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CH420341A - Einrichtung zur Fernübertragung von Signalen über ein Versorgungsnetz für elektrische Energie - Google Patents

Einrichtung zur Fernübertragung von Signalen über ein Versorgungsnetz für elektrische Energie

Info

Publication number
CH420341A
CH420341A CH569864A CH569864A CH420341A CH 420341 A CH420341 A CH 420341A CH 569864 A CH569864 A CH 569864A CH 569864 A CH569864 A CH 569864A CH 420341 A CH420341 A CH 420341A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
contact
signal
pulse
frequency
supply network
Prior art date
Application number
CH569864A
Other languages
English (en)
Inventor
Alfred Dr Spaelti
Original Assignee
Electrometre
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CH373863A external-priority patent/CH404774A/de
Application filed by Electrometre filed Critical Electrometre
Priority to CH569864A priority Critical patent/CH420341A/de
Priority to AT452864A priority patent/AT246259B/de
Publication of CH420341A publication Critical patent/CH420341A/de

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    • H02J13/1313
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/121Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using the power network as support for the transmission

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  • Selective Calling Equipment (AREA)

Description


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 Einrichtung zur Fernübertragung von Signalen über ein Versorgungsnetz für elektrische Energie Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausgestaltung der    Fernwirkeinrichtung   nach dem Hauptpatent Nr. 404774 im    Sinne   einer weiteren Verbesserung der Übertragungssicherheit. 



  Die Einrichtung gemäss dem Hauptpatent ermöglicht eine Fernübertragung von im Schaltzustand eines elektrischen Kontaktes enthaltenen    Informatio-      nen,   bei der ein Versorgungsnetz für elektrische Energie einen Teil des    übertragungsweges   darstellt. 



  Eine Einrichtung dieser Art eignet sich für Fernsteuer- und    Fernzählanlagen   mit mehreren, örtlich versteuert angeordneten Signalgebern. 



  In der    Rundsteuertechnik   werden in der Regel Signale in Form von in besonderen    Tronfrequenz-      generatoren   erzeugten    Tonfrequenzspannungen   einem Verteilungsnetz für elektrische Energie überlagert. Diese    Tonfrequenzspannungen   können zur Erzielung von    Rückmeldesignalen   vom Empfänger moduliert    sein,   wobei die    Tonfrequenzspannung   dem Verteilungsnetz für die gesamte Dauer der Rückmeldung überlagert sein muss.

   Bekanntlich ist es aber auch    möglich,      Rundsteuersignale   ohne    Zuhilfenahme   eines besonderen    Tonfrequenzgenerators   allein durch Anschalten eines elektrischen Schwingkreises oder auch nur eines Kondensators, der mit der    Induktivi-      tät   des    Verteilungsnetzes   einen Schwingkreis bildet, an ein Wechselspannung führendes Verteilungsnetz zu erzeugen, wobei der Lade- und    Entladevorgang   des    im   Takt der    Netzfrequenz   angeschalteten Schwingkreises    mittel-   oder hochfrequente    Ausgleichschwin-      gungen   hervorruft,

   die sich als    Wechselstromsignale   in dem betreffenden Netzkomplex ausbreiten und die durch elektrische Filterkreise vom Netzwechselstrom getrennt und in Empfangseinrichtungen ausgewertet werden können. 



  Wegen der    vielfältigen,   in Energieverteilungsnet-    zen   auftretenden    Störspannungen   benötigt man in    Rundsteueranlagen   grosse Sendeleistungen, um eine hinreichende    L7bertragungssicherheit   zu erzielen. Aus diesem    Grunde      können      bekannte   Rundsteuereinrichtungen für Aufgaben der    Fernwirktechnik   praktisch nicht verwendet werden, wenn eine Anlage mehrere Signalgeber für unterschiedliche Signale enthält,    denn   jeder Signalgeber müsste    dann   als sehr    lei-      stungsfähiger   Sender ausgebildet sein. 



     Eine   geeignete Einrichtung zur    Fernübertragung   von Signalen über ein Wechselspannung führendes Versorgungsnetz für elektrische Energie, bei der die Signale der Netzwechselspannung überlagert sind, mit mindestens einem Signalgeber und    einem   Signalempfänger sowie mit einem bei jedem Signalgeber angeordneten, in Reihe mit einem Impulskontakt an das Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen    Rei-      henschwingkreis,   der für die Zeitdauer der Signalübertragung impulsweise an das Versorgungsnetz angeschaltet ist, besitzt gemäss dem Hauptpatent das Kennzeichen,

   dass der zeitliche Abstand der einzelnen aufeinanderfolgenden    Anschaltimpulse   einer Impulsserie ungleich dem einfachen oder    ganzzahli-      gen   mehrfachen Wert der halben Periodendauer der    mit   den Signalen überlagerten Netzwechselspannung ist. 



  Durch Befolgung dieser Bemessungsregel wird es möglich, selbst sehr    schwache   Signale im Empfänger    einwandfrei   und eindeutig von allen in Energieversorgungsnetzen gewöhnlich auftretenden    Störgrös-      sen   zu    trennen,   so dass eine zuverlässige Signalübertragung in galvanisch verbundenen Bezirken eines    Energieverteilungsnetzes   bereits mit Sendeleistungen von nur einigen Watt, also mit sehr niedrigem Sendepegel und daher mit äusserst einfachen Sendern, möglich ist.

   

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 Es wurde nun gefunden, dass die    übertragungs-      sicherheit   solcher Einrichtungen oder die    mit   diesen übertragbare    Informationsmenge   ohne Anwendung von    nennenswert   ins Gewicht fallenden    Mitteln   weiter    wesentlich   erhöht und der Sendepegel allenfalls weiter gesenkt werden kann, wenn die im Patentanspruch des Hauptpatentes definierte Einrichtung zusätzlich noch die für die    vorliegende      Erfindung   kennzeichnenden    Merkmale   besitzt, dass der elektrische Schwingkreis mindestens zwei wählbare Eigenschwingungszahlen aufweist,

   deren erste einer ersten und deren zweite einer zweiten von mindestens    zwei   unterschiedlich    modulierten      Impulsreihen   als    Trägerfre-      quenz   zugeordnet ist, und dass ferner im Signalempfänger für jede der    Trägerfrequenzen   selektive    Aus-      werteglieder   für die    jeweilige   Trägerfrequenz und deren    Modulationsfrequenz   angeordnet sind. 



     Einzelheiten   gehen aus dem im folgenden    an   Hand der    Zeichnungsfiguren   beschriebenen Ausführungsbeispiel hervor. 



  Es zeigen:    Fig.   1 ein    Spannungsdiagramm   und    Fig.   2 ein Schema einer    Fernwirkeinrichtung.   



  In einem Versorgungsnetz für elektrische Energie, im weiteren meistens kurz  Netz  genannt, beträgt die Frequenz der Netzwechselspannung z. B. 50 Hz, ihre Periodendauer damit 20    Millisekunden   (abgekürzt: ms). Beim Anschalten eines aus einem induktiven und einem    kapazitiven      Glied   bestehenden    elektrischen   Schwingkreises an das Netz bildet sich ein Wechselstrom mit einer durch die Eigenfrequenz des Schwingkreises vorgeschriebenen Frequenz aus, dessen    Erstamplitude   dem zum Zeitpunkt der    Anschaltung   anliegenden    Momentanwert   der    netz-      spannung   proportional und dessen logarithmisches    Dekrement   von der Dämpfung des Schwingkreises abhängig ist. 



  Beim Abschalten des Schwingkreises besitzt das    kapazitive   Glied dieses    Schwingkreises   eine Ladung, deren Polarität und Grösse dem zum Zeitpunkt der Abschaltung    anliegenden      Momentanwert   der Netzspannung entspricht.

   Um nun einen möglichst grossen    Einschaltstromstoss   zu erzielen,    erfolgt   die nächste    Anschaltung   des Schwingkreises    vorteilhaft   in    einer   Halbwelle der Netzspannung mit entgegengesetzter    Polarität,      erfindungsgemäss   jedoch bei einem anderen Betrag des    Momentanwertes   der    Netzspannung   als die vorausgehende    Anschaltung.      In   der    Fig.   1 ist dies veranschaulicht. 



  Beispielsweise fällt der Zeitpunkt    t1   der ersten    Anschaltung      mit   dem Scheitelwert einer positiven Halbwelle (+) der    Netzspannung   U, der Zeitpunkt der Abschaltung t2 mit dem    Scheitelwert   der nächstfolgenden positiven Halbwelle    zusammen;   die Anschaltdauer A des    Schwingkreises   beträgt dann eine Periodendauer der    Netzspannung,   also 20 ms. Die zweite, nach einer Impulspause P folgende    Anschal-      tung   setzt nun erst einen kleinen Zeitbetrag Z, z.

   B. 2 ms, nach dem Auftreten des Scheitelwertes der auf die positive Halbwelle (+), bei der abgeschaltet wurde, folgenden negativen Halbwelle (-) der Netzspannung ein; die Periodendauer T einer    Anschal-      tung,   das ist der zeitliche Abstand der    einzelnen      Anschaltimpulse,   ist beim gewählten Bespiel demnach 32 ms;    Anschaltdauer   A und Impulspause P sind also unterschiedlich bemessen. 



  Im vorgetragenen Beispiel fällt der Zeitpunkt der    Anschaltung   nach jeweils fünf    Anschaltperio-      den,   entsprechend einem Zeitraum von 160 ms, mit homologen    Momentanwerten   der Netzspannung zusammen. In diesem Zeitraum    ändert   sich der Betrag der    Erstamplitude   des Einschaltstromstosses zwischen einem Höchstwert und einem Wert gleich oder nahe bei Null, je nach dem Betrag des    Momentanwertes   der Netzspannung zum Zeitpunkt der ersten Anschaltung innerhalb einer Serie von    Anschaltimpulsen   Der Einschaltstrom des Schwingkreises ist also im besprochenen Beispiel mit (160    ms)-1   = 6,

  25 Hz    praktisch      zu      100%      moduliert.      Durch      Wahl      beliebiger      Anschaltperioden   T im Rahmen dieser Bemessungsregel lassen sich ebenso andere    Modulationsfrequen-      zen   des Einschaltstromes erzielen, z. B. 4 Hz. 



  Ein Beispiel für die praktische    Ausführung   und Anwendung der Erfindung zeigt die    Fig.   2. 



  Als    Fernwirkkanal   dient ein Niederspannungsnetz 1, beispielsweise ein Bezirksnetz der    öffentlichen   Stromversorgung, das von einem    Verteiltransforma-      tor   2 gespeist wird. Die    Fernwirkaufgabe   besteht in der Übertragung des elektrischen Zustandes von Signalkontakten einer grossen Anzahl von Signalgebern an eine zentrale Empfangsstelle. Als Signalgeber dienen Mengenmesser zur Messung des Verbrauches von    öffentlichen   Verbrauchsgütern, wie Gas, Wasser,    Elektrizität.   



  In der    Fig.   2 ist als Signalgeber 3 ein Elektrizitätszähler angedeutet, der jeweils nach Messung einer bestimmten Verbrauchsmenge, einen Signalkontakt 4 von einem Kontaktelement 5 auf ein Kontaktelement 6 umschaltet und    umgekehrt.   Der Elektrizitätszähler misst die in einem Verbraucher 7 umgesetzte elektrische Arbeit. 



  Dem Signalgeber 3 ist    als      Sendeeinrichtung      ein   aus einem Kondensator 8 und aus    einer   eine    An-      zapfung   9    aufweisenden   Spule 10 bestehender elektrischer    Reihenschwingkreis   sowie ein Impulsgeber 11 zugeordnet. Der    Impulsgeber   11 besitzt z. B. drei über Zahnradpaare 12, 13, 14 gekuppelte Wellen 15, 16, 17 mit    unterschiedlichen   Drehzahlen, die in einem festen Verhältnis zur Drehzahl einer von    einem      Uhrwerk   oder, wie gezeichnet, von einem Synchronmotor 18 bewegten Antriebswelle 19 stehen. 



  Auf der Welle 15 ist eine    Nockenscheibe   20 befestigt, die auf einen ersten    Impulskontakt   21 wirkt, während die Welle 16 eine    Nockenscheibe   22 zur Betätigung    eines   zweiten    Impulskontaktes   23 trägt. Auf der Welle 17    schliesslich   sind zwei    Nockenscheiben   24 und 25 angeordnet, deren erste einen Motorkontakt 26 und deren zweite einen Hauptkontakt 27 steuert. Die    Nockenscheibe   25 kann mittels einer 

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 Rutschkupplung 28 oder mittels einer Stellschraube gegenüber der    Nockenscheibe   24 von Hand verdreht werden. 



  Die soeben beschriebenen Teile sind wie folgt in eine elektrische Schaltung    einbegzogen:   Eine Abzweigleitung 29 ist einphasig an das Niederspannungsnetz 1 angeschlossen. Von einem Phasenleiter der Abzweigleitung 29    führt   eine Verbindungsleitung 30 über den Hauptkontakt 27 zum Kondensator 8 des    Reihenschwingkreises   8, 10,    und   von einem    Spulenende   31 der Spule 10 über den ersten    Impulskontakt   21 zum Kontaktelement 5 des    Signalkontaktes   4,    während   die    Anzapfung   9 der Spule 10 über den    zweiten   Impulskontakt 23 mit dem Kontaktelement 6 des    Signalkontaktes   4 verbunden ist,

   dessen Schaltarm über eine Leitung 32 am Nulleiter 0 der Abzweigleitung 29    liegt.   



  Der Signalgeber 3 ist ebenfalls an die Abzweigleitung 29 angeschlossen, welche auch die Betriebsspannung für den    Synchronmotor   18 einerseits über die Verbindungsleitung 30, einen Steuerkontakt 33, eine Leitung 34 und andererseits über eine Anschlussleitung 35 liefert. Der Motorkontakt 26 liegt    elektrisch      parallel   zum Steuerkontakt 33, welcher von einer Schaltuhr oder von einem    mit   dem Niederspannungsnetz 1 verbundenen    Rundsteuerempfänger   36 betätigt wird. Falls eine Schaltuhr angeordnet ist, kann diese auch als Antrieb für den Impulsgeber 11 dienen, Schaltuhr oder    Fernsteuerempfänger   36 werden durch die beschriebene    Fernwirkeinrichtung   in der Regel nur mitbenützt, erfüllen also auch noch andere Aufgaben, z. B.

   Tarifumschaltung, Ein- und Abschaltung von Verbrauchern usw., was jedoch in der Zeichnung nicht näher dargestellt ist. 



  Die vorstehend beschriebenen Teile der Figur sind am Ort eines jeden Signalgebers 3 angeordnet; eine Schaltuhr oder ein    Rundsteuerempfänger   36 kann allerdings mehrere Signalgeber 3 mit Impulsgebern 11 bedienen und weist dann    enstprechend   viele Steuerkontakte 33 auf. 



  Der bisher beschriebene Teil der    Fernwirkeinrich-      tung   arbeitet wie folgt: Die zu übertragende Information ist im elektrischen Zustand des Signalkontaktes 4 enthalten, sie kann die Form a oder b haben, dann ist der Signalkontakt 4 ein Umschalter mit zwei Kontaktelementen 5, 6. Allenfalls besitzt der Signalkontakt 4 mehr als zwei Kontaktelemente; die    Information   kann dann mindestens so viele unterschiedliche    Formen   aufweisen, wie Kontaktelemente angeordnet sind. Im einfachsten Fall hat die Information einen Inhalt a oder Null, der Signalkontakt 4 würde dann nur ein Kontaktelement sowie eine     Aus -Stellung   aufweisen und damit einen einfachen    Ein-Aus-Kontakt   entsprechen. 



  Jedes Kontaktelement, z. B. 5, 6, des Signalkontaktes 4 ist mit    einem   diesem zugeordneten Impulskontakt 21 bzw. 23 verbunden,  belegt ; der Impulsgeber 11 weist also so viele    Impulskontakte   und diese    steuernde      Nockenscheiben   auf, -wie belegte Kontaktelemente am Signalkontakt 4 vorhanden sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, liegt der Schwingkreis 8, 10 mit dem Signalkontakt 4 und jeweils einem der Impulskontakte 21 und 23 elektrisch in Reihe und wird bei jedem Schliessen des betreffenden Impulskontaktes an die Netzspannung an geschaltet, vorausgesetzt, dass der Hauptkontakt 27 geschlossen ist.

   Dabei entstehen, wie    erwähnt,   elektrische    Ausgleichschwingungen   S    (Fig.   1), die sich dem Netz als Signalströme überlagern und die somit über das Netz    fortgeleitet   werden. Die    Frequenz   dieser als Träger dienenden    Ausgleichschwingungen   hängt davon ab, welcher der beiden    Impulskontakte   21 und 23 für die    Signalgabe   gerade wirksam ist, da der    Schwingkreis   8, 10 für jeden der    Impulskontakte   eine andere Abstimmung hat. 



  Der    zeitliche   Abstand T der    einzelnen      Anschalt-      impulse   und damit die Dauer eines Schaltzyklus eines Impulskontaktes ist gleich dem reziproken Produkt aus der Anzahl der Nocken der den Impulskontakt steuernden    Nockenscheibe   und der Drehzahl dieser    Nockenscheibe.   Für jede einen Impulskontakt    steuernde      Nockenscheibe   ist der    Kehrwert   des Produktes aus Drehzahl und    Nockenzahl,      also   die Dauer einer    Anschaltperiode   T, unterschiedlich und    ungleich   dem einfachen oder    ganzzahligen   mehrfachen Wert der halben Periodendauer der Netzwechselspannung gewählt.

   Weiter oben wurde    hierfür   bereits ein Wert von z. B. 32 ms genannt; es könnten z. B. aber auch 11 ms oder 31, 25 ms oder beliebige andere Werte sein, vorzugsweise solche, die nahe bei einem    ungeradzahligen      Vielfachen   der halben Periodendauer der Netzwechselspannung liegen und die in der bereits beschriebenen Weise    Modulationsfrequenzen   ergeben, welche von    Störfrequenzen   und Netzharmonischen einen hinreichenden Abstand aufweisen. 



  Beim    Schliessen   des Steuerkontaktes 33 wird die Antriebswelle 19 des als umlaufender    Nockenschalter   ausgebildeten Impulsgebers 11 in Bewegung gesetzt, sei es durch Einschalten des    Synchronmotors   18 oder durch z. B. elektromagnetisches Einkuppeln der Antriebswelle 19 in einen ständig laufenden UhrwerkAntrieb, welcher der Antriebswelle 19 eine konstante Drehzahl von z. B. 50 Umdrehungen pro Sekunde erteilt. 



  Kurz nach dem    Start   des Impulsgebers 11 schliesst der Motorkontakt 26 und hält den Antrieb, z. B. den Synchronmotor 18, für eine ganze Umdrehung der    Nockenscheibe   24 erregt. 



  Eine festgesetzte Zeitspanne nach dem Start des Impulsgebers 11 schliesst sich der Hauptkontakt 27 für eine durch die Ausbildung der    Nockenscheibe   25 bestimmte Zeitdauer, z. B. für 1,5 Sekunden.    In   dieser Zeitdauer wird der Schwingkreis 8, 10 durch den    jeweiligen      Impulskontakt   21 oder 23 entsprechend dem Schaltzustand des    Signalkontaktes   4 in einem für den    betreffenden   Impulskontakt    charakteristischen   zeitlichen Abstand an das Netz angeschaltet. Dadurch entstehen die Signale der bereits beschriebenen Art und zwar in Form einer    Impulsserie,   deren    zeitliche   

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 Länge der Zeitdauer entspricht, in welcher der Hauptkontakt 27 geschlossen ist. 



  Die im elektrischen Zustand des    Signalkontaktes   4 enthaltene    Information   erscheint nunmehr    im      Fernwirkkanal   als eine Serie von    Anschaltimpulsen   einer für die Stellung des    Signalkontaktes   4 charakteristische Trägerfrequenz. Die für die    übertra-      gung   vor allem    wesentliche      Erstamplitude   der Anschaltimpulse ist mit einer ebenfalls für den jeweiligen Zustand des    Signalkontaktes   4 charakteristischen Frequenz zu    praktisch      IOOo/o      moduliert,   beispielsweise mit 6,25 Hz oder mit 4 Hz oder dergleichen, wie beschrieben. 



  Mit    Hilfe   des    Rundsteuerempfängers   36 (oder einer Schaltuhr) kann die Impulsserie, also die Information, zu einem gewünschten Zeitpunkt aufgerufen werden. Es ist möglich, viele Signalgeber 3 durch einen einzigen    Rundsteuerbefehl   gleichzeitig aufzurufen. Im Augenblick des Aufrufes, das ist beim Schliessen des    Steuerkontaktes   33, starten alle Impulsgeber 11. Durch entsprechende Einstellung der    Nockenscheibe   25 ist erreicht, dass die Hauptkontakte 27    aller   gestarteten    Impulsgeber   11 zu verschiedenen Zeiten geschlossen sind, so dass ein Signalgeber nach dem anderen seine    Information   abgibt, ohne dass    Überschneidungen   der Informationen auftreten. 



  Die    zeitliche   Aufeinanderfolge, in der die einzelnen Signalgeber ihre Informationen abgeben, ist festgelegt und dient zur    Identifikation   der    einzelnen   Signalgeber 3. Eine zentrale Empfangsstelle 37 kennt den Zeitpunkt des Aufrufes aller in die    Fern-      wirkeinrichtung   einbezogenen Signalgeber 3 und    kann   so jede in der Empfangsstelle eintreffende    Im-      pulsserie   einem    bestimmten   Signalgeber 3 zuordnen. 



  Zur    Auskopplung   der Signale aus dem überlagerten Niederspannungsnetz 1    ist   in der Empfangsstelle 37    ein      Übertrager   z. B. ein Stromwandler 38 mit einem Arbeitswiderstand 39    angeordnet,   an dessen Klemmen unter    anderem   die    Signalwechselspan-      nungen   auftreten. Diese gelangen über Bandfilter 40 und 41 in welchen die ausserhalb der gewünschten Frequenzbänder    liegenden   Spannungen ausgesiebt werden, und über Verstärker 42    und   43 zu    Demo-      dulatoren   44 und 45. Die    demoduherte   Spannung wird    nun      Korrelationssystemen,   z.

   B. an sich bekannten    Ringmodulatoren   46 und 47    zugeführt.   



  Jedes der Bandfilter ist für eine der    möglichen   Trägerfrequenzen bzw. deren durch die Modulation erzeugte Seitenbänder durchlässig, während die Schaltfrequenz je eines der    Ringmodulatoren   46, 47 identisch mit je einer der vom Impulsgeber 11 erzeugten    Modulationsfrequenzen   ist, so dass am Ausgang des    Ringmodulators   eine    Gleichspannung   entsteht, wenn ein der Schaltfrequenz des    Ringmodula-      tors   entsprechendes Signal im    Fernwirkkanal      anliegt.   Diese Gleichspannung wird in einem    Integrationsglied   48 bzw. 49 geglättet und über einen Verstärker 50 bzw. 51 einen Relais 52 bzw. 53 mit je einem Arbeitskontakt 54 bzw. 55 zugeführt.

   Jeder der    in.   der erwähnten    Betriebsart   als stark selektives Filter wirkenden    Ringmodulatoren   46    und   47 besteht mit Vorteil aus zwei parallel arbeitenden    Korrelationssystemen,   wobei der Kontaktzyklus des ersten Systems gegenüber dem des zweiten um 90  phasenverschoben ist, so dass zwischen der Signalspannung und den Kontaktzyklen der    Ringmodula-      toren   ohne Nachteil jede    beliebige   Phasenverschiebung auftreten kann. 



  In der Empfangsstelle 37 muss für jede Trägerfrequenz ein    Bandfilter   und für jedes belegte Kontaktelement (z. B. 5; 6) des Signalkontaktes 4 ein Paar von    Korrelationssystemen   und je ein diesen nachgeschaltetes Relais (z. B. 52; 53) angeordnet sein. 



  Aufgrund der bisherigen Erläuterungen ist einzusehen, dass die Schaltstellung    aller   in der Empfangsstelle    befindlichen   Arbeitskontakte 54; 55 in einem    definierten   Zeitmoment ein Abbild des elektrischen Zustandes des Signalkontaktes 4 eines ganz bestimmten Signalgebers 3 der    Fernwirkeinrichtung   darstellt. Diese Schaltstellung der Arbeitskontakte 54; 55 wird nun in der Empfangsstelle 37 entsprechend ausgewertet. 



  An Stelle des in der Figur gezeigten Impulsgebers 11 sind    selbstverständlich   auch andersartige mechanische Steuervorrichtungen für die Impulskontakte 21, 23 denkbar; die Erzeugung der    Anschalt-      impulse   kann auch durch rein elektronische    Schalt-      glieder   erfolgen, desgleichen mit    Hilfe   von Schwingzungen-Kontakten bzw.

   durch von    Stimmgabeln   gesteuerte    Impulskontakte.      Schliesslich   ist es auch möglich, dem Signalkontakt 4 selbst durch Stimmgabeloder    Schwingzungensteuerung   Eigenschaften eines    Impulskontaktes   zu geben, der in jeder Schaltstellung durch mechanische Verstimmung des Schwingsystems unterschiedliche    Impulsfolgefrequenzen   erzeugt. Auch die beschriebene    Ausbildung   der Empfangseinrichtungen erlaubt mannigfache Abwandlungen im Rahmen    aequivalenter   Mittel. 



     Im   vorstehenden wurde gezeigt, dass es aufgrund der Erfindung    nunmehr      möglich   ist, mit sehr einfachen Sende- und Empfangseinrichtungen geringer Leistung Informationen über einen bereits vorhandenen und    weitverzweigten,   jedoch zahlreichen Störeinflüssen ausgesetzten    Fernwirkkanal,   wie ihn ein Verteilungsnetz für    elektrische   Energie darstellt, zuverlässig in    beliebiger   Richtung, also insbesondere auch entgegen der    Flussrichtung   der Netzenergie,    zu      übertragen.      Störspannungen,

     die    innerhalb   des von den    Bandfiltern   40 und 41 der    Empfangsstelle   37 durchgelassenen Frequenzbandes    liegen,   können die    Informationsübertragung   nur dann beeinträchtigen, wenn sie    ebenfalls   mit einer der für die Signale    ge-      wählten      Modulationsfrequenzen   moduliert sind und genügend lange Zeit andauern, z. B. eine Sekunde, wofür die    Wahrscheinlichkeit   äusserst gering ist. 



  Durch einen in der    Zeichnung      nicht   dargestellten Umschalter könnten beispielsweise zu    Kontroll-      zwecken   der Impulskontakt 21 mit der    Anzapfung   9 

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 und der Impulskontakt 23 mit dem Ende 31 der Spule 10 des    Reihenschwingkreises   verbunden werden. Diese Massnahme lässt sich    natürlich   auch zur Erhöhung der übertragbaren Informationsmenge anwenden. 



  Durch einfache Schaltungsmassnahmen kann mit den an sich in beliebiger Zahl    vorsehbaren   Trägerund    Modulationsfrequenzen   eine    Vielfalt   von Kombinationen gebildet werden, die    natürlich   bei der Wahl der    Auswerteglieder   des Signalempfängers 37 zu berücksichtigen sind, so dass sich mit dieser einfachen Einrichtung allenfalls bereits ohne    Zuhilfenahme   einer Kodierung der gesendeten Impulsreihen    mehrstel-      lige   Zahlenwerte übertragen lassen. - Zur Veränderung der Eigenschwingungszahl des Schwingkreises 8, 10 sind ausser der    Anzapfung   der Spule natürlich alle bekannten Massnahmen anwendbar, z.

   B. eine    Änderung   der Kapazität des Kondensators 8 oder eine Änderung eines Luftspaltes in einem Eisenkern der Spule 10. Besonders durch die zuletzt genannte    Massnahme   ergibt sich die    zusätzliche   Möglichkeit, an Stelle der    Amplitudenmodulation   der Trägerfrequenz dieser auch eine    Frequenzmodulation   zu erteilen oder beide    Modulationsarten   gleichzeitig anzuwenden.

   Dies kann ebenfalls durch mindestens eine    Nockenscheibe   geschehen, die nach den hier für die Erzielung einer    Amplitudenmodulation   gegebenen Regeln ein    Modulationsglied   betätigt und damit auf rein mechanischem Wege durch    Luftspaltän-      derung   oder durch Zu- und Abschaltung von elektrischen Gliedern, eine periodische Verstimmung des Schwingkreises 8, 10 erzeugt. Die    Referenzfrequenz   der    Korrelationssysteme   46, 47 des Signalempfängers 37 ist dann der verwendeten    Modulationsart   anzupassen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Fernübertragung von Signalen über ein Wechselspannung führendes Versorgungs- netz für elektrische Energie, bei der die Signale der Netzwechselspannung überlagert sind, mit mindestens einem Signalgeber und einem Signalempfänger sowie mit einem bei jedem Signalgeber angeordneten, in Reihe mit einem Impulskontakt an das Versorgungsnetz angeschlossenen elektrischen Schwingkreis, der für die Zeitdauer der Signalübertragung impulsweise an das Versorgungsnetz angeschaltet ist, wobei der zeitliche Abstand (T)
    der einzelnen aufeinanderfolgenden Anschaltimpulse einer Impulsserie von dem einfachen oder ganzzahligen mehrfachen Wert der halben Periodendauer der mit den Signalen überlagerten Netzwechselspannung ungleich ist, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Schwingkreis (8, 10) mindestens zwei wählbare Eigenschwingungszahlen aufweist, deren erste einer ersten und deren zweite einer zweiten von mindestens zwei unterschiedlich modulierten Impulsreihen als Trägerfrequenz zugeordnet ist, und dass ferner im Signalempfänger (37) für jede der Trägerfrequenzen selektive Auswerteglieder (40, 46; 41;
    47) für die jeweilige Trägerfrequenz und deren Modulationsfrequenz angeordnet sind. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wicklungsende (31) einer Spule (10) des Schwingkreises (8, 10) mit einem ersten Impulskontakt (21), und eine Anzapfung (9) der Spule (10) mit einem zweiten Impulskontakt 23 elektrisch verbunden ist. 2. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Wahl der Trägerfrequenz und deren Modulationsfrequenz ein Signalkontakt (4) des Signalgebers (3) dient. 3.
    Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der Impulskontakte (21, 23) zum Ende (31) und zur Anzapfung (9) der Spule (10) mittels eines Umschalters vertauschbar ist. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Modulationsglied zur Frequenzmodulation der Trägerfrequenz angeordnet ist.
CH569864A 1963-03-25 1964-04-30 Einrichtung zur Fernübertragung von Signalen über ein Versorgungsnetz für elektrische Energie CH420341A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2713919A1 (de) * 1977-03-29 1978-10-05 Siemens Ag Signaluebertragungseinrichtung mit wenigstens einem signalempfaenger

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