Verfahren zur Bestimmung des Leistungsfaktors für eine während eines bestimmten Zeitintervalles auftretende Höchstbelastung in Wechselstromanlagen unter Verwendung zweier periodisch gleichzeitig gesteuerter Zähler, deren einer den Wirkverbrauch und deren anderer den Blindverbrauch misst. In elektrischen Verbraucheranlagen, in denen die Verrechnung der verbrauchten elektrischen Energie unter Berücksichtigung der höchsten Belastung innerhalb eines be stimmten Zeitintervalles und nach einer be stimmten, mit den Konsumenten getroffenen Leistungsfaktorklausel erfolgt,
müssen 1less- einrichtungen Verwendung finden, die ausser der Messung der verbrauchten Wirkenergie auch die Bestimmung des mittleren Lei stungsfaktors ermöglichen. Zur Erreichung dieses Zweckes kann man derart vorgehen, dass zwei periodisch im gleichen Takt ge steuerte, registrierende Messeinrichtungen Be nutzung finden, von denen die eine einen Wirkverbrauchszähler und die andere einen Blindverbrauchszähler enthält. Aus den Auf zeichnungen der beiden Registriergeräte kann dann ohne weiteres zu dem höchsten Wirk verbrauch leicht der zugehörige, also der in dem gleichen Zeitintervall aufgetretene Blindverbrauch festgestellt werden.
Anhand dieser beiden Ablesungen ist es dann ein leichtes, den mittleren Leistungsfaktor zu er rechnen. Eine derartige Messanlage leistet wohl den in dem vorliegenden Sonderfall ge stellten Messanforderungen in verrechnungs technischer Hinsicht Genüge; jedoch besitzt diese den schwerwiegenden Nachteil, dass sie insbesondere durch die Verwendung von Registriereinrichtungen im Preise sehr hoch zu stehen kommt.
Man ist daher auf dem Gebiete der Messtechnik bestrebt, die Erfül lung der gestellten Messaufgabe für den vor liegenden Sonderfall der elektrischen Tarif verrechnung durch möglichst einfache und billige Messapparaturen zu erreichen.
Die Erfindung bezieht sich nun auf ein Verfahren und auf eine Einrichtung zur Bestimmung des Leistungsfaktors für eine während eines bestimmten Zeitintervalles auftretende Höchstbelastung in Wechsel stromanlagen unter Verwendung zweier periodisch gleichzeitig gesteuerter Zähler, deren einer den Wirkverbrauch und deren anderer den Blindverbrauch misst.
Erfin dungsgemäss besteht das Verfahren darin, dass von dem Wirkverbrauchszähler jeweils der höchste Wirkverbrauch und von dem Blindverbrauchszähler durch eine in Ab hängigkeit von dem höchsten Wirkverbrauch erfolgende Steuerung seiner periodisch aus gelösten Anzeigeeinrichtung der zu diesem höchsten Wirkverbrauch gehörige Blindver brauch zur Anzeige gebracht wird, um aus den beiden Anzeigen des höchsten Wirk verbrauches und des zugehörigen Blindver brauches den mittleren Leistungsfaktor in bekannter Weise errechnen zu können.
Bei der Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens wird die periodisch ausgelöste Anzeigeeinrichtung des Blindverbrauchszäh- lers mit zwei Zeigern ausgerüstet und am Ende der Registrierperiode bei Überschrei- -hing des letzten höchsten Wirkverbrauches von einer Maximumeinrichtung des Wirk verbrauchszählers derart gesteuert, dass immer einer der beiden Maximumzeiger die Stellung des zu dem höchsten Wirkverbrauch zu gehörigen Blindverbrauches einnimmt und beibehält.
Hierbei kann die Maximumein- richtung des Wirkverbrauchszählers eine bei Überschreitung des höchsten Wirkverbrau ches sich schliessende Kontaktvorrichtung enthalten, die ein abwechselnd die Blindver- brauchszeiger mit dem Antrieb des Blindver- brauchszählers kuppelndes Sperrelais steuert.
Dieses an der Anzeigeeinrichtung des Blind verbrauchszählers vorgesehene Sperrelais kann nun entweder ein Differentialgetriebe oder ein Umschaltgetriebe derart steuern, dass je nach der Stellung des Sperrelais der eine oder der andere Zeiger über das zur Ver wendung gelangende Getriebe von dem Blindverbrauchszähler angetrieben wird.
Die bei dem Verfahren verwendete Ein- ri chtung besitzt insbesondere den Vorteil, dass auf die Verwendung besonderer perio- clisch betätigter Registriereinrichtungen ver zichtet wird. Auch können weiterhin für die beiden Zähler normale Zähler, die nur mit ganz geringfügigen Änderungen und zusätz lichen Teilen versehen zu werden brauchen, verwendet werden.
Das Messverfahren kann daher als höchst betriebssicher und billig bezeichnet werden, weil es sich eben bei den Einrichtungen zu seinem Ausüben um die Verwendung bereits seit langem erprobter Messgeräte handelt.
Anhand der Zeichnung sollen nunmehr zwei Ausführungsbeispiele einer Einrichtung gemäss der Erfindung noch eingehend erläu tert werden..
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine Messeinrichtung, bei der jedoch der Einfachheit halber die Messsysteme der beiden Zähler nicht eingezeichnet wurden; die Fig.2 zeigt eine Variante der Anzeige einrichtung des Blindverbrauchszählers nach Fig. 1.
Die Messapparatur der Fig. 1 enthält eine von einem Wirkverbrauchszähler angetrie bene Maximumanzeigeeinrichtung A und eine von einem Blindverbrauchszähler an getriebene, periodisch ausgelöste Anzeigeein- richtung B.
Das mit dem Wirkverbrauchszähler ge- kuppelte Zahnradgetriebe 1, 2 der Maximum einrichtung A ist über die Achse 3 mit einem Zahnradgetriebe 4, 5 verbunden. Auf der Achse des Zahnradgetriebes 5 sitzt ein mit einer Schleiffeder 6 zusammenwirkender Schleifring 7 und ein auf einen Anschlag hebel 8 einwirkenden Mitnehmerhebel 9. Die Achse des Anschlaghebels 8 trägt noch einen mit einer Schleiffeder 10 zusammenwirken den Schleifring 11 und den über einer Skalenscheibe 12 beweglichen Maximum zeiger 13.
Der Mitnehmerhebel 9 und der Anschlaghebel 8 sind als Kontaktvorrich- tung ausgebildet; sie stehen daher mit den Schleifringen 7, 11 in entsprechender strom leitender Verbindung.
Auf die um den Lagerpunkt 15 ver- schwenkbare Achse 3 wirkt eine Rückzug feder 16 und eine die Kupplung des Zahn- rades ? mit dem Zahnrad 1 anstrebende Zug feder 17 ein. Fernerhin ist auf der Achse 3 noch der Anker 18 eines periodisch betätig ten Auslöserelais 19 lose angeordnet.
Das mit dem Blindverbrauchszähler ver bundene Zahnradgetriebe 21, 22 der Anzeige einrichtung B ist über die Achse 23 mit dem Zahnradgetriebe 24, 25 gekuppelt. Mit der Achse des Zahnrades 25 ist das Planetenrad 26 eines Differentialgetriebes 27 verbunden. An jeder Achse der beiden .Sonnenräder 28, 29 des Differentialgetriebes 27 sitzt ein über der Skala 41 spielender Zeiger 30 bezw. 31. Die Sonnenräder 28, 29 sind weiterhin noch mit Sperrädern 32, 33 verbunden, die von dem Anker 34 eines nur kurzzeitig erregten Sperrelais 3,5 abwechselnd gesperrt werden.
Der in seinen extremen Stellungen jeweils durch eine Sperrfeder 36 gehaltene Anker 34 besitzt noch ein Kontaktstück 37, das ab wechselnd mit den Kontakten 38, 39 zur Be rührung gelangt.
Auf die um den Punkt 42 verschwenk- bare Achse 23 wirkt eine Rückzugfeder 43 und eine die Kupplung des Zahnrades 21 mit dem Zahnrad 22 anstrebende Zugfeder 44 ein. Fernerhin ist auf der Achse 23 noch der Anker 45 eines periodisch betätigten Auslöserelais 46 angeordnet.
Eine Schaltuhr 47 besitzt zwei Kontakt vorrichtungen 48, 49, deren ersterwähnte etwas früher in ihre Kontaktstellung gelangt als die zweiterwähnte.
Wie man ohne weiteres aus der Fig. 1 ersehen kann, ist die Schaltung der Steuer stromkreise derart getroffen, dass die Kon taktvorrichtung 8, 9 der 21aximumeinrich- tung A in Reihe mit dem Sperrelais 35 und dem Uhrenschalter 48, sowie die parallel zu einander geschalteten Auslöserelais 19, 46 in Reihe mit dem Uhrenschalter 49 liegen. Die beiden Stromkreise sind an die Leiter 50, 51 einer Stromquelle angeschlossen.
Bevor die Wirkungsweise der Messappa- ratur nach Fig. 1 näher erläutert wird, soll vorausgeschickt werden, dass gemäss der Zeichnung der Maximumzeiger 13 der Maxi- mumeinrichtung A eine dem letzten höchsten Wirkverbrauch entsprechende Stellung und der Zeiger 31 der Anzeigeeinrichtung B eine dem zugehörigen Blindverbrauch entspre chende Stellung einnimmt. In diesem Fall bewirkt das Sperrelais 35 eine Sperrung des Sonnenrades 2,8.
Innerhalb dieser Messperiode wird, wie durch die Pfeilrichtung angegeben, der Wirk verbrauchszähler über die Getrieberäder 1, 2, 4, 5 den Mitnehmerhebel 9 der Maximum einrichtung A in der entgegengesetzten Rich tung des Uhrzeigersinnes verdrehen. Ferner hin wird auch der Blindverbrauehszähler über die Getrieberäder 2,2, 21, 24, 25, das Planetenrad 26 und das Sonnenrad 29 des Differentialgetriebes 27 den Zeiger 30 eben falls entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne ver drehen.
Gesetzt den Fall, dass der in dieser Mess- periode stattfindende Wirkverbrauch den letzten höchsten Wirkverbrauch überschreitet, so wird der Mitnehmerhebel 9 mit dem An schlaghebel 8 der Maximumeinrichtung A zum Eingriff gelangen und den letzteren, sowie dann auch den Zeiger 13 in der ein gezeichneten Pfeilrichtung vorwärts be wegen, wobei selbstverständlich die von dem Mitnehmerhebel 9 und Anschlaghebel 8 ge bildete Kontaktvorrichtung geschlossen bleibt. Gleichzeitig wird der Zeiger 30 des Blind verbrauchszählers weiter bewegt.
Am Ende der Messperiode wird die Schalt uhr 47 ihre Kontaktvorrichtungen 48, 49 zum Schliessen bringen, und zwar wird hierbei die Kontaktvorrichtung 48 etwas früher als die Kontaktvorrichtung 49 geschlossen. Durch das Schliessen der Kontaktvorrichtung 48 wird nun ein geschlossener Stromkreis über die Spule 52 des Sperrelais 35 und den Maxi mumschalter 8, 9 der Maximumeinriehtung A gebildet. Die Folge davon ist, dass das Sperr- relais 35 erregt wird.
Der Anker 34 wird somit in die andere Stellung umgelegt, wo durch das mit dem Sonnenrad 2:8 verbundene Sperrad 32 freigegeben und das mit dem Sonnenrad ,29 verbundene Sperrad 33 ge sperrt, sowie der Kontaktteil 37 des Ankes 34 von seinem Gegenkontakt<B>39</B> entfernt und mit dem Gegenkontakt 38 verbunden wird.
Kurz nach der Schliessung des Schalters 48 wird auch der Schalter 49 von der Uhr geschlossen. Die Spulen 54, 55 der Auslöse relais 19, 46, erhalten dann Strom, so da.ss sie ihre Anker 18, 45 anziehen können. Somit wird das Zahnrad 2 von dem Zahnrad 1 der Anzeigeeinrichtung A und das Zahnrad 21 von dem Zahnrad 22 der Magimumeinrich- tung B entkuppelt.
Die Rückzugfeder 16 der Magimumeinrichtuug A bewirkt dann eine Zurückführung des Mitnehmerhebels 9 und die Rückzugfeder 43 der Anzeigeeiu- richtung B eine Zurückführung des Zeigers 31 in ihre Anfangsstellungen.
Der Ma#dmumzeiger 13 der Magimum- einricUtung A nimmt also nunmehr eine Stel lung ein, die dem in dem letzten Zeitintervall auftretenden höchsten Wirkverbrauch ent= spricht. Der Zeiger 30 der Anzeigeeinrich- tung B zeigt fernerhin den dem zugehörigen Wirkverbrauch entsprechenden Blindver brauch an. Der mittlere Leistungsfaktor während dieser letzten Registrierperiode kann nun leicht mit Hilfe dieser beiden Anzeigen errechnet werden.
Nach Öffnung der beiden Uhrenschalter 48, 49 werden die Auslöserelais 19, 46 wie der entregt, so dass das Zahnrad 2 der An zeigeeinrichtung A durch den Zug der Feder 17 und das Zahnrad 21 der Anzeigeeinrich- tung B durch den Zug der Feder 44 wieder mit seinem zugehörigen Zahnrad 1 bezw. 22 zum Eingriff gelangt. An der Stellung des Ankers 34 des Sperrelais 35 ändert sich jedoch bei Öffnung der Steuerstromkreise nichts, da dieser durch die Sperrfeder 36 in der Sperrstellung gehalten wird.
Sobald die beiden Anzeigeeinrichtungen <I>A, B</I> mit ihren Zählern wieder gekuppelt sind, spielt sich während der nächsten Mess- periode der vorstehend beschriebene Vorgang wieder von neuem ab. Zu erwähnen wäre noch, dass am Ende dieser Messperiode bei geschlossenem 31agimumschalter 8, 9, also wenn nunmehr der Wirkverbrauch noch höher ist -als der vorherige, die Spule 53 des Sperrelais 35 erregt wird. Es wird dann also das Sonnenrad 29 freigegeben und das Sonnenrad 2-8 gesperrt.
Die Messeinrichtung nimmt dann wiederum die aus der Figur ersichtliche Messstellung ein. Der dem zu gehörigen. höchsten Wirkverbrauch entspre chende Blindverbrauch wird dann von dem Zeiger 31 zur Anzeige gebracht. Wird in einer nächsten Messperiode der letzte höchste Wirkverbrauch nicht überschritten, so er reicht natürlich der Mitnehmerkontakthebel 9 den Anschlagkontakthebel 8 nicht.
Bei Be tätigung der Anzeigeeinrichtungen <I>A, B</I> von den von der Uhr gesteuerten Auslöserelais 19, 46 wird dann weiter nichts als eine Rück stellung des Zeigers 30 in seine Anfangs stellung bewirkt.
In Fig. 2 ist rein schematisch eine wei tere Anzeigeeinrichtung des Blindverbrauchs zählers zur Darstellung gebracht, bei der an Stelle eines Differentialgetriebes ein Um schaltgetriebe Verwendung findet. Hierbei sind mit der Anzeigeeinrichtung des Blind verbrauchszählers nach Fig.1 übereinstim mende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.
Eine um den Lagerpunkt 60 versehwenk- ba.re Achse 61 des Zahnrades 25 trägt ein abwechselnd mit den Zahnrädern 62,.63 kup- pelbares Umschaltritzel 64 und den Anker 37 des Sperrelais 35. Der Anker 37 des Sperrelais 35 wird hier wiederum durch eine Sperrfeder 36 jeweils in den entsprechenden Umschaltstellungen festgehalten.
Der Zeiger 30 ist über das Getriebe 65 mit dem Zahnrad 62 und der Zeiger 31 über das Getriebe 66 mit dem Zahnrad 63 ge kuppelt.
Die Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig.2 ist nach der nunmehrigen Kenntnis der Wirkungsweise der Fig.l leicht ver ständlich. Nach der gezeichneten Darstellung wird das Umschaltritzel 64 mit dem Zahn rad 62 in Eingriff gehalten. Es erfolgt also der Antrieb des Zeigers 30 von dem Blind verbrauchszähler über die Getrieberäder 22, 21, @24, 2,5, 64, 62, 65. Der Zeiger 31 steht demnach still, und zwar zeigt dieser den mit dem letzten höchsten Wirkverbrauch über einstimmenden Blindverbrauch.
Wenn der letzte höchste Wirkverbrauch am Ende dieser Messperiode nicht erreicht worden ist, wird die Stellung des TTmschalt- ritzels 64 nicht verändert, da ja die Kontakt vorrichtung 8, 9 der Magimumeinrichtung A des Wirkverbrauchszählers nicht geschlossen wurde. Es wird also lediglich dann nur das Auslöserelais 46 erregt, das eine Entkupp- lung des Zahnrades 21 von dem vom Blind verbrauchszähler angetriebenen Zahnrad 22 bewirkt.
Durch diese Entkupplung wird die Rückzugfeder 43 über die Zahnräder 24, 25, 64, 6\?, 65 den Zeiger 30 wieder in seine Anfangsstellung zurückführen. Sobald das Zahnrad 21 mit dem Zahnrad 22 wieder zum Eingriff gelangt, wird der Zeiger 30 aufs neue vom Blindverbrauchszähler angetrieben.
Sollte nunmehr in der nächsten Periode der letzte höchste Wirkverbrauch überschrit ten werden, so wird durch den Kontakt schluss der Magimumkontaktvorrichtung 8, 9 des Wirkverbrauchszählers am Ende der Messperiode das Sperrelais 35 erregt. Diese Erregung des Sperrelais 35 bewirkt dann, dass das Umschaltritzel 64 von dem Zahnrad 62 entkuppelt und mit dem Zahnrad 63 ge kuppelt wird. Bei Betätigung des Auslöse relais 46 wird somit durch die Rückzugfeder 43 der Zeiger 31 in seine Anfangsstellung zurückgebracht. Der Zeiger 30 zeigt dann den zu dem höchsten Wirkverbrauch zu gehörigen Blindverbrauch an.
Die abwechselnde Kupplung der beiden Zeiger mit dem Blindverbrauchszähler kann auch noch so erfolgen, dass das Sperrelais eine achsiale Verschiebung der Zeiger 30, 31 herbeiführt, das heisst das Sperrelais bewirkt abwechselnd die Kupplung der beiden Zeiger 30, 31 mit dem Blindverbrauchszähler. Es ist also dann nicht ein besonderes Differen tialgetriebe vorgesehen, dessen Sonnenräder abwechselnd von dem Sperrelais gesperrt werden, sondern die beiden Zeiger 30, 31 n-erden lediglich bei Betätigung des Sperr- relais von diesen derart verschoben, dass der eine Zeiger mit dem Getriebe 24,
25' gekup pelt und der andere von diesem Getriebe ent- kuppelt wird. Sonst erfährt die Magimum- einrichtung in diesem Fall keine Verände rung.
Die Skalenscheiben der beiden Anzeige einrichtungen werden, wie bei Höchst belastungsanzeigern vorzugsweise in Lei stungseinheitswerten geeicht.