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Fernüberwachungseinrichtung für verstellbare Organe Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf die Fernübenvachung von mehreren, insbesondere zahlreichen
Schaltorganen, wie sie beispielsweise Iiraftwerkstationen aufweisen, und betrifft
den am häufigsten vorkommenden Fall, daß bei den vorgenommenen Schaltungen immer
je zwei Schaltstellungen einander entsprechen. Der einfachste Fall ist der, daß
die beiden Schaltstellungen zu ein und demselben Organ gehören und daß sich dieses
Organ in der einen oder anderen Stellung, z. B. »ein« oder »aus«, befindet. Die
Erfindung nimmt jedoch auch auf den Fall Bezug, daß die Änderung der Schaltstellung
eines Organs die Änderung der Schaltstellung eines anderen Organs zwangsläufig nach
sich zieht, indem diese Organe auf irgendwelche mechanische oder elektrische Weise
zwangsläufig miteinander gekuppelt sind. Fragen der räumlichen Anordnung des Schaltsystems
können hierbei eine Rolle spielen.
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Bei neuzeitlichen Überwachungssystemen ist es üblich, daß bei Stellungsänderung
eines Schaltorgans das Stellungsbild sämtlicher Schaltorgane überprüft und nach
der überwachenden Station übertragen wird. Bei den bisher bekannten Systemen dieser
Art werden bei der Übermittlung des Meldungsvorganges sämtliche Schaltstellungen
zum Ausdruck gebracht. Dazu ist es erforderlich, d'aß die die Schaltstellungen prüfende
oder abtastende Einrichtung, z. B. ein Schrittschaltwerk, nacheinander in so viel
Stellungen gebracht wird, wie die Zahl sämtlicher Schaltstellungen der zu überwachenden
Organe beträgt. Bei einer großen Zahl zu überwachender Organe führt dies zu erheblichen
Abmessungen der Abtasteinrichtungen und zu einer verhältnismäßig langsamen Meldungsübertragung.
Das letztere erscheint um so bedenklicher, als :ieuzeitliche Anlagen zwecks Erhöhung
der Sicherheit meist so ausgeführt werden, daß nach der Übertragung der Meldung
von der überwachten nach der überwachenden Station von letzterer in umgekehrter
Richtung eine Kontrollmeldung übertragen wird, nach deren richtigem Eintreffen und
nach Übereinstimmung mit der Meldung der Meldungsvorgang in der überwachenden Station
als richtig übermittelt gilt.
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Die Erfindung schlägt nun vor, die Fernüberwachung für verstellbare
Organe, die nach dem oben angegebenen Gesichtspunkt sich in einer von zwei Schaltstellungen
befinden können, in der Weise durchzuführen, daß bei einer Stellungsänderung zwei
selbsttätig aufeinanderfolgende Übertragungsvorgänge eingeleitet werden, von denen
der erste Übertragungsvorgang nur Meldungskennzeichen der Organe enthält, die sich
in der einen der beiden Schaltstellungen, z. B. »Aus«-Stellung, befinden, und der
zweite nur Meldungskennzeichen der verbleibenden Organe enthält, die sich in der
anderen Schaltstellung.
z. B. der »Ein«-Stellung befinden, und daß
durch einen Fehlerprüfstrornkreis durch Vergleich der beiden L:bertragungsvorgänge
die richtige Meldungsvorbereitung kontrolliert wird.
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Durch die Erfindung wird eine sichere Kontrolle der sämtlichen übertragenen
Meldungen ermöglicht, da die sichtbare Anzeige der Meldungen davon abhängig gemacht
ist, daß bei dem zweiten Meldungsvorgang nur solche Organe berücksichtigt wurden,
die bei dem ersten Meldungsvorgang noch nicht berücksichtigt gewesen sind. Ein weiterer
Vorteil ergibt sich daraus, daß das bei einem Meldungsvorgang wirksam werdende Wählorgan
jeweils nur eine Abprüfstellung für jedes zu prüfende Organ zu enthalten braucht,
da sich von vornherein ein Meldungsvorgang immer nur auf eine Stellungsart bezieht.
Dies erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn der eine der beiden Meldevorgänge
bereits den Kontrollvorgang darstellt, da hierbei die zusätzliche Zeit der Übertragung,
die sich bei der Kennzeichnung der Schaltstellungen durch die Impulspausen bzw.
Schaltzeiten der Kennzeichnungsrelais ergibt, um ein wesentliches herabgesetzt wird.
Aus diesen Gründen kann also bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Zahl der Kontaktstellungen
der Wählorgane erheblich verringert und die Übertragungsgeschwindigkeit eines Gesamtvorganges
bedeutend gesteigert werden.
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Es ist auch schon eine Einrichtung bekanntgeworden, bei der die Möglichkeit
besteht, mit Hilfe eines von der Hauptstation aus vorgenommenen Schaltvorganges
von der Unterstation her die Meldung aller der Schalter anzufordern, die in einer
der beiden Schaltstellungen stehen. Es besteht dabei auch die Möglichkeit, durch
einen zweiten Schaltvorgang die ;Meldung aller der Schalter anzufordern, die in
der anderen Stellung stehen. Bei der bekannten Einrichtung erfolgt eine derartige
Meldungsgabe nicht zur Erhöhung der Sicherheit der Rückmeldungen, da die beiden
Meldungen völlig unabhängig voneinander sind, also der eine Meldungsvorgang weder
den anderen zwangsläufig nach sich zieht noch den anderen so kontrolliert, daß falsche
Meldungen unterdrückt werden.
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Die Sicherheit der Übertragung kann gemäß der Erfindung auch noch
dadurch gesteigert werden, daß der Meldungsvorgang, der die Kennzeichen der einen
Schaltstellung enthält, in der Meldungsrichtung, d. h. also in der Richtung von
der überwachten Station zur überwachenden, gegeben wird, während der die Meldungskennzeichen
der anderen Schaltstellung enthaltende Meldevorgang in entgegengesetzter Richtung
als Kontrollvorgang verläuft. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der nachfolgenden
Beschreibung des Ausführungsbeispiels und an Hand der Zeichnung erläutert.
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Fig.'i bezeichnet eine Unterstation, Fig. 2 die Zentralstation einer
Kraftwerksanlage, wobei nur die für die Erfindung wesentlichen Einzelheiten dargestellt
sind. Die Unterstation ist mit der Zentralstation für die Übertragung der Überwachungsvorgänge
durch eine zweiadrige Leitung L verbunden. Weitere Unterstationen können in der
gleichen Weise an die Zentralstation angeschlossen sein, wobei natürlich Mittel
vorzusehen sind, daß die Meldungsvorgänge sich nicht überlagern. In der Unterstation
der Fig. i sind zwei Gruppen von je 25 Ölschaltern angenommen, die für die Auslösung
der Meldungsvorgänge Kontakte ösk besitzen, die beispielsweise mechanisch gesteuert
sein können. Beide Gruppen sind durch die Indizes i bis 25 bzw. 26 bis 5o unterschieden.
Wie die Figur zeigt, sind die Kontakte ösk beider Gruppen in Kette geschaltet und
mit je einer Wicklung eines Alarmrelais AR, bzw. AR> verbunden. Im Überwachungszustand
stehen diese Kreise unter Strom, da die Kontakte ar, bzw. ar.r der Relais AR sich
in der ausgezogenen Stellung befinden. Bei der Stellungsänderung eines Ölschalters
wird durch das gleichzeitige vorübergehende Öffnen des entsprechenden ösk-Kontaktes
das AR-Relais zum Abfall und dadurch eine Abtasteinrichtung RWU in Gestalt eines
Schrittschaltwerkes zur Auslösung gebracht. Dieses steht mit einer Zahl von Kontakten
ösk' in Verbindung, die den Kontakten ösk entsprechen und gleichzeitig mit diesen
gesteuert werden. Durch das Schrittschaltwerkwird ein entsprechender Meldungsvorgang
nach der Zentralstelle (Fig. 2) übertragen, wo ein entsprechendes Schrittschaltwerk
RWZ synchron gesteuert wird. Die Schrittschaltwerke in der Hauptstation be-,sitzen
je drei Kontaktsätze, I bis 11I. Nach Ablauf dieses Vorganges wird ein entsprechender
Kontrollvorgang von der Zentralstation nach der Unterstation mittels eines besonderen
Paares von Schrittschaltwerken HWZ, HWU, die :ebenfalls drei Kontaktsätze besitzen,
zurück übertragen. Die Anordnung der Schaltmittel in Zentralstation und Unterstation
ist fast die gleiche, und entsprechende Schaltmittel sind in der "Zeichnung durch
die Buchstaben z und at unterschieden. Im einzelnen spielen sich die Vorgänge
bei der Meldungsübertragung in folgender Weise ab: Es sei angenommen, daß der Ölschalter
25 der ersten Gruppe ausgefallen ist, so daß der entsprechende Kontakt ösk.5 von
der linken in die rechte Stellung umgelegt wird und das
Relais AR,
durch die vorübergehende Stromunterbrechung zum Abfall kommt. Letzteres öffnet seinen
Kontakt arll und schließt seinen Kontakt arls. (Die ausgezogene Stellung der Kontaktebezeichnetimmer
denÜberwachttngszustand, die gestrichelte dagegen den Zustand nach Abfall des RR-Relais.)
Über- den Wählarm II des Schrittwählers RW U, welcher sich in der Nullstellung
befindet, wird darauf das Relais RU erregt: Erde, RWU II o, vit2, ar", RU, Batterie,
Erde. Über den Kontakt rus dieses Relais und die Wicklung I des Impulsrelais
1 U wird ein Stromkreis geschlossen, der über die Nullstellung des Wählers
IIWU (Kontaktsatz II) verläuft: Erde, HWU II o, RiL'U III o-26, rit3, ih.us,
IU, Wicklung I, Batterie, Erde. Die Erregung des IU-Relais hat über ittg
das Anziehen des Drehmagneten DRWU des Schrittwählers RW U zur Folge. Da
dieser aber durch Schließen seines Kontaktes drwit das Relais IHU erregt und dieses
bei ihug den Stromkreis des IU-Relais unterbricht, wird der Drehmagnet wieder stromlos.
Der Schrittwähler RWU ist dabei in die Stellung r übergegangen, in welcher das bisher
erregte Relais ROU abfällt und damit für das Relais RU einen Selbsthaltekreis schließt:
Erde, ron, rul, RU, Batterie, Erde. Bei der ersten Erregung des IU-12elais ist über
fit, auch das Relais TI U erregt worden, das in Gemeinschaft mit dem Relais
RU einen Stromkreis über das Gruppenrelais G1 der Gruppe herstellt, der der Ölschalter
25 angehört: Erde, ru2, vus, arl2, G1, Wicklung I, Batterie, Erde. Über dessen Wicklung
II und den Kontakt g15 wird. ein Selbsthaltekreis hergestellt. Nachdem der SchrittwählerRWU
die Stellung r erreicht hat, schaltet er sich in der gleichen Weise Weiterfort,
da nach der Entregung des Drehmagneten DRWU auch das Relais IHU wieder stromlos
und der Kontakt ihus wieder geschlossen wird, so daß IU und DRIFU von neuem
anziehen usf.
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In der Stellung 2 des Schrittwählers wird dessen Weiterschaltung unterbrochen,
da über die geschlossenen Kontakte öskl', glc, viil, i,hitl das Relais IHU erregt
bleibt. Nach Abfall des VU-Relais (pul und iit, sind geöffnet) wird dieser Kreis
wieder geöffnet und damit die Rast beendet. Der Wähler RWU wird in Stellung 3 geschaltet
und von neuem stillgesetzt, da über den geschlossenen g" Kontakt und den ebenfalls
geschlossenen ilit2 Kontakt (das verzögerte Relais ILU ist über iit5 bzw. ikit.
erregt) ein Haltestromkreis über die Wicklung 1I des Relais IU besteht. Da
infolgedessen der Drehmagnet DRWU und das Relais IHU gleichfalls erregt und die
Kontakte -itt,5 und ih-u, geöffnet sind, wird dieser Stromkreis nach dem verzögerten
Abfall des Langimpulsrelais ILU geöffnet, worauf die ZVeiterschaltung des Schrittwählers
RWU fortgesetzt wird. Bei dieser Weiterschaltung wird in sämtlichen Stellungen,
die den Ülschalterstellungen »ein-e entsprechen, in der bereits beschriebenen Weise
eine Rast bewirkt. In Stellung 27 wird der Fortscha ltekreis über den Wählerarm
III unterbrochen, so daß der Wähler zunächst stillgesetzt wird. Während des Fortschaltevorganges
werden beim Impulsieren des IU-Relais entsprechende Impulse aus einer Wechselstro.mquelle
über die Kontakte iul, fit. und die Leitung L nach der Zentralstation
gesendet.
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In der Zentralstation wirken die auf der Leitung ankommenden und durch
eine Gleichrichteranordnung gleichgerichteten Wechselstromimpulse auf das Gleichstromrelais
EZ. Von hier werden sie auf das Relais IRZ übertragen, das über den Drehmagneten
DRU'Z_ (irzl) den Wähler RWZ im Takte der Impulse fortscbaltet. Das Relais PZ wird
ebenfalls erregt, wobei über den Kontakt p,"4 in der Nullstellung des Wählers HW7,
auch das Relais RZ erregt wird, das sich von Stellung z des Wählers RWZ an (RAZ
fällt ah) über rdz und rzl selbst hält. Über pzl wird das Verzögerungsrelais VZ
zum Ansprechen gebracht. Erreicht der Wähler die Stellung 2, so wird bei ordnungsgemäßer
Übertragung entsprechend dem Vorgang in der Unterstation eine Pause in der Weiterschaltung
eintreten, da die Impulsfolge durch eine Rast entsprechend der Stellung »eine des
Ölschalters 2 unterbrochen wird. Dabei kommt das Relais VZ zum Abfall, und es wird
das Relais Z_1 über seine Wicklung I auf folgendem Wege erregt: Erde, pz2, irzs,
vzg, RWZ 11 2, Z, I, Batterie, Erde. Über den geschlossenen Kontakt rz, und
den eigenen Kontakt z1 hält sich das Relais durch seine zweite Wicklung weiter.
Nach Beendigung der Rast wird der Wähler RWZ weitergeschaltet, wobei in Stellung
3 die Meldung der Gruppe stattfindet, die, wie bereits erwähnt, durch einen längeren
Impuls in der Impulsreihe dargestellt wird. Infolge der längeren Erregung des Relais
IRZ wird bei irz, das verzögerte Impulslängenrelais ILZ zum Abfall gebracht, so
daß über den Kontakt ilzl das Gruppenrelais G1 anspricht, welches sich über die
Kontakte g" und rz, weiterhält. Beim Weiterschalten des Wählers RWZ erfolgt bei
den Impulsrasten eine Erregung des zugeordneten Z-Relais. In Stellung 27 wird der
Wähler gleichzeitig mit dem Wähler der Unterstation stillgesetzt.
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In dieser Stellung wird der Wähler HWZ, der die Aufgabe hat, die Übertragung
eines Kontrollvorganges nach der Unterstation zu bewirken, auf folgendem Wege angelassen:
Erde, RWZ I, 27, HWZ III o, 1z2, ihzs, ZZ II, Batterie, Erde. Durch
die nun folgende Erregung
des Drehmagneten DHWZ des Relais IHZ
und Wiederunterbrechen dieser Stromkreise durch IHZ usf. wird der Wähler HWZ in
bekannter Weise geschaltet, wobei durch das Relais IZ über dessen Kontakte izi,
iz2 entsprechende Wechselstromstöße nach der Unterstation gesendet werden. In Stellung
'i des Wählerarmes HWZ II wird Relais LZ erregt, das .sogleich seinen eigenen Haltestromkreis
über Kontakt lzl und den in Stellung a7 befindlichen Wählerarm RWZ I schließt. Der
Anreizstromkreis für das Relais IZ wird jetzt über die Blankbahn i-30 des Wählerarmes
III des Wählers HWZ geschlossen, so daß dieser sämtliche Stellungen durchlaufen
muß und nach Schritt 30 wieder in die Anfangsstellung gelangt. Bei Überstreichen
der Kontaktbahn des Wählerarmes HWZ I werden jetzt sämtliche Kontaktstellungen
der Z-Relais, die den einzelnen Schaltorganen in der Unterstation entsprechen, überprüft,
und zwar ist die Schaltung nach der Erfindung derart getroffen, daß jeweils nur
die Kontakte einen Prüfstromkreis für eine Stellungsmeldung bewirken, deren Relais
bei dem Meldungsvorgang von der Unterstation nach der Zentralstation nicht berührt
wurden, also in stromlosem Zustand verblieben sind. In den Stellungen, in denen
dies der. Fall ist. z. B. 26, bleibt das Relais IHZ über den z'-Kontakt, vzl, ilczl
erregt, bis nach Abfall des TZ-Relais (iz, und pzl sind geöffnet) der Prüfstromkreis
unterbrochen wird. Über den Wählerarm HWZ II wird die Kontrolle der Gruppenmeldung
durchgeführt, indem in Stellung 3 nach dem Beispiel über den geschlossenen Kontakt
All ein Prüfstromkreis für das Relais 1Z über dessen Wicklung I zustande kommt.
Da die Kontakte iz5 und ihz2 geöffnet sind, bleibt dieser Kreis so lange geschlossen,
bis das Langimpulsrelais ILZ verzögert abgefallen ist; sobald der Wähler HWZ nach
Durchschreiten sämtlicher Stellungen die Nullstellung wieder erreicht hat, wird
er stillgesetzt, da der Anreizstromkreis bei lz, des Relais LZ, das sich über den
Wählerarm RWZ I hält, unterbrochen ist.
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In der Unterstation werden die von der Hauptstelle ausgebenden Steuerimpulse
durch Relais EU aufgenommen. Der Drehwähler HWU wird unter der Steuerung
des Relais IR U fortgeschaltet, wobei die Relais PU und ILZ in analoger
Weise, wie oben beschrieben, die Überwachung der Impulspausen und der Langimpulse
übernehmen. Die Überwachung über die Richtigkeit der Hin- und Rückmeldung bzw. den
Vergleich zwischen der einen Stellungsart der einen Meldungsrichtung und der anderen
Stellungsart der anderen Meldungsrichtung übernimmt das Fehlerrelais FU,
welches bei irgendeiner Falschmeldung oder im Fall des Nichtübereinstimmens abzufallen
sucht, wodurch dann der Wählerzusammenbruch und nötigenfalls eine Alarmmeldung ausgelöst
wird. Diese letztgenannten Funktionen sind des Umfanges wegen fortgelassen, da sie
für den Gegenstand der Erfindung unwesentlich sind. Erreicht der durch die ankommenden
Impulse gesteuerte Wähler HWU die Stellung i, so wird über seinen Wählerarm HWU
II das Relais FU über seine Wicklung Il angereizt, worauf dieses über seinen
Kontakt fiel bei fortlaufender Impulsgabe über die Kontakte pae, oder iru2 einen
Haltestromkreis bildet. Über den Wählerarm HII% U II werden nun Prüfstromkreise
bewirkt, die in diesem Vorgang über die Kontakte der in »Aus«-Stellung sich befindenden
Schaltorgane verlaufen. Da in dem Beispiel der Kontakt öskl sich in der »Ein«-Stellung
befindet, so wird gemäß der übermittelten Impulsreihe in Stellung 2 ein Stromkreis
nicht zustande kommen, dagegen wird für den dargestellten Kontakt ösk25 in der Stellung
26 des Wählers ein Prüfstromkreis gebildet, der dadurch wirksam wird, daß in bekannter
Weise die Impulspause das Abfallen des Relais PU zur Folge hat, so daß der
vorgenannte Haltestromkreis des Relais FU durch Öffnen der Kontakte pu, und
iru. aufgetrennt ist. Würde also eine Falschmeldung oder eine Kontaktstellung vorliegen,
die nicht der »Aus«-Stellung des Ölschalters entspricht, so müßte das Fehlerrelais
FU abfallen. In ähnlicher Weise spielt sich die Prüfung der Gruppenmeldung
ab. Beim Langimpuls, der in der Stellung 3 des Wählers über die Leitung empfangen
wurde, wird durch den verzögerten Abfall des Relais ILU der Haltestromkreis der
Wicklung FU II ebenfalls unterbrochen, so daß ein weiteres Halten dieses
Relais nur gewährleistet ist, sofern ein Prüfstromkreis über HWU I Stellung
3, All, f u1 und die Wicklung FU I besteht. Beim Überstreichen der
Stellung i des Wählerarmes HW U I wurde ferner das Relais LU erregt, welches
sich für die weitere Zeit über l2.el in den Stellungen 27 bis 3o des Wählers
RWU selbst hält. Somit wird, sobald der HWU-Wähler seine Nullstellung wieder erreicht
hat, ein Anreizstromkreis für das Relais I U zustande kommen, da Kontakt
lug den Stromkreis über die Kontaktlamellen 27 bis 3o des Wählerarmes RW
U III herstellt. Es wird also der Wähler RWU weiter fortgeschaltet, bis er
seine Nullstellung erreicht. Dadurch werden die Relais LU und RU stromlos, so daß
das Schaltsystem der Unterzentrale in Ruhe verbleibt.
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In der Hauptstelle wird durch die ankommenden Impulse bei der Weiterschaltung
des Wählers RW U der Unterstation ebenfalls der
Wähler RWZ
von Stellung 27 in Stellung o fortgeschaltet. Beim Überstreichen der Kontakte 29
und 3o des Wählerarmes RWZ III wird das Ouittungsrelais 0R erregt, welches seinen
Kontakt qri umlegt, so daß die Haltestromkreise der I(-Relais I(1 bis I(25 unterbrochen
werden und ein neuer Stromkreis über den Kontakt g13 für die Relais gebildet wird,
denen erregte Z-Relais entsprechen. Auf diese Weise wird die Korrektur des zuvor
bestandenen Stellungsbildes, das durch die durch die K-Relais gesteuerten »Ein«-
und »Aus«-Lampen ÜL gebildet wurde, vorgenommen, indem sämtliche erregten K-Relais,
die dadurch die »Ein«-Stellung des Schalters anzeigten, von ihrem Haltestromkreis
in Ruhezustand freigemacht werden und durch die im Meldungsvorgang betätigten Z-Relais
von neuem wieder eingestellt werden. Das Relais 0R ist so lange erregt, daß mit
großer Sicherheit ein K-Relais, welches zuvor erregt war, nach dem Meldungsvorgang
aber in die »Aus«-Stellung gebracht werden soll, abfällt. Die das Stellungsbild
anzeigenden Lampen ÜL können auch durch andere Stellungsanzeiger ersetzt werden.
' Wird während der Zeit des Ablaufs einer Meldung abermals ein Schalter ausgelöst,
so, ist die Meldung seiner Stellungsänderung durch das .in der Unterzentrale befindliche
Relais AW gesichert. Über den Kontakt 914 des Gruppenrelais wird, solange der Vorgang
andauert, ein Ruhestromkreis über die Olschalterkontaktkette 9,4, atv2, AW
I für das Ay%-Relais gebildet. Das Relais AW wurde beim Anlaufen des Wählers
RWU in Stellung i kurzzeitig erregt und konnte sich darauf über Kontakte 914 und
a w, halten. Erreicht am Ende des Meldungsvorganges der Wähler RWU die Stellung
30; so würde normalerweise das der ausgelösten Kette entsprechende Relais
AR wieder erregt werden, so daß über den Kontakt arii der ursprüngliche Ruhestromkreis
zustande kommt. Ist jedoch durch eine inzwischen erfolgte Schalterauslösung das
zu Beginn des Meldungsvorganges erregte Relais AW abgefallen, so wird, da der Kontakt
awi geöffnet ist, der Strorekreis für die Rückstellung des AR,-Relais nicht zustande
kommen. Ein neuer Meldungsvorgang wird infolgedessen eingeleitet.