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Verfahren zur überpritfung der Betriebsbereitschaft von Notstromaggregaten
Bei Notstromaggregaten ist von Zeit zu Zeit ein Probelauf des Aggregates notwendig,
um über die ständige Einsatzbereitschaft Gewißheit zu haben. Der- Probelauf erstreckt
sich vielfach nur auf das Notstromaggregat, wobei der Anlauf des Aggregates und
die Erzeugung der Generatorspannung überprüft wird. Ein Probelauf des Aggregates
einschließlich Übernahme der Last ist jedoch nicht nur vorteilhaft, weil er die
Sicherheit gibt, da.ß das Aggregat jederzeit bereit ist Last aufzunehmen, sondern
er- vermeidet auch gewisse Nachteile, die bei einem mehrmaligen probeweisen Leerlauf
des Verbrennungsmotors des Notstromaggregates auftreten und z. B. in der Verrußung
des Verbrennungsmotors, einer unvollständigen Durchschmierung, in unvollständiger
Erprobung des Kühlumlaufs usw. liegen. Man kann diesen Probeanlauf auf verschiedene
Weise bewirken. Will man das Notstromaggregat in seiner- Einsatzbereitschaft genau
überprüfen, so kann man dies erreichen, «renn man den Einsatz des Notstromaggregates
unter Einschluß des Verbrauchers ordnungsgemäß vor sich gehen -läßt. Insbesondere
wenn die Speisung der- Verbraucher .aus dem Notstromaggregat über andere Netzleitungen
und Apparate erfolgen muß als die normale Speisung, stellt erst der probeweise .Betrieb
des Verbrauchers durch das Notstromaggregat eine ausreichende- Prüfung der Anlage
dar.
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Die Erprobung des Anlaufes einschließlich des Verbrauchers hat zur
Voraussetzung, daß der Verbraucher von der normalen Netzspeisung abgetrennt wird;
was im einfachsten Falle dadurch geschehen könnte, daß der Hauptschalter der Netzeinspeisung
geöffnet wird. - Dies ist =nur zulässig zu- Zeiten, in denen die Verbrancher die
vorübergehende Abschaltung erlauben. Wenn es in der Anlage Verbraucher gibt, ..die
zu gewissen Zeiten.
eine solche Umschaltung zu Probezwecken nicht
oder nur mit Nachteil vertragen, kann man für den Probelauf die günstigste Zeit
auswählen. Wenn aber mehrere Verbrauchergruppen vorhanden sind, ist es unter Umständen
nicht möglich, einen Zeitpunkt für den Probelauf zu finden, in welchem sämtliche
Notstromverbraucher für die Probe bereit sind.
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Erfindungsgemäß wird bei einer Notstromanlage, die mehrere V erbraüchergruppen
versorgt, die Betriebsbereitschaft in der Weise überprüft, daß die Verbrauchergruppen
einzeln oder zu mehreren zusammengefaßt für einen Überprüfungsvorgang ausgewählt
und von dem normalen Speisenetz abgeschaltet werden, wobei der hierbei in Gang gesetzte
Probelauf so lange durchgeführt wird, bis die Verbraucher in gleicher Weise wie
bei Anlauf des Notstromaggregates im Ernstfall in Betrieb gesetzt worden sind, und
daß für die übrigen Verbrauchergruppen die Speisung aus dem normalen Speisenetz
und auch die Bereitschaft, auf Notstrombetrieb umzuschalten, unverändert bleibt.
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Die verschiedenen Verbrauchergruppen werden von dem Notstromaggregat
im Ernstfalleinsatz nicht alle schlagartig in Betrieb genommen, sondern nach bestimmten
Gesichtspunkten gestaffelt eingesetzt. Der im Probefall bewirkte Anlauf des Aggregates
ist daher gemäß der weiteren Erfindung so durchgeführt, daß er die betreffende Verbrauchergruppe
mit der ihr zukommenden Zeitstaffelstufe in Betrieb bringt, so daß also gleichzeitig
mit dem Probelauf auch überwacht wird, ob die vorgesehene Zeitstaffelung eingehalten
wird.
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Der Probelauf kann für jede Verbrauchergruppe durchgeführt werden,
wann er erwünscht ist. Es kann diese Einrichtung ausgenutzt werden, um von jeder
Versorgungsgruppe aus Notstrom anzufordern, falls die Verhältnisse bei den betreffenden
Verbrauchern dies erwünscht scheinen lassen. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn
ein einzelner Abzweig vom normalen Versorgungsnetz durch einen Fehler ausfällt.
Das Notstromaggregat würde in diesem Fall nicht anlaufen, da die normale Netzlieferung
nicht unterbrochen ist und die übrigen Verbrauchergruppen ordnungsgemäß ihre normale
Energielieferung erhalten. Die Anforderung des Notstromes kann selbsttätig erfolgen,
etwa durch einen Spannungswächter, welcher jeder einzelnen Verbrauchergruppe zugeordnet
ist, oder auch von Hand durch einen Gefahrschalter bewirkt werden. Die :Möglichkeit,
den -Notstrom für jede Versorgungsgruppe einzeln anzufordern, steigert gleichzeitig
die Sicherheit des Einsatzes des Aggregates, weil es jetzt nicht nur bei gänzlichem
Ausfall der normalen Stromlieferung, sondern auch bei dem Ausfall eines einzelnen
Abzweiges zu einer Wichtigen Verbrauchergruppe selbsttätig einspringt. Durch den
Gefahrschalter oder durch den Spannungswächter einer V ersdrgungsgruppe kann die
Anforderung des Notstromes auf dem Wege über eine Beeinflussung des Netzwächters
erfolgen, so daB dieser das Aggregat in Gang setzt wie bei einer vollständigen Störung
des Fremdstrombezuges. Sobald der Netzwächter anspricht, erfolgt der Anlauf des
Notstromaggregates für alle Verbrauchergruppen. Er wird jedoch vorteilhafterweise
nur wirksam bei derjenigen Verbrauchergruppe, von welcher der Notruf ausgegangen
ist. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß nur bei einer solchen Verbrauchergruppe,
bei welcher ein Spannungswächter abgefallen ist oder bei welcher der Gefahrschalter
betätigt wurde, ein Schaltorgan sich schließen kann, sobald das Zeitwerk der Selbststeuereinrichtung
des Notstromaggregates den zugehörigen Stromkreis schließt.
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Die Erfindung wird durch zwei schematische Darstellungen erläutert,
welche jedoch nur ein Beispiel für die Durchführung der Erfindung wiedergeben.
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In Fig.i ist eine Verbraucheranlage dargestellt, welche mehrere Verbrauchergruppen,
z. B. die Gruppen A und B, umfaßt. Diese Verbrauchergruppen werden
normalerweise versorgt von einer Zentrale Z über eine Netzspeiseleitung i. Jede
Verbrauchergruppe besitzt eine Sammelschienenanlage 2 bzw. 3, welche mit der Leitung
i verbunden ist, und eine Notstromschiene 33 bzw. 34 für den Fall, daß die Netzspeisung
ausfällt. Die Verbraucherin jeder Verbrauchergruppe können unterschieden werden
in solche, die auch im Notfall arbeitsfähig bleiben müssen, und in solche, bei denen
eine Betriebsunterbrechung im Notfall ertragen werden kann. In den Verbrauchergruppen
A und B sind die im Notfall entbehrlichen Verbraucher mit $ und 6 bezeichnet. Als
solche Verbraucher, die auch bei Ausfallen der Netzspeisung in Betrieb bleiben müssen,
sind in den Gruppen A und B die Verbraucher 7 und 8 angenommen. Diese
bestehen teilweise aus motorischen Antrieben, Wärmeerzeugern, Hochfrequenz- oder
Hochspannungsanlagen, Beleuchtungseinrichtungen, Heizeinrichtungen u. dgl. mehr.
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Außer der Energiequelle Z ist ein Notstromaggregat N vorgesehen. Dieses
Aggregat ist normalerweise nicht in Betrieb und wird erst unter Zuhilfenahme einer
Selbststeuereinrichtung S eingeschaltet, wenn ein Netzwächter 9 anspricht,
weil auf der Leitung
i die Spannung ausbleibt. Das N otstrornaggregat
umfaßt einen Antriebsmotor, beispielsweise Verbrennungsmotor io, und einen Generator
ii. Einzelheiten der Selbststeuereinrichtung eines Notstromaggregates sind in der
Figur nicht dargestellt, weil sie nicht zur Erfindung gehören. Von dem Generatur
ii führt eine Notstromleitung 12 zu Abzweigen 13 und i4 für den Anschluß der Verbrauchergruppen
A und B.
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In jeder Verbrauchergruppe ist eine Umschalteinrichtung vorgesehen,
mit deren Hilfe die auch im Störungsfall mit Energie zu versorgenden Verbraucher
7 und 8 von der Speiseleitung i auf die Notstromleitung i2 umgeschaltet werden.
Diese Umschaltung erfolgt beispielsweise durch zwei Schütze 15 und 16 bzw. 17 und
18, die von der Spannung auf der Leitung i bzw. von der Spannung auf den Verbindungsleitungen
13 und 14 abhängig sind. Wenn die Spannung auf der Speiseleitung i ausbleibt, wird
durch den Netzwächter 9 die Selbststeuereinrichtung S in Betrieb gebracht, deren
Aufgabe es ist, das Notstromaggregat N anzulassen und die Erregung des Generators
i i zu steuern.
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Um einen Probelauf des Notstromaggregates N so weit durchführen zu
können, daß der auch im Störungsfall mit Strom zu versorgende Verbraucher 7 oder
8 durch das Notstromaggregat N in Betrieb genommen wird, kann in einer zentralen
Stelle. zu einem gewünschten Zeitpunkt die Trennung des Verbrauchers 7 oder 8 von
dem Energielieferungsnetz i durch Fernsteuerung bewirkt ,verden, wobei gleichzeitig
der Anlauf des Notstromaggregates durch Einwirkung auf die Selbststeuereinrichtung
S eingeleitet wird. Von diesem Augenblick an erfolgen die weiteren Vorgänge selbsttätig
in Abhängigkeit von der Selbststeuereinrichtung S und einer besonderen Zeitsteuereinrichtung
T.
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Das Zusammenwirken der Zeitsteuereinrichtung T mit dem Notstromaggregat
einerseits und den verschiedenen Verbrauchergruppen andererseits ist in Fig.2 erläutert.
Die Verbrauchergruppen sind in Fig.2 mit A, B und C bezeichnet. Entsprechende Teile
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Fig. i. Der Netzwächter 9 besitzt
einen Kontakt, welcher bei Ausbleiben der Spannung auf der Leitung i geschlossen
wird. Dadurch wird ein Impuls an die Selbststeuereinrichtung S gegeben, die auf
den Motor io des Notstromaggregates einwirkt. Der Generator i i besitzt eine Erregerwicklung
2o mit einem Vorschaltwiderstand 21. Vom Generator i i wird die Verbindung mit der
Notstromleitung 12 durch einen Schalter 22. hergestellt, welcher einen Hilfskontakt
z3 trägt und normalerweise geöffnet ist. Der Schalter 22 schließt sich, wenn ein
Einschaltmagnet24 durch die Spannung des Generators i i ausreichend erregt wird.
Durch die Schließung des Kontaktes 23 wird das Zeitwerk T in Gang gesetzt, welches
nacheinander Steuerleitungen a5, 26 und 27 einschaltet und gleichzeitig wiederholt
vorübergehend den Vorschaltwiderstand 21 im Erregerkreis des Generators i i teilweise
kurzschließt. Die Steuerleitungen 25,:26 und 2,7 schließen Schalter 28, 29
und 30 in den Abzweigleitungen von der Notstromleitung 12 zu den Verbrauchergruppen
A, B, C. Im
Kontaktkreis des Spannungswächters 9 liegt ein Hilfsrelais 3 i,
welches beim Ansprechen des Spannungswächters 9 kurzzeitig erregt wird und dann
den Erregerkreis des Magneten 24 kurzzeitig unterbricht.
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Die Einrichtung in den Fig. i und 2 arbeitet folgendermaßen: Während
der normalen Energielieferung über die Leitung i. sind die Schütze 15 und
17 erregt und ihre Kontakte geschlossen, so daß die Verbraucher 7 und 8 mit
der Netzleitung i verbunden sind. In diesem Zustand sind die Schütze 16 und 18 spannungslos,
weil die Notstromleitung 12 spannungslos ist. Die Schütze 15 und 16 sowie 17 und
18 verriegeln sich vorteilhafterweise gegenseitig. Die Kontakte 28, 29 und
30 sind geöffnet. Ferner ist normalerweise der Schalter z2 mit seinem Hilfskontakt
23 geöffnet. In diesem Zustand ist das Notstromaggregat in Ruhe. Es kann nun beispielsweise
bei der Verbrauchergruppe A willkürlich eine Abtrennung der Verbraucher 7 von der
Speiseleitung i vorgenommen werden, etwa von Hand durch Abschaltung des Schützes
15 oder durch Fernsteuerung von einer zentralen Stelle aus, etwa vom Aufstellungsort
des Notstromaggregates IV her. In der Zentrale kann dann durch Betätigung einer
Kommandotaste 35 die Selbstgteuereinrichtung S angeregt werden, so daß sie das Notstromaggregat
N in Gang bringt. Mit der Schließung der Taste 35 ist eine kurzzeitige Erregung
des Relais 31
verbunden, was jedoch keine weiteren Wirkungen nach sich zieht.
Die Kommandotaste 35 gibt zweckmäßig zugleich das Umschaltkommando für die Verbrauchergruppe
A bis C,' und zwar jeweils für eine von diesen Gruppen, die z. B. durch einen besonderen
Wahlschalter bestimmt wird. Auch kann die Taste 35 durch einen Steckschlüssel ersetzt
werden, welcher in einer Schalttafel in eine bestimmte Schaltbuchse eingesteckt
wird, je nachdem mit welcher Verbrauchergruppe ein Probelauf durchgeführt werden
soll.
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Sobald der Generator i i eine ausreichende Spannung erreicht hat,
schließt der Einschaltmagnet 24 den Schalter 22 und setzt dadurch
die
Notstromleitung 12 unter Spannung. Gleichzeitig schließt sich Kontakt 23, wodurch
das Zeitrelais T zum Ablauf kommt. Dieses schließt zunächst einen Kontakt in der
Leitung 25, und unmittelbar danach überbrückt es die beiden oberen rechten Kontakte,
wodurch ein Teil des Widerstandes 21 des Generators i i kurzgeschlossen wird. Die
Schließung des Kontaktes 36, d. h. die Umschaltung der Versorgungsgruppe A vom Normalbezug
auf Notstrombezug, geht der Betätigung der Steuertaste 35 voraus, weil die Taste
35 erst betätigt wird, wenn von der Versorgungsgruppe A ein Probelauf verlangt wird.
Die Schließung der Steuerleitung 25 hat dann, weil auch der Kontakt 36 geschlossen
ist, die Wirkung, daß der Schalter 28 geschlossen und dadurch die Notstromversorgung
der Gruppe .3 vollendet wird.
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'`'enn nicht ein Probelauf der Gruppe A, sondern ein Probelauf der
Gruppe B gewünscht war, wird nicht der Schalter 28, sondern der Schalter 29 geschlossen,
jedoch erst nach der Zeit, die vergeht, bis das Zeitrelais T die zweite Kontaktstellung
erreicht hat. Dieser Zeitabstand ist eingelegt, um zu verhindern, daß das Notstromaggregat
gleichzeitig mit dem Anlauf der Verbrauchergrup-pen A und B belastet
wird. Daher erfolgt das Anlaufen der Gruppe B erst dann, wenn der Anlaufstrom für
die Gruppe A bereits genügend abgesunken ist. Dies kann, wie dargestellt, durch
feste Zeitstaffelung oder auch durch einen Stromwächter herbeigeführt werden, welcher
die Zuschaltung der nächsten Verbrauchergruppe erst nach Abklingen des Anlaufstromes
zuläßt. Das gleiche gilt für noch «-eitere Verbrauchergruppen C usw.
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Die Kurzschließung des Erregerwiderstandes 21 durch das Zeitrelais
T erfolgt, bezogen auf den Anlauf der Verbraucher der Gruppe A, zeitlich derartig,
daß das Feld des Generators i i durch die Zusatzerregung für die Dauer des Anlaufvorganges
genügend unterstützt wird. Die Erhöhung der Generatorerregung wird nicht zu früh
eingesetzt. um Überspannungen des zunächst noch leerlaufenden Generators i i zu
vermeiden. Auch beim Anlauf der Gruppe B wird vorübergehend der Widerstand 21 kurzgeschlossen,
wobei der Teil des Widerstandes 21, welcher kurzgeschlossen wird, der Stärke des
durch den Anlauf der Gruppe hervorgerufenen Anlaufstromstoßes angepaßt und daher
nicht bei allen Gruppen gleich groß ist. Je mehr Versorgungsgruppen bereits in Betrieb
genommen sind. um so leichter überwindet der Generator die Zuschaltung weiterer
Verbrauchergruppen, so daß aus diesem Grunde die Notwendigkeit der Stoßerregung
fortschreitend abnimmt-. An Stelle der Kurzschließung eines Widerstandes 21 können
auch andere Mittel zur Stützung der Generatorspannung für die jeweilige Dauer des
Anlaufes einer Verbrauchergruppe zur Wirkung gebracht werden.
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Der Probelauf wird jeweils für eine Verbrauchergruppe durchgeführt,
da nur eine solche Verbrauchergruppe mit Notstrom versorgt werden kann, bei welcher
eine Umschaltung von Netzspeisung auf Notstromspeisung vorher vorgenommen ist. Man
kann dies auch dadurch sicherstellen, daß man den Probelauf einer Verbrauchergruppe
von einer zentralen Stelle aus bewirkt, indem man z. B. die Umschaltung von normaler
Speisung auf Notstromspeisung durch Fernsteuerung von der Zentralstelle aus bewirkt.
Es kann dann von der Zentralstelle aus auch der gleichzeitige Probelauf mehrerer
Verbrauchergruppen herbeigeführt «-erden, indem die Umschaltung auf Notstrom bei
mehreren Verbrauchergruppen hergestellt wird, bevor das Aggregat angelassen wird.
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Wenn während des Probelaufs einer Versorgungsgruppe eine Netzstörung
eintritt, so daß der Netzwächter 9 anspricht, soll der Einsatz des Aggregates ungehindert
vor sich gehen und hierbei die Reihenfolge der Notstrominbetriebnahme der verschiedenen
Versorgergruppen aufrechterhalten werden. Dies wird dadurch erreicht, daß das Relais
31 bei Ansprechen des Netzwächters 9 vorübergehend den Erregerkreis des Magneten
2.4 öffnet, so daß der Schalter 22 sich ebenfalls öffnet. Das hat zur Folge, daß
auch der Hilfskontakt 23 sich öffnet und das Zeitrelais T unverzögert in seine Anfangslage
zurückkehrt. Dieses läuft dann von neuem ab und sichert die Reihenfolge der Einschaltung
der Schalter 28, 29 und 30, indem es die Hilfsleitungen 25, 26 und 27 der Reihe
nach einschaltet. Die Unterbrechung des Schalters 22 erfolgt, wenn der Generator
i i beim Probelauf bereits erregt war, kurzzeitig, weil das Relais 31 nur durch
einen kurzen Stromimpuls erregt wird. Die Umschaltung der Verbrauchergruppen
A, B und C wird dabei durch die Schütze 15 und 17 infolge des Spannungsfortfalles
auf der Leitung i bewirkt.