DE527462C - Device for monitoring the operating status of an electrical energy distribution system from a central point equipped with a diagram of the energy distribution system - Google Patents
Device for monitoring the operating status of an electrical energy distribution system from a central point equipped with a diagram of the energy distribution systemInfo
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Description
Einrichtung zur Überwachung des Betriebszustandes einer elektrischen Energieverteilungsanlage von einer zentralen, mit einem Schaubilde der Energieverteilungsanlage ausgerüsteten Stelle aus Beim Betriebe elektrischer Verteilungsanlagen macht sich mehr und mehr die Notwendigkeit geltend, eine zentrale Überwachungsstelle einzurichten, von der aus die gesamte Anlage beobachtet und soweit irgend möglich auch bedient werden kann. Man kann zu diesem Zwecke Meßgeräte, welche Ströme, Spannungen, Leistungen, Leistungsfaktoren o. dgl. der einzelnen Strecken der Anlage anzeigen, in der Zentralstelle anordnen. Durch Beobachtung dieser Meßgeräte ist der Überwachungsbeamte in der Lage festzustellen, wie die einzelnen Strecken belastet sind. Bei weitverzweigten und besonders bei vielfach vermaschten Netzen liefert jedoch die verwirrende Vielheit der angezeigten Werte kein anschauliches Bild von der Stromverteilung. Aus diesem Grunde werden gemäß der Erfindung die Energierichtungen, die in den einzelnen Strecken der Verteilungsanlage herrschen, in der Überwachungsstelle angezeigt. Die Energierichtungen geben in verwickelten Netzen einen sehr weitgehenden Aufschluß über die Belastungsverteilung; außerdem lassen sie sich leicht in einer Nachbildung der gesamten Anlage veranschaulichen, wie sie an zentralen Überwachungsstellen bisweilen aufgestellt wird. Man kann unmittelbar neben den einzelnen Strecken der Nachbildung Pfeile anbringen, welche die Energierichtung in den wirklichen Strecken anzeigen. Wenn auch derartige Übersichtsbilder keinen Aufschluß über die Größe der in den wirklichen Leitungen fließenden Energiemengen geben, so haben sie doch den Vorteil großer Übersichtlichkeit. Es ist erst in zweiter Linie von Belang, ob daneben noch durch Fernmeßgeräte die Größe der Ströme, Spannungen usw. in der Überwachungsstelle angezeigt sind.Device for monitoring the operating status of an electrical Energy distribution system from a central one, with a diagram of the energy distribution system equipped place when operating electrical distribution systems makes itself more and more the need to set up a central monitoring point, from which the entire system is observed and operated as far as possible can be. For this purpose, measuring devices can be used to measure currents, voltages, powers, Display performance factors or the like of the individual routes of the system in the central office arrange. By observing these measuring devices, the surveillance officer is able to do so determine how the individual routes are loaded. With widely ramified and especially in the case of multiple meshed networks, however, the confusing multiplicity provides the displayed values do not provide a clear picture of the power distribution. For this According to the invention, the energy directions in the individual routes are the basis prevail in the distribution system, displayed in the monitoring station. The directions of energy provide very extensive information about the load distribution in intricate networks; they can also be easily illustrated in a replica of the entire system, as it is sometimes set up at central monitoring points. One can immediately Attach arrows next to the individual stretches of the replica to indicate the direction of energy show in real routes. Even if no such overview images Information about the size of the amounts of energy flowing in the real lines give, they have the advantage of great clarity. It's only second It matters whether the magnitude of the currents and voltages are also measured by telemetering devices etc. are displayed in the monitoring station.
Besondere Bedeutung hat die Erfindung für den Fall, daß in der Anlage ein Kurzschluß oder ein Erdschluß auftritt. Ein Kurzschluß beispielsweise beeinflußt die Energierichtungen sämtlicher benachbarten Leitungsstrecken, da im allgemeinen die Energierichtungen von allen Seiten auf ihn zu gerichtet sind. Die Nachbildung des Leitungsnetzes ermöglicht es daher, die fehlerhafte Strecke mit einem Blick festzustellen. Wenn selbsttätige Leitungsschutzeinrichtungen eingebaut sind, welche die ganze Anlage oder größere Teile abschalten, sobald in irgendeiner ihrer Strecken ein Leitungsfehler auftritt, so empfiehlt es sich, Vorkehrungen zu treffen, welche die unmittelbar nach dem Fehlereintritt herrschenden Energieeinrichtungen auch dann noch zu erkennen gestatten, wenn die Anlage ganz oder teilweise bereits abgeschaltet ist. Vorrichtungen zur Durchführung dieser Aufgabe sind in den folgenden Ausführungsbeispielen ebenfalls angegeben.The invention is of particular importance in the event that the plant a short circuit or a ground fault occurs. A short circuit, for example, affects the energy directions of all neighboring line routes, since in general the directions of energy are directed towards him from all sides. The replica of the line network therefore makes it possible to see the faulty route at a glance ascertain. If automatic line protection devices are installed, which Shut down the whole system or larger parts as soon as any of its routes a line fault occurs, it is advisable to take precautions, which those immediately after the failure occurs ruling energy facilities even then allow to recognize if the system is already in whole or in part is switched off. Means for performing this task are in the following Embodiments also given.
In Abb. i ist eine Vorrichtung dargestellt, die dazu dient, die Richtung der in einer Strecke fließenden Energie an einer entfernten Überwachungsstelle anzuzeigen. In dieser Leitung, die mit L bezeichnet ist, ist ein Relais R, eingeschaltet, dessen Kontaktzunge a je nach der Energierichtung einen Kontakt b oder einen Kontakt c schließt. Diese Kontakte sind mit den Polen B und G einer Batterie verbunden, die in der Mitte bei 0 angezapft ist. Von der Kontaktzunge a und dem Punkte 0 führen Fernleitungen d und c in die Überwachungsstelle. Hier ist eine Magnetwicklung in in die Fernleitungen d, e eingeschaltet, die je nach der Stromrichtung, mit der sie erregt wird, einen Richtungspfeil P in die eine oder die andere Richtung einstellt. Fließt kein Strom durch die Spule in, so ist die Schauöffnung entweder verschlossen oder der Pfeil nimmt eine senkrechte Lage ein. Je nach der Energierichtung in der Leitung L wird entweder über den Kontakt b oder den Kontakt c ein Signalstrom in der einen oder anderen Richtung über die Magnetspule in geschickt. Sind die Entfernungen, die mit den Leitungen d und e zu überbrücken sind, sehr groß, so empfiehlt es sich, die Leitungen nicht unmittelbar mit der Anzeigevorrichtung, sondern mit einem Zwischenrelais zu verbinden, das seinerseits erst einen Lokalstrom zur Betätigung eines Richtungsweisers oder eines Lichtsignals schließt.In Fig. I a device is shown, which is used to determine the direction to display the energy flowing in a route at a remote monitoring point. In this line, which is labeled L, a relay R is switched on, its Contact tongue a, depending on the direction of energy, a contact b or a contact c closes. These contacts are connected to poles B and G of a battery, the is tapped in the middle at 0. Guide from contact tongue a and point 0 Long-distance lines d and c in the monitoring point. Here is a magnet winding in switched into the long-distance lines d, e, depending on the direction of the current with which it is energized, sets a direction arrow P in one direction or the other. If no current flows through the coil, the inspection opening is either closed or the arrow assumes a vertical position. Depending on the direction of energy in the Line L is a signal current in either via contact b or contact c sent in one direction or the other via the solenoid. Are the distances that are to be bridged with lines d and e are very large, so it is advisable to the lines not directly with the display device, but with an intermediate relay to connect, which in turn only needs a local current to operate a direction indicator or a light signal closes.
Wenn kein Wert darauf gelegt wird, die Energierichtungen bei normalem Betrieb der Anlage anzuzeigen, sondern wenn man nur im Falle einer Cberlastung oder einer Leitungsstörung aus den Energierichtungen einen Schluß auf die Lage des erhöhten Energie-Bedarfes oder der Störungsstelle ziehen will, so läßt sich eine Einrichtung gemäß Abb. a verwenden. Das Richtungsrelais R1 ist mit seiner Stromspule an einen in die Leitung L gelegten Hilfswiderstand W angeschlossen. Seine Kontaktzunge a ist aber mit der Fernleitung d über einen Kontakt K eines Überstromrelais=-M verbunden. Die Fernleitungen d und e führen zu einem richtungsempfindlichen Relais R2, das in der Überwachungsstelle lokale Signalstromkreise schließt. Dieses Relais bekommt keinen Strom, solange bei normalem Betriebe das Überstromrelais A1 nicht anspricht. Sobald aber die Verteilungsanlage überlastet ist oder sich ein Kurz- oder Erdschluß eingestellt hat, sprechen in allen Leitungen, die in Mitleidenschaft gezogen sind, die Maximalrelais M an, und die entsprechenden Relais R2 zeigen nicht allein das Vorhandensein des Überstromes, sondern auch seine Richtung an. Der überwachende Beamte übersieht mit einem Blick, welche Leitungsteile überlastet sind und nach welcher Richtung hin die Überströme fließen, so daß er sich sofort über die Stelle des erhöhten Energieverbrauches oder der Leitungsstörung Rechenschaft geben kann.If it is not important to display the energy directions during normal operation of the system, but if one only wants to draw a conclusion from the energy directions in the event of an overload or a line fault on the location of the increased energy requirement or the fault location, then one can be used Use the device as shown in Fig. A. The direction relay R1 is connected with its current coil to an auxiliary resistor W placed in the line L. Its contact tongue a is, however, connected to the long-distance line d via a contact K of an overcurrent relay = -M. The long-distance lines d and e lead to a direction-sensitive relay R2, which closes local signal circuits in the monitoring station. This relay receives no current as long as the overcurrent relay A1 does not respond during normal operation. But as soon as the distribution system is overloaded or a short circuit or earth fault has set in, the maximum relays M respond in all lines that are affected, and the corresponding relays R2 not only indicate the presence of the overcurrent, but also its direction . The supervising officer can see at a glance which parts of the line are overloaded and the direction in which the overcurrents are flowing, so that he can immediately give an account of the location of the increased energy consumption or the line fault.
In Abb. 3 ist eine Verteilungsanlage dargestellt mit einer zentral liegenden Überwachungsstelle H, in der ein verkleinertes Bild der gesamten Anlage aufgestellt ist. Die Zentralen, welche die Energien für die Verteilungsanlage liefern, sind mit Z1 und Z2 bezeichnet. Mit i bis io sind die Unterstationen bezeichnet, an denen Energie entnommen wird. Von den Zentralen Z1, Z2 sowie von sämtlichen Unterstationen i bis io führen Leitungen zur Überwachungsstelle. H, durch welche die Energierichtungen auf die entsprechenden Punkte der Nachbildung des Netzes übertragen werden, und zwar nur in dem Falle, daß die normalen Leitungsströme überschritten werden. Der Grund für das Auftreten von Überstrom möge beispielsweise darin liegen, daß bei F zwischen den Unterstationen 7 und 8 ein Kurzschluß entstanden ist. Die Richtungszeiger an der Nachbildung des Netzes stellen sich dann ein, wie in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet ist. Der überwachende Beamte sieht ohne Schwierigkeit, daß die gesamte Energie auf die zwi-,schen den Unterstationen 7 und 8 liegende Strecke gerichtet ist, und kann die erforderlichen Maßnahmen treffen. Ein Kurzschluß darf jedoch nicht zu lange bestehen bleiben, damit die Stromerzeuger und Leitungen nicht gefährdet werden. Aus diesem Grunde sind die Zentralen Z., Z2 durch Überstromschalter Ml und M2 geschützt. Wenige Sekunden nach Auftreten des Kurzschlusses schalten diese die Energie ab. Diese Abschaltung geht möglicherweise so schnell vor sich, daß der Überwachungsbeamte keine Zeit gehabt hat, die Fehlerstelle festzustellen. Aus diesem Grunde ist gemäß der Erfindung eine Vorrichtung vorgesehen, um im Falle eines Kurzschlusses die Richtungszeiger festzuhalten, bis sie von Hand oder durch sonst irgendwelche Vorrichtungen in ihre Nullage zurückgestellt werden.In Fig. 3 a distribution system is shown with a central lying monitoring point H, in which a reduced image of the entire system is set up. The centers that supply the energy for the distribution system, are denoted by Z1 and Z2. The substations are designated with i to io, from which energy is taken. From the control centers Z1, Z2 and from all substations i to io lead to the monitoring point. H, through which the energy directions be transferred to the corresponding points of the simulation of the network, and only in the event that the normal line currents are exceeded. Of the Reason for the occurrence of overcurrent may be, for example, that with F between the substations 7 and 8 a short circuit has arisen. The direction pointer at the replica of the network, as shown in the drawing Is indicated by arrows. The supervising officer sees without difficulty that the all energy is directed to the line between the substations 7 and 8 is, and can take the necessary measures. However, a short circuit is not allowed remain in place for too long so that the power generators and lines are not endangered will. For this reason, the centers Z., Z2 by overcurrent switches Ml and M2 protected. A few seconds after the short circuit occurs, these switch the Energy. This shutdown may happen so quickly that the surveillance officer has not had time to identify the point of failure. For this reason is in accordance with the invention a device is provided in the event of a short circuit, the direction pointer hold firmly until they are inserted into theirs by hand or by any other device Zero position can be reset.
Eine diesem Zweck dienende Vorrichtung ist in Abb. q. dargestellt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist außerdem vorausgesetzt, daß die Überwachungsstelle mit den einzelnen Unterstationen durch Fernbedienungsänlagen in Verbindung steht, die es gestatten, über nur zwei Leitungen alle erforderlichen Steuerungsbewegungen in einer Unterstation von der Überwachungsstelle aus vorzunehmen: Die Fernbedienungseinrichtungen besitzen einen Kontaktarm i i in der Überwachungsanlage und einen Kontaktarm 12 in der Unterstation. Beide laufen über je eine Kontaktscheibe 13 und 14 derart gleichförmig, daß sie die entsprechenden Kontakte dieser beiden Scheiben zu gleicher Zeit berühren. Die einzelnen Kontakte der Scheiben 13 und 14 sind mit den zu steuernden Geräten verbunden oder mit Relais, die Signalströme zwischen beiden Stellen öffnen und schließen. In die durch die Unterstation führende Leitung L_ des Verteilungsnetzes ist das Richtungsrelais R1 und das Überstromrelais M eingeschaltet. Das Richtungsrelais steuert eine Kontaktzunge 15, die je nach der Stromrichtung einen Kontakt 16 oder einen Kontakt 17 schließt. Diese Kontakte sind mit dein positiven und negativen Pol einer Stromquelle 18 verbunden. Die Kontaktzunge 15 ist durch eine Leitung i9 mit einer Kontaktzunge 2o des Überstromrelais M verbunden. Dieses schließt, wenn Überstrom in der Leitung L fließt, einen Kontakt 21, der durch eine Leitung 22 mit einem Kontakt 23 der Kontaktscheibe 14 verbunden ist. Die umlaufenden Kontaktarme i i und 12 stehen durch eine Fernleitung 24 miteinander in Verbindung. Wenn der umlaufende Kontaktarm 12 den Kontakt 23 berührt, berührt der umlaufende Kontaktarm i i den Kontakt 25 der Kontaktscheibe 13. Der Kontakt 25 ist mit dem einen Pol eines polarisierten Relais 26 verbunden, dessen anderer Pol über eine Fernleitung 27 zum Mittelpunkt 0 der Stromquelle 16 führt. Das polarisierte Relais 26 schließt je nach der Richtung des erregenden Stromes einen Kontakt 28 oder einen Kontakt 29, durch die ein Richtungssignal 30 oder ein Richtungssignal 31 in den Stromkreis einer Batterie 32 eingeschaltet wird.A device serving this purpose is shown in Fig. Q. shown. In the illustrated embodiment, it is also assumed that the monitoring station communicates with the individual substations through remote control systems, the they allow all necessary control movements via just two lines to be carried out in a substation from the monitoring point: The remote control devices have a contact arm i i in the monitoring system and a contact arm 12 in the substation. Both run over a contact disk 13 and 14 so uniformly that that they touch the corresponding contacts of these two discs at the same time. The individual contacts of the discs 13 and 14 are with the devices to be controlled connected or with relays that open and close signal currents between the two points. This is in the line L_ of the distribution network leading through the substation Direction relay R1 and the overcurrent relay M switched on. The direction relay controls a contact tongue 15 which, depending on the direction of the current, has a contact 16 or a contact 17 closes. These contacts are with your positive and negative Pole of a power source 18 connected. The contact tongue 15 is through a line i9 connected to a contact tongue 2o of the overcurrent relay M. This closes when Overcurrent in the line L flows, a contact 21, which is through a line 22 with a contact 23 of the contact disk 14 is connected. The surrounding contact arms i i and 12 are connected to one another by a trunk line 24. If the revolving contact arm 12 touches the contact 23, the revolving contact arm touches i i the contact 25 of the contact disk 13. The contact 25 is one pole with one polarized relay 26 connected, the other pole of which via a trunk line 27 to Center 0 of the power source 16 leads. The polarized relay 26 closes depending on the direction of the exciting current through a contact 28 or a contact 29 a direction signal 30 or a direction signal 31 in the circuit of a battery 32 is switched on.
Bei normalem Betrieb bleibt das polarisierte Relais 26 unerregt, da der Erregerstromkreis durch den Kontakt 21 stets unterbrochen ist. Tritt aber Überstrom auf, so schließt der Überstrommagnet M den Kontakt 21. Unter der Annahme, daß das Richtungsrelais R1 seine Kontaktzunge 15 an den Kontakt 16 legt, kommt dann folgender Stromkreis zustande: Vom positiven Pol der Stromquelle 18 über den Kontakt 16, die Kontaktzunge 15, Verbindungsleitung i9, Kontaktzunge 2o, Kontakt 21, Leitung 22, Kontakt 23, Kontaktarm 12, Fernleitung 24, Kontaktarm i i, Kontakt 25, polarisiertes Relais 26 und durch die Fernleitung 27 zurück zum Nullpunkt der Stromquelle 18. Das polarisierte Relais 26 schließt infolgedessen seinen Kontakt 28, und der Richtungszeiger 30 leuchtet auf.During normal operation, the polarized relay 26 remains de-energized because the excitation circuit is always interrupted by contact 21. But overcurrent occurs on, the overcurrent magnet M closes contact 21. Assuming that the Direction relay R1 puts its contact tongue 15 on contact 16, then the following comes Circuit established: From the positive pole of the power source 18 via the contact 16, the Contact tongue 15, connecting line i9, contact tongue 2o, contact 21, line 22, Contact 23, contact arm 12, trunk line 24, contact arm i i, contact 25, polarized Relay 26 and through the trunk line 27 back to the zero point of the power source 18. The polarized relay 26 consequently closes its contact 28, and the direction pointer 30 lights up.
Dieses Aufleuchten würde jedoch schnell vorübergehen, schon deshalb, weil die umlaufenden Kontaktarme i i und 12 den Signalstrom sofort wieder unterbrechen. Außerdem muß damit gerechnet werden, daß die in der Anlage eingebauten Sicherheitsvorrichtungen entweder die ganze Anlage oder den überlasteten Teil abschalten. Daher sind Einrichtungen vorgesehen, um die Stellung der Kontaktzunge 15 des Richtungsrelais Rl und der Kontaktzunge 2o des Überstromrelais M wenigstens so lange festzuhalten, bis die Kontaktarme i i und 12 die Kontakte 23 und 25 erreicht haben. Zu diesem Zwecke ist die Kontaktzunge 15 mit einem Magnetanker 33 ausgerüstet, der von dem Haltemagneten 34 festgehalten, aber nicht angezogen werden kann. Ebenso ist die Kontaktzunge 2o des Überstromrelais M mit einem Magnetanker 35 versehen, der durch einen Haltemagneten 36 festgehalten wird. Beide Haltemagnete 34 und 36 werden nur dann erregt, wenn der Überstrommagnet M einen Kontakt 21 und außerdem das Richtungsrelais R1 einen seiner Kontakte 16 oder 17 geschlossen hat. Der Erregerstrom fließt dann vom positiven oder negativen Pol der Stromquelle 18 über den Kontakt 16 oder 17, die Kontaktzunge 15, Verbindungsleitung i g, Kontaktzunge 2o, Kontakt 21, Erregerwicklung des Haltemagneten 36, Erregerwicklung des Haltemagneten 34, über eine Heizwicklung 37 und über einen Kontakt 38 zurück zum Nullpunkt 0 der Stromquelle 18. Die Heizwicklung 37 ist um einen Bimetallstab 39 gelegt. Sobald dieser erwärmt wird, krümmt er sich und öffnet den Kontakt 38. Die Heizwicklung 37 ist so bemessen, daß die umlaufenden Kontaktarme i i und 12 in jedem Falle die Kontakte 23 und 25 erreicht haben, ehe der Erregerstrom der Haltemagnete 34 und 36 durch den Kontakt 38 wieder unterbrochen wird. Wird der Erregerstrom wieder unterbrochen, so geht die Kontaktzunge 2o in ihre Ruhelage zurück, wenigstens unter der Voraussetzung, daß der Überstrom inzwischen verschwunden ist. Die Kontaktzunge 15 kann sich auf die etwa entstandene neue Energierichtung einstellen oder, falls die Leitung stromlos geworden ist, ebenfalls in die Mittellage zurückgehen.However, this lighting up would pass quickly, if only for that reason, because the rotating contact arms i i and 12 interrupt the signal flow again immediately. In addition, it must be expected that the safety devices built into the system either switch off the entire system or the overloaded part. Hence are facilities provided to the position of the contact tongue 15 of the direction relay Rl and the contact tongue To hold 2o of the overcurrent relay M at least until the contact arms i i and 12 have reached contacts 23 and 25. The contact tongue is used for this purpose 15 equipped with a magnet armature 33, which is held by the holding magnet 34, but cannot be attracted. The contact tongue 2o of the overcurrent relay is also M is provided with a magnet armature 35 which is held in place by a holding magnet 36 will. Both holding magnets 34 and 36 are only excited when the overcurrent magnet M a contact 21 and also the direction relay R1 one of its contacts 16 or 17 has closed. The excitation current then flows from the positive or negative Pole of the power source 18 via the contact 16 or 17, the contact tongue 15, connecting line i g, contact tongue 2o, contact 21, excitation winding of the holding magnet 36, excitation winding of the holding magnet 34, via a heating coil 37 and via a contact 38 to zero point 0 of the power source 18. The heating coil 37 is around a bimetal rod 39 laid. As soon as this is heated, it bends and opens the contact 38. The heating coil 37 is dimensioned so that the circumferential contact arms i i and 12 in any case, the contacts 23 and 25 have reached before the excitation current of the holding magnets 34 and 36 is interrupted again by the contact 38. Will the excitation current again interrupted, the contact tongue 2o goes back to its rest position, at least under the prerequisite that the overcurrent has disappeared in the meantime. The contact tongue 15 can adjust to the new direction of energy that may have arisen or, if so the line has become de-energized, also return to the central position.
Auch das polarisierte Relais 26 in der Überwachungsstelle ist mit einem Haltemagneten 40 versehen. Dieser hält die Kontaktzunge 41 in der einmal eingenommenen Lage fest, sobald seine Erregerwicklung 42 über den Kontakt 28 oder 29 von der Batterie 32 Strom bekommen hat. Der Erregerstrom kann, wenn der überwachende Beamte die Ablesung beendet hat, durch einen Unterbrechungskontakt 43 wieder aufgehoben werden, worauf auch das polarisierte Relais 26 in seine Ruhelage zurückgeht.The polarized relay 26 in the monitoring station is also included a holding magnet 40 is provided. This holds the contact tongue 41 in the once occupied Fixed position as soon as its field winding 42 via contact 28 or 29 from the battery 32 received electricity. The excitation current can if the supervising Officials finished the reading, canceled again by a break contact 43 be, whereupon the polarized relay 26 goes back to its rest position.
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