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Scheinverbrauchs-Maximumzähler Für die Verrechnung großer elektrischer
Energien werden die verbrauchten Kilowattstunden und die mittlere, während 15 Minuten
aufgetretene Wirkleistung zugrunde gelegt. Noch kostenechter ist ein Tarif, bei
dem statt der mittleren Wirkleistung die mittlere Scheinleistung verwendet wird.
Die allgemeine Anwendung solcher Tarife scheitert aber daran, daß die dazu erforderlichen
Scheinverbrauchs-Maximumzähler sehr teuer sind (Trivektor- und Kugel zähler).
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Es ist schon bekannt, z. B. bei Scheinverbrauchs-Maximumzählern,
während einer kurzzeitigen Maximummeßperiode zwei über integrierende Meßgeräte ermittelte
vektorielle Größen, insbesondere der Wirk-und Blindarbeit, zu summieren.
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Auch bei diesen bekannten 5 cheinverbrauchs-M aximumzählern entsprechen
die Methoden der Integrierung und der Summierung der durch Integration ermittelten
Vektoren nicht den Anforderungen neuzeitlicher Fertigungstechnik.
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Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gesetzt, bei einem Scheinverbrauchs-Maximumzähler,
bei dem in bekannter Weise während periodisch wiederkehrender kurzer, z. B. 15 Minuten
langer Meßperioden dlie vektorielle Summe aus über integrierende Meßgeräte erhaltenen
Wirk- und Blindleistungswerten gebildet ist, die Methoden des Integrierens und des
Summierens so zu vereinfachen, daß der Scheinverbrauchs-Maximumzähler fertigungstechnisch
und daher preislich den heutigen Anforderungen genügt.
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Die Erfindung löst die Aufgabe dadurch, daß zwei einseitig miteinander
verbundene, mehrstufig abgreifbare Spannungsteiler vorgesehen sind, deren Stufen
gleichen Wechselstromwiderstand besitzen, und daß bei Speisung beider Spannungsteiler
mit einer Wechselspannung der eine aus ohmschen und der andere aus Blindwiderständen
gebildet ist, bei gegebenenfalls getrennter Wechselstromspeifisung der beiden Spannungsteiler
beide aus ohmschen Widerständen gebildet und beide Wechselspannungen gegeneinander
um vorzugsweise 900 phasenverschoben sind und daß zwischein den von den integrierenden
Meßgeräten gesteuerten beiden Spannungsteilerschleifern eine Spannung als Maß für
den Scheinverbrauch abnehmbar ist.
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Für die Scheinleistung gilt die Gleichung
Streng genommen müßte man daher aus den Augenblickswerten von Wirk- und Blindleistung
zunächst die Augenhlicksscheinlei stung bilden und erst aus dieser die mittlere
Scheinleistung als Mittelwert über eine Viertelstunde. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren
ist der Vorgang etwas anders. Hier werden die in der Viertelstunde verbrauchten
kWh und Bk\/N'h geome-
trisch addiert. Diese dadurch gebildeten und auf die Zeiteinheit
bezogenen kWAh bilden dann die mittlere Scheinleistung.
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Das Verfahren setzt voraus, daß sich der com cm während der viertelstündigen
Maximummeßperiode nicht wesentlich ändert. Denn wenn beispielsweise während der
ersten Hälfte der Meßpenode nur reiner Wirkverbrauch von 100kW Leistung, während
der zweiten Hälfte nur reiner Blindverbrauch von ebenfalls 100 BkW vorliegen würde,
so beträgt die Leistung während der ganzen Meßperiode 100kVA. In diesem Fall würde
der vorgeschlagene Zähler um 3O0/o abreichend anzeigen. Der angeführte Fall ist
jedoch ein theoretischer Grenzfall, der praktisch nicht vorkommt.
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Der cos ändert sich im Betrieb tatsächlich nur langsam. Auch werden
immer gleichzeitig Wirk- und Blindleistung verbraucht werden. Diese Einschränkung
fällt für ein Gerät zur Anzeige der höchsten mittleren Scheinleistung nicht ins
Gewicht.
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Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeichnung prinzipiel,l dargestellten
Ausführungsbeispiels erläutert.
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Fig. 1 zeigt die Anordnung je eines Zählers für den Wirk- und den
Blindverbrauch mit den erforderlichen Meßwert-Ühertragungsgl iedern; Fig. 2 zeigt
eine Ausführung der Meßglieder; in Fig. 3 ist eine Abart, und zwar in Form einer
besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung dargestelllt.
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Ein Wirkverbrauchszähler 1 und ein Blindverbrauchszähler 2 sind mit
je einem Kontaktgeber 3 bzw. 4 ausgerüstet, durch welche die Schrittmotore 5 bzw.
6 gesteuert werden.
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Die in Fig. 2 gezeichnete Anordnung der Meßglieder besteht aus einer
großen Anzahl gleich großer, in Reihe geschalteter ohmscher Widerstände 7 und ebenfalls
in Reihe geschalteter Kondensatoren 8. Die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen
Widerständen und Kondensatoren sind zu Kontaktbahnen herausgeführt. An die Endpunkte
9 und 10 der Widerstandsreihen
wird eine Wechselspannung gelegt.
Infolge der Bemessung der Widerstandselemente in der Art, daß ihre Wechselstromwiderstände
unter sich gleich groß sind, haben die an den einzelnen Kontakten auftretenden Teilspannungen
gleiche absolute Größe, sind aber 900 gegeneinander phasenverschoben.
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Die Ixo,ntaktbahnen sind zweckmäßigerweise kreitsförmig angeordnet.
Auf ihnen gleiten die Schieber 11 und 12. Diese Schieber werden entsprechend dem
durch die Zähler 1, 2 gemessenen Verbrauch mittels der Scllrittmotofe 5, 6 angetrieben,
so daß bei jedem Drehschritt der NIotore die Schieber 11, 12 um einen Abgriff verschoben
werden. Zu Beginn der Maximummeßperiode stehen beide Schieber 11, 12 auf dem Abgriff
0, d. h. an dem Kontakt, über welchem die aus Widerständen oder Kondensatoren gebildeten
Meßglieder miteinander verbunden sind. Nach Ablauf der NIaximummeßzeit stehen die
Schieber auf Kontakten, beispielsweise 13, 14, zwischen welchen eine Spannung abgegriffen
werden kann, die gleich der geometrischen Summe der in den Meßgliedern herrschenden
Teilspannungen ist. Infolge der dem jeweiligen Verbrauch entsprechenden Einstellung
der Kontaktabgriffe entspricht diese Spannung zwischen den Schiebern der mittleren
Scheinleistung Sie wird durch ein Instrument 15 angezeigt, das neben einem normalen
Zeiger vorzugsweise auch einen Schleppzeiger aufweist.
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Am Ende der Ma-imummeßperiode werden zwischein den Schrittmotoren
5, 6 und Schiebern 11, 12 angeordnete Kupplungen 17, 18 kurzzeitig gelöst, so daß
die Schieber durch die bei ihrer Verstellung gespannten Federn 19, 20 zu dem Nullkontakt
zurückgeführt werden. Dabei geht der Zeiger des Anzeigeinstrumentes 15 ebenfalls
auf die Nullstellung zurück, während der Sch,leppzeiger bleibend den erreichten
Höchstwert anzeigt.
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Man kann beide Meßglieder nur aus Widerständen aufbauen und an zwei
Zweige dieser Widerstandsreihe zwei Spannungen legen, die um 900 gegeneinander phasenverschoben
sind. Gibt man dem Verschiebungswinkel zwischen der beispielsweise zwi sehen den
Punkten 0 und 10 liegenden Spannung und der zwischen den Kontakten 0 und 9 liegenden
Spannung einen beliebigen Winkel, so kann durch die erfindungsgemäße Einrichtung
eine beliebige vektorille Addition ausgeführt werden.
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Zweckmäßig werden bei Verwendung nur von Widerständen für die Meßglieder
und bei deren Speisung durch zwei gegeneinander phasenverschobene Spannungen gemäß
Fig. 3 zwei Regeltransformatofen benutzt. Sie haben eine hohe Belastbarkeit bei
geringem Leistungsverbrauch.
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Die Anzeigegeräte 15 müssen ein kräftiges Drehmoment entwickeln,
um den Schleppzeiger vorwärts schieben zu können. Insbesondere sind daher Ferraris-Geräte
geeignet. Es ist auch eine Anzeige mit Hilfe registrierender Geräte möglich.
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An Stelle der Spannung kann auch der Scheinwiderstand zwischen den
durch die Schieberstellung bestimmten Abgriffe 13, 14 gemessen werden. Der Wert
kann auf ein direkt anzeigen des Instrument ge-
geben werden. In diesem Fall ist
man von der Speisespannung der Meßglieder unabhängig. In diesem Fall werden nicht
die Meßglieder über ihre Endpunkte 9 und 10 an eine Fremdspannung gelegt, sondern
diese wird dann vom Widerstandsmesser selbst geliefert.