DE1129230B - Arrangement for setting the amount and phase of the voltage coil currents to define the measuring range for power factor meters for three-phase current - Google Patents

Description

Anordnung zum Einstellen von Betrag und Phase der Spannungsspulenströme zur Festlegung des Meßbereichs bei Leistungsfaktormessern für Drehstrom Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Einstellen von Betrag und Phase der Spannungsspulenströme zum Festlegen des Meßbereiches bei Leistungsfaktormessern für Drehstrom. Arrangement for setting the magnitude and phase of the voltage coil currents for determining the measuring range for power factor meters for three-phase current The invention relates to an arrangement for adjusting the magnitude and phase of the voltage coil currents to define the measuring range for power factor meters for three-phase current.

Es sind verschiedene Möglichkeiten der Leistungsfaktormessung in Drehstromnetzen bekannt. Es können dazu elektrodynamische Quotientenmesser, beispielsweise elektrodynamische Kreuzspulinstrumente, verwendet werden. Eine andere Möglichkeit ist in einer mechanischen Kupplung zweier elektrodynamischer Leistungsmesser gegeben, deren Stromspulen gemeinsam vom Strom einer Phase durchflossen werden und deren Spannungs spulen an zwei in der Phasenlage verschiedene, verkettete Spannungen ange schlossen sind. Die Luftspaltinduktion muß so ausgelegt sein, daß sich die beweglichen Spulen in gegenläufig inhomogenen Feldern bewegen. There are various options for power factor measurement in Three-phase networks known. For this purpose, electrodynamic quotient meters, for example cross-coil electrodynamic instruments can be used. Another possibility is given in a mechanical coupling of two electrodynamic power meters, whose current coils are traversed jointly by the current of one phase and whose Voltage coils are connected to two interlinked voltages with different phases are closed. The air gap induction must be designed so that the movable Move coils in opposing, inhomogeneous fields.

Sowohl bei den Kreuzspulinstrumenten als auch bei den gekuppelten Leistungsmessern ist es notwendig, den Spannungs spulen bzw. den Kreuzspulen Ströme zuzuführen, die in der Phasenlage gegenemander verschobenen Spannungen entsprechen. Dabei braucht diese Phasenverschiebung nicht unbedingt 900 zu betragen. Es können auch beispielsweise die in Drehstromnetzen vorliegenden Phasenunterschiede von 60 oder 1200 ausgenutzt werden. Die Größe dieses Phasenunterschiedes macht sich jedoch in der Skaleneichung bzw. im Meßbereich des Leistungsfaktormessers bemerkbar. Der Phasenunterschied zwischen den die Spannungs spulen bzw. die Kreuzspulen durchfließenden Strömen kann also auch zur Einstellung des Meßbereiches dienen. Both the cross-coil instruments and the coupled ones Power meters, it is necessary to coils the voltage or the cross-coil currents to supply, which correspond in the phase relation to each other shifted voltages. This phase shift does not necessarily have to be 900. It can also, for example, the phase differences of 60 present in three-phase networks or 1200 can be used. The size of this phase difference is important Noticeable in the scale calibration or in the measuring range of the power factor meter. Of the Phase difference between the voltage coils or the cross-wound coils flowing through Flow can also be used to set the measuring range.

Zur Einstellung verschiedener Meßbereiche lassen sich mehrere Schaltungsanordnungen verwenden. Several circuit arrangements can be used to set different measuring ranges use.

Eine dieser Schaltungsanordnungen besteht aus einer Sternschaltung mit drei ohmschen Widerständen. In zweien der Sternzweige sind die Spannungsspulen eingefügt. Bei Verwendung gleicher Spannungs spulen, wie sie aus Herstellungsgründen wünschenswert sind, können mit dieser Anordnung nur um cos = 1 symmetrische Meßbereiche ausgeführt werden. Eine andere Schaltungsanordnung kann aus einem sogenannten Doppelstern bestehen. Dieser besteht aus zwei parallel geschalteten Widerstandsstemschaltungen, wobei die beiden Sternpunkte nicht miteinander verbunden sind. In je einen der Sternrweige beider Sternschaltungen kann eine der Spannungsspulen eingefügt sein. Mit dieser Schaltungsanordnung sind zwar sowohl symmetrische als auch unsymmetrische Meßbereiche zu erzielen, jedoch ist diese Schaltung ziemlich aufwendig und bringt erhebliche Verluste mit sich. Diese Verluste treten als unerwünschte Wärmeentwicklung in Erscheinung, denn die Schaltungsanordnung zur Meßbereicheinstellung soll in das Instrumentengehäuse mit eingebaut sein. Die obenerwähnte Schaltungsanordnung hat auch noch einen anderen Nachteil. Die Einstellung der Winkellage der Spannungsspulenströme und die Einstellung der Beträge dieser Ströme sind voneinander abhängig, so daß die Justierung sehr zeitraubend ist.One of these circuit arrangements consists of a star connection with three ohmic resistors. The voltage coils are in two of the star branches inserted. When using the same voltage coils as they are for manufacturing reasons are desirable, can only be symmetrical around cos = 1 measuring ranges with this arrangement are executed. Another circuit arrangement can consist of a so-called double star exist. This consists of two resistor star circuits connected in parallel, whereby the two star points are not connected to each other. In each of the star branches one of the voltage coils can be inserted in both star connections. With this Circuit arrangements are both symmetrical and asymmetrical measuring ranges to achieve, however, this circuit is quite complex and brings significant Losses with it. These losses occur as undesirable Heat development in appearance, because the circuit arrangement for setting the measuring range should be in the instrument housing be built in. The above-mentioned circuit arrangement also has another one Disadvantage. The setting of the angular position of the voltage coil currents and the setting the amounts of these currents are interdependent, so that the adjustment is great is time consuming.

Es ist auch ein Schalttafelleistungsfaktormesser für Drehstrom bekannt, bei dem die beiden Spannungsspulen des Instrumentes über Widerstände einerseits an die Spannung einer Phase gegenüber einem künstlichen Nullpunkt, andererseits an die verkettete Spannung zwischen den beiden anderen Phasen angeschlossen sind. Eine Einstellung des Meßbereiches ist bei dieser bekannten Anordnung nicht vorgesehen. A panel power factor meter for three-phase current is also known, in which the two voltage coils of the instrument via resistors on the one hand to the voltage of one phase with respect to an artificial zero point, on the other hand are connected to the line-to-line voltage between the other two phases. An adjustment of the measuring range is not provided in this known arrangement.

Weiter ist ein Leistungsfaktormesser bekanntgeworden, der im wesentlichen aus einem elektrodynamischen Meßwerk besteht, dessen einzige Spannungsspule mit einem Ende an den beweglichen Abgriff eines über zwei Netzphasen gespeisten Potentiometers und mit ihrem anderen Ende über einen Widerstand mit der dritten Netzphase verbunden ist. A power factor meter has also become known which essentially consists of an electrodynamic measuring mechanism, its only voltage coil with one end to the movable tap of a potentiometer fed by two mains phases and connected at its other end to the third network phase via a resistor is.

Dieses bekannte Gerät unterscheidet sich grundsätzlich vom Erfindungsgegenstand dadurch, daß mit ihm bei jeder Messung durch den beweglichen Potentiometerabgriff das Instrument auf Nullausschlag eingestellt werden muß, wobei die Lage des beweglichen Potentiometerabgriffes ein Maß für die Größe des Leistungsfaktors abgibt. Zur Messung muß das Gerät also nach Art einer Meßbrücke bedient werden. Es ist demnach kein reines Ableseinstrument, das nach Herstellung der erforderlichen Anschlüsse auf einer Skala entsprechend dem Zeigerausschlag den Leistungsfaktor anzeigt. Demgegenüber soll der Erfindungsgegenstand einen Weg zeigen, wie bei einem Leistungsfaktormesser für Drehstromnetze der an der Skaleneinteilung ersichtliche Meßbereich durch Einstellung von Betrag und Phase der Spannungsspulenströme festgelegt werden kann, ohne mit den Nachteilen der eingangs erwähnten Anordnungen behaftet zu sein.This known device differs fundamentally from the subject of the invention in that with each measurement by the movable potentiometer tap the instrument must be set to zero deflection, taking into account the position of the movable Potentiometer tap gives a measure of the size of the power factor. For measurement the device must therefore be operated in the manner of a measuring bridge. It is therefore not a pure reading instrument that after making the necessary connections shows the power factor on a scale according to the pointer deflection. In contrast the subject of the invention is intended to show a way, as with a power factor meter for three-phase networks the measuring range indicated on the scale division by setting the amount and phase of the voltage coil currents can be determined without using to be afflicted with the disadvantages of the arrangements mentioned above.

Bei der Anordnung nach der Erfindung zum Einstellen von Betrag und Phase der Spannungs spulenströme zwecks Festlegen des Meßbereiches bei Leistungsfaktormessern für Drehstrom mit einer Stromspule und zwei Spannungsspulen treten die geschilderten Nachteile nicht auf. Erfindungsgemäß besteht ihr kennzeichnendes Merkmal darin, daß je ein Sparwandler an je eine von zwei verketteten Spannungen des Drehstromnetzes angeschlossen ist und zwischen an sich bekannten, verschiebbaren Abgriffen an den Sparwandlern und dem jeweils dritten Leiter des Netzes je eine der Spannungsspulen des Leistungsfaktormessers in Serie mit einem Widerstand geschaltet ist. In the arrangement according to the invention for adjusting the amount and Phase of the voltage coil currents for the purpose of defining the measuring range for power factor meters for three-phase current with one current coil and two voltage coils, those described apply Disadvantages do not arise. According to the invention, its distinguishing feature is that that one economy converter each to one of two linked voltages of the three-phase network is connected and between known, displaceable taps on the Economy converters and the third conductor of the network each one of the voltage coils of the power factor meter is connected in series with a resistor.

Die Einstellung der Phase der Spannungsspulenströme kann damit unabhängig von der Einstellung der Beträge dieser Ströme vorgenommen werden. Sie erfolgt durch Verschieben der Abgriffe an den Sparwandlern. Die Einstellung der Beträge der Ströme erfolgt durch entsprechende Wahl der mit den Spannungsspulen in Serie liegenden ohmschen Widerstände. Phasen- und Betragsabgleich beeinflussen sich nicht mehr gegenseitig. Die Verluste in den Sparwandlem sind geringer als Verluste bei den vorerwähnten nachteiligen Schaltungsanordnungen. The setting of the phase of the voltage coil currents can thus be independent be made by adjusting the amounts of these flows. It is done by Moving the taps on the power converters. Adjustment of the amounts of the flows takes place by appropriate selection of the ones in series with the voltage coils ohmic resistances. Phase and amount comparison no longer influence each other. The losses in the Sparwandlem are lower than losses in the aforementioned disadvantageous circuit arrangements.

Sollen nur symmetrische Meßbereiche eingestellt werden und soll der Meßbereichumfang nicht größer als W = +600 sein, so kann dieser Meßbereich auch mit Hilfe nur eines Sparwandlers eingestellt werden, der an einer verketteten Spannung des Drehstromnetzes liegt und der zwei Abgriffe aufweist. Zwischen jedem Abgriff und dem dritten Leiter des Netzes kann die Spannungs spule mit einem Serienwiderstand angeschlossen sein. Should only symmetrical measuring ranges be set and should the The scope of the measuring range cannot be greater than W = +600, then this measuring range can also be can be set with the help of just one economy converter connected to a line-to-line voltage of the three-phase network and has two taps. Between each tap and the third conductor of the network can be the voltage coil with a series resistor be connected.

Der Feinabgleich kann erleichtert werden, wenn an Stelle eines einfachen Abgriffes an den Wicklungen des Sparwandlers ein ohmscher Spannungsteiler einen Wicklungsabschnitt des Sparwandlers abgreift und der verschiebbare Abgriff sich an dem Spannungsteiler befindet. Zweckmäßigerweise ist der Widerstandswert des Spannungsteilers kleiner als der Vorwiderstand, der mit einer Spannungs spule in Reihe liegt. Fine tuning can be made easier if instead of a simple one Tap on the windings of the economy converter an ohmic voltage divider Winding section of the economy converter taps and the displaceable tap itself located on the voltage divider. The resistance value of the voltage divider is expedient smaller than the series resistor that is in series with a voltage coil.

Die Erfindung wird an Hand von fünf Zeichnungsfiguren, welche sich auf zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung beziehen, näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung, wie sie zur Erreichung von nur symmetrischen Meßbereichen gewählt werden kann. In Fig. 2 ist eine Schaltung gezeigt, mit der sowohl symmetrische als auch unsymmetrische Meßbereiche eingestellt werden können. Schaltungselemente, die sich in beiden Schaltungen entsprechen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. The invention is based on five drawing figures, which refer to two embodiments of the invention, explained in more detail. Fig. 1 shows a circuit arrangement such as that used to achieve only symmetrical measuring ranges can be chosen. In Fig. 2 a circuit is shown with the both symmetrical as well as asymmetrical measuring ranges can be set. Circuit elements, which correspond in both circuits are provided with the same reference numerals.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Leistungsfaktormesser symbolisch angedeutet. Als Feldwicklung2 soll er eine vom Strom einer Phase beaufschlagte Wicklung haben. Weiter sind zwei miteinander gekuppelte, bewegliche Spulen 3 und 4 vorgesehen, welche den Netzspannungen entsprechende Ströme führen. Die Spulen sind in der symbolhaften Darstellung als einfache Leiter gezeichnet. Die Feldwicklung wird nicht direkt, sondern über einen Stromwandler W gespeist. In Fig. 1, a power factor meter is symbolically indicated with 1. As field winding2 it should have a winding acted upon by the current of one phase. Two movable coils 3 and 4 coupled to one another are also provided, which Conduct currents corresponding to the mains voltages. The coils are symbolic Representation drawn as a simple ladder. The field winding is not direct, but fed via a current transformer W.

Zwischen Leitern und S eines Drehstromsystems liegt ein Sparwandler Tr 1 an der verketteten Spannung. Zwei Wicklungsabschnitte dieses Wandlers werden von Spannungsteilern R3 bzw. R4 abgegriffen.An economy converter is located between the conductors and S of a three-phase system Tr 1 at the linked voltage. There will be two winding sections of this converter tapped from voltage dividers R3 and R4.

Verschiebbare Abgriffe an den SpannungsteilernR3 und R4 stehen über Vorwiderstände Rl bzw. R2 und die Spannungsspulen 3 und 4 mit einem Leiter T des Drehstromsystems in Verbindung. Durch Verschieben der Abgriffe an den Spannungsteilem R8 und R4 können verschiedene Phasenlagen zwischen den Strömen der Spannungsspulen 3 und 4 eingestellt werden. Die Beträge dieser Ströme sind durch Wahl der entsprechenden Widerstandswerte für Rt und R2 einstellbar.Slidable taps on voltage dividers R3 and R4 protrude Series resistors Rl or R2 and the voltage coils 3 and 4 with a conductor T des Three-phase system in connection. By moving the taps on the voltage divider R8 and R4 can have different phase positions between the currents of the voltage coils 3 and 4 can be set. The amounts of these flows are by choosing the appropriate Resistance values adjustable for Rt and R2.

In Fig. 2 treten an die Stelle eines einzigen Sparwandlers zwei Sparwandier Tr 2 bzw. Tr 3, die an zwei verkettete Spannungen des Drehstromnetzes gelegt sind. Der Wandler Tr 2 liegt an der verketteten Spannung zwischen R und T und der Wandler Tr 3 an der verketteten Spannung zwischen R und S. Mit dieser Schaltung ist es möglich, auch unsymmetrische Meßbereiche einzustellen, beispielsweise kann ein Meßbereich von cos w = O ind. bis 1 oder ein Meßbereich von beispielsweise 0,2 ind. -1-0,8 kap. eingestellt werden. In Fig. 2, two Sparwandier occur in place of a single energy converter Tr 2 and Tr 3, which are connected to two linked voltages of the three-phase network. The converter Tr 2 is due to the chained voltage between R and T and the converter Tr 3 at the line-to-line voltage between R and S. With this circuit it is possible to also set asymmetrical measuring ranges, for example a measuring range of cos w = O ind. to 1 or a measuring range of, for example, 0.2 ind. -1-0.8 cape. can be set.

Die Fig. 3, 4 und 5 stellen Skalen für die entsprechenden Meßbereiche dar. 3, 4 and 5 represent scales for the corresponding measuring ranges represent.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Anordnung zum Einstellen von Betrag und Phase der Spannungsspulenströme zwecks Festlegen des Meßbereiches bei Leistungsfaktormessern für Drehstrom mit einer Stromspule und zwei Spannungs spulen, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Sparwandler an je eine von zwei verketteten Spannungen des Dreh stromnetzes angeschlossen ist und zwischen an sich bekannten verschiebbaren Abgriffen an den Sparwandlern und dem jeweils dritten Leiter des Netzes je eine der Spannungsspulen des Leistungsfaktormessers in Serie mit einem Widerstand geschaltet ist. PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for setting amount and phase of the voltage coil currents for the purpose of defining the measuring range for power factor meters for three-phase current with one current coil and two voltage coils, characterized in that one economy converter each to one of two linked voltages of the three-phase network is connected and between known displaceable taps on the Economy converters and the third conductor of the network each one of the voltage coils of the power factor meter is connected in series with a resistor. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dahingehend abgeändert, daß nur ein Sparwandler an eine verkettete Spannung des Drehstromnetzes angeschlossen ist und zwei Spannungsspulen des Leistungsfaktormessers mit Vorwiderstand zwischen je einem verschiebbaren Abgriff des Wandlers und dem dritten Leiter des Netzes liegen. 2. Arrangement according to claim 1, modified to the effect that only one Economy converter is connected to a line voltage of the three-phase network and two voltage coils of the power factor meter with a series resistor between one each displaceable tap of the converter and the third conductor of the network. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Abgriffe an Widerstandsspaunungsteilern angeordnet sind, die ihrerseits einen Wicklungsabschnitt der Sparwandler abgreifen. 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the displaceable taps are arranged on resistance voltage dividers, which in turn tap a winding section of the economy converter. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsspannungsteiler kleinen Widerstandswert gegen die Vorwiderstände der Spannungsspulen haben. 4. Arrangement according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that that the resistance voltage divider small resistance value against the series resistors of the voltage coils. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 037 585; »Der Elektromeister«, 1954, H. 8, Aufsatz »Schalttafel-Leistungsfaktormesser«, Abb. 6; ATM-Blatt Z 224-9, Januar 1938. Documents considered: German Auslegeschrift No. 1,037,585; "Der Elektromeister", 1954, no. 8, essay "Switchboard power factor meter", Fig. 6; ATM sheet Z 224-9, January 1938.