DE584642C - Verfahren zur direkten Messung der Intensitaet von Oberwellen technischer Wechselspannungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur direkten Messung der Intensität von Oberwellen technischer Wechselspannungen Die Oberwellen stellen im Kraftwerksbetriebe fast stets eine Störungserscheinung dar. Es-ist daher für den Kraftwerksleiter wichtig, die Größe der Oberwellen schnell ermitteln zu können.. Das bisherige Verfahren der Kurvenaufnahme mit Oszillographen und der nachfolgenden harmonischen Analyse ist sehr umständlich und zeitraubend und erfordert auch einen verhältnismäßig großen Aufwand an Mitteln. Es hat ferner den sehr großen Nachteil, daß eine dauernde Überwachung der Kurvenform und laufende Bestimmung des Oberwellengehaltes praktisch so gut wie unmöglich ist. Die Erfindung hat ein einfaches Gerät zum Gegenstand, mit dem es möglich ist, die Beträge der einzelnen Oberwellen einer Spannungskurve unmittelbar zu messen.
• Für die unmittelbare Messung der Intensität von Oberwellen ist es. bereits bekannt, ein Strommeßwerk, vorzugsweise ein Milliamperemeter, in einen auf die zu messende Oberwelle abgestimmten Resonanzkreis zu schalten. Bei dieser Einrichtung fließt aber in dem Meßkreis nicht nur der Strom der Sollfrequenz, sondern der Meßkreis wird auch von den abweichenden Frequenzen beeinflußt, da der Spannungsresonanzkreis für die abweichenden Frequenzen zwar eine hohe, aber nicht eine unendliche Reaktanz aufweist. Bei Messungen technischer Wechselströme wird dabei die Grundwelle eine besondere Rolle spielen, da ja auf dem Gebiete der Starkstromtechnik mit seltenen Ausnahmen die Oberwellen immer nur nach Prozenten der Grundwelle rechnen und diese die ersteren weit übertreffen wird. Den Einfluß der störenden Frequenzen hat man bei den bekannten Einrichtungen dadurch zu beseitigen versucht, daß man besondere Schaltungen, beispielsweise zusätzliche auf die Grundwelle abgestimmte Resonanzkreise, verwendete. Die Erfindung ermöglicht eine einfache Ausschaltung des Grundwelleneinflüsses ohne zusätzliche Schaltungen, und zwar dadurch, daß der lediglich durch die Gruridschwingung hervorgerufene Ausschlag des Meßinstrumentes durch entsprechende Vorspannung der Gegenfeder, also rein mechanisch, aufgehoben wird. Dieses Verfahren ermöglicht, in einfachster Weise und mit einfachsten Hilfsmitteln die zu anessende Intensität der Oberwellen unmittelbar in Volt richtig anzugeben, wie sich aus folgender Rechnung zeigt. Dabei sei angenommen, daß die Spannungswelle nur aus der Grundwelle und beispielsweise einer Oberwelle der fünffachen Frequenz bestehe. Als Meßgerät dient ein Wechselstromgerät, das den Effektiwvert des, durchfließenden Stromes maßt und eine quadratische Charakteristik aufweist, d. h. das Drehmoment ist Md - C # J2, wobei J der Effektivwert des dem Meßinstrument zugeführten, die Grundwelle und Oberwelle enthaltenden Stromes ist. Sind 1, und T5 die aus der Analyse sich ergebenden Effektivwerte der Grundwelle bzw. der Oberwelle, so gilt das Ouadrat des Effektivwertes ist also gleich der Summe der Quadrate der Effektivwerte der Teilströme. Daraus folgt für das Drehmoment Dies kann zerlegt werden in Aus dieser Zerlegung ersieht man, daß man einen ungewollten Grundwellenstrom bzw. das von ihm hervorgerufene Drehmoment kompensieren kann durch ein entsprechendes Gegendrehmoment, das erfindungsgemäß durch. das mechanische Moment der Rückstellfeder des Instrumentes erzeugt wird. Um die Messung von dem Einfluß der Grundwelle zu befreien, ist es nur erforderlich, durch Betätigung der Nullkorrektion dafür zu sorgen, daß das Gerät unter dem Einfluß des Grundwellenstromes allein Null zeigt. Zweckmäßig geschieht das dadurch, daß das Gerät für eine bestimmte Nennspannung, z. B. roo Volt, geeicht wird. Die Skala, an der die Spannung der Oberwelle abgelesen wird, beginnt mit Null erst bei einem Ausschlag, der dem du, -ch die Grundwelle der Nennspannung von z. B. zoo Volt hervorgerufenen Strom entspricht. Das zur Ablesung des Zeigers bis zum Nullpunkt der Oberwellenskala erforderliche Drehmoment entspricht dem von der Grundwelle herrührenden Moment; das Drehmoment, das von diesem Nullpunkt aus eine weitere Ablenkung des Zeigers hervorruft, wird allein von der Oberwelle erzeugt. Bei der praktischen Anwendung des Gerätes kann es vorkommen, daß die zu messende Spannung von der Nennspannung des Gerätes abweicht. Uni den dadurch bedingten Fehler zu beseitigen, muß die Vorspannung der Feder, d. h. der mechanische Nullpunkt des Instrumentes, neu ermittelt werden. Erfindungsgemäß geschieht das dadurch, daß das Meßgerät über einen Ohmschen Widerstand von der Größe des Scheinwiderstandes des Kreises für die Grundfrequenz an die zu untersuchende Spannung gelegt und mit Hilfe der Nullverstellung auf den Nullpunkt der Oberwellenskala eingestellt wird. Dies ist zulässig, weil in allen praktischen Fällen die Abweichung zwischen Effektivwert der Spannung und Effektivwert der Grundwelle nur äußerst gering ist. Um das Instrument für die Messung mehrerer Oberwellen benutzen zu können, muß das Gerät mehrere Resonanzkreise enthalten. Die Abstimmung auf die einzelnen Oberwellen geschieht mit Hilfe eines Frequenzwählschalters, der die Wicklungen der Induktivität und evtl. auch die Kapazität umschaltet. Eine Feineinstellung kann außerdem noch durch Veränderung des Luftspaltes der als Induktivität dienenden Drosselspule vorgenommen werden. Um für alle Oberwellen eine gemeinsame Skala benutzen zu können, müssen die Wirkwiderstände sämtlicher Resonanzkreise gleich groß sein. Erfindungsgemäß geschieht die Abgleichung auf gleichen Wirkwiderstand dadurch, daß mit dem Frequenzwählschalter ein Reihenwiderstand von der erforderlichen Größe in den Resonanzkreis eingeschaltet wird. Um den durch die Grundwelle hervorgerufenen Fehlerstrom bei sämtlichen Oberwellen: gleich groß zu machen, wird gleichfalls durch den Frequenzwählschalter ein Parallelwiderstand zum Resonanzkreis geschaltet.
• In -der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung angegeben. Es bedeutet D eine Drosselspule, deren Wicklungen durch den Frequenzwählschalter U umgeschaltet werden. Mit der Drosselspule in Reihe liegt ein Kondensator C und der Strommesser J, ferner die durch den Frequenzwählschalter einschaltbaren Ohmschen Widerstände R. Bei Stellung des Wählschalters auf K, K' (Korrektur des Fehlerstromes der Grundwelle) liegt der Strommesser lediglich unter Vorschaltung eines Ohmschen Widerstandes an den Instrumentenklemmen.
• Zweckmäßig wird ein Resonanzkreis benutzt, dessen Resonanzkurve einerseits so spitz ist, daß Ströme anderer Frequenzen außer der Grundwelle praktisch vernachlässigbar bleiben, andererseits aber breit genug, um nennenswerte Abweichungen im Bereich der praktisch üblichen kleinen Frequenzänderungen nicht entstehen zu lassen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur direkten Messung der Intensität von Oberwellen technischer Wechselspannungen, bei dein die Messung mit einem den Effektivwert des Stromes messenden Milliamperemeter erfolgt, das in einen auf die Frequenz der betreffenden Oberwellen abgestimmten Resonanzkreis eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der lediglich durch die Grundschwingung hervorgerufene Ausschlag des Meßinstrumentes durch entsprechende Vorspannung der Gegenfeder aufgehoben wird. -9. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der erforderlichen Vorspannung das Instrument über einen Wirkwiderstand an die zu untersuchende Spannung gelegt und dieser Vorwiderstand seinem Betrage nach gleich dem Scheinwiderstand des Resonanzkreises für die Grundwelle gemacht wird. 3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daB Widerstände derart in den Resonanzkreis und parallel zu ihm geschaltet sind, daß eine gemeinsame, in Volt geeichte Skala für alle Oberwellen erzielt wird.