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Einrichtung zum selbsttätigen Zu- und Abschalten von Betriebseinheiten
elektrischer Anlagen Werden Transformatoren zur Speisung eines bestimmten wechselnden
Verbrauches benutzt, so ist es erforderlich, bei steigender Belastung die Zahl der
speisenden Transformatoren zu vergrößern, um eine Überlastung zu vermeiden. Bei
sinkendem Bedarf müssen Transformatoren abgeschaltet werden, da gering belastete
Transformatoren mit verringertem Wirkungsgrad arbeiten. Mit Rücksicht auf den letzteren
Umstand hat man daher schon Anordnungen geschaffen, bei denen. Transformatoren der
verschiedensten Größe vereinigt sind und eine selbsttätige Einrichtung auf Grund
von Verbrauchsmessungen genau die dem jeweiligen Bedarf entsprechende Anzahl von
Einheiten ein- oder ausschaltet, und zwar sind die Transformatoren in ihrer Leistung
nach Potenzen von 2 abgestuft. Für eine Gesamtleistung bis zu 127 kW sind daher
nur 7 Transformatoren von i, 2, q., 8, 16, 32 und 64 kW vorhanden. Die bekannte
Steuereinrichtung weist eine Kontaktbahn mit Gleitbürsten auf. Es müssen z27 Stellungen
vorhanden sein, um jeden Leistungsbetrag zwischen i kW und z27 kW einschalten zu
können. Nun ist es beispielsweise durch die Patentschrift 582 780 bekanntgeworden,
mit Hilfe einer Relaisanordnung oder einer mechanischen Steuereinrichtung (Zählwerk)
Meßwerte, die in Form von Impulsfolgen oder Umdrehungen einer Welle zur Verfügung
stehen, in. eine Summe von Potenzen der Zahl 2 zu zerlegen und den einzelnen Potenzen
entsprechende Schalter einzulegen.
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Die Erfindung dient dazu, ein derartiges Zählwerk für die Steuerung
von Betriebseinheiten nutzbar zu machen, deren Leistungen nach Potenzen der Zahl
2 abgestuft sind.
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Erfindungsgemäß wird durch das Zählwerk in bestimmten Zeitabständen
der jeweilige, gegebenenfalls an einer anderen Stelle ermittelte und beispielsweise
durch eine Impulskombination mitgeteilte Leistungsbedarf in eine Summe von Potenzen
von 2 zerlegt, und es wenden dann diejenigen Steuerschalter eingelegt, deren zugeordnete
Betriebseinheiten den für die Bildung des Betrages erforderlichen Potenzen von 2
entsprechen. Durch die eingelegten Steuerschalter werden die zugehörigen Einheiten,
sofern sie nicht bereits in Betrieb sind, hinzugeschaltet und durch die in ihrer
Ruhelage verbliebenen Steuerschalter die nicht mehr benötigten Einheiten abgeschaltet,
worauf sämtliche Steuerschalter ohne Wirkung auf die Einheiten wieder in ihre Bereitschaftslage
zurückgehen.
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Die Erfindung sei an einem Ausführungsbeispiel erläutert.
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FT ist in Fig. i ein Fernmeßimpulsgeber,
der über
die Leitung .2 mit der Schaltstelle verbunden ist. Die ankommende Leitung führt
über Relaiskontakte tri und.ylh zu dem Zählwerk ZW. -3- -ist -eine Batterie
für die Haltespulen des Zählwerkes mit einem Vorschaltwiderstand q.. Im vorliegenden
Falle sei angenommen, daß das Zählwerk drei Relais aufweist, die - die Schalterpaare
r1, r2, r3
steuern. Je ein Kontakt liegt an den Einschaltspulen Ei, E2, E3
und ebenso je ein Kontakt an den Ausschaltspulen A1, A2, A3 der Transformatorenschalter.
Da die Transformatoren auf der Hochspannungs- und auf der Niederspannungsseite geschaltet
werden müssen, ist noch ein zweiter Satz Ein- und Ausschaltspulen erforderlich.
Diese sind ebenso wie die Schalter selbst und die Transformatoren der Übersichtlichkeit
halber aus der Zeichnung fortgelassen. Die mit den Einschaltkontakten zusammenarbeitenden
Schalthebel sind über Leitung 5 und die mit den Ausschaltkontakten zusammenarbeitenden
Schalthebel über Leitung 6 mit dem Umschalter tr.. verbunden, wobei in die Leitung
6 noch der Schalter yh3 eingefügt ist.
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ZK ist in Fig.2 ein durch ein Uhrwerk gesteuerter Zeitkontakt, bestehend
aus dem drehbaren Stromschlußstück zo und den festen Kontakten 7, 8, 9. Vom Kontakt
7 führt eine Leitung zu dem Taktrelais TR und über Widerstand zi und Batterie nach
Erde. Kontakt 8 ist unmittelbar geerdet; von Kontakt 9 geht eine Leitung zu dem
Abwurfrelais A, das über Batterie an Erde liegt Ferner ist ein Hilfsrelais Rlt vorhanden,
das über die Schalter tr, oder rhi und Widerstand 1.2 aus der Batterie 13 gespeist
werden kann. Das dem Hilfsrelais zugekehrte Ende des Widerstandes i2 ist mit dem
Kontakt 9 verbunden. Die Wirkungsweise ist folgende: Wird dem Umformerwerk von dem
Fernmeßimpulsgeber FJ aus der Batterie i ein bestimmter Engrgiebedarf durch eine
Reihe von Stromstößen mitgeteilt, so gelangen diese über die Schalter tri und rh.
zum Zählwerk ZW. Der Bedarfsbetrag wird durch das Zählwerk in Potenzen von 2 aufgeteilt,
und dementsprechend werden von den Schaltern 1-" r2, r3 die den Potenzen
zugehörigen in die Einschaltstellung gebracht. Gelangt jetzt das Stromschlußstück
io des Zeitkontaktes ZK unter die festen Kontakte 7, 8, so fließt ein Strom von
der Batterie über Widerstand ii, Taktrelais TR, Kontakte 7, io, 8 und Erde zur Batterie
zurück. Der Schalter tri wird geöffnet und infolgedessen eine weitere Einwirkung
von Stromstößen auf das Zählwerk verhindert. Ferner wird der Schalter tr2 nach links
umgelegt Infolgedessen fließt aus Batterie über Umschalter tr2, Leitung 5 Strom
zu denjenigen Einschaltspulen der Transformatoren, deren Steuerschalter durch das
Zählwerk umgelegt worden sind. Die Transformatoren werden daher eingeschaltet.
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Durch das Schließen des Schalters tr3 wird das Hilfsrelais RH aus
der Batterie 13 über Widerstand s2 gespeist. Hierdurch wird der Schalter
rh, geschlossen, der dem Schalter tr3 parallel liegt. Ferner wird der Schalter rk,
geschlossen, der durch Kurzschließen des Taktrelais TR dessen Kontakte zum Abfallen
bringt. Gleichzeitig wird der Schalter rh. geöffnet, so daß die Abschaltung des
Zählwerkes ZW von der Impulsgeberleitung 2 bestehen bleibt. Ferner wird der Schalter
rh3 geschlossen, infolgedessen werden über den in die Bereitschaftslage zurückfallenden
Umschalter tr2 über Leitung 6 die Ausschältspulen derjenigen Transformatoren gespeist,
die für die Deckung des Strombedarfs nicht mehr benötigt werden.
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Demgemäß ist die Anzahl -der eingeschalteten Transformatoren durch
die beschriebenen Schaltvorgänge dem Strombedarf angepaßt. Gelangt jetzt das Stromschlußstück
io unter die Kontakte 8 und 9, so wird das Abwurfrelais A gespeist. Der Schalter
a schließt infolgedessen die Relaisspulen des Zählwerkes kurz, so daß die .zugehörigen
Kontakte in die gezeichnete Bereitschaftslage zurückgehen. Ferner wird das Hilfsrelais
RH kurzgeschlossen, so daß auch die zugehörigen Schalter in die gezeichnete
Bereitschaftslage zurückgehen. Die Anzahl der eingeschalteten Transformatoren ändert
sich hierbei nicht. Es kann sich nunmehr das beschriebene .Spiel wiederholen.
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An Stelle von Transformatoren können auch Stromerzeuger, Umformer,
Motoren usw. auf dieselbe Weise gesteuert werden. Die Schalter r1 bis y3 können
auch durch das im Patent 582 78o beschriebene mechanische Zählwerk umgesteuert werden,
wenn der Bedarfsbetrag durch eine entsprechende Zahl von Umdrehungen einer Welle
(z. B. eines Zählers) gegeben wird. Sinngemäß muß dann zwischen der Welle und dem
Zählwerk eine Kupplung vorgesehen sein, die immer nur während der Mitteilungszeit
des Meßbetrages eingerückt ist und während der zum Schalten der Transformatoren
erforderlichen Zeit ausgerückt sein muß.
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Es ist leicht erkennbar, daß bei schwankender Belastung die kleinen
Einheiten dauernd aus- und eingeschaltet werden und deren Schalter dadurch einen
erheblichen Verschleiß erleiden. Sind die Belastungen niedrig, so ist das Einschalten
der Transformatoren mit den kleinen Leistungen nicht zu umgehen, es sei denn, man
legt den Bedarf noch einem anderen Werk mit auf und schaltet das Unterwerk vollständig
ab. Anderseits ist es vollkommen unnötig, beispielsweise zu einem Transformator
von
32 kW einen solchen von i oder :2 kW hinzuzuschalten. Läßt man eine Überlastung
von 121/2 Prozent zu, so kann sogar auf das Hinzuschalten des 4-kW-Transformators
verzichtet werden. Praktisch kann dies mit Hilfe der Schalteinrichtung auf einfache
Weise dadurch erreicht werden, daß der 8-, 16-, 32- und 6q.-kW-Transformator die
Einschaltung des i-kW-, des i- und 2-kW-, des i-, 2- und 4-kW- und des i-, 2-, 4-
und 8-kW-Transformators unmöglich macht. Selbstverständlich ist es nicht erforderlich,
als kleinste Leistung einen Transformator von i kW vorzusehen. Man kann mit einen
beliebigenTransformator der Reihe beginnen oder eine Reihe iya, 2n, 4lä,
8za usw. nehmen, wo ya eine beliebige Zahl ist.
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Ein Beispiel einer derartigen Einrichtung ist in Fig. 3 dargestellt.
Es sind der Obersichtlichkeit halber nur die Teile gezeichnet, die zur Erläuterung
der weiteren Erfindung erforderlich sind.
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spi bis sp, sind die Relaisspulen für die Steuerung der Schalterpaare
r1 bis r, El bis EG sind die Einschaltspulen und A1 bis AG
die
Ausschaltspulen für die Transformatoren von i, 2, 4, 8, 16, 32 kW. Mit den Schaltern
r4 bis r, sind je die Hilfsschalter lak4 bis hke gekuppelt, und zwar sind die Kontakte
geöffnet, wenn der zugehörige Steuerschalter für die Einschaltspulen E4 bis EG
geschlossen ist. Die zu der Relaisspule spi führende. Speiseleitung 24 ist über
je einen der Hilfsschalter hk4 bis hk, ebenso die Speiseleitung 25 für die Relaisspule
sp, über die Hilfsschalter hk5 und lakß und schließlich die Speiseleitung 26 der
Relaisspule spg über den Hilfsschalter hk, geführt.
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Speiseleitungen 2,4 bis
26 nur dann Strom führen können, wenn die Schalter r4 bis r8 die Ausschaltspulen
A4 bis A¢ einschalten. Beim Einlegen eines der Schalter r4 bis r, und Anschließen
der zugehörigen Einschaltspulen kann die Relaisspule spi nicht mehr erregt und der
zugehörige Schalter r1 nich mehr umgesteuert werden. Der i-kW-Transformator bleibt
daher außer Betrieb. Ebenso verhindert das Umlegen eines der Schalter r5 und r6
in die Einschaltstellung die Inbetriebnahme des 24:W-Transformators und das Umlegen
des Schalters r, die Inbetriebnahme des 4-kW-Transformators.