DE611194C

DE611194C - Verfahren zur Absperrung von Netzteilen gegen ueberlagerte Wechselstromenergie bestimmter Frequenz

Info

Publication number: DE611194C
Application number: DES93613D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Georg Muensterer; Otto Ortner
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1929-08-29
Filing date: 1929-08-29
Publication date: 1935-03-23

Description

Verfahren zur Absperrung von Netzteilen gegen überlagerte Wechselstromenergie . bestimmter Frequenz Es istr,,>vielfach vorgeschlagen worden, in bestehenden Netzen Schalter, Tarifapparate u.,dgl. zu bestimmten Zeiten mit Hilfe von Wechselströmen netzfremder Frequenz umzuschalten. Bei derartigen Anlagen ist es vielfach erwünscht, -bestimmte Leitungsteile gegen das Eindringen von Überlagerungsener,gie abzusperren, um entweder zu verhindern, daß in einem bestimmten Leitungsteil Relais ansprechen, oder um mit einem möglichst geringen Energieaufwand auszukommen. Zur Absperrung ist bereits vorgeschlagen worden, Sperrkreise anzuwenden, die aus einer auf die Überlagerungsfrequenz abgestimmten Parallelschaltung von Selbstinduktion und Kapazität bestehen. Derartige Sperrkreise besitzen für die Überlagerungsfrequenz einen hohen Widerstand, für die Netzfrequenz einen geringen Widerstand. Die Differenz der beiden Widerstände ist einerseits abhängig von dem Frequenzunterschied zwischen der Netzfrequenz und der Überlagerungsfrequenz und andererseits abhängig vom Dämpfu.ngsdekrement ;des Sperrkreises. Aus wirtschaftlichen Gründen kann man unter ein bestimmtes Dämpfungsdekrement nicht kommen.
Es hat sich nun .gezeigt, daß man, wenn der äbzusperrende Netzteil schwach belastet ist, ein besonders gut wirkendes Absperrorgan benötigt, bei starker Belastung desselben ein weniger gut arbeitendes ausreicht, weil die Sperrwirkung von dem Widerstandsverhältnis zwischen SperrkreiswLderstand und Widerstand des abzusperrenden Netzteiles abhängt, und der Netzwiderstand mit steigender Netzbelastung auch für den Steuerstrom abnimmt.
Man muß den Sperrwiderstand also so bemessen, daß für :den schwachbelasteten Netzteil die Sperrwirkung ausreicht. Dies ergibt bei konstanter Dämpfung eine Induktivität bestimmter Größe für die Steuerfrequenz, die nicht unterschritten werden darf. Bei Netzen mit sehr stark schwankender Belastung :ergibt sich :dabei aber der Nachteil, :daß in :der Drossel des Sperrkreises ein sehr hoher Spannungsabfall für den Netzstrom entsteht, sobald das Netz voll belastet ist.
Dieser Nachteil kann gemäßder Erfindungbeseitigtwerden, ohnedaß rnanaufeinen genügend hohen Sperrwiderstand im Falle, :daß das Netz nwr schwach belastet ist, verzichten müßte, dadurch daß man .den Sperrwiderstand den jeweiligen Betriebsverhältnissen anpaßt, also beispielsweise den Netzstrom wahlweise durch eine bestimmte Anzahl von Windungen der Sperrkrei:sdrossel hin@durchsendet. Ist das Netzschwach belastet, so wird man die ganze Drossel einschalten, ist das Netz dagegen stark belastet. so wird man nur einen Teil der Wickhing verwenden, und zwar jeweils so- j viel, daß der Neetzblindabfall konstant bleibt.
Ein besonderer Vorteil bei diesem Verfahren besteht darin, daß die Abstimmung des Sperrkreises nicht geändert wird. Da bei stark belastetem -Netz auch ein geringerer Sperrwiderstand genügt, so entstehen keinerlei Nachteile.
Die Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung.
In sämtlichen Abbildungen sind die Leitungen mit i und 2 bezeichnet.
In Abb. i ist in die Leitung -2 der aus der Induktiv ität 3 und der Kapazität d. bestehende Schwingungskreis eingeschaltet, der auf die Steuerfrequenz abgestimmt ist. Die Wicklung 3 ist anzapfbar. so daß eine beliebige Anzahl von Windungen in die Leitung 2 eingeschaltet werden kann.
Die in ebb. i dargestellte Anordnung kann '! in der Weise abgeändert werden, daß der aus der Induktiv ität 3 und der Kapazität 4 bestehende Schwingungskreis nicht unmittelbar in die Leitung 2 eingeschaltet, sondern mit dieser induktiv gekoppelt ist. In diesem Falle macht man zweckmäßig die Windungszahl der Kopplungsspule veränderlich.
Abb. 2 zeigt eine derartige Anordnung. 5 ist die Kopplungsspule veränderlicher Windungszahl.
Anstatt die Windungszahl der Kopplungsspule zu verändern, kann man auch durch Verändern des Abstandes zwischen der Sch-tvingungskreisspule 3 und der Kopplungsspule 5 einen beliebigen Sperrwiderstand einstellen.
Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Abb.3 dargestellt. Bei dem Ausführungsbeispiel dieser Abbildung soll der Abstand der Spule 5 von der Spule 3 veränderlich sein. Man kann die Kopplung natürlich auch verändern, wenn man die Spule 5 und die Spule 3 mit einem besonderen Eisenkern ausrüstet und den Abstand dieser Eisenkerne gegeneinander verändert.
Anstatt die Kopplung des Schwingungskreises zu verändern, kann man den Sperrwiderstand auch durch Parallel- bzw. Hintereinanderschalten von Sperrkreisen beeinflussen. Man kann beispielsweise zwecks Verkleinerung des Sperrwiderstandes mehrere auf die Überlagerungsfrequenz abgestimmte Schwingungskreise wahlweise parallel schalten.
Eine derartige Einrichtung ist in Abb. q. schematisch dargestellt. Zu dem mit 6 bezeichneten Sperrkreis können mit Hilfe der Schalter j und 8 noch die Schwingungskreise 9 und io parallel geschaltet werden.
Man kann eine ähnliche Wirkung auch erzielen, wenn man die Induktiv ität der im Zuge der Leitung liegenden Sperrkreisspule durch Änderung der Windungszahl oder durch Beeinflussung des magnetischen Widerstandes ihres Magnetkernes verändert und d:e Resonanz durch Hinzuschalten von Kapazitäten wieder einstellt.
Ein derartiges Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 5. Die Windungszahl der Spule ii ist veränderlich; die Kapazität i2 kann durch Hinzuschalten der Kapazitäten 13 und 1q ergänzt werden.
Der Sperrwiderstand kann auch durch Reihenschaltung von Sperrkreisen in der gewünschten Weise beeinflußt werden. In diesem Falle muß man einen Sperrkreis vorsehen, der für die stärkste Belastung noch eine genügend kleine Induktivität besitzt. Mit diesem Widerstand werden für die übrigen Belastungszustände weitere Sperrkreise in Reihe geschaltet.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Art zeigt Abb. 6. In- den Leiter 2 sind die Sperrkreise 15, 16, i j eingeschaltet. Diese Sperrkreise können mit Hilfe der Schalter i8, 195 20 wahlweise überbrückt werden. Die Zahi der im Leitungszuge liegenden Sperrkreise wird nach den jeweiligen Betriebsverhältnissen gewählt.
Es ist ohne weiteres einzusehen, daß bei den in Abb. q., 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispielen eine beliebige Zahl von Sperrkreisen verwendet werden kann. Die Sperrkreise werden zweckmäßig so bemessen, daß durch geeignete Kombination der Sperrkreise eine möglichst große Stufenzahl erzielt werden kann.
Die Anpassung des Sperrwiderstandes an den jeweiligen Betriebszustand kann gemäß der Erfindung auch selbsttätig vorgenommen werden. Zu diesem Zwecke kann man entweder in Abhängigkeit von dem in der Leitung fließenden Strom einen Schalter beeinflussen, der die Sperrorgane umschaltet, man kann aber auch zu diesem Zwecke den an der Drossel entstehenden Spannungsabfall benutzen. Unter Umständen ist es auch möglich, das sich in der Drossel ausbildende magnetische Feld zu diesem Zwecke heranzuziehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Absperrung von Netzteilen gegen überlagerte Wechselstromenergie bestimmter Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß der im Zuge der Leitung liegende Teil des Widerstandes des Sperrorgans (Sperrkreises) unter Aufrechterhaltung der Resonanzlage in Abhängigkeit von dem Widerstand des abzusperrenden Netzteils geregelt wind.
2. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen auf .die Überlagerungsfrequenz abgestimmten, eine Kapazität und Selbst-.induktion in Parallelschaltung enthaltenden Schwingungskreis als Sperrorgan, dessen Induktivität für den Netzstrom durch Anzapfungen willkürlich veränderbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der die Kapazität enthaltende Stromkreis mit einer im Leitungszuge liegenden Drosselspule induktiv gekoppelt .ist. q..
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl der im Leitungszuge liegenden Spule verändertich ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung zwischen der im Zuge der Leitung liegenden Spule und der Sperrkreisspule durch Veränderung des Abstandes der Spulen oder ,der Eisenkerne regelbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung mehrere auf die Überfagerungsfrequenz abgestimmte Sperrkreise wahlweise parallel geschaltet werden.
7. Verfahren nach Anspruch z, dadurch :gekennzeichnet, daß die Induktivität der Sperrkreisidrossel' durch Ändern ihrer Windungszabl oder Veränderung des magnetischen Widerstandes geregelt und die Resons,nz durch Hinzu- bzw. Abschalten von Kapazitäten eingestellt wird. B. Verfahren nach Anspruch. r, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sperrkreise @in Reihe geschaltet sind, von welchen eine Anzahl je nach den herrschenden Bedingungen eingeschaltet oder überbrückt werden können.