DE1073621B

DE1073621B - Procedure for measuring the internal network resistance

Info

Publication number: DE1073621B
Application number: DENDAT1073621D
Authority: DE
Inventors: Karlsruhe-Hagsfeld Dr.-Ing. Hans Polcck
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1960-01-21

Description

Verfahren zur Messung des Netzinnenwiderstandes Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Messung des Netzinnenwiderstandes (Scheinwiderstand und Phasenwinkel) für die Netzfrequenz mit einer Meßspannung höherer Frequenz und einer künstlichen Belastung, die in einer bei Geräten zur Bestimmung der Kurzschluß stärke bekannten Weise an die Netzklemmen mit einer der Frequenz der Netzspannung gleichen Häufigkeit angeschaltet wird. Method for measuring the internal network resistance The invention relates on a method for measuring the internal network resistance (impedance and Phase angle) for the mains frequency with a measuring voltage of higher frequency and a artificial load that strengthens in a device for determining the short circuit known way to the mains terminals with one of the frequency of the mains voltage same Frequency is switched on.

Gemäß der Erfindung ist dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß der Belastungsstrom eine aus einem Variometer mit umschaltbarem Ubersetzungsverhältnis und einem ohmschen Widerstand bestehende Kompensationseinrichtung durchfließt, von der eine Summenspannung abgenommen wird, deren eine Komponente mit dem Belastungsstrom in Phase ist und deren andere Komponente dem Belastungsstrom in der Phase um 900 voreilt sowie in der Größe durch das Variometer einstellbar ist, und daß diese Summenspannung einer aus der Netzspannung abgeleiteten Spannung entgegengeschaltet wird, worauf durch Einstellung des Variometers und eines auf der Seite der künstlichen Belastung angeordneten Potentiometers mit Hilfe eines über einen die Meßfrequenz durchlassenden Bandpaß zwischen den gegeneinandergeschalteten Spannungen liegenden Instrumentes ein Nullabgleich durchgeführt wird, derart, daß am Variometer der Phasenwinkel und nach Umschaltung des Variometers auf ein größeres Übersetzungsverhältnis sowie Umschaltung des Instrumentes zur Messung der am Potentiometer abgegriffenen Spannung am Instrument der Scheinwiderstand oder der Kurzschlußstrom für Nennt spannung bei Netzfrequenz ablesbar ist. According to the invention, this method is characterized in that the load current comes from a variometer with a switchable transmission ratio and an ohmic resistance existing compensation device flows through, of which a total voltage is taken, its one component with the load current is in phase and its other component is the load current in phase around 900 leads and is adjustable in size by the variometer, and that this sum voltage a voltage derived from the mains voltage is switched against, whereupon by setting the variometer and one on the artificial loading side arranged potentiometer with the help of a through a measuring frequency Bandpass between the opposing voltages of the instrument lying against one another a zero adjustment is carried out in such a way that the phase angle and after switching the variometer to a higher transmission ratio and switching of the instrument for measuring the voltage tapped at the potentiometer on the instrument the impedance or the short-circuit current for nominal voltage at mains frequency is readable.

An sich ist es, wie aus vorstehendem hervorgeht, bei Geräten zur Bestimmung der Kurzschlußstrom stärke bekannt, eine künstliche Belastung mit einer der Frequenz der Netzspannung gleichen Häufigkeit an die Netzklemmen anzuschalten. Bei einem solchen Gerät sind zur Bestimmung des Innenwiderstandes zwei Messungen erforderlich, nämlich das eine Mal mit ohmscher Belastung und das zweite Mal mit rein induktiver Belastung, da man durch die erste Messung nur den Spannungsabfall an dem Wirkanteil und durch die zweite Messung nur den Spannungsabfall an dem Blindanteil des Widerstandes erhält. In itself, as can be seen from the above, in devices for Determination of the short-circuit current strength known, an artificial load with a the frequency of the mains voltage to be connected to the mains terminals at the same frequency. With such a device, two measurements are required to determine the internal resistance required, namely once with an ohmic load and the second time with purely inductive load, since the first measurement only shows the voltage drop on the active component and through the second measurement only the voltage drop on the reactive component of resistance.

Beide Meßwerte sind dann quadratisch zu addieren, um den tatsächlichen gesamten Spannungsabfall am Innenwiderstand zu gewinnen. Bei der Meßanordnung gemäß der Erfindung kann man ohne Rechnung Scheinwiderstand und Phasenwinkel ablesen.Both measured values are then to be added as the square of the actual to gain the entire voltage drop across the internal resistance. With the measuring arrangement according to the invention can be read off impedance and phase angle without calculation.

Soweit eine andere Anordnung zur Messung des Wirk- und Blindanteiles eines Scheinwiderstandes bekannt ist, ist nur eine einzige Frequenz, nämlich die verwendete Meßfrequenz, vorhanden. Außerdem weicht die Schaltung gemäß der Erfindung insofern wesentlich von dieser bekannten Schaltung ab, als bei der Schaltung gemäß der Erfindung die Wirkkomponente unveränderbar und nur die Blindkomponente einstellbar ist; als zweite Stellgröße dient das Potentiometer, mit dem die Größe beider Komponenten gleichmäßig verändert werden kann. So much for a different arrangement for measuring the active and reactive components of an impedance is known, is only one frequency, namely the used measuring frequency, available. aside from that gives way to the circuit according to the invention to the extent that it differs significantly from this known circuit than in the circuit according to FIG According to the invention, the active component is unchangeable and only the reactive component is adjustable is; The potentiometer, with which the size of both components is used, serves as the second manipulated variable can be changed evenly.

In dem gezeigten Schaltungsbeispiel stellt Zi den zu messenden Innenwiderstand mit ohmschem und induktivem Anteil dar. Zur Messung dient eine Spannung mit einer Frequenz von vorzugsweise 100 Hz, während die Netzspannung eine Frequenz von 50 Hz hat, für die der Scheinwiderstand und der Phasenwinkel des Netzinnenwiderstandes Zi zu ermitteln ist. Die zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung erforderliche Meßschaltung wird an die Netzanschlußklemmen K1 und K2 angeschlossen. Durch einen mit einer Häufigkeit von 50 Hz betätigten Schalter, der in dem Ausführungsbeispiel der Sperrschichtgleichrichter Cl ist, wird an das Netz während der positiven oder negativen Spannungshalbwellen künstlich eine Belastung angelegt. In the circuit example shown, Zi represents the internal resistance to be measured with an ohmic and inductive component. A voltage with a Frequency of preferably 100 Hz, while the mains voltage has a frequency of 50 Hz for which the impedance and the phase angle of the network internal resistance Zi is to be determined. The necessary to carry out the method according to the invention The measuring circuit is connected to the mains connection terminals K1 and K2. Through a with a frequency of 50 Hz operated switch, which in the embodiment the junction rectifier Cl is connected to the grid during the positive or negative voltage half-waves artificially applied a load.

Der demzufolge fließende Belastungsstromi, der die Harmonischen 100, 200, 300... Hz enthält, verläuft über den Sperrschichtgleichrichter Cl, den Belastungswiderstand rb sowie eine aus dem Variometer M (z. B. eisengeschlossenes Dynamometer) und dem konstanten Widerstand rO bestehende Kompensationseinrichtung bzw. das Potentiometer P. An dem Potentiometer liegt somit eine Spannung, die dem Strom i proportional ist. Sie setzt sich aus zwei Komponenten zusammen, nämlich aus einer Spannungskomponente, die infolge des ohmschen Widerstandes r0 mit dem Strom i in Phase ist, und einer Spannungskomponente, die infolge des Variometers M dem Strom um 900 vorauseilt; durch Verstellung des VariometersiM ist die dem Strom i vorauseilende Spannungskomponente von dem Wert Null aus einstellbar.The consequent flowing load current i, which the harmonics 100, 200, 300 ... Hz, runs over the junction rectifier Cl, the load resistor rb as well as one from the variometer M (e.g. iron-closed dynamometer) and the constant resistance rO existing compensation device or the potentiometer P. There is thus a voltage on the potentiometer which is proportional to the current i is. It is composed of two components, namely a stress component, which is in phase with the current i due to the ohmic resistance r0, and one Voltage component which, as a result of the variometer M, corresponds to the current around 900 runs ahead; by adjusting the variometer iM is the one leading the current i Voltage component adjustable from the value zero.

Die Spannung an dem Potentiometer P entspricht fréquenzgetreu der an dem Netzinnenwiderstand Zi abfallenden Spannung.The voltage at the potentiometer P corresponds true to the frequency voltage dropping across the internal network resistance Zi.

Außerdem gehört zur Meßschaltung noch der Schalter S mit den beiden Schaltarmen S1 und S2, von denen der SchaltarmS, in der Stellunga die linke Variometerwicklung mit der Windungszahl n und in der Stellung b die rechte Variometerwicklung mit der Windungszahl 2 n einschaltet, während der Schaltarm S2 in der Stellung a das in Ohm geeichte Instrument 24 über den Bandpaß für 100 Hz an das Potentiometer P und in der Stellung b das InstrumentA zwischen denAbgriff amPotentiometerP und das eine Ende der Sekundärwicklung des Wandlers W legt, Zur Durchführung der Messung werden die SchaltarmeS, und S2 des Schalters S zuerst in die Stellung b gebracht. Das Variometer M und das Potentiometer P werden dann so lange verstellt, bis das InstrumentA den Ausschlag Null anzeigt. An dem in Phasenwinkel geeichten Variometer M kann dann der Phasenwinkel ;P für 50 Hz von Zi abgelesen werden. Nunmehr werden die Schaltarme S1 und S2 des Schalters in die Stellunga gebracht. Das Instrument A zeigt jetzt durch seinen Ausschlag den Scheinwiderstand von Zi an, und zwar für die Netzfrequenz von 50 Hz, weil durch die Umschaltung am Variometer M von der Windungszahl2n (Stellung b) auf die Windungszahl 7 (Stellung a) die Übersetzung des Variometers M in Stellung a des Schaltarmes St doppelt so groß wie in Stellung b des Schaltarmes Sl ist. Durch Windungszahlumschaltung wird somit der Scheinwiderstand Zi (oder der Zi umgekehrt proportionale Kurzschlußstrom bei Nennspannung) für 50 Hz richtig angezeigt, obwohl mit einer Meßspannung von 100 Hz gemessen worden ist. In addition, the measuring circuit still includes the switch S with the two Switching arms S1 and S2, of which the switching armS, in position a the left variometer winding with the number of turns n and in position b the right variometer winding with the Number of turns 2 n turns on, while the switching arm S2 in position a the in Ohm calibrated instrument 24 via the bandpass filter for 100 Hz to the potentiometer P and in position b the instrument A between the tap on the potentiometer P and the one The end of the secondary winding of the transducer W attaches to be used to carry out the measurement the switching arms S, and S2 of the switch S first brought into position b. The variometer M and the potentiometer P are then adjusted until the instrument A denies Deflection shows zero. On the variometer M calibrated in the phase angle can then the phase angle; P for 50 Hz can be read from Zi. Now the switch arms S1 and S2 of the switch brought into position a. Instrument A is now showing its deflection increases the impedance of Zi for the network frequency of 50 Hz, because by switching on the variometer M from the number of turns 2n (position b) on the number of turns 7 (position a) the translation of the variometer M in position a of the switching arm St is twice as large as in position b of the switching arm Sl. By Switching the number of turns is thus the impedance Zi (or the Zi reversed proportional short-circuit current at nominal voltage) correctly displayed for 50 Hz, although has been measured with a measuring voltage of 100 Hz.

Claims

PATENT CLAIM: Method for measuring the internal network resistance (impedance and phase angle) for the mains frequency with a measuring voltage of higher frequency and an artificial load, which occurs in devices for determining the short-circuit current strength known way to the mains terminals with one of the frequency of the mains voltage same Frequency is switched on, characterized in that the load current is a from a variometer with switchable transmission ratio and an ohmic one Resistance flows through existing compensation device, of which a sum voltage one component of which is in phase with the load current and whose other component leads the load current in the phase by 900 as well as in the size is adjustable by the variometer, and that this sum voltage is a voltage derived from the mains voltage is switched in the opposite direction, whereupon by Adjustment of the variometer and one placed on the side of the artificial load Potentiometer with the help of a bandpass filter that allows the measurement frequency to pass a zero adjustment between the opposing voltages of the instrument is carried out in such a way that the phase angle on the variometer and after switching of the variometer to a higher transmission ratio and switching of the instrument to measure the voltage tapped at the potentiometer on the instrument the impedance or the short-circuit current for nominal voltage at mains frequency can be read off.

Documents considered: German Patent No. 756 262; German interpretative document No. 1035 760.