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Verfahren zum Eichen von Mel3wandlern durch Vergleich mit einem Normalwandler
Ein Meßwandler wäre fehlerlos, wenn das Verhältnis zwischen Primär- und Sekundärstrom
genau dem Verhältnis der Windungszahlen entsprechen würde und wenn beide Ströme
genau um tgo° in der Phase gegeneinander verschoben wären. Dies gilt sowohl für
Stromwandler wie für Spannungswandler. In Wirklichkeit ist diese Übereinstimmung
nie vorhanden. Die Abweichung der Größe des Sekundärstromes ist der übersetzungsfehler;
die Abweichung ihrer Phasenverschiebung von t8o° ist der Phasenfehler.
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Es ist bekannt, die Fehler eines zu untersuchenden Wandlers dadurch
zu bestimmen, daß man ihn mit einem Normalwandler vergleicht. Zu diesem Zwecke läßt
man den Sekundärstrom sowohl des zu prüfenden als auch des Normalwandlers in je
einem wattmetrischen Meßgerät mit einem Strom zusammenwirken, der bei der Messung
des Stromfehlers dieselbe Phase hat wie die Sekundärströme und bei der Messung des
Fehlwinkels um 9o° gegen sie verschoben ist. Die Vorbereitung derartiger Messungen
und die Auswertung der Ahlesungen ist nicht ganz einfach und kann im allgemeinen
nur von Fachleuten oder von besonders geschultem Personal durchgeführt werden.
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Gemäß der Erfindung werden derartige M'andlermessungen dadurch wesentlich
vereinfacht, daß mit dem Normalwandler, den beiden Meßgeräten und dem Phasenschieber
eine Regelvorrichtung zusammengebaut ist, die es gestattet, die Stromstärke im Kreis
des Phasenschiebers bei verschiedenen Primärstromstärken des Wandlers so einzuregeln,
daß der Ausschlag des Meßgerätes beim Normalwandler bei der Messung des übersetzungsfehlers
jedesmal auf den Skalenwert zoo eingestellt werden kann.
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Die Schaltungseinrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäß der
Erfindung ist in der Abbildung dargestellt. An der Phase R der Drehstromleitung
R S T liegt der zu prüfende Stromwandler X. In dieselbe Leitung wird der
Normalwandler N gelegt. Beide Wandler sind mit je einer Spule der wattmetrischen
Meßgeräte W I und W II verbunden. Die zweiten Spulen dieser Meßgeräte sind hintereinandergeschaltet
und werden von einem Hilfsstrom aus einem Phasenschieber P durchflossen, dessen
Primärseite an die Phasen R, S, T des Drehstromnetzes angeschlossen ist. Durch einen
Regelwiderstand r1 kann diejenige Bürde des zu prüfenden Wandlers eingeschaltet
werden, bei der die in ihm auftretenden Fehler bestimmt werden sollen. Die Phase
des Hilfsstromes wird zunächst so eingestellt, daß sie mit dem Sekundärstrom des
Normalwandlers N übereinstimmt, was sich einfach in der Weise erreichen läßt, daß
der Phasenschieber P auf das Maximum des Ausschlages des Gerätes W I eingestellt
wird.
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Ein Ohmscher Regelwiderstand r2 dient nun dazu, die Stromstärke im
Sekundärkreis des Phasenschiebers P so einzustellen, daß
der Meßbereich
der beiden Meßgeräte immer voll ausgenutzt wird und der prozentuale Übersetzungsfehler
sowohl wie die Fehlwinkel unmittelbar abgelesen werden können. Zu diesem Zweck sind
die beiden Meßgeräte mit einer i ooteiligen Skala versehen. Wird dann der Widerstand
r, so eingeregelt, daß das Meßgerät LV I auf ioo zeigt, so gibt die Abweichung des
Gerätes W II von ioo den Übersetzungsfehler in Prozenten unmittelbar an.
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Bei der Messung des Phasenfehlers behält der Regelwiderstand Y@ seine
Einstellung unverändert bei. Der PhasenschieberP wird so eingestellt, daß das Gerät
W I keinen Ausschlag macht; der Hilfsstrom ist also gegen den Sekundärstrom des
Wandlers N um 9o° verschoben. Der Ausschlag des Gerätes W II ist dann gleich J2
# i # sin, wenn J2 der Sekundärstrom des Wandlers X ist, i der dem PhasenschieberP
entnommene Hilfsstrom und der Phasenfehler. J.- i kann mit ausreichender
Genauigkeit gleich J1 # i gesetzt werden, wenn J, der Sekundärstrom des Wandlers
N ist. Da J,.! bei der vorhergehenden Messung gleich ioo gemacht war, so zeigt der
Ausschlag von W II bei der zweiten Messung den Wert ioo # sin N° . Der Ausschlag
durch ioo dividiert ergibt also den Sinus des Phasenfehlers.
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Wird nun der Anfang der Skalen mit einer Minutenteilung. versehen,
so kann der Fehlwinkel unmittelbar abgelesen werden.
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Um den Einfluß der Eichfehler der Meßgeräte auszuschalten, kann man
die beschriebenen Messungen mit vertauschten Meßgeräten wiederholen. Zu diesem Zweck
empfiehlt es sich, in der Prüfvorrichtung zwei doppelpolige Umschalter einzubauen.
Diese lassen sich in bekannter Weise so anordnen, daß bei der Umschaltung eine Unterbrechung
der Sekundärstromkreise vermieden wird. Natürlich ließe sich die Messung auch mit
einem einzigen Meßgerät durchführen, wenn man die Fehler in Kauf nimmt, die durch
die Ungenauigkeit des Meßgerätes entstehen oder dadurch verursacht werden, daß während
der Umschaltung des Meßgerätes von dem einen auf .den anderen Stromwandler die Primärstromstärke
sich ändert. Andererseits sind mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung bei Verwendung
von zwei Meßgeräten hohe Genauigkeiten zu erzielen. Zu diesem Zweck wird ein Normalwandler
verwendet, dessen Übersetzungsfehler o,2 % und dessen Phasenfehler io Minuten nicht
überschreitet. Insbesondere eignet sich ein Zweistufenwandler nach B r o o k s und
H o 1 t z. Als Meßgerät werden Torsionsinstrumente benutzt, die den Vorteil haben,
große Skalen zu besitzen und von Wechselinduktion frei zu sein. Die Meßgeräte, Regelwiderstände
und Schalter werden in ein gemeinsames Gehäuse eingebaut.
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Wenn das Übersetzungsverhältnis des Normalwandlers N mit dem des zu
prüfenden Wandlers X nicht übereinstimmt, so läßt sich trotzdem sowohl der Übersetzungsfehler
wie der Phasenfehler unmittelbar ablesen, wenn bei der ersten Messung das Gerät
W I nicht auf ioo eingestellt wird, sondern auf einen Ausschlag, der sich zu ioo
ebenso verhält wie das nominelle Übersetzungsverhältnis des Normalwandlers zu dem
des zu prüfenden Wandlers.