DEP0008960DA - Selbsttätiger Kompensator zur Darstellung einer Wechselstromgröße durch einen Gleichstrom, insbesondere für Fernmeßzwecke - Google Patents

Description

Die Erfindung befasst sich mit einem selbsttätigen Kompensator zur Darstellung einer Wechselstromgrösse durch einen Gleichstrom, bei dem als messendes Organ ein Ferrarismesswerk benutzt wird. Derartige Kompensatoren finden insbesondere für Fernmesszwecke Anwendung. Hier hat sich neben dem Verfahren der Impulsfrequenzfernmessung für kürzere Entfernungen bei durchgeschalteten Leitungen und auch für örtliche Summierungsanlagen die Drehmomentkompensationsmessung nach dem Messwertumformer-Prinzip mehr und mehr durchgesetzt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den Messwertumformern einen möglichst einfachen Aufbau zu geben. Dabei ist der Erfinder den Weg gegangen, normale Drehstromzähler für den genannten Zweck in einfacher Weise brauchbar zu machen. Aus der Erkenntnis heraus, dass das bewegliche Zählersystem bei der Verwendung des Zählers als Messwertumformer nicht mehr rotiert, das Drehmoment des Zählers temperaturabhängig wird, schlägt die Erfindung vor, dass die Temperaturabhängigkeit des Ferrarismesswerkes durch Parallelschalten von Widerständen zu dem im Kompensationskreis liegenden, das Drehmoment des Messwerkes beeinflussenden Einrichtungen kompensiert wird.

Wird als Kompensationsmesswerk ein Drehspulgerät angewendet, so wird gemäss einer weiteren Ausführung der Erfindung weiterhin so vorgegangen, dass dem Rähmchen des Drehspulgerätes Widerstände parallel geschaltet sind.

Während der Hauptanteil der Temperaturkompensation durch den Nebenschluss eines aus Constantan bestehenden Widerstandes zum Rähmchen des Drehspulgerätes übernommen wird, wird diese Wirkung durch den diesen Constantan-Widerstand wiederum parallel geschalteten temperaturabhängigen Widerstand noch verbessert.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Erfindung ist auf das Ausführungsbeispiel nicht beschränkt.

Der Messwertumformer MW besteht im wesentlichen aus dem Drehstromleistungsmessystem b1 und dem Gleichstromkompensationssystem b2. Auf die obere Zählerscheibe ist die Dämpfungsfahne c gesetzt worden, welche die Hochfrequenzschwingung einregelt und auf die untere Zählerscheibe ist das Kompensationsrähmchen d aufgesetzt worden.

Das Kompensationsrähmchen d bildet zusammen mit den Magnetsystem e das Gleichstromkompensationssystem. Im Nebenschluss zum Kompensationsrähmchen d liegt der Constantan-Widerstand n und zu diesem parallel der temperaturabhängige Widerstand t in Reihe mit einem Widerstand w.

Die Röhre Rö gehört einer Regeleinrichtung an, die aus einer Hochfrequenzschwingschaltung besteht, durch welche die reibungslose Einregelung des Kompensationsstromes mit Hilfe der Dämpfungsfahne c geschieht. Diese Vorgänge werden weiter unten noch näher beschrieben. Im Anodenschwingkreis dieser Hochfrequenzschwingschaltung liegt die Anodenrückkopplungsspule L1 und der Kondensator C1. Die Gitterrückkopplungsspule wird mit L2 bezeichnet. Diese Regeleinrichtung ist bekannt.

Die Wirkungsweise des Zählermesswertumformers ist folgende:

Durch die beiden Leistungssysteme des Zählers mit den Spulen a1, a2, a3 und a4, die normalerweise in Aronschaltung die Drehstromleistung eines Netzes oder die Maschinenleistung eines Kraftwerks messen, wird in den beweglichen Zählerscheiben b1 und b2 ein Drehmoment hervorgerufen, dass die Dämpfungsfahne c und einige Winkelgrade von rechts nach links bewegt. Durch die Änderung der Lage der Dämpfungsfahne zwischen den Rückkopplungsspulen L1 und L2 der Schwingschaltung wird eine Änderung des Hochfrequenzstromes hervorgerufen, der nach seiner Gleichrichtung durch den Gleichrichter G1 in dem Gleichstromkompensationssystem f ein Gegendrehmoment erzeugt, durch welches das Zählerdrehmoment aufgehoben wird. Die Grösse des gleichgerichteten Hochfrequenzstromes ist also ein Mass für das Drehmoment des Zählermesswerkes und damit direkt proportional der Drehstromleistung, die gemessen wird. Ein in dem Gleichstromkreis eingeschaltetes Drehspulinstrument B zeigt also die gemessene Drehstromleistung an. Die Anzeige ist unabhängig von dem Widerstand des Gleichstromkreises, da der Kompensationsstrom durch die Dämpfungsfahne c automatisch so lange nachgeregelt wird, bis das Zählerdrehmoment mit dem Drehmoment des Kompensationsstromes übereinstimmt. Für die Proportionalität der Anzeige über den ganzen Messbereich ist dafür zu sorgen, dass die Induktion in dem Luftspalt des Magnetkreises in dem Bereich der Bewegung der Spule konstant ist, was durch eine genügende Polschuhbreite ohne weiteres zu erfüllen ist, so dass die Bewegung des Kompensationsrähmchens d innerhalb des homogenen Kraftlinienfeldes erfolgt.

Da das bewegliche Zählersystem bei der Verwendung des Zählers als Messwertumformer nicht mehr rotiert, wird das Drehmoment des Zählers temperaturabhängig. Es fehlt nämlich das Dämpfungsmoment, das von dem permanenten Magneten auf die rotierende Zählerscheibe ausgeübt wird und das gleichfalls - wie das Triebmoment - temperaturabhängig ist, so dass sich der Temperatureinfluss des Dämpfungsmomentes mit dem Temperaturfehler des Triebmomentes aufhebt.

Die Beseitigung des Temperaturfehlers beim stillstehenden Zähler wird durch die Ausbildung des Nebenschlusses zum Kompensationsrähmchen durchgeführt. Der Nebenschluss zum Rähmchen d besteht aus einem Constantan-Widerstand n und einem gemischten Widerstand, bestehend aus dem Thernevid t und dem Karbovid w. Den Hauptanteil an der Temperaturkompensation übernimmt der Nebenschluss aus Constantan, während der Kreis mit dem Thernevid nur bei der Wahl kleiner Mesströme notwendig ist, so dass dieser Teil des Nebenschlusses in vielen Fällen fortgelassen werden kann.

Die Kompensation des Temperatureinflusses geht aus folgenden Überlegungen hervor:

Bei einer Temperaturänderung um 10° ändert sich das Drehmoment des Zählermesswertumformers um ungefähr 3,5%. Der Widerstand des Cu-Rähmchens ändert sich bei der gleichen Temperaturänderung um 4%. Er nimmt bei steigender Temperatur zu, während das Drehmoment des Umformers bei steigender Temperatur abnimmt. Der Spannungsabfall am Rähmchen nimmt also bei steigender Temperatur zu, da der Strom zwar um 3,5% zurückgeht, der Widerstand des Rähmchens aber um 4% steigt. Durch ie Spannungserhöhung am Rähmchen tritt eine Stromerhöhung in den Nebenschluss zum Rähmchen auf, dessen Widerstand konstant bleibt. Diese Stromerhöhung ist umso grösser, je kleiner der Nebenschluss ist d.h. je grösser der Strom im Aussenkreis des Messwertumformers gewählt wird.

Bei kleinen (Messgeräten) Meßströmen wird der Constantan-Widerstand, der als Nebenschluss zum Messrähmchen liegt, hochohmig. In diesem Fall reicht die Stromerhöhung im Constantan-Widerstand, die infolge des höheren Spannungsabfalls im Messrähmchen auftritt, zur Beseitigung des Temperaturfehlers nicht mehr aus. Es ist dann notwendig, parallel zu dem Messrähmchen einen Widerstand zu schalten, dessen Ohmwert bei steigender Temperatur kleiner wird ein sogenanntes Thernevid.

Claims (3)

1) Selbsttätiger Kompensator zur Darstellung einer Wechselstromgröße durch einen Gleichstrom, bei dem als messendes Organ ein Ferrarismesswerk benutzt wird, insbesondere für Fernmesszwecke, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturabhängigkeit, des Ferrarismesswerkes (MW) durch Parallelschalten von Widerständen (n, t, w) zu den im Kompensationskreis liegenden, das Drehmoment des Messwerkes (MW) beeinflussenden Einrichtungen (d) kompensiert wird.

2) Selbsttätiger Kompensator nach Anspruch 1, bei dem als Kompensationsmesswerk ein Drehspulgerät verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rähmchen (d) des Drehspulgerätes Widerstände (n, t, w) parallel geschaltet sind.

3) Selbsttätiger Kompensator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Rähmchen (d) des Drehspulgerätes ausser temperatur-unempfindlichen Widerständen temperatur-empfindliche Widerstände parallel geschaltet sind.