DE862181C

DE862181C - Verfahren zur Koordinierung von mehreren Tonfrequenz-UEberlagerungssendeanlagen

Info

Publication number: DE862181C
Application number: DEZ1961A
Authority: DE
Inventors: Oskar Dipl-El-Ing Grob
Original assignee: Zellweger A G App & Maschinenf
Current assignee: Zellweger A G App & Maschinenf
Priority date: 1951-03-13
Filing date: 1951-06-26
Publication date: 1953-01-08

Description

Verfahren zur Koordinierung von mehreren Tonfrequenz-Überlagerungssendeanlagen Von nach dem Wechselstromimpulsverfahren arbeitenden Überlagerungszentralsteuerungsanlagen wird oft gefordert, daß sie räumlich sehr ausgedehnte und stark vermaschte Starkstromnetze zur Verteilung elektrischer Energie erfassen. Dieser Forderung der Praxis steht aber die technische Tatsache entgegen, daß die zumeist verwendeten tonfrequenten Steuerimpulse in den vorhandenen Starkstromleitungen infolge impedanzmäßiger Fehlanpassungen sehr große Spannungsabfälle oder auch Spannungserhöhungen erleiden, sobald die Leitungslängen in die Größenordnung von 1/4 Wellenlänge der verwendeten Steuerfrequenz kommen.
Man rüstet deshalb räumlich sehr ausgedehnte Netze vorteilhafter mit mehreren kleineren statt mit einer einzigen großen Sendeanlage aus. Hierbei muß selbstverständlich dafür gesorgt sein, daß bei Benutzung von mehreren Sendeanlagen keine durch gegenseitige Beeinflussung verursachte Störungen auftreten können. Sofern in einem Starkstromnetz die Zwischenspannungsnetze nur in sich selbst, nicht aber mit benachbarten Zwischenspannungsnetzen direkt- galvanisch vermascht sind, bereitet die Ausschaltung-dei unerwünschten gegenseitigen Beeinflussung keine Schwierigkeiten (vgl. schweizerische Patentschrift 247 1o8).
Die fortschreitende Verbesserung -der Selektivschutzgeräte hat nun aber dazu geführt, .daß vielerorts-:die Zwis.chenspannungsnetze zur Verbesserung der Spannungshaltung nicht nur in sich,- sondern auch mit Nachbarnetzen galvanisch vermascht -,verden. Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Koordinierung von mehreren Sendeanlagen in,solchen vermaschten Netzen.
Diese besteht darin, daS, zur Koordinierung von mehreren tonfrequenten: Überlagerungszentralsteuerungssendeanlagen die Steuerimpulse in ,den Sendern: gleichzeitig gesendet werden und: daß weiterhin zur Vermeidung von durch Int@rf,erenz in bezug auf die Steuerspannung mögliche Nullstellen im Netz die Steuerfrequenzen der einzelnen Sender voneinander um vorzugsweise mindestens i Hz und höchstens 5o Hz abweichend, gewählt werden. An Hand. der Figuren sei als. Beispiel die Wirkungsweise von zwei nach :dem erfindungsgemäßen Verfahren koordinierten Sendeanlagen näher erläutert: In Fig. i bedeuten, I und II zwei Um;spannwerke :zur Verteilung elektrischer Energie, die über ein gemeinsames elektrisches - Hochspannungsnetz 38, das. beispielsweise zur Speisung .dieser Unterwerke dienen und beliebig vermascht sein kann, miteinander verbunden sind.. Die Unterwerke I und II besitzen je eine Zentralsteuerungs,sendeanlage A und B, die mit Hilfe eines dreipoligen Schalters 22 an ein dreiphasiges Zwischenspannungsnetz 21 angeschlossen sind. Die Zentralsteuerungssendeanlagen sind dreiphasig ausigeb:ild.et und bestehen jeweils, aus .dem Dreiphasentonfrequenz,generator 3o, dessen Antrieb, nicht eingezeichnet ist. Die Erregewicklung 31 erhält bei geschlossenem Schalter 35 Gleichstrom zur Erregung des Tonf.requenzgenerato.rs 30, wobei die Steuerung der Schalter 35 beispielsweise durch eine übergeordnete Fernsteuerungsanlage mit Hilfe von Relais 5,o von einem :gemeinsamen Kommandogerät 51 aus, erfolgen kann: Es ist dabei gleichgültig, ob als übertragungskanal für,die, übergeordnete Fernsteuerung Steueradern 52 oder ein leitungsgerichteter Hochfrequenzkanal .benutzt wird.
Die vom Tonfrequenzgenerato.r erzeugten Steuerimpulse werden dreiphasig. über den Übertrager 29, die Abstimmspulen 24, 26, 28, die Kopplungs@ kondensatoren 23, 25, 27 und die Trennschalter 22 den Zwischenspannungsnetzen 21 überlagert.
Wie in Fig. i dargestellt, seien nun die beiden Zwischenspannungsnetze 21 der beiden. Umspannwerke I und II über die Leitung 54 .direkt galvanisch miteinander verbunden.. Ein :beispielsweise ungefähr in .der Mitte .dieser Leitung 54 über einen. Netztransformator 55 angeschlossener Zentralsteuerungsempfänaer 56 erhält also sowohl vom Sender A als. auch vom Sender B her tonfrequente Steuerspannung. Es sind nun Netzverhältnisse denkbar, bei denen beim Empfänger 56. die von A und. B herstammende Steuerspannungen amplitudenmäßig ungefähr gleich groß .sind. Da es ferner mit , wirtschaftlich tragbarem Aufwand kaum möglich sein wird, die von A und B herkommenden Steuerspannungen - zu synchronisieren, muß damit gerechnet werden, daß in, ungünstigen Fällen die beiden amplitudengleichen Steuerspannungen beim Empfänger 56 gegenphasig eintreffen. Dies hätte bei genauer Ge.genphas.igkeit und bei genauer Amplitudengleichheit ein vollständiges Auslöschen der Steuerspannung beim Empfänger 56 zur Folge. Aber auch schon eine ungefähre Gegenphasigkeit und. Amplitudengleichheit kann die Steuerspannung beim Empfänger 56 so stark reduzieren, daß ein ordnungsgemäßes Ansprechen :der Zentralstenerungsanlage nicht mehr gewährleistet ist.
Dieser Übelstand kann nun :dadurch behoben werden, daß die tonfrequenten Steuerfrequenzen. der zu koordinierenden Sendeanlagen (im, vorliegenden Falle beispielsweise von den beiden Sendeanlagen A und b') nicht genau .gleich gewählt werden. Ist beispielsweise die 1~ requenz der SendeanlageA gleich 1355 Per.,/s und ,diejenige der Sendeanlage B ,gleich 1345 Per./s, so entsteht in allen Punkten des Netzes 2i, in denen für die beiden Steuerspannungen Amplitudengleichheit herrscht, eine sogenannte Schwebu.ng mit der Differenzfrequenz ro. Mit anderen Worten, die resultierende Steuerspannung wechselt in ihrer Amplitude periodisch zwischen Null und, dem doppelten Wert :der von einer Sendeanlage herrührenden Steuerspannung. In Fig.2 sind diese Verhältnisse graphisch .dargestellt. Die Wellenlinie 6o bedeutet die vom Sender A herrührende, beim Empfänger 56 auftretende Steuerspannung, während; 61 die vom Sender B herrührende, am Empfänger 56 auftretende Steuerspannung darstellt. Die Kurve 62 entspricht endlich der am Empfänger 56 resultierenden Steuerspannung.
Sofern. die Dauer T einer Schwebungsperiode nicht allzu groß ist, spricht :der Empfangsapparat 56 auf eine mittlere Steuerspannung an. Da die Dauer T einer Schwebungsperiode gleich dem reziproken Wert der Differenzfrequenz der interferierenden Frequenzen ist, wäre es besonder9 bei Empfangsapparaten mit rasch arbeitenden, Relais günstig, die Differenzfrequenz möglichst groß zu wählen. Dem steht aber die Tatsache entgegen, daß sowohl die sende- als: auch die empfangsseitigen Filter auf die Nennfrequenz (im: vorliegenden Falle 135o Hz) abgestimmt sind.
Bei allzu großen Abweichungen von der Nennfrequenz würden deshalb die Steuerfrequenzen außerhalb der Filterdurchlaßbereiche liegen, was natürlich unzulässig ist. Aus diesen Gründen soll die Differenzfrequenz praktisch der Wert von 5o Per./s nicht überschreiten.
Bei kleinen Differenzfrequenzen von z. B. nur i Per./s erweisen sich Zentralsteuerungssysteme mit zeitlich. langen Impulsen als sehr vorteilhaft (vgl. schweizerische Patentschriften 252217, z6o 793 und 264207). Diese Systeme , gestatten nämlich auch bei langen Schwebungsperioden noch :eine Mittteilung? der Steuerspannungen. Sofern das. verwendete Zentralsteuerungssystem nach dem bekannten Impulsintervallverfahren arbeitet, ist selbstverständlich die weiter oben erwähnte gemeinsame und. zeitlich übereinstimamen.de Impulsdurchgabe aller zu; koordinierenden Sendeanlagen unerläß,lich. Die zeitlich übereinstimmende Impulsdurchgabe kann. aber nicht nur durch eine übergeordnete Fernsteuerung, sondern auch durch eine präzis. gehende Mutteruhr erzielt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren. zur Koord.,in?ieru.ng von mehreren Tonfrequenz-Überlagerungssen:deanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulse in den Sendern gleichzeitig gesendet werden und daß die Steuerfrequenzen der einzelnen Sender voneinander abweichend gewä'h'lt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung der Steuerfrequenzen der ein.zeelrnen Sender mindestens i Hz und höchstens 5o Hz beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch i, :dadurch gekennzeichnet, daß die Abweichung der Steuerfrequenzen der einzelnen Sender so gewählt wird, daß einerseits durch :die von, mindestens zwei Sendern an einem gemeinsamen; Ort hervorgerufene Steuerspannung während eines ganzen Steuerimpulses mindestens eine vollständige Schwebung ergeben und d@aß andererseits die Abweichung der einzelnen, Steuerfrequenzen nicht größer gewählt werden., als daß .sich in den verwendeten Empfängern Spannungsverluste an: den Tonfrequenzfi.ltern infolge Arbeitens an einer Filterflanke von nicht mehr als- 2o '/o ergeben. q-.
Verfahren nach den Ansprüchen. i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Sendung der Steuerimpulse übergeordnete Fernsteuerungsanlagen benutzt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur gleichzeitigen Sendung der Steuerimpulse genau gehende Mutteruhren. benutzt werden..
6. Verfahren nach den. Ansprüchen i bis q., dadurch bekennzlichnet, daß für die übergeordnete Fernsteuerung leitungsgerichtete Hochfrequenzkanäle benutzt werden.