DE2108807C3 - Verfahren zur Gleichlaufregelung der Lastschalter von Transformatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I.

Eine Gleichlaufregelung von Transformatoren der eingangs genannten Art ist aus der Zeitschrift »Elektrizitätswirtschaft« 1955, Heft 12, Seiten 395 bis

398 bekannt. Die Lastschalter (auch Lastumschalter genannt) sind dabei Teil eines Slufenschaltwerks, mit dem eine Spannungsregelung der Transformatoren unter Last möglich ist (vgl. »AEG-Mitteilungen« 1955, Heft l/2,Seitenl06bisll5,insbesondereSeiie 110).

Beim Parallelbetrieb von Transformatoren mit Lastschaltern ist es notwendig, die Lastschalter der Transformatoren auf die gleiche Stufenstellung zu bringen, um unterschiedliche Belastungen zu vermeiden.

Bei Anlagen für die Hochspannungs-Gleii-hstroiT·- πι Übertragung (HGÜ) werden die Stromrichterbriicken über Transformatoren mit den speisenden bzw. gespeisten Drehslromnetzen verbunden. Zur Unterstützung der Spannungsregelung durch die Stromrichterbrücken werden die Lastschalter der Transformatoren ι. mit herangezogen. In HGÜ-Anlagen werden mehrere Siromrichterbrücken in Reihe geschaltet, um auf möglichst hohe Übertragungsspannungen zu kommen. Bei den großen Leistungen, die in HGÜ-Anlagen übertragen werden sollen, sind die Transformatoren als -'(i Einphasen-Einheilen ausgeführt, wobei jeder Emphasen-Transformator einen eigenen Lastschalter besitzt.

Aus verschiedenen Gründen wird eine HGÜ-Anlag · als zweipoliges System ausgeführt, das an zwei Übertragungsleitungcn angeschlossen wird. Dadurch -'"> ergibt sich die Möglichkeit, die beiden Ein/elpole in Reihe zu betreiben, wobei der Mittelpunkt der beider Pole geerdet ist, ohne dall jedoch die Erde zur Slromfiihrung herangezogen wird.

Eine andere Belricbsmöglichkcii besteht darin, beide "> Pole parallel zu beireiben und die Eitle als Rucklciltiiu: zu verwenden. Diese lielriebsart wird jedoch nur bei Störungen auf einer Übertragungsleitung angewendet.

Eine derartige H(Ul «Ullage kann /.. II. je I'ul vier Stromrichlerbrücken enthalten, wobei /li jeder Snom ;> richterbrücke drei Einphasen-Transformatoren gehören. Damit sind also für die gesamte I IGÜ-Aiilagc mil acht Stromrichlerbrücken vierund/wan/ig Einphasen-Transformatoren erforderlich.

Im Normalbetrieb müssen demnach zwölf Translor ui maloren, die z. B. je siebenundzwanzig Schaltstufcn haben, durch eine Gleichlaufregelung gesteuert werden. Unier bestimmten Voraussetzungen ist es sogar erforderlich, die Lastschalter aller vierund/wan/ig Transformatoren gleichzeitig zu steuern. π

Aus Stabilitätsgründen werden derartig große HCJ Ü-Anlagen von verschiedenen Drchstrom-Sammelsehienen gespeist, um in Störungsfällen die durch den Lastabwurf auftreienden Probleme /u reduzieren. Da solche HGÜ-Anlagen unter Umstanden die Hauptver- ">» brauchet· im speisenden Net/ durstellen, ist damit zu rechnen, daß die Sammelschiencn etwas unterschiedliche Spannungen haben. Spanriungsanderungen auf den Drehstrom-Sammelschicnen wirken sich also nur auf diejenigen Stromrichterbriicken aus, die an der betref- ^r'^r> fenden Drehstrom-Sammelschiene angeschlossen sind. Daher dürfen auch nur die Transformatoren dieser Stromrichterbrücken einen Vcrstellbefehl erhalten. Ändert dagegen ein Pol der Gleichstromanlage, die aus mehreren in Reihen geschalteten Slromrichierbrücken to besteht, seine Spannung, so müssen alle Transformatoren, die die Stromrichterbriicken dieses Gleichstrompols speisen, verstellt werden, auch wenn sie an verschiedenen Sammelschienen angeschlossen sind und ihre Lastschalter auf verschiedenen Stufen stehen.

Ein weiteres Problem tritt auf, wenn beim Betrieb eines Poles an mehreren Sammelschienen eine Kupplung zwischen zwei Samrndschienen hergestellt wird. In diesem Fall gleichen si:h ciie Spannungen einander an, und es müssen jetzt alle Transformatoren dieser beiden gekuppelten .Sammelschienen auf die gleiche Stufenstellung gebracht werden. Der Verstellbefehl für diese Schalthandlungen kann entweder von. der Spannungsregelung der Stromrichterbrücken aus gegeben werden, oder der Verstellbefehl wird automatisch von der Gleichlaufsteuerung selbst gebildet, wobei die Regelung so vor sich geht, daß die Zahl der zu ».erstellenden Transformatoren möglichst klein isi.

Für den Betrieb von HGÜ-Anlagen ist es zweckmäßig, wenn die Möglichkeit besteht, einen Sollwert für die Transformatoren vorgeben zu können. Diese Sollwert vorgabe muß von Hand oder automatisch über einen Hand-Automatik-Umschalter in Abhängigkeit vom Betriebszustand für jeden Pol und jede Sammelschiene einstellbar sein. Die automatische Sollwertvorgabe ist besonders dam von Bedeutung, wenn zwei Sammelschienen gekuf pelt werden, bzw. wenn vom Reihenbetrieb auf Parallelbetrieb umgeschaltet wird. In diesen Füllen snlj di·· Glcichknilsleuerung ohne Eingriffe des ßcdienungspers'inals die notwendigen Verstellbefehle selbst erzeugen. Im Normalbetrieb kann der Istwert der Transformatoren einer Stromrichterbrüeke als Sollwert verwendet werden.

Die Sollwertvorgabe von Hand ist besonders für die Inbetriebnahme und bei Revisionen von Bedeutung, wobei der Lastschalter jedes Einphasentransformators einer Stnitnrichterbriieke einzeln verstellbar sein muli bzw. alle drei Eirvelpule einer Stromrichterbrücke gemeinsam von I land verstellbar sein müssen.

Der Gleichlauf der Transformatoren bezieht sich also nicht nur auf die von Hand oder automatisch hergestellte gleiche Suifcnstellung der an einer Sammelschiene angeschlossenen Transformatoren eines Glcichrichterpols, sondern im umfassenderen Sinne auf den Gleichlauf der Sekimdarspannung aller Transformatoren eines Gleichrichterpols oder, beim Parallelbetrieb beider Pole, auf alle Stromrichter-Transformatoren der Gesamtanlage. Drehstromseitig können dabei die Transformatoren an verschiedenen Sammelschiene·! angeschlossen sein, deren Spannungen um einige Prozent voneinander abweichen, oder sie können asynchron sein, wobei die Spannungen der Sammelschiencn gleich sein oder um einige Prozent voneinander abweichen können.

Außer den Einrichtungen zur Steuerung des Transfoi matorengleichlaufs ist auch die Anzeige der Stufensiel hingen der Lastschalter um Bedeutung.

Beim Hand- oder automalischen Glcichlaufbetncb muß die Stufensiellung der Lastschalter in einer Schaltwarte kontrolliert werden können, die über den Hand-Automatik-Umschalter je nach Stellung dieses Schalters die Lastschalterstellung eines Einzelpols oder über eine Summiereinrichlung die Stellung aller Ein/clpole einer Stromrichtcrbrücke an einer Stufenstellungsanzeige an/eigen. Ferner muß der Sollwert für jede einzelne Sammelschiene in der Schaltwarte sichtbar sein. Der Aufwand, der mit herkömmlichen Mitteln getrieben werden muß, um die obengenannten Forderungen zu erfüllen, die an eine Gleichlaufsteuerung für eine große Zahl von Transformatoren zu stellen sind, wird besonders deutlich, wenn man davon ausgeht, daß jeder der Transformator-Einzelpole /.. B. siebenundzvv^nzig Schaltstufen hai.

Selbst unter der Voraussetzung, daß für die drei Transformator-Einzelpole einer Stromrichterbrücke nur eine Gleichlaufregelung erforderlich ist, werden

acht Regeleinrichtungen für je siebenundzwanzig Stufen benötigt. In jeder Regeleinrichtung ist für jede Stufe eine Einheit für einen »Höher-Ticfere-Vergleich vorhanden, so daß sich allein dafür ein Bedarf von 216 gleichen Einheiten ergibt.

Die weiterhin erforderlichen Einrichtungen für Sammelschieneninuswahl, Sollwert-Vorwahl usw. bedingen einen zusätzlichen sehr großen Aufwand. Mit herkömmlichen Mitteln läßt sich also eine Gleichlaufsteuerung für eine große Anzahl von Transformatoren nicht mehr wirtschaftlich realisieren, es sei denn, man nimmt erhebliche technische Einschränkungen in Kauf.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine gleichlaufende Regelung der Lastschalter von Transformatoren zu schaffen, mit der beliebig viele Transformatoren beim Betrieb an verschiedenen synchron oder asynchron arbeitenden Sammelschienen betrieben werden können. Bei Spannungsänderungen einer Sammelschiene sollen nur die an dieser Sammelschiene angeschlossenen Transformatoren ihre Schallstufe ändern, während bei Spannungsänderungen auf der Gleichslromseite alle Transformatoren des betroffenen Gleichstrompols ihre Schaltstufe ändern, unabhängig davon, an welcher Sammelschiene sie angeschlossen sind. Ferner sollen Schalthandlungon auf der Drehstromseite, z. B. Sammelschienenkupplung bzw. Polutnschaltungen auf der Gleichstromseitc. automatisch zu entsprechenden Verstellbefehlen führen, während z. B. bei Revisionen oder bei Inbetriebnahme die .Stufenverstellung jedes Transformator-Einzelpols der drei Transformatoren einer Stromrichterbrücke oder eines ganzen Gleichstrompols von Hand möglich sein muß. wobei entsprechende Anzeigeorgane die Überwachung der einzelnen Stellvorgängc anzeigen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Den Addierern müssen Werte eingegeben werden, die sie verarbeiten können. Daher werden die Stufenstellungsmeldungen der Lastschalter /u in der EDV üblichen Codewörtern zweckmäßig zusammengefaßt. Der Vergleich der so erhaltenen Ist-Werte erfolgt ■mit dem im selben Code vorgegebenen Soll-Wert. Ein an sich bekannter Code zur Reduzierung der für die Stufenstellungsmeldung erforderlichen Anzahl von Meldeleitungcn wird so eingesetzt, daß für z. B. siebenundzwanzig Stcllungsmeldungen nur fünf Signalleitungen erforderlich sind, wodurch sich allein schon der Geräteaufwand erheblich vermindern läßt.

Diese Reduzierung durch Codierung bringt allein jedoch nur Vorteile für die .Signalauswahl in \ erschiedcnen Vorvvahleinrichtungen. nicht jedoch für die Signalverarbeitung in den Regeleinrichtungen selbst.

Die entscheidende Vereinfachung in diesem Teil der Gleichlaufregelung wird durch die bedingte Anwendung des von der Rechnertechnik her bekannten Subtraktionsverfahrens erreicht.

Dieses Subtraktionsverfahren beruht auf der Komplementenrechnung, durch die eine Subtraktion in eine Addition verwandelt wird. Die daraus gewonnene Summe muß durch erneute Komplementierung in das endgültige Ergebnis verwandelt werden. Unter bestimmten Voraussetzungen wird bei der Bildung der Zwischensumme ein Vorzeichen gebildet.

Es werden also der codierte Soll- und der codierte Istwert für die Subtraktion verwendet und die Komplementenrechnung nur bis zur Vorzeichengewinnung durchgeführt. Das auf diese Weise entstandene Vorzeichen wird direkt als »Höher-Tiefer«-Re£elsisnal verwendet. Durch diese spezielle Anwendung der Codierung und der Komplementcnrechnung wird die Möglichkeit geschaffen, mit je einem Addierer für je eine Stromrichterbrücke auszukommen.
Bestimmte Werte der bei der Vorzeichenbildung anfallenden Zwischensumme werden zur Fehlerüberwachung herangezogen. Wenn die Zwischensumme den Wert »Null« annimmt, d. h. stimmt der Sollwert mit dem Istwert überein, so kann aus diesem Signal ein

κι Stopbefehl gebildet werden.

Die Fehlerüberwachung spricht an, wenn die Zwischensumme einen Wert annimmt, der durch die Addition von Soll- und Istwert bei fehlerfreiem Arbeiten nicht erreicht werden kann.

r> Diese Fehlerüberwachung ist für Stromrichter-Transformatoren von besonderer Bedeutung, da bei unterschiedlicher Stellung der einpoligen Transformatoren, die zu einer Siromrichlerbrücke gehören, Ausgleichsströme innerhalb einer Umrichterbrücke entstehen, die eine unzulässige thermische Überlastung der Umrichterventile zur Folge haben können. Diese Störungen müssen durch geeignete Schaltungsmaßnahmen so schnell wie möglich beseitigt werden.

Als Hilfsmittel für die Störungserkennung dienen die

2^ri Slufenstellungsanzeiger der Lastschalter in einer Warte, von denen je einer für eine Umrichterbrücke und je einer für die .Sollwertanzeige für jede Sammelschiene und jeden Gleichstrompol vorgesehen ist. Die Stufenstellungsanzeige für jede Umrichterbrücke wird auch

Jd bei Handbetrieb für die Einzelpolmeldung benötigt, so daß dann eine Umschaltung über einen Hand-Automatik-Umschalter vorgenommen werden muß. Auch hier wirkt sich die Codierung der Stellungsmeldesignale gerätespaiend aus.

ij Die gleichen Vorteile der Kombination von Codierung der Stufenstellungsmeldesignale mit der Anwendung der Komplementenrechnung ergeben sich bei der Kupplung von zwei Sanimelschienen. wenn die Lastschalter der an ihnen angeschlossenen Transformatoren

w auf unterschiedlichen Stufen stehen.

Wie weiter unten gezeigt wird, treffen diese Maßnahmen auch für die Sollwertbildung selbst zu.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen näher erläutert.

•n Als Beispiel für die Gleichlaufregelung nach der Erfindung soll die in Fig. 1 schematisch dargestellte HGÜ-Anlage herangezogen werden. Sie besteht aus zweimal vier Stromrichterbrücken 1 bis 8. die an die HCH !-Leitungen 9 und 10 angeschlossen sind. Für die

so beiden Gleichstrompole 11 und 12 ist der Erdanschluß 13 gemeinsam. Jede der Stromrichterbrücken 1 bis 8 kann über drei Einphasentransformatoren 14 bis 16. die mit Lastschaltern ausgerüsic-i sind, wahlweise πι 11 l-hil-i der Sammelschienen 17 bis 19 verbunden werden. Eine

ϊ"> Sammelschienenkupplung 20 ist ebenso wie die Einspeisung der Stromrichterbrücke 7 ohne Schaltgcräte dargestellt.

In der Fig.2 ist die gesamte Gleichlaufregelung als Blockschaltbild dargestellt. Die Fig.3 bis 5 zeigen

wi schaltungstechnische Einzelheiten. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind im Blockschaltbild der F i g. 2 Einrichtungen, die je Brücke bzw. je PoH'orhandcn sind, zum Teil nur einmal dargestellt.

Die Stufenstellungsmeldungen der Transformatoren

μ 14, 15, 16 werden zunächst zweckmäßigerweise galvanisch von der Gleichlaufregelung getrennt und das Potential auf eine für die Gleichlaufregelung günstige Spannung im Block 21 »Umsetzung und galvanische

Trennung« umgesetzt. Im Anschluß daran folgt eine den Transformator-Einzelpolen zugeordnete Anzeigecodierung 22, die direkt auf die verwendeten Anzeigeorgane 23 für jede Brücke abgestimmt wird. Über den Hand-Automatik-Umschalter 24 kann die Stufenstellungsanzeige 23 mit jeder der Codiereinrichtu:.gen 22 für die Transformator-Einzelpole einer Brücke verbunden werden.

In zwei anderen Stellungen des Hand-Automatik-Umschalters 24 können die summierten Stellungen aller drei Transformator-Einzelpole einer Brücke angezeigt werden. Zu diesem Zweck werden die Stufenstellungsmeldungen jedes Transformator-Einzelpols einer Brükke in einer Summiereinrichtung 25, die aus Und-Gliedern besteht, summiert und anschließend in der Codiereinrichtung 26 mit Paritätskontrolle 29 codiert. Der Code richtet sich nach den Erfordernissen der Gleichlaufregelung und kann vom Anzeigecode abweichen. Wenn dies der Fall ist, muß vor dem Hand-Automatik-Umschalter eine Umcodierung für die Summenanzeige vorgenommen werden.

Die richtige Ausgabe der summierten und codierten Stellungsmeldungen ist von ausschlaggebender Bedeutung für das einwandfreie Arbeiten der Gleichlaufsteuerung und damit für die Sicherheit der Ventile. Gerade an dieser Stelle ist jedoch mit den in der Schaltanlagentechnik üblichen Überwachungsschaltungen nur unter sehr großem Geräteaufwand eine zuverlässige Kontrolle möglich, weil in dieser Einrichtung z. B. aus 3 χ 27 Signalen nur noch fünf codierte Signale gebildet werder sollen. Mit dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken der Anwendung der aus der Rechnertechnik bekannten binären Additionsmethode für die Anwendung in Bereichen der Schaltanlagentechnik läßt sich auch hier eine erhebliche Vereinfachung erreichen.

In Fig. 3 sind zu diesem Zweck Einzelheiten der Summierung, Codierung und Signal-Überwachung dargestellt.

Für 27 Signale sind also im Dual-Code Codeleitungen für 2° bis 2⁴ gleich fünf Leitungen erforderlich. Die Fehlerüberwachung ist als Paritätskontrolle aufgebaut, die so arbeitet, daß für alle möglichen Stellungsmeldesignale zwei Crdewerte addiert werden, die im fehlerfreien Fall stets die gleiche Summe erpeben. Im Beispiel werden 7j den vorwärts zählenden Werten »eins« bis »siebenuidzwanzig« auf den Schienen I, bis V, die rückwärts zählenden Werte »siebenundzwanzig« bis »eins« auf den Schienen I« bis V« gebildet. Addiert man die Vorwärts- und Rückwärtswerte jeder einzelnen Stellungsmeldung in der in der Codiereinrichtung 26 enthaltenen Addiereinrichtung 27. dann erhält man als Summe den Wert »achtundzwanzig«. Nur dieser Wert ist richtig und kann nach entsprechender Auswertung in den Verknüpfungsgliedern 28 als Paritätskontrolle 29 zur Freigabe oder bei einem anderen Ergebnis infolge eines Fehlers als Eingabefehlersignal 30 zur Sperrung und Meldung verwendet werden. Auf allgemeine Fälle bezogen heißt das, daß der Wert des richtigen Ergebnisses immer n+ 1 sein muß, wobei η der Anzahl der Lastschalter-Schaltstufen entspricht.

Die in Vorwärtsrichtung codierten Signale werden

ίο vor dem Anschluß an die Paritätskontrolle in den Verstärkern 31 verstärkt und an den Ausgängen 321 und 322 zur weiteren Verarbeitung angegeben. Durch diese Maßnahme werden Fehler in und vor der Summiereinrichtung 25, in der Codiereinrichtung 26 und in den Verstärkern 31 zuverlässig erkannt.

Die codierte und fehlersichere Stufenstellungsmeldung einer Brücke wird nun dem Soll-lstwertvergleicher 33 in F i g. 2 neben anderen Signalen, wie Sollwert, Fehlermeldungen usw. zugeführt und in der Befehlsausgäbe 34 zu Regelbefehlen verarbeitet, die über den Hand-Automatik-Umschalter 24 zum »Höher-Stop-Tiefer«-Regler 35 der Lastschalter an den Transformator-Einzelpolen geleitet werden. In den Stellungen »Hand« des Hand-Automatik-Umschalters 24 ist die Betätigung des Reglers 35 auch von der Handsteuerung 36 aus möglich.

Zum besseren Verständnis der hier ablaufenden Vorgänge sei an drei Beispielen die Wirkungsweise der Komplementenrechnung bei der Anwendung für die Gleichlaufregelung dargestellt. Die Klammerwerte gelten für das zweite Beispiel, um die Vorzeichenbildung deutlich zu machen.

Die Lastschalter der Transformator η einer Brücke sollen auf der Stufe 10 (19) stehen. Der Istwert im Dual-Code lautet also 01010(10011). Als neuer Sollwert wird die Stufe 19 (10) vorgegeben, die im Dual-Code durch 10011 (01010) ausgedrückt wird. Die Rechnung geht so vor sich, daß der Sollwert in jedem Fall vom Istwert subtrahiert wird.

Der zu subtrahierende Wert wird komplementiert, was in der Schaltungstechnik durch Negierung der Signale erfolgt. Danach wird das Komplement zur Basis, im Dual-Code als 2, addiert. Dieser Vorgang wird durch exklusive Oderelemente ausgeführt, die zu »Addierern« zusammengeschaltet sind. Gleichzeitig wird ein »!«-Signal in einer höheren Wertigkeit hinzugefügt, die von den zu verarbeitenden Signalen nicht erreicht wird. Im Beispiel reicht also die Wertigkeit 2⁵ aus, da nur Werte bis 2⁵-1 vorkommen können. Zu diesem Ergebnis wird

so nun der Istwert addiert. Dadurch erhält man in der ersten Stelle ein Vorzeichen, das zur Festlegung der Steuerrichtung verwendet werden kann.

Beispiel 1

19:

K von 19:

A' von 2:

Zusatzsignal:

I. Addition

2. Addition von + 10

10-19 = -9
10 0 11

0 1

00

10 110 1
0 10 10

y\ 10 111
Vorzeichen Ergebnis

Beispiel 2

10:

A' von 10:

A' von 2:

Zusatzsignal:

Addition von 19
Vorzeichen

19-10 = +9

0 10 10

10 10 1
1

110 110

10011

-.001001

Ergebnis

Im ersten Beispiel ist der Istwert niedriger als der Sollwert, so daß ein »Höher«-Verstellbefehl abgegeben werden muß. Die erste Stelle »1« entspricht also einem »Höher«-Befehl. Im zweiten Beispiel ergibt die erste Stelle als Vorzeichen »0«, d. h., der Istwert ist größer als der Sollwert, so daß ein »Tiefer«-Verstellbefehl daraus abzuleiten ist. Der übrige Zahlenwert des jeweiligen Ergebnisses ist für die Festlegung der Regelrichtung ohne Bedeutung. Dieses Ergebnis wird aber, ebenso wie bei der Paritätskontrolle, zur Fehlererkennung verwendet. Wenn, unabhängig vom Vorzeichen, als Ergebnis ein Binärwert gleich oder größer als der Wert »siebenundzwanzig« entsteht, liegt ein Fehler vor, oder wenn allgemein das Ergebnis gleich oder größer als die Lastschalter-Stufenzahl π wird.

Außer zur Fehlererkennung wird das Ergebnis auch noch zur Gleichlaufmeldung für die weitere Regelung verwendet, wie im Beispiel 3 gezeigt wird. Hierbei sei, vom Beispiel 1 ausgehend, der Istwert von 10 auf 19 angestiegen, so daß er mit dem Sollwert übereinstimmt und das Ergebnis zu »Null« wird.

Beispiel 3

19:

A' von 19:

K von 2:

Zusatzsignal:

I. Addition

2. Addition von + 19

Vorzeichen

19-19 = 0
10 0 11

0 1 10 0

10 110 1
10 0 11

«ο ο ο ο ο ο

Ergebnis

Der bereits komplementierte, das heißt negierte Sollwert muß über die Leitungen 37 (F i g. 2) immer von der Sammelschiene an den Soll-Islwert-Vergleicher 33 geliefert werden, an der die zugehörigen Transformatoren in Betrieb sind. Dies geschieht durch eine Vorwahlsteuerung bekannter Art automatisch dadurch, daß die Durchschaltung von der »EinM-Stellungsmeldung des zugehörigen Sammclschienentrenners in den Vorwahlorganen 371, 372, 373 vorgenommen wird. Durch die Verriegelung der Sammelschienentrenner untereinander in der in Schaltanlagen üblichen Weise wird sichergestellt, daß zu keiner Zeit zwei ungleiche Sollwerte durchschaltbar sind. Im Falle einer Sammelschienenkupplung sind vor dem Einschalten eines zweiten Sammelschienentrenners in einem Feld die Sollwerte der gekuppelten Sammeischienen bereits durch die Kupplung auf den gleichen Sollwert gebracht worden.

In F i g. 4 sind einige der wesentlichen schaltungstechnischen Einzelheiten des Soll-Istwert-Vergleichs durch Anwendung der Komplementenrechnung zusammen mit der Befehlsausgabe dargestellt

Der negierte und bereits durch eine nicht dargestellte Einrichtung vorgewählte Sollwert wird über die Leitungen 37 auf den einen Addierer 331 des Vergleichers 33 geschaltet um hier mit dem Zweierkomplement und dem Zusatzsignal addiert zu werden. Diese beiden Signale gelangen über die Leitung 332 zum Addierer 331 und bestehen aus einer logischen »1«.

Die Ausgänge dieses Addierers sind mit einem ■Reiteren Addierer 33 verbunden, in dem die zweite Addition vorgenommen wird. Diesem Addierer 333 werden über die Leitungen 32 die codierten und fehlergeprüften Stufenslellungssignale der Lastschalter der zugehörigen Transformatoren zugeführt.
Am Ausgang 56 dieses Addierers wird das erzeugte Vorzeichen über die Leitung 334 abgenommen und in der Befehlsausgabe 34 zu »Höher-Tiefer«-Befehlen verarbeitet.
Dies geschieht in der Weise, daß durch ein

H) Nicht-Glied 335 in der Leitung 334 das zum erzeugten Vorzeichensignal stets antivalente Signal gebildet und über die Leitung 336 einem Und-Glied 341 zugeführt wird. Die Leitung 334 führt auch an das Und-Glied 342. An die paarweise parallelgeschalteten übrigen Eingänge dieser beiden Und-Glieder sind die Leitungen 343,35,64 herangeführt, welche Freigabe- und Sperrsignale führen.

Wenn diese paarweise parallelgeschalteten Eingänge die Und-Bedingungen erfüllen, hängt also das Ansprechen der Steuerrelais 346 nur noch von der Art des gebildeten Vorzeichens ab. Durch die antivalenten Vorzeicheneingänge 334 und 336 kann immer nur eines der Und-Glieder 341 oder 342 durchschalten und über die Kontakte 347 entweder einen »Höher«- oder einen

2> »Tiefer«-Verstellbefehl an den Lastschalterantrieb abgeben.

Wenn der Sollwert mit dem Istwert übereinstimmt, darf kein Verstellbefehl abgegeben werden bzw. beim Erreichen der Gleichlaufstellung ist der Verstellbefchl

JO zu unterbrechen. Zu diesem Zweck werden die Ausgänge des Addierers 333 auf ein Oder-Glied 337 geschaltet, dessen Ausgang gemäß Beispiel 3 nur dann ein »Nlull«'-Signal über die Leitung 338 an die Und-Glieder 341 und 342 abgibt, wenn Gleichlauf

J^r> besteht.

Falls durch eine Störung in der Steuerung bis zu den Relais 346 ein Fehler auftritt, der beide Relais zum Ansprechen bringt, schließen die Kontakte 348 und geben über die Leitung 349 einen »Not-Aus«-Befehl an den Lastschalterantrieb und eine Fehlermeldung an die Gleichlaufsteuerung.

Auch das richtige Arbeiten der Addierer muß auf Fehler überprüft werden. Wie sich aus den Zahlenbeispielen 1 und 2 ableiten läßt, kann bei fehlerfreiem Arbeiten der Addierer das Ergebnis nur zwischen den Werten »Eins« und »Sechsundzwanzig« liegen, wenn man vom Gleichlauf absieht. Auf die allgemeine Anwendung bezogen heißt das, wenn der Zahlenwert gleich oder größer η wird, liegt ein Fehler vor. η

■io bedeutet hierbei die Zahl der Schaltstufen. In Fig.4 findet diese Fehlersignalauswertung in den Verknüpfungsgliedern 339 statt.

Ebenfalls nach der Methode der Kornplcrnsntenrechnung wird die automatische Gleichlaufsteuerung bei Sammelschienenkupplungen vorgenommen. Von jeder Brücke wird über die bereits erwähnten Sammelschienentrenner ein Signal abgegeben, an welcher Sammelschiene die Brücke in Betrieb ist Diese Meldung wird im Block 40 (F i g. 2) erzeugt und in den Summiereinrichtungen 411, 412 und 413 für jede Sammelschiene getrennt binär addiert und die Ergebnisse in der Einheit »Summierungsfehler« 42 kontrolliert

Bei vier Umrichterbrücken je Pol reichen hierzu zweistellige Addierer mit Übertragungsausgang aus.

Die Verwendung von elektrischen Addierern, die hintereinander geschaltet sind, hat den Vorteil, daß das Endergebnis für jede Sammelschiene und jeden Pol im Dual-Code abgegeben wird und auf diese Weise nach

dem dem Erfindungsgedanken zugrundeliegenden Prinzip der Komplementeni-echnung weiterverarbeitet werden kann. Wenn sich die Anzahl der Umrichterbrükken ändert, beispielsweise vergrößert, ändert sich die erforderliche Stellenzahl der Addierer nur nach den Erfordernissen des Dual-Codes.

Zur Feststellung von Summierungsfehlern wird ein »Ein«-Signal der Leistungsschalter jeder eingeschalten Umrichterbrücke auf andere, ebenfalls in Reihe geschaltete zweistellige Addierer gegeben, jedoch unabhängig davon, an welcher Sammelschiene die Ui-.irichlerbrücken angeschlossen sind. Das hierbei entstehende codierte Ergebnis entspricht der Summe der sammelschienenweise erfolgten Summierungen 411, 412 und 413. Bei der nach der Methode der Komplementenrechnung nachfolgenden Subtraktion der Summe aller eingeschalteten Umrichterbrückeii eines Pols von der Summe der sammelschienenweise erfolgten Summierung, die von Stellungsmeldekontakten der Sammelschienentrenner gesteuert wird, muß als Ergebnis immer der Wert »Null« erscheinen, was der Gleichzahligkeit beider codierter Summen entspricht. Jedes andere Ergebnis bedeutet, daß ein Fehler vorlieg .

Bei dieser Subtraktion kann auf die Vorzeichenbildung verzichtet werden, weil das codierte Zahlenergebnis allein zur Fehlerkontrolle ausreicht. Auf diese Weise ist es möglich, die Addierer, mit denen die Subtraktion ausgeführt wird, um eine Stelle zu verkleinern.

Wenn alle Transformatoren eines Pols an einer Sammelschiene in Betrieb sind, braucht bei der Kupplung zweier Sammelschienen kein Verstellbefehl abgegeben zu werden, so daß die entsprechenden Meldungen 431, 432 und 433 zum Stopbefehl 43 verarbeitet werden. Sind dagegen Transformatoren an beiden gekuppelten Sammelschienen in Beirieb, dann muß der polweise aufgebaute Mehr-Weniger-Vergleich 44 arbeiten, der wie der Soll-lstwertvergleich 33 aufgebaut ist und ebenfalls nach der Subtraktionsmethode mit den Mitteln der Komplementenrechnung arbeitet.

Um diesen Vergleich durchführen zu können, muß über die Eingaben 451 bis 454 vorgegeben werden, welche Sammelschienen miteinander verglichen werden sollen und welche Sammelschiene in der Subtraktion A minus B an der Stelle »A« uno welche an der Stelle »B« stehen soll, »/!«bedeutet, daß je nach den durchgeschalteten Verbindungen entweder Sammelschiene 17 oder Sammelschiene 18 an den Addierer angeschlossen sind, »B« bedeutet, daß je nach den durchgeschalteten Verbindungen entweder Sammelschiene 18 oder Sammelschiene 19 an den Addierer angeschlossen sind. Je nach dem Ergebnis des Vergleichs kann »A« und »B« gleich sein (441), oder weniger Transformatoren sind auf Sammelschiene »B« (442), oder es sind weniger Transformatoren auf Sammelschiene »Λ«(443).

Die beiden erstgenannten Ausgänge sind auf die Einheit 457, »Transformatoren auf Sammelschiene B« verstellen und der dritte Ausgang auf die Einheit 458 »Transformatoren auf Sammelschiene A« verstellen, geschaltet Um jedoch keine unnötigen Verstellbefehle, eventuell sogar in eine unzweckmäßige Richtung abzugeben, wird bei der Herstellung einer Querkupplung zwischen beliebigen Sammelschienen 455 ein Zeitglied 456 angeregt um abzuwarten, ob durch die Kupplung ein Eingriff in die Spannungsregelung der Ventile bzw. des Gleichstrompoles erfolgt Erst nach Ablauf der Wartezeit wird ein Freigabesignal an die Einheiten 457 und 458 abgegeben. Ausgangssignale von

den Einheiten 457 und 458 werden nach Ablauf der erwähnten Wartezeit jedoch erst dann abgegeben, wenn das Signal 459, »Kein Verstellsignal von der Spannungsregelung an die Sollwerte der Pole«, vorliegt.

Fehler in der Auswahlsteuerung werden in der Fehlerüberwachung 450 erfaßt. Beim Auftreten eines Fehlers wird das Freigabesignal dieser Einheit weggenommen.

Für die Gleichlaufregelung ist es erforderlich, den

ίο Sollwert für jede Sammelschiene getrennt nach verschiedenen Gesichtspunkten einstellen zu können. Hierzu dient die Sollwertvorwahl 46, die folgenden Vorwahlen z. B. für den Pol 1 (2) durchführen kann:

1. Sollwertvorgabe von Brücke 1 (2)

2. Sollwertvorgabe von Brücke 3 (4)

3. Sollwertvorgabe von Brücke 5 (6)

4. Sollwertvorgabe von Brücke 7 (8)

5. Sollwertvorgabe automatisch durch Spannungsregelung d» s Pols und in Abhängigkeit von der Betriebsart (Reihen- oder Parallelbetrieb der Pole)

6. Sollwertvorgabe von Hand

Bei der Sollwertvorgabe durch die Brücken müssen die der jeweiligen Brücke zugehörigen »Höher-Tiefer« Verstellbefehle der Brücken-Spannungsregelung 461. der Istwert der Brücke 462, der Vorwahlbel'ehl des Sollwertvorwahlschalters 463 und die »Ein«-St2llungs meldung des entsprechenden Sammelschienenlrenners 464 berücksichtigt we "den.

Wenn die Sollwertvorgabe von Hand erfolgt, werden der Hand-Vorwahlbefehl 465 und die Hand-»Höher Tiefensteuerung 466 auf die Vorwahleinrichtung 46 durchgeschaltet.

Zur automatischen Sollwertvorgabe 467 wird die

« Spannungsregelung 468 des betreffenden Gleichstrompols herangezogen. Ob sie jedoch für die Sollwertvorgabe verwendet wird, ist davon abhängig, ob beide Pole in Reihe geschähet sind (469) oder ob sie im Parallelbetrieb (470) arbeiten. In diesem Fall wird als Sollwert der Istwert 471 des Pols verwendet, der nicht umgeschaltet •wurde.

Aus der Sollwertvorwahl 46 wird vom Sollwertvorgabeschaiter 480 ein Sollwert für die entsprechende Sammelschiene abgegeben und die Leitungen für die

Ί5 der Sammelschiene zugeordneten »Höher-Tiefer«-Verstellbefehle 48t durchgeschaltet. Bei einem Fehler in der Sollwertvorwahl wird eine entsprechende Meldung 485 abgegeben und durch die Einrichtung 486 das zur Sollwertvorwahl gehörende Freigabesignal abgeschal-

W tet.

Der Istwert vom Sollwertvorgabeschalter 480 ist unter den Positionen 481 bis 483 für die einzelnen Sammekc-hienen getrennt noch einmal dargestellt Das gleiche gilt für die Freigabe der Sollwertvoreinstellung

"55 490, die unter den Positionen 491 bis 493 auf die einzelnen Sammelschienen aufgeteilt ist

Für jede Sammelschiene ist ein Sollwertspeicher 510, 520, 530 vorhanden. Jeder Sollwertspeicher muß voreinstellbar sein und durch »Höher- oder Tiefer«- Verstellbefehle verstellt werden können. Diese Forderung ist mit voreinstellbaren Vorwärts-Rückwärts-Zählern zu erfüllen. Derartige Zähler haben jedoch den Nachteil, daß sie sehr empfindlich auf Störimpulse reagieren und prellfreie Eingangssignale voraussetzen, so daß bei Verwendung von Vorwärts-Rückwttrts-Zählern bei der Signaiumsetzung 21 in F i g. 2 ein großer zusätzlicher Aufwand erforderlich würde, um prellfreie Stellungsmeldesignale abgeben zu können.

In Weiterführung des Erfindungsgedankens wird der voreinstellbare Vorwärts-Ribkwärts-Zähler durch einen Addierer ersetzt, mi· dem gleichzeiiig addiert und subtrahiert werden se·'.] und der gleichzeitig auch zur Voreinstellung eines neuen Sollwertes dient. Da im Soll-Istwertvergleicher 33 der Sollwert als negiertes Signal benötigt wird, ist es zweckmäßig, direkt bei der Sollwertbildung die Signale zu negieren, um dadurch die Negation bei jeder einzelnen Brücke zu vermeiden.

Das kann dadurch erreicht werden, daß der Vorwärts-Rückwärts-Zähler mit Voreinstellung ersetzt wird durch einen Addierer, der mit einem Zwischenspeicher und einem Sollwertspeicher zusammenarbeitet. Dieser Einrichtung werden negierte Sollwerte über die Sollwertvorwahl 46 vom negierten Ausgang 322 der Verstärker 31 in F i g. 3 zugeführt.

Für den Addierer erscheinen die »Höher«- oder »Tiefer«-Verstellbefehle stets nur für eine Stufe, so daß also immer nur » +« oder » —« zu addieren ist. Daher kann die »Tiefer«-Rechnung, wie im Beispiel 1 angegeben wurde, ausgeführt werden, wobei »1« minus negierter alter Sollwert gerechnet wird, und wobei auch wieder das Komplement von 2 hinzugefügt werden muß. Im Gegensatz zum Soll-lstwertvergleicher 33 in Fig.2 interessiert hier in erster Linie der Zahlenwert. Das in diesem Fall verwendete »1 «-Signal einer höheren Wertigkeit, die von den zu verarbeitenden Signalen nicht erreicht wird, wird bei der Verwendung des Addierers im Bereich des Sollwertspeichers nach dem Erfindungsgedanken nicht zur Vorzeichenbildung, sondern zur Steuerung eines Zwischenspeichers und des eigentlichen Sollwertspeichers benutzt.

Die »Höher«-Rechnung wird im gleichen Addierer durch die Addition der negierten »1« mit dem negierten alten Sollwert durchgeführt. Diese Addition wird so durchgeführt, daß das Vorzeichen auch »1« wird. Dies wird dadurch erreicht, daß die Negation über alle Binärstellen hinweg geht, die für die Sollwertverarbeitung vorhanden sind, im vorliegenden Fall also über fünf Binärstellen. Dafür wird das »1 «-Signal der höheren Wertigkeit, die von den zu verarbeitenden Signalen nicht erreicht wird, für die Vorzeichenbildung nicht benötigt und durch ein »O«-Signal ersetzt, so daß, wie in den Beispielen 4 und 5 gezeigt wird, am Vorzeichenausgang bei jeder Addition ebenfalls ein »!«-Signal erscheint. Dieses Signal wird bei der Subtraktion zur Steuerung von Zwischen- und Sollwertspeicher verwendet.

Beispiel 4

Komplement von 2:

Steuersignal

1+2 = 3

1110 1

11110

1_

1110 0
Ergebnis

Beispiel 5

1 + 26 = 27

26": 0 0 10 1

T: 11110

Komplement von 2: 1

A 00 100
Steuersignal Ergebnis

In F i g. 5 ist das Blockschaltbild des Sollwertspeichers mit einem Addierer und einem Zwischenspeicher für die Sammelschiene 17 dargestellt. Die Einrichtungen für Sammelschiene 18 und 19 sind gleich aufgebaut und tragen entsprechende Kennziffern. Über die Eingänge 541 und 551 werden die »Höher«- bzw. »Tiefer«-Verstellbefehle in die Sollwertspeichereinrichtung 510 eingegeben. Zusammen mit den beiden vorgenannten Verstellbefehlen kann über den Eingang 491 ein Sollwertvoreinstellbefehl auf die Logik 511 geschallet werden. In dieser Logik werden bestimmte Zusatzsignale unter Verwendung bestimmter Zustandssignale eines Addierers 512, eines Zwischenspeichers 513 und eines Sollwertspeichers 514 gebildet. Wenn z. B. ein »Höher«- Verstellbefehl von 541 in der Logik 511 eintrifft, wird ein Vorwahlsignal an eine Vorwahleinrichtung 515 gegeben, die daraufhin den Inhalt des Sollwertspeichers 514 auf den Addierer 512 durchschaltet. Zugleich wird dem Addierer von 511 das negierte »!«-Signal aufgeschaltet. Nach der Addition erscheint am Vorzeichenausgang des Addierers 512 ein »1 «-Signal, das als Steuersignal an die Logik 511 zurückgegeben wird. Daraus wird über eine Zeitverzögerung 516 ein Signal an eine Freigabe 517 gebildet, so daß jetzt die Durchschaltung des neuen Sollwertes aus dem Addierer an einen Zwischenspeicher 513 möglich ist. Durch die Zeitverzögerung 516 wird erreicht, daß Kontaktprellungen der Relais in der Umsetzung und galvanischen Trennung 21 (Fig. 2) keinen Einfluß auf das Rechenergebnis haben können.

Wenn der neue negierte Sollwert im Zwischenspeicher 513 gespeichert ist. wird eine Meldung an die Logik 511 gegeben, die daraufhin das Freigabesignal für die Freigabe 517 wieder wegnimmt. Der Inhalt des Zwischenspeichers 513 kann jetzt also nicht mehr verändert werden.

Nach der Sperrung der Freigabe 517 wird der Sollwertspeicher 514 gelöscht, worauf von der Logik 511 über eine kurze Zeitverzögerung 518 eine weitere

-V) Freigabe 519 für den Sollwertspeicher 514 erfolgt. Damit steht der negierte neue Sollwert sowohl im Zwischenspeicher 513 als auch im Sollwertspeicher 514. Sobald der neue negierte Sollwert im Sollwertspeicher 514 gespeichert ist, wird, wieder über die Logik 511.

■3D unmittelbar danach die Freigabe 519 gesperrt. Erst beim Verschwinden des als Beispiel angenommenen »Höher«-Verstellbefehls 541 für eine Schaltstufe wird der Zwischenspeicher 513 gelöscht und die Vorwahl in der Vorwahleinrichtung 515 aufgehoben. Bei einem nachfol-

■5) genden weiteren »Höher«-Verstellbefehl, der z. B. auftritt, wenn durch eine Spannungsänderung eine Sollwertverstellung um mehrere Stufen erforderlich wird, laufen die beschriebenen Vorgänge wieder in der gleichen Reihenfolge ab.

bo Bei einem »Tiefer«-Verstellbefehl über den Eingang 551 finden Steuerungsvorgänge statt, die den bei der »Höher«-Steuerung erläuterten Schaltvorgängen entsprechen. Lediglich das negierte »1 «-Signal wird ersetzt durch das Komplement von »1« und das Zusatzsignal in

h5 einer höheren Wertigkeit entsprechend Beispiel 1 zugefügt.

Wenn ein neuer Sollwert von der Sollwertvorgabe 501 einzustellen ist. kommt über den Eingang 491 ein

Sollwerteinstellsignal auf die Logik 511. Dadurch wird die Vorwahleinrichtung 515 entsprechend durchgeschaltet und der alte negierte Sollwert vom Sollwertspeicher 514 gesperrt. Dem neu einzustellenden Wert der Sollwertvorgabe wird zu Steuerzwecken nur das auch bei der Subtraktion verwendete »1«-Sign_l einer höheren Wertigkeit, die von dem zu verarbeitenden Signal nicht erreicht wird, zugeführt und dann die Addition »0« + Sollwertvorgabe ausgeführt Auf diese Weise ist eine Voreinstellung des Sollwertspeichers möglich, da die übrigen Schalthandlungen in der gleichen Weise wie bei einem »Tiefer«-Verstellbefehl ablaufen.

Wie bei der Verwendung des Addierers für den Soll-lstwertvergleich ist auch bei der Verwendung eines Addierers für den Sollwertspeicher 510 eine einfache Fehlerüberwachung möglich. Ein richtiges Ergebnis kann nur zwischen den negierten Werten von »1« bis η liegen, wobei π der Schaltstufenzahl entspricht. Der negierte Wert »0« oder negierte Werte, die größer als η sind, sind falsch und führen zu einer Fehlermeldung und Sperrung durch die Fehlerüberwachung 561. Die Ausgabe der negierten Sollwerte erfolgt sammelschienenweise über die Ausgänge 571, 572, 573 an die Sollwertvorwahleinrichtungen 371, 372 bzw. 373 der einzelnen Brücken.

Wenn weiterhin von Sollwertspeichern die Rede ist, wird stets die gesamte Einrichtung nach F i g. 5 gemeint.

Bei Sollwertänderungen durch Eingriffe der Spannungsregelung werden demnach die Signale für die »Höher-Tiefer«-Steuerung über die Ausgabe 484 als »Höher«- oder »TieferK-Verstellbefehle 541, 551 bzw. 542, 552 oder 543, 553 an die Sollwertspeicher 510 bis 530 weitergeltitet und die Sollwerte entsprechend verstellt.

Wird dagegen eine Sollwertänderung von Hand durch Änderung der Betriebsart (Reihen- oder Parallelbetrieb) oder durch eine Sammelschienenkupplung eingeleitet, dann müssen die Sollwertspeicher 510 bis 530 über die Sollwertspeicher-Voreinstellungen 501 bis 503 auf den neuen Sollwert gebracht werden, weil bei diesen Vorgängen sprunghafte Sollwertänderungen vorkommen, die nur über eine Voreinstellung an die Sollwcr¹ speicher weitergegeben werden können.

Diese Voreinstellung kann angeregt wer·! ^n ?um Beispie. durch eine Kupplung zwischen zwe Sammelschienen. Wenn die Kupplung im Kuppelfeld vollzogen ist, erscheint das Signal »Kupplung K 1/2 ten 2/3 oder 1 /3 Ein«. 504,505 oder 506, die auf die Sollwenspeicher-Voreinstellungen 501 bis 503 und auf die Smnfreigabeanregung 507 geschaltet sind. Zusätzlich kommt von der Einheit 457 oder 458 ein Verstellbefehl, der ebenfalls auf die Sollwertspeicher-Voreinstellungen 501 bis 503 und die Startfreigabeanregung 507 arbeilet.

Um in Abhängigkeit vom Kuppelzustand und vom Verstellbefehl die richtige SoIIw crispeieher-Voreinstellung vornehmen 7U können, muli an' 'ede Sollwcrtspeicher-Voreinstellung der Sollwert iii ι anderen Sammclsehienen geschaltet werden können. Daher sind ?. H. die Sollwerte 571 und 573 der Sammclschienen 17 und 19 aul die Sollwertspeicher-Voreinstellung 502 für die Sammelschiene 18 gesehalle!. Die jeweils zusammen zu verarbeitenden Signale werden jedoch erst dann aul den Sollwerlspeicher durchgeschaltet, wenn die Sollwertvoreinstellung 491 bis 493 ein Frcigabesignal liefert.

Bei der Sollwertspeicher-Voreinstellung durch die Sollwcrtvorwahl 46 müssen die Signale »Istwert« vom Sollwertvorgabcschalter 481 bzw. 482 oder 483 und die Sollwertvoreinsteilung 491 bzw. 492 oder 493 vollständige Signale liefern, um den Sollwertspeicher 510 bzw. 520 oder 530 neu zu setzen.

Die Verstellung des Sollwertspeichers durch die Spannungsregelung der Pole oder der Brücke, die als Sollwertgeber verwendet wird, kann Lastschalterverstellungen um mehrere Stufen erfordern. Nun sind aber die Transformator-Lastschalter mit nicht dargestellten Zeitsperreinrichtungen ausgerüstet, um Oberlastungen

to der Überschaltwiderstände zu vermeiden. Diese Zeitsperreinrichtung soll jedoch nicht zu früh eingeschaltet werden, um unnötige Wartezeiten zu vermeiden. Darum dürfen die Verstellbefehle für die Lastschalterantriebe erst dann abgegeben werden, wenn von der Spannungsregelung her kein Verstellsignal mehr kommt, d. h. wenn ein Verstellsignal z. B. von 3 Stufen im Sollwertspeicher gespeichert ist.

Die Freigabe des Soll-Istwertvergleichers 33 erfolgt durch die Steuerung der Startfreigabe. Die Anregung

2» dazu kommt von der Startfreigabeanregung 507 für Sollwertänderungen im Zusammenhang mit Kupplungsvorgängen über die Verknüpfung 59 und durch »Höher-Tiefer«-Verstellbefehle 484. Die Anregesignale der Verknüpfung 59 und 484 arbeiten gemeinsam auf ein Zeitglied 60, dessen Verzögerungszeit mindestens der doppelten Impulsdauer entspricht. Dadurch erfolgt die Startfreigabe 61 erst mindestens eine Impulszeit nach dem letzten Verstellimpuls von der Spannungsregelung her, unabhängig -On der Gesamtimpulszahl, die bei einer Spannungsänt'erung abgegeben wird.

Zusammen mit der Startfreigabe wird ein Meldesignal 62 an die Ventilregelung abgegeben. Dieses Signal bleibt bestehen, bis die Meldung «5 ufenstellantrieb läuft» 63 über die Umsetzung und galvanische Trennung 64 verschwindet.

Erst wenn der Soll-lstwertvergleicher 33 aller Brücken meldet, daß Gleichlauf besteht, d.h. der Sollwert stimmt mit dem Istwert überein (Verknüpfung 65), wird das Startfreigabesignal gelöscht.

-to Jede Abweichung vom Sollwert bei Brücken, die auf Automatikbetrieb geschaltet sind, bereitet die Startfreigabe vor. Die Auslösung der Startfreigabe erfolgt bei Regeleingriffen durch die »Höher-Tieferw-Steuerbefeh-Ie oder bei Sollwertänderungen durch die Sollwertvorwahl.

Das von der Startfreigabe 61 abgegebene Startfreigabesignal wird auf die Befehlsausgabe 34 für die »Höher-Stop-Tiefer«-Steuerung der einzelnen Brücken geschaltet.

In dieser »Höher-Stop-Tiefer«-Steuerung wird das Startfreigabesignal 61 in einer Verknüpfung 344 (F i g. 4) mit dem Signal der Paritätskontrolle 29 für die jeweilige Brücke und dem Freigabesignal 345 der zugehörigen Zeitsperreinrichtung verknüpft und dann über die Leitung 343 auf die Verknüpfungsglieder 341 und 342 geschallet.

Die Startfreigabeanregung 58 jeder Brücke hat die Aufgabe, beim Umschalten des Hand-Automatik-Umschalters 24 von Hand- auf Automatikbetrieb bei

W) eingeschalteten drehsiromseiiigen Trennern und ausge sehaltetem Leistungsschalter ein SUiitfreigabeanrege signal /u bilden, wenn sieh der Transformator der ein/usehalteiuien Brücke nicht im Gleichlauf mit den Transformatoren der eingeschalteten Brücken befindet.

t>5 Zu diesem Zweck werden die Sammelschienentrenner in einer Oder-Verknüpfung 581 zusammengefaßt und auf ein Und-Glicd 582 geschaltet, auf das außer den Stcllungsmeldunpcn der anderen zugehörigen Schaltge-

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rate das Automatiksignal vom Umschalter 24 und bei Nichtübereinstimmung des Sollwertes mit dem Istwert ein Signal vom Oder-G5ied 337 geschaltet wird. Das Ausgangssignal der Verknüpfung 582 wird über ein Oder-Glied 583 als Startfreigabeanregesignal auf die Startfreigabeanregung 59 (Fig.2) geschaltet. Wenn danach der Gleichlauf hergestellt ist, wird in der Verknüpfungseinrichtung 65 die Meldung Sollwert= Istwert gebildet.

Zu diesem Zweck wird das Automatiksignal des Hand-Automatik-Umschalters 24 mit dem Gleichlaufsignal der Verknüpfung 337 in dem Und-Glied 651 verarbeitet und über das Oder-Glied 652 als Sollwert= Istwertsignal ausgegeben.

Um bei Handbetrieb einer Brücke die Gleichlaufsteuerung der anderen auf Automatikbetrieb geschalteten Brücken nicht zu stören, wird in der Stellung »Hand« des Havid-Automatik-Umschalters 24 ein Signal auf das Oder-Glied 652 geschaltet, wodurch der Startfreigabe 61 und der Freigabe für die Sollwert-Vor- 2U einstellung 490 vorgetäuscht wird, daß sich die auf Handbetrieb geschaltete Gleichlaufsteuerung der Brükke auf Gleichlauf befindet.

Zum automatischen Einschalten des Leistungsschalters einer Brücke in Abhängigkeit von der vorher vorgenommenen Gleichlaufstellung wird das Signal in dem Und-Glied 653 mit dem Ausgangssignal des Und-Gliedes 651 verknüpft, welches das Signal Sollwert= Istwert bei Automatikbetrieb abgibt. Erst wenn diese Signale vollständig vorhanden sind, erscheint am Ausgang des Und-Gliedes 653 ein Freigabesignal zum Einschalten des Leistungsschalters.

Die hier am Beispiel einer Gleichlaufregelung für eine HGÜ-Anlage beschriebene Gleichlaufsteuerung läßt sich in entsprechender Weise auch für den Parallelbe- J5 trieb einer größeren Anzahl von Transformatoren in Drehstromnetzen verwenden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Codierung der Signale nur zum Zweck der Paritätskontrolle vorgenommen und das Freigabesignal ίο der Paritätskontrolle auf die Vorwahlschalter zurückgeführt und zur Vorwahl für beliebige elektrische Signale verwendet.

Fig. 6 zeigt eine solche Einrichtung für die Vorwahl von elektrischen Signalen vorwiegend binärer Art unter Verwendung von Halbleiterbauelementen.

In Fig. 7 ist eine entsprechende Einrichtung für die Vorwahl von elektrischen Signalen unter Verwendung von Vorwahlrelais dargestellt, die außer Binärsignalen auch analoge Signale durchschalten können.

Zur Vorwahl der durchzuschaltenden elektrischen Signale auf den Leitungen iOl bis 127 dienen in einem Beispiel Vorwahlschalter 71 bis 97, von denen jeder mit zwei bzw. drei Schließern ausgerüstet ist, die die Bezeichnung a, b und c tragen. Als Vorwahlorgane werden Und-Glieder 201 bis 227 verwendet. Jedes der einzelnen Und-Glieder enthält zwei Eingänge, von denen der eine zum Durchschalten der Signale der Leitungen 101 bis 127 und der andere zur Freigabe dieser Signale dient.

Wenn z. B. die Signale der Leitungen 101 für eine nicht dargestellte zentrale Einheit vorgewählt werden sollen, wird der Vorwahlschalter 71 mit seinen Kontakten a und b geschlossen. Dadurch wird die Leitung 29 über den geschlossenen Kontakt b mit den Und-Gliedern 201 und die Pluspotential führende Leitung über den geschlossenen Kontakt a mit dem zum Schalter 71 gehörenden Teil der Diodenmatrix 26 verbunden.

Diese Diodenmatrix 26 ist so aufgebaut, daß für jeden Vorwahlschalter zwei codierte Werte gebildet werden, die so miteinander addiert werden, daß im fehlerfreien Betrieb stets die gleiche Summe entsteht Im Beispiel werden zu den vorwärts zählenden Werten »eins« bis »siebenundzwanzig« auf den Schienen h bis Vv die rückwärts zählenden Werte »siebenundzwanzig« bis »eins« auf den Schienen I« bis V« gebildet. Die kleinste Summe ist demnach der Wert »achtundzwanzig«, oder, allgemein ausgedrückt, bei η Vorwahlschaltern n+1-

Diese Addition findet in dem Addierer 27 statt. Die Ausgangssignale dieses Addierers werden in den Verknüpfungselementen 28 so miteinander verknüpft, daß nur dann ein Freigabesignal auf der Leitung 29 abgegeben wird, wenn das Additionsergebnis der Paritätskontrolle den Wert n+1 ergibt. Bei jedem anderen Wert wird über die Leitung 30 eine Fehlermeldung abgegeben, die auch zum Blockieren der Vorwahl oder der sonstigen Steuerung verwendet werden kann.

Wenn also über den im Beispiel geschlossenen Kontakt a des Schalters 71 das Pluspotential über die Diodenmatrix und die Leitungen h und Ir, Hk, IV«, V« entsprechend der vorgegebenen Codierung zum Addierer 27 gelangt, wird hier die Paritätskontrolle durchgeführt und im fehlerfreien Betrieb ein Signal auf die Leitung 29 gegeben.

Über den geschlossenen Kontakt ides Vorwahlschalters 71 gelangt nun dieses Freigabesignal auf die Und-Glieder 201, so daß jetzt die Signale 101 so lange durchgeschaltet werden, bis der Schalter 71 wieder geöffnet oder durch einen Fehler das Freigabesignal auf der Leitung 29 weggenommen wird.

In ähnlicher Weise wie für die Durchschaltung von Vorwahlsignalen mit Halbleiterbauelementen arbeitet auch die Durchschaltung von Vorwahlsignalen über Relais, die besonders dann Vorteile aufweist, wenn es sich bei den vorzuwählenden Signalen ganz oder teilweise um analoge Meßwerte handelt. Eine derartige Ausführung ist in Fig. 7 gezeigt, wobei die eigentliche Paritätskontrolle nicht dargestellt ist, da sie den gleichen Aufbau wie in F i g. 6 hat.

Die Vorwahlschalter 71 bis 97 erhalten einen zusätzlichen Kontakt c, der oberhalb der Schalter zu einer Schiene durchverbunden ist, die den Anforderungen der Bauelemente in der Paritätskontrolle entsprechend zum Beispiel mit Minus- oder Nullpoteniial verbunden ist. Auf diese Weise wird eme zweipolige Schaltung der Relaisspulen 301, 302 ... erreicht, die zwischen den Kontakten b und c der Vorwahlschalter angeschlossen sind. Mit Rücksicht auf die beschränkte Kontaktzahl der Relais können natürlich auch mehrere Relaisspulen parallel geschaltet werden. Wenn die Gewähr dafür gegeben ist, daß keine Doppelerdschlüsse auftreten können, reicht es aus, wenn die Relaisspulen nur über die Kontakte b geschaltet und die anderen Enden der Relaisspulen parallel geschaltet und mit Minus- oder Nullpotential verbunden werden.

Wenn ein Fehler auftritt, wird das Freigabesignal auf der Leitung 29 verzögerungslos abgeschaltet. Ein Fehler wäre es z. B. auch, wenn die Kontakte a und b des Schalters 72 geschlossen wurden, bevor die Kontakte des Schalters 71 wieder geöffnet sind. Dadurch würde zusätzlich auf die Leitung H₁, ein Signal gegeben, so daß nunmehr auf den Leitungen \v, Hv die Codesignale üOOl 1 entsprechend dem Zahlenwert »drei« und auf den Leitungen I«, II* IV«, V_R die Codesignale 11011, was

dem Zahlenwert »siebenundzwanzig« entspricht, anlagen. Bei der Addition im Addierer 27 zum Zweck der Paritätskontrolle entstünde dadurch als Summe der Wert »dreißig«, so daß das Freigabesignal auf der Leitung 29 verschwindet und damit die Und-Glieder 201 und 202 sperrt, während gleichzeitig über die Leitung 30 ein Fehlermeldesignal abgegeben wird.

Dadurch wird sichergestellt, daß nie zwei oder mehr vorzuwählende Signalgruppen 101,102 usw. gleichzeitig durchgeschaltet werden können. Die Signalgruppen können aus beliebig vielen Einzelsignalen bestehen und die Zahl der Signalgruppen kann beliebig groß sein, ohne daß dadurch prinzipielle Änderungen vorgenommen werden müssen, oder daß Beschränkungen in Kauf

genommen werden müssen.

Um zu verhindern, daß im Ruhezustand, das heißt, wenn alle Vorwahlschalter 71 bis 97 geöffnet sind, ein Fehlermeldesignal abgegeben wird, werden die Leitungen Iv bis Vv an das Oder-Glied 281 angeschlossen, dessen Ausgang mit dem Und-Glied verbunden ist, an dessen Ausgang das Fehlermeldesignal 30 abgegeben wird.

DieAnzahl der Leitungen ivbisVvund h bis V_Rsowie die Stellenzahl des Addierers 27 richiet sich nach der Anzahl der Vorwahlschalter. Diese muß stets gleich oder kleiner als 2^m sein, wobei m immer eine ganze Zahl isL Die Anzahl der Leitungen I,.. .v bzw. I,...«ist dann

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gleichlaufregelung mit StufensteHungsmeldung für Lastschalter von Transformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenstellungsmeldungen der Lastschalter der Transformatoren in Form von Codewörtern je einem Addierer pro Transformator als Istwert zugeführt und mit einem von der Spannung der Primärseite und/oder von der Spannung der Sekundärseile abhängigen variablen Sollwert in Form eines Codewortes verglichen werden, und daß der Vergleich durch Subtraktion nach der Komplementenrechnung durchgeführt wird, und daß das dabei r> entstehende Vorzeichensignal zur Regelung der Lastschalterstellungen der Transformatoren und das Ergebnis dev Subtraktion zur Meldung der Überschreitung fester Grenzwerte bzw. zur Stillsetzung der Regelung bei Gleichlauf verwendet werden. 2»

2. Verfahren nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Codierung für die Stellungsmeldung jeder Stufe für den variablen Sollwert ein nach dem gleichen Code codiertes Paritätssignal erzeugt wird, daß die codierten Signale jeder Stufe zu der 2-1 Paritätskontrolle in dem jeweiligen Addierer elektrisch addiert werden und bei gleichem Ergebnis ein Freigabesignal an die Steuerung abgeben, während bei abweichendem Ergebnis eine Störungsmeldung erfolgt. in

3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Vcrstellbel'ehl für den Lastschalter durch entsprechende Zusatzsignale für den Addierer das gleiche Vorzeichensignal entsteht. Fi

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem »TicferM-Verstellbcfchl dem Addierer nur die Zusatzsignale nach den Regeln der Komplementenrechnung zugeführt und mil dem negierten Sollwert addiert werden. -κι

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem »Höherrt-Verstellbcfehl in dem Addierer nur das über die volle Länge des codierten Sollwertes negierte Zusetzsignal des Wertes »1« mit dem negierten Sollwert addiert wird. <r>

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Sollwert-VoreinstellbeLhl in dem Addierer nur ein Zusatz-» 1 «-Signal einer höheren Wertigkeit, die von den zu verarbeitenden codierten Signalen nicht erreicht wird, mit dem neu w einzustellenden negierten Sollwert addiert und der Inhalt eines Sollwertspeichers mit dem alten negierten Sollwert gelöscht wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Startfreigabe für π die einzelnen Transformatorgruppen zugeordneten Soll-lstwert-Vergleiche bei einer Sollwertänderung erst erfolgt, wenn der Sollwert-Vcrstellbefehl ausgeführt und mindestens die Impulszeit für einen »Höher«· oder »Tiefertt-Verstellbefehl vergangen w> ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Kupplung von zwei Sammelschienen durch elektrische Addition die Anzahl der Transformatoren ermitteil wird, die an jeder der beiden Sammelschienen angeschlossen sind, und diese beiden Summen nach den Regeln der Komplementenrechnung voneinander so subtrahiert werden, daß das entstehende Vorzeichen Aufschluß darüber gibt, an welcher Sammelschiene weniger Transformatoren angeschlossen sind, und daraufhin der Sollwert für die Lastschalter der Transformatoren an dieser Sammelschiene auf den Wert des Sollwertes der Sammelschiene gebracht wird, an der mehr Transformatoren angeschlossen sind.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertänderung durch Subtraktion der Istzahlen der Transformatoren an den gekuppelten Sammelschienen erst dann erfolgt, wenn von der Spannungsregelung her kein Verstellbefehl erfolgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung der Reihenfolge der Subiruhenden bei mehr als zwei Sammelschienen durch eine automatische Vorwahl erfolgt, die von Jen betätigten Kuppelschaltern gesteuert wird.

! I. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7. angewendet bei HGÜ-Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß beim Betrieb der Transformatoren an verschiedenen Sammelschienen. die asynchron betrieben werden und bei denen die Parallelschaltung nur auf der Gleichstromseite vorhanden ist. die Gleichlaufregelung bei einer Sollweriändenmg die an den asynchronen Sammelschienen angeschlossenen Transformatoren entsprechend der vorgegebenen Sollwerlaiulerimg verstellt.

12. Verfahren nach Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß bei Spannungsänderuiigen auf der Gleichsiromseite eines Poles alle Transl'ormato ren.die diesen Pol speisen, verstellt werden.

1 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, angewendet bei HGÜ-Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß beim Betrieb der Transformatoren an verschiedenen Sammelschienen, deren Spannungen voneinander abweichen, die auf unterschiedlichen Stufen stehenden Lastschalter bei einer Spannungsänderung auf der Gleiehstromseitc eines Pols gleichmäßig verstellt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7. angewendet bei HGÜ-Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umschaltung von gleichstromseitig in Reihe geschalteten Transformatoren auf Parallelbetrieb die Lastschalter der Transformatoren des umgeschalteten Pols automatisch auf die Stellung der Lastschalter der an der gleichen Sammelschiene angeschlossenen Transformatoren des nicht umgeschalteten Pols gebracht werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die »Ein«-Slellungsmeldungcn der eingeschalteten Lastschalter der Stromrichterbrücken eines Pols unabhängig davon, an welcher Sammelschiene ein Transformator in Betrieb ist, so auf in Reihe geschaltete elektrische Addierer gegeben werden, daß der Zahlenwcrt der Summe im Dual-Code erscheint.