DE1616545A1

DE1616545A1 - Verfahren zur Messung einer Stromkomponente in einem Wechselstromkreis

Info

Publication number: DE1616545A1
Application number: DE19681616545
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr-Ing Abraham
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1968-03-01
Filing date: 1968-03-01
Publication date: 1971-06-03

Description

Verfahren zur Messung einer Stromkomponente in einem Wechselstromkreis.
Zur Kompensation der Blindleistung in Wechselstromnetzen muss der Blindstrom gemessen werden. Für diesen Zweck werden bisher überwiegend Blindstrommesswerke verwendet, die mit relativ grosser Trägheit arbeiten. Diese Trägheit hatte bei den bisher verwendeten Verfahren der Blindstromkompensation mit mechanischen Schalters oder rotierenden Maschinen keine wesentlichen Nachteile, da die Stellglieder zur Blindstromkompensation ebenfalls träge waren. Neuerdings ist die Möglichkeit gegeben, mit Hilfe von elektronischen Schaltern mehrere Kondensatorstufen sehr schnell und von Periode zu Periode wechselnd an ein Wechselstromnetz zu schalten. Zur schnel@ Regelung des Blindstromes mit Hilfe derartiger, mit Thyristoren geschalteter Kondensatioren fehlt bisher ein geeignetes Messverfahren. Die Erfindung hat die Aufgabe, diesen Nachteil zu beseitigen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung einer Stromkomponente in einem Wechaelstromkreiss die um einen beliebigen Phasenwinkel @ gegenüber der Spannung vareilt bzw. nacheilt. Erfindungsgemäss wird mit Hilfe einer digitalen Messinrichtung der Augenblickswert des Stromes zu einem Zeitpunkt gemessen, der um denPhasenwinkelwt @@@ - @ nach bzw. vor dem Nulldurchgang der Spannung liegt. Insbesondere wird ein Verfahren zur schnellen Erfassung des Blindstromes an einem Wechselstromkreis beschrieben, bei iiea itt Hilfe einer an sich bekannten digitalen Messeinrichtung der Augenblickawert des Stromes im Nulldurchgang der Spannung gemessen und der digitale Wert gespeichert wird.
Anhand er Zeichnung sei ein schematisches Aus führungsbeispiel der rfindUfle erläutert.
Der Strom i ist nach Fig. 1 gegen die Spannung u um einen Phasenverschiebungswinkel @ verschoben. Beim Nulidurchgang der Spannung nimmt der Strom den Augehblickswert i sin @ an; das entspricht der Blindstromkomponente.
Fig. 2 zeigt eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Spannung u wird mittels eines Spannungswandlers 2 gemessen, und über einen Filter 4 werden die Oberwellen der Spannung ausgesiebt die Impulsformerstufe 5 gibt beim Nulldurchgang des stromes einen Steueriapuis ab. Der Strom 1 wird über einen Stromwandler gemessen,und mittels eines Siebes 3 werden die Oberschwingungen ausgesiebt. Der gefilterte Stromwert wird dem Analog-Digital-Wandler 6 zugeführt. Die Messung des Analog-Digital-Wandlers wird mit Hilfe des vom Impulsformor 5 gelieferten Signals jeweils nur im Nulldurchgang der Spannung vorenommen und das digitale Messergebnis im Speicher 7 gespeichert.
An die Nessfiiter 3 md 5 werden besondere Anforderungen hinsichtlich ihrer Phasenreinheit gestellt. Sie werden deswegen vorteilhaft als BaaafJ.ltsr ausgebildet, wobei in Weiterbildung der Erfindung die filter aus mehreren stark gedämpften- vorzugsweise aperiodisch gedämpften - Reihen- und Parallelechwingkreisen aus Widerständen, Induktivitäten L und Kapazitäten C aufgebaut werden. Ein Beispiel für ein derartiges Filter zeigt Fig. 3.
Will man nicht den Blindstrom, sondern eine beliebige Stromkomponente, die gegenüber der Spannung um den Winkel voreilt oder nacheilt, messen, so kann das Verfahren erweitert werden, indem man den Augenblickswert des Stromes zu einem Zeitpunkt misst, der um den Phasanwinkel wt h -@ nach bzw. vor dem Nulldurchgang der Spannung liegt. Bildet man z.B. in Fig. 2 den Impulsformer 5 So aus, das er ein Taktsignal T liefert, dessen Phasenlage zur Wechselspannung U verschoben werden kann, so erhält man ein Messgerät, welches beliebige Stromkomponenten misst.
In mehrphasigen Netzen kann man die gewünschte Stromkomponente in Jeder Phase mit hilfe des beschriebenen Verfahrens messen.
Es lässt sich dabei erfindungsgemäss eine Verringerung des Aufwandes erzielen, indem man den Analog-Digital-Wandler mehrfach ausnutst, dadurch, das man in jeder Phase Strommessfilter sowie Spannungsmessfilter und Impuleformer anordnet und eine einzige digitale Nesseinrichtung mit Hilfe elektronischer Schalter jeweils an den Mossausgang derjenigen Phaseanschliesst, deren Impulsformer ein Auslösesignal abgibt, wobei der Phase ein digitaler Speicher zugeordnet wird, welcher das Messergebnis speichert.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Mehrfachausnutzung für ein Drehstromnetz wird in Fig. 4 gezeigt. Aus den Phasenspannungen UR, US, UT werden mittels der Impulsformer 51,52,53 Takt signale TR, TS, TT gebildet. Diese Taktsignale geben die Zeitspanne an, in welcher die Messung in der jeweiligen Phase erfolgen soll. Die Taktsignale TR, TS, TT werden an die elektronischen Schalter 81, 82, 83 an den Analog-Digital-Wandler 6 und an die Speicher 71, 72, 73 in der in Fig. 4 gezeichneten Weise geführt. Beim Erscheinen des Taktsignales TR wird der elektronische Schalter 81 geschlossen und damit wird der Messwert iR dem Analog-Digital-Wandler 6 zugeführt, und der Speicher 71 übernimmt den digitale Messwert. Entsprechend werden die Messwerte iS, iT beim Erscheinen der Taktsignale TS, TT in digitale Werte umgeformt und in den Speichern 72, 73 gespeichert.
Die Nehrfachausnutzung des Digital-Analog-Wandiers ermöglicht eine wesentliche Verringerung des Aufwandes gegenüber einer Anordnung, bei der in jeder Phase eine komplette Messeinrichtung vorgesehen ist.
4 8. Beschreibung 6 Patentanspröche 1 Bl.Zeichng.m. 4 Fig.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Messung einer stromkompcnente in einem Wechselstromkreis, die um einen beliebigen Phasenwinkel # gegenüber der Spannung voreilt bzw. nacheilt, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer digitalen tiesseinrichtung der Augenblickswert des Stromes zu einem Zeit punkt gemessen wird, der u den Phasenwinkelwt - ## -# nach bzw. vor dem Nulldurchgang der Spannung liegt.
2. Verfahren zur schnellen Erfassung des B1indstres in einem Wechselstromkreis, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe einer an sich bekannten digitalen Messeinrichtung der Augenblickswert des Stromes im Nuildurchgang der Spannung gemessen und der digitale Wert gespeichert wird.
3. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zu messende Strom durch einen Stromwandler (1) und ein Grundschwingungsmessfilter (3) umgeformt und dann der digitalen Messeinrichtung zugeführt wird
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung über einen Spannungswandler (2) und ein Grundschwingungsmessfilter (4) umgeformt wird und dann einer Impulsformerstufe (5) zugeführt wird, welche beim Nulldurchgang der umgeformten Spannung ein Auslösesignal für die digitale Messeinrichtung abgibt.
5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und e dadurch gekennzeichnet, dass die Grundschwingungsmessfilter durch Kombinati on mehrerer stark - vorzugsweise aperiodisch- gedämpfter Reihen-und Parallelschwingkreise aufgebaut sind.
6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dase in Jeder Phase Stromme#filter sowie Spannungemessfilter und Impulsformer angeordnet sind und eine dinzige digitale Messeinrichtung mit Hilfe elektronischer Schalter Jeweils an den Messausgang derjenigen Phase angeschlossen wird, deren Impulsformer ein Auslösesignal abgibt, wobei Jeder Phase ein digitaler Speicher zugeordnet wird, welcher das Messergebnia speichert.