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Schaltungsanordnung zur Vermeidung von Fehlschaltungen Die Erfindung
betrifft ferngesteuerte elektrische Anlagen. Solche Anlagen können entweder vollautomatisch
oder halbautomatisch betrieben sein. Im ersten Fall werden die Antriebe der gesteuerten
Geräte unmittelbar aus der Ferne gesteuert. Im letzteren Falle werden die von der
Steueranlage fernübertragenen Befehle in der Schaltanlage durch einen Wärter ausgeführt.
In beiden Fällen ist es üblich, Rückmeldeleitungen vorzusehen, welche die gesteuerten
Geräte in der Schaltanlage mit der Steueranlage verbinden und den Vollzug eines
Befehles bzw. die Ausführung einer Steuerhandlung dorthin zurückmelden. Auch der
Spannungszustand der Anlage, der Strom, den abgehende Leitungen führen usw., wird
über solche Rückmeldeleitungen nach der Steueranlage gemeldet.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für derartige Anlagen, in
denen die Apparate des Netzes durch Rückmeldeleitungen mit der Steueranlage verbunden
sind, eine Schaltungsanordnung zur Vermeidung von Fehlschaltungen zu schaffen, welche
die Schaltung eines Netzgerätes von der Schaltstellung oder dem Betriebszustand
anderer Apparate abhängig macht.
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Bei den bekannten Schaltungsanordnungen dieser Art müssen zur Schaffung
der Schaltungsabhängigkeit besondere Sperrleitungen von Apparat zu Apparat in der
Hochspannungsanlage verlegt werden. Die Erfindung besteht darin, daß der Steuerstrom
für den fernzusteuernden Apparat über gegebenenfalls für mehrere ferngesteuerte
Apparate gemeinsame Kontrollrelais geführt ist, deren Steuerspulen durch die Betätigung
des Steuerschalters und nur für die Dauer dieser Betätigung an die Rückmeldeleitungen
der Apparate angeschlossen werden, von deren Schalt- oder Betriebszustand die Zulässigkeit
der Schaltung des fernzusteuernden Apparates abhängt. Durch diesen AnschluB wird
das Kontrollxelais und damit der Steuerstrom für den zu steuernden Apparat entsprechend
der Stellung .oder dem Betriebszustand der für die Schaltung maßgebenden Apparate
gesteuert.
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Diese Schaltungsanordnung zur Vermeidung von Fehlschaltungen hat gegenüber
den bekannten den Vorzug, daß die an sich schon vorhandenen Rückxneldeleitungen
zur Betätigung der Sperrschaltüng verwendet werden, so daß die Verlegung von besonderen
Sperrleitungen von Apparat zu Apparat in der Hochspannungsanlage sich erübrigt.
Sie gestattet dabei in übersichtlicher Weise die Schaffung jeder beliebigen Abhängigkeit.
An die bestehenden Rückmeldeleitungen werden lediglich die als Sperrglieder dienenden
Kontrollrelais angeschlossen.
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Um die Steuerspulen der Kontrollrelais an die maßgebenden Rückmeldeleitungen
anzuschließen, ordnet man an den Steuerschaltern
entsprechende Kontrollkontakte
an. Dabei kann es zweckmäßig.sein, am Steuerschalter mehrere Kontrollkontakte für
die verschie-, denen Stellungen des ferngesteueiten Apparates anzuordnen, wobei
jedem Kontrollkontakt ein besonderes Kontrollrelais zugeordnet 4vird. Beispielsweise
kann man für die »Eitl <= und »Aus«-Stellung eines Leitungsschalters je ein.Kontrollrelais
verwenden.
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Die Anordnung nach der Erfindung ermöglicht es, für viele Schalter
ein gemeinsames, den Steuerstrom schaltendes Kontrollrelais anzuwenden, denn, da
das Relais durch den Kontrollkontakt eines Steuerschalters nur für die Dauer der
Betätigung dieses Schalters zu- oder abgeschaltet wird, so ist eine Beeinflussung
der anderen Schalter nur in dem seltenen Fall möglich, daß genau gleichzeitig zwei
Steuerschalter betätigt werden. Ein Versagen der Sperrung kann auch für diesen Fall
ausgeschlossen werden, wenn man Kontrollrelais mit Ruhekontakten anwendet, welche
beim Vorliegen eines die Schaltung nicht zulassenden Zustandes des hierfür maßgebenden
Apparates erregt werden und hierbei durch Öffnen ihrer Ruhekontakte den Betätigungsstromkreis
des zu schaltenden Apparates öffnen. In diesem Fall überträgt sich bei gleichzeitiger
Schaltung zweier Steuerschalter, falls die -eine Schaltung gesperrt ist, die Unterbrechung
des Steuerstromes auch auf den zweiten Steuerschalter, wodurch lediglich die Ausführung
der nichtgesperrten Schaltung so lange verzögert wird, bis der andere Steuerschalter
wieder ausgeschaltet wurde.
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Wenn man für jede Schaltergruppe so viel Kontrollrelais vorsieht,
wie in dieser Gruppe die Zulässigkeit der Schaltung bestimmende Apparate vorhanden
sind, so kann man jedes Kontrollrelais mit Hilfe eines Hilfskontaktes eine Anzeigevorrichtung
steuern lassen. Diese Anzeigevorrichtungen können zweckmäßigerweise auf einer besonderen
Anzeigetafel zusammengebaut werden -und geben dann bei Vorliegen einer gesperrten
Schaltung an, welches die Ursache für die Sperrung ist. Wenn man Relais- mixt Ruhekontakten
anwendet, so kann man zweckmäßigerweise die Steuerkontakte der Relais in Reihe schälten,
so daß sie alle vor der gemeinsamen Stenerstromschiene liegen, von der aus die Steuerströme
auf die Steuerkontakte der einzelnen Steuerschalter verteilt werden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
-In der Fig. i ist schematisch eine Abzweigleitung dargestellt mit dem Trennschalter
i i und dem Leistungsschalter 2r. Der Trennschalter i i darf nur geschaltet werden,
wenn der zugehörige Leistungsschalter 21 ausgeschaltet ist. 22 ist ein Hilfsschalter
für die Rückmeldung der Stellung des Leistungsschalters 21 über die Meldeleitungen
23 bzw. '-e4 zu den Anzeigeorganen 25 bzw. 26. 12 ist clr Steuerschalter für den
Trennschalter i i, ;'£.j. die Steuerleitung für das Ausschaltorgan 15 °ünd 14 die
Steuerleitung für das Einschaltorgan 16 des Trennschalters i i. Der Steuerschalter
12 hat Kontrollkontakte 17 und 18, die beim Betätigen des Schalters 12 geschlossen
werden und die Meldeleitungen 23 und 24 während des Betätigungsvorganges mit den
gemeinsamen Hilfsschienen3i und 32 verbinden. 33 ist ein Kontrollrelais mit dem
Arbeitskontakt 35, und 34 ist ein Kontrollrelais mit dem Ruhekontakt 36. Der Steuerstrom
wird abgenommen von der Hilfsschiene 37, die über die Kontakte 35 und 36 von der
Stromquelle 38 gespeist werden kann.
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Man kann die Sperrung des Trennschalters in verschiedener Weise durchführen,
entweder indem man die Steuerung für den Trennschalter nur freigibt, wenn der ölschalter
ausgeschaltet ist, oder indem man die Steuerung für den Trennschalter sperrt, wenn
der Ölschalter eingeschaltet ist.
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Der Vorgang der Freigabe der Steuerung des Trennschalters ist folgender:
Solange das Relais 33 nicht anspricht, ist die Verbindung von der Stromquelle 38
zur Hilfsschiene 37 durch den Kontakt 35 unterbrochen, und da die Hilfsschiene 37
spannungslos ist, ist auch eine Steuerung der Schaltorgane 15 und 16 des Trennschalters
nicht möglich. Wird der Steuerschalter 12 nach irgendeiner Richtung hin betätigt
und ist der Ölschalter - ausgeschaltet, so fließt ein Strom von P dei Stromquelle
38 über den Hilfsschalter 22, die Meldeleitung 23, den Kontakt 17, die Hilfsschiene
31 durch die Spule des Relais 33 zurück zur Stromquelle. Das Relais 33 schließt
seinen Kontakt 35, und die Verbindung von der Stromquelle 38 zur Hilfsschiene 37
ist hergestellt. Damit ist aber auch die Steuerung der Schaltorgane 15 und 16 möglich.
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Wählt man den anderen Weg, indem man die Steuerung des Trennschalters
bei eingeschaltetem Ölschalter sperrt, so spielt sich folgender Vorgang ab. Wenn
der Steuerschalter 12 nach irgendeiner Richtung hin betätigt wird, - so fließt ein
Strom von P der Stromquelle über den Hilfsschalter 22, die Meldeleitung 24, den
Kontakt 18, die Hilfsschiene 32 und durch die Spule des Relais 34 zurück zur Stromquelle.
Das Relais 34 öffnet seinen Kontakt 36, und die Verbindung von der Stromquelle zur
Hilfsschiene 37 ist unterbrochen. Damit ist aber auch die Steuerung der Schaltorgane
15 und 16 nicht mehr möglich.
Wenn Wert auf besondere Sicherheit
gelegt wird, so kann man beide Möglichkeiten miteinander verbinden, wie in Fig.
i dargestellt. Der Kontrollkontakt 18 wird zweckmäßig so ausgebildet, daß er sich
beim Betätigen des Steuerschalters 12 zeitlich vor dem Steuerkontakt i9 schließt,
damit bei eingeschaltetem Leistungsschalter das Kontrollrelais 3 4. seinen Kontakt
3 6 bereits geöffnet hat, wenn der Steuerkontakt i9 geschlossen wird.
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Es ist nun nicht nötig, die ganze beschrieb,-ne Sperreinrichtung für
jeden wiederkehrenden Fall in einer Anlage zu wiederholen. Man kann vielmehr die
Hilfsschienen 31, 32 und 37 in der angegebenen Weise mit beliebig vielen
Steuerschaltern verbinden, so daß die Hilfsschienen 3 i, 32 und 37 und die Kontrollrelais
33 und 34 in der ganzen Anlage nur einmal erforderlich sind.
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In der Fig. 2 ist ein anderes Anwendungsbeispiel dargestellt.
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Es bezeichnet 4o eine Leitung, die durch den Erdungsschalter 4i geerdet
werden kann. Die Leitung 4o darf naturgemäß nur geerdet werden, solange sie selbst
spannungslos ist. 42 ist der Steuerschalter mit deip Steuerkontakt 49 für den Erdungsschalter
4i. 43 ist die Steuerleitung für das Ausschaltorgan 45 des Erdungsschalters, und
44 ist die Steuerleitung für das Einschaltorgan 46 des Erdungsschalters. 5o ist
ein Spannungswandler an der Leitung 4o mit den beiden Meßleitungen 58 und 59 für
das Meßinstrument 5 i. Der Steuerschalter 42 hat einen Kontrollkontakt 48, der beim
Betätigen des Schalters 42 geschlossen wird und die Meßleitung 58 während des Betätigungsvorganges
mit der gemeinsamen Hilfsschiene 52 verbindet. 54 ist ein Kontrollrelais mit dem
Ruhekontakt 56. Der Steuerstrom für das Einschaltorgan 46 wird abgenommen von der
Hilfsschiene 57, die über den Kontakt 56 von der Stromquelle 38 gespeist wird. Die
Steuerung des Ausschaltorgans 45 des Erdungsschalters ist in dem gewählten Beispiel
immer zulässig. Wird jedoch der Steuerschalter 42 betätigt, um das Einschaltorgan
46 des Erdungsschalters zu steuern, und ist die Leitung 40 spannungführend, so fließt
ein Strom vom Spannungswandler 5o über die Meßleitung 58, den beim Betätigen des
Steuerschalters geschlossenen Kontakt 48, die Hilfsschiene 52 und durch die Spule
des Relais 54 zurück zum Spannungswandler 5o. Das Relais 54 spricht an, öffnet seinen
Kontakt 56, und die Verbindung von der Stromquelle zur Hilfsschiene 57 ist unterbrochen.
Damit ist aber auch die Steuerung des Einschaltorgans 46 nicht mehr möglich.
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Ist dagegen die Leitung 40 spannungslos, so spricht auch das Relais
54 nicht an, und der Kontakt 56 bleibt geschlossen. In diesem Fall besteht aber
eine Verbindung von P der Stromquelle 38 zur Hilfsschiene 57, und das Einschaltorgan
46 kann gesteuert werden.
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Wie aus der Figur ersichtlich, kommt man auch bei diesem Beispiel
ohne besondere Leitungen für die Sperrung aus, indem die Spannungsmeßleitungen,
die ja ohnehin vorhanden sind, für die Beeinflussung des Sperrelais 54 nutzbar gemacht
werden.
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Die Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung bei der Sperrung der
Trennschalter in einer Anlage mit Doppelsammelschienen ohne Kuppelschalter für die
letzteren. 61 und 71 sind die beiden Trennschalter. 81 ist der Leistungsschalter.
65, 75 und 82 sind die zugehörigen Hilfsschalter für die Rückmeldungen der Schalterstellungen
nach der Schaltwarte. Der Einfachheit halber sind in der Figur nur die Meldeleitungen
66, 76 und 83 für die Rückmeldungen der »Ein«-Stellungen der Trennschalter
6 1 und 7 1 und der »Aus«-Stellung des Leistungsschalters 81 wiedergegeben.
Die Stellungsrückmeldeorgane sind der besseren Übersicht wegen gleichfalls fortgelassen.
62 ist der Steuerschalter mit dem Steuerkontakt 69 für den Trennschalter 61, und
72 ist der Steuerschalter mit dem Steuerkontakt 79 für den Trennschalter 7 i. 63
und 64 bzw. 73' und 74 sind die Steuerleitungen für die Schaltorgane des Trennschalters
61 bzw.7i. Die Schaltorgane selbst sind in der Figur der besseren Übersicht wegen
nicht enthalten. Die Steuerschalter haben Kontrollkontakte 67 und 68 bzw. 77 und
78, die beim Betätigen der Steuerschalter 62 bzw. 72 geschlossen werden und die
Meldeleitung 83 mit der gemeinsamen Hilfsschiene 9 i sowie die Meldeleitung 66 bzw.
76 mit der Hilfsschiene 92 verbinden. 93 und 94 sind Kontrollrelais mit den Kontakten
95 und 96. Der Steuerstrom wird abgenommen von der gemeinsamen Hilfsschiene 97,
die über die Kontakte 95 oder 96 von der Stromquelle 38 gespeist werden kann.
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Auch hier soll vermieden werden, daß die Last mit einem der Trennschalter
6 i oder 71 geschaltet wird. Ist der Leistungsschalter 8 i ausgeschaltet, so können
beide Trennschalter 61 und 71 beliebig ein- und ausgeschaltet werden, da ja dann
keine Last zu schalten ist. Wird zu diesem Zweck z. B. der Steuerschalter 62 nach
irgendeiner Richtung hin betätigt, so ist die Meldeleitung 83 durch den Hilfsschalter
8a unterbrochen, so daß kein Strom von P der Stromquelle 38 über die Hilfsschiene
9 i durch die Spule des Relais 93 fließen kann. Das Relais 93 hält also seinen Kontakt
95 geschlossen, und damit bleibt die Verbindung von der Stromquelle 38 zur Hilfsschiene
97 bestehen. Damit ist aber auch die
Steuerung des Trennschalters
61 möglich. Bei der Betätigung des Steuerschalters 72 spielt sich der analoge Vorgang
ab. Es ist also bei ausgeschaltetem Leistungsschalter auch die Steuerung des Trennschalters
71 möglich.
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Ist dagegen der Leistungsschalter 81 eingeschaltet, so darf der Trennschalter
61 nicht geschaltet werden, wenn der Trennschalter 71 ausgeschaltet ist, und anderseits
darf der Trennschalter 71 nicht geschaltet werden, wenn der Trennschalter 61 ausgeschaltet
ist. Dies ist dadurch erreicht, daß bei eingeschaltetem Leistungsschalter 81 der
Hilfsschalter 8z geschlossen. ist und mithin bei einer Betätigung der Steuerschalter
62 oder 72 das Kontrollrelais 93 anspricht und die Verbindung von der Stromquelle
38 zur Hilfsschiene 97 unterbricht. Ist aber außer dem Leistungsschalter 81 einer
der beiden .Trennschalter eingeschaltet und wird der Steuerschalter des anderen
Trennschalters betätigt, so fließt ein Strom von P der Stromquelle 38 über den Hilfsschalter
65 bzw. 75, die Meldeleitung 66 bzw. 76, den Kontrollkontakt 78 bzw. 68, die Hilfsschiene
92 und durch die Spule des Kontrollrelais 94 zurück zur Stromquelle. Das Relais
94 schließt seinen Kontakt 96, und die Verbindung von der Stromquelle 38 zur Hilfsschiene
97 ist hergestellt. Damit ist aber auch eine Steuerung des anderen Trennschalters
möglich.
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Die Fig. 4 zeigt, wie die Sperrung der Trennschalter in einer Anlage
mit Doppelsammelschienensystem und besonderem Kuppelschalter für den letzteren durchgeführt
wird. Die Bezeichnungen in der Fig.4 sind dieselben wie in der Fig. 3. Neu hinzu
kommt noch das Kupplungsaggregat mit den beiden Trennschaltern. i o i und i o7-
und dem Leistung sschalter io3. 104, io5 und io6 sind Hilfsschalter, die in der
»Ein«-Stellung der ' zugehörig-en Schaltgeräte geschlossen sind und über die eine
an die Hilfsschiene 92 angeschlossene Leitung geführt ist.
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Auch in diesem Fall soll vermieden werden, daß die Last mit einem
der Trennschalter 61 oder 71 geschaltet wird, d. h. wenn einer der beiden Trennschalter
61 oder 71 eingeschaltet ist, darf der zweite Trennschalter erst geschaltet werden,
wenn vorher die beiden Samm-elschienensysteme durch das Kupplungsaggregat miteinander
verbunden worden sind. Ist der Leistungsschalter 81 eingeschaltet, so darf der Trennschalter
61 nicht geschaltet -erden, wenn der Trennschalter 71 ausgeschaltet ist, und anderseits
darf der Trennschalter 71 nicht geschaltet werden, wenn der Trennschalter 61 ausgeschaltet
ist.
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Die Vorgänge sind hier analog denjenigen der bei Fig.3 beschriebenen,
nur mit dem Unterschied, daß das Kontrollrelais 94 nicht an der Hilfsschiene 92
angeschlossen ist, sondern die Hilfsschiene 92 erst über die Hilfsschalter des Kupplungsaggregates
geführt ist und dadurch das. Kontrollrelais 94 erst beeinflußt werden kann, wenn
sämtliche Schalter des Kupplungsaggregates eingeschaltet sind.
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In den beschriebenen Beispielen sind Schaltgeräte ;gewählt, die mit
Hilfe eines Steuerschalters elektrisch betätigt werden. Die Erfindung läßt sich
auch auf Schaltgeräte übertragen, die auf einelektrisch übermitteltes Signal hin
von Hand geschaltet werden. An Stelle des Steuerschalters tritt dann ein sog. Befehlsgeber
und an Stelle der elektrischen Ein- oder Ausschaltorgane ein elektrisch betätigtes
Schaltbefehlssignal- Man kann in diesem Fall mit dem elektrischen Befehlssignal
eine elektromagnetische Verriegelung des von Hand betätigten Schalterantriebes verbinden.
So kann z. B. ein Entriegelungsmagnet an die Befehlssignalleitungen mitangeschlossen
werden, so daß gleichzeitig mit dem Eintreffen des Befehlssignals das Ausrücken
der Verriegelung stattfindet.
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Die Anwendung der Erfindung ist auch nicht auf e die gewählten Beispiele
für elektrische Schaltgeräte beschränkt. Sie läßt sich in gleicher Weise für die
Sperrung bzw. Freigabe von Eisenbahnsignalen, die Steuerung von Weichen, Ventilen,
Schiebern, Schleusentoren oder 'ähnliche Einrichtungen anwenden.