DE640332C - Vorrichtung zur Leistungsbegrenzung elektrischer Anlagen - Google Patents

Description

Im Patent 588 372 ist eine selbsttätig arbeitende Vorrichtung zur Überwachung von Stromverbrauchern beschrieben, mit deren Hilfe entbehrliche Stromverbraucher einer Anlage abgeschaltet werden, sobald die Gefahr besteht, daß der Arbeitsverbrauch innerhalb eines vereinbarten Zeitabschnittes (Maximumtarif) einen bestimmten Wert überschreitet. Bei der im Hauptpatent beschriebenen Anordnung wird der Gesamtverbrauch der entbehrlichen und unentbehrlichen Stromverbraucher mit Hilfe eines Zählers gemessen, der einen periodisch in seine Ausgangslage zurückkehrenden Meßteil antreibt, in dessen Weg ein zweiter, gleichförmig von einem Zählwerk oder von einem Zähler für die unentbehrliche Gruppe angetriebener Meßteil angeordnet ist, der periodisch in eine andere Ausgangsstellung zurückkehrt. Die Erfuidung betrifft eine besonders vorteilhafte -Ausgestaltung der Einrichtung gemäß dem Hauptpatent, und zwar hinsichtlich der Einstellbarkeit entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen. Gemäß der Erfindung wird die Ausgangslage des zweiten, beispielsweise von einem Zeitwerk angetriebenen Meßteiles durch einen einstellbaren Anschlag bestimmt, bei dessen Verstellung gegebenenfalls gleichzeitig auch die Geschwindigkeit des zweiten Meßteiles reguliert wird. Zu diesem Zwecke kann ein Reibradgetriebe mit regelbarem Übersetzungsverhältnis verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei an Hand der Fig. 1 und 2 im/ einzelnen erläutert.

Im oberen Teil der Fig. 1 ist zu der in Registrierperioden T unterteilten Zeitachse 0-X'. der Weg der Meßteile als Ordinate aufgetragen. Im unteren Teil der Fig.i sind in Form von Flächen die Verbrauchsgrößen für die entbehrlichen und unentbehrlichen Verbrauchswiderstände getrennt dargestellt. Die Ordinaten entsprechen der Leistung der Ver-' brauchswiderstände.

In Fig. 2 sind die Meßteile mit Skala und Schalter dargestellt.

Ein erster Zeiger 1 mit der durch den Anschlag 10 festgelegten Ausgangsstellung wird

*/ Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Wilhelm Gehbar dt und Georg Mohr in Nürnberg.

(540332

von einem den Gesamtverbrauch der Anlage überwachenden Maximumzähler angetrieben. Er läuft über die Skala ii. Ein zweiter Zeiger 2, dessen Anfangslage durch den Äii| schlag 20 bestimmt ist, wird von einem Ζβ|έβ werk, also beispielsweise von einer UIi^ einem Ferrarismotor, einem Synchronklein-^: motor o. dgl. angetrieben. Der Zeiger 2 läuft mit seiner äußeren Spitze ebenfalls über die Skala 11, er hat aber noch eine besondere Skala 21, deren Nullpunkt mit der Ausgangsstellung des Zeigers 2 zusammenfällt. Die Skala 21 ist fest mit dem Anschlag 20 verbunden und kann gegen die Skala 11 verdreht werden. 13 ist eine einstellbare Marke. Ist die Skala 11 in Kilowattstunden eingeteilt, so wird die Marke 13 auf den tarifmäßig festgesetzten Höchstverbrauch eingestellt. Bis zu dieser Marke darf also der Zeiger 1 gegen das Ende der Periode vorrücken, ohne daß der tarifmäßige Höchstverbrauch überschritten wird. Die Geschwindigkeit des Zeigers 2 ist so abgeglichen, daß er am Ende der Periode gerade die Marke 13 erreicht. Beide Zeiger beginnen am Anfang jeder Periode gleichzeitig von ihren Ausgangslagen aus den Lauf und werden am Ende jeder Periode gleichzeitig in ihre Ausgangslage zurückgebracht. Diese Arbeitsweise erzielt man dadurch, daß man beispielsweise auf die Zeiger Rückstellkräfte (Gewichte, Federn) einwirken läßt, zwischen die Zeiger und ihrem Antrieb Kupplungen einschaltet, die am Ende jeder Registrierperiode vorübergehend ausgerückt werden. Derartige Getriebe sind an sich bekannt, brauchen also nicht besonders erläutert -zu werden.

Die Wirkungsweise der Einrichtung soll an Hand der Fig. 1 erläutert werden. Die Fläche u in Fig. 1 unten entspreche dem Verbrauch der unentbehrlichen Gruppe. Wäre nur diese Gruppe vorhanden, so würde sich der Zeiger 1 verhältnismäßig langsam bewegen, und die Gerade 0-A würde den Zeigerweg in Abhängigkeit von der Zeit darstellen. Am Ende der Registrierperiode würde der Zeiger den Weg j zurückgelegt haben. 0-E sei eine dem tarifmäßig festgesetzten Höchstverbrauch entsprechende Zeiger Wegstrecke, also eine Strecke, die in Fig. 2 dem Zentriwinkel α zwischen der Ausgangsstellung des Zeigers 1 und der Höchstverbrauchsmarke 13 entspricht. Ein Idealzustand würde sich ergeben, wenn in jeder Periode der Verbrauch der entbehrlichen Gruppe unveränderlich wäre und so groß, daß der Zeiger 1 sich, entsprechend der Geraden 0-B bewegt, also gerade am Ende der Periode die Marke 13 erreicht. Die diesem Verbrauch entsprechende Flache in Fig. 1 unten ist mit e' bezeichnet. Dieser Idealzustand wird sich aber praktisch I nie erreichen lassen. Die dem tätsächlichen Zeigerweg entsprechende Kurve wird bald !••steiler, bald flacher verlaufen als die Gerade fy/DjB, je nachdem mehr oder weniger Verifir^uchswiderstände eingeschaltet sind. Es infest vollkommen überflüssig, schon dann ein ^Signal zu geben oder die Anlage teilweise abzuschalten, wenn gleich am Anfang der Periode die Zeigerkurve steiler ansteigt als die Idealkurve 0-B, denn der durchschnittlich zu hohe Verbrauch am Anfang der Periode kann gegen das Ende der Periode zu durch Ausfallen einzelner Belastungswiderstände ausgeglichen werden. Man könnte nun, um ein unnötiges Alarmieren und Abschalten zu verhüten, die Signaleinrichtung beispielsweise für die erste Hälfte oder die ersten beiden Drittel der Periode unwirksam machen. Sie würde nur dann in Tätigkeit treten, wenn in dem verbleibenden Rest der Periode die tatsächliche Zeigerkurve über die Idealkurve 0-B aufgestiegen ist. Eine derartige Arbeitsweise der Signalvorrichtung ist aber insofern bedenklich, als eine Maximum-Überschreitung nicht verhütet werden kann, wenn schon in der ersten Hälfte oder in den ersten beiden Dritteln der Periode der Verbrauch die zulässige Höchstgrenze überschritten hat, denn diese Überschreitung würde sich dann überhaupt nicht mehr rückgängig machen lassen. Derartige Arbeitsweisen führen also nicht zum Ziel. Diese Gefahr wird bei der Einrichtung gemäß dem Hauptpatent dadurch vermindert, daß für jeden Zeitpunkt innerhalb der Registrierperiode für die unentbehrlichen Verbraucher jeweils eine Verbrauchsreserve zurückgestellt wird, welche die Energieversorgung dieser Gruppe für den verbleibenden Rest der Periode gewährleistet. Zieht man durch den Punkt A eine Parallele A-G zur Abszissenachse, so ergibt sich die bereit zu haltende Reserve beispielsweise für den Zeitpunkt t_t aus der Ordinatendifferenz F-G zwischen der Geraden A-G und 0-A. Diese Reserver ist also für jeden Zeitpunkt von dem tarifmäßig festgesetzten Höchstverbrauch 0-E abzuziehen. Man erhält dadurch die Gerade D-B, eine zu 0-A Parallele durch Punkt B; bis zu dieser Geraden D-B darf in jedem Zeitpunkt der Gesamtverbrauch ansteigen. Es kann dann immer noch die unentbehrliche Verbrauchswiderstandsgruppe weiterbenutzt werden, ohne daß das Maximum überschritten wird, wenn man nur dafür sorgt, daß beim Auftreffen der Verbrauchskurve auf diese Linie die entbehrlichen Verbraucher ausgeschaltet werden. Werden z. B. von der entbehrlichen Verbrauchergruppe einzelne Apparate in der durch die Fläche e angegebenen zeitlichen Verteilung benutzt, so ergibt sich für den

Zeiger ι die Betriebskurve 0-C₁ die bei dem Punkt C die Reservekurve D-B trifft. In diesem Punkt -wird die entbehrliche Verbrauchergruppe abgeschaltet, der Zeiger ι bewegt sich dann nach der Geraden C-B fort, kann also unmöglich das festgesetzte Maximum überschreiten.

Diese Arbeitsweise erzielt man bei der Einrichtung gemäß Fig. 2 dadurch, daß man

ίο den Winkel α entsprechend dem zulässigen Höchstverbrauch 0-E bemißt, den Winkel γ entsprechend der Strecke 0-D und den Winkel β entsprechend der Strecke D-E, und daß man die Geschwindigkeit des Zeigers 2 so einstellt, daß er am Ende der Periode gerade die Marke 13 erreicht. Dann ist für jeden Zeitpunkt der Abstand zwischen dem Zeiger 2 und der Marke 13 gleich der Verbrauchsreserve für die unentbehrliche Gruppe; der Zeiger 1 kann also immer bis zur jeweiligen Stellung des Zeigers 2 vorrücken, und nur wenn er ihn einholt, braucht die entbehrliche Verbrauchswiderstandsgruppe abgeschaltet zu werden. .Zu diesem Zweck ist an dem Zeiger ι der Kontakt 12, an dem Zeiger 2 der Kontakt 22 angebracht; die Kontakte sind in einen Signal- oder Schaltstromkreis eingeschaltet, der betätigt wird, sobald der Kontakt 12 auf den Kontakt 22 trifft.

Unter Umständen kann der Zeiger 2 statt von einem Zeitwerk auch von einem den Verbrauch der unentbehrlichen Gruppe überwachenden Zähler angetrieben werden. Sollte die unentbehrliche Gruppe nicht dauernd oder nicht immer vollständig eingeschaltet sein, so würde natürlich die durch den Tarif bereitgestellte Höchstverbrauchsmenge nicht voll ausgenutzt; dies ist aber im allgemeinen bedeutungslos. Wird für die Verbrauchsanlage ein Teil des Stromes im eigenen Betrieb erzeugt, so kann unter Umständen die jeweils bereit zu haltende Reserve r (Fig. 1) entsprechend kleiner gehalten werden. Statt die Verbrauchswiderstände in zwei Gruppen einzuteilen, kann man sie entsprechend ihrer Entbehrlichkeit auch in mehrere Gruppen einteilen und statt des Zeigers 2 mehrere Zeiger mit verschiedenen Anfangslagen und Geschwindigkeiten verwenden. Bei Gefahr werden dann die einzelnen Gruppen staffelweise abgeschaltet. Unter Umständen kann man dem Zeiger 2 auch einen Vorkontakt geben, der bei der Berührung durch den Zeiger 1 einen Teil der entbehrlichen Verbrauchswiderstände abschaltet oder ein Vorsignal

Für jede Verbrauchs anlage werden die_<

Winkel α, β und γ durch Verdrehen der Marke 13 und der Skala 21 mit dem Anschlag 20 eingestellt. Bei dieser Einstellung muß auch jeweils die- Geschwindigkeit des Zeigers 2 geändert werden. -Da die Geschwindigkeit aber immer proportional dem Winkel β ist, kann man mit der Marke 13 und der Skala 21 eine Reguliereinrichtung kuppeln, die selbsttätig die Geschwindigkeit des Zeigers jeweils dem Winkel β anpaßt. Zur Regelung kann man ein Reibradgetriebe mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis, ein verstellbares Hebelgetriebe benutzen. Wird der Zeiger 2 durch einen Ferrarismotor angetrieben, so kann dessen Drehzahl durch einen mit den Teilen 21 und 13 verbundenen Regelwiderstand abgeglichen werden; man kann aber auch die Drehzahl durch Auswechseln von Getriebeteilen auf den jeweiligen Wert einstellen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Leistungsbegrenzung elektrischer Anlagen mit entbehrlichen und "unentbehrlichen Verbrauchergruppen gemäß Patent 588 372, bei der ein den Verbrauch der beiden Gruppen messender Zähler einen ersten, periodisch in seine Ausgangslage zurückkehrenden Meßteil antreibt, in dessen Weg· ein zweiter, gleichförmig von einem Zählwerk oder von einem Zähler für die unentbehrliche Gruppe angetriebener Meßteil angeordnet ist, der periodisch in e-ine andere, im Wege des ersten Meßteiles liegende Ausgangsstellung zurückkehrt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangslage des zweiten, beispielsweise von einem Zeitwerk angetriebenen Meßteiles durch einen einstellbaren Anschlag bestimmt ist, bei dessen Verstellung gegebenenfalls gleichzeitig auch die Geschwindigkeit des zweiten Meßteiles reguliert wird (beispielsweise durch Verstellung eines Reibungsgetriebes mit regelbarem Übersetzungsverhältnis, durch Drehzahlregelung des Zeitwerksmotois o. dgl.).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Weg des ersten Meßteiles wie der des zweiten mit einer Skala versehen ist, auf der beispielsweise der festgesetzte Höchstverbrauch durch eine Marke eingestellt werden kann, und daß vorzugsweise die Skala des zweiten Meßteiles gemeinsam mit dessen Anfangsanschlag gegen die" des ersten Meßteiles verstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß noch ein dritter, von einem Zeitwerk angetriebener, periodisch in die Ausgangslage des ersten Meßteiles zurückkehrender Zeiger vorhanden ist mit solcher Geschwindigkeits-

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abgleichung, daß er in jeder Periode eine dem festgesetzten Höchstverbrauch entsprechende Strecke zurücklegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Anfangsanschlag für den zweiten Meßteil wie eine den festgesetzten Höchstverbrauch anzeigende Marke einstellbar angeordnet ist und daß mit diesen beiden Teilen eine Reguliervorrichtung für die Geschwindigkeit des zweiten Teiles verbunden ist, die dessen Geschwindigkeit jeweils dem Abstand der beiden Teile entsprechend einstellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Berlin, gedruckt in der keichsurlckekei