DE875238C

DE875238C - Remote control transmitter for overlaying power networks with control currents of non-network frequency

Info

Publication number: DE875238C
Application number: DEL10157A
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Boesch
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1950-10-14
Filing date: 1951-09-21
Publication date: 1953-04-30

Description

Fernsteuersender für Überlagerung von Starkstromnetzen mit Steuerströmen netzfremder Frequenz Bei der Überlagerung eines Starkstromnetzes an zentraler Stelle mit Steuerströmen netzfremder I# requenz besteht die, Hauptschwierigkeit darin, zu ermeiden, da.ß die große Leistung des Starkstromnetzes auf den Sender für die Steuerfrequenz zurückwirkt. Bei bekannten derartigen Einrichtungen «-erden Tonfrequenzgeneratoren als Steuerstromquellen verwendet. Die Überlagerung des Steuerstromes auf das -Netz geschieht mit Hilfe von Überlagerungstransforinatoren und abgestimmten Kopplun-skreisen auf der Primär- und Sekundärseite der genannten Transformatoren. Die Kopplungskreise sind auf die Steuerfrequenz abgestimmt. Dadurch halten sie die Netzspannung zum größten Teil zurück, bieten aber der Steuerfrequenz mir einen kleinen Widerstand. Der Überla;erungstransformator ist als Isoliertransformator ausgebildet. Er ist in solchen Anlagen notwendig, damit der Sender auf keinen Fall unter die volle Netzspannung gerät, da insbesondere der Tonfrequenzgenerator nicht ohne große Schwierigkeiten für die volle Netzspannung gegen Erde isoliert werden kann. Die Verwendung eines Isoliertransformators, der meistens ein Übersetzungsverhältnis von etwa i : i besitzt, kann in besonderen Fällen, wie z. B. beim Durchschlag von Kondensatoren in den Kopplungskreisen, nicht verhindern, daß der Fernsteuersender kurzzeitig unter die volle Netzspannung gerät. Deshalb sind in jedem Falle Sicherungsmaßnahmen notwendig. Durch -den Überlagerungstransformator und die Batterien von für Hochspannung dimensionierten Kapazitäten und Induktivitäten in den Kopplungskreisen, die möglichst verlustarm sein sollen, werden Anlagen der beschriebenen Art sehr umfangreich und kostspielig.Remote control transmitter for overlaying power networks with control currents Non-network frequency When a high-voltage network is superimposed at a central point With control currents of I # frequency not connected to the network, the main difficulty is to avoid that the great power of the heavy current network on the transmitter for the Control frequency acts back. In known devices of this type, audio frequency generators are earthed used as control power sources. The superposition of the control current on the network happens with the help of superposition transformers and coordinated coupling circuits on the primary and secondary side of the transformers mentioned. The coupling circles are matched to the control frequency. This way they keep the mains voltage to the mostly back, but offer me a little resistance to the control frequency. The overload transformer is designed as an isolating transformer. He is Necessary in such systems so that the transmitter does not under any circumstances fall below the full mains voltage device, since the audio frequency generator in particular is not without great difficulties can be isolated from earth for full mains voltage. Using a Isolating transformer, which usually has a transformation ratio of about i: i, can in special cases such. B. the breakdown of capacitors in the coupling circuits, do not prevent the remote control transmitter from briefly falling below full line voltage device. Therefore safety measures are necessary in every case. By -the superposition transformer and the batteries of dimensioned for high voltage Capacities and inductances in the coupling circuits, which are as low-loss as possible are to be, systems of the type described are very extensive and expensive.

Die Erfindung bezweckt nun eine Vereinfachung eines solchen Senders dadurch,. daß der zur Erzeugung der netzfremden Frequenz dienende Gene rator über eine isolierte Welle angetrieben und gegen Erde isoliert ist.The invention now aims to simplify such a transmitter through this,. that the generator used to generate the non-network frequency is over an isolated shaft is driven and isolated from earth.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung. Es bedeuten darin R, S, T drei Leiter eines Starkstromnetzes, auf das die Steuerfrequenz überlagert werden soll. Ein mit Isolatoren i gegen Erde isolierter Generator 2 wird von einem Motor 3 angetrieben, wobei sich zwischen den Wellen 4 des Motors und 5 des Generators ein isolierendes Zwischenstück 6 befindet. Der Generator :2 ist über Kopplungskreise, bestehend aus Induktivitäten 7 und Kapazitäten 8, mit dem Starkstromnetz R, S, T verbunden. Zwischen den Induktivitäten 7 und Kapazitäten 8 sind Widerstände g - und von einem Relais i i betätigte Schalter io so angeordnet, daß der Generatorausgang kurzgeschlossen werden kann. Die großen Induktivitäten 7 begrenzen dabei den Kurzschlußstrom stark, durch die Widerstände 9- kann dieser noch weiter beschränkt werden. Da der Generator infolge seiner isolierten Aufstellung unter Hochspannung geraten kann, tritt möglicherweise auch auf der Erregerseite Hochspannung auf. Deshalb muß entweder die Erregerwicklung 12 für Hochspannung isoliert sein, oder es müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, wie sie im folgenden beispielsweise beschrieben sind. Der Erregerstrom wird hier nicht direkt einem Gleichstromhilfsnetz entnommen, sondern einem Wechselstromnetz a, b. Über einen Schalter 13 ist der Transformator 14 auf der Primärseite an das Wechselstromhilfsnetz ca, b angeschlossen. Sekundärseitig speist er einen Gleichrichter 15, der den Erregerstrom liefert. Wenn nun der Generator :2 unter Hochspannung steht, so kann diese dank dem Transformator 14 nach außen doch nicht in gefährlichem Maß auftreten. Der Transformator 14 muß. deshalb für die volle Netzspannung dimensioniert sein, damit er, wie oben beschrieben; als Isoliertransformator wirken kann. Dadurch, daß ein Isoliertransformator im Erregerkreis des Generators anstatt im Statorkreis wie in den bekannten Anlagen vorgesehen wird, kann er für eine sehr kleine Leistung dimensioniert sein, was die ganze Anlage bedeutend verbilligt. Zur Vermeidung von Unfällen sind in der beschriebenen Anordnung der Generator@2, der Transformator 14 und der Gleichrichter-i5 innerhalb eines geerdeten Berührungsschutzgitters 16 angeordnet. Zum Schutz des Senders gegen Überspannungen dienen im weiteren Überspannungsableiter 17 und Hochspannungssicherungen 18. Die Überspannungsableiter, die für eine niedrigere Spannung eingestellt sind als jene,- für die die Spulenisolation des Generators dimensioniert ist, sind einerseits je zwischen Induktivitäten 7 und Kapazitäten 8 der Kopplungskreise angeschlossen und anderseits mit dem Nullpunkt des Generators 2 verbunden. Schlägt nun beispielsweise einer der Kondensatoren 8 durch, so spricht der zugehörige Überspannungsableiter 17 an. Der dabei sofort entstehende große Strom wird von den Hochspannungssicherungen 18 in kürzester Zeit unterbrochen.The drawing shows schematically an embodiment of the device according to the invention. In it, R, S, T mean three conductors of a power network on which the control frequency is to be superimposed. A generator 2, which is insulated from earth by isolators i, is driven by a motor 3, an insulating intermediate piece 6 being located between the shafts 4 of the motor and 5 of the generator. The generator: 2 is connected to the power network R, S, T via coupling circuits consisting of inductances 7 and capacitances 8. Resistors g - and switches io actuated by a relay ii are arranged between the inductances 7 and capacitances 8 in such a way that the generator output can be short-circuited. The large inductances 7 strongly limit the short-circuit current, which can be further limited by the resistors 9-. Since the generator can get under high voltage due to its isolated installation, high voltage may also occur on the excitation side. Therefore, either the excitation winding 12 must be insulated for high voltage, or special precautions must be taken, as described in the following, for example. The excitation current is not taken directly from an auxiliary direct current network, but from an alternating current network a, b. The transformer 14 is connected on the primary side to the AC auxiliary network ca, b via a switch 13. On the secondary side, it feeds a rectifier 15 which supplies the excitation current. If the generator: 2 is now under high voltage, then thanks to the transformer 14 this cannot occur to a dangerous extent to the outside. The transformer 14 must. therefore be dimensioned for the full mains voltage so that it can be, as described above; can act as an isolating transformer. Because an insulating transformer is provided in the exciter circuit of the generator instead of in the stator circuit as in the known systems, it can be dimensioned for a very small power, which makes the entire system significantly cheaper. To avoid accidents, the generator @ 2, the transformer 14 and the rectifier-i5 are arranged within a grounded touch guard 16 in the arrangement described. Overvoltage arresters 17 and high-voltage fuses 18 are also used to protect the transmitter against overvoltages. The overvoltage arresters, which are set for a lower voltage than those for which the coil insulation of the generator is dimensioned, are connected on the one hand between inductances 7 and capacitances 8 of the coupling circuits and on the other hand connected to the zero point of generator 2. If, for example, one of the capacitors 8 breaks down, the associated surge arrester 17 responds. The high-voltage fuses 18 interrupt the high-voltage fuses 18 in the shortest possible time.

Durch die Kopplung des Generators 2 mit dem Netz R, S, T über Drosseln 7 und Kondensatoren 8 wird normalerweise die Netzspannung bis auf wenigeProzent zurückgehalten. Sollte derGenerator aber durch besondere Umstände. unter Netzspannung kommen, so kann doch zwischen seiner Wicklung und dem Kern kein gefährliches Potential entstehen, da der letztere gegen Erde und gegen den Motor 3 isoliert ist. Durch den Transformator 14 kann auch auf der Erregerseite keine Hochspannung nach außen wirksam werden.By coupling the generator 2 to the network R, S, T via chokes 7 and capacitors 8, the network voltage is normally held back to a few percent. Should the generator be due to special circumstances. come under mains voltage, no dangerous potential can arise between its winding and the core, since the latter is isolated from earth and from motor 3. Due to the transformer 14, no high voltage can be effective to the outside on the excitation side either.

Die Tastung des Senders kann bei relativ langen Sendeimpulszeiten durch Steuerung des Erregerstromes mittels des Schalters 13 geschehen, und zwar im beschriebenen Beispiel auf der Wechselstromseite des Erregerkreises. Sind aber die Impulszeiten kürzer als die Zeit, die der Generator zum- Aufbau seines Magnetfeldes benötigt, so ist diese Steuerungsart zu langsam. Sie geschieht dann beispielsweise vorteilhafter durch Kurzschließen des Gen.eratorausgangs zwischen den Induktivitäten 7 und Kapazitäten 8, wie es bereits beschrieben wurde.The keying of the transmitter can be done with relatively long transmission pulse times done by controlling the excitation current by means of the switch 13, namely in the example described on the AC side of the excitation circuit. Are but the pulse times are shorter than the time it takes for the generator to build up its magnetic field is required, this type of control is too slow. It then happens, for example more advantageous by short-circuiting the generator output between the inductances 7 and capacities 8, as already described.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht in ihrer größeren Einfachheit und Wirtschaftlichkeit. Durch die isolierte Aufstellung des Tonfrequenzgenerators und dessen direkte Verbindung mit dem Netz über abgestimmte Kopplungen wird ein besonderer Isoliertransforrnator mit Kopplungskreisen auf Primär- und Sekundärseite, wie er in ähnliclien Anlagen meist verwendet wird, überflüssig. Neben dem geringeren Platzbedarf und Preis der beschriebenen Einrichtung arbeitet diese aus den gleichen Gründen. auch mit kleineren Verlusten, was wiederum eine Verbilligung der Ankopplungskreise zuläßt.The advantage of the device according to the invention is its larger size Simplicity and Economy. Due to the isolated installation of the audio frequency generator and its direct connection to the network via coordinated couplings becomes a special isolating transformer with coupling circuits on the primary and secondary side, as it is mostly used in similar systems, superfluous. In addition to the lesser Space requirement and price of the device described works this out of the same Establish. also with smaller losses, which in turn makes the coupling circuits cheaper allows.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Remote control transmitter for overlaying power networks with control currents of non-network frequency, characterized in that the for generating the non-network control frequency generator driven by an isolated shaft and is isolated from earth.

2. Remote control transmitter according to claim i, characterized in that that the generator has DC excitation.

3. Remote control transmitter according to claim 2, characterized in that the DC excitation of the generator from one DC auxiliary network takes place. I # control transmitter according to claim 2, characterized in that the direct current excitation is carried out by a transformer connected to an AC auxiliary network, high-voltage isolated from earth Rectifier takes place. 5. Remote control transmitter according to claim i, characterized in that that the generator is housed within a grounded touch guard is. 6. Remote control transmitter according to claim 1, 2 and q, characterized in that the Generator and rectifier device together within an earthed protective grid are housed. 7. Remote control transmitter according to claim i to q., Characterized in that that the direct current excitation is used to sample the control pulses. B. Remote control transmitter according to claim 1, 2 and 7, characterized in that the keying of the excitation circuit takes place on the alternating current side. 9. Remote control transmitter according to claim i, characterized characterized in that the control pulses by interrupting a short circuit of the Gen, erator output can be generated. ok Fernsteuersen.der according to claims i and 8, characterized in that coupling circuits are arranged in the generator output and the short circuit takes place between inductance and capacitance thereof. ii. Remote control transmitter according to Claims 1, 8 and 9, characterized in that the short circuit takes place via current limiting resistors. 12. Remote control transmitter according to claim i, characterized in that at least one inside a touch guard arranged generator for its drive provided a shaft made of insulating material is. 13. Remote control transmitter according to claim i, characterized in that in the coupling circuits High voltage fuses and surge arresters are arranged, with the latter on the one hand each connected between inductance and capacitance of the coupling circuit and on the other hand are connected to the zero point of the generator.