CH663477A5

CH663477A5 - METHOD FOR QUICKLY DETERMINING THE VALUE OF AC POWER OR AC CONSUMPTION ENERGY.

Info

Publication number: CH663477A5
Application number: CH614483A
Authority: CH
Inventors: Mathis Halder
Original assignee: Landis & Gyr Ag
Priority date: 1983-11-16
Filing date: 1983-11-16
Publication date: 1987-12-15
Also published as: GB2149928B; DE3345037A1; FR2554929B1; GB8429047D0; FR2554929A1; GB2149928A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur schnellen Ermittlung des Wertes einer Wechselstromleistung oder einer Wechselstromverbrauchsenergie gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a method for quickly determining the value of an AC power or an AC power consumption according to the preamble of claim 1.

Stand der Technik State of the art

Derartige Verfahren sind für Elektrizitätszähler aus der DE-OS 3 011 060 bekannt. Such methods are known for electricity meters from DE-OS 3 011 060.

Aufgabe und Lösung Task and solution

Zwischen Leistungsmesser und Elektrizitätszähler besteht nur der Unterschied, dass der Elektrizitätszähler die Augenblicksleistung über der Zeit integriert. Am Bild des üblichen Ferrariszählers bedeutet dies, dass die Umdrehungsgeschwindigkeit der Läuferscheibe ein Mass für die Augenblicksleistung, die Anzahl der Umdrehungen, wie sie vom Zählwerk registriert werden, ein Mass für die verbrauchte Energie darstellen. Jeder Elektrizitätszähler ist damit zugleich auch ein Leistungsmesser. The only difference between the power meter and the electricity meter is that the electricity meter integrates the instantaneous power over time. On the image of the usual Ferrari counter, this means that the speed of rotation of the rotor disk is a measure of the instantaneous power, the number of revolutions, as registered by the counter, is a measure of the energy consumed. Every electricity meter is therefore also a power meter.

Elektrizitätszähler und Leistungsmesser besitzen beide je einen Eingang für die Spannung u(t) und den verbrauchten Strom i(t), die beide innerhalb des Elektrizitätszählers bzw. des Leistungsmessers mittels eines Multiplizierers miteinander multipliziert werden zur Bildung des Multiplikationsproduktes p(t) = u(t) • i(t)i. Der Multiplizierer ist z.B. eine Kombination eines bekannten «Mark-Space»-Amplituden-Modulators, der der Erzeugung einer Impulsreihe dient, Electricity meters and power meters each have an input for the voltage u (t) and the consumed current i (t), both of which are multiplied by a multiplier within the electricity meter or the power meter to form the multiplication product p (t) = u ( t) • i (t) i. The multiplier is e.g. a combination of a known “mark space” amplitude modulator, which is used to generate a pulse series,

deren Amplitude proportional dem verbrauchten Strom i(t) und deren Impuls («Mark»)/Impulslücken («Spaces-Verhältnis proportional der Spannung u(t) ist, und eines nachgeschalteten Integrators, der der Ermittlung des Flächeninhaltes der Impulsreihe und damit der Ermittlung des Wertes des Produktes p(t) = u(t) • i(t) dient. whose amplitude is proportional to the current i (t) consumed and whose pulse ("mark") / pulse gaps ("spaces ratio is proportional to the voltage u (t)), and a downstream integrator that determines the area of the pulse series and thus the determination the value of the product p (t) = u (t) • i (t).

Nachfolgend wird die Wirkungsweise eines Leistungsmessers an Hand mathematischer Gleichungen für den Fall einer Wirkleistungsmessung erläutert. Für eine Blindleistungsoder Scheinleistungsmessung gilt sinngemäss das Gleiche. The mode of operation of a power meter is explained below using mathematical equations in the case of an active power measurement. The same applies analogously to a reactive power or apparent power measurement.

Es gelten: The following apply:

u(t) = U • cos® t, u (t) = U • cos® t,

i(t) = I • cos (tot + (p), i (t) = I • cos (tot + (p),

p(t) = U • cos co t • I • cos(a> t +<p) = (1/2)U • I • [cos <p + cos (2cot + (p)] p (t) = U • cos co t • I • cos (a> t + <p) = (1/2) U • I • [cos <p + cos (2cot + (p)]

= Po + Pi • cos(2co.t + (p), = Po + Pi • cos (2co.t + (p),

Po = (1/2)U • I • cos(p, Po = (1/2) U • I • cos (p,

Pi = (1/2)U • I und Pi = (1/2) U • I and

Dabei sind U und I die Amplituden der Wechselspannung bzw. des verbrauchten Wechselstromes, co die Kreisfrequenz und <p die Spannungs/Strom-Phasendifferenz zwischen verbrauchtem Wechselstrom und Wechselspannung. U and I are the amplitudes of the alternating voltage and the alternating current consumed, co the angular frequency and <p the voltage / current phase difference between the alternating current and alternating voltage consumed.

Das Multiplikationsprodukt p(t) besteht somit aus zwei Termen und ist gleich der Summe aus der Hälfte der gesuchten Wirkleistung U • I • cos <p und dem Wechselfehleranteil Picos(2co t + <p), der eine Kreisfrequenz 2co besitzt. In Elektrizitätszählern kann normalerweise dieser Wechselfehleranteil der Kreisfrequenz 2ct> vernachlässigt werden, da seine Integration über die Zeit höchstens gleich der Fläche einer halben Periode ist und damit im Laufe einer langen The multiplication product p (t) thus consists of two terms and is equal to the sum of half of the active power U • I • cos <p and the alternating error component Picos (2co t + <p), which has an angular frequency 2co. This alternating error component of the angular frequency 2ct> can normally be neglected in electricity meters, since its integration over time is at most equal to the area of half a period and thus over a long period

2 2nd

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

663477 663477

Integrationszeit prozentual vernachlässigbar wird im Vergleich zum Integrationswert von Po = 1/2 U • I • cos(p, der im Laufe der Zeit immer mehr ansteigt. The integration time becomes negligible in comparison to the integration value of Po = 1/2 U • I • cos (p, which increases more and more over time.

In Prüfeinrichtungen ist dagegen das Vorhandensein des Wechselfehleranteils der Kreisfrequenz 2co von grossem Nachteil, da jede Messung möglichst rasch beendet werden muss und somit am Ende der Messung der Wechselfehleranteil prozentual noch nicht vernachlässigbar ist gegenüber dem Integrationswert von Po. Um z.B. auf 0,01% genau zu messen, müsste die Messzeit 104 • 10 ms = 100 Sekunden betragen, was für einen automatischen Abgleich auf einer Prüfstation viel zu lange ist. Die Zeit 10 ms stellt dabei den Wert der halben Periode der Netzspannung dar. In contrast, the presence of the alternating error component of the angular frequency 2co is of great disadvantage in test facilities, since each measurement must be ended as quickly as possible and, at the end of the measurement, the alternating error component is not yet negligible as a percentage compared to the integration value of Po. To e.g. To measure with an accuracy of 0.01%, the measuring time should be 104 • 10 ms = 100 seconds, which is far too long for an automatic adjustment on a test station. The time 10 ms represents the value of half the period of the mains voltage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, das ohne grossen zusätzlichen Geräteaufwand zu den sowieso in einer Prüfstation vorhandenen Geräten eine möglichst schnelle und unverzögerte Ermittlung des Wertes einer Wechselstromleistung oder einer Wechselstromverbrauchsenergie gestattet, ohne dass dabei der Wechselfehleranteil der Kreisfrequenz 2co einen nennenswerten Fehler verursacht. The invention has for its object to find a method that allows the fastest possible and instantaneous determination of the value of an alternating current power or an alternating current energy consumption without large additional equipment expenditure to the devices already present in a test station, without the alternating error component of the angular frequency 2co being any significant Caused errors.

Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. According to the invention, this object is achieved by the features specified in the characterizing part of claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below. Show it:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Einrichtung zum Messen einer Wechselstromleistung unter Annullierung des Wechselfehleranteils der Kreisfrequenz 2o>, 1 is a block diagram of a device for measuring an AC power with cancellation of the AC error portion of the angular frequency 2o>,

" Fig. 2 ein Vektoren-Diagramm der vorhandenen Spannungen und "Fig. 2 is a vector diagram of the voltages and

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Einrichtung mit drei Multiplizierern zur Eliminierung von Fehlern und mit Annullierung des Wechselfehleranteils der Kreisfrequenz 2co. Fig. 3 is a block diagram of a device with three multipliers for eliminating errors and canceling the alternating error portion of the angular frequency 2co.

Gleiche Bezugszahlen bezeichnen in allen Figuren der Zeichnung gleiche Teile. The same reference numerals designate the same parts in all figures of the drawing.

Beschreibung description

Die in der Fig. 1 dargestellte Einrichtung besteht aus einem ersten Multiplizierer 1, einem zweiten Multiplizierer 2, einem Addierer 3, einem ersten Phasenschieber 4 und einem zweiten Phasenschieber 5. Eine Spannung u(t) speist direkt einen ersten Eingang des ersten Multiplizierers 1 und über den ersten Phasenschieber 4 einen ersten Eingang des zweiten Multiplizierers 2. Eine weitere Spannung ui(t), die dem verbrauchten Strom i(t) proportional ist, speist direkt einen zweiten Eingang des ersten Multiplizierers 1 und über den zweiten Phasenschieber 5 einen zweiten Eingang des zweiten Multiplizierers 2. Der einzige Ausgang des ersten Multiplizierers l und der einzige Ausgang des zweiten Multiplizierers 2 sind mit je einem Eingang des Addierers 3 verbunden, dessen Ausgang den Ausgang der Einrichtung bildet. Die Ausgangsspannung des ersten Phasenschiebers 4, der eine Phasenverschiebung von (90° -a) verursacht, ist mit U2(t) und diejenige des zweiten Phasenschiebers 5, der eine Phasenverschiebung von (90° +a) verursacht, mit U3(t) bezeichnet. Die Werte der beiden Phasenverschiebungen können auch vertauscht sein. The device shown in FIG. 1 consists of a first multiplier 1, a second multiplier 2, an adder 3, a first phase shifter 4 and a second phase shifter 5. A voltage u (t) directly feeds a first input of the first multiplier 1 and Via the first phase shifter 4, a first input of the second multiplier 2. A further voltage ui (t), which is proportional to the current i (t) used, feeds directly to a second input of the first multiplier 1 and via the second phase shifter 5 to a second input of the second multiplier 2. The only output of the first multiplier 1 and the only output of the second multiplier 2 are each connected to an input of the adder 3, the output of which forms the output of the device. The output voltage of the first phase shifter 4, which causes a phase shift of (90 ° -a), is denoted by U2 (t) and that of the second phase shifter 5, which causes a phase shift of (90 ° + a), by U3 (t) . The values of the two phase shifts can also be interchanged.

In der Fig. 2 ist das Vektoren-Diagramm_der Spannungen u(t), ui(t), U2(t) und U3(t) dargestellt, wobei U den Vektor von u(t), Ui denjenigen von ui(t), U2 denjenigen von m(t) und U3 denjenigen von U3(t) darstellt. Da der verbrauchte Strom i(t) und damit auch die proportionale Spannung u i(t) gegenüber der Spannung u(t) um einen Phasenwinkel <p verschoben sind, exististiert ein gleicher Winkel (p sowohl zwischen dem 2 shows the vector diagram of the voltages u (t), ui (t), U2 (t) and U3 (t), U being the vector of u (t), Ui being that of ui (t), U2 represents that of m (t) and U3 represents that of U3 (t). Since the consumed current i (t) and thus also the proportional voltage u i (t) are shifted by a phase angle <p with respect to the voltage u (t), there is an equal angle (p both between the

Vektor U und dem Vektor Ui, als auch zwischen den in der Fig. 2 gestricheltjiargestellten Senkrechten zu diesen beiden Vektoren U und U1. Der Vektor U2 bildet einen Winkel (90° -a) mit dem Vektor U und besitzt die gleiche Länge wie dieser. Der Vektor U3 bildet einen Winkel (90° +a)mit Vektor U1 und besitzt die gleiche Länge wie dieser. Vector U and the vector Ui, as well as between the perpendicular to these two vectors U and U1 shown in dashed lines in FIG. 2. The vector U2 forms an angle (90 ° -a) with the vector U and has the same length as this. The vector U3 forms an angle (90 ° + a) with vector U1 and has the same length as this.

In der Fig. 3 speisen die Spannungen u(t), ui(t), m(t) und U3(t) drei Multiplizierer 6,7 und 8 über einen vierpoligen Umschalter 9. Der einzige Ausgang eines jeden der drei Multiplizierer 6,7 und 8 ist auf je einen Eingang eines dreieingängigen Addierers 10 geführt, dessen Ausgang den Ausgang der Einrichtung bildet. Mit dem vierpoligen Umschalter 9, dessen Schaltarme mit 9a, 9b, 9c und 9d bezeichnet sind, wird jeweils immer nur eine Kombination von zwei der drei Multiplizierer in Betrieb genommen, und zwar die Kombination 6;7 oder die Kombination 7 ;8 oder die Kombination 6 ;8. Die drei Multiplizierer 6, 7 und 8 sind z.B. die Multiplizierer je eines einphasigen Leistungsmessers, oder sie sind die drei Multiplizierereines dreiphasigen Leistungsmessers oder Elektrizitätszählers, der bekanntlich einen Multiplizierer pro Phase besitzt. Der vierpolige Umschalter 9 besitzt drei Positionen, um jeweils eine andere der drei möglichen Kombinationen 6;7 oder 7 ;8 oder 6 ;8 in Betrieb zu nehmen. 3, the voltages u (t), ui (t), m (t) and U3 (t) feed three multipliers 6, 7 and 8 via a four-pole switch 9. The only output of each of the three multipliers 6, 7 and 8 each lead to an input of a three-start adder 10, the output of which forms the output of the device. With the four-pole changeover switch 9, the switching arms of which are designated 9a, 9b, 9c and 9d, only a combination of two of the three multipliers is put into operation, namely the combination 6; 7 or the combination 7; 8 or the combination 6; 8. The three multipliers 6, 7 and 8 are e.g. the multipliers of a single-phase power meter, or they are the three multipliers of a three-phase power meter or electricity meter, which is known to have one multiplier per phase. The four-pole changeover switch 9 has three positions, in order to put into operation a different one of the three possible combinations 6; 7 or 7; 8 or 6; 8.

In der ersten Position des Umschalters 9 verbindet der erste Schaltarm 9a die Spannung u(t) mit dem ersten Eingang des Multiplizierers 6, der zweite Schaltarm 9b die Spannung ui(t) mit dem zweiten Eingang des Multiplizierers 6, der dritte Schaltarm 9c die Spannung U2(t) mit dem ersten Eingang des Multiplizierers 7 und der vierte Schaltarm 9d die Spannung U3(t) mit dem zweiten Eingang des Multiplizierers 7. In the first position of the switch 9, the first switching arm 9a connects the voltage u (t) to the first input of the multiplier 6, the second switching arm 9b connects the voltage ui (t) to the second input of the multiplier 6, the third switching arm 9c the voltage U2 (t) with the first input of the multiplier 7 and the fourth switching arm 9d the voltage U3 (t) with the second input of the multiplier 7.

In der zweiten Position des Umschalters 9 verbindet der dritte und der vierte Schaltarm 9c und 9d die Spannung U2(t) und U3(t) nicht mit Eingängen des Multiplizierers 7, sondern mit den entsprechenden Eingängen des Multiplizierers 8. In the second position of the changeover switch 9, the third and fourth switching arms 9c and 9d do not connect the voltage U2 (t) and U3 (t) to inputs of the multiplier 7, but to the corresponding inputs of the multiplier 8.

In der dritten Position des Umschalters 9 verbindet - in Abänderung zu den Verbindungen der zweiten Position - der erste und der zweite Schaltarm 9a und 9b die Spannungen u(t) und ui(t) nicht mit Eingängen des Multiplizierers 6. sondern mit den entsprechenden Eingängen des Multiplizierers 7. In the third position of the changeover switch 9, the first and second switching arms 9a and 9b do not connect the voltages u (t) and ui (t) to inputs of the multiplier 6, but to the corresponding inputs, in a change from the connections of the second position of the multiplier 7.

Die beiden jeweils in Betrieb genommenen Multiplizierer 6;7 oder 6;8 oder 7 ;8 üben zusammen mit dem dreieingängigen Addierer 10 in der Fig. 3 die gleiche Funktion aus, wie in der Fig. 1 die beiden Multiplizierer 1 und 2 mit dem Addierer 3. The two multipliers 6; 7 or 6; 8 or 7; 8 which have been put into operation together with the triple-start adder 10 in FIG. 3 perform the same function as in FIG. 1 the two multipliers 1 and 2 with the adder 3rd

Funktionsbeschreibung Functional description

Es gelten folgende Gleichungen: The following equations apply:

u(t) = U cos co t, u (t) = U cos co t,

i(t) = I cos((ö t + <p), i (t) = I cos ((ö t + <p),

ui(t) = k i(t) = k I cos (cot +(p) = Ui cos(cot + <p), mit Ui = ui (t) = k i (t) = k I cos (cot + (p) = Ui cos (cot + <p), with Ui =

k • I, k • I,

U2(t) = U2cos(cot + 90° -a) mit U2 = U und U2 (t) = U2cos (cot + 90 ° -a) with U2 = U and

U3(t) = U3cos(cot +(p + 90° + a) mit U3 = Ui, U3 (t) = U3cos (cot + (p + 90 ° + a) with U3 = Ui,

wobei k eine Konstante, co die Netzkreisfrequenz, t die Zeit, a ein beliebiger konstanter Winkelwert sowie U,I,Ui, U2 und where k is a constant, co is the network frequency, t is time, a is an arbitrary constant angular value, and U, I, Ui, U2 and

U3 jeweils die Amplitude von u(t), i(t), ui(t),u2(t) und U3(t) U3 the amplitude of u (t), i (t), ui (t), u2 (t) and U3 (t)

darstellen. represent.

Der erste Multiplizierer 1 der Fig. 1 bildet ein erstes Multiplikationsprodukt: The first multiplier 1 of FIG. 1 forms a first multiplication product:

p(t) = u(t) • ui(t) = U cos (1) t • (k • I) cos (cot + <p) p (t) = u (t) • ui (t) = U cos (1) t • (k • I) cos (cot + <p)

= (k/2) U • I [cos (p + cos(2o)t + cp)]. = (k / 2) U • I [cos (p + cos (2o) t + cp)].

Der zweite Multiplizierer 2 der Fig. 1 bildet ein zweites Multiplikationsprodukt : The second multiplier 2 of FIG. 1 forms a second multiplication product:

pi(t) = U2(t) • U3(t) = U pi (t) = U2 (t) • U3 (t) = U

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

663477 663477

4 4th

I) cos (rat + cp + 90° +a) I) cos (rat + cp + 90 ° + a)

= (k/2)U • I • [cos(<f>+ 2a) + cos(2a>t + 180° +<p)] = (k/2)U • I • [cos((p+ 2a)-cos(2cot +<p)]. = (k / 2) U • I • [cos (<f> + 2a) + cos (2a> t + 180 ° + <p)] = (k / 2) U • I • [cos ((p + 2a) -cos (2cot + <p)].

Der Addierer 3 der Fig. 1 bildet die Summe: The adder 3 of FIG. 1 forms the sum:

p(t) + pi(t) = u(t)ui(t) + U2 (t) • U3(t) p (t) + pi (t) = u (t) ui (t) + U2 (t) • U3 (t)

=(k/2 • U • I • [cos cp + cos(2cot +(p) + cos = (k / 2 • U • I • [cos cp + cos (2cot + (p) + cos

(<p+ 2a)-cos(2(ot +cp)] (<p + 2a) -cos (2 (ot + cp)]

= (k/2) • U • I • [coscp+ cos(cp+ 2a)j. = (k / 2) • U • I • [coscp + cos (cp + 2a) j.

Zwei Werte von a sind von besonderem Intresse: Two values of a are of particular interest:

a = 0, d.h. U2(t) ist um 90° phasenverschoben gegenüber u(t) sowie U3(t) um 90° phasenverschoben gegenüber ui(t) und damit auch gegenüber i (t). a = 0, i.e. U2 (t) is 90 ° out of phase with u (t) and U3 (t) is 90 ° out of phase with ui (t) and thus also with i (t).

In diesem Fall gilt: In this case:

p(t) + pi(t) = (k/2) • U • I (cos <p + cos <p) p (t) + pi (t) = (k / 2) • U • I (cos <p + cos <p)

= k • U • I • cos <p = 2 • k Po, = k • U • I • cos <p = 2 • k Po,

wobei Po = (1/2)U • I • cos <p die zu messende Wirkleistung darstellt. where Po = (1/2) U • I • cos <p represents the active power to be measured.

q>+ 2a = 90°, d.h. die phasenverschobene Spannung U2(t) ist gemäss Fig. 2 um 90° phasenverschoben gegenüber der ebenfalls phasenverschobenen Spannung U3(t). q> + 2a = 90 °, i.e. 2, the phase-shifted voltage U2 (t) is 90 ° out of phase with respect to the likewise phase-shifted voltage U3 (t).

In diesem Fall gilt: In this case:

p(t) + pi(t) = (k/2) • U • I(coscp+ cos 90°) p (t) + pi (t) = (k / 2) • U • I (coscp + cos 90 °)

= (k/2) • U • I coscp = k.Po. = (k / 2) • U • I coscp = k.Po.

In beiden Fällen ist somit die Summe [p(t) + pi(t)] proportional der zu messenden Wirkleistung U • I • cos <p und zwar unverfälscht, da der Wechselfehleranteil der Kreisfrequenz 2<a nicht mehr vorhanden ist. Dies bedeutet, dass der genaue Wert der Wirkleistung entweder augenblicklich fortlaufend vorhanden ist, oder dass er im Falle des «Mark-Space»-Amplituden-Modulationsverfahrens unabhängig ist von der Dauer der Integrazionszeit, und somit kurze Integrationszeiten mit dementsprechend kurzen Messzeiten gestattet sind, ohne dass dabei die Messungenauigkeit zunimmt. In both cases, the sum [p (t) + pi (t)] is proportional to the active power U • I • cos <p to be measured, and is undistorted, since the alternating error component of the angular frequency 2 <a is no longer present. This means that the exact value of the active power is either continuously available at the moment, or that in the case of the "mark-space" amplitude modulation method it is independent of the duration of the integration time, and thus short integration times with correspondingly short measurement times are permitted without that the measurement inaccuracy increases.

Die Schaltung nach Fig. 1 bedingt an sich einen zusätzlichen Geräteaufwand. In Prüfeinrichtungen jedoch sind die beiden Multiplizierer 1 und 2 sowieso vorhanden, da dort meistens mindestens gleichzeitig zwei einphasige oder mindestens ein dreiphasiger Leistungsmesser bzw. Elektrizitätszähler justiert werden, wobei im letzten Fall dann auch noch der Addierer 3 bzw. 10 bereits vorhanden ist. The circuit according to FIG. 1 itself requires additional equipment. In test devices, however, the two multipliers 1 and 2 are present anyway, since there are usually at least two single-phase or at least one three-phase power meter or electricity meter adjusted at the same time, in which case the adder 3 or 10 is also already present.

Im Fall, dass ein dreiphasiger Leistungsmesser bzw. Elektrizitätszähler justiert wird, kann die Schaltung nach Fig. 3 verwendet werden, die dann noch zusätzlich der Ermittlung vorhandener Fehler dient. Die Multiplizierer 6,7 und 8 sind in diesem Fall die in den Leistungsmessern bzw. in den Elektrizitätszählern sowieso vorhandenen Multiplizierer. Die drei Multiplizierer besitzen z.B. je einen unbekannten Fehler X, Y oder Z. In the event that a three-phase power meter or electricity meter is adjusted, the circuit according to FIG. 3 can be used, which then also serves to determine existing errors. In this case, the multipliers 6, 7 and 8 are the multipliers present in any case in the power meters or in the electricity counters. The three multipliers have e.g. an unknown error X, Y or Z.

Es werden zeitlich nacheinander drei Messungen realisiert zur Bildung von drei Gleichungen mit drei Unbekannten X, Three measurements are carried out in succession to form three equations with three unknowns X,

Y und Z, wobei bei jeder Messung jeweils mit Hilfe des vierpoligen Umschalters 9 eine andere Kombination von zwei der drei einphasigen Leistungsmesser oder von zwei der drei Phasen eines dreiphasigen Leistungsmessers bzw. Elektrizitätszählers in Betrieb genommen werden. Y and Z, with each measurement using the four-pole switch 9 a different combination of two of the three single-phase power meters or of two of the three phases of a three-phase power meter or electricity meter being put into operation.

Unter der Voraussetzung, dass bei allen drei Messungen die Schaltung mit den gleichen Spannungen u(t), ui(t), U2(t) und U3(t) gespeist wird, und somit auch gleiche Werte der Multiplikationsprodukte (p(t) und pi(t) vorhanden sind, gelten folgende drei Gleichungen: Provided that in all three measurements the circuit is supplied with the same voltages u (t), ui (t), U2 (t) and U3 (t), and thus the same values of the multiplication products (p (t) and pi (t) are present, the following three equations apply:

- Für Messung 1 :p(t) + pi(t) + X + Y = MW1 (1), - For measurement 1: p (t) + pi (t) + X + Y = MW1 (1),

- Für Messung 2: p(t) + pi(t) + X + Z = MW2 (2) und - For measurement 2: p (t) + pi (t) + X + Z = MW2 (2) and

- Für Messung 3 : p(t) + pi(t) + Y + Z = MW3 (3), - For measurement 3: p (t) + pi (t) + Y + Z = MW3 (3),

wobei MW1, MW2 und MW3 die am Ausgang der Einrichtung gemessenen drei Messwerte darstellen. MW1, MW2 and MW3 represent the three measured values measured at the output of the device.

Die Summe [p(t) + pi(t)] ist gleich 2.k. Po im Falle von a = 0 bzw. gleich k Po im Falle von tp+ 2a = 90°, wobei Po z.B. mittels eines kalibrierten Referenz-Leistungsmessers bzw. Referenz-Elektrizitätszählers bestimmt wird. Nachfolgend gilt einfachshalber die Annahme k = 1 für den Fall a = 0 und (k/2) = 1 für den Fall (p + 2 a = 90°. Dann ist in beiden Fällen :p(t) + pi (t) = Po. The sum [p (t) + pi (t)] is equal to 2.k. Po in the case of a = 0 or equal to k Po in the case of tp + 2a = 90 °, where Po e.g. is determined by means of a calibrated reference power meter or reference electricity meter. In the following, for the sake of simplicity, the assumption k = 1 for the case a = 0 and (k / 2) = 1 for the case (p + 2 a = 90 °. Then in both cases: p (t) + pi (t) = Butt

Die Fehler X, Y und Z sind die drei einzigen unbekannten des Gleichungssystems (1), (2) und (3). Errors X, Y and Z are the only three unknowns in the system of equations (1), (2) and (3).

Die drei Gleichungen (1), (2) und (3) können leicht umgebildet werden durch Einführung der Bezeichnungen: The three equations (1), (2) and (3) can easily be transformed by introducing the names:

Al = MW1 - p(t) - pi(t) = MW1 - Po, Al = MW1 - p (t) - pi (t) = MW1 - Po,

À2 = MW2 - p(t) - pi(t) = MW2 - Po und A3 = MW3 - p(t) - pi(t) = MW3 - Po. À2 = MW2 - p (t) - pi (t) = MW2 - Po and A3 = MW3 - p (t) - pi (t) = MW3 - Po.

In diesem Fall wird das Gleichungssystem (1), (2) und (3) gleich: In this case, the system of equations (1), (2) and (3) becomes the same:

X + Y = AI (4), X + Y = AI (4),

X + Z = A2 (5) und X + Z = A2 (5) and

Y + Z = A3 (6) Y + Z = A3 (6)

An Hand dieser drei Gleichungen können dann die Werte der drei Unbekannten X, Y und Z mathematisch ermittelt werden und anschliessend zum Justieren der drei Multiplizierer verwendet werden. Using these three equations, the values of the three unknowns X, Y and Z can then be determined mathematically and then used to adjust the three multipliers.

Die Phasenverschobenen Grössen U2und U3 und die nicht-phasenverschobenen Grössen U und Ui, bzw. die proportionalen Ströme, können alle oder teilweise mittels Signalgeneratoren erzeugt werden. The phase-shifted variables U2 and U3 and the non-phase-shifted variables U and Ui, or the proportional currents, can be generated all or in part by means of signal generators.

s s

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

663477 PATENT CLAIMS

1. A method for quickly determining the value of an alternating current power or alternating current consumption energy by evaluating the multiplication product formed from voltage and consumption current, characterized in that the one of the two variables voltage or consumption current by an angle (90 ° -a) and the other variable be phase-shifted relative to themselves by an angle (90 ° + a), where a represents a constant angle value that a second multiplication product is formed from the two phase-shifted quantities, and that finally both multiplication products are added together.

2. The method according to claim 1, characterized in that the angle value a is chosen such that the two phase-shifted variables are ultimately phase-shifted by 90 ° below one another.

3. The method according to claim 1, characterized in that the angle value a is equal to zero.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, carried out with at least one power meter or electricity meter, characterized in that the formation of the two multiplication products is carried out with the aid of one multiplier (6,7, 8), both in or in a power meter or electricity meters are available.

5. The method according to claim 4, characterized in that for the adjustment of three single-phase power meters with a common adjoining adder (3), each having a multiplier (6, 7, 8), three measurements are carried out in order to form three equations with three Unknowns, and that the values of the three unknowns are then determined mathematically using the three equations, the unknowns each being an error (X, Y, Z) of the three power meters, and a different combination of two of the three for each measurement Power meter is used to form the two multiplication products.

6. The method according to claim 5, characterized in that the three single-phase power meters are each the one phase of a three-phase power meter or electricity meter.

7. The method according to claim 1, characterized in that the phase-shifted and the non-phase-shifted variables are all or partially generated by means of signal generators.

8. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that it consists of a first multiplier (1), a second multiplier (2), an adder (3), a first phase shifter (4) and a second phase shifter (5) there is that the two variables voltage and consumption current are routed directly to the inputs of the first multiplier (1) on the one hand and to the inputs of the second multiplier (2) via one of each of the two phase shifters (4,5), and that the outputs of the two multipliers are connected to one input of the adder (3).

9. Circuit arrangement for carrying out the method according to claim 5, characterized in that it consists of three multipliers (6, 7, 8), a four-pole changeover switch (9) and a three-start adder (10), the wiring of the three-position changeover switch (9) and the three multipliers (6, 7, 8) is such that only a combination of two of the three multipliers (6, 7, 8) is in operation at a time, in such a way that at the inputs of the one multiplier the non-phase-shifted and at the inputs of the other multiplier are the phase-shifted variables, and that the

Outputs of the three multipliers (6,7, 8) are each connected to an input of the three-input adder (10).

Area of application and purpose