Calmet Calibration. Calmet C300 Der Kalibrator für nicht sinusförmige Signalverläufe - Oberwellen Erweiterte Spezifikationen.

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1 C300 Der Kalibrator für icht siusförmige Sigalverläufe - Oberwelle Erweiterte Spezifikatioe Calibratio Awedugsbericht Was bedeutet Leistugs-/Eergiekalibrierug bei icht siusförmige Ströme/Spauge Elektrische ud elektroische Messistrumete sollte uter Bediguge kalibriert werde, die de tatsächliche Bediguge am Eisatzort möglichst ählich sid dies gilt isbesodere für elektrische Leistugsmessgeräte (EEM-Electroic Eergy Meter) Ei wichtiger Bestadteil der Überprüfug der Geauigkeit vo EEMs ist die Utersuchug des Eiflusses vo harmoische erzerruge bei Strom ud/oder Spaug Die E fordert die Überprüfug der EEM mit ichtsiusförmige Sigale, zb soll die Amplitude der 5 Harmoische der Spaug 0% der Grudwelle ud die Amplitude der 5 Harmoische des Stromes 40% der Grudwelle betrage Kofiguriert werde sollte der Test mit dreiphasiger symmetrischer Last, 50% des estromes, Leistugsfaktor der Harmoische cosϕ 5 sowie Grudwelle ud Harmoische i Phase bei positivem ulldurchgag Der C300 Die Lösug mit der beste Geauigkeit für dreiphasige Leistugskalibrierug bei sius- ud icht siusförmige Ströme/Spauge i eiem eizige Gehäuse Der C300 erzeugt dreiphasig programmierbare Ströme ud Spauge zur Überprüfug vo etzqualitätsaalysatore, Wattmeter, Schutzrelais, Stromwadler ud ähliche Ausrüstuge Er hat je drei uabhägige Strom- ud Spaugskaäle, wobei Ströme bis 0A oder Spauge bis 560 mit typischer Geauigkeit vo 0,0% (00ppm) für siusförmige Ausgagssigale geeriert werde köe Ei zusätzlicher Stromverstärker ist icht otwedig, die Last ka symmetrisch oder usymmetrisch sei Ebeso ist eiphasiger Betrieb möglich, hier beträgt der maximale uellestrom 360A Der C300 ka für Strom ud Spaug gleichzeitig Oberwelle verschiedeer Ordug bei uabhägiger Überlagerug der eizele Harmoische bezüglich ihrer Phaselage utereiader ud zur Grudwelle erzeuge Die Amplitude ist wählbar zwische 0 00% ud die Phaseverschiebug zwische bezoge auf die Grudwelle Dieser Awedusbericht iformiert über die Berechug der Messgeauigkeit vo Strom, Spaug, Schei-, Wirk- ud Blidleistug zur Bestimmug der Spezifikatioe des C300 für sius- ud icht siusförmige (oberwellehaltige) Ströme ud Spauge U ϕ U 3 3 UU3 ϕ 3 UU ϕ U Der C300 bietet die otwedige Geauigkeit über eie breite Strom- ud Spaugsbereich zur Überprüfug vo Messgeräte für sius- ud icht siusförmige Größe

2 C300 Spezifikatioe für siusförmige Spauge, Ströme ud Leistuge Parameter Bereich Eistellbereich Auflösug Geauigkeit ) Klasse 00 Klasse 005 Calibratio Maximale Bürde ±00% vom ±004% vom 560mA@70 Spaug U Eistellwert Eistellwert 80mA@ ±0005% vom ±00% vom 40mA@ Bereich Bereich 70mA@560 Strom 0,5A A A 7@0,5A ±00% vom ±004% vom 6A 0056A 00000A 85@6A Eistellwert Eistellwert 0A 00A 0000A 33@0A ±0005% vom ±00% vom 0A 0A 000A Bereich Bereich 095@60A 070@0A Frequez f Hz 000Hz ±000Hz ±000Hz 00500Hz 000Hz ±000Hz ±000Hz Phaseversch ϕ 0± ±005 ) ±00 ) Wirkleistug P 03x6700W W ±00% ) 3) ) 3) ±005% Blidleistug 03x6700var var ±00% ) 3) ) 3) ±005% Scheileistug S 03x6700A A ±00% ) ±005% ) Eergie berechet aus Eistelluge für Leistug ud Zeit ±00% ) 3) ) 3) ±005% ) Absolute erweiterte Meßusicherheit mit 95% Sicherheitsschwelle beihaltet Meßusicherheit der Referez, Stabilität über Moate, Eiflußgröße (Umgebugstemperatur +0+6 C, Luftfeuchtigkeit, Schwakugsbereich der Stromversorgug, Frequezbereich 4565 Hz ud ichtliearitäte) Für Frequeze über 65 Hz steigt die Meßusicherheit liear bis zum doppelte Wert bei 500 Hz ) Ab 0% des Strombereichs ud 30% des Spaugsbereichs, Frequez 45-65Hz 3) Messusicherheit der Leistug P() bei cosϕ(siϕ), bei cosϕ(siϕ) liearer Astieg auf typisch 05% (Klasse 00) oder 030% (Klasse 005) bei cosϕ(siϕ)05 Bei Strom ud Spaug uter 0% des Bereichs Meßusicherheit 0005% des Bereichs Spezifikatio der Oberwelle Parameter Oberwelle 4) Amplitude Eistellbereich 0 00% der Grudwelle Phase Eistellbereich 0±360 Frequez Geauigkeit 4) Eistellbereich Amplitude Phase Bis zur 3 Oberwelle oder max 300Hz ±00% des Eistellwertes ±05 Eistellmöglichkeite Uabhägig Überlagerug (Phaselage) der harmoische Kompoete bei Strom ud Spaug 00% des Eistellwertes ud 05 für die Oberwelle ud liearer Astieg auf 00% des Eistellwertes ud bis zur 3 Geauigkeit der Amplitude Phasegeauigkeit [grad] 3,00,00,00 0,00 0,50 0,55 0,60 0,66 0,7 0,76 0,8 0,86 0,9 0,97,0,07,,7,,8,33,38,43,48,53,59,64,69,74,79,84,90,95, Ordug Der C300 Kalibrator Erweiterte Spezifikatioe für oberwellehaltige Spauge/Ströme /6

3 Berechug der Geauigkeit für icht siusförmige Spauge Calibratio Für die Berechug der Geauigkeit bei icht siusförmige Spauge gelte folgede Gleichuge: k Am ) + k + + k + ( + )) ( )) u ( ) c ) ) Dabei sid: Effektivwert der Spaug (), Effektivwert der -te Harmoische, k Koeffiziet der harmoische erzerruge, Ordugszahl, Effektivwert der Grudwelle, ) Messusicherheit der Harmoische, c Sesitivitätskoeffiziet, ) Gesamtmessusicherheit der Spaug uter Berücksichtigug des Oberwellegehalts Am ) Gemäß E 5060:007 soll der Koeffiziet (Klirrfaktor) das erhältis Oberwelle / Grudwelle abbilde ud icht Oberwelle/Gesamteffektivwert Beispiel für 0/60Hz Spaug 0 mit 60Hz überlagert mit 30% 3 Oberwelle ud 0% 5 Oberwelle geeriert im 40 Bereich Effektivwert der Grudwelle: 0/ ( ) Messusicherheit der Grudwelle: )00ppm des Wertes + 50ppm des Bereichs x x Oberwelle: 3 30%x 03x Messusicherheit der 3 Oberwelle: 3 )8ppmx 00008x Oberwelle: 5 0%x 0x Messusicherheit der 5 Oberwelle: 5 )834ppmx x Gesamtmessusicherheit: )(048809/0)x (34643/0)x (048809/0)x Oder )/ / (oder 380ppm) Die Geauigkeit der Ausgagsspaug beträgt 0 ± Grafische Darstellug für dieses Beispiel Der C300 Kalibrator Erweiterte Spezifikatioe für oberwellehaltige Spauge/Ströme 3/6

4 Berechug der Geauigkeit der Scheileistug für icht siusförmige Spauge ud Ströme Calibratio Für die Geauigkeitsberechug gelte folgede Gleichuge: S S) S ) ) ) + ) ) ) Dabei sid: Effektivwert der Spaug,, Effektivwert der -te Oberwelle, Ordugzahl, )/ Messusicherheit Spaug, )/ Messusicherheit Strom, )/ Messusicherheit Spaugsoberwelle, )/ Messusicherheit Stromoberwelle, S)/S Messusicherheit Scheileistug Beispiel 0/60Hz Spaug 0 / 60Hz überlagert mit 4% 3 Oberwelle, geeriert im 40-Bereich, Strom 7A / 60Hz überlagert mit 0% 3 ud 4, 9% 5 Oberwelle, geeriert im 0A-Bereich Effektivwert der Grudwelle (Spaug): 0/ (+04 ) Effektivwert der 3 Oberwelle: 3 4%x 04x Messusicherheit der Spaug: OTE ) )/ ( / )x{[ )]/ }+( 3 / )x{[ 3 )]/ } (089376/0)x (556/0)x (or 7ppm) OTE ) Die Strom-ud Spaugsausgäge des C300 sid im Scheileistugsmodus zusätzlich präzise justiert, um eie Geauigkeit vo 00 ppm für siusförmige Größe im Spausbereich vo (30% vo 70) bis 560 ud im Strombereich vo 005A (0% vo 05A) bis 0A zu erreiche S )/S {[ )]/ } +{[ )]/ } 00ppm (4ppm) +(4ppm) Effektivwert der Grudwelle(Strom): 7/ ( )69809A 3 Oberwelle: 3 0%x 0x A 5 Oberwelle 5 49%x 0049x A Messusicherheit des Stromes: OTE ) )/ ( / )x{[ )]/ }+ +( 3 / )x{[ 3 )]/ }+( 5 / )x{[ 5 )]/ } (69809/7)x00004+(069809/7)x (096786/7)x (or 74ppm) Messusicherheit Scheileistug: S)/S (or 44ppm) S)000044x A Die Messgeauigkeit der Scheileistug beträgt 770A ±0879A Welleforme vo Strom ud Spaug i diesem Beispiel Der C300 Kalibrator Erweiterte Spezifikatioe für oberwellehaltige Spauge/Ströme 4/6

5 Berechug der Geauigkeit der Wirkleistug für icht siusförmige Spauge ud Ströme Calibratio Für die Geauigkeitsberechug gelte folgede Gleichuge: P P cos ϕ P ) ) ) + P cos( ϕ + ϕ)) cosϕ ϕ ) cosϕ P) P P P ) + [ ϕ )] Dabei sid: P Wirkleistug, P Wirkleistug der -te harmoische Kompoete, Effektivwert der Spaugsoberwelle, Effektivwert der Stromoberwelle, ϕ Phasewikel der harmoische Kompoete, Ordugszahl, )/ Messusicherheit der Spaugsoberwelle, )/ Messusicherheit der Stromoberwelle, ϕ ) Messusicherheit des Leistugsfaktors, P )/P Messusicherheit der harmoische Kompoete, P) Messusicherheit der Wirkleistug Beispiel Wirkleistug 0/60Hz Spaug 0 / 60Hz überlagert mit 4% 3 Oberwelle, Phasewikel 0 zur Grudwelle, geeriert im 40-Bereich Strom 7A / 60Hz, überlagert mit 0% 3Oberwelle, geeriert im 0A-Bereich Phaseverschiebug zwische de Grudwelle vo Spaug ud Strom + Die 3 Oberwelle des Stromes ist um +5 gege die Stromgrudwelle ud somit um +6 (5 +3x ) gege die Spaugsgrudwelle verschobe Spaug, Strom, Leistug der Grudwelle: 0/ (+04 ) / ( )69809A P cosϕ x69809x W Messusicherheit vo Spaug, Strom, Am 3) Leistugsfaktor ud Leistug der Grudwelle: )/ 4ppm )/ 4ppm ϕ )[cos(+005)-cos()]/cos()86ppm P )/P ppm P )000073x W Am 3) Die Strom- ud Spaugsausgäge des C300 sid im Wirkleistugsmodus zusätzlich präzise justiert, um eie Geauigkeit vo 00 ppm bei Leistugsfaktor ud für siusförmige Größe im Spausbereich vo (30% vo 70) bis 560 ud im Strombereich vo 005A (0% vo 05A) bis 0A zu erreiche P )/P {[ )]/ } +{[ )]/ } +{ϕ )} 00ppm (4ppm) +(4ppm) +(ppm) Spaug, Strom, Leistug der 3 Oberwelle: 3 4%x 04x %x 0x A P cosϕ 3 556x069809x W Messusicherheit für Spaug, Strom, Leistugsfaktor ud Leistug der 3 Oberwelle: 3 )/ 3 8ppm 3 )/ 3 8ppm ϕ 3 )[cos(6+055)-cos(6)]/cos(6)7363ppm P 3 )/P ppm P 3 )007366x W Gesamtwirkleistug: P W Messusicherheit der Wirkleistug: P)(7377/743749)x (50863/743749)x W P)/P00047/ (or 70ppm) Die Geauigkeit der Scheileistug beträgt W ±0005W Der C300 Kalibrator Erweiterte Spezifikatioe für oberwellehaltige Spauge/Ströme 5/6

6 Berechug der Geauigkeit der Blidleistug für icht siusförmige Spauge ud Ströme Calibratio Die Blidleistug bei siusförmige Größe berechet sich wie folgt: si ϕ Für die Berechug der Blidleistug bei icht siusförmige Größe existiere mehrere Methodei der Stadardversio des C300 wird die Budeau- Methode geutzt: si ϕ, sowie die folgede Gleichuge für die Berechug der Geauigkeit der Blidleistug: ( ϕ ) u u ) ) ) + + si( ϕ + ϕ)) si ϕ si ϕ ( ) ) [ ϕ )] Dabei sid: Blidleistug, Blidleistug der -te harmoische Kompoete, Effektivwert der Spaugsoberwelle, Effektivwert der Stromoberwelle, ϕ Phasewikel der harmoische Kompoete, Ordugszahl, )/ Messusicherheit der Spaugsoberwelle, )/ Messusicherheit der Stromoberwelle, ϕ ) Messusicherheit des Leistugsfaktors, )/ Messusicherheit der Blidleistugskompoete, ) Messusicherheit der Blidleistug Beispiel Blidleistug 30/50Hz Spaug 30 / 50Hz überlagert mit 0% 3 Oberwelle, Phase zur Grudwelle 0, geeriert im 80-Bereich Strom 00A / 50Hz überlagert mit 40% 3 Oberwelle, geeriert im 0A-Bereich Phaseverschiebug zwische de Grudwelle vo Spaug ud Strom +95 Die 3 Oberwelle des Stromes ist um +5 gege die Stromgrudwelle ud somit um +0 (95 +3x5 ) gege die 3 Spaugsoberwelle verschobe Spaug, Strom, Leistug der Grudwelle: 30/ (+0 )773 00/ (+04 )86069A siϕ 773x86069x var Messusicherheit vo Spaug, Strom, Leistugsfaktor ud Leistug der Grudwelle: )/ 4ppm )/ 4ppm ϕ )[si(95+005)-si(95)]/si(95)77ppm )/ ppm )00004x var Am 4) Am 4) Die Strom-ud Spaugsausgäge des C300 sid im Blidleistugsmodus zusätzlich präzise justiert, um eie Geauigkeit vo 00 ppm bei Leistugsfaktor ud für siusförmige Größe im Spausbereich vo (30% vo 70) bis 560 ud im Strombereich vo 005A (0% vo 05A) bis 0A zu erreiche )/ {[ )]/ } +{[ )]/ } +{ϕ )} 00ppm (4ppm) +(4ppm) +(ppm) Spaug, Strom, Leistug der 3Oberwelle: 3 0%x 0x %x 04x A siϕ 3 773x34488x var Lösuge mit hoher ualität zu verüftige Preise Ltd Kukulcza 8, Zieloa Gora, Polad Phoe Fax mail@calmetcompl Web access: Pub D: C300 A E 0- PK Übersetzug der eglischsprachige Publikatio vo CALMET hr ertriebsparter: PK elektroik Poppe GmbH Mess- ud Prüftechik Ameiseweg elte b Berli Tel / FAX / vertrieb@pk-elektroikde Messusicherheit vo Spaug, Strom, Leistugsfaktor ud Leistug der 3 Oberwelle: 3 )/ 3 8ppm 3 )/ 3 8ppm ϕ 3 )[si(0+055)-si(0)]/si(0)3540ppm 3 )/ ppm P 3 ) x var Gesamtblidleistug: var Messusicherheit der Blidleistug )(95566/0945)x485+ +(737896/0945)x var )/4839/ (oder 03ppm) Die Geauigkeit der Blidleistug beträgt 0945var ±485var Der C300 Kalibrator Erweiterte Spezifikatioe für oberwellehaltige Spauge/Ströme 6/6

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