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Einrichtung zum selbsttätigen Zu- und Abschalten eines zweiten Transformators
in einer Anlage Die Elektrizitätswerke, insbesondere die Überlandzentralen, haben
eine Reihe von Abnehmern, die vorübergehend große Mengen elektrischer Energie verbrauchen,
während langer Zeiträume aber eine wesentlich geringere Energie. Beispielsweise
ist es die Landwirtschaft, die tagsüber oft überhaupt keinen Verbrauch hat, vorübergehend
aber, z. B. beim Futterschneiden und in der Dreschperiode, unverhältnismäßig große
Energiemengen dem Netze entnimmt. Bei kleinen Fabriken und Dörfern liegen die Verhältnisse
oft ähnlich. Die Transformatoren müssen auf die größte Leistung bemessen sein. Während
der Abnahme geringer Leistung sind sie infolgedessen viel zu groß und arbeiten mit
schlechtem Wirkungsgrad. Man stellt daher für solche Abnehmer zwei Transformatoren
auf, von denen einer immer eingeschaltet ist, während der andere nur dazugeschaltet
wird, wenn der erste nicht mehr ausreicht. Die hierzu notwendigen Schalteinrichtungen
werden vorzugsweise selbsttätig ausgebildet, haben dann aber den Nachteil, daß sie
den zweiten Transformator häufig in ganz unnötiger Weise aus- und einschalten, wenn
die Leistung gerade um die Vollast des ersten Transformators herum pendelt. Um diese
Pendelungen zu vermeiden, hat man den Schaltrelais, welche die Belastung des Transformators
überwachen, eine Verzögerung gegeben, die entweder konstant oder mit Hilfe eines
thermischen Abbildes dem Erwärmungszustand des Transformators angepaßt ist oder
sein soll. Die thermischen Abbilder folgen aber nicht immer richtig der Temperatur
des Transformators, so daß sie keine Sicherheit gegen Überlastung des Transformators
oder unnötige Einschaltung des zweiten Transformators bieten. Bei der Erfindung
werden diese Übelstände vermieden.
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Gemäß der Erfindung wird nämlich der zweite Transformator nicht sofort
eingeschaltet, sondern erst nachdem der Verbrauch die Leistungsfähigkeit des ersten
Transformators während einer bestimmten Zeitspanne überschritten hat, und die Dauer
dieser Zeitspanne wird von der Höhe der Energieüberschreitung abhängig gemacht.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt. Von dem
Hochspannungsnetz 2r werden die beiden Transformatoren z und 2 gespeist. Die Sekundärwicklungen
arbeiten auf die Sammelschienen 23, an die die Abnehmerleitungen 24 angeschlossen
sind. Der Transformator r ist dauernd eingeschaltet. Der Transformator 2 dagegen
wird mit Hilfe der Schalter 3 und q. primär und sekundär selbsttätig ein- und ausgeschaltet.
Zur Steuerung dieser Schalter dienen zwei Ferrarisscheiben 5 und 6. Die Antriebsspule
7 der
Ferrarisscheibe 5 liegt an der Spannung der Sekundärwicklung
des Transformators i und dreht sich daher mit einer praktisch gleichförmigen Geschwindigkeit.
Durch bekannte Schaltungen können die Änderungen der Geschwindigkeit infolge der
Spannungsschwankungen noch weitgehend beseitigt werden. Die Antriebsspule 8 der
Ferrarisscheibe 6 dagegen liegt an einem Stromwandler g, der von dem Verbrauchsstrom
durchflossen wird, sei es, daß nur der erste, oder sei es, daß beide Transformatoren
eingeschaltet sind. Die beiden Ferrarisscheiben 5 und 6 sind mit den beiden Seitenrädern
io und ii eines Differentialgetriebes gekuppelt, dessen Mittelglied z2 einen Umschalter
13 steuert. Das äüs den Teilen io, 11, 12 bestehende Differentialgetriebe ist nur
schematisch dargestellt. Solange die Ferrarisscheibe 6 langsamer oder höchstens
ebenso schnell läuft wie die Ferrarisscheibe 5, bleibt der Kontaktarm 13 in der
gezeichneten Stellung liegen, so daß er die Kontakte 14 schließt: Sobald dagegen
die Geschwindigkeit der Ferrarisscheibe 6 über die Geschwindigkeit der Ferrarisscheibe
5 wächst, kehrt das Mittelglied des Differentialgetriebes i2 seine Bewegung um und
schließt die Kontakte 15. Die Antriebswicklungen sind nun so bemessen, daß diese
Geschwindigkeitsüberschreitung dann eintritt, wenn der durch den Stromwandler g
gemessene Energieverbrauch die Leistungsfähiglceit des Transformators i überschreitet.
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Der eine der Kontakte 15 ist mit der Phase r der Sekundärwicklung
des Transformators i verbunden, der andere mit einen Relais 16, dessen zweite Klemme
über einen Widerstand 17 mit der Phase s verbunden ist. Das Relais spricht daher
bei Schließung der Kontakte 15 an und schließt zwei Kontakte 18 und ig. Durch den
Kontakt ig werden die Kontakte 15 überbrückt, so daß das Relais 16 auch dann erregt
bleibt, wenn die Kontakte 15 wieder unterbrochen werden. Durch den Kontakt 18 wird
die Phase r an eine Leitung 2o gelegt, die zu einem Schütz ,26 führt. Dieses .ist
mit seiner anderen Klemme mit der Phase s verbunden. Sobald es erregt ist, schließt
es einen Kontakt 27, der die Einschaltspulen 28 an Spannung legt, durch die die
Schalter 3 und q. geschlossen werden.
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Wenn durch vorübergehende kurzzeitige Abnahme des Stromverbrauches
die Geschwindigkeit der Ferrarisscheibe 6 unter diejenige der Ferrarisscheibe 5
sinkt, so werden die Kontakte 15 zwar wieder unterbrochen; diese Unterbrechung hat
aber auf die hergestellte Schaltung keinen Einfluß; denn das Hilfsrelais 16 bleibt
über den Kontakt ig dauernd erregt und hält das Schütz 26- und durch dieses die
Einschaltspulen 28 an Spannung. Erst wenn die Verringerung des Verbrauches längere
Zeit dauert, hat das dritte Glied 12 des Differentialgetriebes genügend Zeit, um
den Schalter 13 bis in seine andere Endlage zu bewegen. Erst wenn der Schalter 13
hier angelangt ist und die Kontakte 14 geschlossen hat, tritt eine Änderung der
Schaltung ein. Denn die Kontakte 14 schließen das Hilfsrelais 16 kurz. Dieses läßt
seine Anker fallen, so daß die Kontakte 18 und ig geöffnet werden. Infolgedessen
öffnet auch das Schütz 26 seinen Kontakt, und die Schalter 3 und q. des Transformators
2 werden geöffnet.
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Steigt der Verbrauch wieder, aber nur vorübergehend, so werden wohl
die Kontakte 14. wieder geöffnet; eine Betätigung der Schalter 3 und q. tritt aber
dadurch nicht ein, sondern erst dann, wenn infolge längerer Verbrauchssteigerung
die Kontäk te 15 wieder geschlossen sind. Steigt der_Verbrauch sehr rasch; beispielsweise
infolge - Einschaltung einer größeren landwirtschaftlichen Maschine, so könnte die
Gefahr der Überlastung des ersten Transformators eintreten. Diese Gefahr ist aber
dadurch beseitigt, daß die Geschwindigkeit des Kontaktarmes 13 von der Höhe der
Überlastung abhängig ist. Ist die Überlastung groß,, so legt auch der Kontaktarm
13 seinen Weg in die andere Schaltstellung in kurzer Zeit zurück, so daß eine unzulässige
Erwärmung des Transformators i vermieden wird.
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Der Stromwandler g liegt gemäß der Zeichnung nur an einer Phase. Statt
dessen kann man durch geeignete Schaltung dreier Wandler den Summenstrom aller drei
Phasen zur Steuerung heranziehen.
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Auch ein dritter Transformator kann gemäß der Erfindung selbsttätig
gesteuert werden. Zu diesem Zweck braucht nur ein zweites-Relais hinzugefügt zu
werden, bei den die beiden Seitenglieder des Differentialgetriebes ebenso wie. bei
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel von der Summe des gesamten Verbrauchs einerseits
und von einer einigermaßen konstanten Kraft andererseits angetrieben werden. Lediglich
die Geschwindigkeiten sind anders eingestellt, nämlich so, daß das stromabhängige
Glied erst dann das konstant umlaufende Glied überholen kann, wenn die Leistungsfähigkeit
der bereits eingeschalteten Transformatoren überschritten ist.
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Die Erfindung entfaltet ihren Wert auch dann, wenn es sich nicht um
die Ein- und Ausschaltung von Transformatoren, sondern von anderen Stromquellen,
wie z. B. Großgleichrichtern, handelt o. dgl. Die Transformatoren oder sonstige
Stromquellen brauchen auch nicht in einer Station vereinigt zu sein,
sondern
können über größere Gebiete verteilt sein. Es macht keine Schwierigkeit, die Leitungen
für das selbsttätige Ein- und Ausschalten über größere Entfernungen zu führen.