DE857288C - Vorrichtung zur Summierung vektorieller Groessen, insbesondere fuer die Erfassung des elektrischen Scheinverbrauchs - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Summierung vektorieller Größen, insbesondere für die Erfassung des elektrischen Scheinverbrauchs Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der in überaus einfacher Weise eine Summierung der Messungen zweier integrierender Meßinstrumente ermöglicht wird, die Größen verschiedener vektorieller Richtung ergeben. Eine solche Vorrichtung ist insbesondere von großer praktischer Bedeutung in der elektrischen Energiewirtschaft, um aus der Messung des Wirk- und des Blindverbrauchs den Scheinverbrauch zu erhalten. Es läßt sich damit unter Verwendung eines normalenWirk- und Blindverbrauchszählers ein Scheinverbrauchsiähler verwirklichen, mit dem die sämtlichen Schwierigkeiten behoben sind, die bisher für die Scheinverbrauchsmessung bestanden.
• Für die Summierung der Messungen beider Meßinstrumente wird erfindungsgemäß dasFestmengenmeßprinzip benutzt. Unter diesem Prinzip wird eine Meßmethode verstanden, bei der nicht wie bei den Höchstverbrauchsmessern von der Zeit als fester Einheit, sondern von der Menge bzw. dem Verbrauch z. B. an geleisteter oder bezogener Arbeit als Einheit ausgegangen wird. In der einfachsten Form wird bei dem FestmengenmeR-prinzip als Geber ein kWh-Zähler verwendet, wenn es sich um die Registrierung einer elektrischen Arbeit handelt. Eine bestimmte Zahl von Umdrehungen dieses Zählers entspricht jeweils einer bestimmten Festmenge, und die Anordnung kann so getroffen sein, daß nach einer bestimmten Zahl von Umdrehungen immer ein Impuls zu einer Registriervorrichtung gegeben wird. Durch die Registriervorrichtung läuft ein Registrierstreifen mit konstanter Geschwindigkeit auf dem jeweils bei Eintreffen eines Impulses eine Markierung an- gebracht wird. Der Zeitabstand zwischen zwei Markierungen ändert sich mit der Höhe des Verbruchs, so daß auf diese Weise eine Messung zustande kommt, die z. B. für statistische Zwecke u. dgl. verschiedenartig ausgewertet werden kann.
• ßei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Summierung vektorieller Größen sind zwei Meßinstrumente erforderlich. Die beiden Meßinstrumente wirken hierzu jeweils im Sinn einer vektoriellen addition zusammen, bis der Absolutwert der vektoriellen Summe den Betrag der Festmenge erreicht hat, und die so erhaltenen Festmengen werden in irgendeiner gewünschten Weise zur Wirkung gel)ì-acht, z. B. für die Scheinverbrauchsmessung auf einem Zählwerk registriert. Das Zusammenwirken der Meßinstrumente läßt sich dabei in verschiedenster Weise durchführen. Einige Ausführungsmöglichkeiten sind in der Zeichnung schematisch veranschaulicht, wobei in allen Fällen das eine Meßinstrument als Wirkverbrauchszähler, das andere alsBlindverbrauchszähler gedacht sein mag.
• Nach Fig. I zunächst sind A und B zwei Zahnstangen, die senkrecht zueinander angeordnet und in ihrer Längsrichtung verschiebbar sind. Die Längsverschiebung erfolgt z. B. für die Stange A durch elektrische Impulse des Wirkverbrauchszählers, für die Stange B durch elektrische Impulse des Blindverbrauchszählers, und zwar so, daß die Verschiebung der Stange A dem Wirkverbrauch, die der Stange B dem zugehörigen Blindverbrauch entspricht. Beide Stangen bestehen aus Metall und sind durch Gleitkontakte an die Leitungen 11 und 12 angeschlossen. Sie greifen je mit einem Stift in den Längsschlitz einer Isolierstoffschiene S, die an beiden Enden des Schlitzes Kontakte kl, k2 aufweist. Diese Kontakte sind durch eine Leitung 13 miteinander verbunden. In der Ausgangslage liegen die beiden Stangen, B mit den Führungsstiften im Schlitz M aneinander, wobei aber ein elektrischer Kontakt vermieden sein muß. Die Meßinstrumente bewirken dann beim Messen von Wirkverbrauch und Blindverbrauch eine Längsverschiebung derart, daß die Schiene S in dem rechtwinkligen Dreieck, dessen Katheten durch Wirkverbrauch und Blindverbrauch gegeben sind, die Hypotenuse hildet und die Führungsstifte sich voneinander entfernen, bis schließlich der eine gegen Kontakt kl, der andere gegen Kontakt k2 zum Anliegen kommt. Damit ist eine Scheinverbrauchsfestmenge gegeben, und es erfolgt über die Leitungen li, 12, 1ag 1S ein Stromstoß, der z. B. die Registrierung der Festmengen auf einem Zählwerk und zugleich die Rückfiührung der Zahnstangen A, B in die Ausgangslage zur Folge hat. Beim Weiterarbeiten der beiden Meßinstrumente oder auch nur eines von ihnen wiederholt sich dieser Vorgang.
• Damit kann die Zahl der gemessenen Scheinverbrauchsfestmengen und, bei Berücksichtigung ihres kVAh-Wertes, der Scheinverbrauch auf dem Zählwerk angezeigt werden. Im übrigen läßt die Winkellage der Schiene S am Ende des jeweiligen Meßspiels entnehmen, mit welchem mittleren Leistungsfaktor die Entnahme der Scheinverbrauchsfestmenge erfolgt ist, da der Winkel zwischen A und S unmittelhar den Verschiebungswinkel darstellt.
• Statt der Zahnstangen ist nach Fig. 2 die Verstellung von Kurbelgetrieben vorgesehen. Es treibt also mittelbar oder unmittelbar beispielsweise der Wirkverbrauchszähler das Getriebe A1, der Blindverbraucbszähler das Getriebe B1 an. Beide Getriebe werden damit heim Antrieh aus der gezeichneten Ausgangslage in entgegengesetztem Sinn entsprechend der Pfeilrichtung verstellt und bewirken auf diese Weise über die Kuppelstangen die Verschiebung der Kontakte kl, k2 in einer Geradführung. Die Scheinverbrauchsfestmenge ist dann mit der Berührung der Kontakte gegeben, die ihrerseits das Schließen des Stromkreises für die Festmengenregistrierung und die Rückführung der Kurbelgetriebe in die Ausgangslage hewirkt. Der Leistungsfaktor ist in diesem Fall aus der Verschiebung der Kontakte k1, k2 bis zur Berührung. also ihrer Lage im Berührungszeitpunkt feststellbar.
• Bei der Ausführung nach Fig. 3 sind von einer Nullage aus zwei Kontaktbahnen mit ungleich langen Stufenkontakten seiikrecht zueinander angeordnet, auf denen die Kontakte kl, k, verschoben werden, k1 durch den Blindverbrauch, k2 durch den Wirkverbrauchsiähler. Die Scheinverbrauchsfestmenge entspricht dann einer bestimmten Hypotenusenlänge und dieser wiederum entspricht immer ein bestimmtes Kontaktpaar. So zusammengehörige Kontakte können dabei paarweise miteinander verbunden werden. Wenn die Kontakte k1, k,: die irgendwie durch eine Isolierschiene S gegen diese verschiebbar mechanisch verbunden sein können, in Abhängigkeit von den Zählermessungen aus der Nullage verstellt werden, ergibt sich damit eine elektrische Verbindung zwischen diesen Kontakten,, sobald die bestimmte Hypotenusenlänge erreicht ist, also eine Scheinverbrauebsfestmenge vorliegt. Indem der Kontakt kt mit der Leitung 1t, der Kontaktk, mit der I eitung l2 verbunden ist, hat dies wieder einen Stromstoß zur Folge, der die Registrierung sowie die Rückführung der Kontakte kl, k2 in die Ausgangslage bewirken kann. Die Feststellung des Leistungsfaktors ergibt sich wie bei Fig. I aus der Winkellage der Schiene S.
• Diese Ausführung kann nach Fig. 4 noch dahin abgeändert werden, daß die Kontaktbahnen, statt senkrecht zueinander, je in einer Kreisbahn angeordnet und die Kontakte k1, k2 als Kontaktarm ausgebildet sind, die jeweils aus einer Nullage durch die Zähler in der Pfeilrichtung gedreht werden. Auch hierbei sind die Kontakte beider Kontaktbahnen paarweise verbunden, und jede Scheinverbrauchsfestmenge kommt durch das gleichzeitige Aufliegen beider Kontaktarme auf den Stufenkontakten eines solchen Kontaktpaares zum Ausdruck. Die Lage jedes der Kontaktartne k1, k2 beim Auftreten des Festmengenstromstoß es ergibt zugleich den Leistungsfaktor.
• Wie schon erwähnt, kann in allen Fällen an Stelle der Festmengenregistrierung ein anderer Vorgang iii Betracht kommen. Beispielsweise ist der Festmengenstromstoß bei der Scheinverbrauchsmessung auch henutzbar, um Schalt- oder Regelvorgänge zu steuern. Der Leistungsfaktor kann gegebenenfalls durch Anbringung einer Skala unmittelbar ablesl>ar sein. Wie der Antrieb durch die beiden Aleßinstrumente erfolgt, ist grundsätzlich gleich. jedoch wird zur Entlastung der Meßinstrumente im allgemeinen ein mittelbarer Antrieb vorzuziehen sein.
• PATEN TA N 5 p i, t' Cii E: 1. Vorrichtung zur Summierung zweier verschieden gerichteter vektorieller Größen, deren Absolutwerte über integrierende Nteßgeräte erhalten werden. inshesondere zur Erfassung des elektrischen Scheinverlrauchs aus Wirk- und Blindverbrauch dadurch gekennzeichnet, daß die Summierung unter Benutzung des Festmengenprinzij)s erfolgt.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßgeräte im Sinn einer vektoriellen Addition ihrer Messungen zusammenwirken und jeweils bei Erreichung eines festgesetzten Betrages der vektoriellell Summe ein gewiinschter Vorgang, z. B. eine Festmengenregistrierung, ausgelöst wird.

   3. Sorrichtung nach .nsl>ruch I und 2, dadurch gekennzeichnet. daß mit der Erreichung des festgesetzten Betrages zugleich die Rückführung in die Ausgangslage bewirkt wird.

   4. Vorrichtung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet. daß bei Erreichung des festgesetzten Betrages ein Stromkreis geschaltet wird, der den gewünschten Vorgang und die Riickführung in die Ausgangslage herbeiführt.

   5. Vorrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßinstrumente die Einstellung eines Meßgliedes in zwei zueinander senkrechten Richtungen beeinflussen, derart, daß die Messung jedes der Instrumente eine Kathete, das Meßglied die Hypotenuse eines rechtwinkligen Dreiecks ergibt und daß bei Erreichung einer bestimmten Länge der Hypotenuse der gewünschte Vorgang samt der Rückführung eintritt.

   6. Vorrichtung nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei stangenartige Verstellglieder in einen Längsschlitz einer das Meßglied bildenden Schiene eingreifen und das Schalten des Festmengenstromkreises bewirken, wenn ihr Abstand in dem Längsschlitz der bestimmten Hypotenusenlänge entspricht.

   7. Vorrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß von einer Nullage aus zwei Kontaktbahnen senkrecht zueinander angeordnet und dabei Stufenkontakte, die einer den festgesetzten Betrag der vektoriellen Summe ergebenden Einstellung entsprechen, paarweise verbunden sind, andererseits zwei Meßgliedkontakte über diese Kontaktbahnen bewegt werden, bis sie auf miteinander verbundene Stufenkontakte treffen.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbahnen statt senkrecht zueinander, je in einer Kreisbahn angeordnet und die Meßgliedkontakte durch die zugehörigen Kontaktarme gegeben sind.

   9. Vorrichtung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der MeB-instrumente über ein Kurbelgetriebe einen von zwei Kontakten aus einer Ausgangslage verstellt, in der sie einen dem festgesetzten Betrag der vektoriellen Summe entsprechenden Abstand aufweisen, und die beiden Kontakte durch diese Verstellung einander genähert werden, bis schließlich die Berührung eintritt.

   Io. Vorrichtung nach Anspruch 5, 7, 8 oder 9 zur Erfassung des elektrischen Scheinverbrauchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Meßglieder zur Anzeige des Leistungsfaktors benutzt wird.