DE563933C - Einrichtung zur Summierung von durch ein Impulsverfahren zeitlich nacheinander fernuebertragenen Messgroessen, insbesondere zur Messung der Gesamtleistung bei Lieferung und Bezug von elektrischer Energie - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Summierung von durch ein Impulsverfahren zeitlich nacheinander fernübertragenen Meßgrößen, insbesondere zur Messung der Gesamtleistung bei Lieferung und Bezug von elektrischer Energie Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Summenfernniessung bei dem sogenannten Impulszeitverfahren. Bei diesein Verfahren werden Stromstöße übertragen. deren Dauer dem jeweiligen Meßwerte proportional ist. Die Empfängerinstrumente bestehen im Grunde genommen aus einem Zeiger, der während der Dauer des Stromimpulses mit konstanter Geschwindigkeit über die Skala läuft und demgemäß am Eiide des Stromimpulses einen dem Meßwert entsprechenden Skalenpunkt erreicht hat.
• Es sind summierende Empfänger für das Stroinzeitimpulsverfahren bekannt geworden. bei denen die Strecken, die aus den einzelnen Stromzeitimpulsen in der eben genannten Weise entstehen, in einem Empfangsinstruinent mechanisch , aneinandergefiigt werden, so ciaß eine Strecke bzw. ein Ausschlag entsteht, der ihrer Summe proportional ist.
• Ein erheblicher Nachteil solcher Instruinente besteht darin, daß sie die Meßgrößen nicht mit Berücksichtigung ihres Vorzeichens zu summieren vermögen. Hat eine Meßgröße also einen negativen Wert, so wird sie zu den anderen positiven addiert, trotzdem sie eigentlich davon subtrahiert werden müßte, d.li. es können nur Größen stets gleichen Vorzeichens angezeigt werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Summenanzeige nicht ohne weiteres an jeder Stelle der ganzen Fernmeßanlage bewirkt werden kann.
• Demgegenüber besteht die Erfindung in einer Einrichtung zur Summierung von Meßwerten, die durch ein Impulsverfahren zeitlich nacheinander fernübertragen werden, insbesondere zur Ermittlung der Gesamtleistung mehrerer Meßstellen, bei Lieferung und Bezug elektrischer Energie, bei welcher die Meßwerte durch Impulse von ihrem Vorzeichen entsprechender Kennzeichnung dargestellt werden, und bei der weiterhin in der Empfangsstation die den Mefverten zugeordneten Impulse je nach ihrem Vorzeichen einer Summiereinrichtung mit der einen oder der anderen Antriebsrichtung zugeführt werden und endlich die Summe in einer Summenanzeigevorrichtung einschließlich ihres Vorzeichens angezeigt wird. Diese Einrichtung kann zweckmäßig dahingehend ergänzt werden, daß die gebildete Summe gleichzeitig nach mehreren in beliebigen Fernineßstationen angeordneten Summenanzeigevorrichtungen fernübertragen wird. Die Summiereinrichtung arbeitet dabei in der `'eise, daß die Antriebsachse in Abhängigkeit von den Meßimpulsen vorausgehende Vorimpulse mit gegenläufig bewegten Antriebsrädern gekuppelt wird und demzufolge bei positiven Meßwerten einen Antrieb in umgekehrter Richtung erfährt wie bei negativem.
• Als Beispiel einer Ausführung gemäß der Erfindung ist eine Fernmeßanlage zwischen mehreren elektrischen Kraftwerken beschrieben, in der die Einzelbelastung jedes Kraftwerkes nach einer Hauptempfangsstation übertragen, dort sowohl angezeigt wie sumnaiert und die Summe ebenfalls angezeigt und auf die Geberstation zurückübertragen wird.
• In der Abb. i bedeutet i eine Geberstation, die durch die Fernleitung :2 mit der Hauptempfangsstation 3 verbunden ist. Zur Hauptempfangsstation führen noch zwei andere Fernleitungen 4 und 5, deren Geberstationen an von i verschiedenen Orten liegen, aber in genau derselben Weise gebaut sind und arbeiten. Jede der Fernleitungen endet in der Hauptempfangsstation in einem iZelais 6 oder 7 oder 8, das die Impulse sowohl an ein Einzelempfangsinstrument, z. B. 9, als auch an das Summierwerk io weitergibt. Dieses seinerseits gibt die Summe mittels des Relais i i an ein am selben Ort befindliches Empfangsinstrument 12 und gleichzeitig mittels der auch vom Relais ii gesteuerten Kontakte 1 3 an die am Geberorte liegenden Empfangsinstrumente 14., die alle wie 9 gebaut sind.
• Die Geberinstrumente bestehen im einzelnen aus einem Zähler i 5, der auf seiner Achse eine Kontaktvorrichtung 16 trägt und bei jede Umdrehung das Relais 17 kurzzeitig erregt. Dadurch wird ein Klinkenrad 18 jeweils um einen Zahn weiter gedreht, so daß der Zeiger i9 seinen Ausschlag in der Pfeilrichtung vergrößert. Der Zeiger i9 wird nun periodisch, et@4a jeweils nach einigen Minuten, in seine Nullage zurückgeführt, so daß er also vor der Zurückführung einen Ausschlag erreicht hat, welcher der Arbeit in der beendeten Periode, also auch der durchschnittlichen Leistung entspricht. Zur Fernübertragung dieser Größen dient ein Hilfszeiger 2o, der periodisch von einem Synchronmotor 21 angetrieben wird. Er bewegt sich zur übertragung in der Pfeilrichtung und und macht mit dem Zeiger i 9 Kontakt. Dadurch schließt er einen Stromkreis, in dem die linke Spule des Kipprelais 22 liegt, dessen Anker 24 infolgedessen umgelegt wird. Nach Durchlaufen des Ausschlages wird vom Hilfszeiger 2o der Kontakt 23 berührt, so daß die rechte Kipprelaisspule 22 erregt und der Kipprelaiskontakt 24. wieder geöffnet wird. Dieser Kontakt steuert ein gewöhnliches Relais a>, das während der Zeit, in der Kontakt 24 geschlossen ist, . die Fernleitung an Spannung legt. Es werden also Stromimpulse fernübertragen, deren Dauer den durchschnittlichen Leistungen proportional ist. Zur Aussendung des Vorimpulses dient ein Kontakt 26 in Verbindung mit dem etwa von einer Schnecke 2; auf der Zählerachse betätigten Energierichtungskontakt 28 und dem Sendereiais 25. Wenn die zu messende Leistung negativ ist, ist infolge der umgekehrten Drehrichtung des Zählers der Kontakt 28 geschlossen, und der Hilfszeiger 2o bewirkt, bevor der Zeigerausschlag abgetastet wird, die Aussendung eines '"orimpulses.
• Die Empfangsinstrumente bestehen iin einzelnen aus einem Registrierpapier 30 mit Uhrwerksantrieb, einem Markierungszeiger 31, einem Synchronmotor 32, einer Zahnradkupplung 33 und einer Fadenrolle 34.. Die NTullage des Markierungszeigers befindet sich ein Stück außerhalb der Skala. Der Meßimpuls erregt das am Ende der Fernleitung 2 liegende Relais 6, dieses schließt seinen Kontakt 35 und erregt damit das Relais 36, das die Kupplung 33 einrückt. Der dauernd laufende Svnchronmotor zieht nun den Nlarkierungszeiger 31 über das Registrierpapier 30, und am Ende des Meßimpulses wird durch in der Zeichnung fortgelassene, an sich bekannte Hilfsvorrichtungen der erreichte Punkt automatisch markiert. Die beim Empfangsinstrument 9 vorhandene Verschiebung des Zeigerruhepunktes gegen den Skalennullpunla ist durch eine entsprechende Verschiebung am Geberinstrument ausgeglichen; dort befindet sich nämlich der Nullpunkt des Zeigers i 9 an der Stelle 37, während der Meßimpuls erst an der Stelle des Kontaktes 23 beendigt wird. Die Vorimpulse reichen nicht aus, um den Zeiger 31 bis zum Skalenanfang zu bewegen. und werden daher neben der Skala auf <lein Registrierpapier markiert.
• Das Summierwerk io besteht im einzelnen aus einer Schaltwalze 38, die gleichzeitig mit dein Hilfszeiger 2o des Geberinstrumentes zu laufen anfängt, wobei diese Gleichzeitigkeit durch synchron laufende Schaltorgane auf Geber- und Empfängerseite in an sich bekannter Weise erreicht wird. Diese Schaltwalze leitet Vorimpulse dein Kleberelais 39 zu, Meßimpulse dem Relais 4o. Das Suminierwerk besitzt einen Synchronmotor .I1. der über eine vom Relais 4.o betätigte Zahnradkupplung 4.2 ein weiteres Zahnrad 43 antreibt. Mit dieseln ist ein Zahnrad 44 dauernd gekuppelt, um den für Rückwärtslauf nötigen Drehsinn herzustellen. Die Anftriebsachse .I5 des Summierwerkes ist in der Regel mit dem Rad .I3 gekuppelt, das positiven Meßwerten zugeordnet ist. Wenn vor dem Meßimpuls ein V orirnpuls erfolgt, wird das Kleberelais 9 erregt und die Achse -t.5 mit dein negativen

  @ieii«-el-ten zu-eord:leten Rad 11 gekuppelt.

  Die Meßimpulse kuppeln mittels des Relais

  -t« den dauernd laufenden Svnclironinotor_il

  an der Stelle ..12, die Achse .5 dreht sich in-

  bei jedem --#ießimptils um eine?:

  Winkel, der nach Vorzeichen und Gröle dein

  zu Ebertragenden '_@lei:@ivert entspricht. Nach

  l`bertragung eines Impulses wird das Relais

  j;9 wieder zum Abfallen gebracht. z. B. da-

  durcb. daß ein auf dür Schaltwalze 38 befind-

  ilCher, nicht Tnitgezeicllneter Kontakt. der # 012

  einer besonderen auf dem rotierenden Arm

  befindlichen Bürste geschlossen wird, eine

  I:ntlI2aneil@ler@ligs@@-1ekln:` kurzzeitig unter

  @r>ali@lt?Tls@- setzt. E112 wesentlicher Teil des

  S?a2:nlier<<erkes, nä nilich ein besonderes Ge-

  triebe, iln fol-enden `"#`ecliselgetriebe genannt,

  ist in der Abb. r nur durch einen Würfel _i(-)

  dargestellt. Die genaue Beschreibung ist

  unter: an FIand der Abb. 3 gegeben. Das Ge-

  triebe @.-irkt in der Weise, (lall der Zeiger.;

  die pz,sitiven und negativen Summen, ebenso

  @i-ie der Zeiger icl des Geberinstrumentes, die

  pc_isitiven und negativen Einzelwerte auf der-

  selben Skala anzei`t. Vor diesem Summen-

  zei,#er befindet sich wieder ein Hilfszeiger .8.

  der genau so angeordnet ist und genau so

  arbeitet wie beim Geberinstrument der Hilfs-

  zeiger Dieser wird, nachdem sämtliche

  Stiniinandenbeträge von den Gebestellen i nach

  der Empfangsstelle 3 übertragen sind, durch

  eines der obenert@-ähnten, an sich bekannten

  sY-nchron laufenden Schaltorgane in Bewegung

  gesetzt. Die SunAne wird von dem Summen-

  senderelais i i gleichzeitig mittels des Kon-

  taktes 19 dein Summenanzeigeinstrument 12

  zugeführt sowie mittels der Kontakte 13 zu

  dei, drei eiitf,#rnt:n Geberstationen übertragen

  ,in@i frort von den Instrumenten i-. registriert.

  ATI (iie Stelle des Eilergierichtun-skontaktes

  ?8 a122 Zähler tritt beim Summierwerk eile

  Kontakt -T-c) im Wechselgetriebe (vgl. auch

  Abb.31. Der Abtastzeiger.8 erregt ferner

  nach dem Durchlaufen des Zeigerausschlags

  noch über den Kontakt 5o ein Relais 51, <las

  eilten Bremsklotz @2 auf der- Achse von Zeiger

  .; lüftet. so daß dieser zur Bildung- der neuen

  Summe in die Nullage zurückfallen kann.

  Die --#littel@ertsbildulig der einzelnen Ge-

  berinstruinente kann entweder genau gleich-

  zeiti- oder zeitlich gestafelt erfolgen. In

  Abb. 2a ist der Fall dargestellt, daß die

  llittelwertsbildung genau gleichzeitig, in

  Abb. =b. (lall sie finit zeitlicher Staffelurig er-

  folgt. Die Dauer, über welche sich die 1littel-

  @,%-ertsbildttii- erstreckt, ist in beiden @ä11e@i

  die gleiche. Die Abtastung zur 11npuls-abe

  erfolgt in beiden Fällen nacheinander. Die

  Stimme wird jeweils nach Übertragung des

  letztc°n Stinimandenimptilses abgetastet und

  auf die Sendersteilen zurückübertragen.

  Zur Sicherstellung der Gleichzeitigkeit b#w. der richtigen, zeitlichen Staffelung der 1Iittelwertsbildung und zur Sicherstellung der Übertragung der Stimmandenimpulse in der richtigen Reihenfol-e können die bereits erwähnten sviichron laufenden Schaltorgane in den einzelnen Geberstellen verwendet werden. Die Inbetriebsetzung des Antriebsniotors für den Summenabtastzeiger.8 von dem ebenfalls bereit: erwähnten s@.-nchron laufenden Schaltorgan in der ETnpfangsstelle.
• Abb. 3 zeigt das Wechselgetriebe, das in der Abb. i nur durch den V'iirfel.6 dargestellt war. Die Achse 1@ wird. wie bei Abb. 1 erläutert, jeweils u122 Beträge verdreht, die den zu summierenden --\leßwerten entsprechen, und zwar bei positivem Betrag in der einen Richtung;, bei negativem in der anderen. Die Achse .5 arbeitet auf das eine :-on drei Kegelrädern, so daß sich die Achse des dem angetriebenen Rade gegenüberliegenden Kegelrades jeweils um gleich große Beträge - jedoch i12 entgegetig°setzter Richtung - verdreht wie die Achse 15. Auf den Achsen der Kegelräder sitzen zv.-ei Zahnräder ;i- und 55, welche diese Drehrichtung auf zwei lose auf der Zeigerachse 56 sitzende Uitnebinerscheiben :z; und 58 übertragen. Von den Mitnehnierstiften 5G und ho berührt jeweils nur einer den zugehörigen, auf der Achse 56 befestigten Gegenstift 62 oder 63. Lediglich in der Nullage des Summenzeigers 4.^ berühren beide Mitnehmer ihre Gegenstifte. wie in der Abbildung gezeichnet. Die Arbeitsweise des Wechselgetriebes im Rahmen eines vollständigen SulninenmeßvorgangeS ist folgende: Bei Beginn des ersten Summarldenimpulses möge sich das Wechselgetriebe in der in der Abb.3 dargestellten La--e befinden. Der erste Impuls möge ferner einen positiven 1Ielwert darstellen, die Bewegungsrichtung der Räder 5., 55, 57 und 58 bei positiven Impulsen ist durch Pfeile angedeutet, der Mitnehmer'6o dreht also den auf der Achse 56 befestigten Gegenstift (@3 nach vorn aus der Zeichenebene heraus, während der Mitnehmer ;9 um ebensov fiel nach hinten aus .der Zeichenebene heraus verdreht wird und dabei den Stift 62 v erläßt. Der bereits obenerwähnte Bremsklotz 52 wird während jedes Zeitimpulses gelüftet. Dies kann in verschiedener Weise erreicht werden, beispielsweise dadurch. daß der das Relais .o durchfließende Strom noch durch eine zweite getrennte Wicklung des Relais 51 geleitet wird. Die zugehörige Schaltung ist in der Abb. i der Einfachheit halber weggelassen. Der Zeiger .a-; wird durch den erwähnten positiven Impuls in der Pfeilrichtung verdreht und möge beispielsweise auf dein Skalenpunkt zur Ruhe kommen. Der zweite Impuls sei wieder positiv und möge den Zeiger .I7 bis zum Skalenpunkt 4 verschieben. Der dritte Meßimpuls möge einen negativen Wert darstellen, wird also nach dem Obigen durch einen Vorimpuls eingeleitet, der die Antriebswelle .1.5 des Wechselgetriebes umkuppelt, so daß diese Welle im entgegengesetzten Sinne verdreht wird. Die Drehrichtung der Räder 54, 55, 57 und 58 ist bei diesem negativen Impuls den eingezeichneten Pfeilen entgegengesetzt. Der negative Impuls möge länger sein als die zwei vorhergehenden positiven Impulse zusammen. Der Zeiger 47 wird demzufolge in entgegengesetzter Richtung verschoben wie bei dem positiven Impuls und bewegt sich nach dem Nullpunkt der Skala zurück. Dort verläßt der Mitnehmer 6o den Stift 63, und der Mitnehmer 59 berührt den Stift 62, so daß die Bewegungsrichtung des Zeigers 4.7 sich umkehrt, trotzdem sein Antrieb über die Achse :I5 und die Scheiben 57 und 58 unverändert bleibt. Der dritte Impuls möge endigen, nachdem der Zeiger .I7 wieder bis zum Skalenpunkt 2 verschoben ist. Er befindet sich also dann in derselben Lage wie nach Beendigung des ersten (positiven) Meßimpulses. Ein Unterschied besteht nur insofern, als die mit dem Rad 57 fest verbundene Kontaktvorrichtung eine andere Lage besitzt als zu Beendigung des ersten Impulses. Diese Kontaktvorrichtung schließt nämlich den Kontakt 49, wenn die Summe der aufgenommenen Impulse insgesamt negativ ist, wie es nach dem dritten Impuls der Fall ist, öffnet jedoch den Kontakt .I9, wenn die Summe der aufgenorninenen Impulse insgesamt positiv ist, wie z. B. nach dem zweiten Impuls. Sind in dieser Weise sämtliche Meßimpulse dem Wechselgetriebe zugeführt, so wird, wie schon bei Abb. i beschrieben, der Abtastzeiger .I8 in Bewegung gesetzt und der Summenimpuls sowohl dem Summeninstrument 12 in der Hauptstation 3 als auch dem Summeninstrument 14 in den Unterstationen zugeführt. Nach Abtastung des Summenimpulses wird der Bremsklotz 52 angehoben, so daß der Zeiger .I7 in die Nullage zurückfällt. Zusammenfassend kann die Wirkung des Wechselgetriebes nach Abb.3 dahingehend beschrieben werden, daß, obgleich die Antriebsachse ..1.5 von Meßwerten verschiedenen Vorzeichens in entgegengesetzter Richtung bewegt wird, der Zeiger 4.7 sich bei positiven und bei negativen Summenbeträgen auf derselben Seite des Nullpunktes seiner Skala befindet und daß außerdem bei Erreichung des -\Tullpunktes im Verlauf der Summierung von positiven und negativen Größen sich die Bewegungsrichtung des Zeigers 47 umkehrt. Die beschriebene Anordnung beschränkt sich nicht auf das Impulszeitverfahren, sondern kann in ähnlicher Weise für ein anderes Impulsverfahren angewandt werden, nämlich auf das Impulszahlverfahren.

Claims (1)

1. PATrNTANSPRÜCHR: i. Einrichtung zur Summierung von durch ein Impulsverfahren zeitlich nacheinander fernübertragenen Meßgrößen, insbesondere zur Messung der Gesamtleistung bei Lieferung und Bezug von elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerte durch Impulse von ihrem Vorzeichen entsprechender Kennzeichnung dargestellt werden, und daß auf der Empfangsstation die den Meßwerten zugeordneten Impulse einer Summiereinrichtung (.I5, 4.6, 47, .I9) je nach ihrem Vorzeichen mit der einen oder anderen Antriebsrichtung -zugeführt werden und daß die Summe einschließlich ihres Vorzeichens in der Summenanzeigevorrichtung (i2) angezeigt wird. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe gleichzeitig nach beliebigen in mehreren Fernmeßstationen angeordneten Summenanzeigevorrichtungen fernübertragen wird. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsachse (45) des Surriinierwerks in Abhängigkeit von den Meßimpulsen vorausgehenden Vorimpulsen mit gegenläufig bewegten Antriebsrädern (43, 44) gekuppelt wird und demzufolge bei positiven Meßwerten einen Antrieb in umgekehrter Richtung erfährt wie bei negativen. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Ausschlagrichtung des Summierzeigers (.I7) bezogen auf den Nullpunkt vertauscht wird, wenn vor Beendigung der Summierung der augenblickliche Betrag der Summe Null ist. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß von der Antriebsachse (45) des Summierwerks über Getrieberäder (54, 55, Kegelradgetriebe) zwei Mitnehmer (59, 6o) gegenläufig angetriebenwerden, vondenenjeweils einer die Lage des Summierzeigers (¢7) bestimmt. 6. Einrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dein einen der Mitnehmer (59) eine Kontaktvorrichtung (49) starr verbunden ist, mittels deren bei der Fernübertragung der gewonnenen Summe ein -einen negativen Summenbetrag anzeigender Vorimpuls ausgesendet wird. 7. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gelzennzeichnet, daß an der Suin-- miereinrichtung durch eine Abtastvor- richturig (d8. 53) der Ausschlag de: Siuninierzeigers (.E7) in einen Zeitiinpulc mit Voriinpuls umgesetzt wird. B. Einrichtung nach Anst@ruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Summierung von Mittelwerten durch in den verschiedenen _NZeßstellen befindliche untereinander synchron laufende Schaltorgane die Mittehvertbildung gleichzeitig oder zeitlich --estaffelt bewirkt wird.