DE1091767B

DE1091767B - Device for determining the apparent power from given, related active and reactive power values

Info

Publication number: DE1091767B
Application number: DED16800A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Dyes
Original assignee: WALTER DYES DIPL ING
Current assignee: WALTER DYES DIPL ING
Priority date: 1954-01-16
Filing date: 1954-01-16
Publication date: 1960-10-27

Description

Einrichtung zur Ermittlung der Scheinleistung aus gegebenen, zusammengehörenden Wirk- und Blindleistungswerten Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Ermittlung der Scheinleistung aus gegebenen, zusammengehörenden Wirk- und Blindleistungswerten. Ge wöhnlich werden durch registrierende Wirk- und Blindverbrauchszähler die periodischen Wirk- und Blindverbrauchswerte geschrieben, gedruckt oder ab gelocht. Sollen nun die entsprechenden Scheinverhrauchswerte ermittelt werden, dann ist eine geo metrische Addition der zusammengehörenden Wirk-und Blindverbrauch swerte notwendig. Device for determining the apparent power from given, related Active and reactive power values The invention relates to a device for Determination of apparent power from given, related active and reactive power values. Periodic consumption meters are usually used by registering active and reactive consumption meters Active and reactive consumption values written, printed or punched. Should now the corresponding fake incense values are determined, then a geometric one It is necessary to add the active and reactive consumption values that belong together.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die es gestattet, die Scheinleistung aus den Wirk- und Blindleistungswerten unmittelbar zu bestimmen. Solche Einrichtungen sind an sich bekannt. Beispielsweise ist es bekannt, zur Ermittlung der Scheinleistung aus gegebenen, zusammengehörenden Wirk- und Blindleistungswerten, Spannungen oder Ströme zweier verschiedener Frequenzen (einschließlich Gleichstrom als Frequenz Null) einander zu überlagern und den Effektivwert von Strom bzw. Spannung des dadurch entstehenden Frequenzgemisches durch ein Effektivmeßgerät anzuzeigen. Die Notweniligkeit, eine weitere Frequenz zur Verfügung zu stellen, bedeutet jedoch praktisch eine wesentliche Behinderung für die Anwendung in größerem Maßstab. Es sind auch mechanische Einrichtungen bekannt, mittels welcher die Scheinleistung als Maximalwert der bei der Variation des Leistungsfaktors möglichen Produkte 1 E. cos ermittelt wird, jedoch haben diese den Nachteil, daß sie nur bei einigen wenigen bestimmten Werten des Leistungsfaktors 0 wirklich genaue Angaben machen, während bei Zwischenwerten des Leistungsfaktors (F + ) jedesmal Fehler eintreten. Die Erfindung kommt durch Verwendung anderer, an sich ebenfalls vorbe kannter Mittel zu einer Einrichtung, die sich durch eine wesentlich einfachere Lösung der obengenannten Aufgabe auszeichnet. The invention is based on the object of creating a device which allows the apparent power to be calculated directly from the active and reactive power values to determine. Such devices are known per se. For example, it is known to determine the apparent power from given, related active and reactive power values, Voltages or currents of two different frequencies (including direct current as frequency zero) and superimpose the effective value of current or voltage the resulting frequency mix to be displayed by an effective measuring device. However, the need to provide one more frequency means practically a major handicap for large-scale application. It mechanical devices are also known, by means of which the apparent power as the maximum value of the products possible with the variation of the power factor 1 E. cos is determined, but these have the disadvantage that they are only available for some give really precise information to a few specific values of the power factor 0, while errors occur every time with intermediate values of the power factor (F +). The invention comes through the use of other, per se also vorbe known means to a facility that is characterized by a much simpler solution to the above Task.

Zunächst bedient sich die Erfindung des Mittels, der Wirk- und Blindleistung entsprechende Ströme im Quadrat zur Wirkung zu bringen und eine Summe dieser Ouadrate zu bilden. Das Arbeiten mit den Quadratsummen von Strömen bzw. Spannungen ist zur Ermittlung der mittleren Schwankungen unregelmäßig verlaufender Meßwerte bekannt; die Bildung der Quadratsumme von Strömen bzw. Spannungen geschieht dabei mittels eines Ferrariszählers. First of all, the invention makes use of the means, active and reactive power to bring corresponding currents into effect squared and a sum of these squares to build. Working with the sums of squares of currents and voltages is for Determination of the mean fluctuations of irregularly running measured values known; the formation of the sum of squares of currents or voltages is done by means of a Ferrari meter.

Statt eines Ferrariszählers bedient sich indessen die Erfindung einer D rehmomentenwaage. Die Verwendung einer D rehmomentenwaage mit selbsttätiger Kompensation des durch die Summe von zwei zugeführten Strömen erzeugten Drehmoments ist an sich für eine Anordnung zur Fernmessung und Summierung elektrischer Leistungen und anderer Meßwerte bekannt. Instead of a Ferrari counter, however, the invention uses one Torque balance. The use of a torque balance with automatic compensation of the torque produced by the sum of two supplied currents is in itself for an arrangement for remote measurement and summation of electrical powers and others Measured values known.

Diese bekannte Anordnung weist zwei Triebsysteme auf, denen Ströme zugeführt werden, die den Wurzeln aus der Leistung von Kraftwerken proportional sind.This known arrangement has two drive systems, which currents fed to the roots from the power of power plants proportional are.

Der dieser Drehmomentenwaage abgenommene Strom ist aber nur der Summe der zugeführten Ströme proportional, womit sie zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe nicht geeignet ist.The current taken from this torque balance is only the sum proportional to the supplied currents, so that they are based on the solution of the invention lying task is not suitable.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß zur Lösung der ihr zugrunde liegenden Aufgabe eine D rehmomentenwaage dennoch verwendbar ist, und zwar dann, wenn sie nicht mit zwei, sondern mit drei Triebsystemen ausgerüstet wird, wobei das dritte Triebsystem ein Gegentriebsystem zu den beiden anderen Triebsysteinen ist. The invention is based on the knowledge that the solution is based on it task a torque balance can still be used, namely then, if it is not equipped with two but with three drive systems, whereby the third drive system is a counter drive system to the other two drive systems is.

Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung zur Ermittlung der Scheinleistung aus gegebenen, zusammengehörenden Wirk- und Blindleistungswerten, gekennzeichnet durch eine Drehmomentenwaage mit zwei in einem Drehsinn wirkenden Triebsystemen, von denen dem einen ein dem Quadrat der Wirkleistung und dem anderen ein dem Quadrat der Blindleistung proo portionaler Strom zugeführt wird, und einem dritten, im entgegengesetzten Drehsinn wirkenden Triebr system, dessen Drehmoment proportional dem Quadrat seines mittels einer Einstellvorrichtung selbsttätig auf Kompensation des von den beiden ersten Triebsystemen erzeugten Drehmoments eingeregelten Erregerstromes ist. Die beiden Triebsysteme dieser Einrichtung, denen die den Quadraten der Wirk- und Blindleistung entsprechenden Ströme zugeführt werden, erzeigen ein Drehmoment, das proportional der Summe dieser beiden Ströme ist. Dieses Drehmoment wird durch das dritte Triebsystem selbsttätig kompensiert. According to the invention is a device for determining the apparent power from given, related active and reactive power values by a torque balance with two drive systems acting in one sense of rotation, one of which is the square of the active power and the other is the square the reactive power proportional current is supplied, and a third, in the opposite Direction of rotation acting drive system, whose torque is proportional to the square of his by means of an adjusting device automatically to compensate for the two first drive systems generated torque is regulated excitation current. the two drive systems of this facility, which are the squares of active and reactive power corresponding currents are supplied, show a torque that is proportional the sum of these two streams is. This torque is through the third drive system compensates automatically.

Da dieses dritte Triebsystem ein solches ist, das ein Drehmoment proportional dem Quadrat seines Erregerstromes erzeugt, ist dieser Strom ein Maß für Scheinleistung.Since this third drive system is one that has a proportional torque generated by the square of its excitation current, this current is a measure of apparent power.

Um die Quadrierung der den beiden Komponenten zugeordneten Ströme die hierzu erforderliche Verwendung besonderer Vorrichtungen zu umgehen, können nach einer weiteren Ausgestaltung des Erfindungsgedankens auch für die beiden ersten Triel>systeme solche mit dem Quadrat ihres Erregerstromes proportionalem Drehmoment verwendet werden. In diesem Falle kennzeichnet sich also die Einrichtung nach der Erfindung zur Ermittlung der Scheinleistung aus gegebenen, zusammengehörenden Wirk- und Blindleistungswerten durch eine Drehmomentenwaage mit zwei in einem Drehsinn wirkenden Triebsystemen, deren Drehmomente proportional dem Quadrat ihrer Erregerströme sind und von denen dem einen ein der Wirkleistung und dem anderen ein der Blindleistung proportionaler Strom zugeführt wird, und einem dritten, im entgegengesetzten Drehsinn wirkenden Trieb system, dessen Drehmoment proportional dem Quadrat seines mittels einer Einstellvorrichtung selbsttätig auf Kompensation des von den beiden ersten Triebsystemen erzeugten Drehmoments eingeregelten Erregerstromes ist. About the squaring of the currents assigned to the two components to circumvent the necessary use of special devices according to a further embodiment of the inventive concept also for the first two Triel> systems those with torque proportional to the square of their excitation current be used. In this case, the facility is identified by the Invention for determining the apparent power from given, related active and reactive power values by a torque balance with two in one direction of rotation Acting drive systems whose torques are proportional to the square of their excitation currents and one of which is active power and the other is reactive power proportional current is supplied, and a third, in the opposite direction of rotation acting drive system whose torque is proportional to the square of its means an adjusting device automatically to compensate for the first two Drive systems generated torque is regulated excitation current.

Beispielsweise in der Zählertechnik sind Triebsysteme gebräuchlich, deren Drehmoment proportional dem Quadrat ihrer Erregerströme ist. Vorteilhaft können daher auch bei der Einrichtung nach der Erfindung für die Drehmomentenwaage solche bekannte J2-Triebsysteme verwendet werden. Auch die für Zähler üblichen Anker können ohne weiteres zum Aufbau der Einrichtung nach der Erfindung verwendet werden. Diese Verwendungsmöglichkeit an sich bekannter, serienmäßig erhältlicher Einzelelemente ist ein weiterer Vorteil der Einrichtung nach der Erfindung. Drive systems are common in meter technology, for example, whose torque is proportional to the square of their excitation currents. Can be beneficial therefore also in the device according to the invention for the torque balance such known J2 drive systems can be used. The anchors customary for counters can also can easily be used to construct the device according to the invention. These Possibility of using known, series-produced individual elements is another advantage of the device according to the invention.

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes beschrieben und erläutert. Zum leichteren Verständnis soll zunächst ein allgemeiner Überblick über die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung gegeben werden: Im wesentlichen besteht die Einrichtung aus einem Drehstromzähler 10 mit den drei Triebsystemen 7 bis 9, die als J2-Systeme ausgeführt sind. Zwei dieser Systeme (7 und 8) sind so angeordnet, daß sie ein positives Drehmoment ergeben, das dritte System (9), das Gegensystem, erzeugt ein negatives Drehmoment. Den beiden ersten Systemen werden Ströme zugeführt, die proportional den registrierten Wirk- und Blindleistungen sind. Der Strom des dritten Systems wird so eingesteuert, daß der Zähleranker stillsteht. Dieser Strom ist dann proportional der Scheinleistung. Dieser Strom kann durch bekannte Mittel selbsttätig eingesteuert werden, indem man z. B. durch den Zähleranker einen Steuerkontakt betätigen läßt. Der so eingesteuerte Strom kann dann mit bekannten Mitteln geschrieben, gedruckt oder abgelocht werden. Auf diese Weise ist es möglich, für zwei Lochstreifen mit den Wirk- und Blindleistungswerten einen dazugehörigen Lochstreifen mit den Scheinleistungswerten herzustellen. Based on the drawing, an Ausführungsbei will play the subject of the invention described and explained. To make it easier to understand, let's start with a general Overview of the facility shown in the drawing are given: Im The device essentially consists of a three-phase meter 10 with the three drive systems 7 to 9, which are designed as J2 systems. Two of these systems (7 and 8) are arranged so that they give a positive torque, the third system (9), the negative system, creates a negative torque. The first two systems will be Currents are supplied that are proportional to the registered active and reactive powers. The current of the third system is controlled in such a way that the meter armature stands still. This current is then proportional to the apparent power. This current can be known by Means are automatically controlled by z. B. by the counter anchor one Control contact can be operated. The current controlled in this way can then be used with known Means can be written, printed or paid off. In this way it is possible for two punched tapes with the active and reactive power values one associated Produce punched tape with the apparent power values.

Im einzelnen ist die dargestellte Einrichtung wie folgt aufgebaut: Ein Lochstreifen 1 enthält die Wirkleistungswerte, ein Lochstreifen 2 die Blindleistungswerte. Die Streifen werden in bekannter Weise durch eine Abtastvorrichtung 3 geführt, die die Widerstände 4 so schaltet, daß die durchgehenden Ströme jeweils proportional den abgelochten Werten sind. Da solche Vorrichtungen, wie erwähnt, an sich bekannt sind, sollen sie hier nicht näher erläutert werden. Die Widerstände 4 sind getrennt für Wirk- und Blindleistungswerte an Leitungen 5, 6 angeschlossen. Die Leitung 5 führt zu einem J2-System 7 eines Drehstromzählers 10 mit drei J2-Systemen 7 bis 9. Die Leitung 6 ist an das System 8 angeschlossen, das System 9 erzeugt ein den Drehmomenten der Systeme 7 und 8 entgegengesetztes Drehmoment. In detail, the device shown is structured as follows: A punched tape 1 contains the active power values, a punched tape 2 the reactive power values. The strips are guided in a known manner by a scanning device 3, the the resistors 4 switches so that the through currents each proportional are the cut off values. Since such devices, as mentioned, are known per se are, they should not be explained in more detail here. The resistors 4 are separated for active and reactive power values connected to lines 5, 6. The line 5 leads to a J2 system 7 of a three-phase energy meter 10 with three J2 systems 7 to 9. The line 6 is connected to the system 8, the system 9 generates a Torques of systems 7 and 8 opposite torque.

Der Anker 11 des Zählers ist mit einem einen Anschlagkontakt 12 betätigenden Arm 13 versehen, der als Steuerkontakt für die selbsttätige Einregelung des Stromes des Systems 9 dient. Für diese Einregelung können an sich bekamlte Mittel verwendet werden, deren Stellung dann in ebenfalls bekannter Weise abgelocht oder sonstwie registriert wird. Im Ausführungsbeispiel dient der Kontakt 12 als Hauptschalter für eine Relaisgruppe 14, die über ein Nockenschaltwerk 15 nacheinander kurzzeitig an Spannung gelegt werden kann. Die Welle 16 der Nocken wird durch einen Hilfsmotor 17 angetrieben. Jedes Relais schaltet einen bestimmten Widerstand 18 bis 21 usw. und kann sich über einen verzögerten Kontakt 22 selbst halten. Ferner betätigt jedes Relais in üblicher Weise, z. B. eine Sperrzunge für einen Lochstempel einer Lochvorrichtung, die in der Zeichnung nicht besonders dargestellt ist. Die Widerstände 18 bis 21 usw. sind entsprechend gruppiert wie die Widerstände 4 der Ab tastvorrichtung 3. Ihre Einschaltung schreitet von den kleinsten zu den größten Widerständen fort. The armature 11 of the counter is connected to a stop contact 12 which actuates Arm 13 is provided, which acts as a control contact for the automatic adjustment of the current of the system 9 is used. Funds obtained in themselves can be used for this adjustment whose position is then punched in a known manner or in some other way is registered. In the exemplary embodiment, the contact 12 serves as the main switch for a relay group 14, which are briefly activated one after the other via a cam controller 15 voltage can be applied. The shaft 16 of the cam is driven by an auxiliary motor 17 powered. Each relay switches a certain resistor 18 to 21 etc. and can hold itself via a delayed contact 22. Furthermore, each actuates Relays in the usual way, e.g. B. a locking tongue for a punch of a punching device, which is not particularly shown in the drawing. The resistors 18 to 21 etc. are grouped accordingly as the resistors 4 of the sensing device 3 from. Their activation progresses from the smallest to the greatest resistances.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Nach Eintasten der Wirk- und Blindleistungswerte in die Systeme 7 und 8 dreht sich der Zähleranker 11 vorwärts, also in der Richtung der Pfeile, die bei den Systemen 7 und 8 eingezeichnet sind, bis der Arm 13 an dem Anschlagkontakt 12 zum Anschlag kommt. The arrangement works as follows: After keying in the active and Reactive power values in systems 7 and 8, the meter armature 11 rotates forward, i.e. in the direction of the arrows drawn in systems 7 and 8, until the arm 13 comes to a stop on the stop contact 12.

Währenddessen schaltet das Nockenscbaltwerk 15 die einzelnen Relais der Relaisgruppe 14 der Reihe nach in den über den Kontakt 12 führenden Stromkreis; beim Anlauf schaltet das Nockenschaltwerk in diesen Stromkreis zunächst das erste der Relais, das dem Widerstand 18, dem kleinsten der Widerstände 18 bis 21 usw., zugeordnet ist. Ist der Kontakt 12 geschlossen, beginnt das Relais zu laufen; es schließt seinen Kontakt k sofort, seinen Selbsthaltekontakt 22 zeitverzögert. Über den Kontakt k wird der Widerstand 18 bzw. der diesem entsprechende Strom in das System 9 eingesteuert. Ist nun dieser Strom beispielsweise zu groß, um die Drehmomentenwaage im Gleichgewicht zu halten, so beginnt der Anker 11 rückwärts zu laufen. Hierdurch öffnet sich der Kontakt 12, und das eingeschaltete Relais fällt wieder ab; denn sein Selbsthaltekontakt 22 hatte sich inzwischen noch nicht geschlossen. Mit dem Abfallen des Relais öffnet sich sein Kontakt k und unterbricht die Stromleitung vom Widerstand 18 zum System 9 wieder, so daß der Anker 11 jetzt wieder vorwärts läuft, bis zum erneuten Kontaktschluß des Kontaktes 12.Meanwhile, the cam switch 15 switches the individual relays the relay group 14 in turn in the circuit leading through the contact 12; When it starts up, the cam switch mechanism initially switches the first in this circuit the relay connected to resistor 18, the smallest of resistors 18 to 21, etc., assigned. If contact 12 is closed, the relay begins to run; it closes its contact k immediately, its self-holding contact 22 with a time delay. Above the contact k is the resistor 18 or the current corresponding to this in the System 9 activated. If this current is too large, for example, to control the torque balance to keep in balance, the armature 11 begins to run backwards. Through this contact 12 opens and the switched-on relay drops out again; because its self-holding contact 22 had not yet closed. With the If the relay drops out, its contact k opens and interrupts the power line from the resistor 18 to the system 9 again, so that the armature 11 is now forward again runs until contact 12 closes again.

Nun wiederholt sich beim Weiterlauf des Nockenschaltwerkes das gleiche Spiel am zweiten Relais, das jetzt den Widerstand 19 bzw. den diesem entsprechendem Strom in das System 9 einsteuert. Ist nun dieser Strom beispielsweise zu klein, um die Drehmomentenwaage im Gleichgewicht zu halten, überwiegt also das Drehmoment der Systeme 7 und 8, so bleibt der Kontakt 12 geschlossen; das Relais fällt nicht ab, sondern schließt nunmehr alsbald auch seinen Selbsthaltekontakt 22 und hält sich über diesen fernerhin selbst. Now the same thing is repeated when the cam controller continues to run Game on the second relay, which now has the resistor 19 or the corresponding one Current in the system 9 controls. If this current is too small, for example, in order to keep the torque balance in equilibrium, the torque predominates of systems 7 and 8, contact 12 remains closed; the relay does not drop from, but now also immediately closes its self-holding contact 22 and holds furthermore about this himself.

Der dem zweiten Relais bzw. dem Widerstand 19 zugehörige Stromwert bleibt also auf der Stromwaage liegen. Sind nun die Widerstände 18 bis 21 z. B. nach Dekaden gruppenweise gestuft, so wiederholt sich in jeder Dekade das gleiche Spiel. Nach Durchlauf des Nockensdialters 15 stellen die angezogenen Relais 14 den Wert des Stromes im System 9 dar, und es braucht nur noch die Stellung dieser Relais durch Betätigen der Lochstanzen in üblicher Weise auf einem Lochstreifen abgelocht zu werden. Da solche lochende, sich selbsttätig einsteuernde Vorrichtungen an sich be kannt sind, erübrigt sich ein Eingehen auf Einzelheiten darüber.The one belonging to the second relay or the resistor 19 Current value so remains on the power balance. Are now the resistors 18 to 21 z. B. Graduated in groups according to decades, the same thing is repeated in every decade Game. After the cam dialer 15 has passed, the energized relays 14 set the Value of the current in system 9, and it only needs the position of these relays perforated by pressing the punch in the usual way on a punched tape to become. Since such punching, self-adjusting devices in themselves are known, there is no need to go into details about them.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for determining the apparent power from given, related active and reactive power values by a torque balance with two drive systems acting in one sense of rotation, one of which is the square of the active power and the other is the square the reactive power proportional current is supplied, and a third, in the opposite Direction of rotation acting drive system, whose torque is proportional to the square of his by means of an adjusting device automatically to compensate for the both first drive systemsN generated torque is regulated excitation current.

2. Device for determining the apparent power from given, related Active and reactive power values, characterized by a torque balance with two drive systems acting in one sense of rotation, the torques of which are proportional to the Square of their excitation currents and one of which is the real power and the other is supplied with a current proportional to the reactive power, and one third drive system, acting in the opposite direction of rotation, its torque p r proportionally to the square of his automatically by means of an adjustment device Compensation for the torque generated by the first two drive systems Excitation current is.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the adjustment device (14 to 22) from a registration device (12, 13) for the balance of the scales (10, 11) is automatically controlled until the equilibrium is reached.

Considered publications: German Patent Specifications No. 443 708, 451 524, 521 555, 552 497, 679 946.