CH630205A5

CH630205A5 - Verfahren und einrichtung zur sicherung der wiedereinschaltung eines mittels rundsteuerung gesteuerten elektrischen energieversorgungsnetzes.

Info

Publication number: CH630205A5
Application number: CH777578A
Authority: CH
Inventors: Kjell Fahlesson
Original assignee: Landis & Gyr Ag
Priority date: 1978-07-19
Filing date: 1978-07-19
Publication date: 1982-05-28
Also published as: DE2902603A1; AT364408B; ATA448279A; US4234904A; DE2902603C2

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem mittels Rundsteuerung gesteuerten elektrischen Versorgungsnetz den Netzaufbau beim Wiederkehren der Spannung nach Netzunterbrüchen wesentlich zu beschleunigen oder diesen sogar erst zu ermöglichen.

Die Erfindung besteht in den im Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 2 definierten Merkmalen.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsform mit einem bistabilen Gleichstromrelais und Fig. 2 eine Ausführungsform mit einem mittels einer Wechselstromhalbwelle betreibbaren bistabilen Wechselstromrelais.

In der Fig. 1 bedeutet 1 ein bistabiles Gleichstromrelais zur Befehlsausführung in einem Rundsteuerempfänger mit einem Eingang E für «Ein»-Befehle und einem Eingang A für «Aus»-Befehle. Dieses Relais 1 wird beispielsweise durch Ablenkung eines Kontaktarms 2 mittels einer nichtdargestellten Nockenscheibe oder mittels einer umlaufenden Wählerscheibe in Verbindung mit einer in der Fig. 1 positiven Gleichstromquelle gebracht. Ein zweiter Steuerpfad für die «Aus»-Stellung des Relais 1 wird durch einen Schaltkontakt 3 ermöglicht, der von einem Relais 4 gesteuert wird. Dieses Relais 4 ist einerseits direkt mit einer mit dem Netz verbundenen ersten Wechselstromklemme und andererseits über einen Kaltleiter 5 mit der zweiten Wechselstromklemme verbunden. Die Gleichstromquelle für den Betrieb des bistabilen Relais 1 kann durch einen zwischen die Wechselstromklemmen geschalteten Gleichrichter 6 gebildet werden.

In der Fig. 2 ist ein mittels einer Wechselstrom-Halbwelle betreibbares bistabiles Wechselstromrelais 7 gemäss der CH-PS 500 575 dargestellt, sowie ein zweiter Steuerpfad, der aus einem Kondensator 8 mit einem parallel dazu geschalteten Widerstand 9 und einer zu dieser Parallelschaltung in Reihe geschalteten Diode 10 besteht und mit einer Phasenleitung P des Energieversorgungsnetzes verbunden ist.

Das Wechselstromrelais 7 weist einen Eisenkern 11 mit einer Spule 12 auf, welche zwischen zwei Polschuhen 13 und 14 befestigt sind.

Zwischen den Polschuhen ist ein Anker mit seiner Achse 15 in einer nicht gezeichneten Lagerplatte gelagert. Der Anker besteht aus einem in Längsrichtung der Achse 15 magnetisier-ten Permanentmagnet 17, einer oberen Polplatte 18 und einer unteren Polplatte 19. Mit dem Anker fest verbunden ist ein beweglicher Kontakt 20 mit seinem Betätigungsarm 21. Die dazugehörigen festen Kontakte 22 (PE) und 23 (PA) sind auf dem Träger des Magnetsystems starr befestigt.

Die Wirkungsweise der Einrichtungen nach Fig. 1 und 2 ist folgende: Die Grundidee für die Wirkungsweise beider Ausführungsformen liegt darin, dass in den Rundsteuerempfängern beim Wiederkehren der Netzspannung nach einem Stromunterbruch die Verbraucher von sekundärer Priorität, wie Speicherheizungen, Lichtreklame oder gewisse Gruppen von Direktheizungen selbsttätig ausgeschaltet werden. Erst nach gesichertem Wiederaufbau der Energieversorgung im betreffenden Netzstrang sollen diese ausgeschalteten sekundären Verbraucher durch separate Rundsteuersignale zeitlich gestaffelt wieder eingeschaltet werden. Zu diesem Zweck soll in den Rundsteuerempfängern nebst dem normalen Steuerpfad für das einzige oder für mehrere dort vorhandene bistabile Rund-steuerschaltrelais, welche Lasten mit sekundärer Bedeutung schalten, ein zusätzlicher Weg vorhanden sein, über welchen beim Wiederkehren der Netzspannung bereits bei einer weniger als % der Netzspannung liegenden Schwelle ein Impuls in solcher Richtung durch das betreffende Schaltrelais geschickt wird, dass dieses in die «Aus»-Stellung gebracht oder, wenn es

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schon in dieser war, in dieser Stellung festgehalten wird. Erst liegt der Permanentmagnet über den Polschuhansatz 18a, den auf einen nachfolgenden «Ein»-Rundsteuerbefehl sollen diese Eisenkern 11 und den Polschuhansatz 19a in einem geschlosse-Relais zeitlich gestaffelt wieder in die «Ein»-Stellung gebracht nen Eisenkreis und erzeugt in diesem einen Magnetfluss. Wird werden. nun an die Spule 12 über den geschlossenen Kontakt 22 und 20

Gemäss der Ausführungsform nach der Fig. 1 mit einem s eine Wechselspannung gelegt, so bleibt der Anker 17 so lange bistabilen Schaltrelais 1 in Gleichstromausführung wird im in seiner gezeichneten Lage stehen, bis an der Spule diejenige Normalfall durch den Kontaktarm 2 im dem einzelnen Rund- Wechselstrom-Halbwelle erscheint, deren Magnetfluss im Steuerbefehl entsprechenden Zeitpunkt die Gleichspannung Eisenkern 11 dem Magnetfluss vom Permanentmagneten 17 mit dem «Ein»- oder «Aus»-Eingang E oder A verbunden. entgegengerichtet ist. Durch diese Wechselstrom-Halbwelle

Dadurch wird der vom bistabilen Relais gesteuerte Kontakt la io dreht sich der Anker, bis der Polschuhansatz 18b den Polschuh geschlossen oder geöffnet. Bei einem Stromunterbruch bleibt 13 und der Polschuhansatz 19b den Polschuh 14 berührt. Der somit das Relais 1 in der dem zuletzt gesendeten Befehl ent- Betätigungsarm 21 dreht sich mit und öffnet den Kontakt 22 sprechenden Stellung. Beim Wiederkehren der Spannung blei- und 20 und die Spule 12 wird stromlos. Der Anker bleibt in der ben deshalb sämtliche vor dem Stromunterbruch eingeschal- neu erreichten Lage stehen, da der nun geschlossene Kontakt tete Lasten eingeschaltet. Das kann bei knapp bemessenen Net- is 23 und 20 in diesem Zeitpunkt spannungslos ist. Wird im Rah-zen die Folge haben, dass der betreffende Netzstrang nach dem men eines anderen Befehls die Spule 12 über den Kontakt 23 Wiederkehren der Netzspannung sofort durch die Schutzschal- und 20 an Wechselspannung gelegt, so wird der Anker analog ter wegen Überlastung abgeschaltet und das Wiedereinschal- dem hier beschriebenen Vorgang wieder in die gezeichnete ten zumindest für längere Zeit verunmöglicht wird. Stellung zurückgeführt und Kontakt 22 und 20 geschlossen.

Um diese üble Folge zu vermeiden, ist deshalb ein zweiter 20 Voraussetzung für das richtige Funktionieren des Relais 7 ist, Pfad für die Steuerspannung des Relais 1 über den Kontakt 3 dass die Umschaltung in wesentlich kürzerer Zeit als einer vorgesehen. Beim Wiederkehren einer unterbrochenen Netz- Halbperiode der Netzspannung erfolgt.

Spannung zieht nämlich das Relais 4 sofort an bevor die volle Eine ebenfalls nicht gezeichnete Verlängerung des Betäti-

Netzspannung erreicht ist. Dieses Relais 4 und der in seine Ver- gungsarmes 21 steuert direkt den nichtgezeichneten Leistungs-sorgungsleitung eingeschaltete Kaltleiter 5 (PTC) sind dabei so 25 kontakt la der Fig. 1, der über die Ausgangsklemmen des Rundbemessen, dass der nach einer gewissen Zeit durch die Erwär- steuerempfängers den Anschluss der zu beeinflussenden Ver- • mung des Kaltleiters fliessende geringere Strom das Relais 4 brauchsgeräte ermöglicht.

nicht mehr zu halten vermag und dabei der geschlossene Kon- Um den Schutz des Netzes beim Wiederkehren der Netz takt 3 wieder geöffnet wird. Spannung nach einem Stromunterbruch zu gewährleisten, ist

Bei Wiederkehren der Spannung wird also während einer 30 der Anschlusspunkt 16 der Spule 12 mit einem zweiten Pfad für gewissen minimalen, mehrere Netzfrequenzperioden überstei- einen Betätigungsimpuls versehen, der aus dem Kondensator 8, genden Zeit der Kontakt 3 geschlossen und durch den von die- dem Widerstand 9 und der Diode 10 besteht. Dieser Pfad ist mit sem bestimmten zweiten Weg ein Stromimpuls auf den «Aus»- der Phasenleitung P verbunden und die Diode ist so polarisiert Eingang A des Relais 1 gegeben, durch welchen die sekundäre und der Widerstand 9 so bemessen, dass bei Wiederkehren der Last mittels des Relaiskonakts 1 a abgeworfen wird. Die Zeit- 35 Netzspannung bei einer höchstens % der Netzspannung liegenkonstante eines Gleichrichters 6 zur Speisung des Geräts ist so den Schwelle ein Impuls solcher Richtung zum Anschlusspunkt eingestellt, dass ein nur kurzer Netzunterbruch von weniger als 16 übertragen wird, dass das Wechselstromrelais bei der ersten 30 Sekunden sich nicht auswirkt. Andererseits sind das Relais 4 entsprechenden Halbwelle der Netzspannung in die «Aus»-und der Kaltleiter 5 so ausgebildet, dass dieses Relais innerhalb Stellung schwenkt, wenn es vorher in der «Ein»-Stellung war, der Zeit bis zur nächstmöglichen Ausgabe des nächsten Rund- 40 oder in der «Aus»-Stellung verbleibt, wenn es vorausgehend Steuerbefehls mit Sicherheit wieder abgefallen ist. Damit ist die schon in dieser Stellung war. Die Zeitkonstante für die Impulsnormale Funktion des bistabilen Schaltrelais 1 wieder gewähr- länge wird analog zum Beispiel der Fig. 1 hier durch die Grösse leistet und die normalen Befehle können wieder ausgeführt des Kondensators 8 und des Widerstandes 9 bestimmt. Die werden, selbst wenn dies wieder ein «Ein»-Befehl für den Einrichtung nach dieser Fig. 2 ist äusserst einfach und wegen

Relaiskontakt 1 a sein sollte. 45 des Wegfalls eines Relais 4 wirtschaftlich vorteilhaft. Die Wir-

Zur Erklärung der Wirkungsweise der Einrichtung nach der kungsweise und die Schutzwirkung ist gleich wie bei der Ein-Fig. 2 muss zuerst diejenige des Relais 7 erläutert werden. In richtung nach Fig. 1.

der gezeichneten Stellung und ohne Stromfluss in der Spule 12

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

630205 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Sicherung der Wiedereinschaltung eines mittels Rundsteuerung gesteuerten elektrischen Energieversorgungsnetzes beim Wiederkehren der Spannung nach einem Spannungsunterbruch, dadurch gekennzeichnet, dass beim Wiederkehren der Netzspannung die Verbraucher von sekundärer Priorität bei einer höchstens % der Netzspannung liegenden Schwelle selbsttätig durch die Rundsteuerempfänger ausgeschaltet werden und dass diese Verbraucher nach gesichertem Wiederaufbau der Energieversorgung durch Rundsteuersignale zeitlich gestaffelt wieder eingeschaltet werden.

2. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Rundsteuerempfänger nebst dem normalen Steuerpfad für das oder die bistabilen Schaltrelais für Lasten sekundärer Priorität ein zusätzlicher Pfad vorgesehen ist, über welchen bei Wiederkehren der Netzspannung ein Impuls in solcher Richtung durch das betreffende Schaltrelais fliesst, dass dieses in die «Aus»-Stellung gebracht oder dort festgehalten wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2 mit mindestens einem bistabilen Gleichstromrelais, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Pfad durch den Schaltkontakt (3) eines Relais (4) gesteuert wird, das mittels eines Kaltleiters (5) an die Netzklemmen angeschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 mit mindestens einem bistabilen, durch eine Halbwelle der Netzspannung betriebenen Wechselstromrelais (7) mit einem festen, im normalen Steuerpfad liegenden Elektromagneten und einem zwischen dessen Polen drehbaren und je einen Kontakt für einen «Ein»- oder «Aus»-Befehl steuernden Permanentmagneten, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche Pfad durch an eine Netzklemme (P) angeschlossene Reihenschaltung einer Diode (10) und einer Parallelschaltung eines Kondensators (8) mit einem Widerstand (9) gebildet ist, der an einen Anschlusspunkt (16) der Spule (12) des Relais (7) angeschlossen ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (8) und der Widerstand (9) so bemessen sind, dass die Länge des Schaltimpulses mindestens einige Perioden der Netzfrequenz beträgt.

6. Einrichtung nach dem Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rundsteuerempfänger so eingerichtet ist, dass ein Netzunterbruch von weniger als 30 Sekunden unwirksam auf dessen Funktion ist.

Bekanntlich hat die Rundsteuerung in Energieversorgungsnetzen die Aufgabe der Optimierung der Lastkurve (Load Management) durch die Zu- und Abschaltung von Energieverbrauchern und der Tarifstufen der Messeinrichtungen vorzunehmen. Strassenbeleuchtung, Verkehrssignale, Alarmeinrichtungen usw. können ebenfalls gesteuert werden (Landis & Gyr-Mitteilungen 4-74,21. Jahrgang, W.Elbel «Streifzug in die Geschichte der Rundsteuerung, Blatt 4-19). In Netzen, die bis knapp an ihre Kapazitätsgrenze mit Raumheizung ausgelastet sind, kann nach einem längeren Spannungsausfall die Wiedereinschaltung des Netzes dadurch erschwert sein, dass alle eingeschaltet gebliebenen Heizungsregelungen gleichzeitig einen maximalen Nachholbedarf an Heizlast aufweisen. Ebenfalls kann eine vorhandene Notstromgruppe durch die anstehende Last überfordert sein und dadurch nicht in Betrieb genommen werden.

Die Wiedereinschaltung des Netzes oder Netzteiles wird wesentlich erleichtert bzw. erst dann ermöglicht, wenn die der Rundsteuerung zugeordneten Lasten vor dem eventuellen Ansprechen der Netzschutzschalter mittels eines Wiederherstellungs-Stromkreises verzögert eingeschaltet werden (DE-OS 2 250 674).