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Verfahren und Einrichtung zur Messung des Übersetzungsverhältnisses und des
Phasenwinkels von Spannungs- und Stromwandlern.
Die bisher verwendeten Methoden zur Prüfung von Messtransformatoren haben den Nachteil, dass sie entweder kompliziert sind, kostspielige Instrumente erfordern und sich nicht für lauf ende Messungen eignen, oder aber, dass sie zu ungenau sind. Durch vorliegende Erfindung soll diesem Mangel abgeholfen werden.
Die Erfindung sei an Hand der Abbildungen erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Schaltbild zur Prüfung von Spannungswandlern.
I und 11 sind Zweisystemzähler, an denen auch Bruchteile der Scheibenumdrehungen genau abgelesen werden können. Die Triebsysteme des Zählers I sind Ci und 81, die Triebsysteme des Zählers 11 sind C2 und dz Die Klemmen der Spannungspfade der einzelnen Triebsysteme sind c1, c1', s1, s1' und c2, c2', s2, s2'.
In die Spannungspfade der Triebsysteme 81 und 82 sind Kondensatoren C und Ohmsche Widerstände R von solcher Grösse eingeschaltet, dass bei gemeinsamer Spannung an den Klemmen aller Spannungspfade die Vektoren der Ströme in den Spannungspfaden 81 und 82 um 900 gegenüber denen der Spannungspfade Cl und C2 verdreht sind. 81 und 82 sind dann Blindverbrauchsysteme (Sinussysteme), Cj und C2 Wattverbrauchsysteme (Cosinussysteme).
Die beiden Systeme brauchen nicht unbedingt so abgeglichen zu sein, dass sie Drehmomente entsprechend der Wirkleistung E I cos cp bzw.
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d. h. die beiden Triebsysteme jedes Zählers sind so einzurichten, dass die Drehmomente einander stets dann gleich sind, wenn bei gemeinsamer Speisung die beiden Spannungspfade die Vektoren der Ströme in den beiden Stromspulen zueinander senkrecht stehen. Vorteilhaft wird man allerdings zum Zwecke des leichteren Eiehens der Systeme den Winkel a = 0 machen und so seine Wirk-bzw. Scheinverbrauchs- systeme erhalten. Diese Abgleichung braucht auch nicht gerade mit Hilfe von Kondensatoren geschehen, sondern es können auch andere, an sich bekannte Mittel zur Verwendung gelangen, welche die gleiche Wirkung hervorrufen.
Die Stromspulen aller Systeme sind hintereinander geschaltet und werden durch einen Hilfsstrom gspeist, dessen Phase in an sich bekannter Art in bestimmten Grenzen verändert werden kann. Zu diesem Zwecke ist beispielsweise ein Pol des Hilfstransformators T mit einer Phase der Dreiphasenspannung x, y, z verbunden, während sein zweiter Pol mit einem Schleifkontakt in Verbindung steht, der sich auf einem die zwei übrigen Phasen verbindenden Widerstand W bewegt.
Bei der Messung des Übersetzungsverhältnisses wird die Sekundärwicklung des zu messenden Spannungswandlers Me an den Spannungspfad c1, c1' geschaltet, während die übrigen Spannungspfade an die Enden der Sekundärwicklung des Normalwandlers Ne, dessen Fehler genau bekannt ist, geschaltet werden. Die Phase des Hilfsstromes wird so eingestellt, dass Zähler I in Ruhe ist, wenn der Wandler Me sekundär ausgeschaltet ist. Da im Zähler 7 dann nur das Triebsytem wirksam ist, bedeutet das, dass der Hilfsstrom in Phase mit der Sekundärspannung des Normalwaudlers N steht.
Nach Einschalten
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Bei der Messung des Phasenwinkels wird, um eine Drehung des Hilfsstromes um 900 in der Phase entbehrlich zu machen, folgende Umschaltung vorgenommen : Die Enden m. der Sekundärwicklung des zu messenden Wandlers Me werden an den Spannungspfad SI's/. die übrigen Spannungspfade dagegen parallel an die Sekundärwicklung eines Normalwandlers Ne geschaltet. Die Phase des Hilfsstromes bleibt unverändert.
Das System 01 des Zählers 1 entwickelt dann ein Drehmoment sehr angenähert proportional der Spannung Endes Normalwandlers, während das System 81 desselben Zählers ein Moment entsprechend dem-sin t tang des Winkels der beiden sekundären Wandlerspannungen entwickelt. Im Zähler 11 ruft lediglich das Systeme ein Drehmoment hervor, u. zw. proportional em; S2 entwiekelt kein Drehmoment,
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Dabei bedeuten : t = Zeit, k = Konstante der Zählertriebsysteme, B und. E, die Sekundärspannungen der Wandler Ne und Me, 7/, = Hilfsstrom.
Damit sich die Fehler infolge ungenauer Einstellung der Zählerkonstanten aufheben, werden alle Messungen mit vertanschten Zählern wiederholt und daraus das Mittel genommen.
Ganz ähnlich geschieht die Messung bei Stromwandlern. Fig. 2 zeigt das zugehörige Schaltschema.
Hier werden bei der Messung des Übersetzungsverhältnisses und Phasenwinkels alle Spannungspfade der Zähler parallel an die Hilfsspannung. E/ die Enden m, m'der Sekundärwicklung des zu messenden Wandlers Mi hingegen nacheinander an die Stromspule jedes Systems angeschlossen, wobei die übrigen Stromspulen stets hintereinander an den Enden n, n'der Sekundärspule des Normalwandlers Ni liegen.
Die Wirkungsweise gleicht vollkommen jener der Prüfung von Spannungswandlern, nur treten an Stelle der Wandlerspannungen die Wandlerströme und an Stelle des Hilfsstromes die Hilfsspannung.
Die Umschaltung kann auf beliebige Art geschehen, beispielsweise mittels eines Walzen-, Hebeloder Stöpselschalters od. dgl.
Zur genauen und schnellen Einstellung der beiden Zähler in die Nullage und zu ihrer gleichzeitigen Freigabe zu Beginn der Messung wird vorteilhaft eine gemeinsame Arreitierungsvorrichtung vorgesehen. etwa ähnlich, wie in Fig. 3 schematisch gezeichnet. B und B2 sind die Triebscheiben bzw. Bremsscheiben der beiden Zähler und je mit einem Anschlagstift Al und A2 versehen. Durch die Riegel jss und B. die auf einer Welle H sitzen, kann die Drehung der Zählerscheiben gehemmt bzw. können diese gleichzeitig freigegeben werden.
Ebenso könnten natürlich auch andere Arretiervorrichtungen, etwa elektro-
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Zur bequemen Anwendung der beschriebenen Einrichtung in der Praxis ist es vorteilhaft, beide Zähler samt der zur Durchführung der erforderlichen Schaltungen bestimmten Vorrichtung in ein gemeinsames Gehäuse einzubauen.
Die hauptsächlichsten Vorteile der Erfindung sind folgende : Hohe Genauigkeit und Schnelligkeit der Messung, selbst bei schwankender Netzspannung ; alle Messungen, also auch jene des Phasenwinkels, erfolgen bei voller Drehgeschwindigkeit der Zähler. Die Messungen können auch ausserhalb des Laboratoriums, auch während des normalen Betriebes, ausgeführt werden. Die benutzten Instrumente sind verhältnismässig billig ; die Zähler sind nicht wesentlich teurer als normale Zweisystemzähler. Die übliche Verstellung der Phase des Hilfsstromes oder der Hilfsspannung um 90 elektrische Grade entfällt und somit ist die
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alle Messungen genügt ein einziger Beobachter.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Messanordnung zur Messung des Übersetzungsverhältnisses und des Phasenwinkels von Messwandlern, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Zweisystemzähler mit Triebsystemen solcher Art verwendet werden, dass die Drehmomente der beiden Systeme eines jeden Zählers einander stets dann gleich sind, wenn die Vektoren der Ströme in den beiden Stromspulen bei gemeinsamer Speisung der beiden Spannungspfade zueinander senkrecht stehen.