DE735784C - Verfahren zur Signalgabe und Fernsteuerung in Starkstromnetzen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Signalgabe und Fernsteuerung in Starkstromnetzen Es ist bekannt, in Starkstromnetzen Signale und Fernsteuerungsbefehle durch kurzzeitiges Öffnen einesLeistungsschalters zuübertragen. Dabei wird der Leitungsstrom ein- oder dreipliasig unterbrochen, was eine Absenkung der entsprechenden Spannung zur Folge hat, so daß bei den Verbrauchern angeordnete spannungsempfindliche Relais zum Ansprechen kommen. DieUnterbrechungwirdzweckmäßig mehrmals in gewissen, für das Signal bzw. den Schaltbefehl kennzeichnenden Zeitabständen durchgeführt, und die Empfangsrelais werden demgemäß mit einer Zeitauswahlv orrichtung ausgestattet. Dieses Verfahren bat den Nachteil, daß v or allembei häufiger Signalgabe und bei hohen Schaltströmen ein starker Abbrand der Schalterkontakte eintritt. Sind ferner mehrere solcher Schalter, die an den Einspeisestellen eines Verbrauchernetzes angeordnetseinmüssen, gleichzeitigzubetätigen, dann stört die fast unvermeidliche Streuung der Eigenzeit dieser Schalter, weil dadurch die Unterscheidbarkeit der Impulse- beeinträchtigt wird. Gemäß der Erfindung wird daher ein anderer Weg eingeschlagen, der die mit der Anwendung von Hochleistungsschaltern verbundenen Nachteile vermeidet. Es handelt sich dabei um ein Verfahren zur Signalgabe bzw. Fernsteuerung in Starkstromnetzen durch kurzzeitige BeeinflussungderNetzspannung, insbesondere für Drehstromnetze mit nicht geerdetem Sternpunkt. Dieses Verfahren besteht erfindungsgemäl; darin, daß in einer Phase durch transformatorische Übertragung zweier verketteter Spannringen eine der Spannung dieser Phase entgegengerichtete Spannung zur Signalgabe kurzzeitig aufgedrückt wird. Zti diesem Zweck wird eine im Zuge des zu tastenden Leiters liegende Reihenwicklung mit einer oder mehreren anderen Wicklungen transformatorisch gekoppelt an welche Spannungen angelegt werden, diegenauoderangenähertgegenphasig zur Phasenspannung der Leitung sind, in die das Signal gegeben wird. Bei einphasigen Systemen bzw. bei Drehstromsvstemen mit geerdetem Sternpunkt wird die Spannung zwischen Hin- und Rückleitung bzw. zwischen Leitung und Erde an diese Wicklurib gelegt. ' In der Zeichnung sind in den Fig. i und 3 bis 6 einige _'#usfiiliruligsbeispiele der Eriinclung gezeichnet. hl Fig. 2 ist ein zur Erläuterung dienendes Diagramm dargestellt.
• In Fig. i sind mit R S T die Phasenleiter eines Drehstromverteilungsnetzes bezeichnet. Die Anordnung enthält zwei Transforniatoreil finit Primärwicklungen 30 bzw. 31; von dellen die eine an cler Spanilung zwischen den Leitern R und S, die andere all der Spannung zwischen den Leitern R und T liebt. Diese Anordnung ist gewählt, weil bei Drell@tromlletzell ohne geerdeten Nullpunkt nicht ohne weiteres eine der Phasenspannung entgegengesetzte Spannung zur Verfügung steht. 'Man kann aber durch die in Fig. i angegebene Schaltung eine der Phasenspannung R U (Fig. a) entgegengesetzte Spannung durch Superposition der Spannung R Z' und RS gewinnen. Die Aliordnung nach Fig. i enthält ferner für jeden '1'i:ansforniatoreilte Sel:utidärwicldullg 32 hzw. 33, die in Reihe beschaltet ini Zuge des zu tastenden Leiters liegen. Werden die Primärwicklungen 30 und 31 eingeschaltet, so induziert jede voll ihnen in der zugeWirigen Sekundärwicklung eine Spannung, die hinsichtlich ihrer Phasenlage durch die all die Primärwicklung angelegte Spannung gegeben ist. Durch die Reihenschaltung derSel:undärwicklungen 3a,33 ergibt sich dann die all Hand der Fig. 2 erläuterte Superposition:undzwar istdieGesamtspannung an den Ausgängen der in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen der Phasenspannungentgegengesetzt, so daß dadurch die gewünschte Spannungsabsenkung erzielt wird, solange die Primärwicklungen 30.31 erregt sind. lin einfachsten Fall wird man, da beide Primärwicklungen all den Phasenleiter R allgeschlossen sind, irr die gemeinsame Zuleitung einen Schalter legen, dessen Schließung die angegebene Wirkung irr bezug auf die gewünschte Spannungsabsenkung hat.
• 111 Fig.3 ist Illit i die zu beeinflussende Leiturig, mit 15 die IZückleitung bezeichnet. In der Leitung i liegt eine 1Zeillenwicl:lllllg 2, die auf einem geschlossenen Hlsenkern 17 allgeordnet ist. Die Wicklung 2 ist dauernd in den Hauptstromkreis eingeschaltet und iiii Ruhezustand, d.li. solange keine Schaltbefehle ausgesandt werden, durch einen Schalter i überbrückt. Vor der Durchgabe eines Schaltbefehls wird der Schalter 18 gedfiiiet und an-.
• s s chließend ein Schalter 16 geschlossen, wodurch eine zweite Wicklung id auf dein Eisenkern 17 erregt wird. Diese Wicklung 14 induziert iti der Reihenwicklung 2 eine der treibenden 1? XIK entgegengerichtete Spannung. Dadurch wird der von der Stromduelle 19 ausgehenden Spannung entbegengewirla und somit eine Span-

  nung,absenkung erzielt, die beirnVerbraucher

  2o als Signal- oder Schaltimpuls dienen kann.

  Durch mehrmalige Wiederholung der Schlie-

  ßung und öffnung des Schalters 16 in gewissen

  Zei tabständen können verschiedene Signale und

  Schaltbefehle gebildet «-erden.

  Fig.4 zeigt eine verbesserte Ausführungs-

  form der eben beschriebenen Anordnung. bei

  der jedoch an Stelle des Schalters i< ein L'm-

  sclialter 21 verwendet wird, während die übrigen

  Elemente unverändert geblieben sind. In der

  dargestellten Stellung schließt dieser Um-

  schalter 2r die Wicklung 1.1. kurz, so daß in

  dieser Wicklung wie in einem Stromwandler

  ein 1..Zurzschlußstroln fließt, wodurch erreicht

  wird, daß fier Flufl im Eisenkreis 1; und damit

  der Spannungsabfall an den Klemmen der

  Reillenwickluilg 2 klein bleibt. Zwecks Impuls-

  ausseildungwird derUnischalter 21llaclllinks

  unigelegt, wodurch der KurzscliluJ-.i aufgehoben

  und die Spule 14 all die treibende Spannung

  angelegt-,vird. Dann tritt dieselbeWirkungein

  wie vorher, d. h. die Wicklung 14 induziert in

  der 1Zeilienwicl:lung 2 eilie der treiüenden l?Z-IK

  entgegengcriclitete Spannung. so daß dadurch

  die gewünschte Absenkung zustande kommt.

  Fig. 3 zeigt die Ausnutzung der 1?iserisätti-

  guiig zu r l-#-lltlcopplungder beiden IWiclau11gen

  uii(Ii.t. Derl)eide -#\"icl:luiigenl:nppellifiel#--iserl-

  kreis enthält Joche 3, die dauernd durch eine

  Wicklung -22 rnit Gleichstrom so stark vor-

  magnetisiert sind, daß die gegenseitige Beein-

  flussung der Wicklungen 2 und i d ;,'erdig lileilit.

  Der Eisenkreis enthält im übrigen in diesem

  Fall drei Schenkel, und zwar ist auf dein dritten

  Schenkel 2.1 eine @Wiclaung 23 angebracht. die

  iili Dauerbetrieb stromlos ist. Der Eisenriicl:-

  sc111uIi 24 dient dazu, bei Vorinagnetisierung

  durch die M'icklung 23 den Strom in der Wick-

  lung 14 zti drosseln. Zwecks Spannungsabsen-

  kung wird der Umschalter z3 nach unten uni-

  gelegt. Dadurch wird die Wicklung 22 str011l-

  los, während die Wicklung 23 erregt wird.

  Dies hat zur Folge, daß die magnetische Leit-

  fähigkeit des Rückschlusses 2- herabgesetzt

  wird, so dall sich der Strom in der Wicklung i-.

  frei einstellen kann. Es wird aber gleichzeitig

  auch die Leitfähigkeit irr den Jochen 3 erhöht,

  so datl die beiden Spulen 2 und 14 miteinander

  gekuppelt werden und in der Wickhing 2 die

  gewünschte Gegenspannung induziert wird.

  Die Fig. 6 zeigt die Anwendung beweglicher

  Eisenteile all Stelle der vorher llescllrielierien

  Änderung der Vorinagrietisierung. Der Eisen-

  körper bestellt hier aus drei feststellenden

  Schenkeln 27, 28, ao, von denen einer die Reihen-

  ein weiterer die Gegenwicklung 1.1

  trägt, während der dritte unbewickelt ist. [in

  Ruhezustand werden die Schenkel 28, _c1, d.li.

  also Gier uiibewickelte, und der mit der Gegen-

  wicklung 14 versehene Schenkel durch beweg-

  liehe Eisenteile 26 zu einem geschlossenen Eisenkreis ergänzt, so daß die Wicklung 14 die erforderliche hohe Induktivität besitzt. Zwecks Impulserzeugung «-erden die beweglichen Eisenteile 26 in die gestrichelt gezeichnete Lage gebracht, so daß sie die mit der Reihenwicklung 2 und mit der Gegenwicklung i4versehenenSchenkel zueineingeschlossenen Eisenkreis ergänzen. Dadurch «-erden die Wicklungen 2 und id. miteinander gekoppelt, und es kann nun in der Reihenwicklung 2 die gewünschte Gegenspannung induziert werden.
• Bei der Ausbildung von Relais, welche nicht auf Änderung der Spannungsamplitude, sondern auf die Änderung der Phasenlage der Spannung ansprechen, ist es auch in Drehstromnetzen möglich, mit einem System auszukommen, in dem der Phase R O eine Spannung aufgedrückt wird, die z. B. mit der verketteten Spannung R T oder sogar mit der auf der Phasenspannungsenkrecht stehenden Spannung S T phasengleich ist. Dadurch verschiebt sich der Spannungsvektor R O nicht in Richtung nach O bzw. über O hinaus, sondern senkrecht zii seiner ursprünglichen Richtung.
• Fei transformatorischer Einprägung von Spannungen ist es auch möglich, die Impulserzeugung nicht durch Verminderung, sondern durch Erhöhung.einer Phasenspannung zu bewirken. Es ist schließlich auch möglich, verschiedene Signale bzw. Befehle auszusenden, wobei die Unterscheidung nicht mir durch die schon erwähnte Zeitstaffelung mehrerer Impulse, sondern außerdem durch wahlweise Heranziehung anderer Phasenspannungen zur Speisung der Gegenwirkung erfolgt. So gestattetbeispielsweise dieAnordnungnach Fig. i allein durchwahlweiseEinschaltung derbeiden Transformatoren drei verschiedene Signale zu geben. Die Reihenwicklung 2 kann in allen Fällen durch einen Schalter überbrückt sein, der vor Impulsaussendung geöffnet wird und nur den niedrigen induktiven und Ohmschen Spannungsabfall an der Wicklung in der Ruhestellung zu schalten hat.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Signalgabebzw. Fernsteuerung in Starkstromnetzen durch kurzzeitige Beeinflussung der Netzspannung, insbesondere für Drehstromnetze mit nicht geerdetem Sternpunkt, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Phase durch transformatorische Übertragung zweier verketteter Spannungen eine der Spannung dieser Phase entgegengerichtete Spannung zur Signalgabe kurzzeitig aufgedrückt wird. ?. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Drehstromnetzen zwei Transformatoren verwendet werden, deren Primärwicklungen (30, 31) derart an zwei verketteten Spannungen liegen, daß in den in Reihe mit dem Phasenleiter liegenden Sekundärwicklungen (32, 33) dieser Transformatoren eine der Phasenspannung entgegengesetzte Spannung induziert: wird (Fig. i). 3. @Terfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung beider Transformatorwicklungen durch Einschalten der Primänvickiung erfolgt. 4.. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, clar die Primärwicklung im Dauerbetrieb mit einem geschlossenen Eisenkreis verkettet ist der bei Impulserzeugung aufgelöst wird. 5. Verfahren nach Anspruch i und :I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung durch Aufhebung der Vorinagnetisierung des Eisenweges erfolgt. 6. Verfahren nach Anspruch t, .I und 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge des zu tastenden Leiters (t) eine Reihenwicklung (2) liegt, die gemeinsam mit einer durch einen Schalter (16) abschaltbaren Gegenwicklung (i4) auf einem geschlossenenEisenkern(17) angeordnetist (Fig.3). 7. Verfahren nach' Anslirtich i und 4bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Gegenwicklung (1d.) steuernde Schalter (21) als Umschalter ausgebildet ist und im Ruhezustand die Gegenwicklung kurzschließt (Fig. d:). B. Verfahren nach Anspruch i und.Ibis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein dreischenkligerEisenkern (24) vorgesehen ist, der auf dem ersten Schenkel die Reihenwicklung (2), auf dem zweiten Schenkel die Gegenwicklung (id.) und auf dem dritten Schenkel eine bei Impulsgabe mit Gleichstrom gespeiste Steuerwicklung (23) trägt und auf den beiden Jochen je eine Gleichstromwicklung (22) besitzt, die im Ruhezustand eine so starke Vormagnetisierung bewirken, daß die gegenseitige Beeinflussung der Wicklungen (2 und i4.) gering bleibt (Fig. 5-)-g. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erregung der Vormagnetisierungswicklungen (22) und der Steuerwicklung (23) ein Umschalter (25) vorgesehen ist, der im Ruhezustand die Vormagnetisierungswicklung (22), bei Impulsgabe die Steuerwicklung (23) an eine Gleichspannung legt. 1o. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung durch mechanisches Schließen des Eisenweges erfolgt (Fig. (1). i i. Verfahren nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus drei Schenkeln (27, 28, 29) bestehender Eisenkern vorgesehen ist, der auf dem einen Schenkel die Reihenwicklung (2), auf dein zweiten die Gegenwicklung (1.f) trägt, während der dritte Schenkel unbewickelt ist, und daß die Joc1ie (2G) des Eisenkerns zwecks Impulsgabe so beweglich sind, dal3 sie in einer Stellung bei Kommandogabe die beiden bewickelten Schenkel, in (lei- anderen Stellung im Rtihezutand einen bewickelten und einen unbewickelteii Schenkel verbinden. 1a. Verfahren nach Anspruch r bis Il. dadurch gekennzeichnet. doll durch Schal- tung bzw. Zeitstaffelung verschiedene Signale bzw. Befehle übertra-eii «-erdei.