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Verfahren zur Bestimmung des Leistungsfaktors für eine, während eines bestimmten Zeitintervalls auftretende Höchstbelastung in Wechselstromanlagen unter Verwendung zweier periodisch gleich-
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In elektrischen Verbraucheranlagen, in denen die Verrechnung der verbrauchten elektrischen Energie unter Berücksichtigung der höchsten maximalen Belastung innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls und nach einer bestimmten, mit den Konsumenten getroffenen Leistungsfaktorklausel erfolgt, müssen Messeinrichtungen Verwendung finden, die ausser der Messung der verbrauchten Wirkenergie auch die Bestimmung des mittleren Leistungsfaktors ermöglichen. Zur Erreichung dieses Zweckes kann man derart vorgehen, dass zwei periodisch im gleichen Takt gesteuerte, registrierende Messeinrichtungen Benutzung finden, von denen die eine einen Wirkverbrauchszähler und die andere einen Blindverbrauchszähler enthält.
Aus den Aufzeichnungen der beiden Registriergeräte kann dann ohne weiteres zu dem höchsten Wirkverbrauch leicht der zugehörige, also der in dem gleichen Zeitintervall aufgetretene Blindverbrauch festgestellt werden. An Hand dieser beiden Ablesungen ist es dann ein leichtes, den mittleren Leistungsfaktor zu errechnen. Eine derartige Messanlage leistet wohl den in dem vorliegenden Sonderfall gestellten Messanforderungen in verrechnungstechnischer Hinsicht Genüge ; jedoch besitzt diese den schwerwiegenden Nachteil, dass sie insbesondere durch die Verwendung von Registriereinriehtungen im Preise sehr hoch zu stehen kommt. Man ist daher auf dem Gebiete der Messtechnik bestrebt, die Erfüllung der gestellten Messaufgabe für den vorliegenden Sonderfall der elektrischen Tarifverrechnung durch möglichst einfache und billige Messapparaturen zu erreichen.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren und auf eine Einrichtung zur Bestimmung des Leistungsfaktors für eine während eines bestimmten Zeitintervalls auftretende Höchstbelastung in Wechselstromanlagen unter Verwendung zweier periodisch gleichzeitig gesteuerter Zähler, deren einer den Wirkverbrauch und deren anderer den Blindverbrauch misst.
Erfindungsgemäss besteht das Verfahren darin, dass von dem Wirkverbrauchszähler jeweils der höchste Wirkverbrauch und von dem Blindverbrauchszähler durch eine in Abhängigkeit von dem höchsten Wirkverbrauch erfolgende Steuerung seiner periodisch ausgelösten Anzeigeeinrichtung der zu diesem höchsten Wirkverbrauch gehörige Blindverbrauch zur Anzeige gebracht wird und dass aus den beiden Anzeigen des höchsten Wirkverbrauches und des zugehörigen Blindverbrauches der mittlere Leistungsfaktor in bekannter Weise errechnet wird.
Bei der Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens wird die periodisch ausgelöste Anzeigeeinrichtung des Blindverbrauchszählers mit zwei Zeigern ausgerüstet und am Ende der Registrierperiode bei Überschreitung des letzten höchsten Wirkverbrauches von einer Maximumeinrichtung des Wirkverbrauchszählers derart gesteuert, dass immer einer der beiden Maximumzeiger die Stellung des zu dem höchsten Wirkverbrauch zugehörigen Blindverbrauches einnimmt und beibehält. Hiebei kann die Maximumeinrichtung des Wirkverbrauchszählers eine bei Überschreitung des höchsten Wirkverbrauches sich schliessende Kontaktvorrichtung enthalten, die ein abwechselnd die Blindverbrauchszeiger mit dem Antrieb des Blindverbrauchszählers kuppelndes Sperrelais steuert.
Dieses an der Anzeigeeinrichtung des Blindverbrauchszählers vorgesehene Sperrelais kann nun entweder ein Differentialgetriebe oder ein Umschaltgetriebe derart steuern, dass je nach der Stellung des Sperrelais der eine oder der andere Zeiger über das zur Verwendung gelangende Getriebe von dem Blindverbrauchszähler angetrieben wird.
Die bei dem Verfahren verwendete Einrichtung besitzt insbesondere den Vorteil, dass auf die Verwendung besonderer periodisch betätigter Registriereinrichtungen verzichtet wird. Auch können weiter-
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hin für die beiden Zähler normale Zähler, die nur mit ganz geringfügigen Änderungen und zusätzlichen Teilen versehen zu werden brauchen, verwendet werden. Das Messverfahren kann daher als höchst betriebssicher und billig bezeichnet werden, weil es sich eben bei den Einrichtungen zu seinem Ausüben um die Verwendung bereits seit langem erprobter Messgeräte handelt.
An Hand der Zeichnung sollen nunmehr zwei Ausführungsbeispiele einer Einrichtung gemäss der Erfindung noch eingehend erläutert werden.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Messeinrichtung, bei der jedoch der Einfachheit halber die Messsysteme der beiden Zähler nicht eingezeichnet wurden. Die Fig. 2 zeigt eine Variante der Anzeigeein-
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einrichtung B.
Das mit dem Wirkverbrauchszähler gekuppelte Zahnradgetriebe 1, 2 der Maximumeinrichtung Li ist über die Achse 3 mit einem Zahnradgetriebe 4, 5 verbunden. Auf der Achse des Zahnradgetriebes 5 sitzt ein mit einer Schleiffeder 6 zusammenwirkender Schleifring 7 und ein auf einen Ansehlaghebel 8 einwirkender Mitnehmerhebel 9. Die Achse des Anschlaghebels 8 trägt noch einen mit einer Schleiffeder 10 zusammenwirkenden Schleifring 11 und den über einer Skalenscheibe 12 beweglichen Maximumzeiger 1. 3. Der Mitnehmerhebel 9 und der Anschlaghebel 8 sind als Kontaktvorrichtung ausgebildet ; sie stehen daher mit den Schleifringen 7, 11 in entsprechender stromleitender Verbindung.
Auf die um den Lagerpunkt 15 verschwenkbare Achse 3 wirkt eine Rückdrehfeder 16 und eine die Kupplung des Zahnrades 2 mit dem Zahnrad 1 anstrebende Zugfeder 17 ein. Fernerhin ist auf der Achse 3 noch der Anker 18 eines periodisch betätigten Auslöserelais 19 lose angeordnet.
Das mit dem Blindverbrauchszähler verbundene Zahnradgetriebe 21, 22 der Anzeigeeinrichtung B ist über die Achse 23 mit dem Zahnradgetriebe 24, 25 gekuppelt. Mit der Achse des Zahnrades 25 ist das Planetenrad 26 eines Differentialgetriebes 27 verbunden. An jeder Achse der beiden Sonnenräder 28, 29 des Differentialgetriebes 27 sitzt ein über der Skala 41 spielender Zeiger 30 bzw. M. Die Sonnenräder 28, 29 sind weiterhin noch mit Sperrädern 32, 33 verbunden, die von dem Anker 34 eines nur kurzzeitig erregten Sperrelais 35 abwechselnd gesperrt werden. Der in seinen extremen Stellungen jeweils durch eine Sperrfeder 36 gehaltene Anker 34 besitzt noch ein Kontaktstück 37, das abwechselnd mit den Kontakten 38, 39 zur Berührung gelangt.
Auf die um den Punkt 42 verschwenkbare Achse 23 wirkt eine Rückdrehfeder 43 und eine die Kupplung des Zahnrades 21 mit dem Zahnrad 22 anstrebende Zugfeder 44 ein. Fernerhin ist auf der Achse 23 noch der Anker 45 eines periodisch betätigten Auslöserelais 46 angeordnet.
Eine Schaltuhr 47 besitzt zwei Kontaktvorrichtungen 48, 49, deren ersterwähnte etwas früher in ihre Kontaktstellung gelangt als die zweiterwähnte.
Wie man ohne weiteres aus der Fig. 1 ersehen kann, ist die Schaltung der Steuerstromkreise derart getroffen, dass die Kontaktvorrichtung 8, 9 der Maximumeinrichtung A in Reihe mit dem Sperrelais 35 und dem Uhrenschalter 48 sowie die parallel zueinandergeschalteten Auslöserelais 19, 46 in Reihe mit dem Uhrenschalter 49 liegen. Die beiden Stromkreise sind an die Leiter 50, 51 einer Stromquelle angeschlossen.
Bevor die Wirkungsweise der Messapparatur nach Fig. 1 näher erläutert wird, soll vorausgeschickt werden, dass gemäss der Zeichnung der Maximumzeiger 13 der Maximumeinrichtung. A eine dem letzten höchsten Wirkverbrauch entsprechende Stellung und der Zeiger 31 der Anzeigeeinrichtung B eine dem zugehörigen Blindverbrauch entsprechende Stellung einnimmt. In diesem Fall bewirkt das Sperrelais 35 eine Sperrung des Sonnenrades 28.
Innerhalb dieser Messperiode wird, wie durch die Pfeilrichtung angegeben, der Wirkverbrauchs-
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gesetzten Richtung des Uhrzeigersinnes verdrehen. Fernerhin wird auch der Blindverbrauchszähler über die Getrieberäder 22, 21, 24, 25, das Planetenrad 26 und das Sonnenrad 29 des Differentialgetriebes 27 den Zeiger 30 ebenfalls entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne verdrehen.
Gesetzt den Fall, dass der in dieser Messperiode stattfindende Wirkverbrauch den letzten höchsten Wirkverbrauch überschreitet, so wird der Mitnehmerhebel 9 mit dem Ansehlaghebel 8 der Maximumeinrichtung A zum Eingriff gelangen und den letzteren sowie dann auch den Zeiger 13 in der eingezeichneten Pfeilrichtung vorwärts bewegen, wobei selbstverständlich die von dem Mitnehmerhebel 9 und Ansehlaghebel S gebildete Kontaktvorrichtung geschlossen bleibt. Gleichzeitig wird der Zeiger 30 des Blindverbrauchszählers weiter bewegt.
Am Ende der Messperiode wird die Schaltuhr 47 ihre Kontaktvorrichtungen 48, 49 zum Schliessen bringen, u. zw. wird hiebei die Kontaktvorrichtung 48 etwas früher als die Kontaktvorrichtung 49 geschlossen. Durch das Schliessen der Kontaktvorrichtung 48 wird nun ein geschlossener Stromkreis über
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Folge davon ist, dass das Sperrelais 35 erregt wird. Der Anker 34 wird somit in die andere Stellung umgelegt, wodurch das mit dem Sonnenrad 28 verbundene Sperrad 32 freigegeben und das mit dem Sonnen-
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rad 29 verbundene Sperrad 33 gesperrt sowie der Kontaktteil37 des Ankers 34 von seinem Gegenkontakt 39 entfernt und mit dem Gegenkontakt 38 verbunden wird.
Kurz nach der Schliessung des Schalters 48 wird auch der Schalter 49 von der Uhr geschlossen.
Die Spulen 54,55 der Auslöserelais 19, 46 erhalten dann Strom, so dass sie ihre Anker 18, 45 anziehen können. Somit wird das Zahnrad 2 von dem Zahnrad 1 der Maximumeinrichtung A und das Zahnrad 21 von dem Zahnrad 22 der Anzeigeeinrichtung B entkuppelt. Die Rückzugfeder 16 der Maximumeinrichtung A bewirkt dann eine Zurückführung des Mitnehmerhebels 9 und die Rückzugfeder 43 der Anzeigeeinrichtung B eine Zurückführung des Zeigers 31 in ihre Anfangsstellungen.
Der Maximumzeiger 13 der Maximumeinrichtung A nimmt also nunmehr eine Stellung ein, die dem in dem letzten Zeitintervall auftretenden höchsten Wirkverbrauch entspricht. Der Zeiger 30 der Anzeigeeinrichtung B zeigt fernerhin den dem zugehörigen Wirkverbrauch entsprechenden Blindverbrauch an. Der mittlere Leistungsfaktor während dieser letzten Registrierperiode kann nun leicht
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so dass das Zahnrad 2 der Anzeigeeinrichtung. A durch den Zug der Feder 17 und das Zahnrad 21 der Anzeigeeinrichtung B durch den Zug der Feder 44 wieder mit seinem zugehörigen Zahnrad 1 bzw. 22 zum Eingriff gelangt. An der Stellung des Ankers 34 des Sperrelais 35 ändert sich jedoch bei Öffnung der Steuerstromkreise nichts, da dieser durch die Sperrfeder 36 in der Sperrstellung gehalten wird.
Sobald die beiden Anzeigeeinrichtungen A, B mit ihren Zählern wieder gekuppelt sind, spielt sich während der nächsten Messperiode der vorstehend beschriebene Vorgang wieder von neuem ab. Zu erwähnen wäre noch, dass am Ende dieser Messperiode bei geschlossenem Maximumschalter 8, 9, also wenn nunmehr der Wirkverbrauch noch höher ist als der vorherige, die Spule 53 des Sperrelais 35 erregt wird. Es wird dann also das Sonnenrad 29 freigegeben und das Sonnenrad 28 gesperrt. Die Messeinrichtung nimmt dann wiederum die aus der Figur ersichtliche Messstellung ein. Der dem zugehörigen höchsten Wirkverbrauch entsprechende Blindverbrauch wird dann von dem Zeiger 31 zur Anzeige gebracht.
Wird in einer nächsten Messperiode der letzte höchste Wirkverbrauch nicht überschritten, so erreicht natürlich der Mitnehmerkontakthebel 9 den Ansehlagkontakthebel nicht. Bei Betätigung der Anzeigeeinrichtungen A, B von den von der Uhr gesteuerten Auslöserelais 19, 46 wird dann weiter nichts als eine Rückstellung des Zeigers 30 in seine Anfangsstellung bewirkt.
In Fig. 2 ist rein schematisch eine weitere Anzeigeeinrichtung des Blindverbrauchszählers zur Darstellung gebracht, bei der an Stelle eines Differentialgetriebes ein Umschaltgetriebe Verwendung findet. Hiebei sind mit der Anzeigeeinrichtung des Blindverbrauchszählers nach Fig. 1 übereinstimmende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Eine um den Lagerpunkt 60 verschwenkbare Achse 61 des Zahnrades 25 trägt ein abwechselnd mit den Zahnrädern 62,63 kuppelbares Umschaltritzel 64 und den Anker 37 des Sperrelais 35. Der Anker 37 des Sperrelais 35 wird hier wiederum durch eine Sperrfeder 36 jeweils in den entsprechenden Umschaltstellungen festgehalten.
Der Zeiger 30 ist über das Getriebe 65 mit dem Zahnrad 62 und der Zeiger 31 über das Getriebe 66 mit dem Zahnrad 63 gekuppelt.
Die Wirkungsweise der Anzeigeeinrichtung nach Fig. 2 ist nach der nunmehrigen Kenntnis der Wirkungsweise der Fig. 1 leicht verständlich. Nach der gezeichneten Darstellung wird das Umschaltritzel 64 mit dem Zahnrad 62 in Eingriff gehalten. Es erfolgt also der Antrieb des Zeigers 30 von dem Blindverbrauchszähler über die Getrieberäder 22, 21, 24, 25, 64, 62,65. Der Zeiger 31 steht demnach still, u. zw. zeigt dieser den mit dem letzten höchsten Wirkverbrauch übereinstimmenden Blindverbrauch.
Wenn der letzte höchste Wirkverbrauch am Ende dieser Messperiode nicht erreicht worden ist, wird die Stellung des. Umschaltritzels 64 nicht verändert, da ja die Kontaktvorrichtung 8, 9 der Anzeigeeinrichtung A des Wirkverbrauchszählers nicht geschlossen wurde. Es wird also lediglich dann nur das Auslöserelais 46 erregt, das eine Entkupplung des Zahnrades 21 von dem vom Blindverbrauchszähler angetriebenen Zahnrad 22 bewirkt. Durch diese Entkupplung wird die Rückzugfeder 43 über die Zahnräder 24,25, 64, 62,65 den Zeiger 30 wieder in seine Anfangsstellung zurückführen. Sobald das Zahnrad 21 mit dem Zahnrad 22 wieder zum Eingriff gelangt, wird der Zeiger 30 aufs neue vom Blindverbrauchszähler angetrieben.
Sollte nunmehr in der nächsten Periode der letzte höchste Wirkverbrauch überschritten werden, so wird durch den Kontaktschluss der Maximumkontaktvorrichtung 8, 9 des Wirkverbrauchszählers am Ende der Messperiode das Sperrelais 35 erregt. Diese Erregung des Sperrelais 35 bewirkt dann, dass das Umschaltritzel 64 von dem Zahnrad 62 entkuppelt und mit dem Zahnrad 63 gekuppelt wird. Bei Betätigung des Auslöserelais 46 wird somit durch die Rückzugfeder 43 der Maximumzeiger 31 in seine Anfangsstellung zurückgebracht. Der Maximumzeiger 30 zeigt dann den zu dem höchsten Wirkverbrauch zugehörigen Blindverbrauch an.
Die abwechselnde Kupplung der beiden Zeiger mit dem Blindverbrauchszähler kann auch durch entsprechende, mittels des Sperrelais bewirkte Verschiebung der Maximumzeiger erreicht werden.
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Bestimmung des Leistungsfaktors für eine während eines bestimmten Zeitintervalls auftretende Höchstbelastung in Wechselstromanlagen unter Verwendung zweier periodisch gleichzeitig gesteuerter Zähler, deren einer den Wirkverbrauch und deren anderer den Blindverbrauch misst, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Wirkverbrauchszähler jeweils der höchste Wirkverbrauch und von dem Blindverbrauchszähler durch eine in Abhängigkeit von dem höchsten Wirkverbrauch erfol-
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zugehörigen Blindverbrauches der mittlere Leistungsfaktor in bekannter Weise errechnet wird.