DE643270C

DE643270C - Remote monitoring and remote actuation device for the load distribution in electrical power plants

Info

Publication number: DE643270C
Application number: DE1930643270D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Waldemar Brueckel
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-10-19
Filing date: 1930-10-19
Publication date: 1937-04-02

Description

Es sind bereits Fernbedienungseinrichtungen bekanntgeworden, bei denen in einer Haupt- und einer Nebenstelle gleichzeitig. Kontaktarme über Kontaktreihen laufen, um sowohl von einer Zentralstelle aus bewegliche Organe zu steuern als auch Meldungen von der Unterstelle aus nach der Hauptstelle zu übermitteln. Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art handelt es sich demnachThere are already remote control devices are known in which in a Main and an extension at the same time. Contact arms run over rows of contacts both to control moving organs from a central point and notifications from from the sub-office to the main office. With the known institutions it is therefore of this kind

to um den Verkehr einer Station mit einer weiteren Station. Sollen mehrere Stationen miteinander verkehren, so sind ebensoviele zweiadrige Verbindungsleitungen zwischen den beteiligten Stationen notwendig, als Stationen mit der Hauptstation verkehren sollen. Außerdem sind noch Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen von einer Hauptstelle aus nach mehreren Unterstellen ein Kommando mittels Hochfrequenz erfolgt, und zwar derart, daß der Verkehr in einer Richtung mit Hilfe einer Wellenlänge, der Rückmeldeverkehr mit einer anderen Hochfrequenzwelle erfolgt und wobei alle Stationen an den gemeinsamen Verbindungsweg angeschlossen sind und die Auswahl und Betätigung durch unterschiedliche Zuordnung der Rufzeichen bewirkt wird. Bei dieser bekannten Einrichtung ist es notwendig, daß andere Stationen, die nicht an demselben Verbindungskanal liegen, durch besondere Hochfrequenzträgerwellen miteinander verbunden werden müssen und daß alle beteiligten Stationen mit verhältnismäßig umständlichen Auswahl- und Verbindungseinrichtungen ausgerüstet werden müssen. Schließlich sind noch Einrichtungen bekanntgeworden, bei welchen von einer Hauptstelle aus mehrere Unterstellen ferngesteuert werden sollen. Hierbei ist jeder fernzubetätigenden Station eine besondere Hochfrequenzwelle und jedem auszuführenden Schaltvorgang eine besondere Modulationsfrequenz zugeordnet. Eine derartige Fernsteuerungseinrichtung hat den Nachteil, daß eine sehr große Anzahl von Modulationsfrequenzen benötigt wird. Bei dieser bekannten Einrichtung sind nun in den einzelnen Unterstationen Rückmeldesender vorgesehen. Für die Arbeitsweise und den Aufbau der Rückmeldesender sind dabei zwei Wege angegeben. Der eine Weg besteht darin, daß in jeder Unterstation ein Rückmeldesender bestimmter Trägerfrequenz aufgestellt wird, welcher die erfolgte Ausführung der gewünschten Fernbetätigung zurückmeldet. Es sind auch in diesem Fall den einzelnen Unterstationen für die Rückmeldung besondere Trägerfrequenzen zugeordnet. Der andere Weg besteht darin, daß in jeder Unterstation ein Rückmeldesender vorgesehen wird, wobei aber die Wellenlängen aller Hochfrequenzsender gleich sind, d. h.to the traffic of one station with another station. Should several stations with each other traffic, just as many two-wire connecting lines are necessary between the stations involved as there are stations should run with the main station. In addition, facilities have become known where a command is issued from a main unit after several subordinate units High frequency takes place in such a way that the traffic in one direction with the help of a Wavelength, the feedback traffic takes place with another high-frequency wave and where all stations are connected to the common connection path and the selection and actuation is effected by different assignment of the callsigns. at this known device, it is necessary that other stations that are not at the same Connection channel lie, must be connected to each other by special high-frequency carrier waves and that all participating stations with relatively cumbersome selection and connection devices need to be equipped. Finally, facilities have become known in which from a main office are to be remotely controlled from several sub-stations. Here everyone is to be operated remotely Station is assigned a special high-frequency wave and each switching operation to be carried out is assigned a special modulation frequency. Such a remote control device has the disadvantage that a very large number of modulation frequencies are required will. In this known device there are feedback transmitters in the individual substations intended. There are two ways of working and setting up the feedback transmitter. The one The way is that in each substation a feedback transmitter of a certain carrier frequency is set up, which the completed execution of the desired remote control reports back. In this case, too, the individual substations are responsible for the feedback assigned special carrier frequencies. The other way is to have a feedback transmitter in each substation is provided, but the wavelengths of all radio frequency transmitters are the same, d. H.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Waldemar Brücket in Berlin-Wilmersdorf.Dipl.-Ing. Waldemar Brücket in Berlin-Wilmersdorf.

es wird für die Rückmeldung nur eine einzige Trägerfrequenz benutzt. Dies wird aber aucr bei der bekannten Einrichtung nur dadurch ermöglicht, daß auf eine Einzelanzeige übejr_;· den jeweils ausgeführten Vorgang verzichtet wird. Der Überwachungsbeamte kann äl^ auch dem Ansprechen des für alle Unr Stationen gemeinsamen Rückmeldeempfängers nur die Mitteilung entnehmen, daß irgendwo ίο im überwachten Netz irgendein Vorgang eingetreten ist, ohne daß er zu erkennen vermag, welcher Schalter gerade seine Stellung geändert hat. Während also der erste Weg den Nachteil aufweist, daß die Zahl der Hochfrequenzträgerwellen weiterhin erhöht werden muß, um einen wirklich gleichwertigen Verkehr in beiden Richtungen zu erhalten, ist der zweite Weg zwar insofern bezüglich der Wellenverteilung günstiger, als für die Rückmeldung nur eine einzige Trägerfrequenz benutzt wird, ist aber für die Lastverteilung, namentlich elektrischer Energieverteilungsanlagen deshalb vollständig unbrauchbar, weil in diesem Fall der Lastverteiler überhaupt ^Z5 nicht zu erkennen vermag, wo die Störung bzw. Schalterstellungsänderung eingetreten ist. Andererseits hat man bereits vorgeschlagen, die betriebsführende und betriebsüberwachende Zentralstelle in elektrischen λ° Kraftwerksbetrieben, auch Lastverteiler genannt, mit verschiedenen Nachrichten- und Betätigungsmitteln auszurüsten. Man hat in der Lastverteilerstelle ein Leuchtschaltbild angeordnet, in dem der Spannungszustand der Hauptleitungsstrecken und die Stellung wichtiger Ölschalter sichtbar gemacht werden.only a single carrier frequency is used for the feedback. However, this is only made possible in the known device by the fact that on a single display over _; · The operation carried out in each case is omitted. The surveillance officer can also only infer from the response of the feedback receiver common to all Unr stations that something has occurred somewhere in the monitored network, without being able to recognize which switch has just changed its position. While the first way has the disadvantage that the number of high-frequency carrier waves has to be increased further in order to obtain really equivalent traffic in both directions, the second way is more favorable in terms of wave distribution, as only a single carrier frequency is used for the feedback is, however, completely unusable for load distribution, namely electrical power distribution systems, because in this case the load distributor is ^{not able to recognize Z} 5 at all, where the fault or switch position change has occurred. On the other hand, it has already been proposed to equip the operational and operational monitoring central point in electrical λ ° power plants, also called load distributors, with various communication and actuation means. A luminous circuit diagram has been arranged in the load distribution point, in which the voltage status of the main lines and the position of important oil switches are made visible.

Es sind ferner Fernmeßeinrichtungen zur messenden Fernüberwachung bestimmter Betriebsgrößen, Fernschalteinrichtungen zur Fernbetätigung wichtiger ölschalter sowie Fernregeleinrichtungen zur Fernsteuerung der Wirk- und Blindleistung einzelner Maschinen oder ganzer Kraftwerke vorgesehen worden. Diese verschiedenen Fernübertragungen müssen zum großen Teil unabhängig voneinander gleichzeitig durchgeführt werden, es handelt sich demgemäß, nachrichtentechnisch gesprochen, um einen gleichzeitigen Mehrfachgegenverkehr. Für die Fernübertragung steht für die Zwecke dieses Gegenverkehrs eine begrenzte Anzahl von bereits verlegten, pupinisierten Fernsprechadern oder ein begrenzter Frequenzbereich auf Hochspannungsfreileitungen oder eine Kombination von beiden zur Verfügung. Es muß als unmöglich bezeichnet werden, etwa durch verschiedene Trägerfrequenzen nach Art der Trägerwellentelegraphie auf diesen Leitungen so viele Verkehrskanäle zu schaffen, wie sie für den beschriebenen Gegenverkehr notwendig sind. Zur Schaffung einer Mehrzahl von Verkehrskanälen hat man bereits vorgeschlagen, synchron und phasengleich laufende Verteilerschalter zu verwenden, an deren korrespangierende Kontaktsegmente zusammengehörige ii&ender- und Empfängerapparate angeschlossen sind. Die Umlaufgeschwindigkeit solcher Verteiler ist derart zu wählen, daß während der Dauer der kürzesten auftretenden Stromimpulse mindestens eine Umdrehung zurückgelegt wird. Mit solchen Verteilerschaltern kann die gleichzeitige Übertragung mehrerer Stromimpulse in einer Richtung bewerkstelligt werden. Will man jedoch mit derartigen schnei laufenden Verteilern einen Gegenverkehr auf Fernsprechkabeln durchführen, so stoßt man auf eine neue Schwierigkeit, die in der geringen Fortpflanzungsgeschwindigkeit elektrischer Wellen längspupinisierter Leitungen begründet liegt. Beim Übertragen in einer Richtung kann die geringe Fortpflanzungsgeschwindigkeit dadurch berücksichtigt werden, daß man dem auf der Empfängerseite befindlichen Verteiler eine gewisse räumliche Phasennacheilung gegenüber demjenigen der Sendestation erteilt. Die Stromzeichen laufen dann auf dem Kabel in einem gewissen zeitlichen Abstand in derselben Richtung. Die Länge des KaMs kann also bei Übertragung in einer Richtung durch eine entsprechende räumliche Phasenverschiebung der beiden Verteilerschalter berücksichtigt werden. Die Anzahl der Kollektorsegmente, d. h. die Übertragungsmöglichkeit, wird dadurch nicht herabgesetzt. Anders ist es dagegen, wenn mittels der Verteiler ein gleichzeitiger Gegenverkehr durchgeführt werden soll. Von einem Verteiler dürfen dann so lange keine Zeichen abgesandt werden, als too von seinem Gegenverteiler ausgehende Stromstöße sich auf dem Kabel befinden, d. h. aber, daß eine Mehrzahl von Kollektorsegmenten freigelassen werden muß und nicht für die ■ Aussendung von Zeichen ausgenützt werden kann. Hierdurch wird besonders dann die Übertragungsmöglichkeit in störender Weise eingeschränkt, wenn mehrere Unterstationen über Verteiler mit der Zentralbetriebsstelle in Verkehr stehen, da an keinen Verteiler der Unterstationen gesendet werden darf, solange sich ein gegenläufiges Zeichen auf der Leitung befindet bzw. die Leitung für ein eventuell zu sendendes Zeichen der Zentralstelle freigehalten werden muß. 1x5 There are also telemetry devices for remote monitoring of certain operating parameters, remote switching devices for remote operation of important oil switches and remote control devices for remote control of the active and reactive power of individual machines or entire power plants have been provided. These different long-distance transmissions have to be carried out at the same time for the most part independently of one another; For long-distance transmission, a limited number of already laid, pupinized telephone wires or a limited frequency range on high-voltage overhead lines or a combination of both are available for the purposes of this two-way traffic. It must be described as impossible to create as many traffic channels on these lines as are necessary for the two-way traffic described, for example by using different carrier frequencies in the manner of carrier wave telegraphy. In order to create a plurality of traffic channels, it has already been proposed to use distribution switches running synchronously and in phase, to whose corresponding contact segments associated terminal and receiver devices are connected. The speed of rotation of such distributors is to be selected so that at least one revolution is covered during the duration of the shortest current pulses that occur. With such distribution switches, the simultaneous transmission of several current pulses in one direction can be accomplished. However, if one wants to carry out two-way traffic on telephone cables with such fast distributors, one encounters a new difficulty which is due to the low propagation speed of electric waves spinned lines. When transmitting in one direction, the low propagation speed can be taken into account by giving the distributor located on the receiver side a certain spatial phase lag compared to that of the transmitting station. The current symbols then run on the cable at a certain time interval in the same direction. The length of the KaM can therefore be taken into account when transmitting in one direction by means of a corresponding spatial phase shift of the two distribution switches. The number of collector segments, ie the possibility of transmission, is not reduced as a result. On the other hand, it is different if simultaneous two-way traffic is to be carried out by means of the distributor. A distributor is not allowed to send any characters as long as there are current surges emanating from its counter distributor on the cable, but this means that a plurality of collector segments must be left free and cannot be used for the transmission of characters. This particularly restricts the possibility of transmission in a disruptive manner if several substations are in traffic with the central operating point via distributors, since no transmission of the substations may be sent to any distributor of the substations as long as there is an opposing character on the line or the line for a possibly closed The sending character of the central office must be kept free. 1x5

Durch die Erfindung wird der Gegenverkehr ermöglicht, ohne daß Beschränkungen der genannten Art in Kauf genommen werden müssen. Dies wird dadurch erreicht, daß vom Lastverteiler ausgehende Kommandos iao mittels Trägerwellen, die mit verschiedenen Modulationsfrequenzen oder KombinationenThe invention enables two-way traffic without restrictions of the type mentioned having to be accepted. This is achieved in that commands emanating from the load distributor iao by means of carrier waves with different modulation frequencies or combinations

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von solchen moduliert werden und von den Außenstationen kommende Signale durch Tastung einer anderen, allen Außenstationen gemeinsamen Trägerwelle mittels synchron und phasengleich laufender Verteilerschalter übertragen werden. Für Lastverteileranlagen bringt die Erfindung noch den weiteren Vorteil mit sich, daß die beiden Verkehrsrichtungen — Verkehr vom Lastverteiler zu denare modulated by such and signals coming from the outstations Keying of another carrier wave common to all outstations by means of synchronous and in-phase distribution switches are transmitted. For load distribution systems the invention has the further advantage that the two directions of traffic - Traffic from the load balancer to the

ίο Außenstationen und von den Außenstationen zum Lastverteiler — völlig voneinander unabhängig sind. Dieser Punkt ist gerade für Lastverteileranlagen von großer Wichtigkeit, da die vom Lastverteiler ausgehenden Kömmandos Eingriffe in den Betrieb des Netzes darstellen, von deren richtiger Ausführung die Betriebssicherheit in hohem Grade abhängt, während die dem Lastverteiler zufließenden Signale nur den Charakter von Meldungen haben, deren gelegentliches Ausbleiben keine unmittelbare Gefahr für den Betrieb im Netz mit sich bringt. Aus diesem Grunde ist die Einrichtung gemäß der Erfindung auch mit Vorteil zu verwenden, wenn die Übertragung mit leitungsgerichteten Hochfrequenzströmen erfolgt. Es wird nämlich dann vermieden, daß die Ausführung der Kommandos des Lastverteilers vom Vorhandensein des genauen Synchronismus der Verteilerschalter in den Unterstationen abhängig ist, der Gegenverkehr wird vielmehr mit einem Minimum von beiden Verkehrsrichtungen gemeinsamen, mechanischen Einrichtungen erreicht.ίο front-door stations and from the front-door stations to the load balancer - are completely independent of each other. This point is just for Load balancing systems are of great importance, since the incoming messages from the load balancer Represent interventions in the operation of the network, on the correct execution of which the operational safety depends to a high degree, while the signals flowing to the load distributor only have the character of messages, the occasional lack of them does not pose any immediate danger to operation in the network. For this reason the device is according to the invention Also to be used with advantage when transmitting with line-directed high-frequency currents he follows. It is then avoided that the execution of the commands of the load balancer from the presence the exact synchronism of the distribution switch in the substations is dependent, the oncoming traffic is rather with a minimum of mechanical facilities common to both directions of traffic achieved.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die Übertragung über Hochspannungsleitungen erfolgt. A ist die Lastverteilerstelle, B eine von mehreren Unterstationen. Der Lastverteiler besitzt einen Sender S, der auf die Trägerwelle L¹ abgestimmt ist, wobei den verschiedenen Kommandos verschiedene Modulationsfrequenzen oder Kombinationen von solchen zugeordnet sind. Die Aussendung dieser Kommandos geschieht durch Drücken der Tasten 2, 3, 4. Die Hochfrequenzströme gelangen über den Kopplungskondensator 5 auf die Hochspannungsleitung 1 und in der Unterstation B über den Kopplungskondensator 6 zu dem Empfänger E₁ der ebenfalls auf die Trägerwelle L¹ abgestimmt ist. Je nachdem, welche der Tasten 2, 3, 4 geschlossen wurde, wird eines der Relais 7, 8, 9 erregt, das die Ausführung des betreffenden Kommandos besorgt. An dem Verteilerschalter 10 sind die Geberinstrumente für die Fernmeßimpulse angeschlossen, an dem Verteilerschalter 11 die Empfängerinstrumente für die in der Unterstation B befindlichen Fernmeßgeber und außerdem diejenigen Empfängerinstrumente, deren zugehörige Geber in änderen, in der Zeichnung nicht enthaltenen Unterstationen stehen. Der Verteiler in der Station B tastet den Hochfrequenz-Sender G, der auf die Trägerwelle L~ abgestimmt ist. Die Hochfrequenzströme gelangen über den Koppltingskondensator 6, die Hochspannungsleitung i, den -Kopplungskondensator 5 zum Empfänger E in der Station A, von welchem aus entsprechende Gleichstromstöße den an dem Verteiler liegenden Empfangsinstrumenten zugeführt werden. Alle Verteilerschalter laufen... mit derselben Geschwindigkeit und Phase, was mit irgendeinem der an sich bekannten Mittel erreicht wird, beispielsweise dadurch, * daß zum Antrieb zweipolige Synchronmotoren ohne Übersetzung verwendet werden, die an dasselbe Netz angeschlossen sind. Bei Antrieb durch Synchronmotoren ohne Übersetzung ist die Umlaufdauer derartiger Verteilerschalter fast immer kleiner als die Dauer des kürzesten auftretenden Stromimpulses, so daß der eingangs genannten Bedingung für die Umlaufgeschwindigkeit der Verteilerschalter genügt wird. Die Aufrechterhaltung des Synchronismus und der Phasengleichheit der Verteilerschalter kann auch durch ein besonderes Phasensignal auf der Welle L¹ vom Lastverteiler aus bewirkt werden. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß der ganze Kollektorumfang für den Anschluß von Fernmeßeinrichtungen u. dgl. ausgenützt werden kann.In the drawing, an embodiment of the invention is shown in which the transmission takes place via high-voltage lines. A is the load distribution point, B one of several substations. The load balancer has a transmitter S which is tuned to the carrier wave L ¹ , different modulation frequencies or combinations of these being assigned to the various commands. These commands are sent out by pressing buttons 2, 3, 4. The high-frequency currents pass via the coupling capacitor 5 to the high-voltage line 1 and in substation B via the coupling capacitor 6 to the receiver E _1, which is also tuned to the carrier wave L ^1. Depending on which of the buttons 2, 3, 4 was closed, one of the relays 7, 8, 9 is energized, which takes care of the execution of the relevant command. The transmitter instruments for the remote measurement pulses are connected to the distribution switch 10, the receiver instruments for the remote measurement transmitters located in the substation B and also those receiver instruments whose associated transmitters are in other substations not shown in the drawing are connected to the distribution switch 11. The distributor in station B scans the high-frequency transmitter G, which is tuned to the carrier wave L ~. The high-frequency currents pass via the coupling capacitor 6, the high-voltage line i, the coupling capacitor 5 to the receiver E in station A, from which corresponding direct current surges are fed to the receiving instruments at the distributor. All distribution switches run ... at the same speed and phase, which is achieved by any of the known means, for example by using two-pole synchronous motors without transmission, which are connected to the same network, for driving. When driven by synchronous motors without a translation, the period of circulation of such distributor switches is almost always shorter than the duration of the shortest occurring current pulse, so that the aforementioned condition for the rotational speed of the distributor switch is satisfied. The maintenance of the synchronism and the phase equality of the distributor switches can also be brought about by a special phase signal on the shaft L ¹ from the load distributor. This has the advantage that the entire circumference of the collector can be used for the connection of telemetry devices and the like.

Der Vorteil einer Einrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die für die Betriebsführung in erster Linie wichtigen, vom Lastverteiler ausgehenden Kommandos gegenüber den von den Unterstationen ausgehenden Meldungen bevorzugt behandelt werden. Die Kommandoübertragung arbeitet mit einem Minimum von dem Verkehr vom und zum Lastverteiler gemeinsamen, mechanischen Hilfsmitteln, ist also nur in geringerem Maße Störungen ausgesetzt. Die Übertragung der Meßwerte ist auf eine einzige Trägerwelle zusammengedrängt, beansprucht also nur ein sehr schmales Frequenzband, so daß auch für den leitungsgerichteten Verkehr der Unterstationen untereinander noch eine genügende Anzahl von Trägerwellen zur Verfugung steht.The advantage of a device according to the invention is that the operational management primarily important commands from the load balancer compared to those from the substations Messages are given preferential treatment. The command transfer works with a The minimum of mechanical aids common to and from the load distributor is therefore only to a lesser extent Exposed to interference. The transmission of the measured values is on a single carrier wave squeezed together, so only claims a very narrow frequency band, so that also for the line-directed traffic between the substations is still sufficient Number of carrier waves is available.

Claims

Claim:

Remote monitoring and remote control device using High-frequency transmitters, which send out modulated high-frequency carrier waves, or receivers, whereby for the feedback the same carrier frequency is assigned to all outstations, characterized in that that with load distribution systems in

electrical power plant operations from the load distributor to the outstations outgoing commands by means of carrier waves that are responsible for the various commands are modulated with different modulation frequencies or combinations of such, are transmitted, while the signals coming from the front-door stations by keying another, different from the first, however, all outstations share a carrier wave by means of synchronous and in-phase running distribution switch.

For this purpose ι sheet of drawings