DE668651C - Device for the central connection and disconnection of electrical consumers - Google Patents

Device for the central connection and disconnection of electrical consumers

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DE668651C DEG89998D DEG0089998D DE668651C DE 668651 C DE668651 C DE 668651C DE G89998 D DEG89998 D DE G89998D DE G0089998 D DEG0089998 D DE G0089998D DE 668651 C DE668651 C DE 668651C
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Description

Einrichtung zur zentralen Zu- und Abschaltung elektrischer Verbraucher In Niederspannungsverteilungsnetzen ist es erwünscht, eine zentrale Zu- und Abschaltung von elektrischen Verbrauchern immer dann vorzunehmen, wenn eine Belastungssenke bzw. eine Belastungsspitze auftritt. Als solche elektrische Verbraucher sind Heißwasser- oder sonstige Wärmespeicher, Akkumulatorenladeeinrichtungen, Pumpstationen usw. zu verstehen. Da diese Verbraucher meist eine beträchtliche Energie aufnehmen, kann durch ihre Abschaltung bei Auftreten von Belastungsspitzen eine bedeutende Entlastung des Netzes erreicht werden, während andererseits bei $elastungssenkan,.wegen der Speicherfähigkeit, der Abnehmer nicht in der Verwendung des Gerätes behindert werden soll und den Vorteil eines verbilligten Tarifes erhalten kann.Device for the central connection and disconnection of electrical consumers In low-voltage distribution networks, it is desirable to have a central connection and disconnection of electrical consumers always to be carried out when a load sink or a peak load occurs. Such electrical consumers are hot water or other heat storage devices, battery charging devices, pumping stations, etc. to understand. Since these consumers usually consume a considerable amount of energy due to their shutdown in the event of load peaks a significant relief of the network can be achieved, while on the other hand, with $ elastungssenkan Storage capacity, the customer will not be hindered in the use of the device should and can take advantage of a discounted tariff.

Eine Tarifverbilligung und ein gewisser Ausgleich der Netzbelastung sind zwar auch durch Verwendung von Schaltuhren möglich, die die Stromaufnahme des Speichers in die Nachtstunden verlegen. Durch die Festlegung der Einschaltzeiten ist aber eine bestimmte Größe der Speicher bedingt, während andererseits auch am Tage Belastungstäler auftreten, die eine Zuschaltung der Speichergeräte ohne weiteres ermöglichen würden. Durch die zentrale Zu- und Abschaltung wird also eine Verkleinerung der Speicher und eine bessere Ausnutzung der gesamten Energievers,orgungsanlage erreicht.A tariff reduction and a certain compensation of the network load are also possible by using time switches that monitor the power consumption of the Relocate the storage facility into the night. By defining the switch-on times but a certain size of the memory is required, while on the other hand also on the Day load dips occur that allow the storage devices to be switched on easily would allow. The central connection and disconnection therefore results in a reduction in size the storage and better utilization of the entire energy supply system achieved.

Es ist bereits bekannt, zu diesem Zweck Impulse über einen Leiter eines vorhandenen Netzes, beispielsweise den Nulleiter, zur Steucrung v-on Schaltrelais zu übertragen. Weiterhin ist es bekannt, willkürliche Spannungsänderungen zwischen zwei Netzleitern oder zmischen einem. Netzleiter und Erde- zur Abschaltung von Verbrauchern heranzuziehen.It is already known to use pulses via a conductor for this purpose of an existing network, for example the neutral conductor, for the control of switching relays transferred to. Furthermore, it is known to arbitrary voltage changes between two power conductors or mix with one. Mains conductor and earth to switch off consumers to use.

Durch die vorliegende Erfindung wird nun ein Weg ,angegeben, wie in Niederspannungsverteilungsnetzen auch bei vollständig gleichbleibender Verbraucherspannung bestimmte Verbraucher bzw. Verbrauchergruppen von einer oder mehreren Stellen des Netzes aus zu- und abgeschaltet werden können. Die Erfindung besteht darin, daß an der Steuerstelle ein Steuertransformator vorgesehen ist, dessen Sekundärwicklung zwischen dem Nullleiter und Erde liegt und dessen Primärwicklung abwechselnd zwischen den Nullleiter und eine von zwei Phasen geschaltet wird, während die Schalteinrichtungen der Verbraucher aus Kipprelais bestehen, deren Spulen je an Beine der beiden genannten Phasen angeschlossen sind und mittels eines weiteren zwischen dem Nulleiter und Erde angeschlossenen Relais an Erde gelegt .werden. Im einen Fall wird ;ein Impuls auf die die Speichergeräte schaltenden Relais im Sinne einer Zuschaltung, anderenfalls im Sinne. einer Abschaltung gegeben. D,eY Gegenstand der Erfindung bewirkt eine künstliche Verlagerung des Sternpunktes um einen gewissen Betrag, ohne daß die Verbraucherspannung hierdurch beeinflußt wird.The present invention now provides a way as in Low-voltage distribution networks even when the consumer voltage remains completely the same certain consumers or consumer groups from one or more bodies of the Network can be switched on and off. The invention consists in that a control transformer is provided at the control station, the secondary winding of which between the neutral conductor and earth and its primary winding alternately between the neutral conductor and one of two phases is switched while the switching devices the consumer consist of toggle relays, the coils of which are attached to the legs of the two mentioned Phases are connected and by means of another between the neutral and Connected to earth. In one case it becomes; an impulse to the relays switching the storage devices in the sense of a connection, otherwise for the purpose of. given a shutdown. D, eY subject matter of the invention causes a Artificial displacement of the star point by a certain amount without affecting the consumer voltage is influenced by this.

In Abb. i- ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung dargestellt, während in Abb. 2 die Verhältnisse beim Zu-und Abschalten an Hand eines Vektordiagramms erläutert sind.In Fig. I- is an embodiment of the according to the invention Device shown, while in Fig. 2 the conditions when switching on and off are explained on the basis of a vector diagram.

Die Primärwicklung des Steuertransfor tors i g kann in der oberen Stellung des U' . schalters über die Kontakte 28 und 29 an d Phasenspannung zwischen dem Nulleiter 2 1 -und der Phase T gelegt werden. Hierbei betätigt die Steuerspannung zunächst die Relaisspule 18, wodurch über die Relaiskontakte 36 und 37 die beiden Spulen 34 und 35 des eigentlichen Schaltrelais an die Spannungen zwischen Erde und den Phasen T und S geschaltet werden. Da der Steuertransformator in dieser oberen Stellung des Umschalters eine Steuerspannung erzeugt, die der Phasenspannung zwischen dem Nulleiter und der Phase T entgegenwirkt, liegt jetzt der Erdpunkt 27' in Abb. 2 von Sternpunkt 25 'entfernt, so daß - die Spannung 41 zwischen Phase T und Erde wesentlich kleiner ist als. die Spannung 42 zwischen Phase S und Erde. Ist die verkettete Spannung 23 beispielsweise 38o Volt, dann herrschen bei 5o Volt Steuerspannung jetzt zwischen T und Erde 22o - 5o = 170 Volt und zwischen S und Erde etwa 250 Volt. Läßt man also die beiden Spulen 34 und 35 nach-Abb. i ,auf die beiden Anker 38 und 39 eines Kipprelais wirken, so wird der Waagebalken 4o dieses Kipprelais mit seinem Kontakthebe141 durch die Wirkung der Spule 35 gegen die Wirkung der Spule 34 kräftig nach rechts gekippt. Der Kontaktliebe141 öffnet hierbei den Speicherstromkreis 42 und schaltet den Speicher ab.The primary winding of the control transformer ig can be in the upper position of the U '. switch via the contacts 28 and 29 to the phase voltage between the neutral conductor 2 1 and the phase T are placed. Here, the control voltage first actuates the relay coil 18, whereby the two coils 34 and 35 of the actual switching relay are connected to the voltages between earth and the phases T and S via the relay contacts 36 and 37. Since the control transformer generates a control voltage in this upper position of the switch, which counteracts the phase voltage between the neutral conductor and phase T, the earth point 27 'in Fig. 2 is now removed from the star point 25', so that - the voltage 41 between phase T. and earth is much smaller than. the voltage 42 between phase S and earth. If the linked voltage 23 is, for example, 38o volts, then with a control voltage of 5o volts, 22o - 5o = 170 volts between T and earth and about 250 volts between S and earth. So if you leave the two coils 34 and 35 according to-Fig. i, act on the two armatures 38 and 39 of a toggle relay, the balance arm 4o of this toggle relay with its contact lever 141 is strongly tilted to the right by the action of the coil 35 against the action of the coil 34. The contact love 141 opens the storage circuit 42 and switches off the storage.

Wird der Umschalter des Steuertransformators .auf die Kontakte 3o und 31 umgestellt, dann ist die Primärwicklung des Steuertransformators 1g abgeschaltet und in sich kurzgeschlossen. Der Transformator i g ist also jetzt eine praktisch widerstandslose Verbindung zwischen Erde und Nulleiter. Der Sternpunkt 25 in Abb. 2 fällt mit dem Erdpunkt 27' zusammen. In dieser Stellung des Umschalters ist also. die Steuervorrichtung vollständig abgeschaltet.If the changeover switch of the control transformer. To contacts 3o and 31 changed over, then the primary winding of the control transformer 1g is switched off and short-circuited in itself. So the transformer i g is now a practical one Resistance-free connection between earth and neutral conductor. The star point 25 in Fig. 2 coincides with the earth point 27 '. In this position of the switch is. the control device completely switched off.

Wird der Umschalter auf die Kontakte 32 und 33 gelegt, Barm erzeugt die Sekundärwicklung des Transformators i g eine kleine Steuerspannung, denen Vektor dem Vektor der Phasenspannung zwischen S und dem Sternpunkt 25 jentgegengerichtet ist. Der Erdpunkt 27" fällt rechts heraus, so daß jetzt die Spannung 43 zwischen der Phase T und Erde größer ist als die Spannung 44 zwischen der Phase S und Erde, und zwar ist bei der oben angenommenen verketteten Spannung von 38o Volt die Spannung 43 etwa 25o Volt und die Sp.aunung 44 170 Volt. Nachdem also das Relais i 8 wieder über die Kontakte 36 und 37 die Relaisspulen 34 und 35 eingeschaltet hat, kippt der Waagebalken 4o nach links und legt durch den Kontakt-KM41 über die Speicherleitung42 den Speian Spannung.If the changeover switch is placed on the contacts 32 and 33, the secondary winding of the transformer ig Barm generates a small control voltage, which vector is directed in the opposite direction to the vector of the phase voltage between S and the star point 25. The earth point 27 ″ falls out on the right, so that now the voltage 43 between phase T and earth is greater than the voltage 44 between phase S and earth, and with the line voltage of 38o volts assumed above, the voltage 43 is approximately 25o Volts and the voltage supply 44 170 V. After the relay i 8 has switched on the relay coils 34 and 35 again via the contacts 36 and 37, the balance arm 4o tilts to the left and puts the memory voltage through the contact KM41 via the memory line 42 .

4# s Schaltrelais 18, das durch die Steueraa uc ung des Transformators ig betätigtwird, ht also nur so stark zu sein, daß die schwachen Kontakte 36 -und 37 mit Sicherheit geschlossen werden, die ihrerseits den Relaisspulen 34 und 35 zwei höhere Spannungen zuführen, wodurch die Schalteinrichtung zu großen Schaltleistungen befähigt wird. Es können also mit ihr nicht nur einzelne Speicher, sondern die Speicher eines ganzen Häuserblocks ein- und ausgeschaltet werden. Die Spulen 34 und 35 liegen dabei .nur so lange an Spannung, wie der Steuertransformator arbeitet. Versagt die Schalteinrichtung einmal, so wird sie bei der nächsten Betätigung des Steuerumschalters doch die richtige Schaltung ausführen. Die in Abb. i angegebene Schalteinrichtung ist auch einfacher und billiger herzustellen als beispielsweise :eine Schaltuhr, die den Speicher nur zu immer gleichbleibenden Zeiten einschalten kann und außerdem einen besonderen Zähler braucht. Wie schon- oben angegeben, können dagegen die zentral ein- und ausgeschalteten Speicher den Strom dauernd zu einem billigen Pauschalpreis erhalten und außerdem von kleineren Abmessungen sein, da jetzt die Speicherung nicht über den ganzen Tag, sondern nur während der Stunden der Netzhöchstbelastung wirksam zu sein braucht.4 # s switching relay 1 8, which is operated by the control signal of the transformer ig, must therefore only be so strong that the weak contacts 36 and 37 are closed with certainty, which in turn feed the relay coils 34 and 35 with two higher voltages , whereby the switching device is capable of large switching capacities. It can therefore be used to switch not only individual storage tanks on and off, but also the storage tanks in an entire block of houses. The coils 34 and 35 are energized only as long as the control transformer is working. If the switching device fails once, it will carry out the correct switching the next time the control switch is actuated. The switching device shown in Fig. I is also easier and cheaper to manufacture than, for example, a time switch that can only switch the memory on at constant times and also needs a special counter. As already stated above, on the other hand, the centrally switched on and off storage systems can receive the electricity permanently at a cheap flat rate and also be of smaller dimensions, since the storage is now not effective over the whole day, but only during the hours of the maximum network load needs.

Die Steuertransformatoren in den einzelnen Transformatorenstationen können auf folgende Art von .einer zentralen Stelle aus betätigt werden: i. Der Umschälter für die Steuertransformatoren wird bei kleinen,Netzen von Hand betätigt. ` 2. Die Umschalter werden bei größeren Netzen und beim Vorhandensein von Meß-oder Betriebsbelephonleitungen zu den Speisepunkten über diese Leitungen in Tätigkeit gesetzt.The control transformers in the individual transformer stations can be operated from a central point in the following ways: i. Of the The changeover switch for the control transformers is operated manually in small networks. `2. The changeover switches are used in larger networks and when measuring or Company telephone lines to the feed points on these lines in operation set.

3. Die Umschalter werden durch spannungsabhängige Schalteinrichtungen derart betätigt, daß die Steuertransformatoren bei betrieblichen oder absichtlichen Spannungserhöhungen im Netz die Speicher zu- und bei betrieblichen oder absichtlichen Spannungsabsenkungen diese abschalten.3. The changeover switches are operated by voltage-dependent switching devices operated in such a way that the control transformers during operational or deliberate Voltage increases in the network add to the storage and with operational or deliberate Switch off voltage drops.

4. Die Umschalter werden durch stromabhängige Schalteinrichtungen derart betätigt, daß die Speicher zugeschaltet werden, wenn der Netzstrom zurückgeht, und daß sie abgeschaltet werden, wenn der Netzstrom ansteigt.4. The changeover switches are operated by current-dependent switching devices operated in such a way that the accumulators are switched on when the mains current decreases, and that they are switched off when the mains current increases.

5. Die Umschalter werden ähnlich, wie sie selbst die Schaltrelais der Speicher steuern, über eine Hochspannungsleitung und Erde betätigt, wobei die Steuerspannung z. B. durch die Erdschlußspule :erzeugt und über Spannungswandler den Schalteinrichtungen des Umschalters zugeführt werden kann. .ß, ti. Die Umschalter werden durch leitungsgerichtete Hochfrequenz in Tätigkeit gesetzt. Ist der Nulleiter isoliert verlegt und nur an .einigen Stellen geerdet, darin sind diese, Erdungen zu entfernen und durch die Sekundärwicklungen der Steuertransformatoren und durch die große Zahl .der Spulen der Speicherschaltrelais zu ersetzen. Als Erde wird hierbei bei Kabeln und kabelähnlichen Leitungen der Blei- ,oder Metallmantel mit dem Beidraht verwendet. Ferner können als gute Erdleitungen die Wasser- und Heizungsrohre benutzt werden. Bei Anwendung der Schutzschaltung sind die große Zahl der zwischen Nulleiter und Erde geschalteten Schaltrelaisspulen und die kurzgeschlossenen Steuertransformatoren ohne weiteres imstande, die Rückleitung des Fehlerstromes von Erde zum Nulleiter zu übernehmen.5. The changeover switches are similar to the switching relays themselves control the storage, operated via a high voltage line and earth, wherein the control voltage z. B. by the earth fault coil: generated and via voltage converter can be fed to the switching devices of the switch. .ß, ti. The switches are put into action by line-directed high frequency. Is the neutral Installed in isolation and only grounded at some points, this is where these grounding points are to remove and through the secondary windings of the control transformers and through to replace the large number of coils of the storage switching relays. As earth is here in the case of cables and lines similar to cables, the lead or metal sheath with the drain wire used. Furthermore, the water and heating pipes can be used as good underground pipes will. When using the protective circuit, the large number of between neutral conductors and earthed switching relay coils and the short-circuited control transformers easily able to return the fault current from earth to the neutral conductor to take over.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur zentralen Zu- und Abschaltung .elektrischer Verbraucher über den Nulleiter des Netzes und Erde, dadurch gekennzeichnet, daß an der Steuerstelle ein Steuertransformator (i9) vorgesehen ist, dessen Sekundärwicklung zwischen dem Nulleiter (21) und der Erde liegt und dessen Primärwicklung abwechselnd zwischen den Nulleiter (21) und eine von zwei Phasen (S, T) geschaltet wird, während die Schalteinrichtungen der Verbraucher aus Kipprelais bestehen, deren Spulen (34 35) Je an eine der beiden Phasen (S, T) angeschlossen sind und mittels eines weiteren zwischen dem Nullleiter (21) und Erde angeschlossenen Relais (18) an Erde gelegt werden. PATENT CLAIMS: i. Device for central connection and disconnection .electrical consumer via the neutral conductor of the network and earth, characterized in that that a control transformer (i9) is provided at the control station, the secondary winding of which between the neutral conductor (21) and the earth and its primary winding alternately is switched between the neutral conductor (21) and one of two phases (S, T) while the switching devices of the consumers consist of toggle relays whose coils (34 35) Are each connected to one of the two phases (S, T) and by means of another Relay (18) connected between the neutral conductor (21) and earth is connected to earth will. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuertransformator (i9) bei Nichtbetätigung in seiner Primärwicklung kurzgeschlossen wird.2. Device according to claim i, characterized in that the control transformer (i9) is short-circuited in its primary winding when not actuated.
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