Verfahren zur Vorausbestimmung des am Ende einer lfZessperiode voraussichtlich auftretenden Wattverbrauchs einer elektrischen Anlage mit Naximumtarif. In elektrischen Anlagen mit Maximum ta.rif ist es in wirtschaftlicher Hinsicht am vorteilhaftesten, wenn der, während einer itlessperiode staugefundene Verbrauch den festgesetzten Höchstverbrauch weder unter- noch überschreitet.
Aus diesem Grunde ist daher eine Verbrauchsmessung erwünscht, die es in jedem Augenblick der Messperiode ermöglicht, zu erkennen, wie die Belastung ohne der Gefahr einer Überschreitung der zulässigen Höchstverbrauchsgrenze ausge setzt zu sein, einzustellen ist, um ein Opti mum des Verbrauches der Anlage hinsicht lich des maximal zulässigen Höchstver- brauehs zu erzielen.
Die Erfindung, die eine Lösung der vor stehend genannten Messaufgabe angibt, be zieht sich auf ein Verfahren zur Voraus bestimmung des am Ende einer t#Tessperiode voraussichtlich auftretenden Wattverbrau ches einer elektrischen Anlage mit iliaxi- mumtarif. Gemäss der Erfindung besteht das Verfahren darin, dass in jedem Zeit moment der gesamte, am Ende der Mess- Periode erfolgte hypothetische Wattver brauch :
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gemessen wird, wobei<B>TV</B> die augenblicklich herrschende Lei stung, t1 die jeweils bereits verflossene Zeit und t, die noch verbleibende restliche Zeit der Messperiode bedeuten.
Mit andern Worten heisst das, dass das die Grösse
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messende Instrument jeweils denjenigen Wattverbrauch anzeigt, der am Ende einer Messperiode erreicht wird, wenn die in dem Augenblick der Ablesung vorhandene Lei stung bis zum Ende der Messperiode kon stant gehalten wird. Es können daher aus den Angaben des Messgerätes der Betriebs zustand der Anlage erkannt und weiterhin die sich hieraus ergebenden notwendigen Massnahmen getroffen werden.
Bei einer Einrichtung zur Ausführunz des Verfahrens kann ein der Messgrösse
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entsprechender Wert von einem Wirkver- brauchszähler mit Maximumeinriclitung und ein der Grösse W <I>.</I> t, entsprechender Wert von einem Wattmeter und einem Zeitwerk gebildet werden, wobei diese beiden Grössen zur Summenbildung einem Messgerät zuge führt werden, das beispielsweise als Ferraris- zähler ausgeführt werden kann.
Anhand des in der Fig. 1 der Zeichnung dargestellten Diagrammes und des in Fig. \? schematisch zur Darstellung gebrachten Aus führungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Diagramm bezeichnet die Ordinate die Leistung W und die Abszisse die Messperiode T. Wie man aus dem Diagramm erkennen kann, hat bis zu dem Zeitpunkt a ein aus der links und strichweise schraffierten Fläche ersichtlicher Wattverbrauch
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stattgefunden. Wird für die ganze Messperiode eine Zeit von 7.5 Minuten angenommen, dann ist die bis zu dem Zeitpunkt a verflossene Zeit t1 = 5 Mi nuten und die von dem Zeitpunkt a bis zum Zeitpunkt d verflossene Zeit t2 = 10 Minu ten.
Bleibt nun von dem Zeitpunkt a bis zum Zeitpunkt d die Leistung konstant, so ist am Ende der Messperiode noch eine wei tere zusätzliche Arbeit W . t. geleistet wor den. Diese Arbeit ist durch die gesamte übrige schraffierte Fläche dargestellt.
Es soll nunmehr angenommen werden, dass bei Beibehaltung der vorhandenen Lei stung in dem Zeitpunkt a der zulässige Höchstverbrauch am Ende der Messperiode um einen, durch die gesamte kreuzweise schraffierte Fläche ersichtlichen Betrag über schritten wird. Will man daher eine Über schreitung der festgesetzten Höchstver- brauchsgrenze vermeiden, so muss die Lei stung entweder in dem Zeitpunkt a bis auf die Abszissenlinie Al oder zu einem andern späteren Zeitpunkt, dann aber um so stär ker, herabgesetzt werden.
Nach dem Dia gramm wird die Leistung bis zu dem Zeit punkt b, in dem t, und t; = 7i/2 Minuten sind, im wesentlichen konstant gehalten, dann aber, um eine Überschreitung der Höchstverbrauchsgrenze zu vermeiden, lang sam herabgesetzt, bis sie in dem Zeitpunkt c die Abszissenlinie <I>A.</I> erreicht hat. In dem Zeitpunkt c gilt für t, = 10 Minuten und für t, = 5 Minuten.
Wie man aus dem Diagramm ersehen kann, ist die kreuzweise und eng schraffierte Fläche hinsichtlich ihres Inhaltes gleich der strichliert schraffierten Fläche. Demzufolge wird bei Herabsetzung der Leistung bis auf die Abszissenlinie AZ und bei von dem Zeit punkt c ab konstant gehaltener Leistung am Ende der Messperiode eine Überschreitung des festgesetzten Höchstverbrauches nicht statt finden.
Aus dem Diagramm und den vorstehen den Erläuterungen kann nunmehr ohne wei teres der Sinn und das Wesen der Erfindung erkannt werden. Am Ende einer Messperiode hat, in Abhängigkeit der jeweiligen Be lastung ein bestimmter Wattverbrauch statt gefunden.
Dieser Wattverbrauch lässt sich nun schon während der Messperiode ohne weiteres bestimmen, wenn in jedem Zeit moment der bisher stattgefundene, durch die Grösse
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bestimmte Wattverbrauch und der bis zum Ende der Messperiode bei kon stant bleibender Leistung noch stattfindende, also hypothetische und durch die Grösse TV . t, bestimmte Wattverbrauch gemessen und die Summe des bereits staugefundenen Wattverbrauches und des hypothetischen Wattverbrauches gebildet wird.
Der Betriebsleiter kann demnach schon während der Messperiode feststellen, wie hoch der Wattverbrauch am Ende der Mess- periode wird, wenn er die Belastung von dem Moment der Ablesung an, konstant hält. Überschreitet beispielsweise in einem Ab lesezeitpunkt der angezeigte hypothetische Verbrauch den zulässigen Höchstwert, so muss der Betriebsleiter, je nach der mehr oder weniger vorgeschrittenen Zeit der Mess- periode entsprechend handeln.
Nähert sich die Messperiode ihrem Ende, so ist er, um eine Überschreitung der Höchstlastgrenze zu vermeiden, genötigt, so lange die Belastung herabzusetzen, bis der angezeigte hypothe tische Wert die Höchstlastgrenze nicht mehr überschreitet. Hat er das erreicht, so weiss er, dass bei nunmehrigem gonstanthalten der Leistung eine Maximumüberschreitung am Ende der Messperiode nicht eintreten wird. Man wird natürlich mit der Belastung nicht bis an die äusserste Grenze gehen, da ja in einer elektrischen Anlage immer mit Be lastungsschwankungen zu rechnen ist.
Am Anfang der Messperiode ist dagegen eine Überschreitung der Höchstlastgrenze nicht von solcher Bedeutung, als gegen Ende der Messperiode, da ja für die Herabsetzung der Belastung noch genügend Zeit zur Ver fügung steht.
Es soll nunmehr noch auf das Ausfüh rungsbeispiel der Fig. 2 Bezug genommen werden.
Ein Wirkverbrauchzähler 1 ist mit einer von der Schaltuhr 2 gesteuerten Maximum- einrichtung 3 und einem Potentiometer 4 versehen. Der Drehkontakt 5 des Potentio- meters 4 wird von dem Messsvstem des Zäh lers 1 angetrieben und am Ende der Mess- periode von der Maximumeinrichtung 3 in seine Anfangsstellung zurückgeführt.
Das an ein Wechselstromnetz 6 angeschlossene Potentiometer 4 liegt mit der Stromwick lung 7 eines Ferrariszählers 8 in Reihe, die mit einer an das Wechselstromnetz 6 an geschlossenen Spannungswicklung 10 zusam menwirkt. Der Zähler 1 misst in jeder Mess- periode den bisher in der verflossenen Zeit t1 stattgefundenen Wattverbrauch, der dem Wert
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entspricht.
Ein Wattmeter 11 weist ebenfalls ein Potentiometer 12 auf, dessen Drehkontakt 13 von dem Messsystem angetrieben wird. Die ses misst eine Grösse, die der Leistung W entspricht.
Auch ein weiterhin vorgesehenes Zeit werk 14 treibt den Drehkontakt 15 eines Potentiometers 16 an. Das Zeitwerk 14 soll nun eine Grösse messen, die der Zeit t2 ent spricht. Um das zu erreichen, muss das Po tentiometer 16 zum Wechselstromnetz 6 ge rade entgegengesetzt als das am gleichen Netz liegende Potentiometer 4 geschaltet sein, das heisst, dass der Drehkontakt 15 des Potentiometers 16 in der Anfangsstellung die grösste Spannung und der Drehkontakt 5 des Potentiometers 4 in der Anfangsstellung die kleinste Spannung abgreift.
Die An ordnung des Drehkontaktes 15 des Zeitwer kes 14 ist so getroffen, dass dieser am Ende der Messperiode einfach in seine Anfangs stellung schnappt. Zu erwähnen ist noch, dass das Zeitwerk 14 mit der Schaltuhr 2 synchron laufen muss. Diese beiden Appa rate sind daher am besten elektrisch vonein ander abhängig zu wählen.
Zur Bildung des Produktes aus Leistung <I>W</I> und Zeit t. ist es erforderlich, die Poten- tiometer 12 und 16 des Wattmeters 11 und des Zeitwerkes 14 in entsprechende Abhän gigkeit voneinander zu bringen. Es werden daher die beiden Potentiometer 12 und 16 in Kaskade zueinander geschaltet. Sie lie gen weiterhin. in Reihe mit einer Stromwick lung 17 des Zählers 8, die mit einer an das Netz 6 angeschlossenen Spannungswicklung 18 zusammenssrirkt.
Die Potentiometer 4. 12 und 16 sind so ausgebildet, dass die abgenommenen Ströme gegenüber den in den Potentiometern fliessen den Strömen vernachlässigbar klein sind, wo durch erreicht wird, da.ss die in den Spulen 7 und 17 fliessenden Ströme jeweils proportional den Drehltontaktstellungen der zugehörigen Potentiometer sind.
Das von der Stromwicklung 7 und der Spannungswicklung 1.0 gebildete Messsystem des Zählers 8 erzeugt ein auf die Zähler scheibe 19 einwirkendes Drehmoment, das der Grösse
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entspricht und das von der Stromwicklung 17 und der Spannungs wicklung 18 gebildete Messsystem ein auf die Zählerscheibe 20 einwirkendes Drehmoment. das der Grösse W . t_. entspricht.
Die Touren zahl des Ferrariszählers 8 ist dann, da die Zählerscheiben 19 und 20 auf der gleichen Achse 21 sitzen, proportional der Arbeit:
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Der Ferrariszähler 8 enthält noch ein elektromagnetisches Bremsmagnetsystem 9, so da.ss dieser spannungsabhängig wird. Man kann nun diese Arbeit
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an Ort und Stelle zur Anzeige bringen oder, wie es vielfach erwünscht ist, die Messgrösse fernübertragen.
Zu diesem Zweck ist die Achse 21 des Zählers 8 mit einem als Dreh kondensator ausgebildeten Impulsgeber 22 gebunden, der über einen Verstärker 23 mit- telst Impulse das Geberelais 24 steuert. Die über die Fernleitung 25 übertragenen Im pulse werden der auf der Empfangsstation vorgesehenen, beispielsweise nach der Kon- densatormethode arbeitenden Empfangsan ordnung 26 zugeführt, die wiederum die Impulse in auf das Anzeigegerät 27 einwir kende Ströme umwandelt.
Innerhalb einer Messperiode wandert nun der Drehkontakt 5 des Wirkverbrauchszäh- lers 1 entsprechend der geleisteten Arbeit, vorwärts. Ebenso wird auch der Drehkon takt 13 des Wattmeters 11 entsprechend der Leistung W und der Drehkontakt 15 des Zeitwerkes 14 entsprechend der Zeit t2 ver stellt.
Die eingestellten Spannungen der drei Potentiometer 4, 12 und 16 bewirken dann, dass die Tourenzahl des Ferrariszählers der in jedem Augenblick der Messperiode auftretenden Summe aus bereits geleisteter Arbeit und voraussichtlich noch zu leisten der, hypothetischer Arbeit gleich ist. Diese von dem Ferrariszähler 8 gemessene Grösse wird über die Fernmessanordnung von dem Empfangsmessgerät 27 angezeigt.
Am Ende der Messperiode werden die Drehkontakte 5 und 15 des Wirkverbrauch zählers 1 und des Zeitwerkes 14 in ihre Anfangsstellungen zurückgeführt. Der Dreh kontakt 13 des Wattmeters 11 behält da- gegen eine der vorhandenen augenblick lichen Leistung entsprechende Stellung bei.
Da sich dann weiterhin der Drehkontakt 15 des Zeitwerkes 14 in einer Stellung befin det, in der t2 nunmehr das ganze Zeitinter vall der Messperiode ist, so wird das Emp fangsgerät 27 keineswegs in die Nullage, sondern in eine Stellung gelangen, die dem Produkt aus der am Ende der Messperiode vorhandenen Leistung und dem Zeitinter- vall der Messperiode entspricht. Nach Zu rückführung der Drehorgane 5 und 15 kann. der Messvorgang wieder von neuem einsetzen.
Der Betriebsleiter beobachtet nun zu be stimmten Zeiten der Messperiode das Zeiger instrument, aus dessen Zeigerstellung er, wie bereits vorstehend ausführlich auseinander gesetzt, erkennen kann, welche Vorkehrun gen in dem Zeitpunkt der Ablesung zu tref fen sind. Für die dann einzuleitenden Mass nahmen muss natürlich auch der zeitliche Verlauf der Messperiode Berücksichtigung finden, der mittelst einer mit der Schalt uhr 2 der Geberstation synchron laufenden Uhr festgestellt werden kann.
Am vorteil haftesten ist es jedoch, auch die jeweilige Stellung des auf der Geberstation befind lichen Zeitwerkes 14 nach der Empfangs station zu übertragen. In einem solchen Fall kann dann ohne weiteres die jeweils noch verbleibende Zeit t2 abgelesen werden.
Es ist selbstverständlich auch möglich, die Überwachung der elektrischen Anlage hinsichtlich des zulässigen Höchstverbrau ches auf selbsttätige Weise vorzunehmen, was beispielsweise dadurch erreicht werden könnte, dass das als Kontaktinstrument aus gebildete Empfangsgerät in kritischen Mo menten eine Herabsetzung der Belastung be wirkt. Auch könnte das Empfangsgerät zur Regelung der Stromerzeugung Benutzung finden.
Im übrigen kann auch das Emp fangsgerät mit einer Signalvorrichtung zur akustischen oder optischen Anzeige einer bestimmten Zeigerstellung in einem be stimmten Zeitmoment der Messperiode aus gerüstet sein.. Es sei noch darauf hingewiesen, dass an Stelle des Ferrariszählers 8 auch ein ande res, die Summe der Grössen
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und W # t-# messendes Instrument Verwendung finden kann.
Weiterhin braucht die Einstellung der von den Messgeräten gemessenen Grössen in proportionale, dem Ferrariszähler 8 , zuge führte Ströme nicht unbedingt von Poten- tiometern vorgenommen zu werden. Es kön nen hierfür auch andere, irgendwie die Zu standsänderung eines Stromkreises herbei führende Elemente, wie Induktionsregler und dergleichen Verwendung finden.