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Einrichtung zur Uberwachung von Elektrizitätsverbrauch Eines der wirksamsten
Mittel zur Verbilligung der elektrischen Arbeit ist die möglichst ununterbrochene
Ausnutzung ihrer Erzeugungs-, Fortleitungs- und Verteilungsanlagen mit der höchsten
Leistung, für die sie bemessen worden sind. Diese höchste Leistung ist aber gewöhnlich
durch Belastungsspitzen gegeben, die nur von kurzer Dauer sind. Die Elektrizitätswerke
haben deshalb ein großes Interesse daran, daß ihre Abnehmer elektrische Arbeit außerhalb
der Zeiten höchster Belastung, sog. Füllstrom, entnehmen. Es sind denn auch schon
frühzeitig Tarife entwickelt worden, die darauf hinzielen, die Ausnutzung der Anlagen
in dieser Hinsicht zu verbessern. Als Hauptformen solcher Tarife kommen heute die
Grundgbühren-, Mehrfach- und Festmengentarife in Betracht.
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Bei den Grundgebührentarifen wird die Grund- oder Bereits. tellungsgebühr
entweder nach der gemessenen Höchstleistung oder der angeschlossenen Leistung bzw.
einem Teil derselben oder aber nach einer anderen Bezugsgröße (z. B. Zimmerzahl)
bemessen. Ein schwerwiegender Nachteil dieser Tarifform besteht darin, daß sie unberücksichtigt
läßt, ob die Abnehmer ihre Leistung zur Zeit der
Anlagenhöehstbelastung
oder außerhalb dieser Zeit in Anspruch nehmen. ÄVeil damit die Leistung immer gleich
bewertet wird, einerlei wann die Abnahme erfolgt, muß diese Tarifform kostenungerecht
wirken. Sie ergibt daher für die Abnehmer auch lediglich die Anregung zu einer möglichst
langen Benutzung der ihiien berechneten Leistung, keineswegs ahcr dazu, die Benutzung
außerhalb der Zeiten höchster Belastung erfolgen zu lassen.
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Der Grundgedanke bei den Mehrfachtarifen ist, die el.ktrische Arbeit
in Anlehnung an die Gestehungskostenkurve über Mehrfacht arifzähl er mit Schaltuhren
den Abnehmern in den Zeiten niedriger Netzbelastung billiger zu berechnen als in
den Zeiten mittlerer bzw. hohler Belastung. Dabei muß aber vorausgesetzt werden,
daß die einzelnen Belastungsstufen täglich zu bekannten und immer gleichbleibenden
Zeiten auftreten. Diese Voraussetzung trifft tatsächlich nicht zu. Abgesehen davon,
daß die Belastung schon innerhalb der 7 Tage einer \woche nicht einheitlich verläuft,
z. B. an Sonn- und Feiertagen niedriger ist als anNEterktagen, tritt die absoluteJahreshöchstbelastung
nur an wenigen Tagen, oftmals nur an einem einzigen, im voraus gar nicht bekannten
Tage und an diesem Tage zu einer meist ebenfalls nicht im voraus bekannten Uhrzeit
(Dreschspitze am Vor- oder Nachmittag, Lichtspitze in den Abendstunden usw.) auf.
Die mit der Jahreszeit sich ändernden Bedürfnisse der Stromabnehmer ändern dauernd
sowohl die Größe als auch die zeitliche Lage der übrigen Nilonatshöchsthelastungen.
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Deshalb bietet der 5lehrfachtarif mit der festliebenden zeitlichen
Steuerung seiner Tarifstufen ebenfalls keine Gewähr dafür, daß die Abnehmer die
elektrische Arbeit kostengerecht erhalten und auf diese Weise angeregt werden, sie
möglichst außerhalb der Zeiten hoher Anlagenbelastung zu beziehen, für die allein
beim Lieferwerk ein Interesse an einer Bellastungsbesehränkung der Abnehmer besteht.
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Für die Festmengentanfe in Verbindung mit zeitabhängigen Festmengenzählern
gelten sinngemäß die gleichen Überlegungen.
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Diese Mängel in der Preisbemessung elektrischer Arbeit durch Grundgebühren-,
Mehrfach- und ähnliche Tarife können erfindungsgemäß durch ein an der Verbraucherstelle
angeordnetes Schaltgerät beseitigt werden, das nach Maßgabe der gesamten Netzlast,
insbesondere der N etzwi rklast, entweder den Füllstromverbrauch oder die Tarifgeräte
oder beide zugleich beeinflußt. Mittels eines solchen Schaltgerätes wird die elektrische
Arbeit. in tatsächlicher Übereinstimmung mit der Gestehungskostenkuive des Lieferwerkes
selbsttätig um so billiger dargeboten, je niedriger die Anlagenbelastnng, also die
gleichzeitig von den Abnehmen verlangte Leistung, und um so teurer, je höher sie
ist. In Verbindung mit einem Höchstverbrauchszähler (Grundgebührentarif) beispielsweise
verbilligt das Schaltgerät dem Abnehmer die bezogene Leistung selbsttätig verhältnisgleich
der jeweiligen Netzbelastung, so daß der Abnehmer in den Zeiten der Netzteilbelastung
für den gleichen Leistungspreis mehr leistung erhält als in den Zeiten der Netzhöchsthelastung.
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Bei einem Mehrfachtarifzähler tritt das Schaltgerät an die Stelle
der Schaltuhr und schaltet seine einzelnen Tarifstufen selbsttätig in Abhängigkeit
von der Netzbelastung.
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Für den zeitabhängigen Festmengenzähler wird durch das Schaltgerät
die iaiberverbrauchszählung in den Zeiten geringer Netzbelastung ausgeschaltet.
Den Füllstromverbrauch steuert es durch Zu- bzw. Abschalten Voll Stromverbrauchsgeräten,
wie z. B. Heißvasserspeichern, die nicht dauernd am Netz zu liegen brauchten, sondern
vorzugsweise in Zeiten geringer Netzbelastung betrieben werden können.
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An sich ist es bekannt, die Preisbemessung für die elektrische Arbeit
von der Belastung abhängig zu machen, die bei dem Abnehmer selbst in Betracht kommt.
Damit ergibt sich dann der einer höheren Belastung entsprechende Preis aber auch
dann, wenn diese zu einer Zeit eintritt, in der die Gesamtbelastung der Anlage nur
gering ist und dem Lieferwerk infolgedessen eine Füllstromentnahme durch aus erwünscht
sein muß. Eine kostengerecllte und den Abnehmer zur Füllstromentnahme anregende
Preisbemessung ist auf diesem Wege also nicht zu erzielen. Soweit andererseits eine
Abhängigkeit der Preisbcmessung von der Gesamtbelastung der Anlage ins Auge gefaßt
worden ist, hat man dazu lediglich zentrale l lberwachungseinrichtungen vorgesehen,
von denen aus die Steuerung der Tarifgeräte bei den einzelnen Abnehmen dann durch
Fernübertragung erfolgen müßte.
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Abgesehen von den Fehlermöglichkeiten, die bei einer solchen Fernübertragung
bestehen, kommen dafür erhebliche Kosten in Betracht, die in vielen Fällen die praktische
Anwendung verhindern.
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Das Schaltgerät gemäß der Erfindung stellt die Netzbelastung ohne
Fernmessung oder -steuerung, vorzugsweise einfach durch Messung ihres Wirkwiderstandes
fest. Das kann bei einem Wechsel- oder Drehstromnetz etwa in der Weise geschehen,
daß dem Netz eine kleine Gleichspannung überlagert und aus dieser Spannung sowie
dem über die Netzbelastung fließenden kleinen Gleichstrom der jeweilige Wirkwiderstand
der Netzbelastung mit Hilfe eines Gleichstromquotientenmessers
gemessen
wird. Etwa an das Netz gelegte Phasenschieberkondensatoren (Blindleistungserzeuger)
bleiben auf diese Messung des Netzbelastungswirkwiderstandes ohne Einfluß.
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Ausführungsbeispiele für die Erfindung sind in schematischer Darstellung
durch die Abb. I und 2 der Zeichnung veranschaulicht.
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Abb. I zeigt dabei das Schaltgerät in Verbindung mit einem lÇleinabnehmer-Maximumzeiger,
Abb. 2 in Verbindung mit einem Mehrfachtarifzähler.
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Nach Abb. I speist das Wechselstromnetz I die Verbraucher 2 über
den Kilowattstundenzähler 3. 4 ist ein thermischer Maximumzeiger für Kleinabnehmer.
Parallel zu dessen vom Strom beheizten Bimetallstreifen liegt der veränderliche,
z. B. als Ringrohrwiderstand ausgebildete Nebenwiderstand 4'. Das Gerät 5 schaltet
diesen Nebenwiderstand 4' bei Netzhöchstbelastung aus, bei ihrem Absinken ein und
regelt ihn mit sinkender Netzbelastung allmählich auf Null herunter. Durch die Heizwicklung
des Bimetallstreifens im Maximumzeiger 4 fließt auf diese Weise der volle Strom
der Verbraucher 2 nur bei Netzhöchstbelastung, sonst, also bei Netzteilbelastung,
nur ein Teil desselben. 5' ist ein kleiner Trockengleichrichter im Schaltgerät 5,
5" ein Gleichstromquotientenmes ser. An der Spannungs spule des letzteren liegt
die vom Gleichrichter 5' erzeugte kleine Gleichspannung, und durch seine Stromspule
fließt ein Gleichstrom, der sich unter dem Einfluß dieser Gleichspannung über den
jeweiligen Netzbelastungswirlnviderstand ausbildet. Auf der Achse des drehbaren
Dauermagneten 6 im Gleichstromquotientenmesser 5,' sitzt der Ringrohrwiderstand4.
7 ist ein Ventilröhrchen, das die Stromspulen des Gleichstromquotientenmessers 5"
gegen die Netzwechselspannung abriegelt.
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In Abb. 2 speist das Wechselstromnetz. 1 die Verbraucher 2 über einen
Dreifachtarifzähler 3'. Das Gerät 5 schaltet die Tarifstufen des Zählers 3' mittels
eines Dreifachschaltrohres 3", das auf der Achse des drehbaren Dauermagneten 6 sitzt
und von dem Gleichstromquotientenmesser 5" in eine der jeweiligen Netzbelastung
entsprechende Schaltstellung gebracht wird. 5' ist, genau wie in Abb. I, ein kleiner
Trockengleichrichter, der die Spannungs- und, über den Wirkwiderstand der Netzbelastung,
Stromspulen des Gleichstromquotientenmessers 5" speist. 7 ist wieder das Ventilröhrchen.
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PATEXTANSPSLUCHE: I. Einrichtung zur Überwachung von Elektrizitätsverbrauch,
gekennzeichnet durch ein an der Verbraucherstelle angeordnetes Schaltgerät, das
nach Maßgabe der gesamten Netzlast, insbesondere der Netzwirklast, entweder den
Füllstromverbrauch oder die Tarifgeräte (z. B.
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Mehrfachtarifzähler, Höchstlastmesser) oder beide zugleich beeinflußt.