DE600639C - Einrichtung zur Erhoehung der Messgenauigkeit wattmetrischer Instrumente bzw. Reglerzur fortlaufenden direkten Ablesung bzw. Einstellung der Wirk- und Blindleistung, bei der zwischen dem Strom und der zu messenden Wirk- bzw. Blindkomponente des Stromes eine grosse Phasenverschiebung vorhanden ist - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Erhöhung der Meßgenauigkeit wattmetrischer Instrumente bzw. Regler zur fortlaufenden direkten Ablesung bzw. Einstellung der Wirk- und Blindleistung, bei der zwischen dem Strom und der zu messendenWirk-bzw. Blindkomponente des Stromes eine große Phasenverschiebung vorhanden ist Die Messung der Wirkleistung eines stark induktiven Stromkreises, z. B. die Messung der Verlustleistung eines Kondensators, die 1/2 bis r °/o -der Scheinleistung beträgt, sowie die Messung der Blindleistung eines schwach induktiven Widerstandes bietet verhältnismäßig große Schwierigkeiten, da die zu messende Strom- bzw. Leistungskomponente in einem Strom von vielfacher Größe enthalten ist. Die Schwierigkeiten haben ihren Grund vor allem darin, daß die Stromspule des verwendeten wattmetrischen Instrumentes thermisch und dynamisch für den vollen Durchgangsstrom ausgelegt werden muß, während für die Drehmomentbildung und damit für die Bildung des Zeigerausschlages nur ein ganz geringer Prozentsatz des Stromes in Frage kommt. Entweder muß man die Instrumente übermäßig stark auslegen oder die Ablesung in dem Anfangsbereich eines für die Scheinleistung ausgelegten Instrumentes vornehmen, wodurch die Messung sehr ungenau wird.
• Es ist bereits ein Verfahren zur Messung der Wirkkomponenten elektrischer Größen mit Hilfe eines Strom- oder Spannungsmessers bekannt, bei dem dem Instrument außer der elektrischen Größe, deren Wirkkomponente gemessen werden soll, noch eine dem zu messenden Arbeitskreis entnommene Komponente zugeführt wird, die eine bestimmte Phasenverschiebung zum Strom oder zur Spannung besitzt und jeweils so eingeregelt wird, daß das Instrument einen Minimumausschlag ergibt, der als Maß für die gesuchte Wirkkomponente dient. Bei diesem Verfahren wird also das Meßinstrument nur von der gesuchten Wirkkomponente und nicht von dem gesamten Strom bzw. der gesamten Spannung durchflossen. Das bekannte Verfahren ist nur für vorübergehende Messungen geeignet, da jeweils der Minimalausschlag durch Regelung der Größe des Hilfsstromes vorgenommen werden muß. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, wattmetrische Instrumente zu verwenden, die jeweils nur für die Größe der maßgeblichen Stromkomponente der zu messenden Wirk-oder Blindleistung ausgelegt werden, ist je- doch durch das bekannte Meßverfahren nicht bekanntgeworden. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Einrichtung, bei der wattmetrische Instrumente oder Regler vorgesehen sind, erreicht, daß nach einer einmaligen Einstellung des Hilfsstromes auf die ungefähre Größe der von der Meßeinrichtung fernzuhaltenden Stromkomponente eine dauernde Messung der Wirk- oder Blindleistung ohne Nachregelung des Hilfsstromes erfolgen kann, da das wattmetrische Meßinstruinent auch eine geringe Phasenverschiebung zwischen der zu messenden Stromkomponente und dem aus dem tatsächlichen Strom und dem Hilfsstrom resultierenden Strom berücksichtigt.
• Gemäß der Erfindung wird nämlich bei einer Einrichtung zur Erhöhung der Meßgenauigkeit wattmetrischer Instrumente bzw. Regler zur fortlaufenden direkten Ablesung bzw. Einstellung der Wirk- und Blindleistung, bei der zwischen dem Strom und der zu messenden Wirk- bzw. Blindkomponente des Stromes eine große Phasenverschiebung vorhanden ist, die Stromspule des wattmetrischen Instrumentes bzw. Reglers, zu der parallel die eine Wicklung eines Transformators geschaltet ist, dessen andere Wicklung von einem Hilfsstrom durchflossen ist, dessen Phase um go° gegen die Stromkomponente der zu messenden Leistung verschoben ist und dessen Größe so eingestellt ist, daß die Stromspule des Instrumentes nur von einem Strom von ungefähr der Größe der in die Messung eingehenden Stromkomponente durchflossen wird, jeweils nur für diesen Strom ausgelegt. Vorzugsweise soll der Hilfsstrom, der also gegenüber der zu messenden Stromkomponente eine Phasenverschiebung von go° hat, der gleichen Stromquelle entnommen werden wie der zu messende Strom. Die Einstellung der Größe und Phase des Hilfsstromes kann durch an sich bekannte Mittel vorgenommen werden. Die Einstellung des Hilfsstromes wird zweckmäßig auf der Primärseite des Wandlers vorgenommen. Der Transformator ist so geschaltet, daß primäre und sekundäre Amperewindungen entgegengesetzt wirken. Dadurch bedeutet der Transformator praktisch einen Kurzschluß über die Meßspule für diej enige Stromkomponente, die der Größe und Phase nach mit dem eingestellten Hilfsstrom in der zweiten Wicklung übereinstimmt, während er der zu dieser Stromkomponente senkrechten Komponente, also der zu messenden Stromkomponente, einen großen Widerstand bietet. Es wird dadurch gewissermaßen die störende Stromkomponente vom Meßinstrument.abgesaugt, und dieses braucht nur für die zu messende Stromkomponente ausgelegt zu werden. Dadurch. fallen die thermische und die die dynamische Beanspruchung des Instruments fort, und die Messung kann genauer ausgeführt werden. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar für den Fall, daß die Blindleistung eines Stromresonanzkreises in der Nähe der Resonanz gemessen werden soll. Bekanntlich ist in -der Nähe der Resonanzlage der Blindstrom außerordentlich klein gegenüber dem Verluststrom oder Wirkstrom des Kreises.
• In der Abbildung ist mit i ein. Wechselstromnetz bezeichnet, 2 ist der Stromresonanzkreis, 3 ein Blindwattmeter, dessen Stromspule mit q. und dessen Spannungsspule mit 5 bezeichnet ist. Bei der bisher üblichen Messung mußte die Stromspule q. für den gesamten Strom, der ungefähr gleich dem Verluststrom ist, ausgelegt werden. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung ist jedoch die Spule q. nur für die Größe des Blindstronies ausgelegt. Parallel zur Spule q. ist eine Wicklung 7 eines Transformators 6 gelegt. Die zweite Wicklung 8 des Transformators 6 liegt unter Vorschaltung eines einstellbaren Widerstandes 9 an dem Netz i. Wird für den Transformator ein Übersetzungsverhältnis i : i angenommen, und ist der Widerstand 9 gleich dem Verlustwiderstand des Resonanzkreises 2, so durchfließt der gesamte Wirkstrom die Wicklung 7, und die Stromspule q. des wattmetrischen Instruments wird nur von dem zu messenden Blindstrom durchflossen. Auch wenn der Widerstand 9 nur ungefähr dem Verlustwiderstand des Kreises z entspricht, wird die Spule q. derart von Wirkstrom entlastet, daß ein nur für den maximalen Blindstrom ausgelegtes Instrument verwendet werden kann.
• Um dem Fehlwinkel des Transformators 6 Rechnung zu tragen, wird die Phase des Hilfsstromes so eingestellt, daß sie um den Betrag des Fehlwinkels von der go°-Verschiebung gegenüber der zu messenden Stromkomponente abweicht.
• Soll in einer der dargestellten Anordnung ähnlichen Schaltung an Stelle des Blindstromes bzw. der Blindleistung der Wirkstrom oder die Wirkleistung gemessen werden, so ist an Stelle des Widerstandes 9, der bei der Messung der Blindleistung induktionsfrei ist, ein rein induktiver oder rein kapazitiver Widerstand oder eine entsprechende Kunstschaltung gesetzt. Es kann unter -Umständen auch mit Vorteil ein Phasenschieber Verwendung finden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Erhöhung der Meßgenauigkeit wattmetrischer Instrumente bzw. Regler zur fortlaufenden direkten Ablesung bzw. Einstellung der Wirk- und Blindleistung, beider zwischen dem Ström und der zu messenden Wirk- bzw. Blindkomponente des Stromes eine große Phasenverschiebung vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromspule des wattmetrischen Instruments bzw. Reglers, zu der parallel die eine Wicklung eines Transformators geschaltet ist, dessen andere Wicklung von einem Hilfsstrom durchflossen ist, dessen Phase um 9o' gegen die Stromkomponente der zu messenden Leistung verschoben ist und dessen Größe so eingestellt ist, daß die Stromspule des Instruments nur von einem Strom von ungefähr der Größe der in die Messung eingehenden Stromkomponente durchflossen wird, jeweils nur für diesen Strom ausgelegt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstrom der gleichen Stromquelle entnommen ist wie die zu messende Leistung.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstrom nach Größe und Phase einstellbar ist. q..
4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Hilfsstromes auf der Primärseite des Wandlers erfolgt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Phase des Hilfsstromes um den Fehlwinkel des Transformators von der go'-Verschiebung abweicht.