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Verfahren und Einrichtung zur Fehlerabgleichung von elektrischen Leistungs-
und Arbeitsmessern, insbesondere Elektrizitätszählern
Mit den bisher bekanntgewordenen
Zählerprüfeinrichtungen ist es möglich, die Fehler der Prüfobjekte mit mehr oder
weniger großer Genauigkeit zu ermitteln und sie auf die gewünschten Werte zu bringen.
Werden nun derartig geprüfte und als innerhalb der zulässigen Fehlergrenzen liegende
ermittelte Zähler in Betrieb genommen, so zeigt sich häufig, daß sie nicht zur Zufriedenheit
arbeiten; dies hat seinen Grund darin, daß die Fehler der Meßwandler, an welche
die Zähler im Betrieb angeschlossen sind, nicht berücksichtigt worden sind. Es ist
zur Vermeidung dieses Nachteiles bekannt, Elektrizitätszähler mit den Strom- und
Spannungswandlern, mit denen sie im Betrieb zusammenarbeiten sollen, gemeinsam zu
prüfen. Diese Art des Fehlerabgleiches von Elektrizitätszählern ist jedoch unpraktisch
und insofern nachteilig, als in den meisten Fällen die Strom- bzw. Spannungswandler,
mit denen der zu prüfende Elektrizitätszähler später zusammenarbeiten soll, bei
der Zählerprüfung nicht zur Verfügung stehen. Man ist daher dazu übergegangen, von
dem Zusammeneichen der Wandler mit dem Zähler abzusehen und bei nicht gemeinsamer
Prüfung von Zählern und Wandlern die Fehler der Zähler und die Fehler der Wandler
einzeln festzustellen und die Gesamtfehler rechnerisch
zu ermitteln.
Diese rechnerische Berücksichtigung der Fehler der Meßwandler, an welche die Zähler
im Betrieb angeschlossen werden, ist aber bei der Zählerprüfung sehr umständlich.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fehlerabgleichung von elektrischen
Leistungs- und Arbeitsmessern, insbesondere Elektrizitätszählern, die zur späteren
Verwendung in Verbindung mit Strom-und Spannungswandlern bestimmt sind, welches
die Berücksichtigung dieser Meßwandlerfehler ohne Rechnung gestattet. Das Verfahren
gemäß der Erfindung besteht darin, daß zunächst die Strom- bzw.
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Spannungs- und Winkelfehler dieser Wandler ermittelt werden, daß diese
Fehler bei den bei der Prüfung benutzten Wandlern eingestellt werden und daß mit
dieser Einstellung der Fehlerabgleich durchgeführt wird. Eine Einrichtung zur Ausübung
des Verfahrens gemäß der Erfindung wird so ausgebildet, daß die für die Prüfung
benutzten Wandler im Sinne einer betriebsmäßig ohne weiteres und jederzeit möglichen
Einstellbarkeit der Fehler eingerichtet sind. Das Verfahren gemäß der Erfindung
hat den wesentlichen Vorteil, daß es nicht mehr notwendig ist, Wandler und Zähler
gemeinsam zu prüfen, und daß es trotz nicht gemeinsamer Prüfung ohne umständliche
Rechnung auf einfache Art möglich ist, die Meßwandlerfehler bei der Zählerprüfung
zu berücksichtigen, also die Fehler der Prüfobjekte ohne Rechnung so einzustellen,
daß der durch die Meßwandlerfehler auf die Gesamtanordnung hervorgerufene Fehler
möglichst gering wird.
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In der Abb. I ist ein Ausführungsbeispiel für eine Prüfeinrichtung
gemäß der Erfindung schaltungsmäßig dargestellt, während die Abbildungen 2 bis 4
Beispiele für Strom- bzw. Spannungswandler mit einstellbaren Strom- bzw. Spannungs-
und Winkelfehlern zeigen. In Abb. I ist der Prüfling, ein elektrischer Zähler, mit
II bezeichnet. Seine Stromspule 12 wird in Reihe mit der Primärwicklung eines Präzisionsstromwandlers
I3 von der Sekundärwicklung eines Hochstromtransformators I4, dessen Primärwicklung
vom Netz 15 aus erregt wird, gespeist. Das Vergleichswattmeter ist mit I6 bezeichnet;
seine Stromspule I7 wird von einem Stromwandler I8 mit einstellbarem Strom- und
Winkelfehler gespeist, der an die Sekundärwicklung des Präzisionsstromwandlers I3
angeschlossen ist. Die Spannungsspule 19 des Prüflings 11 ist an die Sekundärseite
eines Spartransformators 20 gelegt, der primärseitig an einen vom Netz 15 gespeisten
Drehregler 21 angeschlossen ist, mit dessen Hilfe die dem Spartransformator zugeführte
Spannung in ihrer Phasenlage verändert werden kann.
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An der Sekundärseite des Spartransformators 20 liegt außer der Spannungsspule
19 des Prüflings ein Präzisionsspannungswandler 22, der primärseitig mit Anzapfungen
versehen sein kann und an dessen Sekundärwicklung ein die Spannungsspule 23 des
Vergleichswattmeters I6 speisender Spannungswandler 24 mit einstellbaren Spannungs-
und Winkelfehlern angeschlossen ist. Die Prüfeinrichtung ist also im Prinzip ebenso
wie bekannte Zählerprüfeinrichtungen geschaltet und arbeitet auch in der gleichen
Weise. Sie unterscheidet sich. von den bekannten Einrichtungen aber durch die Verwendung
von Strom- und Spannungswandlern mit einstellbaren Strom- bzw. Spannungs- und Winkelfehlern.
Diese Wandler werden so eingestellt, daß ihre Strom-bzw. Spannungs- und Winkelfehler
den Fehlern derjenigen Wandler entsprechen, an welche der Prüfling später im Betrieb
angeschlossen werden soll. Nachdem die Wandler derart eingestellt worden sind, erfolgt
dann in üblicher Weise die Prüfung und richtige Einstellung des zu prüfenden Zählers
derart, daß der Gesamtfehler möglichst gering wird bzw. sich innerhalb der zulässigen
oder jeweils gewünschten Fehlergrenzen hält.
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Die Abb. 2 zeigt ein Beispiel dafür, wie der in Abb. I mit I8 bezeichnete
Stromwandler mit einstellbarem Strom- und Winkelfehler ausgebildet sein kann. Der
in Abb. 2 dargestellte Stromwandler ist, soweit es sich um die Einstellbarkeit des
Stromübersetzungsverhältnisses handelt, ebenso aufgebaut wie der in der deutschen
Patentschrift 7I2 483, insbesondere in deren Abb. 2, behandelte. Von der Primärwicklung
25 werden zwei getrennte Eisenkerne, nämlich der die Sekundärwicklung26 tragende
Hauptkern 27 und ein Hilfseisenkern 28 erregt, auf welchem auch eine Sekundärwicklung
29 angeordnet ist, die zur Speisung einer auf dem Hauptkern 27 befindlichen weiteren
Wicklung 30 (Tertiärwicklung) dient. Die Sekundärwicklung 29 des Hilfskernes besitzt
so viel Windungen, daß der sie durchfließende Sekundärstrom, um eine Windung des
Hauptkernes fließend, eine genügend kleine Stufung der Ampèrewindungszahl des Hauptkernes
bedingt. Die Tertiärwicklung 30 ist mit einer Anzahl Anzapfungen versehen, die zu
zwei von je zwei Stufenschaltern 31, 32 und 33, 34 bestrichenen Kontaktbahnen führen.
Die Windungszahlen zwischen den einzelnen von den Stufenschaltern 3I, 32 bestrichenen
Kontakten sind zwar untereinander gleich, aber größer als die zwischen den von den
Stufenschaltern 33, 34 bestrichenen Kontakten liegenden Windungszahlen. Zweckmäßig
wird die Anordnung so getroffen, daß die Gesamtzahl der den Stufenschaltern 33,
34 zugeordneten Windungen gerade der Windungszahl einer Grobstufe der Stufenschalter
3I, 32 entspricht. Es empfiehlt sich, zehn Grobstufen und zehn Feinstufen vorzusehen,
so daß die Stufenschalter mit den entsprechend bemessenen Stufen nach einer Dekade
zusammenwirken. Die Stufenschalter 33, 34 sind so angeordnet, daß sie auf ihrer
Kontaktbahn aneinander vorbeibewegt werden können. Das gleiche gilt für die Stufenschalter
3I, 32 hinsichtlich der ihnen zugeordneten Kontaktbahn. Die Speisung der so mit
Anzapfungen versehenen Tertiärwicklung 30 erfolgt über zwei doppelpolige Umschalter
35 und 36. Die beiden Stufenschalter 3 I und 34, die zur Einstellung des gewünschten
Stromübersetzungsverhältnisses, d. h. des gewünschten Stromfehlers, dienen, sind
an den Umschalter 35 angeschlossen, dessen einer Schalthebel unmittelbar an das
eine Ende der Sekundärwicklung 29 des Hilfskernes 28 und dessen anderer Schalthebel
über die beiden Primärwicklungen 37, 38 eines Zwischenwandlers und mit
diesen
in Reihe geschaltete Wechselstromwiderstände 39 bzw. 40 an das andere Ende der Sekundärwicklung2g
angeschlossen ist. Die beiden Schalthebel des Umschalters 36, an den die zum Einstellen
des Winkelfehlers dienenden Stufenschalter 32 und 33 angeschlossen sind, liegen
an der Sekundärwicklung 41 des Zusatzwandlers, dessen Eisenkern mit 42 bezeichnet
ist. Die Primärwicklungen 37, 38 des Zusatzwandlers sind mit den ihnen vorgeschalteten
kapazitiven bzw. induktiven Widerständen 39 bzw.
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40 so bemessen, daß die geometrische Summe der primärenAmperewindungszahlen
senkrecht auf dem vom Hilfskern 28 aus dessen Sekundärwichlung 29 bezogenen Strom
steht. Je nach der Stellung der Umschalter 35 und 36 kann man also durch Verschieben
der Stufenschalter 31 und 34 den Stromfehler, durch Verschieben der Stufenschalter
32 und 33 den Winkelschalter im additiven oder subtraktiven Sinne beliebig einstellen.
Führt man die Primärwicklung 25 mit Anzapfungen aus, so daß sich der Stromwandler
mit einstellbarem Strom- und Winkelfehler für mehrere Primärstromstärken umschalten
läßt, so kann man die in Abb. I mit I3 und I8 bezeichneten Apparate zu einem Apparat
vereinigen.
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Die Abb. 3 zeigt ein Beispiel dafür, wie der in Abb. I mit 24 bezeichnete
Spannungswandler mit einstellbarem Spannungs- und Winkelfehler ausgebildet sein
kann. Der ihm in Abb. I vorgeschaltete Präzisionsspannungswandler 22 ist in Abb.
3 auch dargestellt, und zwar mit primärseitigen Anzapfungen 43, die eine Einstellung
der gewünschten Prüflings-Nennnspannung ermöglichen. Der Spannungswandler 24 selbst
besitzt zunächst einmal einen Eisenkern 44, welcher die an dem Zwischenwandler 22
angeschlossene Primärwicklung45 und eine mit Anzapfungen versehene Sekundärwicklung
46 trägt.
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Die Anzapfungen sind zu zwei Kontaktbahnen geführt, die von den Stufenschaltern
47 und 48 bestrichen werden. Die zwischen den einzelnen Anzapfkontakten liegenden
Windungszahlen sind zweckmäßig ebenso wie bei der Wicklung 30 in Abb. 2 abgestuft,
so daß die Stufenschalter 47 und 48 mit den entsprechend bemessenen Stufen der ihnen
zugeordneten Kontaktbahnen nach einer Dekade zusammenarbeiten. Der Umschalter 49
dient dazu, die durch die Stufenschalter 47 und 48 einstellbare Änderung des Spannungsübersetzungsverhältnisses,
d. h. also des Spannungsfehlers, im additiven oder subtraktiven Sinne vorzunehmen.
Der Spannungswandler 24 besitzt außerdem noch einen zweiten Eisenkern 50 mit zwei
Primärwicklungen 5I, 52 und einer Sekundärwicklung 53. Die eine Primärwicklung 51
ist in Reihe mit einem induktiven Widerstand 54, die andere in Reihe mit einem kapazitiven
Widerstand 55 über einen gemeinsamenVorschaltwiderstand 56 an die Sekundärwicklung
des Zwischenwandlers 22 angeschlossen. An der Sekundärwicklung 53 liegen ein angezapfter
Widerstand 57 und ein Schleifdraht 58 in Reihe. Die beiden verstellbaren Abgriffe
sind zu einem Umschalter 59 geführt. Mittels der beiden Abgriffe bei 57 und 58,
die wieder zweckmäßig nach einer Dekade abgestuft sind, kann der Winkelfehler des
Spannungswandlers 24 beliebig eingestellt werden, da die Anordnung ja so bemessen
ist, daß der die Widerstände 57, 58 durchfließende Strom senkrecht auf der Sekundärspannung
des Spannungswandlers steht. Je nach der Stellung des Umschalters 59 erfolgt die
Einstellung des Winkelfehlers im additiven oder subtraktiven Sinne. An die Klemmen
60 und 6I ist dann die in Abb. I mit 23 bezeichnete Spannungsspule des Vergleichsinstrumentes
anzuschließen. Man kann auch die Wicklung 43 mit ohne den Prüflings-Nennspannungen
entsprechenden Anzapfungen und die Sekundärwicklung des Präzisionsspannungswandlers
22 mit auf dem Kern 44 anbringen, so daß die in Abb. I mit 22 und 24 bezeichneten
Apparate zu einem Apparat vereinigt sind.
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Falls man einen Mehrphasenspannungswandler verwenden will, so kann
der in Abb. I mit 24 bezeichnete Spannungswandler auch so wie in Abb. 4 angedeutet,
ausgebildet sein. Die Einstellung des Spannungsfehlers erfolgt in derselben Weise
wie bei der in Abb. 3 dargestellten Anordnung mittels der mit den gleichenBezugszeichen44bis49
bezeichneten Teile, nur ist dieWicklung45 an die einePhase eines Dreiphasen-Präzisions-Spannungswandlers62
angeschlossen, der primär- und sekundärseitig in Stern geschaltet ist und den Wandler
22 in Abb. I ersetzt. Die Einstellung des Winkelfehlers erfolgt hier mittels eines
Spannungswandlers 44' bis 48', der ebenso ausgebildet ist wie der Wandler 44 bis
48. Die Primärwicklung 45' wird aber von einer aus dem mehrphasigen Präzisionsspannungswandler
62 entnommenen Spannung erregt, die senkrecht auf der die Wicklung 45 speisenden
Spannung steht. Die Wicklung45' ist demgemäß an die verkettete Spannung zwischen
den beiden anderen Phasenwicklungen des Zwischenwandlers 62 angeschlossen. Die Einstellung
des Winkelfehlers erfolgt hier also mittels derStufenschalter47' und 48'. Für diePrüfung
von Drehstromzählern müssen die für die übrigen Phasen erforderlichen Spannungswandler
44 bis 48 und 44' bis 48' entsprechend angeschlossen werden, wie dies in Abb. 4
nur für eine Phase gezeigt ist.
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Für die Vereinigung der Apparate 62 und 24 zu einem gilt das zu Abb.
3 Gesagte entsprechend.
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PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Fehlerabgleichung von elektrischen
Leistungs- und Arbeitsmessern, insbesondere Elektrizitätszählern, die zur späteren
Verwendung in Verbindung mit Strom- und Spannungswandlern bestimmt sind, dadurch
gekennzeichnet, daß zunächst die Strom- bzw.
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Spannungs- und Winkelfehler dieser Wandler ermittelt werden, daß
diese Fehler bei den bei der Prüfung benutzten Wandlern eingestellt werden und daß
mit dieser Einstellung der Fehlerabgleich durchgeführt wird.