DE606088C - Verfahren zur Absperrung von Teilen eines mit Steuerstroemen netzfremder Frequenz ueberlagerten Starkstromnetzes - Google Patents

Description

• Verfahren zur Absperrung von Teilen eines mit Steuerströmen netzfremder Frequenz überlagerten Starkstromnetzes Gegenstand des Hauptpatents Sag 336 ist ein Verfahren zur Absperrung von Teilen eines mit Steuerströmen netzfremder Frequenz überlagerten Starkstromnetzes gegen die Ströme netzfremder Frequenz mittels eines in den Zug des Netzleiters an der Absperrstelle eingeschalteten, auf die Steuerfrequenz abgestimmten Sperrkreises, bei dem der Sender der Steuerströme in bestimmten Zeiten einen gewissen Frequenzbereich durchläuft. Während der Sendepausen ist der Sperrkreis auf eine Vorfrequenz abgestimmt, die jeweils vom Sender dem Netz vor dem Überlagern anderer Frequenzen aufgedrückt wird. Der Sperrkreis wird wenigstens annähernd jeweils zu dem Zeitpunkt des Auftretens einer zwischen zwei Sendefrequenzen liegenden Frequenz für die folgende Sendefrequenz mittels eines Zeitwerkes abgestimmt, das in den Sendepausen in der Stellung für Vorfrequenz gesperrt ist. Statt durch ein Zeitwerk können der Frequenzregler an der Sendestelle und die Abstimmvorrichtung an der Sperrstelle durch je einen an das Starkstromnetz angeschlossenen Elektromotor angetrieben werden, der an der Sendestelle von Hand oder durch eine Uhr, an der =Sperrstelle durch ein auf die Vorfrequenz abgestimmtes Relais in Gang gesetzt wird und der am Ende der Durchlaufzeit der Regeleinrichtung nach einer bestimmten Zeit sich selbsttätig stillsetzt.
• Infolge der verschiedenen Anlaufzeiten der Antriebsmotore für den Frequenzgenerator und der Regeleinrichtungen und durch -die Änderung der Umdrehungszahlen der Antriebsmotore infolge von Reibungsänderungen und Erwärmung stößt die genaue Abstimmung der Regeleinrichtung an den Sperrstellen auf die vom Sendegenerator gesendeten Frequenzen auf Schwierigkeiten.
• Um diese Schwierigkeiten zu beseitigen, macht die Erfindung von einer Steuerart Gebrauch, wie sie bereits ähnlich in der Schwachstromtechnik, beispielsweise in der' Mehrfachtelegraphie, zum Synchronisieren von Sendern und Empfängern und in Rückmeldeeinrichtungen für die Schalterstellungen von mehreren in einem Starkstromnetz verteilten Unterstationen nach der Starkstromzentrale unter Verwendung von Pilotenleitungen vorgeschlagen wurde.
• Erst die Erfindung gibt die Gewähr, daß die Sperrorgane einer überlagerungsfernsteueranlage, bei der beispielsweise die nutzlose Abwanderung von Fernsteuerenergie in Netzteile verhütet werden soll, an die keine fernzusteuernden Apparate angeschlossen sind, oder bei der das gegebenenfalls zeitverzweigte Netz in einzelne Bezirke eingeteilt ist, die je für sich von einem Sender mit Steuerenergie versorgt werden, ohne daß sich die Sender gegenseitig stören, stets auf die Frequenz abgestimmt sind, die ein beispielsweise ein Frequenzband durchlaufender Sender zu den verschiedenen Sendezeiten dem Netz aufdrückt.
• Erfindungsgemäß werden der Frequenzregler an der Sendestelle und die Abstimmvorrichtüng an der Sperrstelle auf ihrem Schaltweg an verschiedenen Punkten, die bestimmten, zwischen den eigentlichen Sendefrequenzen liegenden Frequenzen zugeordnet sind, so lange arretiert, bis die beiden Regler die einander entsprechenden Punkte erreicht haben.
• Die Laufzeit des Frequenzreglers an der Sendestelle und die der Abstimmvorrichtung an den Sperrstellen werden also in kleinere Abschnitte unterteilt, wobei die Geschwindigkeiten der Regler immer wieder von neuem auf den Nullwert zurückgebracht werden. Innerhalb dieser kurzen Abschnitte sind also zwischen den Reglerstellungen nur ganz geringe, praktisch vernachlässigbare Abweichungen möglich, so daß die dem Netz aufgedrückte Frequenz immer an der Sperrstelle auf einen auf diese Frequenz abgestimmten Resonanzkreis trifft.
• Ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt.
• Das Netz i, zwischen dessen Leiter die Empfangsrelais 2 angeschlossen sind, wird von dem in Stern geschalteten Transformator 3 gespeist. 4 ist ein dreiphasiger Überlagerungsgenerator, der über die Abstiinmkreise 5 an das Starkstromnetz i angeischlossen ist. 6 ist ein Abzweig des Netzes i, der gegen die vom Generator 4 gelieferte Steuerenergie durch die Sperrkreise 7 abgesperrt werden soll. Der Steuergenerator 4 wird von dem Elektromotor 8 angetrieben, der einen von dem Motor 9 angetriebenen, nur schematisch angedeuteten Regler io von solcher Beschaffenheit hat, daß beim Ingangsetzen des Reglers zunächst der Motor 8 angelassen wird und seine Drehzahl durch einen bestimmten Bereich hindurchläuft, worauf er wieder abgeschaltet wird. Im Ausführungsbeispiel ist der Einfachheit halber Anker und Feld des Motors 8 an einen gemeinsamen Regulierwiderstand angeschlossen gezeichnet. In der Praxis wird man natürlich die üblichen Regler verwenden, bei denen Feld- und Ankerstrom nacheinander geregelt werden. Der Motor 9 ist über die Schalter 9o an das Netz angeschlossen. Bei. jeder Sendung macht der Regler einen Umlauf. Der Steuergenerator 4 durchläuft dabei einen bestimmten Frequenzbereich; er ist aber normalerweise spannungslos, weil für gewöhnlich seine Feldwicklung 4o abgeschaltet ist. Sie wird durch Schließen eines der als Relaiskontakte ausgebildeten Schalter 41 bis 46 eingeschaltet. In diesem Augenblick drückt der Steuergenerator seine Spannung über die Abstimmkreise 5 dem Netz i auf. Die Schalter 41 bis 46 werden aber nach einem früheren Vorschlag nur bei bestimmten Frequenzpunkten vorübergehend geschlossen. Die Schließung besorgen die auf diese Frequenzpunkte abgestimmten Relais 41o bis 46o, die je nach Bedarf an einem dauernd spannungsführenden Hilfsgenerator i i, dessen Frequenz mit der des Sendegenerators 4 übereinstimmt, mittels der Wahlschalter 421 bis 461 angeschlossen werden können. Nur bei dem Relais 410, das auf Vorfrequenz abgestimmt ist, fehlt ein solcher Schalter.
• Bei jedem Sendevorgang spricht somit zunächst das Relais 41o an und schließt vorübergehend mittels des Schalters 41 den Stromkreis der Erregerwicklung 4o des Steuergenerators 4. Es wird also stets ein Vorfrequenzimpuls dem Netz i überlagert und erst nachher ein Impuls anderer Frequenz, wenn einer der Schalter 421 bis 461 geschlossen ist. Die Erreger`vicklungen So des Antriebsmotors 8 und 40 des Sendegenerators 4 sowie iio des Hilfsgenerators i i werden von der Gleichstromquelle 12 gespeist.
• Die Sperrkreise 7 sind auf die Vorfrequenz abgestimmt. Auf dieselbe Frequenz ist das Steuerrelais 13 eingestellt, das beim Ansprechen die Schalter 14 schließt und damit einen Drehstrommotor 15 an das Netz anschließt. Die Welle 157 verbindet den Drehstromrnotor 15 mit den Abstiinmvorrichtungen des Sperrorganes 7. Auf die Vorfrequenz sind ferner die Anlagenteile 410, 20, 21 eingestellt.
• Die Teile 2o, 21 sind auch für die geringen Frequenzen des Hilfsgenerators i i durchlässig, die sich ergeben, wenn die Nocken des Teils ig jeweils auf den Hebel igo treffen; der Einfachheit halber sind die Teile 2o, 21 nur durch einfache Sperrkreise angedeutet, denn Sperrkreisschaftungen mit mehreren Durchlaßfrequenzen sind an sich bekannt.
• Durch die Reihenschaltung der Relais igi und 171 mit den Sperrkreisen 2o und 21 erhalten diese Relais die Eigenschaften von Frequenzrelais. Sie sprechen also nur auf die Vorfrequenz und die zwischen den Sendefrequenzbereichen liegenden Frequenzen an, die beim Anhalten der Scheibe ig durch den Hebel igo auftreten. Sie gewährleisten den Gleichlauf vom Sender 4 und den Sperrkreisen 7.
• Auf der Welle 157 sind die Nockenscheiben 16, 17 -und auf der Welle gio, die den Antriebsmotor g mit dem Arm des Frequenzreglers io an der Sendestelle verbindet, die Nockenscheiben 18 und ig angebracht. Gegen die Nocken der Scheiben 17 und ig legen sich die Sperrklinken 170 und igo, die von den Relais 171 und igi gelüftet werden können. Die Nockenscheiben 16 und 18 öffnen und schließen die Schalter 16o und 18o. Der eine Pol des Hilfsgenerators i i ist über den Abstimmkreis 2o mit dem Sternpunkt des Transformators 3 verbunden. Der andere Pol des Generators i i ist über den Schalter 18o und die Wicklung igio des Relais igi geerdet. Die Wicklung 171o des Relais 171 ist über den Sperrkreis 21 und den Schalter 16o an einen Leiter des Netzes i und an Erde angeschlossen. Die Frequenzrelais zum Ausläsen der Gesperre -werden also mit Einphasenstrom gespeist, der die Starkstrom führenden Leiter gleichphasig durchfließt und seinen Rückweg über Erde nimmt. Ist der Nulleiter des Netzes vorhanden, so kann auch dieser zur Rückleitung benutzt -werden. Um zu vermeiden, daß bei ungleichmäßigen Spannungsabfällen auf den Leitern des Netzes der Einphasenstrom über die Netzverbraucher zwischen den Leitern des Starkstromnetzes kreist, kann man Sperrorgane in das Netz einbauen, die auf die Frequenzen des Einphasenstromes abgestimmt sind.
• Die Anlage arbeitet auf folgende Weise: Zunächst sind alle Apparate in Ruhe. Der regelbare Sperrkreis 7 ist beispielsweise auf eine Vorfrequenz von 3oo Hertz abgestimmt. Es sollen die. beispielsweise auf 55o Hertz abgestimmten Empfangsrelais 2 betätigt werden, nicht aber die im Abzweig 6 liegenden Relais. Der zugehörige Schalter, z. B. 451, wird nun geschlossen, ebenso der Schalter go. Der Motor 9 beginnt zu laufen, der Anlasser io setzt den Motor 8 in Gang. Die Frequenz der Generatoren 4 und i i steigt an, bis die Vorfrequenz 3oo erreicht ist. Der Schalter 41 wird vorübergehend geschlossen. Der Generator 4 wird erregt. Das Netz erhält einen ein- und mehrphasigen Impuls von 3oo Hertz. Die Relais 13 und igi und 171 sprechen an. Der Motor 15 beginnt zu laufen. Die: Klinken igo, 17o -werden angehoben. Die Motoren 15, 8, g und der Regler io sind derart abgeglichen,-daß der Sperrkreis 7 immer auf die jeweilige Frequenz des Generators 4 nachgestimmt wird. Bei 40o Hertz treffe gerade -wieder ein Nocken der Scheiben 17, i9 auf die Klinken 170, 19o, so daß also die Motoren g und i5 bzw. bei Zwischenschaltung einer Rutschkupplung von ihnen angetriebene Vorgelege vorübergehend angehalten würden, wenn nicht bei der gleichen Frequenz die Relais 171, igi diese Klinken ausheben würden. Sollte aus irgendeinem Grunde einer der. Motoren g und 15 dem anderen vorausgeeilt sein, beispielsweise der Motor 15, so wird er so lange durch die Klinke 17o angehalten, bis der Hilfsgenerator i i die Frequenz 4oo erreicht. In diesem Augenblick wird der Schalter 18o geschlossen - der Schalter 16o war schon vorher geschlossen - und der Stromkreis für die Relais igi, 171 vorbereitet, so daß durch Senden der Frequenz 4oo nunmehr die Klinken 170, igo gelüftet werden können; dadurch werden gleichzeitig beide Regeleinrichtungen wieder in Gang gesetzt, bis z. B. bei der -Frequenz 5oo wieder,die Nocken der Scheiben 17, ig auf die Klinken treffen und der ganze Vorgang sich entsprechend wiederholt; Geht nun schließlich die Frequenz der Generatoren 4 und i i durch den Sendewert 55o hindurch, so spricht das daraurd abgestimmte Relais 45o an, schließt mittels des Schalters 45 vorübergehend die Wicklung 40 an, das Netz erhält einen Mehrphasenimpuls von 55o Hertz. Die Relais :2 sprechen an. Jetzt ist der Sendevorgang erledigt. Die Motoren g und 15 laufen noch ein Stück weiter, bis bei Wiedererreichung der Ausgangslagen der Regelwerke die entsprechenden Nocken auf die Klinken 170, igo treffen.
• Statt des Hilfsgenerators i i kann auch eine Phase des Überlagerungsgenerators 4 zwischen Nullpunkt und Erde gelegt sein. Auch kann man den Sternpunkt des Aufdrück .generators erden und zu den zwischen zwei Sendefrequenzen liegenden Zeiten den Generator einphasig an das Netz anschließen. Auf diese Weise wird eine der drei Phasen des Netzes erdüberlagert. Die Relais zum Lüften der Gesperre müssen dann an diese Phase argeschlossen sein, oder man kann einen Generator konstanter Drehzahl und damit konstanter Frequenz zwischen Nullpunkt und Erde einschalten. Da die induktiven Leitungswiderstände bei Kabeln und Freileitungen für die einphasigen Wechselströme größer sind wie für die rnehrphasi.gen, können die einphasigen Wechselströme in tieferen Bereichen gehalten werden als -die mehrphasigen, um mit annähernd gleichmäßigen Verhältnissen zu arbeiten.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Absperrung von Teilen eines mit Steuerströmen netzfremder Frequenz überlagerten Starkstromnetzes gegen die Ströme netzfremder Frequenz mittels eines in den Zug des Netzleiters an der Absperrstelle eingeschalteten, veränderlichen Sperrkreises nach Patent 529 336, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzregler an der Sendestelle und die Abstimmvorrichtung an der Sperrstelle an verschiedenen Punkten ihres Schaltweges, die bestimmten, zwischen den Sendefrequenzen liegenden Frequenzen- zugeordnet sind, so lange arretiert werden, bis die beiden Regler die einander entsprechenden Punkte erreicht haben.
2. 2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch Z, dadurch gekennzeichnet, daß an den Arretierungspunkten des Schaltweges der beiden Regler Gesperre angeordnet sind, die von Frequenzrelafs ausgelöst werden, welche entweder auf die den Punkten zugeordneten Frequenzen oder sämtlich auf die gleiche Frequenz abgestimmt sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Auslösen der Gesperre dienenden Frequenzrelais an einen Hilfsstromkreis angeschlossen sind, der ganz oder teilweise aus den Leitern des Starkstromnetzes besteht. q..
4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3,. dadurch gekennzeichnet, daß dieFrequenzrelais zum Auslösen der Gesperre mit Einphasenstrom gespeist werden, der die Starkstrom führenden Leitungen gleichphasig durchfließt und seinen Rückweg über Erde oder den Nulleiter nimmt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch :2 bis q., dadurch gekennzeichnet, daß an den Sternpunkt des Netzes und an Erde oder an den Nulleiter ein mit konstanter Frequenz laufender Hilfsgenerator angeschlossen ist und daß der Frequenzregler an der Sendestelle und die Abstimmvorrichtung an der Sperrstelle in dem Hilfsstromkreis liegende Schalter schließen, sobald sie an den Sperrpunkten ankommen.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 2 bis q., dadurch gekennzeichnet, daß . eine Phase des Merlagerungsgenerators zwischen dem Nullpunkt des Netzes. und Erde liegt.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch :2 biss q., dadurch gekennzeichnet, daß der Sternpunkt des Überlagerungsgenerators geerdet und zwischen zwei Sendefrequenzen nur einphasig an das Netz angeschlossen ist.