Was sind die Fehler bei Induktions-Wattstundenzählern?

Fehler bei Induktions-Wattstundenzählern

Den Verbrauchern von elektrischer Energie wird die Gebühr entsprechend den Messwerten der in ihren Räumlichkeiten installierten Energiezähler berechnet. Daher ist es sehr wichtig, dass die Konstruktion und das Design von Energiezählern so gestaltet sind, dass sie eine langfristige Genauigkeit gewährleisten, dh sie sollten unter normalen Nutzungsbedingungen über einen Zeitraum von mehreren Jahren korrekte Messwerte liefern. Im Folgenden werden einige der häufigsten Fehler bei Energiezählern und ihre Abhilfemaßnahmen besprochen

(1) Phasenfehler. Das Messgerät zeigt nur dann korrekte Werte an, wenn der Shunt-Magnetfluss genau 90 Grad hinter der Versorgungsspannung zurückbleibt. Da die Shunt-Magnetspule einen gewissen Widerstand aufweist und nicht vollständig reaktiv ist, eilt der Shunt-Magnetfluss der Versorgungsspannung nicht um genau 90 Grad nach. Das Ergebnis ist, dass das Messgerät nicht bei allen Leistungsfaktoren korrekt anzeigt.

Einstellung. Der Fluss im Nebenschlussmagnet kann so eingestellt werden, dass er der Versorgungsspannung genau um 90 Grad nacheilt, indem die Position der Abschirmspule angepasst wird, die um den unteren Teil des Mittelschenkels des Nebenschlussmagneten angebracht ist. Durch den Nebenschlussmagnetfluss wird in der Abschattungsspule ein Strom induziert, der eine weitere Flussverschiebung bewirkt. Durch Bewegen der Abschattungsspule am Glied nach oben oder unten kann die Verschiebung zwischen dem Shunt-Magnetfluss und der Versorgungsspannung auf 90 Grad eingestellt werden. Diese Anpassung wird als Verzögerungsanpassung oder Leistungsfaktoranpassung bezeichnet.

(2) Geschwindigkeitsfehler. Manchmal ist die Geschwindigkeit der Zählerscheibe entweder schnell oder langsam, was zu einer falschen Erfassung des Energieverbrauchs führt.

Einstellung. Durch Veränderung der Position des Bremsmagneten kann die Geschwindigkeit der Scheibe des Energiezählers auf den gewünschten Wert eingestellt werden. Wird der Bremsmagnet in Richtung Spindelmitte bewegt, verringert sich das Bremsmoment und die Scheibengeschwindigkeit wird erhöht. Würde der Bremsmagnet von der Mitte der Spindel wegbewegt, würde die Umkehrung eintreten.

(3) Reibungsfehler. Reibungskräfte an den Rotorlagern und im Zählwerk tragen erheblich zum Bremsmoment bei. Da das Reibungsmoment nicht proportional zur Geschwindigkeit, sondern annähernd konstant ist, kann es zu erheblichen Fehlern bei der Zählerablesung kommen.

Einstellung. Um diesen Fehler zu kompensieren, ist es erforderlich, eine konstante Addition zum Antriebsmoment bereitzustellen, die gleich und entgegengesetzt zum Reibungsmoment ist. Dies wird durch zwei einstellbare Kurzschlussschleifen erreicht, die in den Leckspalten des Nebenschlussmagneten platziert werden. Diese Schleifen stören die Symmetrie des Streuflusses und erzeugen ein kleines Drehmoment, das dem Reibungsdrehmoment entgegenwirkt. Diese Anpassung wird als Leichtlastanpassung bezeichnet. Die Schleifen sind so eingestellt, dass, wenn kein Strom durch die Stromspule (dh die Erregerspule des Serienmagneten) fließt, das erzeugte Drehmoment gerade ausreicht, um die Reibung im System zu überwinden, ohne dass sich die Scheibe tatsächlich dreht.

(4) Kriechen.Manchmal dreht sich die Scheibe des Messgeräts im Leerlauf langsam, aber kontinuierlich, dh wenn die Potentialspule erregt ist, aber kein Strom in der Last fließt. Dies wird als Kriechen bezeichnet. Dieser Fehler kann durch eine Überkompensation der Reibung, eine zu hohe Versorgungsspannung, Vibrationen, magnetische Streufelder usw. verursacht werden.

Einstellung. Um dieses Kriechen zu verhindern, werden zwei diametral gegenüberliegende Löcher in die Scheibe gebohrt. Dies führt zu einer ausreichenden Verzerrung des Feldes. Das Ergebnis ist, dass die Scheibe dazu neigt, stationär zu bleiben, wenn eines der Löcher unter einen der Pole des Nebenschlussmagneten gelangt.

(5) Temperaturfehler. Da Wattstundenzähler häufig für den Betrieb im Außenbereich erforderlich sind und extremen Temperaturen ausgesetzt sind, sind die Auswirkungen der Temperatur und deren Kompensation von großer Bedeutung. Der Widerstand der Scheibe, der Potentialspule und die Eigenschaften des Magnetkreises sowie die Stärke des Bremsmagneten werden durch Temperaturänderungen beeinflusst. Daher wird bei der Konstruktion des Messgeräts große Sorgfalt darauf verwendet, Fehler aufgrund von Temperaturschwankungen auszuschließen.

(6) Frequenzschwankungen.Das Messgerät ist so konzipiert, dass es bei einer bestimmten Frequenz (im Allgemeinen 50 Hz) einen minimalen Fehler anzeigt. Wenn sich die Versorgungsfrequenz ändert, ändert sich auch die Reaktanz der Spulen, was zu einem kleinen Fehler führt. Glücklicherweise spielt dies keine große Rolle, da die kommerziellen Frequenzen in engen Grenzen gehalten werden.

(7) Spannungsschwankungen.Der Nebenschlussmagnetfluss nimmt mit zunehmender Spannung zu. Das Antriebsdrehmoment ist proportional zur ersten Flussleistung, während das Bremsdrehmoment proportional zum Quadrat des Flusses ist. Wenn daher die Versorgungsspannung höher als der Normalwert ist, steigt das Bremsmoment viel stärker als das Antriebsmoment und umgekehrt. Das Ergebnis ist, dass das Messgerät dazu neigt, bei höheren als normalen Spannungen langsam und bei niedrigeren Spannungen schnell zu laufen. Allerdings ist der Effekt bei den meisten Messgeräten gering und beträgt nicht mehr als 0,2 % bis 0,3 % bei einer Spannungsänderung von 10 % vom Nennwert. Der kleine Fehler aufgrund von Spannungsschwankungen kann durch die richtige Gestaltung des Magnetkreises des Nebenschlussmagneten beseitigt werden