DE599891C

DE599891C - Device for the automatic connection and disconnection of a second transformer in a system

Info

Publication number: DE599891C
Application number: DES90764D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Manfred Schleicher
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1929-03-29
Filing date: 1929-03-29
Publication date: 1934-07-11

Description

Einrichtung zum selbsttätigen Zu- und Abschalten eines zweiten Transformators in einer Anlage Die Elektrizitätswerke, insbesondere die Überlandzentralen, haben eine Reihe von Abnehmern, die vorübergehend große Mengen elektrischer Energie verbrauchen, während langer Zeiträume aber eine wesentlich geringere Energie. Beispielsweise ist es die Landwirtschaft, die tagsüber oft überhaupt keinen Verbrauch hat, vorübergehend aber, z. B. beim Futterschneiden und in der Dreschperiode, unverhältnismäßig große Energiemengen dem Netze entnimmt. Bei kleinen Fabriken und Dörfern liegen die Verhältnisse oft ähnlich. Die Transformatoren müssen auf die größte Leistung bemessen sein. Während der Abnahme geringer Leistung sind sie infolgedessen viel zu groß und arbeiten mit schlechtem Wirkungsgrad. Man stellt daher für solche Abnehmer zwei Transformatoren auf, von denen einer immer eingeschaltet ist, während der andere nur dazugeschaltet wird, wenn der erste nicht mehr ausreicht. Die hierzu notwendigen Schalteinrichtungen werden vorzugsweise selbsttätig ausgebildet, haben dann aber den Nachteil, daß sie den zweiten Transformator häufig in ganz unnötiger Weise aus- und einschalten, wenn die Leistung gerade um die Vollast des ersten Transformators herum pendelt. Um diese Pendelungen zu vermeiden, hat man den Schaltrelais, welche die Belastung des Transformators überwachen, eine Verzögerung gegeben, die entweder konstant oder mit Hilfe eines thermischen Abbildes dem Erwärmungszustand des Transformators angepaßt ist oder sein soll. Die thermischen Abbilder folgen aber nicht immer richtig der Temperatur des Transformators, so daß sie keine Sicherheit gegen Überlastung des Transformators oder unnötige Einschaltung des zweiten Transformators bieten. Bei der Erfindung werden diese Übelstände vermieden.Device for the automatic connection and disconnection of a second transformer in one system The power plants, especially the intercity centers, have a number of customers who temporarily consume large amounts of electrical energy, but a much lower energy for long periods of time. For example it is agriculture, which often has no consumption at all during the day, temporarily but, e.g. B. when cutting forage and in the threshing period, disproportionately large Takes amounts of energy from the grid. The situation is in the case of small factories and villages often similar. The transformers must be dimensioned for the greatest power. While As a result, they are much too large for the decrease in performance and work with them poor efficiency. Two transformers are therefore provided for such customers one of which is always switched on, while the other is only switched on becomes when the first one is no longer sufficient. The switching devices required for this are preferably formed automatically, but then have the disadvantage that they often switch the second transformer off and on unnecessarily when the power is just hovering around the full load of the first transformer. Around To avoid swings, one has the switching relay, which the load on the transformer monitor, given a delay, either constant or with the help of a thermal image is adapted to the heating state of the transformer or should be. However, the thermal images do not always correctly follow the temperature of the transformer, so there is no security against overloading the transformer or unnecessary switching on of the second transformer. In the invention these evils are avoided.

Gemäß der Erfindung wird nämlich der zweite Transformator nicht sofort eingeschaltet, sondern erst nachdem der Verbrauch die Leistungsfähigkeit des ersten Transformators während einer bestimmten Zeitspanne überschritten hat, und die Dauer dieser Zeitspanne wird von der Höhe der Energieüberschreitung abhängig gemacht.Namely, according to the invention, the second transformer does not become instantaneous switched on, but only after the consumption the performance of the first Transformer has exceeded during a certain period of time and the duration this time period is made dependent on the amount of excess energy.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Von dem Hochspannungsnetz 2r werden die beiden Transformatoren z und 2 gespeist. Die Sekundärwicklungen arbeiten auf die Sammelschienen 23, an die die Abnehmerleitungen 24 angeschlossen sind. Der Transformator r ist dauernd eingeschaltet. Der Transformator 2 dagegen wird mit Hilfe der Schalter 3 und q. primär und sekundär selbsttätig ein- und ausgeschaltet. Zur Steuerung dieser Schalter dienen zwei Ferrarisscheiben 5 und 6. Die Antriebsspule 7 der Ferrarisscheibe 5 liegt an der Spannung der Sekundärwicklung des Transformators i und dreht sich daher mit einer praktisch gleichförmigen Geschwindigkeit. Durch bekannte Schaltungen können die Änderungen der Geschwindigkeit infolge der Spannungsschwankungen noch weitgehend beseitigt werden. Die Antriebsspule 8 der Ferrarisscheibe 6 dagegen liegt an einem Stromwandler g, der von dem Verbrauchsstrom durchflossen wird, sei es, daß nur der erste, oder sei es, daß beide Transformatoren eingeschaltet sind. Die beiden Ferrarisscheiben 5 und 6 sind mit den beiden Seitenrädern io und ii eines Differentialgetriebes gekuppelt, dessen Mittelglied z2 einen Umschalter 13 steuert. Das äüs den Teilen io, 11, 12 bestehende Differentialgetriebe ist nur schematisch dargestellt. Solange die Ferrarisscheibe 6 langsamer oder höchstens ebenso schnell läuft wie die Ferrarisscheibe 5, bleibt der Kontaktarm 13 in der gezeichneten Stellung liegen, so daß er die Kontakte 14 schließt: Sobald dagegen die Geschwindigkeit der Ferrarisscheibe 6 über die Geschwindigkeit der Ferrarisscheibe 5 wächst, kehrt das Mittelglied des Differentialgetriebes i2 seine Bewegung um und schließt die Kontakte 15. Die Antriebswicklungen sind nun so bemessen, daß diese Geschwindigkeitsüberschreitung dann eintritt, wenn der durch den Stromwandler g gemessene Energieverbrauch die Leistungsfähiglceit des Transformators i überschreitet.An exemplary embodiment is shown in the drawing. Of the The two transformers z and 2 are fed by the high-voltage network 2r. The secondary windings work on the busbars 23 to which the customer lines 24 are connected are. The transformer r is continuously switched on. The transformer 2 on the other hand is activated using switches 3 and q. primary and secondary switched on and off automatically. Two Ferraris disks 5 and 6 are used to control these switches. The drive coil 7 of the Ferraris disk 5 is due to the voltage of the secondary winding of the transformer i and therefore rotates at a practically uniform speed. By known circuits, the changes in speed as a result of the Voltage fluctuations can still be largely eliminated. The drive coil 8 of the Ferrari disk 6, on the other hand, lies on a current transformer g, which is of the consumption current is traversed, be it that only the first, or be it that both transformers are switched on. The two Ferrari disks 5 and 6 are with the two side wheels io and ii of a differential gear coupled, the middle link z2 of which is a switch 13 controls. The differential gear existing outside of the parts io, 11, 12 is only shown schematically. As long as the Ferrari disk 6 is slower or at most runs just as fast as the Ferrari disk 5, the contact arm 13 remains in the position drawn so that it closes the contacts 14: As soon as against it the speed of the Ferrari disk 6 over the speed of the Ferrari disk 5 grows, the middle link of the differential gear i2 reverses its movement and closes the contacts 15. The drive windings are now dimensioned so that this The speed limit is exceeded when the current transformer g Measured energy consumption exceeds the capacity of the transformer.

Der eine der Kontakte 15 ist mit der Phase r der Sekundärwicklung des Transformators i verbunden, der andere mit einen Relais 16, dessen zweite Klemme über einen Widerstand 17 mit der Phase s verbunden ist. Das Relais spricht daher bei Schließung der Kontakte 15 an und schließt zwei Kontakte 18 und ig. Durch den Kontakt ig werden die Kontakte 15 überbrückt, so daß das Relais 16 auch dann erregt bleibt, wenn die Kontakte 15 wieder unterbrochen werden. Durch den Kontakt 18 wird die Phase r an eine Leitung 2o gelegt, die zu einem Schütz ,26 führt. Dieses .ist mit seiner anderen Klemme mit der Phase s verbunden. Sobald es erregt ist, schließt es einen Kontakt 27, der die Einschaltspulen 28 an Spannung legt, durch die die Schalter 3 und q. geschlossen werden.One of the contacts 15 is with phase r of the secondary winding of the transformer i, the other with a relay 16, the second terminal of which is connected to phase s via a resistor 17. The relay therefore speaks when the contacts 15 are closed and two contacts 18 and ig closes. Through the Contact ig the contacts 15 are bridged, so that the relay 16 is also energized remains when the contacts 15 are interrupted again. The contact 18 becomes the phase r is applied to a line 2o which leads to a contactor 26. This is connected to phase s with its other terminal. As soon as it is aroused, it closes there is a contact 27, which applies voltage to the closing coils 28, through which the Switch 3 and q. getting closed.

Wenn durch vorübergehende kurzzeitige Abnahme des Stromverbrauches die Geschwindigkeit der Ferrarisscheibe 6 unter diejenige der Ferrarisscheibe 5 sinkt, so werden die Kontakte 15 zwar wieder unterbrochen; diese Unterbrechung hat aber auf die hergestellte Schaltung keinen Einfluß; denn das Hilfsrelais 16 bleibt über den Kontakt ig dauernd erregt und hält das Schütz 26- und durch dieses die Einschaltspulen 28 an Spannung. Erst wenn die Verringerung des Verbrauches längere Zeit dauert, hat das dritte Glied 12 des Differentialgetriebes genügend Zeit, um den Schalter 13 bis in seine andere Endlage zu bewegen. Erst wenn der Schalter 13 hier angelangt ist und die Kontakte 14 geschlossen hat, tritt eine Änderung der Schaltung ein. Denn die Kontakte 14 schließen das Hilfsrelais 16 kurz. Dieses läßt seine Anker fallen, so daß die Kontakte 18 und ig geöffnet werden. Infolgedessen öffnet auch das Schütz 26 seinen Kontakt, und die Schalter 3 und q. des Transformators 2 werden geöffnet.If by a temporary short-term decrease in power consumption the speed of the Ferrari disk 6 below that of the Ferrari disk 5 drops, the contacts 15 are indeed interrupted again; has this interruption but no influence on the circuit produced; because the auxiliary relay 16 remains Constantly energized via the contact ig and holds the contactor 26- and through this the Closing coils 28 at voltage. Only when the reduction in consumption lasts longer Takes time, the third link 12 of the differential gear has enough time to move the switch 13 to its other end position. Only when switch 13 has arrived here and the contacts 14 has closed, a change occurs in the Circuit on. Because the contacts 14 short-circuit the auxiliary relay 16. This leaves its anchors drop so that contacts 18 and ig are opened. Consequently the contactor 26 also opens its contact, and the switches 3 and q. of the transformer 2 are opened.

Steigt der Verbrauch wieder, aber nur vorübergehend, so werden wohl die Kontakte 14. wieder geöffnet; eine Betätigung der Schalter 3 und q. tritt aber dadurch nicht ein, sondern erst dann, wenn infolge längerer Verbrauchssteigerung die Kontäk te 15 wieder geschlossen sind. Steigt der_Verbrauch sehr rasch; beispielsweise infolge - Einschaltung einer größeren landwirtschaftlichen Maschine, so könnte die Gefahr der Überlastung des ersten Transformators eintreten. Diese Gefahr ist aber dadurch beseitigt, daß die Geschwindigkeit des Kontaktarmes 13 von der Höhe der Überlastung abhängig ist. Ist die Überlastung groß,, so legt auch der Kontaktarm 13 seinen Weg in die andere Schaltstellung in kurzer Zeit zurück, so daß eine unzulässige Erwärmung des Transformators i vermieden wird.If consumption rises again, but only temporarily, so will contacts 14. reopened; actuation of switches 3 and q. but occurs therefore not a, but only if as a result of a prolonged increase in consumption the Kontäk te 15 are closed again. The_consumption increases very quickly; for example as a result - switching on a larger agricultural machine, so the There is a risk of overloading the first transformer. But this danger is thereby eliminated that the speed of the contact arm 13 from the height of the Overload is dependent. If the overload is great, the contact arm also lays down 13 its way back to the other switch position in a short time, so that an impermissible Heating of the transformer i is avoided.

Der Stromwandler g liegt gemäß der Zeichnung nur an einer Phase. Statt dessen kann man durch geeignete Schaltung dreier Wandler den Summenstrom aller drei Phasen zur Steuerung heranziehen.According to the drawing, the current transformer g is only connected to one phase. Instead of you can calculate the total current of all three by a suitable connection of three converters Use phases for control.

Auch ein dritter Transformator kann gemäß der Erfindung selbsttätig gesteuert werden. Zu diesem Zweck braucht nur ein zweites-Relais hinzugefügt zu werden, bei den die beiden Seitenglieder des Differentialgetriebes ebenso wie. bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel von der Summe des gesamten Verbrauchs einerseits und von einer einigermaßen konstanten Kraft andererseits angetrieben werden. Lediglich die Geschwindigkeiten sind anders eingestellt, nämlich so, daß das stromabhängige Glied erst dann das konstant umlaufende Glied überholen kann, wenn die Leistungsfähigkeit der bereits eingeschalteten Transformatoren überschritten ist.A third transformer can also be automatic according to the invention being controlled. For this purpose only a second relay needs to be added in which the two side members of the differential gear as well as. at the described embodiment from the sum of the total consumption on the one hand and driven by a reasonably constant force on the other hand. Only the speeds are set differently, namely so that the current-dependent Link can only overtake the constantly revolving link when the capacity the already switched on transformers has been exceeded.

Die Erfindung entfaltet ihren Wert auch dann, wenn es sich nicht um die Ein- und Ausschaltung von Transformatoren, sondern von anderen Stromquellen, wie z. B. Großgleichrichtern, handelt o. dgl. Die Transformatoren oder sonstige Stromquellen brauchen auch nicht in einer Station vereinigt zu sein, sondern können über größere Gebiete verteilt sein. Es macht keine Schwierigkeit, die Leitungen für das selbsttätige Ein- und Ausschalten über größere Entfernungen zu führen.The invention unfolds its value even when it is not the switching on and off of transformers, but of other power sources, such as B. Large rectifiers, acts o. The like. The transformers or other Power sources also do not need to be combined in one station, but can be spread over larger areas. It makes no difficulty in the lines for automatic switching on and off over greater distances.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for automatic switching on and off a second transformer (or another energy source) in a system, which is used to supply a circuit with strongly fluctuating load, thereby characterized in that to achieve one of the size of the overshoot or undershoot the full load of the first transformer and the overload capacity of this transformer adapted time delay a differential relay is used, which in case of overload or underload a contact member with the corresponding speed in one or the other brings another control position.

2. Device according to claim i, characterized in that that the second transformer is only switched on or off when the contact member of the differential relay reaches one or the other counter contact that the switching state of the second transformer but when the relay contacts of the differential relay open is not changed.

3. Device according to claim i and: 2 for automatic on and switching off several power sources, characterized in that each further Power source is automatically switched on by a special relay set after the consumption the entire capacity of those already in operation Power sources has exceeded a certain time.