CH217057A - Anordnung zur synchronen Betätigung von Tastschaltern. - Google Patents

Description

  Anordnung zur synchronen Betätigung von     Tastschaltern.       Wenn zwischen den     Einspeisestellen    eines  Versorgungsgebietes     keine        Steuerleitungen     bestehen, so können an diesen     Einspeisestel-          len    vorhandene     Tastschallter    zwecks kurzzei  tiger Unterbrechung der Netzspannung und  Aussendung von     Fernsteuerimpulsen    zu einer  synchronen Betätigung dadurch angereizt       werden,

      dass an einer geeigneten     Stelle    des  Netzes eine vorübergehende     Erdpunktver-          lagerung    vorgenommen wird. Zu diesem  Zweck wird über einen Widerstand an einer  beliebigen Stelle des Netzes, zum     Beispiel     des     Hochspannungsnetzes,    ein     Erdschluss    im  pulsmässig ein- oder mehrmals hergestellt  entsprechend der Impulsfolge,

   die für die  Unterbrechungen der Netzleiter     seitens    der       Tastschalter    und für die Steuerung der im  Netz verteilten Empfangsrelais erforderlich       ist.    Je nach der Grösse des verwendeten Wi  derstandes steigt die     Sternpunkterdspannung     auf verschiedene Werte innerhalb mehrerer  Perioden des Netzwechselstromes an.

   In    einem     vollständig        kompensierten        Netz    ergibt  sich zum     Beispiel    bei einem Endwert der       Verlagerungsapanung    von     32%    der     Leiter-          Sternpunktspannung        eine        Anstiegdauer    von       etwa    12 Perioden für den Anstieg nach einer       Egponentialfunktion.    Diese Zeit ist im Ver  gleich zu der     Unterbrechungszeit    der     Tast-          schalter    von 2 bis 3 Perioden ausserordent  lich lang.

   Infolgedessen wäre die Möglich  keit gegeben, dass die verschiedenen im Netz  angeordneten     Tastschalter    zu verschiedenen  Zeiten betätigt werden, das     heisst    es würde  sich eine     unzulässige    zeitliche Streuung der       Tastschalterbetätigung    ergeben. Dieser Man  gel wird gemäss der Erfindung dadurch be  seitigt, dass an den     Aufstellungsorten    der       Tastschalter    Schaltmittel vorgesehen     sind,     die nur bei     steilem    Anstieg der Sternpunkt  erdspannung ansprechen und den     Tastschal-          ter    betätigen.

   Als     Schaltmittel    dienen vor  zugsweise Relais, die in     später    an Hand der  Figuren     erläuterter    Weise mit die Ansprech-      zeit beeinflussenden Mitteln, wie Gleichrich  tern,     Kondensatoren,    Drosselspulen     oder    Wi  derständen so zusammengeschaltet sind, dass  sie bei einem eindeutig bestimmten Span  nungswert ansprechen und eine gleich grosse  Verzögerungszeit. besitzen. Sie sind so bemes  sen, dass sie die volle     Erdschlussspannung,    das       heisst    die     Leiter-Sternpunktspannung    dauernd  aushalten, die beim natürlichen     Erdschluss     auftritt.  



  Die zeitliche Streuung des     Ansprechens     dieser Relais erreicht ein Minimum, wenn die  Spannung     rechteckfömig,    also     sprunghaft     auf den     Endwert    ansteigt. Tatsächlich steigt  sie aber nach einer     Exponentialfunktion    an,  so dass es zweckmässig ist, die Relais bei       1/3--1j2    der Endspannung ansprechen zu las  sen, da bis zu diesem Wert die Anstiegs  geschwindigkeit relativ gross ist.  



  Der Verlauf der     Spannungskurve    erfolgt  nach der Gleichung  
EMI0002.0014     
    Der zeitliche Differentialquotient ist durch  die Gleichung  
EMI0002.0015     
    gegeben, der zur Zeit t = 0 den Höchstwert  erreicht. Zur     Zeit   <I>t - T</I> erreicht die Span  nung den Wert U = 0.63 .     Uo.    Die     @Steil-          heit    beträgt in     diesem    Falle
EMI0002.0021  
    also rund<B>37%</B> der Anfangssteilheit.     Legt     man daher die     Anspruchspannung    für die zur  Betätigung der     Tastschalter    dienenden Relais  auf     0,3-0,5    .

       Uo    fest, so     isst    die Anstiegs  geschwindigkeit günstig, das heisst höher als  40% der maximal möglichen Anstiegsge  schwindigkeit.  



  Zur Erzielung einer exakten Arbeitsweise       dieser    Relais     ist    es     ferner    zweckmässig, die       Sternpunkterdspannung    vorzugsweise     mittels     einer     Vollwe@ggleichrichterschaltunggleich-          zurichten        und    als     Relais    ein     hochempfind-          liches    Telegraphenrelais zu verwenden.

   Die-         ses        betätigt        seinerseits        Zwischenrelais,    die  den     Auslösekreis    der     Tastschalter    steuern.  



  In .den     Abb.    1 bis 6 sind Ausführungs  beispiele für Schaltungen gemäss der Erfin  dung nebst     Kurvendarstellungen    zur Erläu  terung der Arbeitsweise gegeben.  



  In     Abb.    la liegt an den beiden rechts dar  gestellten Klemmen eine     stabilisierte    Gleich  spannung     U,;,    an den beiden     linken    Klemmen  die durch Gleichrichtung gewonnene     Stern-          punkterdspannung        LT,.    Die beiden Ventilzel  len 1 und 2 sind     a        geneinandergeschaltet.    So  lange die stabilisierte Spannung     Uk        über-          wiegt,    fliesst durch     das        Relais    oder Kontakt  messgerät 3 kein Strom.

   Überwiegt dagegen  die gleichgerichtete     Sternpunkterdspannung          Ue,    so fliesst durch das     Relais    3 Strom und  bringt es zum Ansprechen. Die Höhe der sta  bilisierten Gleichspannung wird auf     1j3-112     der     Endspannung        Uo    bemessen, die     nach          Abb.        1b    durch den Endzustand der     Exponen-          tiailfunktion    gegeben ist.

   Ist der Spannungs  anstieg im Schnittpunkt der beiden Span  nungen     Uk    und     Ue    hinreichend gross, so ist  der Spannungsabfall im     Relais    3     vernach-          lässigbar,    der einen vorübergehenden Span  nungsrückgang am     Knotenpunkt    4 ver  ursacht.  



  Gemäss     Abb.    2 verläuft .die Sternpunkt  erdspannung     Ue,        abgesehen    von der durch  Uns     mmetrie    und dergleichen;     bedingten          Dauerspanung        Us    nach einer     Exponential-          funktion.    Die zeitliche     Anderungsgeschwin-          digkeit    ist durch die     gestrichelte    Kurve ge  geben.

   Man kann     daher        eine    Schaltung  gemäss     Abb.    2a vorsehen, wobei in den Kreis  des     Gleichrichters    1 ein     Kondensator    5 ge  schaltet ist.. Dieser     nimmt    demnach einen  Strom auf, der dem Verlauf des zeitlichen  Differentialquotienten entspricht. Das Re  lais oder     Kontaktmessgerät    3 kann demnach  in     Reihe    mit diesem     Kondensator    oder     gemäss          Abb.    2b parallel zu einem Widerstand 6 ge  schaltet werden.  



  Wird das Relais     ails    polarisiertes Relais       ausgebildet,    so schliesst es, sofern .der zeit  liche Differentialquotient positiv ist, einen  Arbeitskontakt und öffnet diesen,     wenn    der      zeitliche     Differentialquotient    die Haltespan  nung     unterschreitet.    Nach Abschaltung des  Erdschlusses wird der zeitliche Differential  quotient negativ und veranlasst     nun    erst recht  die Öffnung des. Arbeitskontaktes.  



       Der        Vorteil    der Anordnung besteht darin,  dass der Strom im     Relais    zur Zeit to     unver-          zögert    seinen     Höchstwert    erreicht, wodurch  die     Ansprechverzögerung    auf den     geringst-          möAichen    Wert herabgesetzt     wird.    Bei  einem     Dauererdschluss    wird     das,    Relais.

   nicht       überlastet,    weil der zeitliche     Differentiail-          quotient    der     Erdspannung    Null ist.  



  Beider Anordnung     nach        Abb.    3 wird ein       polarisiertes        Relais,    das zwei Wicklungen be  sitzt, mit der einen Wicklung W2 an eine       stabilisierte        Gleichspannung        UI;,    mit der  andern Wicklung     Wi    an die     gleichgerichtete          Sternpunkterdspannung        Ue    gelegt. Der Ar  beitskontakt dieses Relais wird geschlossen,  sobald die Spannung     U8    überwiegt. Die An  ordnung entspricht im wesentlichen der nach       Abb.    ja.

      Bei dem     weiteren        Ausführungsbeispiel          Abb.    4 liegt an dem     Potentiometer        Pi    die  gleichgerichtete     Sternpunkterdspannung        Ue,     am     Potentiometer    P2 die stabilisierte Gleich  spannung     U;

  .    An die beiden     Potentiometer     ist über Widerstände     Bi    und     R2    ein polari  siertes     Relais    R angeschlossen. Über dieses       Relais    fliesst bei     Überwiegen    der Sternpunkt  erdspannung     U0    ein Strom im Sinne des von  oben nach     unten    eingezeichneten Pfeils, der  das Ansprechen des, Relais bewirkt.

   Der  Strom hat die     umgekehrte    Richtung, wenn  die     stabilisierte    Gleichspannung     U;    über  wiegt, so     da-ss    in diesem Fall     ein    Ansprechen  des Relais nicht erfolgt. Bei den bisher be  schriebenen Anordnungen liegt eine gewisse  Schwierigkeit darin, die verwendeten Kon  densatoren und Gleichrichter so abzustim  men,     da,ss    die erste Ableitung im Augenblick  des     Auftretens    einer     Sternpunkterdspannung     eine praktisch senkrecht     ansteigende    und  scharf einsetzende Spitze aufweist.

   Man er  hält vielmehr mitunter eine abgeschliffene  ]Kurve, die nicht unbedingt ein sicheres An-    sprechen der     Auslöserelais    der     Tastschalter     gewährleistet.  



  Es ist daher unter Umständen zweck  mässiger, für den genannten Zweck eine be  sondere Relaisanordnung vorzusehen. Diese  Anordnung ist so getroffen,     @dass        die    bei  einem zu Steuerzwecken     vorgenommenen          Erdschluss    auftretende     Sternpunkterdspan-          nung    über     einen        Fünfsehenkelwandler    die       Ansprechwicklung    eines     Telegraphenrelais     beeinflusst,

   die .die Umlegung eines Wechsel  kontaktes dieses     Relais.    bewirkt und     dadurch     einen     Selbsthaltekreis    schliesst. Durch die  Umlegung des Wechselkontaktes werden  zwei     weitere    abfallverzögerte     Relais    abge  schaltet, von denen das eine eine kürzere, das  andere eine längere Abfallzeit besitzt als die  Dauer des     Erdschlusses.     



  In den Abbildungen 5 und 6 ist dieses       Ausführungsbeispiel    der     Erfindung    schema  tisch     dargestellt,    und zwar     zeigt        Abb.    5 ,die  grundsätzliche Schaltung .der Relaisanord  nung,     Abb.    6 zeigt ein Zeitdiagramm der  Schaltvorgänge der entsprechenden Relais.  



  Vorausgesetzt ist also, dass an mehreren       Stellen;,        vorzugsweise    an     den:        Einspeisestel-          len    eines     Elektrizitätsversorgungsgebietes          T.astschalter    vorhanden sind, die zwecks     Aus-          sendung    von     Fernsteuerimpulsen    durch kurz  zeitige     Unterbrechung    der Netzleitungen be  tätigt werden müssen, und zwar derart, dass  ,die Betätigung aller     Tastsch.aRer        unterein-          ander    vollkommen synchron erfolgt.

   Zur Be  einflussung     dieser        Tastschalter    ist bereits  vorgeschlagen worden, an einer     zentraalen          Kommandostelle    einen unvollkommenen     Erd-          schluss    über einen     Widerstand    einzuleiten.  Die dadurch     eintretende    vorübergehende Ver  lagerung des     Erdpunktes    wird an allen Stel  len, an denen     sich        Tastschalter    befinden,  durch     Fünfschenkelwanäler    aufgenommen.

    Am vierten und fünften Schenkel eines sol  chen     Wandlers    tritt in diesem Fall eine       Sternpunkterdspannung    auf, die der Anord  nung gemäss     Abb.    5 an den Klemmen 1 und  2 zugeführt wird. Diese Spannung     beeinflusst     die     Ansprechwicklung    E' eines Telegraphen  relais, das ausserdem noch eine Haltewick-           hing    E" besitzt. Dieses Relais besitzt einen       Wechselkontakt    e.

   Die Anordnung enthält  ferner zwei abfallverzögerte Relais H und G,  deren     Abfallzeiten.    so gewählt sind, dass die  Abfallzeit von H stets kürzer, die Abfall  zeit von G stets länger ist als die Dauer  des zu Steuerzwecken vorgenommenen     Erd-          schlusses.    Diese Relais besitzen Kontakte.  die mit entsprechenden kleinen     Buchstaben     bezeichnet sind. Ausserdem ist das     Aus.löse-          relais    F vorhanden, das auf den zugehörigen       Ta.stschalter    einwirkt und dessen kurzzeitige  Betätigung bei jedem eingeleiteten     Erdschluss     bewirkt.  



  Im Ruhezustand befinden ..ich sämtliche  Kontakte der Relaisanordnung in der ge  zeichneten Stellung. Demnach sind die Re  lais H     und    G     erregt,    das     Telegraphenrelais     ist abgefallen, weil seine     Haltewicklung    E"  an dem Wechselkontakt e abgeschaltet ist.  In dem Zeitdiagramm der     Abb.    6 sind die  Erregungszeiten der     verschiedenen        Relais     durch starke Striche angedeutet, die Abfall  zeiten durch gestrichelte Linien. Im Zeit  punkt t" tritt nun ein zu Steuerzwecken vor  genommener unvollkommener     Erdschluss    auf.

    Dies bedeutet, dass am vierten und fünften  Schenkel des     _N'andlers    eine     Sternpunkterd-          spannung    auftritt, die über die     Klemmen    1, 2  und einen Kondensator C der     Anspreehwick-          lung    E' des     Telegraphenrelais        zugeführt     wird. Dieses     Relais    legt daher     urverzögert.     seinen     Wechselkontakt    e um und hält sieh  nunmehr durch die Wicklung E" selbst.

   Die  Umlegung des     Wechselkontaktes    e hat die  Wirkung, dass sofort das     Auslöserelais    F er  regt wird und den     Tastschalter        betätigt.    Die       Umlegung    des     Wechselkontaktes    hat ausser  dem die Wirkung, dass die beiden abfallver  zögerten Relais H und G stromlos werden.

       Die     Abfallverzögerung des     Relais    H ist dabei so       gewählt.    d ass das     Auslöserelais    genügend Zeit  hat, um den     Tastschalter    zu     betätigen.    Nach  einiger Zeit (in der     Abb.    6     gestrichelt)    fällt  also das     Relais    H ah und schaltet dadurch  das     Auslöserelais    F ab, welches zu dieser       Zeit    den     Tastschalter    bereits betätigt hat.

    Gleichzeitig wird     über    den Kontakt     V    das         bereits        stromlose    Relais G abgeschaltet,     wel-          ehes    voraussetzungsgemäss eine     längere    Ab  fallzeit besitzt.

   Im Zeitpunkt     ti    ist nun der       Erdschluss    beendet, und kurz nachher im  Zeitpunkt 62 fällt das Relais G ab und unter  bricht     mittels        seines        Kontaktes    g den     @Strom-          kreis    der     Selbsthaltewicklung    E" des Tele  graphenrelais.

       Dieses        Relais    fällt also im  0     0-    e       ielien        Zeitpunkt    ab, legt     seinen    Wechsel  kontakt in die gezeichnete     Stellung    zurück  und schaltet dadurch das Relais H wieder  ein. Infolgedessen werden auch die     Kontakte          h'    und     h"    geschlossen, von denen der erste       wirkungslos    ist, der zweite dagegen das Re  lais G erneut zum Ansprechen bringt.

   Damit  ist der Ausgangszustand wieder hergestellt  und die Anordnung zur Aufnahme einer  neuen     Erdpunktverlagerung    wieder     bereit.     



  In allen Fällen muss man den zu Steuer  zwecken vorgenommenen     Erdschluss    eine ge  wisse Zeit andauern lassen. Das Relais G ist  nun notwendig, um eine zweite Einwirkung  auf das     Auslöserelais    F und damit. auf den       Tastschalter    zu vermeiden.

   Würde nämlich  im     Augenblick    der Abschaltung     doer    Wick  lung E" der     Erdschluss    noch bestehen, so       hätte    dies über     die        Ansprechwicklung    E' eine  nochmalige Betätigung der Relaisanordnung  und des     Auslöserelais    F     bezw.    des     Tastschal-          ters    zur Folge. Die     Zeit,    während     welcher     der     Erdschluss    andauert, muss also zwischen  den Abfallzeiten der Relais H und G liegen.

    Im übrigen liegen alle     Abfallzeiten    in der  Grössenordnung von Bruchteilen einer Se  kunde. Die Anordnung ist aus üblichen Ele  menten aufgebaut und in jeder Beziehung       betriebssicher.  

Claims (1)

1. <B>PATENTANSPRUCH:</B> Anordnung zur synchronen Betätigung von an verschiedenen Einspeisestel.len eines Netzes eingebauten Tastschaltern mit Hilfe von im Takt der auszusendenden Steuer impulse über einen Widerstand eingeleiteten kurzzeitigen Erdschlüssen, dadurch gekenn zeichnet, dass an den Aufstellungsorten der Tastschalter Schaltmittel vorgesehen sind, die nur bei steilem Anstieg der Sternpunkt- erdspannung ansprechen und den Tastschal- ter betätigen. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1.

   Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die durch den Erdschluss entstehende Sternpunkterdspan- nung bleichgerichtet und diese oder ihre erste Ableitung nach der Zeit zur Betätigung eines Relais verwendet wird. 2. Anordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gleichgerichteten Sternpunkterdspan- nung in einer Gleichrichterschaltung eine stabilisierte Gleichspannung entgegengeschal- tet wird. 3.

   Anordnung nach Patentanspruch und Unteransprüehen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass das Relais in Reihe mit einem Kondensator liegt, der an die gleichberiehtete Sternpunkterdspannung angeschlossen isst. 4. Anordnung nach Patentanspruch und Unteransprüehen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass das Relais an einen in Reihe mit dem Kondensator liegenden Widerstand angesehlossen ist. 5.

   Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die bei einem zu Steuerzwecken vorgenommenen Erdschluss auftretende Sternpunkterdspannung über einen Fünfschenkelwandler die Ansprech- wicklung eines Telegraphenrelais. beeinflusst, die die Umlegung eines Wechselkontaktes dieses Relais. bewirkt und dadurch einen Selbsthaltekreis schliesst. 6.

   Anordnung nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, d.ass, der Wechselkontakt zwei abfallver zögerte Relais abschaltet, von denen das eine eine kürzere, das andere eine längere Abfall zeit besitzt als .die Dauer des Erdschlusses. 7.

   Anordnung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 5 und 6, dadurch gekenn zeichnet, dass Kontakte der abfallverzögerten Relais in den Stromkreisen für TastscUalter- auslöserelais und für die Selbsthaltewicklung des Telegraphenrelais liegen.