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Einrichtung zur Fernmessung bzw. Fernregelung einer elektrischen Leistung
Es sind Fernmeßeinrichtungen bekannt, bei denen als Geberinstrument ein umlaufendes
Meßgerät vorgesehen ist, und solche, bei denen als Geberinstrument ein Ausschlagsmeßgerät
dient. Derartige Einrichtungen ermöglichen daher je nach Art des verwendeten Gebers
entweder die Übertragung von Mengenmes&ungen bzw. ähnlichen Meßwerten oder aber
die Übertragung von Augenblickswerten. Handelt es sich beispielsweise um die Fernübertragung
der Angaben eines Leistungsmessers oder der Angaben eines Leistungszählers, so ermöglicht-
zwar die eine Einrichtung am Empfangsort die Anzeige der jeweils herrschenden Leistung,
die andere die Übertragung des insgesamt abgegebenen oder aufgenommenen Verbrauchs.
Die Einrichtungen ermöglichen jedoch nicht, schnelle Zustandsänderungen der Meßgröe,
beispielsweise einer Leistung am Empfangsort, anzuzeigen.
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Die Fernübertragung derartiger rasch verlaufender Zustandsänderungen
der Meßgrößen ist jedoch für viele Zwecke von erheblicher Beldeutung, namentlich
dann, wenn es sich um elektnsche Größen handelt, deren Änderungsgeschwindigkeit
zum Zweck der Regelung zu einer Kommando- oder Lastverteilerstelle übertragen wird.
Es ist zwar bereits eine Einrichtung bekannt, bei der ein Alarmsignal betätigt wird,
wenn die Geschwindigkeit, mit der sich ein Wasserbehälter entleert, einen bestimmten
Wert überschreitet. Eine der artige Einrichtung ist aber offenbar nur für derartige
Messungen brauchbar, wobei der Übergang von einem auf den anderen Zustand -verhältnismäßig
langsam erfolgt und wobei stoßweise Änderungen der Meßgröße, wie sie in elektrischen
Energieverteitungsanlagen vorkommen, nicht möglich sind. In elektrischen Anlagen
kommen beispielsweise sehr häufig Belastungsspitzen vor, die durch Einschaltung
eines großen Verbrauchers, durch einen Kurzschluß auf Balinstrecken 0 dgl. hervorgerufen
sind und die zumeist nur Bruchteile von Sekunden andauern und wobei die sich daraus
ergebende bleibende Belastungsänderung einen anderen Wert annimmt. Die Verwendung
eines Warnungssignals, wie bei der bekannten Einrichtung, wäre in derartigen Fällen
sehr unzweckmäßig, weil es den Bedienungsmann zum Einsatz von Reservemaschinen,
zur Erhöhung der Brennstoffzufuhr oder Wassermengen u. dgl. veranlaßt, während der
Belastungsstoß nach kurzer Zeit wieder auf einen geringen Teil abgeklungen ist.
Es kommt daher in derartigen und ähnlichen Anlagen sehr wesentlich darauf an, daß
nicht bloß das Überschreiten einer bestimmten Änderungsgeschwindigkeit zur Auslösung
eines Signals
benutzt wird. Maßgeblich für den Einsatz von Reservemaschinen
u. dgl. ist vielmehr die Gesamtbelastung der Anlage und die möglichst unverzögert
zur Anzeige gebrachteVeränderung des jeweiligen Belastungszustandqs.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei Einrichtungen zur Fernmessung
bzw. Fernregelung einer elektrischen Leistung nach ihrem Augenblickswert und ihrer
Änderung in der Zeiteinheit dadurch gelöst, daß die Übertragung nach dem Impulsfrequenzverfahren
mit einem Geber erfolgt, in dem die Summe der Drehbewegungen eines von der zu messenden
Leistung abhängigen Zählers sowie eines Wattmeters gebildet und zum Antrieb des
Impulsgebers verwendet wird.
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Es ist zwar schon eine Einrichtung zur Regelung von Druck, Temperatur,
Mengen o. dgl. bekannt, bei der die Meßgröße in einen Ausschlag eines Zeigers umgewandelt
wird, der auf einem Potentiometer einen entsprechenden Abgriff einstellt. In Verbindung
damit ist eine Kondensatorschaltung so vorgesehen, daß über insgesamt drei Leitungen
Spannungen einem Regelgerät zugeführt werden können, die der Meßgröße sowie ihrer
zeitlichen Änderungsgeschwindiglteit proportional sind. Die Schaltung selbst ist
ziemlich kompliziert und gestattet eine Fernübertragung im vorliegenden Sinne schon
deshalb nicht, weil mit Spannungen gearbeitet wird, die durch Leitungswiderstand,
Isolationszustand usw. beeinträchtigt werden.
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Durch die Erfindung werden dagegen die Vorteile des Impulsfrequenzverfahrens,
nämlich die Übertragung auf beliebig große Entfernungen und die Unabhängigkeit vom
Leitungszustand für die Übertragung von Meßwerten und ihrer Änderungsgeschwindigkeit,
nutzbar gemacht.
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Anordnungen gemäß der Erfindung sind für alle Meßgrößen anwendbar,
die unmittelbar durch umlaufende Meßgeräte und gleichzeitig auch durch Ausschlagsmeßgeräte
erfaßt werden können.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Als Gebermeßgerät dient einerseits ein umlaufender Zähler 4 und andererseitsein
Wattmeter 5.
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Dabei ist angenommen, daß die Belastung in einer elektrischen Anlage
und ihre Änderungsgeschwindigkeit übertragen werden soll. Die beiden Meßgeräte arbeiten
gegebenenfalls über Getriebe 6 und 7 auf ein Differentialgetriebe 8, dessen Planetenradwelle
eine Kontaktvorrichtung g trägt. Die Kontaktvorrichtung g läuft demnach mit einer
Drehzahl um, die der vorzeichenrichtigen Summe der Drehgeschwindigkeiten der beiden
Meßgeräte entspricht. Demzufolge werden über die Fernleitung 10 Impulse ausgesandt,
deren Häufigkeit abhängig ist von der vorzeichenrichtigen Summe der Drehgeschwindigkeiten
des umlaufenden Zählers 4 und des wattmetrischen SIeßgeräts 5. Bezeichnet 31 den
Augenblicks-.-rt der Meßgröße, so ist der Ausschlag-Sihliel .-i des Empfangsmeßgeräts
durch die rfläufigkeit der ausgesandten Impulse bestimmt, und zwar nach der Beziehung:
A = J.1 + Darin sind f und g Maßstabsfaktoren bzw.
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Umrechnungskonstante. Das Empfangsgerät zeigt demnach auch schnelle
Laständerungen unverzögert an, und zwar kann im Falle der Anwendung eines registrierenden
Gerätes nicht nur die Größe der Laständerung, sondern auch der Zeitpunkt des Eintritts
der Laständerung unverzögert festgehalten werden. Die Impulse können nicht bloß
einem anzeigenden Meßgerät, sondern auch den Verstellorganen von Maschinenreglern
usw. zugeführt werden. Die Anwendung der Einrichtung gemäß der Erfindung ist überall
da von Bedeutung, wo es sich darum handelt, daß auf Systeme, die von der Meßgröße
31 beeinflußt werden sollen und einer Zustandsänderung Trägheitswiderstand entgegensetzen,
Steuerkräfte ausgeübt werden müssen, die dem Trägheitswiderstand entgegenwirken.
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Hierbei kann g sowohl eine Konstante als auch eine Funktion derMeßgrößellI
sein. Die letztere Anordnung wird vorteilhaft nach der Erfindung stets dann angewendet,
wenn die Trägheit des Empfangsorgans sich mit dem Wert der Meßgröße ändert.
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Bei dem Ausführungsbeispiel kann es vorkommen, daß die Kontaktvorrichtung
bei plötzlicher Abnahme der Meßgröße im negativen Sinne läuft, obwohl die Meßgröße
selbst noch positiv ist. Man muß daher auch in dem Fall, wo die Meßgröße nur eine
Richtung hat (Leistungslieferung), die Übertragung von unterschiedlichen Impulsen
vorsehen, falls nicht dem Zähler ein konstanter Vortrieb gegeben wird. Durch geeignete
Bemessung der Übersetzungen 6 und 7 bzw. durch Fortlassen des einen oder anderen
Obersetzungsgliedes kann die Übertragungsgröße entsprechend verändert und eine andere,
beispielsweise genauere Anzeige der Zustandsänderung am Empfangsort erreicht werden.
Die Kontaktvorrichtung kann auch direkt von der Summengeschwindigkeit der beiden
Meßsysteme betätigt werden.
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Es ist indessen nach der Erfindung auch möglich, sowohl das Abbild
der Änderung als auch das Abbild der Meßgröße getrennt zu übertragen und das Zusammenwirken
von beiden erst in dem zu steuernden Organ, z. B. einem besonderen Anzeige- oder
Regelgerät, erfolgen zu lassen.