DE135720C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei vielen elektrischen Kraftübertragungsanlagen für Ein- oder Mehrphasenstrom, bei denen Phasenregler, Synchron- und Asynchronmotoren oder rotirende Umformer verwendet werden, liegt das Bedürfnifs nach einer einfachen und genauen Mefsanordnung vor, mittelst welcher man am Schaltbrett zu jeder Zeit die Phasenverschiebung des Stromes oder die wattlose Componente desselben controliren kann. Da ferner die Arbeitsweise von Synchronmotoren in hohem Grade von der Curvenform der Spannung abhängig ist, so ist es wünschenswerth, dafs die Mefsmethode den wattlosen Strom unabhängig von der Curvenform ergiebt.

Die im Folgenden beschriebene Mefsanordnung bezweckt, diesem Bedürfnisse gerecht zu werden dadurch, dafs mittelst eines gewöhnlichen Amperemeters die wattlose Componente des Stromes abgelesen werden kann.

Fig. ι stellt die Anordnung der Mefsinstrumente auf der Schalttafel einer Einphasenwechselstromanlage dar. 1S₁ und S₂ sind die Sammelschienen. In der einen von diesen ist ein inductionsfreier Nebenschlufswiderstand r eingeschaltet. Das parallel zu demselben geschaltete Voltmeter J mit Amperescala dient zur Messung des totalen Stromes /. Zwischen den Sammelschienen ist ein Widerstand W, der sowohl Ohm'schen Widerstand als Selbstinduction enthalten kann, geschaltet. Parallel zu diesem Widerstände W liegt das Voltmeter E zur Messung der Klemmenspannung E. Zwischen einem einstellbaren Punkte c dieses Widerstandes W und dem Punkte b der Sammelschiene S₂ wird ein gewöhnliches Voltmeter J_wi mit Ampereskala eingeschaltet, welches zur Messung der wattlosen Componente, J_n, h des Stromes J dienen soll.

Fig. 2 stellt das Spannungsdiagramm der Mefsschaltung dar. Die Punkte A, B und C der Fig. 2 stellen bezw. die Potentiale der Punkte a, b und c der Mefsschaltung (Fig. 1) dar. Der Vector A E giebt die Richtung der Klemmenspannung E und der Vector A J diejenige des effektiven Stromes / an. Die beiden Vectoren bilden mit einander einen solchen Winkel φ, dafs die Leistung des Stromes unabhängig von der Curvenform gleich E J cos φ wird. AB = Jr ist in Phase mit dem Strom und stellt die Potentialdifferenz zwischen den Punkten a und b (Fig. 1) dar. Der Ausschlag des Voltmeters J wird somit dem Strome / proportional. Stellt man nun den verschiebbaren Contact c (Fig. 1) so ein, dafs die Potentialdifferenz B C auf dem Spannungsvector E senkrecht steht, so wird der Ausschlag des Voltmeters J_n, / (Fig. 1) der wattlosen Stromcomponente Jsin φ = J_n, ι direct proportional. Die beiden als Strommesser dienenden Voltmeter / und J_n, ι sind ganz genau gleich graduirt. Aus der Fig. 2 geht hervor, dafs der Contact c (Fig. 1) so eingestellt werden mufs, dafs der Ausschlag des Instrumentes J_n,; (Fig. 1) ein Minimum wird. Ein kleiner Fehler in der Einstellung des Contactes c bewirkt nur einen ganz minimalen Fehler in der Messung von J_n, ^ wie die Punkte C' und C" der Fig. 2 deutlich zeigen.

Fig. 3 stellt die Anordnung derselben Mefsinstrumente auf der Schalttafel einer Hochspannungseinphasenanlage dar. T₁ ist der

Claims (3)

Mefstransformator für das Voltmeter E und T2 der Mefstransformator für die Messung des Stromes J. r ist wieder ein inductionsfreier Widerstand. Das Instrument Jn, ι giebt bei richtiger Einstellung des verschiebbaren Contactes c die wattlose Stromcomponente Jn,; an. Fig. 4 zeigt die Combination der beschriebenen Anordnung zur Messung der wattlosen Componente des Stromes mit der Schul ersehen Mefsschaltung für Hochspannungsanlagen. G ist der Generator . mit den abgetrennten Windungen g für die Mefsinstrumente, T2 der Transformator zur Einführung des Arbeitsstromes in den Mefsstromkreis. Fig. 5 stellt die Mefsanordnung bei einer Drehstromanlage dar. T1 ist ein dreiphasiger Mefstransformator für die Spannungsmessung und T2 ein einphasiger Transformator für Strommessung. Es ist in vielen Fällen, besonders bei Anlagen, wo die Belastung stark schwankt, unbequem, immer den Contact c von Hand so einstellen zu müssen, dafs der Ausschlag des Instrumentes Jwi ein Minimum wird. Eine schnelle selbstthätige Einstellung des Contactes c wäre bei solchen Anlagen deswegen erwünscht. In Fig. 6 ist ein Beispiel für eine solche selbstthätige Contacteinstellung schematisch dargestellt. Wir haben in Fig. 2 gesehen, dafs bei richtiger Einstellung des Contactes c der Spannungsvector B C auf dem Vector der Klemmenspannung E senkrecht steht. Läfst man deswegen die Spannungen B C und A E auf die beiden Wicklungen des kleinen Wechselstrommotors M (Fig. 6) einwirken, so wird dieser keine Arbeit leisten können, wenn die beiden Wicklungen derartig bemessen sind, dafs die Ströme in beiden um denselben Winkel α hinter ihren erzeugenden Spannungen zurück bleiben; denn in diesem Fall sind die Ströme der beiden Wicklungen um 900 gegen einander verschoben, wie aus der Fig. 7 a ersichtlich. Besitzen die Punkte b und c die Potentiale .B1 und C1 (Fig. 7 b), so bleibt der Motor still stehen; wird aber die Belastung derartig geändert, dafs der Punkt b das Potential B2 erhält, so werden Ströme durch die Wicklungen des Motors M fliefsen, die nicht mehr senkrecht auf einander stehen, sondern den Winkel β mit einander einschliefsen. Der Motor setzt sich daher in Bewegung, wodurch der Contact e sich verschiebt. Die Bewegung hält an, bis der Punkt c das Potential C2 erhalten hat (Fig. 7b). Ferner kann die elektrodynamische Wirkung zwischen zwei Spulen, an deren Klemmen bezw. die Spannungen B C und A E wirksam sind, benutzt werden zur Schliefsung eines Hülfsstromkreises, in welchem ein Motor zur Bewegung des Contactes e sich befindet. Die elektrodynamische Wirkung zwischen den zwei Spulen kann auch ein elektrisches Relais einun.d ausschalten, . durch, welches Relais der Motor zur Bewegung des Contactes c in Thätigkeit gesetzt wird. Durch diese und andere selbstthätige Vorrichtungen, die alle auf dem beschriebenen elektrodynamischen Prinzip beruhen, aber in der mechanischen Ausführung verschieden sein können, läfst sich der Contact c selbstthätig einstellen. Pate nt-A ν Sprüche:

1. Eine Anordnung zur Messung der wattlosen Componente eines Wechselstromes beliebiger Curvenform, dadurch gekennzeichnet, dafs ein gewöhnliches Voltmeter mit Amperescala zur Messung der Potentialdifferenz zwischen der einen Klemme eines vom Wechselstrome durchflossenen Ohmschen Widerstandes und einem verschiebbaren Punkte eines zum Spannungsgeber parallel geschalteten Widerstandes eingeschaltet ist.

2. Eine Ausführungsform der Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs ein gewöhnliches Voltmeter mit Amperescala zwischen der einen Klemme der Secundärvvicklung eines zur Strommessung dienenden Transformators und einem verschiebbaren Punkte der mit der Secundärwicklung des Stromtransformafors in Serie geschalteten Secundärwicklung eines zur Spannungsmessung dienenden Transformators eingeschaltet ist.

3. Eine weitere Ausbildung der in Anspruch 1 und 2 geschützten Mefsanordnungen, dadurch gekennzeichnet, dafs die richtige Einstellung des verschiebbaren Punktes des zum Spannungsgeber parallel geschalteten Stromkreises oder Transformators vermittelst eines Elektromotors o. dergl. selbstthätig erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.