teeth of the ratchet wheel free and engages when falling with the next tooth.

Während der periodischen Aus- und Einschaltung des Wasserwärmers 3 oder des Kochofens q. wird die mittlere Belastung in an sich bekannter Weise konstant und gleich der festgelegten Höchstleistung gehalten.During the periodic switching on and off of the water heater 3 or the oven q. the mean load becomes constant in a manner known per se and kept equal to the specified maximum output.

Der Regelbereich kann beliebig oft unterteilt werden, beispielsweise durch Unterteilung des periodisch ausschaltbaren Teiles der Anlage in eine entsprechende Anzahl von Unterabschnitte. Die Umschaltvorrichtung wird hierbei mit einer entsprechenden Anzahl Schaltstufen ausgebildet.The control range can be subdivided as often as desired, for example by subdividing the part of the system that can be switched off periodically into a corresponding one Number of subsections. The switching device is here with a corresponding Number of switching stages formed.

Die Umschaltvorrichtung kann auch derart ausgeführt sein, daß zwei oder mehrere in je einen Stromkreis eingeschaltete Quecksilberumschalter mit einer gemeinsamen Drehachse verbunden und gegeneinander derart versetzt sind, daß die Ausschaltung durch stufenweise Unterbrechung der Stromkreise in der gewünschten Reihenfolge erfolgt. Diese Ausführung ist kostspieliger als die in der Zeichnung dargestellte Anordnung, die nur einen getneinsamen Ouecksilberumschalter enthält, besitzt aber den Vorteil, daß die verschiedenen Abschnitte oder Apparate der Anlage getrennte Stromkreise erhalten.The switching device can also be designed such that two or several in each mercury switch switched on in a circuit are connected to a common axis of rotation and offset from one another in such a way that that the switching off by gradual interruption of the circuits in the desired Order takes place. This design is more expensive than that in the drawing The arrangement shown, which contains only one common ockilver switch, but has the advantage that the various sections or apparatus of the plant get separate circuits.

Anstatt, wie dargestellt, die selbsttätig aus-und einschaltbaren Abschnitte, z. B. die Teilwicklungen oder Teilwiderstände eines Wasserwärmers, parallel zu schalten, kann man sie auch in Reihe schalten. In diesem Fall hat die stufenweise Ausschaltung der Abschnitte, die zweckmäßig durch Kurzschließen erfolgt, eine Vergrößerung der Belastung zur Folge und umgekehrt.Instead of the sections that can be switched on and off automatically, as shown, z. B. to connect the partial windings or partial resistances of a water heater in parallel, you can also connect them in series. In this case there is a gradual switch-off the sections, which is expediently done by short-circuiting, an enlargement of the Load and vice versa.

Eine Reihen-Parallel-Schaltung kann ebensogut verwendet werden.A series-parallel connection can be used as well.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Controlled by an electricity or power meter Circuit arrangement for setting an average (maximum) load in electrical Systems by repeatedly switching a part of the system off and on using a changeover switch, which on the one hand, via a differential or planetary gear, from an electricity or power meter on the other hand and from one of the medium (maximum) Load corresponding constant power source is driven from, characterized in that the changeover switch (8) for switching several sections (3, d.) of the system corresponding number of switching positions and at a speed that the Difference between the current load and the mean (maximum) Consumption is proportional to the switching position that oscillates with the maximum load is closest. a. Circuit arrangement according to Claim i, characterized in that that there is a silver switch to monitor each section is, and that the various O_uecksilberumschalter swingable about a common axis and are offset so that the various sections can be turned on or off takes place one after the other in the desired order.