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Vorrichtung zur Fernsteuerung yon mehreren Schaltern einer Schaltanlage
Es ist bekannt, ,gewisse Schältmaßnahinen,-wie z. B. ,las- Anlassen von Einankerurnfor--mern
o. dgL,- zu automatisieren: Dabei sind für -den gesamten Vorgang mehrere. Einzelv
orgänge, wie z. B. das Einschalten ,des Ankers, das Einschaltteen der Erregung sowie
die Prüfung auf ridhige Polarität usw., vorzunehmen; die bei jedesmali,gem Anlassen
imitier in .der gleichen Reihenfolge abgewikketelt werden-müssen: Hierzu sind geeiggnete;
vollselbsttätige Einrichtungen bekannt.
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Die vorliegende Erfindung geht jedoch von' Fernsteuerungseinrichtungen
aus, die auf mehrere in einer. Unterstation o. ,dgl. angeordnete Schalter einwirken:
Dabei -ist voraüsgesetzt, daß die sämtlichen. in dieser Unterstation angeordneten
Schalter, so, betätigt werden können, daß-sich von *Fall zu. Fall verschiedene-Leitungswege
ergeben, über:die die Energie fließt. '-Zu jedem dieser Leitungs= Wege .gehör@h
sm allgemeinen mehrere von den` in d er Unterstation vorhandenen .Schaltern. Man
hat die- Auswahl und die Betätigtunü dieser - Sehälter bisher stets über -die vorhandene
Vernsteuereinrichtung voFgenommen in der. ?Weise, - daß , zunächst -geprüft wurde,
Zvelche : Stellung , die - betreffenden Schaltef gerade:: einnehmen -und welcher
Energieweg sich bei Betätigung ergeben würde. ` Diese Prüfung ist mit den üblichen
Steuerquittungsschaltern oder auch an Hand .eines Leuchtschalthäldes möglich. War
danach fest= gestellt, daß die Betätigung aller dieser Schalter zulässig .ist; so
konnte für jeden Schalter einzeln nach und nach das entsprechende Kommando zur Unterstation
gesandt werden, wodurch allmählich der , beabsichtigte Energieweg aufgebaut wurde.
Diese Art der -Betätigung hat aber .zur- Folge, daß eine große Zahl von Einzelübertragungen
durchzuführen ist, so d*aß die' Fernsteuerungsapparatur entsprechend vielteilige
Wähler erhalten muß, und -aß schließlich die Herstellung des gewünschten Energieweges
doch letzten Endes von der Aufmerksamkeit des¢ Bedäenungsbeamten sehr stark abhängt.
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Es ist auch .schon der Vorschlag -gemacht worden, zwei hintereinanderliegende
Sehälter einer Unterstation. gleichzeitig,zu =betätigen, wobei in der Steuerstelle
diese beiden Schalter zunächst durch einen Vorberestungsschalter ausgewählt werden,
worauf .mittels einer Gruppenbefehlstaste die gleichzeitige Betätigung dieser beiden
Schalter erfolgt., Diese Einrichtung erfordert aber eine be= stimmte Mordnung von
Hilfsrelais in :der., jr
Nebenstelle, die einen Befehl so lange
aufzuspeichern haben, bis durch getrennte Übertragung von dem Vorbereitungsschalter
und der Gruppenbefehlstaste der Einschaltbefehl durchgegeben wird. Es sind also
auch bei dieser Einrichtung für zwei zu betätigende Schalter zwei Übertragungen
notwendig.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fernsteuerung von mehreren
Schaltern einer Schaltanlage o. dgl., die in verschiedener- Reihenfolge .und ,dabei
auch in einer verschiedene Leitungswege ergebenden Weise_geschaltet werden können,
und zur Rückmeldung von deren Stellungen nach einer oder mehreren Überwachungsstationen.
Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß so ausgebildet, daß von der Steuerstelle zur
Herstellung von aus mehreren Schaltern sich zusammensetzenden Energiewegen nur jeweils
ein Steuerkommando ausgesandt wird, das an der Empfangsstelle auf eine Zerlegungseinrichtung,
beispielsweise eine Steuerwalze oder eine Relaiskombination derart einwirkt, daß
diese jeweils in- eine von mehreren möglichen Stellungen gesteuert wird und ihrerseits
für die Herstellung des gewünschten Energieweges sorgt.
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In der Zeichnung .ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Anwendung
auf die Überwachung und Steuerung einer elektrischen ,Energseverteilungsanlage schematisch
dargestellt. Der Einfachheit halber ist für das Ausführungsbeispiel die Aufgabe
der Steuerung einer in einer Transformatorenstation ankommenden Hochspannungsleitung
gewählt.
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Die Hochspannungsleitung sowie deren Schaltorgane sind in der Abbildung
mit D bezeichnet. , Dieses verhältnismäßig einfache Leitungsnetz läßt erkennen,
daß trotzdem eine größere Anzahl einzelner Schalter zu betätigen sind. Das ,in der
fernzusteuernden Anlage ankommende Kommando wird Empfangsrelais Aal biss 4a4 zugeführt.
In der Zeichnung sind die Zuleitungen für diese Kommandostrom-Empfangsrelais Aa
.sowie der eigentliche Übertragungskanal und,die Sendesiation nicht besonders dargestellt.
Dagegen ist ein eintreffendes Kommando durch einen Pfeil mit der Bezeichnung K schematisch
wiedergegeben. Das ankommende Kommando kann beispielsweise ein Impuls bestimmter
Frequenz, bestimmter -Polarität oder bestimmter Zeitdauer, aber auch eine Impulskömbination
o. -dgl. sein. Jedes dieser unterschiedlich ausgebildeten Stromzeichen hat zur Folge,
daß eines der Empfangsrelais Aal bis A,4 zum Ansprechen kommt. Diese Empfangsrelais
bilden einen Teil einer Schaltungsanördnung A,- die.dazu dient, das ankommende vereinfachte
Kommando in die zur Ausführung desselben gehörenden Einzelkommandos zu zerlegen.
Die Kommandozerlegungsappatatür A besteht außer aus den Relais, Aal bis Aa4
.noch aus einer motorisch gesteuerten Steuerwalze Ab, die durch Ansprechen
eines der Relais Aal bis Aa4 in eine von mehreren Lägen I, II, III oder IV gebracht
wird. Inder Zeichnung ist .diese Steuerwalze in.ihrer Lage I dargestellt. In dieser
Lage ist eile Anzahl auf der Welle der motorisch an-`getriebenen Walze angeordneter
Segmente geschlossen, wodurch bestimmte, später noch zu erläuternde elektrische
Stromkreise vorbereitet werden. Durch die Stellung der motorisch angetriebenen Steuerwalze
wird das ankommende Steuerkommando K in einzelne Kommandos zerlegt. Durch das Steuerkommando
K werden beispielsweise die Segmente x und y der Segmentgruppe i geschlossen,
wodurch auf dem Umweg über ebenfalls, noch näher zu beschreibende Schaltmittel der
Trennschalter I der Leitungsanordnung D eingeschaltet wird. Durch die Art, wie die
einzelnen'Segmente der auf der Schaft--walze vorgesehenen Kontaktbahnen i, 2, 3,
4 usw. geschlossen sind, wird außerdem bestimmt, welcher Schalter bzw. -welche sonstigen
Organe der Hochspannungsanlage außer dem Trennschalter I fernbetätigt werden sollen,
um das in der Empfangsstelle ankommende Kommando K in allen seinen Einzelvorgängen
vollständig zur ,Ausführung zu bringen. Die einzelnen vier Stellungen der Schalt%valze
Ab ermöglichen, die Hochspannungsapparate -des Hochspannungsleitungsnetzes
D in vier verschiedenen Arten zu steuern. So kann durch ein Fernsteuerungskommando
bewirkt werden, daß die Leitung L an die Sammelschiene 31 angeschlossen wird, durch
ein anderes, daß die Leitung L an die Sammelschiene SZ angeschlossen - wird, durch
ein weiteres, daß die Leitung L mit ider Hilfssammelschiene H1 verbunden
oder 'aber durch ein viertes Kommando durch Verbindung mit der Sammelschiene E am
Erde gelegt wird.. Diese vier Möglichkeiten sind beispielsweise durch die vier Stellungen;
I, II, III, IV der motorisch angetriebenen Schaltwalze Ab bestimmt, in .die
je nach dem Eintreffen eines der vier Fernsteuerungskommandos die Schaltwalze durch
Ansprechen eines der Relais Aal bis Aa" gebracht wird. Diese vier Einzelkommandos
bewirken hierbei die Fernsteuerung von 7 Schaltern. Wäre die Schaltanordnung, wie
.aus .der Sehaltungs@nordnung D hervorgeht, eine andere, so könnte es auch vorkommen,
daß durch vier Kommandos 2o oder 3o einzelne Schaltvofgänge ausgelöst würden. Hierbei
wird die Wirtschaftlichkeit der Ar, ordnüng um so größer, je größer die ,Anzahl
der
hierfür benötigten _Ferusteuerungskormmändos ist: Mit Hilfe der Segmente :der Kontaktbahnen'!,
2, 3, q., -beispielsweise -durch .deren besondere Anordnung innerhalb dieser- Bahnen,
wird zweckmäßig auch die Reihenfolge der Steuerung der "einzelnen -Schalter festgelegt,
wobei auch die Steuerung der Schalter oder sonstigen Organe von :der des jeweils
vorher zu betätigenden Schalters oder Anlageteiler' abhängig gemacht wird. Für den
ersten zu steuernden Schalter wird :durch ein entsprechendes Segment :der entsprechenden
Kontaktreihe :der Steuerwalze A6 diese Abhängigkeitsschaltung überbrückt: Weiter
ist nun vorteilhaft noch eine Kontaktariordnurig B vorgesehen, die dazu dient, die
durch die einzelnen Segmente der Steuerwalze Ab festgelegten einzelnen .Schalthandlungen
so,zu- verriegeln; daßdiese Schalt-Bandlungen in richtiger Weise erledigt werden-.
Das Segment x der Kontaktbahn i der Walze Ab hat, wie bereits erwähnt, die
Aufgabe,- auf Umwegen über Relais usw. die Ein, schalturig des Trennschalters T1
der Hochspan'nungsanlage vorzunehmen. Wie aus der Darstellung der Hochspannungsanlage
aber hervorgeht, ist diese Einschaltung nur dann zulässig, -wenn der Erdungsschalter
TB ausgeschaltet ist: In diesem Falle ist das Kommandö K, dem beispielsweise die
Aufgabe zugrunde liegt, das Verbinden der Leitung L mit der Sammelschiene S1 herbeizuführen,
ausführbar:- Im anderen Fall würde nach dem Einschalten der Schalter Ti, T2, T3
oder T4 die unter Spannung stehende Leitung. L durch den Erdungsschalter T8 kurzgeschlossen
werden, wodurch eine schwere Betriebsstörungverursacht würde. Diese Störung wird
durch die Anordnung gemäß..dex Erfindung .dadurch verhindert, daß die Ausführung
des EinschaItkommändos für das Trennmesser I dann nicht erfolgt, wenn eben dieser
Erdungsschalter T8 geschlossen ist, Ermöglicht -wird dies dadurch, daß an dem Erdungsschalter
T8 ein Hilfskontakt 8 angebracht ist, der ein kelais.z'betätigt. Die-Anordnung ist
hierbei so getroffen, daß der Hilfskontakt 8 geschlossen und das Relais z' eingeschaltet
ist, wenn ,der Erdungsschalter T8 sich im ausgeschalteten Zustand befindet, so daß
also in diesem Fälle die Kontakte a und b des Relais i` alsdann -geschlossen sind.
Die Steuerleitung zi für das Trennmesser T1 führt über den Kontakt b- des Relais
i', Wodurch bewirkt wird, :da-ß das -Einzelkommando der Segmentgruppe i der motorisch
angetriebenen Schaltwalze Ab nur dann ausgeführt werden kann, wenn der Erdungsschalter
T8 sich in seiner ausgeschalteten Stellung befindet. In .ahn-. licher We,i:se sind
die Spülen der. Verriegelungsreläi,s ä', 3', 4 der Prüfeinrichtung B mit Schalterhi.lfskontakten
verbunden: - Hat beispielsweise. die Segmentgruppe 2 .-der Schaltwalze
Ab die Aufgabe, den Hochspannungstrenrnschalter T2 einzuschalten, sä soll
das nur dann möglich sein, wenn der Hochspännungsölschalter T1 sich im ausgeschaIte-;ten
Zustand befindet. Dies wird dadurch be-:wirkt, daß süit dem Hochspannungsschalter
T4 'ein Hilfskontakt q. verbunden ist, der die Betätigung :des Relais z' steuert.
Würde diese Verriegelung nicht vorhanden sein, dann könnte der Fall eintreten, daß
bei geschlossenem Hochspannungsschalter T4 durch Einschalten des Hochspannungstrennschalters
T2 mitHilfe dieses Trennschalters zwei Netzteile zusammengeschaltet werden könnten.
Dieser Aufgabe ist einerseits @der-Trennschalter nicht gewachsen und außerdem könnte
-der Fallvorliegen, daß es sich um eine Einschaltung handelt, bei der eine vorhergehende
Synchronisierung bzw. Spannungsangleichung notwendig wäre. Die Prüfeinrichtung B
hat also ,die allgemeine Aufgabe; die .den Fernsteuerkommandos entsprechenden Einzelschaltungen
auf ihre Ausführbarkeit hin zu prüfen.- Die Prüfung .der Ausführbarkeit :der einzelnen
Schaltungen erfolgt hierbei nicht nur in Abhängdgkeit von :dem nugenblicklichenBetriebszustand,
sondern auch unter Berücksichtigung desjenigen Betriebszustandes der einzelnen Organe,
den das auszuführende Kommando zur Folgehaben würde. Häridelt es sich z. B. darum,
den Schalter T1 allein einzuschalten, so kann Idas unter Umständen, zulässig sein,
nicht aber dann, wenn außer dem Sehalter T, noch die Schalter T2, T4, T7
eingeschaltet werden sollen. Hierfür ist es zweckmäßig, der Prüfapparatur B vermittels
der Segmente i, 2, 3 usw. der Koanmandozerlegungseinrichtüng A die- Betriebszustände,
welche nach Ausführung des Kommandos vorliegen müssen, vorzutäuschen.
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Ferner ist -bei dem Ausführungsbeispiel noch eine Einrichtung C vorgesehen,
die die .Einschaltung--der einzelnen Organe der Hochspannungsschaltanlage bewirkt.
-Die Einrichtung C enthält demnach die Schaltschützen und/oder die Zwischenrelais
i", 2', 3", 4' usw. aller zu betätigenden ferngesteuerten Organe der Hochspannungsanlage.
Da es nun bei der Steuerung komplizierter Schaltanlagen von einer Lastverteilerstelle
aus von großer Bedeutung ist, daß der steuernde Beamte gleich nach erfolgter Aussendung
der vereinfachten Kommandos K darüber informiert wird, ob das Kommando ausführbar
ist bzw. ob es, von ,den in .der ferngesteuerten Anlage vorgesehenen Relais- öder
Schaltapparaturen ausgeführl -,verden wird, und .da die Ausführung der einzelnen
eigentlichen Schalt
handlungen eine bestimmte Zeit in Anspruch nimmt,
die dem Überwachungsbeamten den Überblick über den Erfolg des -ausgesandten Kommandos
erschwert, so sind nach der Erfindung weitere Mittel vorgesehen, um die Rückmeldung
von dem Ansprechen der Schaltschütze usw. unabhängig zu machen. Zu diesem Zweck
,ist in der Zeichnung in der Verbindungsleitung v - ein Relais h vorgesehen, das
die Aufgabe hat" zu untersuchen, ob das_-durch die Steuerung der motorisch angetriebenen
- Walze Ab in einer bestimmten Stellung in Einzelkommandos zerlegte Haupt-.
kömmando ausführbar ist. Die Leitung v ist aus` diesem Grunde über einzelne Segmente
der Schaltwalze Ab und außerdem über die Arbeitskontakte ä sämtlicher Prüfrelais
z', a' 3' geführt. Befinden sich alle diese Prüfreiais, die dem der augenblicklichen
Stellung der motorisch angetriebenen Walze Ab entsprechenden Kommando zugeordnet
sind, im angezogenen Zustand, so sind diese Kontakte geschlossen, so daß das Relais
V4zum Ansprechen kommen kann. Dies hat zur Folge, .daß dieses Relais seinen - Arbeitskontakt
va schließt, wodurch eine Rückmeldung nach der Überwachungsstelle veranlaßt wird.
Dieses Rückmeldekommando bringt dem Überwachungs'beamten zur Kenntnis, daß die dein
Kommando K entsprechenden Einzelkommandos -als durchführbar festgestellt sind und
ausgeführt werden. Hierbei kann nach Eingang .dieser Meldung und nach Ausführung
,der _ Schaltvorgänge eine weitere Meldung über die erfolgte Stellungsänderung abgegeben
werden.
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An:. Stelle der motorisch angetriebenen Steuerwalze Ab kann
nach der Erfindung auch eine Relaiskombination treten, die die Funktionen .dieser
Steuerwalze übernimmt. Ebenso können an Stelle .der einzelnen Segmentano.rdnungen
Auswahleinrichtungen anderer Art vorgesehen werden, beispielsweise solche, 'wie
sie in der automatischen Telephonie oder in der elektrischen Fernsteuerungstechnik
häufig angewendet werden. Diese Einrichtungen übernehmen alsdann ,die Aufgabe, durch
deren. Stromkreise öder Stromkreiskombinationen, die dem Hauptkommando zugeordneten
Einzelkommandos nachzubilden und außerdem die Aufgabe, festzustellen, in welcher
Weise 'die einzelnen Schalthandlungen .m,it Rücksicht -auf die Erfordernisse des
Betriebes ausführbar sind. An Stelle der Relais Aal bis Aä, vermögen ebenfalls Mittel
anderer Ärt- zu treten, beispielsweise Dreh-, wählet öder Relaisketten, die je nach
dem ankommenden Kommando in andere Stellungen übergeführt werden. Wird das Hauptkommando
.durch Impulse vAschiedener Frequenz gegeben, so treten an- die Stelle der vier
oder mehr Relais Aal. bis Aa4 entsprechende Frequenzwähler. Diese Wähler
wenden beim Eintreffen eines Hauptkommandos in eine entsprechende Stellung ,gebracht,
wodurch Uewirkt wird,ldaß die elektromotorisch angetriebene WalzeAb oder das an
deren Stelle vorhandene Kontaktorgan eine dieser Stellung und damit dem jeweiligen
Hauptkommando entsprechende Lage einnimmt. Es ist 'außerdem auch möglich, die* Einrichtungen
Aal bis AQ4 und Ab in einer einzigen Anordnung, beispielsweise in einer Anordnung
von Schrittschaltwerken oder Relais; zu vereinigen.
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Die Prüfeinrichtung B, die die Aufgabe hat, festzustellen, ob alle
bei einem Hauptkommando vorgesehenen einzelnen Schalthandlungen ausführbar sind,
kann ebenfalls durch Schaltmittel anderer Art dargestellt werden. Die Prüfeinrichtung
erhält zweckmäßig auch alle diejenigen Einrichtungen, die erforderlich sind, die
Netzteile ohne Schäden für die Hochspannungsanlage aneinander zu schalten. Beispielsweise
wäre in der Prüfeinrichtung ein Parallelschaltapparat aufzunehmen, dem die Aufgabe
zukommt, zu untersuchen, ob zwei Netzteile, die .mit Hilfe eines ferngesteuerten
Schalters zusammengeschaltet werden sollen, sich sm Synchronismus bzw. in Spannungsgleichheit
befinden oder nicht. Sind die beiden Netzteile nicht im Synchronismus, so rnuß durch
die Prüfeinrichtung die Ausführung des Fernsteuerkommandos so lange verzögert werden,
bis die Bedingungen,, die das Zusammenschalten der beiden Netzteile .erlauben, vorhanden
sind. Für das Einschalten von Maschinen u. dgl. und das Anschließen ihrer Stromkreise
an bestehende Netze, das Verändern von Widerständen, Spulenstromkrei-sen, das Zu-
oder Abschalten von Feld- oder Ankerwicklungen o. dgl: sind besondere Prüfeinrichtungen
vorzusehen. Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung ist demnach nicht nur-zu
verwenden für die Verbindung von Hochspannungsleitungen mit Sammelschienen bzw.
der Durchschaltung und Sperrung von elektrischen Energiewegen, sondern auch zur
Durchschaltung und Sperrung von Energiewegen anderer Art, wobei in allen Fällen
auch die zeit- und betriebsgerechte Inbetriebsetzung von Hilfsmaschinen, Kraftwerken,
Hilfsnetzen usw. einen Bestandteil oder eine solche Durchschaltung oder Sperrung
eines Energie-#veges bilden Mami. Hierbei wird es häufig zweckmäßig sein, die einzelnen
Segmentgruppen .der Kontaktwalze Ab oder der sonstigen Kontaktmittel nicht
einem zu steuernden Schaltvorgang, .beispielsweise einem Hochspannungsschalter zuzuordnen,
sondern einer ganzen Schaltergruppe bzw.
Gruppen von beweglichen
Organen, unter Umständen aber auch den Schalt- oder Anlaßmitteln von Transformatorenstationen,
Kraftwerken o. dgl. _ In diesem Falle wird vorteilhaft zunächst eine Zerlegung des
vereinfachten Kommandos in Unterkommandos und durch weitere Zerlegungsapparaturen
in einzelne Ausführungskommandos vorgenommen, wobei die Ausführung der,einzelnen
Schaltvorgänge in gleicher Weise, wie oben beschrieben, überprüft, zurückgemeldet
oder ausgeführt wird.