DE84921C - - Google Patents
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KAISERLICHESIMPERIAL
PATENTAMT.PATENT OFFICE.
PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
KLASSE 21: Elektrische Apparate und Maschinen.CLASS 21: Electrical apparatus and machines.
Patentirt im Deutschen Reiche vom 24. Juli 1894 ab.Patented in the German Empire on July 24, 1894.
Wenn in einer von einer Stromerzeugungsmaschine oder von mehreren parallel geschalteten derartigen Maschinen betriebenen elektrischen Stromvertheilungsanlage eine Anzahl von Gruppen von Verwendungsstellen, z. B. Glühlampen, hinter einander geschaltet werden, wodurch gegenüber der Parallelschaltung eine Verringerung der Leitungsquerschnitte ermöglicht wird, so ist es, wenn die in Gruppen, zusammengestellten Lampen gleich hell brennen sollen, nothwendig, dafs in jeder der hinter einander geschalteten Gruppen gleich viel Lampen vorhanden sind.If in one of a power generating machine or of several connected in parallel such machines operated electrical power distribution systems a number of groups of points of use, e.g. B. incandescent lamps, switched one behind the other, which enables a reduction in the cable cross-sections compared to the parallel connection it is when the lamps put together in groups burn equally brightly should, of necessity, be the same in each of the successive groups Lamps are in place.
Meistens wird aber die Anzahl der Lampen in den hinter einander geschalteten Gruppen verschieden sein, weshalb sich zum Stromausgleich zwischen den Verwendungsstellengruppen besondere Regelungsvorrichtungen nöthig machen.Mostly, however, the number of lamps in the groups connected one behind the other is be different, which is why there is a need for current balancing between the usage point groups make special regulating devices necessary.
Bei bisher bekannten Ausgleichseinrichtungen war für jeden Zweig eine besondere Hülfsmaschine vorgesehen, deren Wirkung sich auf den ihr zugehörigen Zweig erstreckte; wenn daher beim Dreileitersystem 2 Hülfsmaschinen vorgesehen wurden, so erstreckte sich die Wirksamkeit jeder Hülfsmaschine in den ihr zugehörigen Zweig.In previously known compensating devices, there was a special auxiliary machine for each branch provided, the effect of which extended to the branch belonging to it; if therefore 2 auxiliary machines in the three-line system were provided, the effectiveness of every auxiliary machine extended into that of it related branch.
Erfuhr nun der eine Stromzweig und damit auch die zugehörige Hülfsmaschine eine Belastungsä'nderung, so übertrug diese Maschine die Wirkung auf den anderen Zweig, so dafs also bei Regelung des einen Zweiges der andere immer in Mitleidenschaft gezogen wurde.If the one branch of the current and thus also the associated auxiliary machine experienced a change in load, so this machine transferred the effect to the other branch, so that with the regulation of one branch the others have always been affected.
Das- Wesen der vorliegenden Anordnung besteht nun darin, dafs dies vermieden werden soll, d. h. also, dafs nur ein Zweig eine Hülfsmaschine für sich erhält, wobei die von dieser Maschine zu liefernde oder aufzunehmende Energie aus der Hauptmaschine, entnommen oder auf letztere übertragen wird, ohne dafs der zweite, eine Hülfsmaschine nicht besitzende Stromzweig hierbei unmittelbar mitwirkt.The essence of the present arrangement is that this should be avoided should, d. H. thus, that only one branch receives an auxiliary machine for itself, and that of this one Machine to be supplied or consumed energy taken from the main machine or is transferred to the latter, without the second, who does not have an auxiliary machine Branch here is directly involved.
Tritt daher nach vorhergehendem Gleichgewichtszustand in dem mit Hülfsmaschine ausgerüsteten Zweig eine Veränderung in der Belastung ein, so wird das Gleichgewicht lediglich durch Inanspruchnahme der Hauptmaschine wieder hergestellt.Therefore occurs after the previous state of equilibrium If there is a change in the load in the branch equipped with the auxiliary machine, the equilibrium only becomes restored by using the main engine.
Die zweite Hülfsmaschine, welche mit ihrem Anker an die beiden Aufsenleiter angeschlossen ist und demnach keinem besonderen Zweige angehört, tritt als Vermittler zwischen der Zweigstromhülfsmaschine^und der Hauptmaschine auf, indem sie den Strom der letzteren aus dem Aufsenleiter aufnimmt und an die Zweighülfsmaschine abgiebt, oder die von letzterer abzugebende Stromenergie aufnimmt und an die Aufsenleiter abgiebt, wobei stets Ausgleich in den Zweigen erfolgt.The second auxiliary machine, which is connected to the two outer conductors with its anchor and therefore does not belong to any particular branch, acts as an intermediary between the Zweigstromhülfsmaschine ^ and the main machine by taking the flow of the latter off picks up the outer conductor and hands it over to the branch support machine, or that of the latter absorbs current energy to be delivered and delivers it to the outer ladder, always balancing takes place in the branches.
Tritt dagegen in dem eine Hülfsmaschine entbehrenden Zweige eine Belastungsänderung ein, so ist zunächst nur die Hauptmaschinenspannung constant zu halten, worauf der Fall sich genau so darstellt, als wenn der mit Hülfsmaschine ausgerüstete Stromzweig eine Belastungsänderung erfahren hätte.If, on the other hand, a load change occurs in the branches that do not have an auxiliary machine one, then only the main machine voltage has to be kept constant at first, whereupon the case presents itself exactly as if the branch of the circuit equipped with an auxiliary machine is a Would have experienced a change in load.
Bei Anwendung von mehr als drei Leitern erhält wiederum nur ein Zweig eine nur für ihn wirksame Hülfsmaschine, während die übrigen Hülfsmaschinen stets mehreren ZweigenIf more than three conductors are used, only one branch receives one only for auxiliary machine effective for it, while the other auxiliary machines always have several branches
(2. Auflage, ausgegeben am 28. Juni iSgg.l(2nd edition, issued on June 28th iSgg.l
desselben Systems gemeinsam sind, so dafs sich auch hier die Ausgleichswirkung immer auf die Hauptmaschine erstreckt.of the same system are common, so that here, too, the compensatory effect is always different extends to the main engine.
Die Ausgleichsvorrichtung nach vorliegender Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dafs zwischen den Aufsen- bezw. Mittelleitern der Anlage eine oder mehrere Hülfsmaschinen derart eingeschaltet sind, dafs deren einer Pol stets mit ein und demselben Aufsenleiter und deren anderer Pol mit je einem Mittelleiter in Verbindung steht.The compensation device according to the present invention is characterized in that between the outer resp. Central conductors of the system one or more auxiliary machines in this way are switched on, that their one pole always with one and the same outer conductor and theirs other pole is connected to a center conductor each.
Dabei sind diese Hülfsmaschinen unter einander "und aufserdem mit einer weiteren Hülfsmaschine mechanisch verbunden, deren beide Pole an den beiden Aufsenleitern oder an einer aufserhalb des Leitungsnetzes gelegenen Stromquelle angeschlossen sind.These auxiliary machines are among each other "and also with another auxiliary machine mechanically connected, the two poles of which on the two outer conductors or on one are connected to the power source located outside the line network.
Es wird dadurch bei dem Mehr- bezw. Minderverbrauch von Strom in der einen Lampengruppe eine Speisung derselben durch Vermittelung der beiden Hülfsmaschinen selbst von den Hauptleitern aus bezw. eine Stromzuführung nach diesen hin so erfolgen, dafs bei Aenderung der Zahl der Lampen in den einzelnen Lampengruppen die Lampen stets gleich hell brennen.It is thereby with the Mehr- respectively. Under-consumption of electricity in one Lamp group a supply of the same through the mediation of the two auxiliary machines themselves from the main ladders respectively. a power supply to these take place in such a way that always change the number of lamps in the individual lamp groups burn equally bright.
Durch geeignet angeordnete Widerstände kann eine Spannungs- und Stromregelung in den einzelnen Bewickelungen der Hülfsmaschine oder unterstützungsweise. in den Leitungszweigen selbst erfolgen; auch kann die Regelung der Feldmagnete der Hülfsmaschinen von anderen Zweigen der Anlage, zu denen die betreffende Hülfsmaschine nicht gehört, oder durch eine fremde Stromquelle bewirkt werden.A voltage and current control in the individual wraps of the auxiliary machine or support. take place in the line branches themselves; also can the scheme the field magnets of the auxiliary machines from other branches of the system to which the auxiliary machine in question does not belong, or caused by an external power source.
Die der Beschreibung beigefügte Zeichnung zeigt beispielsweise verschiedene Ausführungsarten solcher Stromregelungseinrichtungen bei Dreileitersystemen und in einem Falle bei einem Fünfleitersystem.The drawing attached to the description shows, for example, various embodiments of such current regulating devices Three-wire systems and in one case with a five-wire system.
Bei der Anlage nach Fig. ι werden die Bürsten der Hauptmaschine A mit den Aufsenleitern ι und 3 verbunden, während der zwischen den Verwendungsstellen-Gruppen a und b liegende Mittelleiter 2 mit dem einen Pole einer Hülfsmaschine B verbunden ist, deren anderer Pol mit dem Aufsenleiter 1 in Verbindung steht.In the system according to Fig. Ι the brushes of the main machine A are connected to the outer conductors ι and 3, while the center conductor 2 lying between the usage groups a and b is connected to one pole of an auxiliary machine B , the other pole of which is connected to the outer conductor 1 is in communication.
Eine zweite Hülfsmaschine C ist durch Verbindung ihres einen Poles mit dem Aufsenleiter ι und ihres anderen Poles mit dem Aufsenleiter 3 mit der Hauptmaschine A parallel geschaltet.A second auxiliary machine C is connected in parallel to the main machine A by connecting its one pole to the outer conductor 1 and its other pole to the outer conductor 3.
Die Spannung des Magnetfeldes der Hülfsmaschinen B und C kann beispielsweise mittelst eines in den Nebenschlufs 5 an der Hülfsmaschine B eingeschalteten Widerstandes w und eines in den Nebenschlufs 6 an der Maschine C eingeschalteten Widerstandes w1 erfolgen.The voltage of the magnetic field of auxiliary machines B and C can, for example, take place by means of a resistor w connected to secondary circuit 5 on auxiliary machine B and a resistor w 1 connected to secondary circuit 6 on machine C.
Statt je einen solchen Widerstand für beide Hülfsmaschinen -B und JD anzuordnen, kann derselbe nur an der Maschine B oder nur an der Maschine C angebracht werden, oder es können mehrere solcher Widerstände in dem von der Hülfsmaschinenbewickelung nach dem betreffenden Aufsenleiter gehenden Nebenschlufs angeordnet werden.Instead of arranging such a resistor for both auxiliary machines -B and JD, the same can be attached only to machine B or only to machine C, or several such resistors can be arranged in the secondary loop going from the auxiliary machine winding to the respective outer conductor.
Zur mechanischen Verbindung der Wellen der Hülfsmaschinen B und C sind beispielsweise Riemenscheiben B1 und C1 aufgekeilt und durch einen Riemen D unmittelbar mit einander verbunden, so dafs bei einseitiger Verminderung von Lampen in der einen Lampengruppe, z.B. b, die Hülfsmaschine C die Hülfsmaschine B antreibt, und umgekehrt.For the mechanical connection of the shafts of the auxiliary machines B and C , for example, belt pulleys B 1 and C 1 are keyed and directly connected to one another by a belt D, so that with a one-sided reduction of lamps in one lamp group, e.g. b, auxiliary machine C becomes auxiliary machine B. drives, and vice versa.
Erhalten bei der Anordnung nach Fig. 1 die Hülfsmaschinen B und C Nebenschlufswickelung, so kann auch an Stelle zweier Widerstände (Fig. 1) ein einziger Widerstand jp2 in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise eingeschaltet werden, von dem ein Ende mit dem freien Ende der Nebenschlufswickelung der Maschine B und das andere Ende mit dem freien Ende der Nebenschlufswickelung der Maschine C verbunden ist. If the auxiliary machines B and C receive secondary windings in the arrangement according to FIG. 1, then instead of two resistors (FIG. 1) a single resistor jp 2 can be switched on in the manner shown in FIG End of the auxiliary winding of the machine B and the other end to the free end of the auxiliary winding of the machine C is connected.
In der Anlage nach Fig. 4 befindet sich ein Widerstand JR zwischen dem Mittelleiter und einem Aufsenleiter (z. B. 3); in der Anlage nach Fig. 5 sind zwei solche Widerstände vorgesehen , von denen Widerstand R zwischen den Leitern 1 und 2, Widerstand R1 dagegen zwischen den Leitern 2 und 3 liegt. In Fig. 6 ist ein Widerstand R* zwischen die Aufsenleiter geschaltet und seine Kurbel mit dem Mittelleiter 2 in Verbindung gebracht.In the system according to FIG. 4 there is a resistor JR between the central conductor and an outer conductor (e.g. 3); In the system according to FIG. 5, two such resistors are provided, of which resistance R is between conductors 1 and 2, while resistance R 1 is between conductors 2 and 3. In FIG. 6, a resistor R * is connected between the outer conductor and its crank is connected to the central conductor 2.
Die Wirkungsweise ist in den vorstehend beschriebenen Vertheilungsanlagen die folgende :The mode of action in the distribution systems described above is as follows:
Ist die Belastung α kleiner als b, so empfängt die Hülfsmaschine ^4 Strom, läuft als Motor und überträgt ihre Kraft auf die mit ihr mechanisch verbundene Hülfsmaschine C bezw. Hauptmaschine A, welche infolge dessen entsprechend dieser Kraft Strom in das Leitungssystem liefert. Ist umgekehrt die Belastung a gröfser als Belastung 6, so- liefert die Hülfsmaschine B Strom als Stromerzeugungsmaschine und empfängt die nothwendige Kraft durch die mit ihr mechanisch verbundene Maschine.If the load α is less than b, the auxiliary machine ^ 4 receives current, runs as a motor and transmits its power to the auxiliary machine C respectively mechanically connected to it. Main machine A, which as a result supplies electricity to the line system in accordance with this force. Conversely, if the load a is greater than the load 6, the auxiliary machine B supplies electricity as a power generating machine and receives the necessary force through the machine mechanically connected to it.
Dabei ermöglichen die Widerstände w bezw. n> wl die Regelung der Spannungen der Hülfsmaschinen B und C, während durch die Widerstände R bezw. R R1 die Regelung des Stromes in den Aufsenleitern unterstützt werden kann.The resistors w or allow. n> w l the regulation of the voltages of the auxiliary machines B and C, while the resistors R respectively. RR 1 the regulation of the current in the outer ladders can be supported.
Bei der Anordnung nach Fig. 3 werden durch Drehung eines Stromschlufshebels zwei zu einem einzigen Widerstand n>2 vereinigte Widerstände und dadurch gleichzeitig die Spannung zweier Hülfsmaschinen geregelt, während in der Anlage nach Fig. 6 der Strom in beiden Aufsenleitern durch nur eine Kurbel des Widerstandes R2 unterstützungsweise ge-In the arrangement according to Fig. 3, two resistors combined to form a single resistor n> 2 and thereby simultaneously the voltage of two auxiliary machines are regulated by turning a power supply lever, while in the arrangement according to Fig. 6 the current in both outer conductors is controlled by only one crank of the resistor R 2 supported by
regelt werden kann, so dafs sich die Regelungsfähigkeit verdoppelt.can be regulated, so that the regulating ability is doubled.
Die Verstellung der Widerstände w und R kann durch Hand oder selbsttätig (durch die an den Verwendungsstellen α und b herrschenden Spannungen) erfolgen.The adjustment of the resistors w and R can be done manually or automatically (by the voltages prevailing at the points of use α and b).
Werden mehr als drei Leiter zu einem Vertheilungssystem vereinigt, so werden , falls η Leiter und (n-i) Leitergruppen vorhanden sind, (n-i) Hülfsmaschinen mechanisch mit einander verbunden und so geschaltet, dafs sie sämmtlich mit dem einen Pol mit ein und demselben Aufsenleiter und mit dem anderen der Reihe nach mit je einem Mittelleiter verbunden sind.If more than three leaders are combined into a distribution system, if η ladder and (n-i) ladder groups are available, (n-i) auxiliary machines mechanically with connected to one another and connected in such a way that they are all with one pole with one and the same outer conductor and connected to the other one in turn with a central conductor each are.
So zeigt beispielsweise Fig. 7 ein Fünfleitersystem mit vier Lampengruppen abcd zwischen den Aufsen- und Mittelleitern 1 bis 5 und mit vier Hülfsmaschinen B' C B" C". For example, FIG. 7 shows a five-conductor system with four groups of lamps abcd between the outer and middle conductors 1 to 5 and with four auxiliary machines B 'CB "C".
Die einzelnen Hülfsmaschinen sind in diesem Falle unter einander durch Riemenleitungen D D' D" verbunden. Die Wirkungsweise der Anlage ist auch bei dem Fünfleitersystem dieselbe wie bei dem Dreileitersystem. In this case, the individual auxiliary machines are connected to one another by belt lines DD 'D " . The mode of operation of the system is also the same in the five-line system as with the three-line system.
Diese Anlage kann auch dahin abgeändert werden, dafs, unter Fortfall der der Hauptmaschine parallel geschalteten Hülfsmaschine (n-2) Hülfsmaschinen mit der Hauptmaschine A mechanisch verbunden und in derselben Weise geschaltet sind. Auch kann die Anwendung der Widerstände w und R in derselben Weise wie bei zwei Lampengruppen erfolgen.This system can also be modified so that, omitting the auxiliary machine (n-2) connected in parallel to the main machine, auxiliary machines are mechanically connected to the main machine A and connected in the same way. Resistors w and R can also be used in the same way as for two groups of lamps.
Die Anlage kann auch dahin abgeändert werden, dafs die Hülfsmaschine mit ihren Schenkelwickelungen an andere Leiter angeschlossen sind als die Hülfsmaschine selbst. Bei der Anlage nach Fig. 8 wird die Wickelung der Schenkel der Hülfsmaschine B vom Mittelleiter 2 ab und nach dem Aufsenleiter 3 hingeführt, während die Bewickelung der Hülfsmaschine C zwischen den Leitern 1 und 2 liegt, wobei infolge der Spannungsschwankungen die Regelung der Spannung selbst sich verbessert.The system can also be modified to, are connected to other conductors That the Hülfsmaschine with their legs windings than the Hülfsmaschine itself. In the plant according to Fig. 8, the winding of the legs will be guided to the Hülfsmaschine B from the center conductor 2, and after the supervisor conductor 3, while the winding of the auxiliary machine C lies between the conductors 1 and 2, the regulation of the voltage itself being improved as a result of the voltage fluctuations.
Statt des zugehörigen Aufsenleiters oder eines nicht zu der betreffenden Hülfsmaschine gehörigen Mittelleiters können auch andere Stromquellen zur Erregung bezw. zum gegenseitigen Antriebe der Hülfsmaschinen dienen.Instead of the associated outer ladder or one not for the auxiliary machine in question appropriate center conductor can BEZW other power sources for excitation. to mutual Drives of the auxiliary machines are used.
In der Anlage nach Fig. 2 endlich sind zwei unter einander beispielsweise durch Riementrieb verbundene Hülfsmaschinen B C angeordnet. Die Hülfsmaschine B liegt zwischen den Leitern 1 und 2, während die andere Maschine lediglich mit einer fremden Stromquelle F verbunden ist.In the system according to FIG. 2, finally, two auxiliary machines BC connected to one another, for example by belt drives, are arranged. The auxiliary machine B lies between the conductors 1 and 2, while the other machine is only connected to an external power source F.
Nachstehend wird ein Beispiel unter Zugrundelegung einer angenommenen Belastungsverä'nderung in einem Leitungszweige gegeben.An example is given below on the basis of an assumed change in load given in a branch of the line.
Nehmen wir an, dafs in einem Elektricitätswerk zwei Erzeugermaschinen mit einem Kraftverbrauch von je 200 P. S., d. h. zusammen 400 P. S. aufgestellt sind, so leisten dieselben etwa 270 Kilowatt.Let us assume that there are two generating machines in an electricity plant, each with a power consumption of 200 P. S., i. H. together 400 P. S. are set up, they have an output of about 270 kilowatts.
Liegt das Verbrauchsgebiet 1 km weit von der Maschinenstation entfernt, beträgt demgemäfs der Spannungsverlust in jedem Aufsenleiter etwa 20 Volt 'und die Gebrauchsspannung an den Lampen 115 Volt, so müssen die Maschinen für eine Spannung von 270 Volt gewickelt sein und leisten demgemäfs zusammen 1000 Ampere.If the consumption area is 1 km away from the machine station, is accordingly the voltage loss in each outer conductor is about 20 volts and the service voltage on the lamps 115 volts, the machines must for a voltage of 270 volts be wound and accordingly provide a total of 1000 amperes.
Wir nehmen an, dafs von der Maschinenstation nach dem Verbrauchsgebiet nur die beiden Aufsenleiter geführt werden und dafs am Verbrauchsort zwei Ausgleichsmaschinen B und C Aufstellung finden.We assume that only the two external conductors are led from the machine station to the area of consumption, and that two equalizing machines B and C are set up at the place of consumption.
Eine etwaige Belastungsschwankung ruft demgemäfs folgende Verhältnisse hervor:Any fluctuations in the load cause the following conditions:
Es mögen nach vorangegangenem Gleichgewicht in beiden Zweigen in Zweig a 100 Ampere
mehr verbraucht werden. Maschine B liefert diese 100 Ampere. Hierzu bedarf sie, wenn
ein Verlust im Anker und durch Reibung von zusammen 5 pCt. der Energie bei der Hülfsmaschine
entsteht, einer Antriebskraft von = ,6,5 P. S.
736; 0,95 After a previous equilibrium, 100 amps more may be consumed in both branches in branch a. Machine B delivers these 100 amps. For this purpose it is necessary if a loss in the anchor and due to friction of a total of 5 pCt. the energy generated by the auxiliary machine, a driving force of = 6.5 HP
736; 0.95
Diese Energie wird ihr durch die Welle der Maschine C zugeführt, welche als Motor laufend bei ebenfalls 5 pCt. Ankerverlust hierzuThis energy is fed to it through the shaft of machine C , which also operates as a motor at 5 pCt. Loss of anchor for this
——= 12800 Watt verbraucht, oder—— = 12800 watts consumed, or
0,950.95
bei 230 Volt = 55 Ampere.at 230 volts = 55 amps.
Diese 55 Ampere müssen also von den Erzeugermaschinen mehr geleistet werden, sobald in Zweig a 100 Ampere mehr eingeschaltet werden.These 55 amps must therefore be provided by the generating machines as soon as 100 amps more are switched on in branch a.
Eine geringe Spannungsänderung in den beiden Zweigen, welche hierbei aufgetreten sein sollte, kann durch entsprechende Verstellung der in den Erregerstrom der Hülfsmaschinen eingeschalteten Regelungswiderstände beseitigt werden, während die Gasammtspannung von 2 · 115 = 230 Volt im Verbrauchsgebiet durch Regelung der Haupt-Erzeugermaschinen constant erhalten wird.A slight change in voltage in the two branches that occurred here should be, can by adjusting the in the excitation current of the auxiliary machines switched-on control resistances are removed while the gas main voltage of 2 · 115 = 230 volts in the consumption area by regulating the main generating machines constant.
Werden dagegen nach vorhergegangener gleicher Belastung der beiden Zweige der Stromverbrauch in Zweig a um 100 Ampere vermindert, so geht ein Strom von 100 Ampere in die Hülfsmaschine B, welche demgemäfs 100 · 11 5If, on the other hand, the current consumption in branch a is reduced by 100 amperes after the two branches have previously been equally loaded, a current of 100 amperes goes into auxiliary machine B, which accordingly amounts to 100 · 11 5
736 73 6
_ i ^8 p s__ i ^ 8 ps _
überträgt, so dafs diesetransmits so that this
f die Maschinef the machine cc
14,8 ■ 736 ■ 0,95 230 14.8 ■ 736 ■ 0.95 230
= 45 Ampere an die Aufsenleiter abgiebt bezw. um 45 Ampere die Betriebsmaschine entlastet. Ein etwaiger geringer Spannungs-= Delivers 45 amps to the outer ladder respectively the operating machine is relieved by 45 amps. Any low voltage
Claims (2)
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