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Spannungswandlersatz zum Anschluß von einphasigen Eichzählern, Eichwattmetern
oder ähnlichen elektrischen Meßgeräten für die Eichung von Drehstromzählern Bei
Eicheinrichtungen, namentlich bei Einrichtungen, die mit Gleichlasteichzählern arbeiten
und auch zum Eichen von Drehstromgeräten, z. B. Drehstromwirkverbrauchs- und Drehstromblindverbrauchszählern
für Dreileiteranlagen, dienen sollen und verschiedenen Spannungs- und 5 trombereichen
angepaßt werden müssen usw., müssenWandler für den Anschluß des Eichgerätes verwendet
werden.
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Dabei bereitet es große Schwierigkeiten, die Wandler so auszuführen
und so zu schalten, daß zusätzliche Fehler vermieden werden.
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Man kann zwar die Wandler in an sich bekannter Weise, z. B. durch
entsprechende Wicklungsanordnung, Widerstandsabgleiehung, Sjtreupfadeinstellung
oder entsprechende Eichung des angeschlossenen Eichzählers, abgleichen. Diese Ab
gleichung läßt sich aber nur für ganz wenige Belastungspunkte durchführen.
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Die Erfindung betrifft einen Wandlersatz bzw. eine Reihe von Wandlerschaltungen,
die derartige Fehler vermeiden und sich für die verschiedensten Belastungsverhältuisse
für Wirk- und Blindverbrauchszähler verwenden lassen. Insbesondere ist man auch
in der Lage, die Eichung von Drehstromgeräten mit einem Einphasengerät durchzuführen.
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Erfindungsgemäß sind für die verschiedenen Eichschaltungen (ein-
und gleichseitige Wirkverbrauchbelastung, ein- und gleichseitige Blindverbfauchbelastung)
die beiden Wandler stets derart in V geschaltet, daß sich die Voltamperezahl je
zur Hälfte auf die beiden Wandler verteilt und der eine Wandler einen um den Winkel
S+, der andere einen um den Winkel fl-<p j gegen gegen die Klemmenspannung verschobenen
Laststrom führt.
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Die Fig. I, 1 a, Ib zeigen die Verhältnisse bei einseitiger Belastung
in der Phase RS für
die Eichung eines Wirkverbrauchszählers, und
zwar ist in Fig. 1 vektoriell die Wandlerschaltung, in Fig. 1 a das Vektorbild und
in Fig. 1 b das Schaltbild dargestellt. Der eine Wandler ist mit a, der andere mit
b, die einzelnen Phasen sind mit R, S, T, der Stern punkt mit 0 bezeichnet. fl ist
der Winkel, um den im Spannungssystem des Eichgeräts, insbesondere des Eichzählers,
der Strom J der Klemmenspannung nacheilt. Entsprechendes gilt für alle weiteren
Abbildungen.
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Für die Sekundärwicklungen der Wandler a und b, die mit Anzapfungen-
versehen sind, sind für sämtliche Abbildungen die gleichen Bezugszeichen wie in
Fig. 12 verwendet. Die Übersetzungen sind so gewählt, daß beispielsbei einer Eichspannung
für den Eichzähler von 120 Volt die Spannung zwischen den Klemmen 6 und 8 genau
120 Volt entspricht, während die Spannung zwischen den Klemmen 7 und 8 120/ S Volt
beträgt. Auch die Primärwicklungen der beiden Wandler a und b haben mehrere Anzapfungen
I bis 5 und II bis I4, die je nach der Spannung des zu prüfenden Drehstromzählers
nach Maßgabe einer Tabelle ausgewählt werden. In Fig. I bis IIb sind die Anzapfungen
der Primärseiten nicht eingetragen, da sie je nach der Spannung des Prüflings -wechseln.
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In Fig. 1 b ist der zu prüfende Zähler, ein Drehstromdreileiterzähler
mit zwei Meßsystemen, in der bekannten Aronschaltung angeschlossen. Die Stromspulen
A und B liegen in den Phasen R und T, die Spannungsspulen C und D in den Phasen
RS und TS.
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Der Wandler a ist in die Phase RO, der Wandler b in die Phase SO eingeschaltet.
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Zwischen den Klemmen g, 10 liegt die SpannungswicklungF des einphasigen
Eichzählers E. In die Phase R ist die Stromspule G über einen Wandler W eingeschaltet.
Die Belastung liegt in der Phase RS. Bei dieser Schaltung ist der zu prüfende Zähler
einseitig belastet. Die Stromspule G des Eichzählers E führt den gleichen oder einen
verhältnisgleichen Strom wie die Stromspule A des zu prüfenden Zählers P. Damit
die Spannun:gsspule F des Eichzählers 120 Volt erhält, ist sie an die Anzapfungen
7 bzw. 17' der Wandlersekundärwicklungen angeschlossen.
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In Fig. 1 a ist wieder RO der Spannungsvektor in dem Wandler a, SO
der Spannungsvektor in dem Wandler b. Der Strom 1 in der Spannungsspuie F des Eichzählers
eilt im Wandler a um den Winkel B - 300 der Spannung nach, in dem Wandler b um den
Winkel ß + 300. Die beiden Wandler sind für diese spezielle Belastung auf fehlerfreie
Messung eingestellt. Die Volt-Ampere-Zahlen verteilen sich gleichmäßig auf die beiden
Wandler. Da der Winkel ß durch die Konstanten der SpannungswicklungF des Eichzählers
eindeutig festgelegt ist und sich infolgedessen nie ändern kann, macht die fehlerfreie
Einstellung der Wandler a und b für diesen Belastungsfall keine besonderen Schwierigkeiten.
Mit e ist die Spannung der Spannungswicklungl; des Eichzählers E bezeichnet.
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In den Fig. 2 bis 2b ist die Schaltung für die einseitge Belastung
in der Phasen, in Fig. 3 bis 3 b die einseitige Belastung in der Phase RT analog
dargestellt.
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Bei diesen Schaltungen ist eine Verzerrung des Spannungspolygons
ohne Einfluß auf die Meßgenauigkeit, da die Differenz zweier Phasenspannungen, z.
B. RO und SO, auch bei Verzerrung des Polygons stets die verkettete Spannung RS,
die für den Prüfling und Eichzähler maßgebend ist, ergibt.
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In Fig. 4b sind die Stromspulen A und 17 des zu prüfenden Zählers
P hintereinander in die Phase 5 eingeschaltet. Die Spannungsspulen C und D sind
in gleicher Weise wie in .Fig. I geschaltet. Die Stromspule G des Eichzählers ist
über den Wandler W in die Phase 5 geschaltet. Der Wandler a ist mit umgepolter Sekundärwicklung
in die Phase RS, der Wandler b in die Phase TS in V-Schal tung eingeschaltet. Die
sekundären Anzapfungen sind die gleichen wie bei Fig. I. Die Schaltung ersetzt die
gleichzeitige Belastung.
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In Fig. 4a ist das entsprechende Vektorbild dargestellt.
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Fig. 5 bis 6 zeigt die Verhältnisse für einseitige Blindverbrauchsbelastung
in der Phase ILLS. Der zu prüfende Zählers, Fig. 5 b, ist hier ein Blindverbrauchszähler.
Er ist ebenso geschaltet wie in Fig. Ib. Der Wandler a liegt mit umgepolter Sekundärwicklung
an der Spannung ST, der Wandler b an der Spannung RT. Beide Wandler sind in V geschaltet.
Die Anzapfungen sind die gleichen wie bei Fig. I. Wie das Vektorbild, Fig. 5 a,
zeigt, steht die Spannung e des Eichzählers E senkrecht auf der Spannung RS, an
der die Spannungswicklung C des belasteten Prüflingssystems liegt. Der an sich für
Wirkverbrauchsmessung abgeglichene Eichzähler arbeitet aus diesen Gründen jetzt
als Blindverbrauchszähler, ist also ohne weiteres auch zur Eichung von Blindverbrauchszählern
geeignet.
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Die Wandler a und b liegen an verketteten Spannungen, die bei der
Eichung leicht eingestellt werden können. Es empfiehlt sich, bei der Eichung das
Spannungspolygon genau symmetrisch einzustellen, damit sich infolge der angewandten
Schaltung keine Fehler ergeben.
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Die Fig. 6 bis 6b zeigen die entsprechenden Schaltungen für Blindverbrauch
bei einseitiger Belastung in der Phase RT. Für die einseitige Belastung TS in der
Blindverbrauchsschaltung
ergibt sich die gleiche Schaltung wie
in Fig. 5 b, nur mit dem Unterschied, daß die Phasen R und T vertauscht sind.
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In Fig. 7 bis 7b ist der zu prüfende Zähler P ebenso geschaltet wie
in Fig. 4b. Der Wandler a liegt an der Phase TS, der Wandler b an der Phase RS in
V-Schaltung. Die Anzapfungen sind jetzt 6 und 8 bzw. I6und8, weil die Wandler an
den verketteten Spannungen liegen und ihre Spannungsvektoren einen Winkel von 600
einschlileßen.
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Bei dieser Schaltung für gleichseitige Blindverbrauchsbelastung ist
der Strom J in den Wandlern um den Winkel bs 600 bzw. um den Winkel 8-600 gegen
die Wandlerspannung verschoben. Die Wandler werden auch für diesen Belastungsfall
fehlerfrei eingestellt (z. B. durch Tertiärwicklungen).
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In Fig. 8 bis 8b ist eine Schaltung für einseitige Wirkverbrauchsbelastung
in der Phase RS dargestellt, die an Stelle der Schaltung nach Fig. I treten kann.
Sie unterscheidet sich hauptsächlich von der Schaltung der Fig. I dadurch, daß hier
die Wandler a und b nicht an die Phasenspannungen, sondern an verkettete Spannungen,
nämlich an den Spannungen RT bzw. ST, angeschlossen sind. Analoge Schaltungen können
für einseitige Belastungen in den Phasen ST und RT verwendet werden. Auch bei dieser
Schaltung ist die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung in den einzelnen
Wandlern ß - 600 bzw. jB + 600, also die gleiche wie bei der Schaltung nach Fig.
7 bis 7b.
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In Fig bis ga ist eine Schaltung für gleichseitige Blindverbrauchsbelastung
dargestellt, die an Stelle der Fig. 7 treten kann.
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Die Stromspulen A und B des zu prüfenden Zählers P sind ebenso geschaltet
wie in Fig. 6 b. Die Spannungsspule C liegt dagegen an der Phase RO, die Spannungsspule
D' an der PhaseTO. Die Stromspule G des Eichzählers E ist über den Wandler W in
die Phase R eingeschaltet. Die Belastung liegt wie bei Fig. 6 an der Phase RT. Der
Wandler a ist mit umgepolter Sekundärwicklung an die Phase RS, der -Wandler b an
die Phase TS angeschlossen. Die Anzapfungen sind jetzt wieder 7 und 8 bzw. I7 und
I8. Die Wandlerströme haben Phasenverschiebungen von B - 300 bzw. ,B + 30°, also
wieder die gleiche Verschiebung wie beispielsweise im Falle der Fig. I.
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An Stelle der Schaltung nach Fig. 4 für gleichseitige Wirkverbrauchsbelastung
kann auch eine Schaltung gemäß Fig. 10 treten, bei der analog der Fig. 9 die Spannungs
spulen des zu prüfenden Zählers geschaltet sind. Die Phasenwinkel für die Wandler
sind hier wieder B + 300 bzw. ß - 300. Die Anzapfungen sind 7, 8 bzw. I7, I8.
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Fig. I2 zeigt das Wandlerschaltbild, Die Anzapfungen 6 bis 8 bzw.
I6 bis I8 der Sekundärwicklungen sind derartig zu einer Reihe von Kontaktfluchten
100, 200, 300, 400 geführt, daß die paarweise Verbindung der Kontakte zu einer Flucht
nicht nur die richtige Schaltung hinsichtlich der Phase, sondern auch hinsichtlich
der Größe der abgegriffenen Spannung ergibt. Die Kontaktbrücken können an einer
gemeinsamen Leiste befestigt sein; die abwechselnd auf die Flucht von 100, 200 usw.
aufgesteckt wird. Befindet. sich die Leiste auf der Flucht 100, dann ergibt sich
die Schaltung nach Fig. I, falls eine der Klemmen I bis 4 an die PhaseR und eine
der Klemmen II bis 14 an die Phase S sowie die Klemme 5 an 0 angeschlossen wird.
Befindet sich die Kontaktleiste auf der Flucht 200, dann ergibt sich eine Schaltung
nach Fig. 7b, falls einer der Kontakte 1 bis 4'an die Phase T, einer der Kontakte
II bis 14 an die Phase R und der Kontakt 5 an die Phase S angeschlossen wird.
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Wird die Leiste auf die Kontaktflucht 300 umgesteckt, dann ergibt
sich eine Schaltung beispielsweise nach Fig. 4, wenn eine der Klemmen I bis 4 an
die Phasen, eine der Klemmen II bis 14 an die Phase T und die Klemme 5 an die Phase
S angeschlossen wird.
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Wird schließlich die Kontaktleiste auf die Kontaktflucht 400 gesteckt,
dann ergibt sich beispielsweise eine Schaltung nach Fig. ii, falls eine der Klemmen
I bis 4 an die Phase S, eine der Klemmen II bis 14 an die Phase R und die Klemme
5 an 0 angeschlossen wird.
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Die Klemmen I bis 4 bzw. ii bis 14 sind, wie schon erwähnt, entsprechend
der Spannung des zu prüfenden Zählers an Hand einer Tahelle, auszuwählen.
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Die Erfindung bietet u. a. den Vorteil, daß die Wandler gleichmäßig
und nur mit bestimmten, leicht einstellbaren Bürden belastet sind und daß sich mit
dem gleichen Wandlersatz, namentlich unter Zuhilfenahme einer Steckvorrichtung gemäß
Fig. I2, einfach und übersichtlich die verschiedenen Eichschaltungen durchführen
lassen. Ein besonderer Vorteil besteht noch darin, daß sich mit einem einphasigen
Wirkverbraucheichzähler Drehstromdreileiterzähler in den verschiedensten Belastungsarten,
und zwar Drehstromzähler für Wirl<- und Blindverbrauch, eichen lassen.
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Eine besonders einfache Ausführungsform erhält man, wenn man aus
den dargestellten Schaltbildern nur die auswählt, bei denen der Winkel 8 + 300 vorkommt.
In diesem Fall braucht man die Wandler'oder den Eichzähler nur für diese eine Bürde
zu eichen. Die Schaltbilder zeigen, daß man mit dieser Bürde für sämtliche Wirk-
und Blindverbrauchsschaltungen auskommt.
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Die in der Beschreibung genannten Eichzähler und -wattmeter können
auch Prüfzähler und -wattmeter sein.