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 50470 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 0 360 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
C300 Spezifikatioe für siusförmige Spauge, Ströme ud Leistuge Parameter Bereich Eistellbereich Auflösug Geauigkeit ) Klasse 00 Klasse 005 Calibratio Maximale Bürde 70 0570 0000 ±00% vom ±004% vom 560mA@70 Spaug U 40 40 000 Eistellwert Eistellwert 80mA@40 80 80 000 ±0005% vom ±00% vom 40mA@80 560 5560 000 Bereich Bereich 70mA@560 Strom 0,5A 000505A 000000A 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 4099999Hz 000Hz ±000Hz ±000Hz 00500Hz 000Hz ±000Hz ±000Hz Phaseversch ϕ 0±360 00 ±005 ) ±00 ) Wirkleistug P 03x6700W 00000-W ±00% ) 3) ) 3) ±005% Blidleistug 03x6700var 00000-var ±00% ) 3) ) 3) ±005% Scheileistug S 03x6700A 00000-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 400 00 000 800 600 400 00 0 00 8 55 83 30 338 366 393 4 448 476 503 53 559 586 64 64 669 697 74 75 779 807 834 86 890 97 945 97 000 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 5 6 7 8 9 30 3 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,,8,33,38,43,48,53,59,64,69,74,79,84,90,95,00 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 5 6 7 8 9 30 3 Ordug Der C300 Kalibrator Erweiterte Spezifikatioe für oberwellehaltige Spauge/Ströme /6
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/ (+03 +0 )048809 Messusicherheit der Grudwelle: )00ppm des Wertes + 50ppm des Bereichs 000000x048809+0000050x40007976 3 Oberwelle: 3 30%x 03x04880934643 Messusicherheit der 3 Oberwelle: 3 )8ppmx 00008x04880900393 5Oberwelle: 5 0%x 0x048809048809 Messusicherheit der 5 Oberwelle: 5 )834ppmx 0000834x048809008747 Gesamtmessusicherheit: )(048809/0)x007976+(34643/0)x0 0393+(048809/0)x008747 006674+0006840+0008340004854 Oder )/ 004854/00000380 (oder 380ppm) Die Geauigkeit der Ausgagsspaug beträgt 0 ±004854 Grafische Darstellug für dieses Beispiel Der C300 Kalibrator Erweiterte Spezifikatioe für oberwellehaltige Spauge/Ströme 3/6
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 )089376 Effektivwert der 3 Oberwelle: 3 4%x 04x089376556 Messusicherheit der Spaug: OTE ) )/ ( / )x{[ )]/ }+( 3 / )x{[ 3 )]/ } (089376/0)x00004+ +(556/0)x0000800007 (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/ (+0 +0049 )69809A 3 Oberwelle: 3 0%x 0x69809069809A 5 Oberwelle 5 49%x 0049x69809096786A Messusicherheit des Stromes: OTE ) )/ ( / )x{[ )]/ }+ +( 3 / )x{[ 3 )]/ }+( 5 / )x{[ 5 )]/ } (69809/7)x00004+(069809/7)x00008+ +(096786/7)x000083000074 (or 74ppm) Messusicherheit Scheileistug: S)/S 00007 +000074 000044 (or 44ppm) S)000044x7700879A 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
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 )089376 7/ (+0 +0049 )69809A P cosϕ 089376x69809x0978487377W Messusicherheit vo Spaug, Strom, Am 3) Leistugsfaktor ud Leistug der Grudwelle: )/ 4ppm )/ 4ppm ϕ )[cos(+005)-cos()]/cos()86ppm P )/P 4 +4 +86 73ppm P )000073x737770048W 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 04x089376556 3 0%x 0x69809069809A P 3 3 3 cosϕ 3 556x069809x04848050863W 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 3 8 +8 +7363 7366ppm P 3 )007366x50863009035W Gesamtwirkleistug: P7377+509743749W Messusicherheit der Wirkleistug: P)(7377/743749)x0048+ +(50863/743749)x00903500047W P)/P00047/743749000070 (or 70ppm) Die Geauigkeit der Scheileistug beträgt 743749W ±0005W Der C300 Kalibrator Erweiterte Spezifikatioe für oberwellehaltige Spauge/Ströme 5/6
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 773x86069x09969595566var Messusicherheit vo Spaug, Strom, Leistugsfaktor ud Leistug der Grudwelle: )/ 4ppm )/ 4ppm ϕ )[si(95+005)-si(95)]/si(95)77ppm )/ 4 +4 +77 4ppm )00004x95566485var 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 0x773773 3 40%x 04x8606934488A 3 3 3 siϕ 3 773x34488x0939693737896var Lösuge mit hoher ualität zu verüftige Preise Ltd Kukulcza 8, 65-47 Zieloa Gora, Polad Phoe +48 68 34 04 56 Fax +48 68 34 04 57 E-mail: mail@calmetcompl Web access: http://wwwcalmetcompl Pub D: C300 A E 0- PK Übersetzug der eglischsprachige Publikatio vo CALMET hr ertriebsparter: PK elektroik Poppe GmbH Mess- ud Prüftechik Ameiseweg 6 677 elte b Berli Tel 0 33 04 / 39 09-0 FAX 0 33 04 / 39 09 - E-Mail: 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 )/ 3 8 +8 +3540 3554ppm P 3 )0003554x737896648var Gesamtblidleistug: 95566+7378960945var Messusicherheit der Blidleistug )(95566/0945)x485+ +(737896/0945)x6484839var )/4839/0945000003 (oder 03ppm) Die Geauigkeit der Blidleistug beträgt 0945var ±485var Der C300 Kalibrator Erweiterte Spezifikatioe für oberwellehaltige Spauge/Ströme 6/6