DE295228C

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Publication number: DE295228C
Application number: DENDAT295228D
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die neue Einrichtung ermöglicht es, die Hochspannungsenergie des Transformators, gegebenenfalls einschließlich der Kupferverluste in einer zum Transformator führenden Hochspannungsleitungsstrecke von der Niederspannungsseite des Transformators aus zu bestimmen. Sie dient damit zur Befriedigung eines Bedürfnisses der Meßtechnik, das mit den Überlandzentralen entstanden ist.

Wenn eine solche Zentrale einer entfernten Ortschaft elektrische Energie liefert, z. B. durch eine Hochspannungsleitung und einen Transformator, an dem das Ortsnetz angeschlossen ist, so wird dem Ortsnetz die Ener-

*5 gie zugeführt, die durch einen Elektrizitätszähler auf der Niederspannungsseite des Transformators gemessen werden kann. Die Zentrale muß aber eine größere Energie aufwenden, um dem Ortsnetz diese Energiemenge zuzuführen. Der Mehraufwand geht im Transformator und in der Hochspannungsleitung verloren.

Da dieser Mehraufwand von der Benutzung des Ortsnetzes unzertrennlich ist, so erscheint eine Art der Abrechnung zwischen der Zentrale und dem Besitzer des Ortsnetzes, dem Abnehmer, gerechtfertigt, bei der die Transformatorverluste und gegebenenfalls auch die Verluste in der Hochspannungsleitung zu Lasten des Abnehmers gehen.

Um für diese Abrechnung die Unterlagen zu schaffen, könnte man einen Zähler auf der Hochspannungsseite des Transformators oder, wenn die Leitungsverluste mit bestimmt.wer-.

■den sollen, am Anfang der Hochspannungsleitung einbauen. Das letztere hätte schon den Nachteil, daß es dem Abnehmer sehr erschwert wäre, sich fortlaufend über seinen Energiebezug zu unterrichten. In beiden Fällen müßte man zum Betrieb des Zählers Meßtransformatoren benutzen; sie würden Kosten verursachen, die Anlage verwickelter und jedenfalls nicht betriebssicherer machen.

Alle diese Nachteile lassen sich vermeiden, wenn man nach vorliegender Erfindung auf der Niederspannungsseite des der Einfachheit halber als Einphasentransformator gedachten Transformators neben dem Zähler zur Bestimmung der Energie, die der Transformator auf seiner Niederspannungsseite abgibt (Nieder-Spannungsenergie), noch einen Zähler der aus Patent 243599 der Klasse 21 e bekannten Art einschaltet. Einem solchen Zähler kann man in Analogie zu den Bezeichnungen »Amperestundenzähler, Wattstundenzähler« anderer Zählerarten, die Bezeichnung »Amperequadratstundenzähler« geben.

Der Amperecjuadratstundenzähler wird erfindungsgemäß so eingeschaltet, daß er von dem sekundären Belastungsstrom des Transformators beeinflußt wird. Er zeigt dann das Zeitintegral des Quadrates des sekundären Belastungsstromes an.

Die Eignung eines solchen Zählers für den oben angegebenen Zweck ergibt sich aus folgender Überlegung. Die Verluste in dem Transformator zerfallen in Eisenverluste und Kupferverluste. Die Eisenverluste hängen von

der Spannung- ab und sind praktisch unveränderlich, sie sind also auf Grund einer einfachen Prüfung des Transformators für jede beliebige Zeit leicht zu berechnen, wenn der Transformator während dieser Zeit dauernd an der Hochspannungsleitung gelegen hat. Bei zeitweiliger Abschaltung kann man die Benutzungsdauer des Transformators mit einem Zeitzähler bestimmen und damit dann die

ίο Eisenverluste in Kilowattstunden berechnen.

Für die obengenannte Abrechnung bedarf es also noch einer Bestimmung der Kupferverluste in dem Transformator und gegebenenfalls in¹ der Hochspannungsleitung. Diese Kupferverluste sind dem Quadrat der Verbrauchsstromstärke auf der Niederspannungsseite des Transformators annähernd proportional, da, vom Leerlaufstrom und vom Ladestrom der Leitung abgesehen, der Strom in der Hochspannungswicklung des Transformators und in der Leitung dem Verbrauchsstrom in der Niederspannungswicklung proportional ist. Kennt man also das Zeitintegral des Quadrates der Verbrauchsstromstärke niederspannungsseitig, so braucht man diese Zahl nur mit dem mittleren Wert des für die Niederspannungsseite umgerechneten Gesamtwiderstandes vom Anfang- der Hochspannungsleitung bis zu den Sekundärklemmen des Transformators zu multiplizieren, um die Kupferverluste in Kilowattstunden zu erhalten. Bei der Ausführung des neuen Amperequadratstundenzählers wird man zweckmäßig die Übersetzung zum Zählwerk so wählen, daß man gleich diese Kilowattstundenzahl ablesen kann.

Für die neue Einrichtung kann der bekannte Amperequadratstundenzähler nach dynamometrischem Prinzip benutzt werden. Zweckmäßig ist es jedoch, einen Amperequadratstundenzähler nach Ferrarisprinzip zu verwenden, da ein solcher Zähler außerordentlich einfach und billig herzustellen ist. Alan braucht nur einen vom Verbrauchsstrom erregten Triebmagneten mit unsymmetrischem Feld (keilförmigen Luftspalt, seitlich sitzenden Kurzschlußring 0. dgl.) auf eine in festen Lagern sich drehende Triebscheibe, die ein Zählwerk antreibt, einwirken zu lassen.

Es kann unter Umständen erwünscht sein, die Angaben des Amperequadratstundenzählers und die Ang-aben des gewöhnlichen Verbrauchsmessers für das Ortsnetz an einem einzigen Zifferblatt abzulesen. Man kann für diesen Zweck den Verbrauchsmesser und den Amperequadratstundenzähler über ein Differentialgetriebe o. dgl. ein Zählwerk antreiben lassen.

Da bei einem Mehrphasentransformator der sekundäre Belastungsstrom aus mehreren im allgemeinen ungleichen Teilströmen besteht, so wird man entsprechend den mehrgliederigen Formeln für die Kupferverluste eines solchen Transformators und in Analogie zu den Verbrauchsmessern für Mehrphasenstromkreise auch einen Amperequadratstundenzähler mit mehreren auf ein gemeinsames Zählwerk einwirkenden messenden Systemen verwenden.

Claims

70 Patent-An Sprüche:

1. Einrichtung zum Bestimmen der Hochspannungsenergie eines Transformators, gegebenenfalls einschließlich der Kupferverluste einer zum Transformator führenden Hochspannungsleitungsstrecke, von der Niederspannungsseite des Transformators aus, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Niederspannungsseite des Transformators neben dem Zähler zur Bestimmung der Niederspannungsenergie des Transformators ein besonderer, vom Belastungsstrom der Niederspannungsseite beeinflußter Amperequadratstundenzähler zur Bestimmung der Kupferverluste des Transformators, gegebenenfalls einschließlich der Kupferverluste in einer zum Transformator führenden Hochspannungsleitungsstrecke, vorhanden ist, zweckmäßig mit solcher Übersetzung zwischen seinem Triebwerk und seiner Anzeigevorrichtung, daß die Kupferverluste gleich in Energieeinheiten ablesbar sind.

2. Eine Ausführungsform der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Angaben des Zählers zur Bestimmung der Niederspannungsenergie des Transformators und die Angaben des Amperequadratstundenzählers mechanisch summiert werden.