DE960560C - Anordnung zur UEbertragung von Schaltkriterien ueber mit Wechselstrom betriebene Elektrizitaetsverteilungsnetze - Google Patents

Description

• Anordnung zur Ubertragung von Schaltkriterien über mit Wechselstrom betriebene Elektrizitätsverteilungsnetze Bei der Elektrizitätsversorgung wird die Aufgabe gestellt, von zentraler Stelle aus den Energieverbrauch möglichst auszugleichen und eine Anpassung von Energieerzeugung und -übertragung anzustreben. Außerdem werden solche Zentralsteuerungsanlagen noch zur Steuerung der Straßenbeleuchtung oder der Beleuchtung von öffentlichen Gebäuden und Plätzen, Treppenhäusern usw. eingesetzt. Es ist auch bekannt, auf diese Weise Alarmruf für Polizei und Feuerwehr durchzugeben: Von der Verwendung besonderer Steuerleitungen ging man bald ab und benutzte statt eines ausgedehnten nur Steuerzwecken dienenden Netzes zur >J`bertragung der Steuerbefehle das Elektrizitätsverteilungsnetz selbst. Hierzu wurden verschiedene Verfahren angewendet. So werden im sogenannten Spannungssprungverfahren durch kurzzeitige Unterbrechungen einer Phase des Drehstromnetzes Spannungssprünge erzeugt, deren zeitlicher Abstand den Inhalt des Schaltbefehles kennzeichnet. Daneben wurde das Tonfrequenzverfahren entwickelt, das eine große Verbreitung gefunden hat. Bei diesem letztgenannten Verfahren werden die Steuerbefehle in Form von tonfrequenten Impulsen auf das Energieversorgungsnetz gegeben. Die Steuerfrequenz wird dabei der Netzfrequenz überlagert. Man kann beispielsweise durch Wahl verschiedener Frequenzen oder Frequenzkombinationen unterschiedliche Steuerbefehle übertragen. Vielfach verwendet man aber nur eine Steuerfrequenz und kennzeichnet den Inhalt der verschiedenen Steuerbefehle entweder durch die Anzahl der hintereinander ausgesandten Tonfrequenzimpulse oder dadurch, daß man jedem Steuerbefehl eine bestimmte zeitliche Lage bezüglich eines Startimpulses zuordnet. Durch den Startimpuls wird an sämtlichen Empfangsstellen der Empfänger -in Betrieb genommen. Ein durch einen kleinen Synchronmotor angetriebener Schaltarm stellt sich nacheinander auf verschiedene Schaltmittel ein. Diese Schaltmittel werden dann betätigt, wenn in diesem Zeitintervall ein entsprechender Steuerimpuls vom Sender ausgesandt wird.
• Allgemein verwendet man zur Erzeugung der Steuerfrequenz an Stelle von Röhrengeneratoren rotierende Tonfrequenzgeneratoren, die gegenüber den Röhrengeneratoren den Vorzug der Robustheit und Betriebssicherheit haben.
• Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem die Schaltkriterien durch Tastung aller oder eines Teiles der an sich im Wechselstromnetz vorhandenen Oberwellen gebildet werden, wobei im Netzteil liegende und auf eine oder mehrere Oberwellen abgestimmte Kreise zur Übertragung eines Schaltbefehls kurzgeschlossen werden. Die Übertragung der Schaltbefehle erfolgt also nach dem Arbeitsstromverfahren.
• Der Oberwellenteil des Netzwechselstromes ist normalerweise unterdrückt und wird nur bei Abgabe eines Schaltkriteriums in dem zur Signalgabe benutzten Phasenleiter wirksam.
• Bei dieser Anordnung entfällt der Generator für die tonfrequente Steuerfrequenz und die besondere Einrichtung zur Einspeisung in das Netz. Auf der Sendeseite werden in die einzelnen Phasenleiter eines Wechselstrom- oder Drehstromnetzes Tiefpässe eingeschleift. Empfangsseitig sind entsprechend abgestimmte Hochpaßübertrager vorgesehen und mit Empfangsschaltmitteln verbunden.
• Diese Anordnung weist aber den Nachteil auf, daß die Filter auf der Sendeseite dauernd vom ganzen Netzstrom durchflossen werden und entsprechend ausgelegt sein müssen, um diese Belastung auszuhalten. Die Erfindung bringt eine Verbesserung dieser Anlage und erreicht dies dadurch, daß die Schaltkriterien nach Art des an sich bekannten Ruhestromprinzips durch Unterdrückung des normalerweise vorhandenen Oberwellenanteiles gebildet werden.
• Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die Oberwellen bzw. Oberwellenbereiche nur kurzzeitig unterdrückt werden müssen. Die Filterschaltungen werden daher nicht dauernd belastet und können wirtschaftlicher ausgeführt werden.
• Außer den abgestimmten Empfangskreisen sind am Empfangsort keine besonderen Schaltmittel notwendig, um Störungen durch benachbarte Frequenzen usw. zu beseitigen.. Die- Empfangseinrichtung kann daher sehr einfach ausgebildet sein. Beispielsweise können gewöhnliche Relais in Kombination mit Gleichrichtern verwendet werden. Auch der Einsatz von Frequenzrelais als Empfangsmittel ist möglich. Ohne Schwierigkeiten können auch an sich bekannte '\#'erstärkereinrichtungen vorgesehen werden, über die der empfangsseitig aufgenommene Oberwellenanteil dem Empfangsmittel zugeführt wird.
• Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Anordnung auch so getroffen werden, daß der empfangsseitig aufgenommene Oberwellenanteil in an sich bekannter Weise die Zündung einer Entladungsröhre bewirkt. Die Empfangsstellen können zu Gruppen zusammengefaßt werden, je nachdem, an welchen Phasenleiter sie angeschlossen sind. Es ist somit möglich, einzelne Empfängergruppen, unabhängig von den anderen, in Tätigkeit zu setzen.
• In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt, die nachstehend beschrieben werden.
• Fig. i zeigt eine aus Relais und Gleichrichtern bestehende Empfangsschaltung; Fig. 2 zeigt eine Empfangseinrichtung mit Verstärkern; Fig. 3 zeigt eine Kompensationsschaltung, die in Verbindung mit der Fig. i oder 2 verwendet werden kann. In der Fig. q. ist eine Entladungsröhre als Empfangsmittel verwendet.
• .In der Fig. i ist ein Dreiphasennetz R, S, T mit Nulleiter 0 gezeigt. In die einzelnen Phasenleiter sind Filteranordnungen Fr, Fs bzw. Ft eingeschleift. Diese sendeseitig angeordneten Filter stellen Tiefpässe dar mit einer Grenzfrequenz, beispielsweise bei der dritten Oberwelle und dem Pol bei der fünften Oberwelle. Die 5o-Hz-Verluste werden dadurch niedrig gehalten und die zur Signalgabe verwendeten Oberwellen stark gedämpft. Durch entsprechende Schalter Sr, Ss bzw. St sind im Ruhezustand die sendeseitigen Filter kurzgeschlossen. Dadurch gelangen in dem betreffenden Phasenleiter die Oberwellen auf das Verteilungsnetz. .Auf der Empfangsseite sind die Empfangsschaltmittel jeweils zwischen einen Phasenleiter und -den Nulleiter eingeschaltet. Zwischen den Phasenleiter T und den Nulleiter 0 ist beispielsweise ein Hochpaßübertrager Tr i mit einer Grenzfrequenz bei der fünften Oberwelle eingeschaltet. Auf der Sekundärseite dieses übertragers wird über einen Gleichrichter Gl das Relais R dauernd erregt. Ein Schaltkriterium wird dadurch übertragen, daß der Schalter St geöffnet wird und dadurch die Oberwellen im Phasenleiter T ferngehalten werden. Das Relais R fällt ab und schließt mit seinem Kontakt r den Signalstromkreis Si. Dabei kann ein normales Flachrelais Verwendung finden.
• In der Fig. 2 ist der Hochpaßübertrager Tr i ap den Phasenleiter S angeschlossen und auch hier gelangen, die Oberwellen dauernd über den Übertrager Tr i auf den Transistarverstärker T. Das Relais R ist demzufolge dauernd erregt. Die Übertragung von Schaltkriterien erfolgt in derselben Weise, wie bei der Fig. i beschrieben ist. Die Schaltung des Verstärkers ist für das Wesen der Erfindung nicht von Bedeutung und braucht daher nicht näher erläutert zu werden.
• In der Fig. 3 ist ein nicht als Hochpaßübertrager ausgebildeter Übertrager Tr4 an das Netz angeschlossen. Über den Gleichrichter GL wird die Wicklung des Relais R dauernd erregt. Diese Anordnung ist als Kompensationsschaltung gedacht und kann mit einer der Fig. i oder 2 zusammen verwendet werden. Ihre Wirkungsweise ist wie folgt: Im Ruhezustand wirken sowohl die Oberwellen über den abgestimmten Übertrager Tr i (Fig. i oder 2) auf die eine Wicklung des in an sich bekannter Weise mit zwei getrennten, Wicklungen versehenen Relais R, als auch die Netzfrequenz über den Übertrager Tr4 auf die andere Wicklung desselben Relais. Diese Wicklung ist als Gegenwicklung geschaltet.. Durch Verändern des Widerstandes W kann nun der Strom in der Gegenwicklung des Relais R so eingestellt werden, daß die Wirkungen beider Wicklungen sich aufheben, d. h., daß das Relais R im Ruhezustand nicht ansprechen kann. Wenn nun bei der Signalgabe die Oberwellen ausbleiben, wird die eine Wicklung des Relais R nicht mehr erregt, so daß allein die Gegenwicklung wirksam ist und das Relais R zum Ansprechen bringt. Der Kontakt r schließt dann, wie angedeutet, den Signalstromkreis Si. Durch diese Kompensationsschaltung erhält man im Signalstromkreis wieder einen Arbeitskontakt. Am Schalter Sr (Fig. i) ist noch angezeigt, daß bei einer Signalgabe, d. h. bei Unterdrückung der Oberwellen, die im Netz selbst erzeugten störenden Oberwellen durch die Filteranordnung F in der Zwischenzeit unterdrückt werden. Entsprechende Filter können selbstverständlich auch an den Schaltern Ss und St vorgesehen werden.
• In der Fig.4 ist der in entsprechender Weise abgestimmte Hochpaßübertrager Ty i zwischen den Phasenleiter S und den Nulleiter O eingeschleift. Die Oberwellen gelangen über den Schalter Ss (Fig. i) und den Phasenleiter S zum Empfänger. und bringen die in an sich bekannter Weise geschaltete Entladungsröhre K zum Zünden. Dabei spricht das Relais R an und schließt den Signalstromkreis. Durch den nicht als Hochpaßübertrager ausgebildeten Übertrager Tr 2 ist sichergestellt, daß die Röhre bei Unterbrechung der Oberwellenaussendung wieder erlischt. Auch diese Schaltung kann mit der in Fig. 3 dargestellten- Kompensationsschaltung zusammen verwendet werden.
• Das Verfahren bietet die Möglichkeit sowohl nach dem Einfrequenzverfahren mit Impulssteuerung, als auch nach dem Mehrfrequenzverfahren zu arbeiten, denn es ist ohne weiteres möglich, sich sende- bzw. empfangsseitig auf bestimmte Oberwellen festzulegen. Jedoch sind dabei empfindlichere Empfangseinrichtungen erforderlich. Die im Wechselstromnetz stets vorhandenen Oberwellen reichen vollkommen aus, um die erforderliche Signalspannung an den Empfangsstellen zur Verfügung zu stellen. Der besondere Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß die bisher als Störungen bekämpften und nie ganz unterdrückbaren Oberwellen sinn- und zweckvoll ausgenutzt werden. Die Vorteile des Verfahrens werden an einem einfachen Anwendungsbeispiel klar. Es sei angenommen, daß in einem Feueralarmsystem die Alarmierung der Feuerwehrmänner durch Steuerung des Elektrizitätsverteilungsnetzes, wie oben beschrieben, erfolgt. Wie oben erwähnt, ist im einfachsten Fall beim Empfänger nur ein abgestimmter Übertrager und ein gewöhnliches Relais mit Gleichrichter erforderlich. Das Empfangsgerät kann demnach sehr klein und handlich gebaut werden. Es ist daher für einen Feuerwehrmann möglich, den Empfänger praktisch überallhin mitzunehmen und abwechslungsweise an der Arbeitsstätte oder in der Wohnung in einfachster Weise aufzustellen, indem er ihn nur mittels eines Steckkontaktes an das Elektrizitätsnetz anzuschließen braucht.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Übertragung von Schaltkriterien oder Signalen über mit Wechselstrom betriebene Elektrizitätsverteilungsnetze unter Verwendung der im Wechselstromnetz vorhandenen Oberwellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkriterien nach Art des an sich bekannten Ruhestromprinzips durch Unterdrückung des normalerweise vorhandenen Oberwellenanteiles gebildet werden.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Kompensationsschaltung an der Empfangsstelle, die den dauernd empfangenen Oberwellenanteil kompensiert und die Empfangsschaltmittel nur bei Ausbleiben des Oberwellenanteiles bei einer Signalgabe zur Wirkung kommen läßt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsschaltung ein Empfangsrelais mit zwei getrennten Wicklungen von entgegengesetztem Wicklungssinn enthalten, von denen der einen Wicklung über einen Hochpaßübertrager der Oberwellenanteil und der anderen Wicklung die Netzfrequenz zugeführt wird, und daß die Wirkungen beider Wicklungen sich im Normalzustand aufheben.
4. 4. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der empfangsseitig aufgenommene Oberwellenanteil die Zündung einer Entladungsröhre bewirkt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 367 618, 697 566, . 742 845-, 756:2912.