DE296818C - - Google Patents
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Description
KAISERLICHESIMPERIAL
kV PATENTAMT.kV PATENT OFFICE.
PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
KLASSE 21 e. GRUPPECLASS 21 e. GROUP
SIEMENS-SCHUCKERT WERKE G. m. b. H. in .SIEMENSSTADT b. BERLIN.SIEMENS-SCHUCKERT WERKE G. m. B. H. in .SIEMENSSTADT b. BERLIN.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. April 1915 ab.Patented in the German Empire on April 4, 1915.
Bei der Verteilung elektrischer Energie durch Überlandzentralen kommt es vor, daß mehrere räumlich weit auseinander liegende Verbrauchsstellen für Rechnung desselben Abnehmers versorgt werden. Das kann z. B. der Fall sein bei einem Landgut -mit weit abliegenden Vorwerken oder bei einer Gruppe von Ortschaften, deren Gemeinden auf gemeinsame Rechnung Energie beziehen.When distributing electrical energy through intercity centers, it happens that several Consumption points that are spatially far apart for the account of the same customer are supplied. This can be B. be the case with an estate -with far away Vorwerke or a group of localities whose communities are based on common Get energy bill.
ίο Wird in einem solchen Falle zwischen dem Lieferanten der elektrischen Energie und dem Abnehmer Abrechnung nach dem Höchstverbrauchtarif vereinbart, so ist es unbillig, wenn als Höchstverbrauch der Gruppe von Verbrauchsstellen einfach die Summe der Angaben der Höchstverbrauchsmesser der einzelnen Verbrauchsstellen genommen wird. Denn im allgemeinen wird der höchste Verbrauch' innerhalb der Vertragszeit.z. B. Sommer- bzw. Winterhalbj ahr, nicht in allen Verbrauchsstellen der Gruppe gleichzeitig auftreten, sondern in der einen früher, in der anderen später. Hierdurch muß ein gewisser Ausgleich zwischen den Verbrauchsstellen stattfinden, und infolgedessen muß der Höchstverbrauch der Gruppe kleiner sein als die Summe der Höchstverbrauchswerte der einzelnen Verbrauchsstellen. Um der Verrechnung den Gruppen-Höchstverbrauch zugrunde legen zu können, muß man seinen Wert irgendwie bestimmen. Für die Lösung dieser Aufgabe kann man folgenden Weg ins Auge fassen: Man legt für die Gruppe von Verbrauchsstellen ein besonderes Netz an, speist dieses Netz an einer Stelle durch eine Abzweigung vom Verteilungsnetz der Zentrale und baut in diese Abzweigung einen Höchstverbrauchsmesser ein. In der Praxis diesen Weg zu beschreiten, wird man sich wegen der Kosten des besonderen Netzes aber nur schwer entschließen.ίο Will in such a case between the Suppliers of electrical energy and the customer billing according to the maximum consumption tariff agreed, it is unreasonable if, as the maximum consumption of the group of consumption points simply the sum of the data from the maximum consumption meters of the individual consumption points is taken. Because In general, the highest consumption will be achieved within the contract period. B. Summer or Winter half-year, do not occur in all consumption points of the group at the same time, but in one earlier, the other later. This has to create a certain balance between the consumption points and consequently the maximum consumption of the group be smaller than the sum of the maximum consumption values of the individual consumption points. In order to be able to base the billing on the maximum group consumption, you somehow determine its worth. The following can be used to solve this problem Keep an eye on the way: You create a special network for the group of consumption points, feeds this network at one point through a branch from the distribution network of the control center and installs a maximum consumption meter in this junction. In practice this It will be difficult to tread the path because of the costs of the special network decide.
Ein anderes in Wechselstromanlagen anwendbares Mittel ist die sogenannte Summenschaltung von Stromwandlern, die in Zentralstationen schon manchmal zur Bestimmung der Belastung einer Maschinengruppe oder einer Gruppe von Speiseleitungssträngen angewendet wird. Für den hier betrachteten Zweck wäre unter Voraussetzung einer Anlage mit einfachem Wechselstrom diese Summenschaltung in folgender Weise auszuführen:Another means that can be used in AC systems is the so-called summation circuit of current transformers, which are sometimes used in central stations to determine the Load applied to a group of machines or a group of feeder lines will. For the purpose considered here, a system with a simple Alternating current perform this summation circuit in the following way:
An jeder Abzweigung von dem Verteilungsnetz der Zentrale zu einer der Gruppe angehörenden Verbrauchsstelle wird in eine der Leitungen ein Stromwandler eingebaut. Von den Sekundärklemmen aller dieser Stromwandler führt man besondere Leitungen nach einer Stelle zusammen. Hier werden die Leitungen mit dem Höchstverbrauchsmesser oder mit der Primärwicklung eines Stromwandlers verbunden, an den sekundär der Höchstverbrauchs-At each junction from the distribution network of the headquarters to one of the group members A current transformer is installed in one of the lines at the point of consumption. From the secondary terminals of all of these current transformers one brings together special lines after one place. Here are the lines connected to the peak consumption meter or to the primary winding of a current transformer, to the secondary of the maximum consumption
messer angeschlossen ist, und zwar in der Weise, daß die Stromwandler der Verbrauchsstellen in Parallelschaltung auf den Höchstverbrauchsmesser bzw. seinen Stromwandler arbeiten.meter is connected in such a way that the current transformers of the consumption points are connected in parallel to the maximum consumption meter or its current transformer are working.
Für eine Drehstromanlage mit ungleicher Belastung der drei Phasen wäre diese Summenschaltung von Stromwandlern nach den für die Verbrauchsmessung im Drehstromnetz geltenden Grundsätzen mit wenigstens zwei Stromwandlern in jeder Verbrauchsstellenabzweigung und zwei Stromwandlern für den Höchstverbrauchsmesser auszuführen.This summation circuit would be for a three-phase system with unequal loads on the three phases of current transformers according to the principles applicable to consumption measurement in the three-phase network with at least two current transformers in each consumption point branch and two current transformers for the maximum consumption meter to execute.
Eine solche Summenschaltung verursacht zwar keine so hohen Anlagekosten wie die zuerst erwähnte Anlage, bei der ein besonderes, die Betriebsströme führendes Hochspannungs- | netz erforderlich ist; sie erfordert aber immerhin noch erheblichen Aufwand für die Leitungen, die von den Stromwandlern der Verbrauchsstellenabzweige zum Höchstverbrauchsmesser führen. Denn diese Leitungen müssen aus Rücksicht auf den Spannungsabfall reichlich bemessen werden.Such a summation circuit does not cause as high investment costs as the first one mentioned system in which a special high-voltage | network is required; but it still requires considerable effort for the lines, which lead from the current transformers of the consumption point feeders to the maximum consumption meter. Because these lines must in consideration of the voltage drop.
Um die Kosten für die zur Messung des Gruppenhöchstverbrauches erforderliche besondere Leitungsanlage zu verringern, wird hier eine neuartige Einrichtung vorgeschlagen, die in besonderer Weise Gebrauch macht von dem bekannten Gedanken, die Bewegungen verschiedener Verbrauchsmesser durch Stromstöße nach einem die übertragenen Stromstöße summierenden Gerät zu übertragen.To cover the costs of the special required to measure the maximum group consumption To reduce the line system, a new type of device is proposed here, which makes use of the familiar thought, the movements, in a special way different consumption meters by power surges after one the transmitted power surges transferring totalizing device.
Für die Übertragung durch Stromstöße sind dabei zwar auch Leitungen erforderlich. Da diese Leitungen aber nur Stromstöße, nicht Meßströme genau bestimmter Stärke oder starke Betriebsströme zu führen haben, so spielt der Wert ihres Widerstandes nur eine untergeordnete Rolle. Die Leitungen können deshalb aus billigem Material, z. B. Eisendraht, hergestellt werden, bedürfen nur einer wohlfeilen Isolation, etwa wie die Telegraphenleitungen, können ohne Schaden der Zahl nach durch Erdrückleitung verringert werden und verursachen deshalb nur einen verhältnismäßig geringen Aufwand.Cables are also required for transmission through power surges. Since these lines only have to carry current surges, not measuring currents of a precisely defined strength or strong operating currents, the value of their resistance only plays a subordinate role. The lines can therefore be made of cheap material, e.g. B. iron wire, only require inexpensive insulation, such as the telegraph lines, can be reduced in number without damage by earth return and therefore cause only a relatively low effort.
Bei dem eingangs angegebenen Verwendungszweck und bei der noch zu beschreibenden Eigenart der neuen Einrichtung werden diese Vorteile der Verwendung von Stromstößen in besonders hohem Maße erreicht, weil die zu überwachenden Verbrauchsstellen in der Regel räumlich sehr weit auseinander liegen, und weil die neue Einrichtung es möglich macht, mit einer einzigen, die Verbrauchsstellen in einer Reihe verbindenden Metalleitung und imFor the purpose specified at the beginning and for the one yet to be described Peculiarity of the new facility will take advantage of these advantages of using electrical surges in achieved particularly high, because the consumption points to be monitored are usually are spatially very far apart, and because the new facility makes it possible with a single metal line connecting the consumption points in a row and im
• übrigen mit Erdrückleitungen auszukommen.• The rest of them get by with earth return lines.
Für die nachfolgende Beschreibung der Erfindung wird die Definition des Begriffes »Höchstverbrauch« vorausgesetzt, die den Höchstverbrauchsmessern nach dem Zählerprinzip zugrunde liegt. Als Höchstverbrauch, der auf alle Fälle eine Leistungsgröße ist, gilt der höchste Energieverbrauch in einer bestimmten Zeit, dividiert durch diese Zeit. Ist diese Zeit (T) z. B. gleich einer x/4 Stunde angenommen, und ist der höchste während Y4 Stunde eingetretene Energieverbrauch (Vmas) z. B. gleich 2,5 Kilowattstunden, so ist der Höchstverbrauch For the following description of the invention, the definition of the term “maximum consumption” is assumed, on which the maximum consumption meters based on the meter principle are based. The highest energy consumption in a certain time, divided by this time, is considered the maximum consumption, which is a performance variable in any case. Is this time (T) z. B. assumed equal to an x / 4 hour, and the highest energy consumption occurred during Y 4 hours (V mas ) z. B. equals 2.5 kilowatt hours, so is the maximum consumption
2,5
0,25 2.5
0.25
== 10 Kilowatt.== 10 kilowatts.
Geräte zur Messung des so definierten Höchst-Verbrauches sind z. B. in den deutschen Patentschriften 137115 und 213816 der Klasse 21 e beschrieben.Devices for measuring the maximum consumption defined in this way are e.g. B. in the German patents 137115 and 213816 of class 21 e described.
Mit Geräten nach der zuerst genannten Patentschrift läßt sich die Erfindung verwirkliehen durch die, beispielsweise für eine Gruppe von drei Verbrauchsstellen A, B, C berechnete, in der Zeichnung schematisch dargestellte Einrichtung. With devices according to the first-mentioned patent specification, the invention can be realized by the device, which is calculated, for example, for a group of three consumption points A, B, C and shown schematically in the drawing.
In dem Höchstverbrauchsmesser der Verbrauchsstelle A sei RA ein mit dem Zähler im Höchstverbrauchsmesser durch Reibung gekuppeltes Rad, das sogenannte »Meßrad«; die Übersetzung zwischen ihm und dem Zähler sei so gewählt, daß das Rad in der festgesetzten Zeit T auch bei dem möglichen Höchstverbrauch Fraax keine volle Drehung ausführt. Dem Meßrad wird vom Zähler, solange es mit ihm gekuppelt ist, eine dem augenblicklichen Verbrauch (Wattverbrauch) proportionale Drehgeschwindigkeit erteilt.In the maximum consumption meter at consumption point A, let R A be a wheel that is friction-coupled with the meter in the maximum consumption meter, the so-called "measuring wheel"; the translation between it and the counter is chosen so that the wheel does not fully rotate in the set time T even with the possible maximum consumption F raax. As long as it is coupled to it, the meter gives the measuring wheel a rotational speed proportional to the instantaneous consumption (watt consumption).
Das Meßrad ist mit einem Sperrzahnkranz 2 versehen; in seine Zähne kann eine Klinke 3 eingreifen, die vom Anker 4 eines Elektromagneten Ma bewegt wird. Fließen Stromstoße durch die Wicklung dieses Magneten, so spielt die Klinke 3 und schaltet das Meßrad schrittweise entgegen dem Uhrzeigersinn zurück, es bei jedem Schritt durch Überwindung der Reibung in der Reibungskupplung vom Zähler abkuppelnd.The measuring wheel is provided with a ratchet 2; A pawl 3, which is moved by the armature 4 of an electromagnet Ma , can engage in its teeth. If current surges flow through the winding of this magnet, the pawl 3 plays and switches the measuring wheel back counter-clockwise step by step, uncoupling it from the meter at each step by overcoming the friction in the friction clutch.
Diese Bewegung des Meßrades findet ein Ende, wenn ein mit ihm verbundener Arm 5 einen Umschalter Sa in die gezeichnete Stellung umgelegt hat. Ehe ihn der Arm 5 an- no greift, wird dieser Umschalter durch ein bei 6 angedeutetes Übergewicht in der Stellung gehalten, die in der Zeichnung die Umschalter Sβ und Sc haben. Hat ihn der Arm 5 herumgelegt, so kann er in dieser Stellung auch durch einen Eelektromagneten m_\ gehalten werden, dessen beweglicher Kern mit ihm verbunden ist.This movement of the measuring wheel comes to an end when an arm 5 connected to it has flipped a switch Sa into the position shown. Before the arm 5 annually grips it, this changeover switch is held by an overweight indicated at 6 in the position that the changeover switches Sβ and Sc have in the drawing. If the arm 5 has laid it around, it can also be held in this position by an electromagnet m_ \ whose movable core is connected to it.
In den Verbrauchsstellen B, C finden sich die gleichen Organe mit gleichen, nur durchIn the consumption points B, C the same organs can be found with the same, only through
die Indices verschiedenen Bezeichnungen wieder. Die Schaltung der Umschalter S, der Magnete M und m ist aus der Zeichnung zu entnehmen.the indices different names again. The circuit of the switch S, the magnets M and m can be seen in the drawing.
Vom Drehpunkt des Umschalters Sa führt eine Leitung 7, die einen von einem Motor 8 getriebenen Unterbrecher 9 enthält, über den Schalter 10 zu einer Stromquelle Q. Von da führt eine Leitung 11 über die Wicklung eines Magneten N bei 12 zur Erde..A line 7, which contains a breaker 9 driven by a motor 8, leads from the pivot point of the changeover switch Sa via the switch 10 to a current source Q. From there, a line 11 leads via the winding of a magnet N at 12 to earth.
Der Magnet N kann durch eine von seinem Anker 13 bewegte Klinke 14 auf ein Steigrad 15 einwirken. Dieses Rad wird z. B. durch ein Gewicht 16 in eine durch Stift 17 und festen Anschlag 18 bestimmte Anfangslage gezogen. Das Rad kann bei der durch die Klinke 14 hervorgerufenen Bewegung einen nicht mit dargestellten Schleppzeiger, den Höchstverbrauchsanzeiger, verstellen.The magnet N can act on a climbing wheel 15 by a pawl 14 moved by its armature 13. This wheel is z. B. pulled by a weight 16 in a certain by pin 17 and fixed stop 18 initial position. During the movement caused by the pawl 14, the wheel can adjust a drag pointer (not shown), the maximum consumption indicator.
Für die Betrachtung der Wirkungsweise der ganzen Anlage wird zunächst angenommen, daß der Schalter 10 offen ist, der Unterbrecher 9 stillsteht, daß die Umschalter 5 alle die Stellung haben wie Sß und Sc in der Zeichnung, und daß die Meßräder um irgendwelche Winkel aus ihren Anfangslagen durch die Zähler "vorwärts gedreht sind. Nun wird durch ein Uhrwerk der Motor 8 angelassen, der Unterbrecher 9 in Umdrehung versetzt und, wenn er die gehörige Tourenzahl hat, durch Schließen des Schalters 10 die Stromquelle Q eingeschaltet. Dann fließen zunächst Stromstöße durch die Magnete N und Ma- Zur Verbrauchsstelle B können die Stromstöße nicht gelangen, da ja nach Voraussetzung der Schalter Sa zunächst nicht die gezeichnete Stellung haben soll, sondern die Stellung wie die anderen Umschalter. Durch die Stromstöße wird das aus den Teilen Ma und 2, 3, 4 bestehende Schaltwerk der Verbrauchsstelle A. in Tätigkeit gesetzt und außerdem das aus den Teilen N, 13, 14, 15 bestehende Summierschaltwerk. Bei jedem Stromstoß wird das Meßrad Ra um einen Schritt zurückgeholt und das Steigrad 15 am Summierschaltwerk um einen Schritt aus der Anfangslage vorwärts, d. h. entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Nach einer Anzahl von Stromstößen und Schritten des Meßrades Ra und des Schaltrades am' Summierschaltwerk, die dem anfänglichen Ausschlag des Meßrades RA entspricht, kommt dieses Meßrad in seine Anfangslage zurück und legt den Umschalter SA in die gezeichnete Stellung. Dadurch macht es das Schaltwerk der eigenen Verbrauchsstelle unwirksam und verbindet dafür das Schaltwerk der Verbrauchsstelle B mit der Stromquelle und dem Summierschaltwerk. Dieser Schaltungszustand der ganzen Anlage ist in der Zeichnung dargestellt. To consider the mode of operation of the entire system, it is initially assumed that the switch 10 is open, the interrupter 9 is stationary, that the changeover switches 5 are all in the same position as Sß and Sc in the drawing, and that the measuring wheels are at any angle from their initial positions are rotated forward by the counter ". Now the motor 8 is started by a clockwork, the interrupter 9 is set in rotation and, when it has the appropriate number of revolutions, the current source Q is switched on by closing the switch 10. Then current surges flow through the magnets N and ma- to consumption point B, the power surges do not enter because at first not to have the position shown so by assumption of the switches Sa, but the position as the other switch. through the power surges that is of parts Ma and 2, 3, 4 existing switchgear of consumption point A. is put into operation and also the summing switchgear consisting of parts N, 13, 14, 15 Each current surge the measuring wheel Ra is brought back by one step and the climbing wheel 15 on the summing switch mechanism is rotated forwards by one step from the initial position, ie counterclockwise. After a number of current surges and steps of the measuring wheel Ra and the switching wheel on the 'summing switchgear, which corresponds to the initial deflection of the measuring wheel R A , this measuring wheel returns to its starting position and puts the switch S A in the position shown. As a result, it makes the switching mechanism of its own consumption point ineffective and instead connects the switching mechanism of consumption point B with the power source and the summing switching mechanism. This circuit status of the entire system is shown in the drawing.
Nun wiederholt sich an der Verbrauchsstelle B dasselbe Spiel, das vorher an der Verbrauchsstelle A stattfand. Das Summierschaltwerk schaltet dabei sein Rad weiter in demselben Sinne fort; ist das Meßrad Rß in seine Anfangslage zurückgeholt, so hat das Schaltrad 15 einen Ausschlag gemacht, der der Summe der Ausschläge von Ra und RJ} bei Beginn der Rückholungen entspricht. Wird durch das zurückgeholte Meßrad Rß der Schalter Sb umgelegt, so setzt das Schaltwerk der Verbrauchsstelle C das Spiel fort, und das Summierschaltwerk schaltet sein Schaltrad weiter. Nach Rückholung des Meßrades Rc weist das Schaltrad 15 einen Ausschlag auf, der der Summe der Ausschläge von Ra, Rß, Rc bei Beginn der Rückholungen entspricht.The same game that previously took place at consumption point A is now repeated at consumption point B. The summing switch gear continues its wheel in the same way; if the measuring wheel Rß is brought back to its initial position, the ratchet wheel 15 has made a deflection which corresponds to the sum of the deflections of Ra and R J} at the beginning of the retrievals. If the switch Sb is thrown by the retrieved measuring wheel Rß , the switching mechanism of the consumption point C continues the game, and the summing switching mechanism switches its switching wheel on. After retrieving the measuring wheel Rc , the ratchet wheel 15 has a deflection which corresponds to the sum of the deflections of Ra, Rß, Rc at the beginning of the retrievals.
Die Zahl der Verbrauchsstellenschaltwerke, die in dieser Weise mit einem Summierschaltwerk zusammen arbeiten können, ist offenbar theoretisch unbegrenzt. Bei dem letzten der Reihe fehlt die vom Umschalter S weiterführende Leitung. Dieser Umschalter bewirkt infolgedessen bei der Umlegung durch das in seine Anfangslage zurückgeholte Schaltrad nur eine Unterbrechung des Schaltstromkreises. Durch den Schaltstromkreis können dann keine Stromstöße mehr fließen, wenn auch der Unterbrecher 9 noch weiter arbeitet und Spannungsstöße auf den Schaltstromkreis gibt. Wenn die Stromstöße ausbleiben, so arbeitet das Summierungsschaltwerk nicht weiter; die Vorwärtsbewegung des Schaltrades 15 hört also in dem Augenblick auf, in dem das Meßrad an der letzten Verbrauchsstelle in seine Anfangsstellung zurückkehrt.The number of consumer switchgear that can work in this way with a summing switchgear is apparently theoretically unlimited. In the last of the series, the line leading from the switch S is missing. As a result, this changeover switch only causes an interruption of the switching circuit when the switching wheel is moved back to its starting position. Current surges can then no longer flow through the switching circuit if the interrupter 9 also continues to work and is supplying voltage surges to the switching circuit. If the current surges do not occur, the summation switching mechanism does not continue to work; the forward movement of the ratchet wheel 15 therefore stops at the moment when the measuring wheel returns to its starting position at the last point of consumption.
Nun wird die ganze Anlage in den Anfangszustand zurückversetzt. Beim Ausbleiben der
Stromstöße verlieren die Magnete m ihre Kraft und lassen die Umschalter S, wenn sie von den
durch die Zähler wieder nach vorn mitgenommenen Meßrädern'freigegeben sind, unter
dem Einfluß der Übergewichte 6 in ihre Anfangslage zurückkehren. Damit nun das Spiel
nicht gleich wieder von vorn beginnt, ist in den Schaltstromkreis, in der Zeichnung bei η
angedeutet, noch eine Vorrichtung eingebaut, die beim Ausbleiben der Stromstöße auch die
■ Spannungsstoßfolge abbricht, indem sie die Stromquelle Q abschaltet. Zweckmäßig'ist es,
durch diese Vorrichtung auch den Motor des Unterbrechers abstellen zu lassen.
■ Die Einleitung des beschriebenen Spiels der Schaltanlage durch Anlassen des Unterbrechers
und Einschalten der Spannung wird durch das Uhrwerk in regelmäßigen Zeitabständen, z. B.
bei jedem Viertelstundenschlag, wiederholt. Die Schaltwerke sind so eingerichtet und werden
so rasch mit aufeinanderfolgenden Stromstößen betrieben, daß die Rückholung eines MeßradesThe whole system is now reset to its initial state. If the current surges do not occur, the magnets m lose their power and, when they are released by the measuring wheels driven forward by the counters, let the switches S return to their initial position under the influence of the overweights 6. So that the game does not start all over again , a device is built into the switching circuit, indicated by η in the drawing, which also interrupts the sequence of voltage surges by switching off the current source Q if the current surges do not occur. It is expedient to also have the motor of the interrupter switched off by this device.
■ The initiation of the described game of the switchgear by starting the breaker and switching on the voltage is carried out by the clockwork at regular intervals, e.g. B. at every quarter-hour strike, repeated. The switching mechanisms are set up and operated so quickly with successive current surges that the retrieval of a measuring wheel
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