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Verfahren zur selbsttätigen Verteilung der Belastung auf mehrere,
vorzugsweise mehr als zwei Stromerzeuger Es ist bereits -vorgeschlagen worden, die
Wirk- oder Blindlast oder sowohl die Wirkals auch die Blindlast auf mehrere parallel
arbeitende Stxomerzeuger mit Hilfe von Einrichtungen zu verteilen, welche die Belastung
jeder einzelnen Maschine mit der Gesamtbelastung vergleichen. Die Kommandos zum
Erhöhen und Vermindern der Leistungsabgabe werden bei derartigen Anordnungen denjenigen
Maschinen zugeführt, die zur Beseitigung der Differenzen der Gesamtbelastung mit
dem vorgeschriebenen Wert am geeignetsten sind. Bei dem Kommando zum Erhöhen der
Leistungsabgabe werden dabei diejenigen Maschinen beeinflußt, deren Belastung unter
dem ihnen zugeteilten Prozentsatz der Gesamtlast liegt, während bei einem Kommando
zum Vermindern der Leistungsabgabe die übrigen Maschinen beeinflußt werden, deren
Belastung größer ist als der ihnen zugewiesene Prozentsatz der Gesamtlast. Dies
gilt sowohl für die Verteilung der Wirk- als auch der Blindlast. Es wird deshalb
im folgenden der Einfachheit halber nur von der Wirklast gesprochen. Bei den bekannten
Einrichtungen, welche die erwähnte Aufgabe lösen, ist es entweder nicht möglich,
gleichzeitig mehrere Maschinen durch die Kommandos zum Erhöhen oder Vermindern der
Leistungsabgabe zu beeinflussen, oder es bereitet erhebliche Schwierigkeiten, mehrere
Maschinen von der Regelung völlig auszuschließen, ohne daß die Regelung der übrigen
Maschinen gestört wird.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, bei welchem
die erwähnten Nachteile vermieden sind. Gemäß der Erfindung wird die Belastung der
durch die Regelimpulse zu beeinflussenden Maschinen mit der Belastung einer Meistermaschine
oder Meistermaschinengruppe verglichen. Wenn sämtliche der vorhandenen Maschinen
gleiche Leistungsfähigkeit besitzen, so wird man zweckmäßig die- Anordnung so ausbilden,
daß sämtliche Maschinen den gleichen Lastanteil übernehmen. Sind jedoch Maschinensätze
ungleicher Leistungsfähigkeit vorhanden, so wird man die Last entsprechend der Leistungsfähigkeit
aufteilen. Zum Vergleich der Belastung der Maschinen werden zweckmäßig Differentialrelais
verwendet, bei denen auf einen Anker zwei Ferraris-Triebsysteme einwirken, von welchen
das eine ein Drehmoment ausübt, welches der Belastung der zugehörigen Maschine proportional
ist, während das andere Triebsystem ein Drehmoment ausübt, das der Belastung der
Meistermaschine, d. h. dem vorgeschriebenen- Sollwert der Leistungsabgabe entspricht.
Durch Verändern der von dem Triebsystem gelieferten Drehmomente im Vergleich zu
der Belastung der Maschine kann man das Verhältnis zwischen
der
Belastung der Meistermaschine und der zu regelnden Maschine, bei welchem das Differentialrelais
seine Nullage einnimmt, beliebig einstellen und auf diese Weise bei ungleichen Maschinen
die Belastung in geeigneter Weise verteilen.
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Damit die Leistungsabgabe sämtlicher Maschinen verändert werden kann,
ist es vorteilhaft, auch die Meistermaschine mit bei der Regelung zu beeinflussen,
und zwar in der Weise, daß man die Meistermaschine gleichzeitig mit derjenigen Maschinengruppe
regelt, die bei dem jeweiligen Regelschritt in der Minderzahl ist. Wenn beispielsweise
sechs Maschinen vorhanden sind, von welchen die eine Maschine als Meistermaschine
arbeitet und ferner drei der übrigen fünf Maschinen stärker belastet, zwei dagegen
schwächer belastet sind als die Meistermaschine, so wird die Meistermaschine nur
mitgeregelt, wenn ein Kommando zur Erhöhung der Leistungsabgabe ankommt.
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Eine Anordnung, mit deren Hilfe das Verfahren gemäß der Erfindung
ausgeführt werden kann, ist in den Abbildungen dargestellt, und zwar zeigt Abb.
= die Anordnung der Differentialrelais, mit deren Hilfe die Belastungen der Maschinen
verglichen werden. Abb. 2 zeigt die Schaltanordnung der Differentialrelais in bezug
zu den übrigen Hilfsapparaten.
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In Abb. i sind mit 1, 2, 3, 4, 5 und 6 auf ein gemeinsames Netz arbeitende
Wechselstromerzeuger bezeichnet, zwischen welchen die Belastung gleichmäßig verteilt
werden soll. Es sei angenommen, daß die Maschine i als Meistermaschine im Sinne
der vorliegenden Erfindung arbeiten soll. Zum Vergleich der Belastung der Maschinen
2 bis 6 mit der Belastung der Meistermaschine i sind Differentialrelais i2, 22,
32, 42, 52 und 62 vorgesehen. Diese Relais sind nur schematisch dargestellt. Es
sei angenommen, daß diese Relais einen Anker enthalten, . auf welchen die Ferraris-Triebsysteme
123, i24, 223, 224, 323, 324, 423, 424 523, 524 623 und 624 einwirken. Mit dem Anker
ist ferner zur Erzeugung einer Hilfskraft ein Triebsystem eines Gleichstrom-Amperestundenzählers
gekuppelt. Die Kollektoren dieser Zähler sind in der Abbildung dargestellt und mit
13, 23, 33, 43, 53 und 63 bezeichnet. Mit Hilfe der Spannungsteiler 14, 24, 34,
44, 54 und 64 kann dem Anker dieser Zähler eine beliebig einstellbare Spannung zugeführtwerden.
Die Spannungspulen sämtlicher Triebsysteme werden vom Netz gespeist. Die Stromspulen
der Triebsysteme 123, 223, 323, 423; 523 und 623 werden von einem der Belastung
der Meistermaschine proportionalen Strome durchflossen, während die übrigen Spulen
mit einem der Belastung der zugehörigen Maschine proportionalen Strome gespeist,
werden. Damit wahlweise eine der Maschinen x bis 6 als Meistermaschine benutzt werden
kann, sind die Schalter 15, 25, 35, 45, 55 und 65 vorgesehen. Die Schalter
sind als Doppelumschalter ausgebildet. Mit ihrer Hilfe können die jeder Ma-' schine
zugeordneten Stromwandler 16, 26, 36, 46, 56 und 66 entweder mit der zugehörigen
Stromspule des Differentialrelais, z. B. 124, verbunden werden, oder der vom Stromwandler
gelieferte Strom wird durch die Stromspule sämtlicher den Sollwert festlegender
Ferraris-Systeme (z23, 223, 323, 423, 523, 623) geschickt. Die Umschalter 15, 25,
35, 45, 55 und 65 sind ferner noch mit einem Hilfskontakt ausgerüstet, durch den
die unteren der beiden Kontakte kurzgeschlossen werden, wenn die Schaltmesser mit
den oberen Kontakten in Berührung stehen. Auf diese Weise wird ein Stromweg für
den den Sollwert bestimmenden Strom geschaffen. -Wenn es darauf ankommt, eine der
Maschinen nicht in Abhängigkeit von der Meistermaschine zu regeln; sondern beispielsweise
nach einem vorgeschriebenen Fahrplan, so kann die den Sollwert bestimmende Stromspule
des zugehörigen Differentialrelais mit Hilfe besonderer Umschalter 17, 27, 37, 47,
57 und 67 kurzgeschlossen werden. An Stelle des auf diese Weise unwirksam gemachten
Ferraris-Systems tritt dann das zur Erzeugung einer Hilfskraft dienende Gleichstromzählersystem.
Die diesem System zugeführte Spannung kann mit Hilfe eines an sich bekannten Fahrplanes
oder in anderer Weise, z. B. in Abhängigkeit von der Frequenz, eingestellt werden.
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In. Abb. 2 ist von den Relais 12, 22, 32, 42, 52 und 62 nur der Relaisanker
gezeichnet. Der Übersichtlichkeit halber ist ferner die Umschaltvorrichtung weggelassen,
welche wahlweise gestattet, die Kontakte des polarisierenden Relais 7, welches zur
Beeinflussung der Meistermaschine notwendig ist, an Stelle der Kontakte eines Differentialrelais
der jeweiligen Meistermaschine zu legen. Die hierzu dienende Schaltung wird weiter
unten noch 'näher beschrieben und in Abb. 3 dargestellt. An Stelle der erwähnten
Umschaltvorrichtungen sind die Kontakte des Differentialrelais 7 unmittelbar mit
den Magnetwicklungen des Steuerrelais verbunden. Durch die in Abb. 2 nicht dargestellten
Umschaltvorrichtungen können die Kontakte des Relais 7 nicht nur mit den Kontakten
des Relais 18, sondern auch Wahlweise mit den Kontakten der übrigen Steuerrelais
28, 38, 48, 58, 68 verbunden werden. Der Anker des zugehörigen Relais (12, 22, 32,
42, 52 oder 62) wird dabeiunwirksamgemacht. Mit Hilfe der Kontakte des Steuerrelais
werden Tourenverstellmotoren i9, 29, 39, 49, 592 69 an die Sammelschienen 31, 310
und- 32, 32o
angeschlossen. Die Kontakte, die von den Wicklungen
der Steuerrelais beeinflußt werden, sind mit den betreffenden Wicklungen in der
Abbildung durch eine punktierte Linie verbunden. Im Stromkreis der Anker der Tourenverstellmotoren
liegt je ein Kontakt, der einer der Wicklungen des zugehörigen Steuerrelais zugeordnet
ist. Mit 8 ist das Hauptsteuerrelais bezeichnet. Den Wicklungen 81 und 82 dieses
Relais werden in an sich bekannter Weise die Kommandos (Impulse) zur Erhöhung oder
Verminderung der Leistungsabgabe zugeführt. Durch die Kontakte 83 und 84 des Hauptsteuerrelais
8 wird dem Motor 85 beim Ansprechen der Regelanordnung Strom zugeführt. Dieser Motor
begrenzt die Laufdauer der Tourenverstellmotoren, die durch jeden Regelimpuls in
Gang gesetzt werden. Mit Hilfe der Kontakte 87, 88, 89 und go des -Hauptsteuerrelais
8 werden, je nachdem, ob ein Kommando zur Erhöhung oder Verminderung der Leistungsabgabe
eintrifft, die Sammelschienen 31 und 310 oder 32 und 32o an Spannung gelegt. Je
nachdem, welche Wicklungen der Steuerrelais 18, 28, 38, 48; 58, 68 durch den Anker
des zugehörigen Differentialrelais (22, 32, 42, 52, 62) Strom erhalten, werden die
Anker der Tourenverstellmotoren ig, 29, 39, 49, 59 und 69 derart mit
einem der Sammelschienenpaare 31 und 31o bzw. 32 und 32o verbunden, daß beim Eintreffen
eines Kommandos zum Erhöhen der Leistungsabgabe nur die Tourenverstellmotoren Strom
erhalten, die den Maschinen zugeordnet sind, die schwächer als die Meistermaschine
belastet sind, während beim Eintreffen eines Kommandos zum Vermindern der Leistungsabgabe
nur die Maschinen beeinflußt werden, die stärker als die Meistermaschine belastet
sind.
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Um, wie anfangs erwähnt, zu erreichen, daß die Meistermaschine gleichzeitig
mit der Maschinengruppe geregelt wird, welche die geringste Maschinenzahl enthält,
so sind die Steuerrelais mit weiteren Kontakten ausgerüstet, durch welche die in
Reihe geschalteten Widerstände ioi, ioa, io3, 104, 105 und io6 sowie 11i, zig, 113,
114, 115 und 116 gesteuert werden, und zwar ist die Schaltung derart getroffen,
daß bei der Erregung der linken Wicklungen der Steuerrelais 18, 28, 38, 48, 58 und
68 der obere der zugehörigen Widerstände kurzgeschlossen, dagegen der untere Widerstand
eingeschaltet wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß der durch die Widerstände
fließende Strom konstant bleibt. Die eine Wicklung des Differentialrelais 7 ist
zwischen dem Minuspol und dem linken Ende der Widerstände ioi angeschlossen. Die
dieser Wicklung zugeführte Spannung ist dann proportional der Zahl der Maschinen,
deren zugehörige Steuerrelais ihren Anker auf die linke Seite eingestellt haben.
Von- den Widerständen iii, 112, 113, 114, 115 und 116 sind die unteren der Widerstände
114, 115, 116 kurzgeschlossen, dagegen die zu den Widerständen 1i2, 113 zugehörigen
Schalter geöffnet. Da die zweite Spule des Relais 7 zwischen dem Minuspol und dem
linken Ende des Widerstandes iii angeschlossen ist, so erhält sie die an den Widerständen
112 und 113 liegende Spannung. Die Widerstände ioi und iii, die der Meistermaschine
zugeordnet sind, sind durch eine in Abb. 2 nicht dargestellte Schaltanordnung kurzgeschlossen
worden. Diese Schaltanordnung ist weiter unten noch beschrieben und in Abb. 3 dargestellt.
Da der linken Spule des Relais 7 der Spannungsabfall von drei Widerständen, nämlich
104, io5 und io6, dagegen der rechten Spule nur der Spannungsabfall von zwei Widerständen,
nämlich 112 und 11ß, zugeführt wird, so nimmt der Anker des Relais 7 die dargestellte
Lage ein. Es wird also die rechte Wicklung des Relais 18 erregt und deshalb der
Anker des Tourenverstellmotors ig mit den Sammelschienen 31 und 310 verbunden, die
Strom führen, sobald ein Kommando zur Verminderung der Leistungsabgabe eintrifft.
Man kann sich leicht davon überzeugen, daß die rechte oder linke Wicklung .des Relais
18 Strom erhält, je nachdem, ob eine kleinere oder größere Maschinenzahl stärker
oder schwächer belastet ist als die Maschine i.
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Wenn man annimmt, daß die oben gezeichnete Spule des Hauptsteuerrelais
8 von den zur Erhöhung der Leistungsabgabe dienenden Steuerimpulsen durchflossen
wird und in diesem Falle daher die - Sammelschienen 32 und 320
Strom erhalten,
so bedeutet die linke Lage des Ankers der Differentialrelais i2, 22, 32, 42, 52
und 62, daß die zugehörige Maschine zu gering belastet ist, während die rechte Lage
einer zu hohen Belastung der Maschine entspricht. Wenn man annimmt, daß die Maschinen
2 und 3 zu stark belastet sind und daher die Anker der Relais 22 und 32 die dargestellte
Lage einnehmen, so muß bei einem Kommando zur Verminderung der Leistungsabgabe gleichzeitig
das Steuerrelais 18 der Meistermaschine beeinflußt werden.
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Die Anordnung wirkt nun in folgender Weise Es sei angenommen, daß
die Maschine i als Meistermaschine arbeitet und daher die Widerstände ioi und iii
kurzgeschlossen sind und daß ferner, wie in der Abbildung dargestellt, die Wicklungen
des Relais 18 mit den Kontakten des Differentialrelais verbunden sind. Es sei ferner
angenommen, daß die Maschinen 2 und 3 stärker belastet sind als die Meistermaschine
und daher der Anker dieser Relais die dargestellte Lage einnimmt. Es sei außerdem
angenommen, daß die Maschinen 4, 5 und 6 schwächer belastet sind als die Meistermaschine
und
daß daher die Anker der Differentialrelais 42, 52 und 62 ebenfalls die dargestellte
Lage einnehmen. Wenn nun ein Impuls zur Erhöhung der Leistungsabgabe eintrifft,
so wird die Wicklung 81 des Hauptsteuerrelais 8 erregt; dadurch erhält einerseits
der die Laufdauer der Tourenverstellmotoren begrenzende Motor 85 Strom, außerdem
wird Spannung an die Sammelschienen 32 und 320
gelegt. Diese Sammelschienen
sind über die zu den rechten Wicklungen der Steuerrelais 48, 58 und 68 gehörigen
Kontakte mit den Ankern der Tourenverstellmotoren 49, 59 und 69 verbunden.
Diese beginnen daher zu laufen und verändern die Leistungsabgabe der zugehörigen
Maschinen 4, 5 und 6 im Sinne einer Erhöhung der Leistung. Der Lauf der Tourenverstellmotoren
wird durch den Motor 85 unterbrochen, der auch das Steuerrelais 8 wieder in seine
Ruhelage führt.
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Bei der angenommenen Belastungsverteilung wird der linken Wicklung
des Relais 7 der Spannungsabfall an den Widerständen 104, 105
und io6 und
der rechten Wicklung der Spannungsabfall 112 und 113 zugeführt. Der Anker nimmt
daher die dargestellte Lage ein, und durch Erregung der rechten Wicklung des Relais
18 wird der Anker des Tourenverstellmotors ig von den Sammelschienen 32 bzw. 32o
abgeschaltet, so daß dieser Motor bei Eintreffen eines Kommandos zur Erhöhung der
Leistungsabgabe nicht beeinflußt werden kann.
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Trifft dagegen ein Kommando zur Erniedrigung der Leistungsabgabe ein,
so wird die Spule 82 des Hauptsteuerrelais 8 erregt, diese schließt über den Kontakt
84 den Stromkreis des Motors 85, der die bereits erwähnten Funktionen erfüllt; außerdem
werden mit Hilfe der Kontakte 89 und go die Sammelschienen 31 und 3io an
Spannung gelegt. Diese Sammelschienen sind über die zu den linken Wicklungen der
Spannungsrelais 28 und 38 gehörigen Kontakte mit dem Anker der Tourenverstellmotoren
29 und 39 verbunden, durch die die Leistungsabgabe der Maschinen 2 und 3
vermindert wird. Außerdem ist der Tourenverstellmotor über den Kontakt der linken
Wicklung des Relais 18 an die Sammelschienen 31 und 3io angeschlossen. Auch dieser
Motor erhält daher Strom und vermindert die Leistungsabgabe der Meistermaschine.
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Wenn sich die Belastungsverteilung verändert, beispielsweise drei
Maschinen stärker belastet sind als die Meistermaschine, dagegen zwei Maschinen
schwächer, so legt sich der Anker des Relais 7 unter dem Einfluß der Widerstände
ioi, 102, 103, i04, i05 und io6 bzw. 111, 112, 113, 114, i15, 116
auf die andere Seite, so daß der Meistermaschine nur Impulse zur Erhöhung der Leistungsabgabe
zugeführt werden können. Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß
bei der dargestellten Einrichtung je nach der Belastung ein. oder mehrere Maschinen
gleichzeitig geregelt werden. Wenn man dabei, wie es häufig der Fall ist, durch
jeden Regelimpuls die Tourenverstellmotoren der Maschinen um einen bestimmten Grad
verstellt, so würde die durch jeden Regelimpuls hervorgerufene Leistungsänderung
von der Zahl der zufällig gleichzeitig geregelten Maschine abhängig; - dies kann
nachteilig sein. Man kann diesen Übelstand beseitigen, wenn man die Laufgeschwindigkeit
des Motors 85 von der Zahl der gleichzeitig geregelten Maschine abhängig macht.
Zu diesem Zweck kann man z. B. die Feldwicklung dieses Motors in Abhängigkeit von
der gleichzeitig geregelten Maschinenzahl steuern. Zu diesem Zweck kann man die
Steuerrelais 18, 28, 38, 48, 58 und 68 mit weiteren Kontakten ausrüsten, durch welche
Widerstand in den Stromkreis der Erregerwicklung des Motors 85 eingeschaltet wird,
je nachdem, wie groß die gleichzeitig zu regelnde Maschinenzahl ist. Derartige Mittel
zur Beeinflussung des Regelschrittes sind bereits vorgeschlagen worden.
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Wie bereits erwähnt, müssen an Stelle der Kontakte der Differentialrelais
der jeweils als Meistermaschine laufenden Maschine die Kontakte des Differentialrelais
7 eingeschaltet werden. Eine derartige Umschaltvorrichtung ist in Abb. 3 dargestellt.
Diese Abbildung zeigt die Schaltanordnung für das Differentialrelais 12 und das
Steuerrelais 18. Für die übrigen Maschinen wird die Umschaltvorrichtung in der gleichen
Weise ausgebildet. An die Wicklung des Steuerrelais 18 ist der Doppelumschaltkontakt
43 des Relais 44 angeschaltet. je nachdem, ob der Wicklung dieses Relais mit Hilfe
des Schalters 45 Strom zugeführt wird, sind die Wicklungen des Relais 18 mit den
Kontakten des Differentialrelais 12 oder den Kontakten des Differentialrelais 7
verbunden. Das Relais 44 ist mit weiteren Kontakten 46 verbunden, durch die die
Widerstände ioi und iii, wie bereits oben erwähnt, kurzgeschlossen werden. Die Umschaltkontakte.
43 der den Maschinen 2 bis 6 zugeordneten Umschaltvorrichtungen verbinden die Wicklungen
der Relais 28, 38, 48, 58 und 68 mit den Kontakten der zugehörigen Differentialrelais.
Die Kontakte 46 der den Maschinen 2 bis 6 zugeordneten Relais sind geöffnet. Ebenso
die Schalter 45, die den Maschinen 2 bis 6 zugeordnet sind und zweckmäßig mit den
Schaltern 15, 25, 35, 45, 55 und 65 nach Abb. i gekuppelt werden.
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Wie bereits erwähnt, kann. die beschriebene Anordnung natürlich nicht
nur zur Verteilung von Wirklast, sondern auch zur Verteilung von Blindlast dienen.
In beiden Fällen können, wie bereits eingangs erwähnt, bestimmte Maschinen
von
der Regelung ausgeschlossen werden. Man kann diese Maschinen in anderer Weise, z.
B. nach einem Fahrplan, regeln.
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Das Steuerrelais 8 kann beispielsweise selbst durch einen Fahrplanregler
gesteuert werden. Man kann es jedoch auch von einem Freqüenzregler beeinflussen,
wie beispielsweise sämtliche der vorhandenen Maschinen zur Konstanthaltung der Frequenzen
in ein Energieverteilungsnetz führen.
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Der in Abb. 3 unterhalb des Relais 18 eingezeichnete Schalter kann
dazu benutzt werden, um eine Maschine von der Regelung auszuschließen und den Regler
unwirksam zu machen.