DE580003C - Verfahren zum selbsttaetigen Zu- und Abschalten von Stromverbrauchern - Google Patents

Description

• Verfahren zum selbsttätigen Zu- und Abschalten von Stromverbrauchern Die Elektrizitätswerke haben für jeden Entnehmer einen bestimmten Anteil an Maschinenleistung bereit zu halten. Außerdem müssen sie sicher sein, daß der Entnehmer nicht mehr als diesen Anteil beansprucht; denn geschähe dies gleichzeitig von einem großen Teil der Entnehmer, so könnte das Werk unter Umständen den Betrieb nicht aufrechterhalten. Die Werke schützen sich daher in der Weise, daß sie das Überschreiten einer bestimmten Kilowattstundenentnahme während einer gewissen Zeit, die 1i4 bis z Stunde betragen kann, sich mit einem wesentlichen Zuschlag zu der Stromrechnung bezahlen lassen. Dieser Zuschlag ist deshalb hoch gewählt, damit der Entnehmer, wenn es ihm irgend möglich ist, das Überschreiten der Tarifgrenze vermeidet.
• Es ist nun naheliegend, das Überschreiten der Tarifgrenze durch eine selbsttätige Einrichtung zu verhindern. Wohl jede Anlage hat minder wichtige Verbraucher, die ohne Störung des Betriebes zeitweise abgeschaltet werden können. Dazu gehört beispielsweise die Heizung; es kommen aber auch Pumpen in Betracht, die in Speicher fördern, aus denen zeitweise der Betrieb versorgt werden kann, ohne daß die Pumpen arbeiten. Wenn der Entnehmer daher laufend den Stromverbrauch mißt und beim Erreichen der Stromgrenze die minderwichtigen Verbraucher seines Betriebes selbsttätig abschalten läßt, so kann eine Tarifüberschreitung vermieden werden.
• Eine solche Einrichtung hat jedoch den Nachteil, daß bei einem Mehrverbrauch zu Beginn einer Meßperiode ein Abschalten von Stromverbrauchern erfolgt und daß diese dann während. der ganzen Meßperiode abgeschaltet bleiben, auch wenn im Verlauf derselben ein erheblicher Minderverbrauch erfolgt. Die tariflich zulässige Stromentnahme kann daher nicht ausgenutzt werden.
• Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch vermieden, daß nicht der der Tarifgrenze entsprechende Strom, sondern die Leistungsentnahme während eines Bruchteiles der Tarifzeit für das selbsttätige Zu-und Abschalten benutzt wird. Fordert der Tarif beispielsweise für das Überschreiten einer bestimmten Verbrauchsentnahme während einer Stunde einen Zuschlag, so wird die Verbrauchsentnahme immer während Stunde gemessen. Nur wenn dieser Wert den vierten Teil des zulässigen Stundenverbrauchs überschreitet, so erfolgt ein Abschalten, wird der zulässige Verbrauch nicht erreicht, ein Wiedereinschalten.
• Die Durchführung der beschriebenen Maßnahmen kann auf beliebige Weise erfolgen. Für die Messung der Energieentnahme eignet sich ein Maximumzählerinstrument mit Fallbügel und Kontakten, das, je nachdem ob der zulässige Stromverbrauch nicht erreicht oder überschritten ist, ein Hinzuschalten oder ein Abschalten von Stromverbrauchern bewirkt.
• Das Abschalten kann auch in mehreren Stufen erfolgen, wobei die Wichtigkeit der Verbraucher für den Betrieb in der Weise berücksichtigt werden kann, daß mit der ersten Stufe die am leichtesten entbehrlichen Verbraucher abgeschaltet werden. Das Wiederhinzuschalten erfolgt dann in der umgekehrten Reihenfolge mit Hilfe derselben Schalteinrichtungen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
• i ist die einen Betrieb speisende Leitung, an die durch die Schalter 2, 3, q die zu den Stromverbrauchern führenden Leitungen 5, 6, 7 angeschaltet sind.
• Die Stromverbraucher sind in der Weise unterteilt, daß an der Leitung 5 diejenigen Verbraucher hängen, bei denen eine zeitweise Stromunterbrechung am wenigsten stört; beispielsweise kann an die Leitung 5 die Heizung angeschlossen sein. An der Leitung 6 hängen Verbraucher, die von mäßiger Wichtigkeit für den Betrieb sind, wie z. B. Pumpen oder andere Fördereinrichtungen, die auf Vorratsbehälter arbeiten, aus denen der Betrieb während des Stillstandes der Fördereinrichtungen versorgt werden kann. An der Leitung 7 hängt schließlich der Rest der Verbraucher, deren Abschaltung unzulässig ist. Selbstverständlich kann man noch eine weitere Unterteilung vornehmen. Mit Rücksicht auf die Übersichtlichkeit des Ausführungsbeispiels ist hiervon abgesehen.
• In der Leitung i ist ein Stromtransformator 8 eingeschaltet, dessen Sekundärwicklung mit einem Maximumzählerinstrument 9 verbunden ist. Durch die Kontakte io liegt das Instrument an der Netzspannung. Der Antrieb des Zählers wirkt auf einen Zeiger i i, der über die Stromquelle 12 an Erde gelegt ist. Die Zeigerspitze spielt über den Kontakten 13 bis 16, von denen 13 und 16 an die Relaisspulen i8, 17 und 14. und i5 an die Magnetspulen 2o und i9 eines Schrittschaltwerkes angeschlossen sind. Über dem Zeiger i i ist ein Fallbügel 21 angeordnet, durch den am Ende der Meßzeit der Zeiger i i nach unten gedrückt wird, so daß er je nach dem erreichten Ausschlag einen der Kontakte 13 bis 16 berührt. Nach dem Wiederanheben des Fallbügels 21 wird der Zeiger i i von dem Antriebssystem abgekuppelt und durch eine Rückstellkraft in die Nullage an den Anschlag 22 zurückgeführt.
• Die Relaisspulen 17 und 18 wirken auf Magnetkerne, die Schalter 23, 24 steuern. Sie tragen ferner an einer Steuerstange Steuernocken 25, a6, die auf Schalter 27, 28 in der Weise einwirken, daß nur bei der Bewegung des Steuernockens nach unten, dagegen nicht bei seiner Bewegung nach oben ein Stromschluß erfolgt. Schließlich sind an den Magnetkernen Dämpfungsvorrichtungen 4.7, 4.8 vorgesehen. Die Schalter 23, 24 und 27, #"8 liegen mit je einer Klemme über eine Stromquelle an Erde; die freien Klemmen sind mit den Magnetspulen i9 und 2o verbunden. Die zu den Magnetspulen i9 und 2o gehörigen Magnetkerne wirken in entgegengesetztem Sinne auf ein Steigrad 29, auf dessen Welle die Walze 30 mit den Kontaktbelägen 31, 32 angeordnet ist. An der Walze liegen in zwei Reihen die Kontaktfinger 33 bis 38. Von diesen sind 36 und 38 mit den Ausschaltspulen 39 und 40 'und die Kontaktfinger 33 und 35 mit den Einschaltspulen ,I1 und 42 der Schalter 2 und 3 verbunden. Die Kontaktfinger 34 und 37 sind über Batterien geerdet. Ebenso sind die freien Klemmen sämtlicher Steuerspulen an Erde gelegt.
• Die Wirkungsweise ist folgende: In der gezeichneten Stellung sind die Schalter :2 bis q. geschlossen. Es werden also sämtliche Verbraucher des Betriebes gespeist. Es sei ferner angenommen, daß die erste MeB-zeit gerade beendet ist und der Zeiger i i des Zählers 9 bis in die gezeichnete Lage gekommen ist. Er befindet sich über dem Kontakt i5; der zulässige Verbrauch ist daher überschritten. Drückt jetzt der Fallbügel2i den Zeiger i i an den Kontakt 15, so fließt ein Strom über Erde, Stromquelle 12, Zeiger i i, Kontakt 15, Magnetspule i9, Erde. Die Spule i9 hebt ihren Kern und bewegt das Rad 29 um einen Zahn entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn. Infolgedessen gelangt der Kontaktbelag 31 auf der Walze 30 unter die Kontaktfinger 36, 37. Es fließt ein Strom von Erde über Batterie und Kontaktfinger 37, Kontaktbelag 31, Kontaktfinger 36, Ausschaltspule 39, Erde. Der Schalter -- wird infolgedessen geöffnet, und während der nächsten Meßperiode werden nur die an die Leitungen 6 und 7 angeschlossenen Verbraucher gespeist.
• Hätte der Zeiger i i in der Meßzeit einen so großen Ausschlag erhalten, daß er beim Niederdrücken des Fallbügels 21 einen Stromschluß mit dem Kontaktstück 16 macht, so fließt über Erde, Batterie 12, Zeiger i i, Kontakt 16, Relaisspule 17 ein Strom. Der Schalter 23 wird geschlossen, die Magnetspule i9 erhält einen ersten Stromstoß und beim Niedergang des Kernes der Spule 17, wenn der Steuernocken 25 den Schalter 27 schließt, einen zweiten Stromstoß. Das Rad 29 wird daher nacheinander um zwei Zähne entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verstellt. Nach der ersten Verstellung findet wieder das bereits beschriebene Öffnen des Schalters 2 statt. Nach dem Weiterschalten um einen zweiten Zahn gleitet jedoch das Kontaktstück 32 unter die Kontaktfinger 37, 38. Infolgedessen fließt ein Strom von Erde, Batterie, Kontaktfinger 37, Kontaktbelag 32, Kontaktfinger 38, Ausschaltspule 40, und es wird auch.-noch der Schalter 3 geöffnet, so daß während der nächsten Meßzeit nur die an Leitung 7 hängenden Stromverbraucher gespeist werden.
• In derselben Weise vollzieht sich das Wiedereinschalten der Stromverbraucher, wenn während der Meßzeit der zulässige Verbrauch nicht erreicht wird. In diesem Fall befindet sich der Zeiger i i über den Kontakten i¢ oder 13. Wird dann durch den Fallbügel 2r der Steuerstromschluß hergestellt, so werden ein oder zwei Schalter geschlossen und damit die Menge der während der nächsten Meßperiode gespeisten Stromverbraucher entsprechend erhöht.
• Falls der für die Speisung der Magnetspulen i9, 2o erforderliche Strom die Kontakte des Maximuinzählers 9 zu stark beansprucht, könnte der Strom selbst mittels eines besonderen Relais eingeschaltet werden. Die Schalter 23, 24., 27, 28 sind dann auch nur für den Relaisstrom zu bemessen und können kleiner und billiger ausgeführt werden.
• Die Verwendung der Einrichtung setzt allerdings voraus, daß die Schwankungen des Energieverbrauchs sich in solchen Grenzen halten, daß ein Mehrverbrauch während einer Meßzeit unbedingt durch einen Minderverbrauch in der folgenden Meßzeit wieder eingespart wird, da andernfalls der Zweck der Einrichtung nicht erreicht werden würde. Es muß daher vor' dem Einbau der neuen Einrichtung der Betrieb genau untersucht und die Verteilung der einzelnen Verbraucher ihrer Art und Menge nach auf die verschiedenen Leitungen sorgfältig vorgenommen werden. Vorteilhaft sind die Kontakte in dem Maximumzähler gegen solche anderer Länge auswechselbar und gegebenenfalls auch noch gemeinsam verschiebbar; auch die Nullage des Zeigers könnte durch Verschieben seines Anschlages 22 veränderbar sein, um einmal für den einzelnen Betrieb eine genaue Einstellung vornehmen zu können und um ferner in der Lage zu sein, in Serienherstellung erzeugte Maximumzähler für beliebige Betriebsverhältnisse benutzen zu können.

Claims (3)

1. PATRNTANSPRIJCHR: i. Verfahren zum selbsttätigen Zu- und Abschalten von Stromverbrauchern eines Betriebes- mit Rücksicht auf eine durch Tarifbestimmungen vorgesehene Verbrauchsgrenze, dadurch gekennzeichnet, daß die im Tarif für den Höchstverbrauch vorgesehene Zeit in Bruchteile unterteilt wird, während welcher der Verbrauch des Betriebes gemessen wird, und daß, wenn der am Ende eines jeden Bruchteiles gemessene Verbrauch den für den Zeitanteil zulässigen Verbrauch überschreitet, Stromverbraucher des Betriebes in der Reihenfolge ihrer Entbehrlichkeit abgeschaltet werden, und daß umgekehrt, wenn der zulässige Verbrauch innerhalb der Meßzeit nicht erreicht wird, abgeschaltete Teile wieder hinzugeschaltet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei mäßiger Über-oder Unterschreitung des zulässigen Verbrauches ein kleinerer Teil von Stromverbrauchern, bei erheblicher Über- oder Unterschreitung ein größerer Teil von Stromverbrauchern abgeschaltet oder hinzugeschaltet wird.
3. 3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verbrauchsmessung ein Maximumzählerinstrument (9) mit Fallbügel und Kontakten vorgesehen ist, und daß an die Kontakte die Steuereinrichtungen für das Hinzuschalten und Abschalten von Stromverbrauchern angeschlossen sind.