DE547121C

DE547121C - Calibration procedure for single and multi-phase alternating current meters by means of a standard meter through which almost the same current flows in the meter to be calibrated at different test loads

Info

Publication number: DE547121C
Application number: DEK100234D
Authority: DE
Original assignee: Bergmann Elektricitaets Werke AG
Current assignee: Bergmann Elektricitaets Werke AG
Priority date: 1926-08-06
Filing date: 1926-08-06
Publication date: 1932-03-29

Description

Eichverfahren für Irin- und Mehrphasen-Wechselstromzähler mittels Normalzählers, der bei verschiedenen Prüfbelastungen im zu eichenden Zähler von einem nahezu gleichen Strom durchflossen wird Wenn elektrische Meßgeräte durch Vergleich ihrer Angaben mit denjenigen eines entsprechenden Normalgerätes auf ihre Richtigkeit geprüft werden, so ist die Genauigkeit dieses Verfahrens davon abhängig, in welchem Maße das verwendete Normalinstrument selbst fehlerfrei ist. Auch Meßgeräte hochwertigster Ausführung können aber bekanntlich nicht so vollständig abgeglichen "-erden, claß die Unterschiede ihrer Angaben gegenüber dem Sollwerte über den ganzen Nleßbereich verschwinden. Eine derartig weitgehende Übereinstimmung zwischen In-:trumentangabe und wahrem Werte der Meßgröße läßt sich bestenfalls für einen oder einige ausgezeichnete Belastungspunkte erzielen.Calibration procedure for irin and multi-phase alternating current meters using Normal counter that is used in the counter to be calibrated from an almost equal current flows through it When electrical measuring instruments by comparison their information with those of a corresponding normal device for their correctness are checked, the accuracy of this method depends on which Dimensions the normal instrument used is itself error-free. Also measuring devices of the highest quality As is well known, execution cannot be so completely calibrated the differences between their data and the setpoint values over the entire measurement range disappear. Such a broad correspondence between instrument information and true values of the measurable quantity can at best be excellent for one or some Achieve stress points.

Diese Abhängigkeit der Fehlerwerte von der jeweiligen Belastung trifft in besonderem Maße für Elektrizitätszähler zu, da die Fehlerkurve eines Zählers bekanntlich eine unregelmäßig gekrümmte Linie ist. Dazu kommt bei dein Zähler noch der Einfluß der Reibung: der sich um so stärker bemerkbar macht, je kleiner die jeweilige Last im Verhältnis zum Meßbereich ist. Um diese störenden Einflüsse, welche die Genauigkeit der Angaben eines für die Eichung von Ein-oder ',\Iehrphasen-Wechselstromzä.blern benutzten Eichzählers erheblich beeinträchtigen können, tunlichst zu beseitigen, ist es daher von Wichtigkeit, das Eichverfahren so einzurichten, daß die Angaben des zu eichenden Zählers bei verschiedenen Belastungen stets mit einer unveränderlichen Angabe des Eichzählers verglichen werden. In diesem Falle läßt sich die in Frage kommende Angabe des Eichzählers praktisch fehlerfrei erhalten.This dependence of the error values on the respective load applies especially for electricity meters, as the error curve of a meter is known to be an irregularly curved line. Add to that your counter the influence of friction: which becomes more noticeable the smaller it is the respective load is in relation to the measuring range. To these disturbing influences which the accuracy of the information provided by a single or multi-phase alternating current meter can significantly affect the calibration meter used, remove it if possible, it is therefore important to set up the calibration procedure in such a way that the information of the meter to be calibrated with different loads always with an unchangeable one Specification of the calibration counter must be compared. In this case, the question can be Coming specification of the calibration counter received practically free of errors.

Bei diesen bekannten Eichverfahren, die auf diesem Prinzip der Verwendung eines bei verschiedenen Prüfbelastungen im zu eichenden Zähler von einem nahezu gleichen Strom durchflossenen Normalzählers beruhen, ist man nun durchweg in der Weibe vorgegangen, daß man aus dem veränderlichen Strom für den zu eichenden Zähler mittels eines Stufenstromwandlers den gleichbleibenden Strom für den Eichzähler ableitete. Das ist aber in mehrfacher Beziehung ungünstig. So muß dabei grundsätzlich zunächst ein veränderlicher Strom für den zu eichenden Zähler eingestellt, diese Einstellung dann aber wieder rückgängig gemacht werden. Das ergibt an sich ein umständliches und zeitraubendes Verfahren, das man nur dadurch vereinfachen kann, daß man das Gerät zur Einstellung der verschiedenen Stromwerte für den zu eichenden Zähler einerseits und das Gerät für die Rückumwandlung dieser verschiedenen Stromwerte auf einen gleichbleibenden Strom für den Eichzähler andererseits in der Abstufung genau aufeinander abstimmt. Eine derartige Abstimmung ist aber nur außerordentlich schwer zu erreichen und ergibt auf alle Fälle eine wesentliche Verteuerung.In these known calibration methods, which are based on this principle of use one with different test loads in the meter to be calibrated from almost one are based on the same current flowing through the normal meter, one is now consistently in the We have proceeded that one from the variable current for the meter to be calibrated the constant current for the calibration meter by means of a step current transformer derived. But that is unfavorable in several respects. So basically must first set a variable current for the meter to be calibrated, this The setting can then be reversed. That results in a cumbersome one and time-consuming process that can only be simplified by doing the Device for setting the various current values for the meter to be calibrated on the one hand and the device for converting these different current values back to a constant one Electricity for the calibration meter, on the other hand, is precisely matched to one another in terms of the gradation. Such a vote is just extremely difficult to reach and in any case result in a substantial increase in price.

Durch die Erfindung läßt sich diese doppelte Stromumwandlung nun vermeiden und damit zugleich das Eichverfahren bzw. die dafür erforderliche Einrichtung vereinfachen, i-lern gemäß der Erfindung der den Normalzähler durchfließende, nahezu gleichbleibende Strom mittels eines nur auf einer Seite re-ulierbaren Stufenwandlers bei unveränderter Kopplung in die für die Stromspule des zu eichenden Zählers notwendigen verschiedenen Stromwerte transformiert wird. Die _ verschiedenen Prüfstromstärken für den zu eichenden Zähler werden danach durch Umwandlung eines unveränderlichen Belastungsstromes eingestellt, der die Wicklung des Eichzählers durchfließt. Für diese Umwandlung ist nur ein ;Stufenstromwandler mit entsprechend veränderlichem Übersetzungsverhältnis erforderlich.This double current conversion can now be avoided by the invention and thus at the same time simplify the calibration procedure and the equipment required for it, i-learn according to the invention of the almost constant meter flowing through the normal meter Current by means of a step converter which can only be re-ululated on one side with unchanged Coupling in the various necessary for the current coil of the meter to be calibrated Current values is transformed. The _ different test currents for the to be calibrated Counters are then set by converting an unchangeable load current, which flows through the winding of the calibration meter. There is only one step current transformer for this conversion with a correspondingly variable transmission ratio required.

Wie die Ausführung im einzelnen getroffen werden kann und ihre Wirkungs«veise bei dem, erläuterten Eichverfahren ist, läßt sich aus dem beiliegenden Schaltbild entnehmen: In dieser Darstellung bedeutet i den zu prüfenden Zähler, 2 einen sogenannten Belastungswandler, der die Netzspannung auf wenige Volt herabsetzt, um die Belastung der Strompfade mit geringstem Leistungsaufwand bewirken zu können, 3 den Stufenstromwandler, 4. den Eichzähler, 5 einen induktionsfreien Widerstand zur Abgleichung der Stromstärke und 6 einen großen Ohmschen Widerstand, der es ermöglicht, eine obere Grenze für den Anlaufstrom festzulegen und der während der eigentlichen Fehlerbestimmung kurzgeschlossen ist. Wie aus der Leitungsführung ersichtlich, liegt die nicht unterteilte Primärwicklung des Stufenstromwandiers 3 im Sekundärkreise des Belastungswandlers a und mit ihr in Reihe die Stromspule des Eichzählers 4 sowie die Widerstände 5 und gegebenenfalls 6. An irgendeine Windungsgruppe der unterteilten Sekundärwicklung des Stufenstromwandlers 3 ist lediglich die Stromspule des zu prüfenden Zählers i angeschlossen. Die Spannungspfade der beiden Zähler liegen parallel mit der Primär«-icklung des Belastungswandlers 2 an der Netzspannung.How it can be carried out in detail and how it works with the calibration procedure explained, can be seen from the enclosed circuit diagram In this representation, i means the meter to be tested, 2 a so-called meter Load converter, which reduces the mains voltage to a few volts in order to reduce the load to be able to effect the current paths with the least amount of power, 3 the step current transformer, 4. the calibration counter, 5 an induction-free resistor to adjust the current intensity and 6 a large ohmic resistance which makes it possible to set an upper limit for determine the starting current and short-circuited during the actual fault determination is. As can be seen from the cable routing, the primary winding is not subdivided of the step current converter 3 in the secondary circuit of the load converter a and with it in series the current coil of the calibration counter 4 and the resistors 5 and possibly 6. To any group of turns of the subdivided secondary winding of the step current transformer 3, only the current coil of the meter i to be tested is connected. The tension paths the two meters are parallel to the primary winding of the load converter 2 on the mains voltage.

In der Regel kommen für die Eichung von Einphasen-Wechselstromzählern etwa vier Belastungspunkte, nämlich 1/" 1/2, 1/1o und 1/2" der l\#ennlast, in Betracht. Dementsprechend sind bei gleichen Meßbereichen des Eichzählers und des-zu prüfenden Zählers-die Unterabteilungen der Sekundärwicklung des Stufenstromw andlers so zu bemessen, daß ihre Windungszahlen zwischen den Klemmen a-b, a-c, c-d und a-e sich untereinander wie i : 2 : io : 2o und zur primären Windungszahl dieses Wandlers wie i : i, 2 : i, 1o : i und 2o : i - verhalten. Der Eichzähler_ zeigt somit bei dieser Anordnung, je nach dem eingeschalteten Übersetzungsverhältnis am Stufenstromwandler, das ein-, zwei-, zehn- und zwanzigfache oder allgemein das x-fache des Verbrauchs an, der für die Ermittlung der Gangabweichungen des zu prüfenden Zählers bestimmt werden muß. Die Belastung des Eichzählers ist folglich für alle Prüfpunkte x . 1/x Nennlast, also unverändert gleich der Nennlast.As a rule, single-phase alternating current meters are used for the calibration about four load points, namely 1 / "1/2, 1 / 1o and 1/2" of the nominal load into consideration. Correspondingly, if the measuring ranges of the calibration counter and of the to be checked are the same Counter-the subdivisions of the secondary winding of the step current converter so too dimension that their number of turns between the terminals a-b, a-c, c-d and a-e among each other like i: 2: io: 2o and to the primary number of turns of this converter like i: i, 2: i, 1o: i and 2o: i - behave. The calibration counter shows at this arrangement, depending on the switched-on transformation ratio on the step current transformer, one, two, ten and twenty times or generally x times the consumption which is used to determine the rate deviations of the meter to be tested must become. The load on the calibration counter is therefore x for all test points. 1 / x Nominal load, i.e. unchanged, equal to the nominal load.

Da man nun die Unterschiede in den Angaben eines Zählers gegenüber ihrem Sollwerte nicht absolut in den Einheiten der Meßgröße (kWh), sondern relativ in Prozenten des tatsächlichen Arbeitsbetrages auszudrükken pflegt, so kann die Fehlerbestimmung aus den Eichzählerangaben genau so erfolgen, als ob dieser unmittelbar mit dem zu prüfenden Zähler hintereinandergeschaltet wäre. Sind z. B. an dem letzteren Umdrehungen abgezählt worden, die nach der Aufschrift A kWh entsprechen sollen, so müßte bei fehlerlosem Gange des zu prüfenden Zählers der Eichzähler in derselben Zeit x # A- A, kWh anzeigen. Ist die beobachtete Angabe des Eichzählers hiervon verschieden, etwa A', = x # A' kWh, so beträgt der Fehler f des zu prüfenden Zählers in Prozenten des Sollwertes: Es ist also nicht erforderlich, bei der Fehlerberechnung aus den beobachteten Angaben des Eichzählers das Übersetzungsverhältnis x jedesmal zu berücksichtigen; es kommt nur für die einmalige Berechnung von A, in Betracht, ein Wert, der für alle Belastungen des zu prüfenden Zählers unverändert bleibt.Since the differences in the information of a meter compared to its setpoint values are not expressed in absolute terms in the units of the measured variable (kWh), but rather in percentages of the actual amount of work, the error determination from the calibration meter information can be carried out exactly as if it were directly with it the meter to be tested would be connected in series. Are z. B. on the latter revolutions were counted, which should correspond to the label A kWh, then the calibration counter would have to show x # A-A, kWh in the same time if the meter to be tested ran without errors. If the observed indication of the calibration meter differs from this, e.g. A ', = x # A' kWh, then the error f of the meter to be checked is as a percentage of the target value: It is therefore not necessary to take into account the transmission ratio x each time when calculating the error from the data observed by the calibration counter; it is only possible for the one-off calculation of A, a value that remains unchanged for all loads on the meter to be tested.

Noch einfacher sich die Auswertung des Meßergebnisses: wenn der Eichzähler mit einer Anzeigevorrichtung nach Patent 469 473 ausgestattet ist, bei welcher ein voller Zeigerumgang (gleich ioo Skalenteile) dem Verbrauch von 111"a kWh entspricht und die, ebenfalls unabhängig vom Übersetzungsverhältnis des Stufenstromwandlers, den Fehler in Prozenten der Zählerangabe unmittelbar abzulesen erlaubt. Mit dieser Einrichtung ermöglicht das neue Eichverfahren außerdem die Fehlerbestimmung auch bei den kleinsten Belastungen ohne Beeinträchtigung der N@leßgenauigkeit in der gleichen Beobachtungszeit wie bei der Prüfung des Zählers mit der Nennlast.The evaluation of the measurement result is even easier: if the calibration counter is equipped with a display device according to patent 469,473, in which a full pointer circulation (equal to 100 divisions) corresponds to the consumption of 111 "a kWh and which, also regardless of the transformation ratio of the step current transformer, allows the error to be read immediately as a percentage of the meter reading. With this The new calibration procedure also enables fault determination with the smallest loads without impairment the measuring accuracy in the same observation time as when testing the meter with the nominal load.

Es ist noch zu erörtern, welche Anforderungen an die Eigenschaften des Stufenstromwandlers zu stellen sind, wenn der Zweck des neuen Verfahrens erreicht werden soll, und ob diese Ansprüche mit den üblichen Hilfsmitteln befriedigt werden können. In der bereits früher verwendeten Beziehung für die Sollangabe A, des Eichzählers (A,, - x # A), die zur Fehlerberechnung notwendig ist, kommt das Übersetzungsverhältnis x als Faktor vor. Man wird daher verlangen müssen, daß dieses Verhältnis in allen Fällen mindestens eine ebenso weitgehende Übereinstimmung mit seinem Sollwerte aufweist, wie sie bei der Abgleichung des einzigen zur Messung benötigten Belastungspunktes des Eichzählers erreicht werden kann.It is still to be discussed which requirements are to be placed on the properties of the step current transformer if the purpose of the new method is to be achieved, and whether these claims can be satisfied with the usual aids. In the relationship already used earlier for the nominal value A, the calibration counter (A ,, - x # A), which is necessary for error calculation, the transmission ratio x occurs as a factor. It will therefore have to be demanded that this ratio has in all cases at least as extensive a correspondence with its nominal value as can be achieved in the adjustment of the single load point of the calibration meter required for the measurement.

Die Schwierigkeiten bei der genauen Abgleichung von Stromwandlern liegen vornehmlich darin, daß man von diesen Apparaten in der sonst üblichen Betriebsweise die Einhaltung engster Fehlergrenzen auch für verschiedene Belastungsströme und wechselnde Bürden verlangt. Demgegenüber besteht b--i der hier in Frage kommenden Anwendung des Stufenstromwandlers, dessen Primärwicklung für den gleichen Nennstrom bemessen ist wie der Strompfad des Eichzählers, ein grundsätzlicher Unterschied in der Betriebsweise insofern, als er bei dem betrachteten Eichverfahren stets mit dem N ennstrorn beansprucht wird und daher bei allen Schaltungen die volle Amperewindungszahl führt, für welche er entworfen ist. Er arbeitet somit in diesem Falle unter den gleich günstigen Bedingungen, wie sie für das Normalgerät durch die Transformation der Prüfströme geschaffen worden sind, d. h. in jeder Stute bei einem festliegenden Belastungspunkt. Dazu kommt, daß Zählerstromspulen an sich eine sehr kleine und bei Zählern gleichen Nennstromes praktisch fast umveränderliche Bürde darstellen.The difficulties in accurately matching current transformers lie primarily in the fact that these apparatuses can be operated in the usual manner compliance with the tightest error limits for different load currents and changing burdens required. In contrast, there is b - i that comes into question here Use of the step current transformer, its primary winding for the same nominal current is measured like the current path of the calibration meter, a fundamental difference in the mode of operation insofar as it is always with the considered calibration procedure the rated current is stressed and therefore the full number of ampere-turns in all circuits leads for which it is designed. In this case he works under the equally favorable conditions as they are for the normal device through the transformation the test currents have been created, d. H. in every mare with a fixed one Load point. In addition, meter current coils are very small and for meters with the same nominal current represent practically an almost variable burden.

Diese eigenartigen Betriebsverhältnisse des Stufenstromwandlers bei dem vorliegenden Eichverfahren ermöglichen mit den bekannten Hilfsmitteln seine Abgleichung auf den erforderlichen Genauigkeitsgrad. Die Anwendung dieses Apparates in der beschriebenen Weise ist daher in der Tat geeignet, das Vergleichsverfahren zur Eichung elektrischer Meßgeräte für Wechsel- und Mehrphasenstrom von den Mängeln zu befreien, die ihm bisher infolge der Abhängigkeit der Fehlerwerte des Normalgerätes von der jeweiligen Belastung noch anhafteten.These peculiar operating conditions of the stepped current transformer enable the present calibration procedure with the known aids Adjustment to the required degree of accuracy. The application of this apparatus in the manner described is therefore in fact suitable for the comparison method for calibrating electrical measuring devices for alternating and multi-phase current from the defects to free him so far as a result of the dependence of the error values of the normal device still adhered to the respective load.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Calibration procedure for single and multi-phase alternating current meters by means of a standard meter through which almost the same current flows at different test loads in the meter to be calibrated, characterized in that the almost constant current flowing through the standard meter by means of a step converter which can only be regulated on one side with changed coupling is transformed into the various current values required for the current coil of the meter to be calibrated.

2. According to claim i working calibration device, characterized in that the circuit of the normal meter next to the current coil of the normal meter and the Primary coil of the step converter still contains an ohmic resistance.

3. Calibration device according to claim 2, characterized in that- for the start-up test of the to be calibrated Counter in the circuit of the normal counter an additional ohmic resistor is provided is. q. Calibration device according to Claim 2, characterized in that the normal counter has a display device with a pointer that moves over an io-part scale, with a pointer movement over 100 scale divisions a consumption of 1/1 "o kWh or an integral multiple thereof.