DE124928C

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Publication number: DE124928C
Application number: DENDAT124928D
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Schaltungsweisen zur Messung des elektrischen Effectes mit Hülfe von Dynamometern bei mit induktiven Verbrauchsapparaten symmetrisch belasteten Drehstromanlagen sind bereits durch Gorges (Elektrotechn. Zeitschrift 18g 1, S. 216), sowie durch Behn-Eschenburg (Elektrotechn. Zeitschrift 1896, S. 182) angegeben worden.

Das Verfahren, welches den Gegenstand des vorliegenden Patentes bildet, unterscheidet sich von denselben dadurch, dafs es ermöglicht, entweder den elektrischen Effect oder die elektrische Arbeit in einem symmetrisch belasteten Drehstromnetz durch ein einziges Mefsgeräth (mit Vorschaltspule versehenes Wattmeter bezw. Wattstundenmeter) in genauer Weise zu messen.

Es seien abc die Hauptleitungen eines mit induktiven Verbrauchsapparaten symmetrisch belasteten Drehstromsystems. Der Deutlichkeit halber ist bei den folgenden Erörterungen angenommen , die Verbrauchsapparate seien in offener oder Sternschaltung verbunden, wie in OA, OB, OC ersichtlich, und O sei der Knotenpunkt des Systems. Bei Wahl der geschlossenen oder Dreieckschaltung gelten jedoch die folgenden Betrachtungen ebenfalls ohne irgend welche Beschränkung.

Verfügt man über ein gewöhnliches, ' als Wattmeter dienendes Elektrodynamometer, dessen strommessende Spule Sa in α eingeschaltet und dessen spannungsmessende Spule Sv mit ihrem Zusatzwiderstande in Nebenschlufs zu O A liegt, so ist zu bemerken, dafs die Gleichung

V· I cos φ = kS

(worin V die Potentialdifferenz zwischen O und A, I die effective Stärke des durch a fliefsenden Stromes, φ die Phasenverzögerung dieses Stromes mit Bezug auf die Potentialdifferenz V₁ <5 den Ausschlag des Zeigers und k eine Constante bedeuten) nur in dem Falle richtig ist, wenn die Phasenverschiebung zwischen der Potentialdifferenz Fund dem Strom /' in der spannungsmessenden Spule praktisch vernachlässigt werden kann. Ist dies nicht der FaIl, so gilt die Gleichung

V'I cos (φ·— p) = kd,

worin £r den Winkel bedeutet, welcher besagter Phasenverschiebung entspricht. Schaltet man aber die spannungsmessende Spule nicht in Nebenschlufs zu OA, sondern zwischen α und derjenigen der übrigen Hauptleitungen, in welcher die Spannungsphase der Spannungsphase in α voraneilt, z. B. zwischen b und a, so entsteht zwischen den Enden dieser Spule eine Potentialdifferenz V", die um 30⁰ der Potentialdifferenz V vorauseilt, so dafs man unter Berücksichtigung der Gleichung V" =■ V |/ 3 die Beziehung

= = V. /cos

30" -

erhält.

Claims

Wird hinter der spannungsmessenden Spule ein solcher induktiver Widerstand r eingeschaltet, dafs Jr = 30⁰ beträgt, so ergiebt sich die Gleichung

k S V · I cos φ = W = —— ι

Vl,

worin W die Leistung (den Effect) des Wechselstromes im Zweige O A der betrachteten Verkettung bedeutet. Der Ausdruck ■$ W = k .[/3.0 stellt die Gesammtleistung der drei verketteten Ströme dar.

Es ergiebt sich hieraus, dafs ein als Wattmeter construirtes Elektrodynamometer, bei welchem die Induktanz und der wahre Widerstand der spannungsmessenden Spule derart bemessen sind, dafs für eine gegebene Frequenz zwischen dem die besagte Spule durchfliefsenden Strom und der PotentialdifFerenz an den Spulenenden eine Phasenverschiebung im Betrage von 30° entsteht, zur genauen Messung der Leistung (des Effectes) bei mit induktiven Verbrauchsapparaten symmetrisch belasteten Dreiphasenstromanlagen dienen kann. Dasselbe Princip kann natürlich auch zur Arbeitsmessung (Energiemessung), also auf Wattstundenmesser, Anwendung finden.

Als Beispiel kann ein wie eine kleinere Gleichstromdynamo ohne Eisen gebauter Thomson'scher Zähler dienen, dessen inducirende Spule in den Drehstromkreis einzuschalten, während der Anker in Nebenschlufs dazu zu legen wäre.

In diesem Falle sollte man die Ankerwicklung und einen derartigen induktiven Widerstand hinter einander schalten, dafs das Verhältnifs zwischen dem induktiven Gesammtwiderstand und dem wahren Widerstand des Nebenschlusses tang 30⁰ = 0,577 gleichkäme.

Die Aichung des Mefsgeräthes wird auf einem praktisch induktanzlosen Stromkreis vorzunehmen sein. Die Angaben des Mefsgeräthes würden, mit 1/3 multiplicirt, wenn die inducirende Spule in α und der Anker zwischen b und α eingeschaltet sind, den Gesammtwerth der zu messenden Energie liefern.

Das beschriebene Verfahren kann in folgender Weise verallgemeinert werden:

Bei einem symmetrisch belasteten Dreiphasenstromsystem verfügt man immer über Potentialdifferenzen, die um bestimmte Winkel der Potentialdifferenz V voreilen. Schaltet man die spannungsmessende Spule des Wattmeters bezw. Wattstundenmeters derart, dafs zwischen den Spulenenden eine Potentialdifferenz V^IV entsteht, welche um den Winkel ψ der Potentialdifferenz V voreilt, wobei ψ der Verzögerung gleichkommt, die der die spannungsmessende Spule durchfliefsende Strom I¹ gegen besagte Potentialdifferenz erfährt, so werden die beiden Ströme /und /' eine Phasenverschiebung genau im Betrage φ gegen einander aufweisen, welche Phasenverschiebung nur von den Verbrauchsapparaten herrühren wird, so dafs das Wattmeter bezw. Wattstundenmeter ohne Weiteres als Mefsgeräth für genaue Messungen bei induktiv belasteten Dreiphasenstromanlagen verwendet werden kann.

Patent-A ν Sprüche:

ι . Ein auf den bekannten Abhängigkeitsverhältnissen der zwischen je zwei Punkten eines Dreiphasen- bezw. Drehstromsystems herrschenden Potentialdifferenzen beruhendes Verfahren zur Messung der Leistung bezw. Arbeit in induktiv belasteten Dreiphasenstromanlagen mittels eines Wattmeters (Elektrodynamometer) bezw. eines dynamometrischen Wattstundenmessers (Elektricitätszählers), dadurch gekennzeichnet, dafs die spannungsmessende Spule des Mefsgeräthes derart geschaltet wird, dafs zwischen den Enden derselben eine Potentialdifferenz (V^IV) besteht, die der Potentialdifferenz zwischen dem neutralen Punkt (Knotenpunkt) und dem Leiter, in welchem die strommessende Spule eingeschaltet ist, um denselben Winkel vorauseilt, um welchen der die spannungsmessende Spule durchfliefsende Strom gegen besagte Potentialdifferenz (V^IV) verzögert ist.
2. Verfahren zur genauen Messung der Leistung (des Effectes) bezw. der Arbeit (Energie) in symmetrisch mit induktiven Verbiauchsapparaten belasteten Dreiphasenstromanlagen, dadurch gekennzeichnet, dafs hinter der spannungsmessenden Spule des elektrodynamometrischen Wattmeters bezw. Wattstundenmeters ein derart bemessener induktiver Widerstand geschaltet wird, dafs eine Phasenverschiebung von 30° zwischen dem die spannungsmessende Spule durchfliefsenden Strom und der Potentialdifferenz an den Enden dieser Spule entsteht, wobei ferner die strommessende Spule des elektrodynamometrischen Wattmeters bezvv. Wattstundenmeters in einen Leiter des Dreiphasenstromsystems eingeschaltet wird, während die spannungsmessende Spule im Nebenschlufs zwischen besagtem Leiter und einem der beiden übrigen Leiter des Systems liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.