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Spannungsdrehfeldseheider.
Es sind Schaltungen zur Zerlegung eines unsymmetrischen dreiphasigen Spannungssystems in zwei gegenläufige symmetrische Systeme bekanntgeworden, bei welchen es sich um eine Aufspaltung von zwei oder mehr Spannungen des Drehstromnetzes in voreilende und nacheilende Komponenten handelt, worauf durch Zusammenfassung geeigneter Komponenten eine resultierende Spannung gewählt wird, welche dem mitläufigen System oder dem gegenläufigen Spannungssystem entspricht.
Der im folgenden beschriebene Spannungsdrehfeldscheider für Dreiphasensysteme zeichnet sich durch seine Einfachheit im Aufbau und seinen geringen Leistungsbedarf aus und vor allem auch dadurch, dass er mit den Drehstromleitungen oder den zugehörigen Spannungswandlern direkt, d. h. galvanisch und ohne Zwischenwandler, verbunden werden kann. Die Verkettung der Spannungskreise, welche meistens für Relais und Messgeräte notwendig ist, braucht dabei nicht gelöst zu werden.
Er ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass das Relais oder Anzeigegerät für das gegenläufige Spannungssystem einerseits mit einem Punkt verbunden ist, der das Potential einer Ecke des Spannungsdreiecks besitzt, und anderseits an einen Punkt einer Schaltung angeschlossen ist, der mit Hilfe zweier Dreieckspannungen des Netzes auf das gleiche Potential gebracht ist, solange die Netzspannungen symmetrisch sind. Wenn das Relais aber auf die mitläufige Komponente der Spannung ansprechen soll, kann man dies durch einfache Vertauschung zweier Spannungszuleitungen zur Kunstsehaltung erreichen. Bei vollkommen symmetrischem Netz liegt dann an dem Relais eine Spannung, welche der Differenz zweier verketteter Netzspannungen, d. h. also dem V3fachen Wert einer verketteten Spannung, entspricht.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Figuren. In Fig. 1 sind drei Anschlüsse R, S, T für das Drehstromnetz bzw. für entsprechende Klemmen der Sekundärwicklungen von Spannungswandlern gezeichnet. Von dem mit T bezeichneten Anschluss führt eine Verbindung zu dem mit S bezeichneten Anschluss über einen Strompfad, der eine Drosselspule L1, einen Ohmschen Widerstand R1 und eine Kapazität Ci enthält. Die Teilspannungen, welche auf L1 und R1 einerseits und C'i anderseits entfallen, bilden miteinander einen Winkel von 120 . Der Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand Ri und der Kapazität Ci erhält dadurch ein Potential, welches dem des Anschlusses R gleichkommt.
Infolgedessen spricht bei symmetrischem Netz ein zwischen den Netzanschluss R und diesen Verbindungspunkt geschaltetes Gerät G nicht an. Durch Vertauschen zweier Netzanschlüsse wird aus dem auf das gegenläufige Feld ansprechende Gerät G ein solches, welches auf das mitläufige Feld anspricht. Zwischen den Anschlüssen R, S, T herrschen verkettet Spannungen. Die Schaltung der Spannungswandler kann dabei beliebig sein, sie können z. B. auch in V-Schaltung geschaltet sein.
Schaltet man die Wandler dabei so, dass ihr gemeinsamer Punkt der Anschlusspunkt < S'ist, dann erzielt man eine derartige Verteilung der Wandlerleistung, dass die Scheinleistung des zwischen den Phasen Rund S liegenden Wandlers gleich Null ist und der zwischen den Phasen ; S' und T liegende Wandler allein die Verlustleistung der Schaltung trägt. Bei Vertauschen der Anschlusspunkte für die Wandler erhält man eine Schaltung, bei welcher die beiden in V geschalteten Wandler in gleicher Höhe belastet werden wie in Fig. 1 der Wandler zwischen den Phasen T und S allein.
Die Aufgabe, in einer Schaltung einem Punkt ein Potential zu erteilen, welches einem Eckpotential des Spannungsdreiecks entspricht, kann auch in der Weise gelöst werden, wie Fig. 2 zeigt. Die Spannungs-
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anschlüsse sind wiederum mit R, S, T bezeichnet. Ein Ohmscher Widerstand R2 und die Primärwicklung W1 eines Transformators T1 liegen in Reihe an der Spannung zwischen den Anschlusspunkten R, S, An den Anschlusspunkt T ist das Anzeigegerät oder Relais G in Reihe mit der Sekundärwicklung W2 des Zwisehenwandlers Ti angeschlossen. Das eine Ende der Wicklung W2liegt ebenfalls an dem Anschluss- punkt S.
Die Windungszahlen Wl und W2 des Transformators T1 verhalten sieh zueinander unter Vernachlässigung der Verlustkorrekturen wie 1 zu 2.
Die Wirkungsweise der Anordnung ist durch Fig. 3 erläutert. Die Spannung zwischen den An-
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Transformators T1 in zwei Komponenten RK, KS zerlegt. In dem Stromkreisstück, welches das Anzeigegerät G enthält und zwischen den Anschlusspunkten T und S liegt, wirken zwei elektromotorische Kräfte. Die eine elektromotorische Kraft entspricht der Spannungsdifferenz zwischen den Anschlusspunkten S und T. Die zweite EMK ist die Spannung SI Fig. 3), multipliziert mit dem Übersetzungsverhältnis des Transformators Ti. Die zweite Spannung hat die gleiche Grösse wie die Spannung ST, jedoch entgegengesetzte Richtung.
Infolgedessen heben sich, solange das Netz symmetrisch ist, diese beiden treibenden elektromotorischen Kräfte auf, so dass kein Strom über das Relais oder Anzeigegerät G fliesst.
Eine weitere Vereinfachung zur Ermittlung der Leistung, z. B. des gegenläufigen Systems, ergibt sich dadurch, dass nur ein einziger Drehfeldseheider notwendig ist, beispielsweise im bpannungsptad.
Die von diesem Drehfeldseheider gelieferte Symmetriekomponente bzw. Unsymmetriekomponente der Spannung wird unter Anwendung entsprechender Mittel zur Verdrehung der Phasenlage beiden wattmetrischen Geräten zugeführt, so dass die Erregerströme im Spannungskreis der beiden Wattmeter wie auch die Ströme im Strompfad der Wattmeter in der Phase um 1200 auseinander liegen.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Fig. 4 und 5. In Fig. 4 sind an ein Drehstromnetz AST zwei Stromwandler 11 und 12 angeschlossen, die in den Phasenleitern RT liegen. Diese Stromwandler speisen jeder für sieh die Stromspule je eines wattmetrischen Gerätes 13 und 14. Zum wattmetrischen Gerät 13 gehört ein Spannungsdrehfeldscheider 15, so dass die Spannungsspule des Wattmeters 13 yon einem Strom durchflossen wird, welcher der Unsymmetriekomponente der Spannungen des Netzes proportional ist und mit der Spannung zwischen den Phasenleitern Round S in der Phase übereinstimmt.
In entsprechender Weise wird die Spannungsspule des Wattmeters 14 von einem Strom erregt, welcher ebenfalls der Unsymmetriekomponente der Spannungen des Netzes proportional ist, dessen Phasenlage aber mit der Spannung zwischen den Phasenleitern T und S übereinstimmt.
Die bewegliehen Systeme der Wattmeter 13 und 14 sind durch eine gemeinsame Welle 16 miteinander gekuppelt, welche ein Zeiger 17 trägt und mit einer Feder 18 verbunden ist. Der Winkelaus-
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In Fig. 5 ist eine vereinfachte Anordnung mit nur einem einzigen Spannungsdrehfeldseheider 10 dargestellt. Die beiden Wattmeter sind mit 30 und 40 bezeichnet. Die Stromspulen der Wattmeter werden wiederum durch den Strom im Phasenleiter S bzw. den Strom im Phasenleiter T erregt. Die Spannungsspulen sind an den gemeinsamen Spannungsdrehfeldseheider 10 angeschlossen, welcher die Unsymmetriekomponente der Netzspannungen heraussiebt.
Durch eine Vorschaltinduktivität 31 bzw. einem Ohmschen Vorschaltwiderstand 41 und passende Ansehlussweise ist dafür gesorgt, dass die Felder der Spannungsspulen in den Wattmetern 30 und 40 um 1200 gegeneinander abweichen. Die Kupplung der beiden Systeme sowie der Zeiger und Direktionskraft sind nicht wiedergegeben.
Die Wattmeter können in an sich bekannter Weise auch zur Beeinflussung von Relaiseinrichtungen verwendet werden, beispielsweise zur Beeinflussung von Regeleinrichtungen oder Schutzsehaltungen.
Nach Vertauschung zweier Netzanschlüsse der Drehfeldscheider sieben diese die Symmetriekomponente heraus. Es wird dann die Grösse der Leistung des mitläufigen Systems gemessen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Überwachung der Symmetrie der Spannungen oder Leistungen eines Dreh-
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in einer der drei Verbindungsleitungen erregt wird, über welche eine Kunstsehaltung mit den drei Phasenleitern eines Netzes oder den Sekundärwicklungen an dieses Netz angeschlossener Spannungswandler direkt, d. h. galvanisch und ohne Zwischenwandler, verbunden ist.