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Einrichtung zur Fernsteuerung und Fernüberwachung von in einer Nebenstelle
vorhandenen beweglichen Organen von einer Hauptstelle aus mittels zweier umlaufender
Schaltwerke von denen je eines in der Haupt- und Nebenstelle untergebracht ist Die
Frage der Fernbetätigung von Transformatoren- und Schaltstationen findet infolge
des steten Wachsens der elektrischen Stromversorgungsnetze und des damit verbundenen
Ausbaus immer größeres Interesse. Vergleichsberechnungen haben gezeigt, daß fernbetätigte
Unterstationen und sogar ganze Kraftwerke in den meisten Fällen wirtschaftlich bedeutend
günstiger arbeiten als dauernd besetzte Stationen, so daß der einmalige Mehraufwand
in der Anschaffung von Fernbetätigungsanlagen keine große Rolle spielt.
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Bekannt sind Fernsteuereinrichtungen, bei denen zur Herstellung der
Fernschaltverbindungen Schrittschaltwerke nach Art der in selbsttätigen Fernsprechbetrieben
verwandten Wählschalter vorgesehen sind, die entsprechend der Anzahl der von einer
Zentral-oder Hauptstelle aus übersandten Stromstöße eingestellt werden. Da für diese
Einstellung jeweils eine ganz bestimmte Anzahl von Stromstößen notwendig ist, erweisen
sich diese Einrichtungen zur Fernsteuerung nicht als genügend zuverlässig. Außerdem
erfordern sie auch einen größeren Aufwand an Relais, wodurch ihre Betriebssicherheit
weiter herabgesetzt wird. Man hat daher bereits, uin die Fernsteuereinrichtungen
einfacher und betriebssicherer zu gestalten, auf der Haupt-und Unterstation je ein
Schaltwerk vorgesehen, die durch je einen Elektromotor dauernd in Umlauf gehalten
werden. Zur Erreichung ihres Gleichlaufes sind am Umfange der die Kontaktbürsten
tragenden Speichenräder, die durch Reibung mit den umlaufenden Motoren gekuppelt
sind, elektromagnetisch betätigte Gesperre vorgesehen, deren Betätigung von dafür
vorgesehenen polarisierten Relais abhängt. Diese Anordnung versagt aber, wenn die
Kontaktgabe bei einem der polarisierten Relais nicht erfolgt. Es ist weiter zur
Sicherung des Gleichlaufes solcher Schaltwerke vorgeschlagen, die Antriebsmotoren
von Zeit zu Zeit, z. B. vor Übermittlung eines Kommandos durch Relais mittels magnetischer
Kupplung, stillzusetzen. Aber auch diese Einrichtung gibt keine volle Gewähr für
die Aufrechterhaltung des Gleichlaufes. Allen diesen bekannten Fernsteuereinrichtungen
haften ferner noch mancherlei Nachteile an, wie erstens große Empfindlichkeit der
Wählerhilfsapparatur, zweitens großer Verschleiß der dauernd rotierenden Teile,
drittens Unübersichtlichkeit des Betriebszustandes der Fernschalter, da zu gleicher
Zeit nicht alle Fernschalterstellungen gemeldet werden können, viertens hohe Anschaffungskosten,
fünftens umständliche und zeitraubende Bedienung und Wartung.
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Die Erfindung bezweckt, diese vorgenannten Nachteile zu vermeiden.
Sie besteht darin, daß die beiden der Haupt- und Nebenstelle zugeordneten Schaltwerke
derart in ihrer Umlaufbewegung in wechselseitiger Abhängigkeit zueinander stehen,
daß bei Inbetriebnahme der Einrichtung zunächst das
Schaltwerk der
Nebenstelle in Abhängigkeit eines Relais anläuft und erst nach dem durch dieses
Schaltwerk bewirkten Auftrennen des Anlaßstromkreises das Schaltwerk der Hauptstelle
durch ein zweites Relais in Gang gesetzt wird und so dem erstgenannten Schaltwerk
nachläuft. Irgendeine Synchronisierungseinrichtung entfällt somit. Werden Elektromotoren
für den Antrieb der Schaltwerke verwendet, so können diese an verschiedenen Spannungen
liegen, ohne daß die Gefahr besteht, daß die beiden Schaltwerke außer Tritt fallen.
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Ein weiteres wesentliches Merkmal der neuen Schaltvorrichtung besteht
darin, daß auf der Zentral- oder Kommandostelle die Stellung sämtlicher Fernschalter
dauernd gleichzeitig sichtbar ist und jede Veränderung der Schaltanlage durch Selbstauslösungen
infolge äuBererAnlässe oder durch .eigenmächtige Betätigungen an der Schaltstelle
selbsttätig angezeigt wird, so daß Irrtümer über die Betriebsverhältnisse ausgeschlossen
sind. Hierin liegt der besondere Vorteil, daß bei Ausfall des Gesamtnetzes sich
dieses in einer äußerst kurzen Zeitspanne wieder in Betrieb setzen läßt. Irgendwelche
Unregelmäßigkeiten werden dabei auf der Kommandostelle, wie bereits erwähnt, von
selbst erkennbar. Infolge der einfachen Bedienungs-und Überwachungsweise sind außerdem
Fehlschaltungen unmöglich.
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Ein weiterer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß mit der gleichen
Einrichtung ohne Mehraufwand an Betätigungsleitungen sich auch die Kontrolle und
selbsttätige Gefahrmeldung von Temperatur, Vakuum, Wasserstand u. dgl. der Transformatoren,
Gleichrichter usw. durchführen läßt.
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Die neue Fernsteuereinrichtung besteht in der Hauptsache aus je einer
an der Zentral-oder Kommandostelle und an der Schaltstelle vorgesehenen Kontaktvorrichtung,
deren Umlaufbewegung durch einen Motor, Schaltmagnet oder Uhrwerk u. dgl. erfolgen
kann. An der Kommandostelle befinden sich außerdem, z. B. für jeden Fernschalter,
zweckmäßig gesondert, die notwendigen Einstell-, Signal- und Kontaktgebevorrichtungen
mit dazugehörigen Signallampen und einer gemeinsamen optischen und akustischen Gefahrmeldeeinrichtung.
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In der Zeichnung ist eine derartige Anlage beispielsweise dargestellt.
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Abb. 1 zeigt die Apparatur auf der Schaltstelle, Abb. 2 auf der Kommandostelle.
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In Abb. i stellen die gestrichelt umrandeten Anordnungen vier Fernschalter
mit den dazugehörigen Hilfseinrichtungen zu ihrer Fernsteuerung dar. Jeder dieser
Fernschalter ist in den Kontaktvorrichtungen durch eine Reihe radial angeordneter
Kontakte vertreten.
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In normalem Zustande, d. h. bei Ruhestellung der Anlage, ist bis auf
die Meldelampen (LE, LF, LH, LH usw.) und zugehörigen Relais alles stromlos,
sämtliche Schalter Z sind geschlossen. Die Betätigung eines Fernschalters (z. B.
E) geht in folgender Weise vor sich: Durch Drücken des Hilfsschalters ZE wird der
Stromkreis des Antriebsmotors d der Schaltscheibe b, der von + a2 über Kontakt 8
des Relais II, Motor d, Kontakt 28, Schalter ZE, zurück nach - b2 verläuft, unterbrochen,
alsdann wird mittels des Anlaßschalters W durch Umlegen auf Kontakt i folgender
Stromkreis hergestellt: Von -b. über die Kontakte 1, 5, 6, Relaisspule VIII, Kontakt
45, Relaisspule II, Fernkabel L, Relaisspule I, Kontakt 35 nach +a,.. Die Relais
I, II und VIII sprechen an. Relais I schließt über seinen Kontakt 15 den Stromkreis
des Motors c der Schaltscheibe a. Durch die Drehung der Scheibe a wird der Kontakt
35 geöffnet, wodurch der vorgenannte Stromkreis durch die Relaisspulen I, II und
VIII unterbrochen wird. Durch Abfallen des Ankers des Relais II wird Kontakt 8 geschlossen
und dadurch der Motor d der Schaltscheibe b in Betrieb gesetzt.. Motor c der Schaltscheibe
a, der durch Öffnung des Kontaktes 15 infolge des Stromloswerdens des Relais I von
+a, abgeschaltet wird, bleibt über den unmittelbar nach seinem Anlauf geschlossenen
Kontakt 16 an + a1 ;angeschaltet und läuft weiter, bis Kontakt i9 geschlossen wird.
In dieser Stellung der Scheibe a wird Kontakt 16 durch den Stift 36 der Scheibe
a wieder geöffnet und der Motor c stillgesetzt. Er wird erst wieder in Gang gesetzt,
wenn das Kontaktstück 6 der Schaltscheibe b den Kontakt 37 schließt, über den die
Relais I und II wieder an Spannung geschaltet werden. Es spielt sich nun der Vorgang
von neuem ab, und zwar so oft, bis Kontakt 28 durch das zugeordnete Kurzschlußstück
der Scheibe b geschlossen wird. Da die über diesem Kontakt führenden Stromkreise
für den Motor d und die Relais I und II durch den zugeordneten Schalter ZE, der
niedergedrückt wurde, geöffnet sind, so bleiben beide Motoren c und d stehen. Der
Fernschalter E ist nunmehr schaltbereit. Er kann jetzt durch Umlegen des Betätigungsschalters
XE auf Kontakt 9 ein- oder ausgeschaltet werden, je nach seinem Schaltzustand. Dies
geschieht durch die Schaltwalze U, die durch die Magnetspule 111 bei ihrer
jedesmaligen Erregung schrittweise fortgeschaltet wird. Magnetspule III erhält auf
folgendem Wege Strom: Von -b2 über Schalter 9, XE, 39, Fernkabel K, Kontakt
18,
Magnetspule III und nun je nach der Stellung des Schalters E
entweder unmittelbar über Kontakt 25 oder über den Unterbrecher V und Kontakt 26
nach +a,. Magnetspule III schaltet die Walze U um eine Stellung weiter. Die Schaltmagnetspule
S oder H spricht an, und der Fernschalter E wird dementsprechend ein- bzw. ausgeschaltet.
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Die der Magnetspule III parallel geschaltete Relaisspule IV hat die
Aufgabe, im Augenblick des Einschaltens des Schalters E den Unterbrecher V kurzzuschließen,
um zu verhüten, daß auf der Kommandostelle das Relais JE und die Signallampe
LE »Ein« Unterbrecherstrom empfängt und ein Flackersignal gibt, das in diesem Falle
nicht richtig wäre.
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Die Rückmeldung erfolgt bei eingeschaltetem Fernschalter E dadurch,
daß in der Ruhestellung des Schalters XE das Relais JE kurzzeitig über - b2, Relais
JE, Kontakt 4o des Schalters XE, Kontakt 39 auf der Schaltscheibe b, Fernkabel
K, Kontakt 18 der Schaltscheibe a, Spule III, Kontakt 25 des Schalters E,
;- a, anspricht und sich über Kontakt 33, 12, 14 nach +a, in einen Haltestromkreis
schließt. Über Kontakt 33 wird gleichzeitig die Signallampe LE »Ein« unmittelbar
an +a., geschaltet. Das Aufleuchten dieser Lampe ist die Meldung über die Einschaltstellung
des Schalters E. Bei ausgeschaltetem Fernschalter E würde durch die Zwischenschaltung
des Schalterkontaktes 26 und des Selbstunterbrechers V das Relais JE dagegen nicht
ansprechen. In diesem Falle würde über Kontakt 34 des Relais JE die Signallampe
LE »Aus:< eingeschaltet werden und, solange der Fernschalter E gewählt ist, Lampe
LE :>Ein« infolge der Wirkung des Selbstunterbrechers V flackern. Da die L ainpe
LE »Ein« und das Relais JE als Vorschaltwiderstand wirken, ist die Spannung
so weit abgedrosselt, daß die Relais III und IV nicht ansprechen können.
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Bei jeder Betätigung des Kommandoschalters XE wird gleichzeitig der
Stromkreis --b_, JE, 33, 12, 14, +a, unterbrochen. Dies hat, sofern der Fernschalter
E eingeschaltet war, das Unwirksamwerden des Haltekontaktes 33 des Relais JE zur
Folge. Nach Loslassen des Schalters XE erfolgt wieder die Rückmeldung je
nach dem Zustand des Fernschalters E. Ist der Schaltvorgang und die Kontrollmeldung
darüber erledigt, dann wird durch Schließen des Schalters ZE die ganze Apparatur
in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt, indem die beiden Kontaktvorrichtungen durch
ihre Antriebsmotoren in die Ausgangsstellung bewegt werden.
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Bei Überstromauslösung des Fernschalters E entsteht durch Schließung
des Kontaktes -27 ein Stromweg von +a, über 27, 23, Fernkabel N, Gefahrlampe O und
parallel dazu über Relais -\TII nach -b2. Relais VII spricht an und schließt den
Stromkreis - b2, 3, .I, 2, 5, 6, Relaisspulen VIII und II, Fernkabel L, Relaisspule
I, 35, +a1. Die Motoren c und d werden, wie bereits erläutert, in Gang gesetzt.
Der Stift46 an der Schaltscheibe b regelt während des Umlaufs durch kurzzeitige
Unterbrechung des Haltestromkreises der J -Relais an den Kontakten 14 nacheinander
die Signalmeldungen über die Fernschalterstellungen. Durch Ansprechen des Relais
VI unmittelbar vor Erreichung der Anfangsstellung' der Schaltscheibe b über a2,
Spüle VI, 47, 13, - b. kommt die Gesamtapparatur dann zum Stehen. Der Schaltwärter
stellt nunmehr in der bereits beschriebenen Weise nacheinander die einzelnen gestörten
Stromkreise ein und schaltet durch einmaliges Drücken der X-Schalter die Störungsmeldungssignale
der ausgefallenen Fernschalter ab, wodurch auch die Gefahrlampe erlischt. Läßt der
Betriebszustand die Einschaltung der Fernschalter wieder zu, dann wird dies durch
ein neues Niederdrücken der entsprechenden X-Schalter bewirkt.
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Bei jeder normalen Fernbetätigung sind vier Handgriffe notwendig:
Erstens Einstellung des gewünschten Fernschalters durch Drücken eines Z-Schalters,
zweitens Anlassen der Apparatur durch Drücken des Schalters W, drittens Schalten
des Fernschalters durch Betätigung eines X-Schalters, viertens Zurückführen der
Gesamtapparatur in die Ruhestellung durch Freigabe oder Auslösung des betreffenden
Z-Schalters.
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Eine Vereinfachung dieser Schaltoperation läßt sich noch dadurch erreichen,
daß die vorgenannten Einzelschalter zu einem Schalter vereinigt werden.
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Um zu verhüten, daß die beiden Kontaktvorrichtungen a und
b beim Versagen eines der Kontakte 35 außer Tritt fallen, dient der Widerstand
R, der in seiner elektrischen Dimensionierung der Spule I entspricht. In einem solchen
Falle wird der Spannungskreis der Spule II über den Widerstand R,, Kontakt 7, Schalthebel
42 nach --`-a1 geschlossen. Während der Motor c steht, kann also der Motor d bei
Versagen eines Kontaktes 35 bei Kontakt 8 der Spule II nicht eingeschaltet werden.
Es kann also auch nicht der Stift 41 über die Feder 42 gleiten, da durch Öffnen
des Kontaktes 16 der Motor c schon vorher stromlos wird.
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Weiter dienen die Relais VIII und IX dazu, ein Außertrittfallen der
Schaltscheiben a und b infolge Versagens des Motors d
zu
verhindern. Relais VIII liegt über seinen Kontakt 45 in Reihe mit den Relais I und
II, während Relais IX, das in stromlosem Zustande durch eine Feder: 48 den Kontakt
45 des Relais VIII geschlossen hält, zu den Relais parallel geschaltet ist. Relais
IX liegt gleichfalls parallel zum Motor d, spricht aber erst an, wenn der Motorstromkreis
unterbrochen wird. Es erhält dann einen Strom von -[- a@, IX, einen der Kontakte
5, 28, Schalter Z nach -b2. Die Anzugskraft der Spule IX überwiegt jetzt die Wirkung
der Feder 48. Dies hat zur Folge, daß Kontakt 45 sich öffnet und den Stromkreis
der Relais I und II unterbricht.
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Bei mehreren gleichzeitig auftretenden selbsttätigen Auslösungen der
Schaltapparate spielen sich die Meldevorgänge zwangläufig nacheinander ab, so daß
eine gegenseitige Störung der einzelnen Meldevorgänge nie eintreten kann.
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Eine weitere Einrichtung ermöglicht, daß bei eigenmächtiger Betätigung
der Fernschalter auf der Schaltstelle auch eine selbsttätige Rückmeldung dieser
Schaltvorgänge nach der Kommandostelle erfolgt. In der vorliegenden Schaltung wird
z. B. durch die Kontaktgabe an 43 des Schalters VE beim Ein- oder Ausschalten des
Fernschalters E Relais VII erregt über -b" VII, Kabel N, Kontakt 44, +a,. Dadurch
werden die Kontaktvorrichtungen in Umlauf gesetzt, und die Haltekontakte der J-Relais
werden nacheinander durch den Stift 46 beim Vorbeistreichen an den Kontakten 14
geöffnet. Die Lampen sämtlicher Fernschalter stellen sich dadurch nach dem augenblicklichen
Schaltzustand neu ein.
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Zweckmäßigerweise kann auch an den Kontaktvorrichtungen eine mechanische
Anzeigevorrichtung vorgesehen werden, die den jeweiligen Stand der Schaltscheiben
angibt.