Registriereinrichtung Die Erfindung betrifft eine Registriereinrichtung, insbesondere zur Ermittlung der Dauerlinie einer zeitab hängig veränderlichen Messgrösse, welche diskrete Werte dieser Messgrösse unter Benützung von densel ben einzeln zugeordneten Zählwerken nach Grösse und Gesamtdauer ihrer Intensität ordnet. Dauerlinie ist jene Kurve, welche die nach Grösse und Dauer geordneten Werte dieser Veränderlichen verbindet.
In elektrischen Versorgungsnetzen ändern sich bei spielsweise in einem bestimmten Leitungsabzweig die elektrischen Grundgrössen - Strom, Spannung bzw. Leistung - innerhalb irgendeines Zeitabschnittes, z. B. des Sommer- bzw. Winter- Halbjahres, täglich in charakteristischer Weise, wobei der zeitliche Verlauf dieser Werte bisher in Registrierinstrumenten direkt aufgeschrieben wurde.
Zur Führung eines geordneten Netzbetriebes - Erfassung der elektrischen Grundgrös- sen, Errechnung von Verlusten usw. - und auch für, die Planung von Erweiterungen ist jedoch die blosse Kennt nis des zeitlichen Verlaufs der gemessenen Grösse nicht ausreichend, sondern es ist für die betrachtete Mess- grösse vor allem wichtig, wie lange dieselbe insgesamt in einer bestimmten Intensität vorhanden ist;
zur Ermitt lung der Gesamtdauer der Messgrösse innerhalb jedes vorgesehenen Teil-Messbereiches müssen nun die Inten sitätswerte nach ihrer Grösse und Dauer stufenweise geordnet, d. h. zur sogenannten Dauerlinie zusam- mengefasst werden; die Ermittlung solcher Dauerlinien, insbesondere über längere Intervalle, aus den mit her kömmlichen Geräten registrierten Messgrössen muss bei den bisher bekannten Methoden manuell mittels Strich listen durchgeführt werden, also umständlich und sehr zeitraubend.
Ferner ist aus der Österreichischen Patentschrift 193155 eine Registriereinrichtung zur Ermittlung der Dauerlinie einer zeitabhängig veränderlichen Messgrösse bekannt, bei welcher wenigstens zwei von der veränder lichen Grösse abhängige Kontakteinrichtungen und von einer dieser Kontakteinrichtung gesteuerte Schaltorgane vorgesehen sind,
die in einer Schaltstellung eine Gruppe von Zählwerken über die andere Kontakteinrichtung mit einem Impulsgeber und in der anderen Schaltstellung diese Zählwerksgruppen unter Abschaltung von der Kontakteinrichtung unmittelbar mit dem Impulsgeber verbinden und eine andere Zählwerksgruppe an diese Kontakteinrichtung anschliessen. Diese Einrichtung wird zur Ermittlung der Dauerlinie der veränderlichen Wassermenge von Flüssen innerhalb eines Jahres ver wendet.
Nach der Erfindung werden nun Registriereinrich- tungen der eingangs beschriebenen Art derart ausgebil det, dass in eines oder mehrere von gleichartigen Mes- sinstrumenten, z. B. in Amperemeter, je wenigstens ein Grenzwertmelder fix oder verschiebbar eingesetzt und an jeden ihrer Kontakte ein Zeitzähler angeschlossen ist, welcher einem Teilbereich für die Intensitätsgrösse der Dauerlinie der Messgrösse zugeordnet ist, und dass ein zusätzlicher Zeitzähler zur Messung der gesamten Ein schaltdauer der Einrichtung vorhanden ist.
Diese Registriereinrichtung ist im allgemeinen mit Vorteil derart aufgebaut, dass sie mehrere, z. B. drei gleichartige Messinstrumente enthält, in deren jedes ein unterer und ein oberer Grenzwertmelder eingesetzt sind. Die Registriereinrichtung kann aber auch mit nur einem einzigen Messinstrument ausgerüstet sein, in dem min destens drei Grenzwertmelder untergebracht sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Regi- striereinrichtung ist schliesslich vorgesehen, dass an jeden Kontakt der Grenzwertmelder parallel zu den Zeitzählern Zeitmarkenschreiber oder ähnliche Geräte zur Auflösung der Zeitintervalle angeschlossen sind.
In der erfindungsgemässen Registriereinrichtung können die einzelnen Intensitätswerte der zeitabhängi gen Messgrösse direkt nach Grösse und Dauer geordnet werden, also ohne zusätzliche zeitraubende Ermittlung der Dauerlinie. Aus den von den Zeitzählern abgelese nen Intervallen kann durch sinngemässe Subtraktion die Gesamtdauer errechnet werden, während welcher sich die Intensität der Messgrösse innerhalb des mittels zweier Grenzwertmelder eingestellten bzw. erfassten Teil-Messbereiches bewegt hat.
Durch Ausstattung der Messinstrumente mit verschiebbaren Grenzwertmeldem können diese in den Bereich des Häufungspunktes der Intensitäts-Grössen hin verschoben und somit ihre für den Erhalt einer brauchbaren Abstufung der Teilmess- bereiche für die Dauerlinie erforderliche Anzahl herab gesetzt werden.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Registriereinrichtung darge stellt. Es zeigen Fig. 1 eine Registriereinrichtung mit mehreren gleichartigen, mit je zwei Grenzwertmeldern bestückten Messinstrumenten; Fig. 2 eine Registrierein- richtung, bei der in ein einziges Messinstrument vier Grenzwertmelder eingesetzt sind;
Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Auswertung der ermittelten Dauerlinie in drei verschiedenen Einstellungen der er- fassten Teilmessbereiche, in der Einrichtung nach Fig. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Registriereinrichtung RE dient zur Messung der Stromstärke und kann an sich aus einer beliebigen Anzahl von Amperemetern herkömmli cher Bauart M" M2, . .
Mn bestehen, wobei für die wei tere Erläuterung des Ausführungsbeispiels die drei effek tiv dargestellten Messgeräte M" M2 und M" angenom men sind. Die Amperemeter M" M2 und M" haben die hintereinander geschalteten Messwerke 1 sowie die Zeiger 2.
In jedem Messgerät sind nun auf der In strumentenskala 3 zwei elektronische oder mechani sche Grenzwertmelder LU,- L0" LU,- L02 sowie LUri L0" fix oder verschiebbar angeordnet, welche durch die Zeiger 2 unmittelbar oder mittelbar derart be tätigt werden, dass beim Unterschreiten bzw. beim überschreiten jedes der beiden eingestellten Grenzwerte der Kontakt u" o1 bzw. u2, o2 bzw.
u" o" des betref fenden Grenzwertmelders betätigt wird. Die hintereinan der geschalteten Messwerke 1 der drei Amperemeter M1, M2, M" liegen an den beiden Anschlussklemmen 10 und 11 der Registriereinrichtung, über welche sie, wie später beschrieben, gespeist werden.
In der dreiphasigen Hochspannungsleitung R, S, T, liegt ein Leistungsschalter 20 und in der Phase T der Stromwandler 21, an dessen Sekundärwicklung über die Klemmen 10, 11 der Registriereinrichtung der Ampere meter 1-RE angeschlossen ist. Weiterhin wird der Regi- striereinrichtung RE eine Hilfsspannung 22 zugeführt, die einerseits direkt an den Anschlussklemmen 12, 13 liegt und anderseits parallel dazu über einen auf der An triebswelle des Leistungsschalters 20 befindlichen Hilfs kontakt 23 sowie das Klemmenpaar 14,
15 an ein Ruhe stromrelais H angeschlossen ist. Dieses Relais H schaltet mit seinem Kontaktpaar h den an die Klemmen 12, 13 angeschlossenen, von der Hilfsspannung 22 gespeisten Hilfskreis ab, falls der Leistungsschalter 20 und sein den Relaiskreis haltender Hilfskontakt 23 geöffnet werden.
In der Registriereinrichtung RE ist ferner jedem in dem Amperemeter eingesetzten Grenzwertmelder LU sowie L0 ein Zeitzähler ZU" ZO, bzw. ZU" Z02, bzw.
ZU", ZO" zugeordnet, welcher über den zuge hörigen Kontakt u bzw. o am Kreis der Hilfsspannung 22 liegt. Ausserdem ist noch ein zusätzlicher Zeitzähler Z direkt an den Hilfskreis 22 angeschlossen.
Schliesslich ist von jedem Grenzwertmelder LU, L0 der am zugehörigen Zeitzähler ZU, ZO liegende An- schluss seines Kontaktes u, o an gesonderte Anschluss- klemmen herausgeführt, an welche, in Verbindung mit der Anschlussklemme 12 der Hilfsspannung 22, noch weitere Hilfsgeräte angeschlossen werden können,
wie im vorliegenden Fall je ein Zeitmarkenschreiber her kömmlicher Bauart SU" <B>SO,</B> bzw. SU2, SO, bzw. SU", SO". Für die Betriebsführung kann es nämlich von Interesse sein, die Zeitintervalle bestimmter Lastzu stände, insbesondere in den überlastbereichen über 100 % der Skala, getrennt und einzeln aufzulösen.
An diesen Zeitmarkenschreibern SU, SO sind die einzelnen Zeitmarkenrelais in bekannter Weise einerseits am ge meinsamen Potential der Klemme 12 des Hilfskreises 22 und anderseits über die bei SU" SU" SU" bzw. bei SO" S02, SOn eingezeichneten Klemmen und die Grenz- wertmelder-Kontakte u bzw. o an das Potential der Klemme 13 angeschlossen.
In. Fig.2 ist eine Registriereinrichtung veranschau licht, bei dar in einem einzigen Messgerät M vier Grenz- wertme1,der LU" LU" L0" L02 eingesetzt sind,
wobei wiederum in gleicher Weise wie beim Beispiel nach Fig. 1 an die der Einrichtung zugeführte Hilfsspan nung über den Kontakt u" u2, o" o2 jedes Grenzwert- melders ein diesem zugeordneter Zeitzähler ZU" ZU" ZO" Z02 und noch ein zusätzlicher Zeitzähler Z direkt angeschlossen sind. Selbstverständlich können in ein entsprechend grosses Messgerät bzw.
bei geeigneter Bauart der Grenzwertmelder auch mehrere solche, z. B. sechs, eingesetzt werden, wodurch dann die analoge Un terteilung .des Messbereiches erreicht würde wie im Aus führungsbeispiel gemäss Fig. 1.
Die beschriebene Registriereinrichtung nach Fig. 1 hat folgende Wirkungsweise: In den drei Amperemetern M" M2 und M" sind die auf der Skala 3 verschiebbar .angeordneten Grenz- wertmelder LU und L0 mit den zugeordneten Zeit zählern ZU und ZO schaltungsgemäss fix verbunden, wodurch folgende Zuordnung der Teil-Messbereiche zu den einzelnen Zeitzählern gegeben ist:
Nullpunkt A bis LU, zu<B>ZU,;</B> A bis LU, zu<B>ZU,;</B> A bis LU" zu ZUn; Lol bis Skalenende E zu ZO,: L02 bis E zu Z02; L0" bis E zu ZO"; und schliesslich dem mittleren Be reich LUn bis L0" (in Mn) zu dem direkt angeschlosse nen Zeitzähler Z.
Ist nun z. B. die Intensität der Messgrösse gerade so gross, dass sich alle drei Instrumentenzeiger 2 zwischen den Grenzwertmeldern LU, und LU, befinden, wie in der Zeichnung angedeutet, dann stehen die Zeitzähler ZU" ZO" Z02, ZO", sowie Z still, und die beiden auf der Instrumentenskala oberhalb des vorhandenen Zeiger standes angeschlossenen Zeitzähler <B>ZU,</B> und ZU" lau fen und registrieren die verflossene Zeit.
Sinkt dagegen die Intensität der Messgrösse so weit, dass sich die Instrumentenzeiger 2 unterhalb des Grenzwertmelders LU" befinden, dann stehen nur mehr die drei (rechten) Zeitzähler ZO" Z02, ZO" und auch der Zähler Z still und alle drei linken Zeitzähler ZU" <B>ZU,</B> sowie ZU" sind eingeschaltet.
Steigt dagegen die Intensität der Mess- grösse bis zu einer Zeigerstellung im Mittleren Bereich zwischen den beiden Grenzwertmeldern LU" und L0" dann läuft lediglich noch der direkt angeschlos sene Zeitzähler Z und alle sechs, den Grenzwertmeldern LU und L0 zugeordneten Zeitzähler stehen still. Bei weiteren Steigerung der Intensität werden der Reihe nach die rechten Zeitzähler ZO" Z02 und schliesslich ZOn eingeschaltet, wogegen die drei linken Zeitzähler ZU im Stillstand verbleiben.
Wird der Leistungsschalter 20 selbsttätig oder von Hand geöffnet, dann wird über den Hilfskontakt 23 das Ruhestromrelais H stromlos und unterbricht über seine beiden Kontakte h die Zuführung der Hilfsspannung 22 zu den Zeitzählern, wodurch alle, insbesondere jedoch auch der .direkt angeschlossen Zeitzähler Z, stillgesetzt werden und somit eine Verfälschung der Zeitintervalle für die Aufzeichnung der Dauerlinie verhindert wird.
Die Berechnung der den einzelnen auf der Instru- mentenskala eingestellten Teilmessbereichen zugeordne ten Zeitintervalle für die Aufzeichnung der Intensitäts- Dauerlinie kann daher aus den Zählerstands-Differen- zen der zugeordneten Zeitzähler berechnet werden, und zwar:
Bereich A bis LU2: Zählerstand von ZUl; Bereich LUl bis LU2: Stand-Differenz ZU2 minus<B>ZU,;</B> Bereich LU2 bis LUn Stand-Differenz<B>ZU"</B> minus ZU2; Bereich LUn bis L0,: Stand-Differenz Z minus ZU" minus ZO,;
Bereich LOI bis L02: Stand-Differenz ZO, minus Z02; Bereich L02 bis L0": Stand-Differenz Z02 minus ZO"; Bereich L0" bis E : Zählerstand von ZO..
Sollte für die Aufzeichnung einer Dauerlinie eine Vermehrung der Teil-Messbereiche erwünscht sein, dann kann selbstverständlich die Zahl der verwendeten Messgeräte .beliebig vergrössert werden, wie in Fig. 1 durch die strichlierte Unterbrechung angedeutet, sei es bei Ausrüstung der Instrumente mit je zwei oder auch mit mehreren Grenzwertmeldern.
Fig. 3 veranschaulicht schliesslich für .die in Fig. 1 dargestellte Registriereinrichtung mit drei Messgeräten die durch die verschiebbar eingesetzten Grenzwertmel- der zweckmässige Staffelung der Teil-Messbereiche, und zwar für drei verschiedene Betriebsfälle a, b und c in Abhängigkeit von dem jeweils gegebenen zeitlichen Verlauf der Messgrösse.
Bei Unkenntnis des ungefähren zeitlichen Verlaufes der Messgrösse werden in den drei Messgeräten Ml, M2 und M" vorerst die sechs Grenzwertmelder LU und L0 in der in der in Fig. 3a gezeigten Weise über den ge samten Skalenumfang etwa gleichmässig verteilt - also im Hauptbereich in 20 %-Stufen bis 100 % und zur Unterteilung der
Überlastungsbereiches noch bei 110 0/0. Nach einiger Zeit wird sodann beobachtet, auf wel chen Zeitzählern ZU oder ZO etwa eine Änderung ein getreten ist. Trifft dies z. B. für die drei oberen Zeit- zähler ZO zu, dann hat die Messgrösse Beobachtungs- Zeitraum den Wert von 80 % eben nicht überschritten.
Um nun in diesem angenommenen Fall eine für die Aufnahme der Messwert-Dauerlinie günstige Staffelung zu erhalten, werden die Grenzwertmelder LU und L0 z.
B. in die in Fig. 3b angedeuteten Stellungen mit einer Unterteilung des Skalenbereiches von 10 zu 10 o/a bis zur oberen Grenze von 60 % verschoben. Zeigt andernfalls die erste neutrale Einstellung der Teilbereiche gemäss Fig. 3a nach der Einschaltung die entgegengesetzte Häufung der Werte in dem oberen Skalenbereich, nämlich dass etwa die drei unteren Zeit zähler ZU gar nicht angesprochen haben dann wird eben,
wie in Fig. 3c, die Staffelung der Grenzwertmelder in diesem Sinne verschoben: also z. B. zu den Werten 50-70-90-100-110-115 1/o.
Die erfindungsgemässe Registriereinrichtung kann selbstverständlich ausser zur Ermittlung der Dauerlinie von elektrischen Grössen, wie Strom, Spannung, Lei stung usw., ebenso gut auch zur Messung jeder beliebi gen veränderlichen Grösse verwendet werden, die sich eben in einen derselben proportionalen Strom- oder Spannungswert umformen lässt.