DE4115604C2

DE4115604C2 - Schaltungsanordnung zur Reduzierung von Spannungsabfällen in Strompfaden von Zählerprüfeinrichtungen

Info

Publication number: DE4115604C2
Application number: DE19914115604
Authority: DE
Inventors: Martin Kahmann
Original assignee: ZAEHLER GES MBH NACHF A STEPPE
Current assignee: DEUTSCHE ZAEHLER-GESELLSCHAFT MBH NACHF. A. STEPPE
Priority date: 1990-08-20
Filing date: 1991-05-14
Publication date: 1999-04-15
Anticipated expiration: 2011-05-15
Also published as: DE4115604A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Zählerprüfeinrichtung gemäß dem Hauptpatent 40 26 279.

Herkömmliche Elektrizitätszähler für Verrechnungszwecke sind so konstruiert, daß sich Spannungs- und Strompfade zu Prüfzwecken durch Lösen einer Schraubverbin dung galvanisch trennen lassen. Mehrere Zähler (Prüflinge) lassen sich so strom mäßig in Reihe und spannungsmäßig parallelschalten und mittels bekannter Zähler prüfeinrichtungen (z. B. DE-OS 21 60 568), die heute in der Regel von digital pro grammierbaren Strom- und Spannungsquellen versorgt werden, prüfen. Die Meßfehler der Prüflinge erhält man dann durch Vergleich von deren Anzeigen mit einer (z. B. mit Hilfe eines Prüfzählers ermittelten und somit) bekannten Prüfleistung. Das ist möglich, weil tatsächlich in den Strompfaden aller Zähler derselbe Strom fließt und an den Spannungsspulen aller Zähler dieselbe Spannung anliegt.

Besteht nicht die Möglichkeit, Strom- und Spannungspfad eines Zählers für die Prüfung galvanisch zu trennen (bei elektronischen Zählern, die einen Shunt zur Stromstärkemessung verwenden, kann dieses z. B. der Fall sein), so ist die oben beschriebene Methode nicht mehr ohne weiteres einsetzbar. Die galvanische Verbindung führt dazu, daß es in dem durch die Zusammenschaltung der Zähler entstehenden Netzwerk zu linearen Verknüpfungen von Strom- und Spannungssigna len kommt. Als Problem erweist sich insbesondere, daß durch die in den Strompfa den auftretenden Spannungsabfälle an den Eingangsklemmen der Prüflinge nicht wie bei der oben beschriebenen Situation gleiche, sondern für jeden Prüfling unterschiedliche Spannungen anliegen. Der Vergleich eines Referenzleistungswertes mit den Zählerangaben, um die Prüflingsfehler zu bestimmen, ist in diesem Fall nicht mehr sinnvoll und die Prüfmethode nicht mehr anwendbar.

Eine direkte Lösung zur Überwindung dieses Problems besteht darin, daß dem Strom- oder Spannungspfad jeden Zählers ein Präzisionswandler mit galvanisch getrennter Primär- und Sekundärwicklung vorgeschaltet wird wie es aus der eingangs erwähnten DE-OS 21 60 568 hervorgeht. Somit liegt dann wieder die erwünschte galvanische Trennung vor. Der wesentliche Nachteil hierbei besteht darin, daß zum Aufbau einer Prüfeinrichtung für mehrere Zähler eine entsprechend hohe Zahl von teuren Präzisionswandlern erforderlich ist. Eine weitere Lösung ist im Hauptpatent 40 26 279 aufgezeigt. Dort werden in die Strompfade Zweipole geschaltet, die unerwünschte Spannungsabfälle reduzieren. Bestandteil dieser Zweipole ist die Sekundärwicklung (18) eines Trans formators (17), die im wesentlichen die Wirkung einer gesteuerten Spannungsquelle hat. Die in den Unteransprüchen des Hauptpatents 40 26 279 dargelegten Ausführungs formen verwenden als steuernde Signale im Prüfstromkreis abgegriffene Spannungs abfälle. Durch die derart eine Rückkopplung bewirkenden Baugruppen verursachter schaltungstechnischer Aufwind kann für bestimmte Anwendungen verringert werden.

Aufgabe der Zusatzerfindung ist danach die Realisierung einer solchen Schaltungs anordnung mit geringerem Aufwand.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.

Ein für die Zusatzerfindung geeigneter Anwendungsfall liegt vor, wenn der Wider stand (3) im Strompfad weitgehend bekannt und konstant ist. Der an ihm entstehen de Spannungsabfall wird in seiner Wirkung aufgehoben, indem dem Widerstand (3) eine stromgesteuerte Spannungsquelle mit der Übertragungsfunktion "Klemmenspannung = - Wert von Widerstand (3) × Klemmen strom" (also ein negativer Widerstand) in Reihe geschaltet wird. Ein Ausführungs beispiel hierfür zeigt Fig. 1, wobei die Bezugszeichen in Anlehnung an die Hauptan meldung, vergeben wurden. Das Beispiel zeigt zwei hintereinandergeschaltete Prüflinge (5), die von einer Prüfstrom- (1) und einer Prüfspannungsquelle (2) gespeist werden. Der durch Primär- (19) und Sekundärwicklung (18) des Wandlers (17) der Schaltungsanordnung fließende Strom induziert in der Wicklung (20) eine Spannung. Diese liegt am Eingang des Verstär kers (10), der einen sehr hohen Verstärkungsfaktor aufweisen soll (theoretisch gegen Unendlich, wie in der Netzwerktheorie bei Operationsverstärkern üblicher weise angenommen wird). Der Verstärker ist in der Betriebsweise einer spannungs gesteuerten Stromquelle geschaltet. Sie prägt einen Strom in die Primärwicklung (19) ein, der dem Quotienten aus der Spannung an der Wicklung (20) und der Impedanz entspricht, die durch die Parallelschaltung der Induktivität (22) und des Widerstandes (21) gebildet wird. Durch eine Netzwerkanalyse findet man, daß die Eingangsimpedanz der Sekundärwicklung (18) bei den dargestellten Wicklungsrichtun gen genau dann den negativen Wert des Widerstandes (3) annimmt, wenn die Induktivität (22) und der Widerstand (21) wie folgt dimensioniert werden:

R₂₁= R₃ √L₁₉L₂₀/L₁₈, L₂₂ = √L₁₉L₂₀

(Indizierung gemäß den Bezugszeichen in Fig. 1)

Der besondere Vorteil dieser Realisierung liegt darin, daß die Innenwiderstände der Wicklungen (19) und (20) theoretisch ohne Einfluß auf die Wirkungsweise der Schaltung bleiben, da einerseits durch Wicklung (20) praktisch kein Strom fließt und andererseits der Strom in die Primärwicklung (19) eingeprägt wird.

Claims

1. Schaltungsanordnung einer Zählerprüfeinrichtung, in der die Anzeigen des Prüflings (5) mit der eines Prüfzählers (9) verglichen werden, zum gleich zeitigen Prüfen eines oder mehrerer Zähler, deren Strom- und Spannungspfade galvanisch miteinander verbunden sind, wobei im Strompfad dem Widerstand (3) jedes Zählers (5) die Sekundärwicklung (18) eines Transformators (17) in Reihe geschaltet ist, dessen Primärwicklung (19) von einem als gesteuerte Quelle wirkendem Verstärker (10) derart angesteuert ist, daß sie an der Sekundärwicklung (18) des Transforma tors (17) eine Spannung von solcher Höhe und Polarität erzeugt, daß sich diese Spannung und der Spannungsabfall an dem Widerstand (3) gerade aufheben, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung an der Sekundärwicklung (18) aufgrund der Beschaltung der Primärwicklung (19) die erforderliche Höhe und Polarität durch die Steuerung des Stromes annimmt, der die Sekundärwicklung (18) durchfließt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Wicklung (20) eine vom Strom durch die Sekundärwicklung (18) abhängige Spannung gewonnen wird,
daß diese Spannung an den Eingang des als spannungsgesteuerte Stromquelle geschalteten Verstärkers (10) gelegt wird
und daß dieser infolgedessen einen Strom durch die Primärwicklung (19) treibt, der dem Quotienten aus der Spannung an der Wicklung (20) und der Parallel schaltung von einer Induktivität (22) und einem Widerstand (21) entspricht.