AT141447B - Anordnung zum Prüfen von Stromwandlern. - Google Patents

Description

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  Anordnung zum Prüfen von Stromwandlern. 



   Die Anordnung dient dazu. die   Stromfehler   und Winkelfehler von Stromwandlern zu ermitteln. 



  Sie bedient sich dazu eines Normalstromwandlers, der mit dem zu prüfenden Wandler zu einer Differentialschaltung vereinigt wird, die in Fig. 1 dargestellt ist. X sei der zu prüfende Wandler,   J   ein Normalwandler von gleichem   Übersetzungsverhältnis.   Die primären Wicklungen sind in Reihe geschaltet. die sekundären Wicklungen gemäss der Fig. 1 derart verbunden. dass in dem   Diagonalzweig die'Diffe-   renz   A 1 = Ix-IN   der sekundären Ströme fliesst. Wenn wir annehmen, dass der Normalstromwandler keine Fehler hat, also sein Sekundärstrom   I,   dem Sollwert entspricht, so bestimmt die Grösse und Phasenlage des Differenzstromes. A 7 die Abweichung des Sekundärstromes Ix des zu prüfenden Wandlers 
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 nente die Phasenabweichung, den Winkelfehler.

   Wenn man den Widerstand des Diagonalzweiges genügend   klein hält.   sind die beiden Wandler voneinander unabhängig und jeder von ihnen arbeitet mit der ihm zugedachte Biirde. Die beschriebene Schaltung ist bekannt und bildet den Ausgangspunkt verschiedener Verfahren zum Prüfen von Stromwandlern. Die bisher aus der beschriebenen Schaltung entwickelten bekanntgewordenen Verfahren sind entweder von mässiger Genauigkeit oder erfordern eine umfangreiche, wenig übersichtliche Apparatur mit teuren und empfindlichen Spezialinstrumenten. Ausserdem brauchen sie noch eine konstante   Hilfsspannung   aus dem gleichen Wechselstromnetz, das den Priifstrom für die Stromwandler liefert. 



   Diese Nachteile vermeidet die vorliegende Erfindung, welche Schaltungen vorschreibt, aus denen sich leicht bedienbare Apparate von grosser Einfachheit und Genauigkeit entwickeln lassen. Gemäss der vorliegenden Erfindung werden die Fehler von Stromwandlern in der Differentialschaltung dadurch ermittelt, dass der Spannungsabfall des Diffenrenzstromes im Diagonalzweig mittels einer Nullmethode auskompensiert wird, u. zw. durch zwei regelbare, um 900 verschobene Spannungen, die von den in den Primär-oder Sekundärkreisen fliessenden Strömen an geeigneten Schaltungselementen hervorgerufen werden. Diese Schaltungselemente können feste oder regelbare Widerstände,   Kapazitäten.   Drosseln. gegenseitige Induktivitäten oder Kombinationen davon sein.

   Ebenso kann der Spannungsabfall des Differenzstromes im Diagonalzweig durch diese Schaltungselemente hervorgerufen werden. Zur Erzeugung der notwendigen Kompensationsspannung können die Schaltungselemente entweder in den   Sekundärkreis   des Normalstromwandlers oder in den des zu prüfenden Wandlers oder in den eines dritten Normalwandlers oder in den Primärkreis gelegt werden. Wesentlich ist, dass die Gegeninduktivitäten. die zur Erzeugung einer gegenüber dem ihre Primärspule   durchfliessenden   Strom um 900 verschobenen Spannung dienen, dabei so geschaltet werden, dass nach der Abgleichung die sekundären Spulen der Gegeninduktivitäten stromlos sind.

   Das hat den Vorteil, dass die Selbstinduktivitäten der sekundären Spulen, da sie im Nullzweig liegen, auf die Abgleichung keinen Einfluss haben und dass somit eine erhebliche Fehlerquelle fortfällt. Als   Nullinstrument   kann jedes genügend empfindliche Weehselstromnullinstrument. am besten ein   Vibrationsgalvanometer,   dienen. 



   Ein Beispiel einer gemäss der Erfindung ausgeführten Schaltung ist in Fig. 2 wiedergegeben. In dem Diagonalzweig, der von der Differenz der sekundären Ströme durchflossen wird, liegt die Primärspule einer festen   Gegeninduktivität Jf.   In dem Sekundärkreis des Normalstromwandlers liegt ein Widerstand r und die Primärspule einer regelbaren Gegeninduktivität m. Der Widerstand   r ist   so ein- 

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 gerichtet (z. B. in Form eines Sehleifdrahtes). dass von ihm der Grösse nach veränderliehe Spannungen abgenommen werden können, die in Richtung des Sekundärstromes IN liegen.

   An der   Sekundärspule   der regelbaren Gegeinduktivitäten herrschen der Grösse nach veränderliche Spannungen, die senkrecht zum   Sekundärstrom 7y stehen.   Die regelbaren Spannungen an m und r werden über das Nullinstrument gegen die   Sekundärspule   der zweiten Gegeninduktivität M geschaltet, die im Diagonalzweig liegt. An dieser   Sekundärspule herrscht   eine Spannung, die proportional dem Differenzstrom (Fehlerstrom)   #I   ist und senkrecht auf ihm steht. Werden die Spannungen an   I1/.   und r so geregelt, dass das Nullinstrument keinen Ausschlag zeigt. so ist die   sekundäre   Spannung an M und damit auch der Fehlerstrom nach seinen beiden Komponenten in bezug auf den Sollwert IN   ausgemessen.

   Und   zwar ist die Spannung an r wegen der 900-Verschiebung   durch 31   ein   Mass   für den Winkelfehler, die Sekundärspannung an der regelbaren 
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 und Winkelfehler messen zu können, müssen die regelbare   Gegeninduktivität m   und der Widerstand t so eingerichtet sein, dass man von ihnen die Kompensationsspannungen in beiden um 1800 verschobenen Richtungen abnehmen kann.

   Zwischen dem Stromfehler f in Prozenten und dem Winkelfehler   ò   in Minuten und den jeweils bei der   Nullabgleichung   eingestellten Werten von m in Hy und r in Ohm und der Gegeninduktivität M in By bestehen folgende Beziehungen : 
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 Die   sekundären Selbstinduktionen   der beiden in der Sehaltung verwandten Gegeninduktivitäten gehen in die Formeln nicht ein. da die   sekundären   Spulen nach der   Angleichung   stromlos sind. Die   Messbereiche   der einmal in Prozenten   bzw. Minuten   eingeteilten Schaltungselemente lassen sich durch Verändern von   li   erweitern. 



   Ein anderes Beispiel einer Schaltung, wo der Spannungsabfall des Differenzstromes mit einer Nullmethode ausgemessen wird, zeigt die Fig. 3. Im Diagonalzweig liegt ein Widerstand R. der von dem Differenzstrom (Fehlerstrom)   A 7 durehflossen wird.   Die Spannung an R wird kompensiert durch eine regelbare Gegeninduktivität m und durch einen Widerstand. r. Die Primärspule der regelbaren
Gegeninduktivität   ìI1   liegt im Sekundärstromkreis des   Normalstromwandlers, desgleichen   die eine Hälfte des Widerstandes)', während die andere Hälfte im   Sekundärkreise   des   Prüflinge   liegt. Diese Anordnung   ist notwendig, um   sowohl positive wie negative Stromfehler ausmessen zu können.

   Bei Nullabgleichung ist jetzt die Stellung von in ein   Mass   für den Winkelfehler. diejenige von r ein Mass für den Stromfehler. 



   Es gelten mit grosser Annäherung die Beziehungen : 
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 Wieder ist die   sekundäre   Selbstinduktion der   Gegeninduktivität m ohne   Einfluss, da sie nach der Abgleichung von keinem Strom durchflossen   wird. l'und m   können wieder direkt in Prozent-Stromfebler und   Minuten-Winkelfehler geeicht   werden. Ihre Teilungen sind richtig für jeden beliebigen Wert des Messstromes. Die   Messbereiche   lassen sich durch Abstufen von R erweitern. 



   In Fig. 4 ist als Beispiel eine Schaltung   gezeichnet,   bei der der Spannungsabfall des Differenzstromes auskompensiert wird durch   Spannungen : die   von einem dritten Wandler K geliefert werden. 



  Die Arbeitsweise ist   ähnlich   wie bei den früheren Schaltungen und wohl ohne weiteres verständlich. 
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   Prüflinge   mit   M/.. dasjenige   des dritten Wandlers   1 ; bezeichnet   so bestehen angenähert folgend/' Beziehungen : 
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 Eine weitere Schaltung ergibt sieh, wenn man an Stelle des Diagonalwiderstandes   Reine Gegeninduk-     tivität. M   setzt. Es vertauschen dann   ill   und r ihre Rollen in bezug auf ihre Anzeige von Strom-und Winkelfehler. Ferner können die Kompensationsspannungen auch durch im Primärkreis liegende Schaltungselemente erzeugt werden. 



   Die in den beschriebenen   Schaltungen   erwähnten Schaltungselemente können in bekannter Weise 
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 Auch feste Gegeinduktivitäten mit   sekundärer Spannungsteilung   sind möglich. Um aber eine gedrängte Bauart zu erzielen und eine Beeinflussung durch magnetische Fremdfelder zu vermeiden, haben sich 
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   bezeichnen kann. Es sind Schaltungselemente, die es gestatten, veränderliche Spannungen abzugeben. die senkrecht zu einem der Schaltung zugeführten Strome stehen. 



  In den Fig. 5 a und 5 b sind zwei solche Anordnungen besehrieben. In Fig. 5 a ist ein Eisenkern mit einer primären Wicklung versehen. die vom Bezugsstrom, z. B. Zv, durchflossen wird. Ausserdem befindet sich auf dem Kern eine Sekundärspule, die über einen hohen Widerstand geschlossen und daher wenig belastet ist. Ein Teil dieses Widerstandes ist als Sehleifdraht ausgebildet. Durch geeignete Bemessung eines Parallelkondensators C können die Spannungen am Schleifdraht um 90  gegenüber dem Strom verschoben werden. Um bei verschiedenen Strömen stets eine konstante Beziehung zwischen Strom und Sehleifdrahtspannung zu haben, muss die in der Gegeninduktivität wirksame Permeabilität praktisch konstant sein. Dies kann man entweder erreichen durch Verwendung von an sieh bekannten   
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   In Fig. 5 b   durchfliesst   der Bezugsstrom einen ohmschen Widerstand. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand wird über einen Spannungstransformator transformiert, an dessen Sekundärspule eine Kapazität in Reihe mit einem als   Schleifdralht   ausgebildeten Widerstand angeschlossen ist.   Durch   geeignete Bemessung der einzelnen Teile und Anwendung der in Fig. 5   a   besprochenen Mittel auf den Transformatorkern lässt sich eine Spannung am Sehleifdraht abnehmen, die senkrecht zum Strom und in einem konstanten Verhältnis zu ihm im ganzen   Messbereich steht.   



   Auch die oben angegebenen Anordnungen zur Erzeugung einer gegenüber dem Strom um   900   verschobenen Spannung werden sinngemäss so in die Stromwandlerprüfschaltung eingebaut, dass nach der Abgleichung von den   sekundären   Klemmen der Anordnung, die die Spannung abgeben, kein Strom entnommen wird, da die sekundären Klemmen im Zuge des Nullkreises liegen. 



     PATENT-ANSPRÜCHE   : 
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 dass der Spannungsabfall, den der Differenzstrom an einem ohmschen, induktiven oder kapazitiven Widerstand hervorruft, über ein   Nullinstrument   durch zwei Spannungen ausgemessen wird, die von den in den Sekundärkreisen des   Prüflinge.   des Normalwandlers oder eines dritten Wandlers fliessenden Strömen oder vom Primärstrom in einem Widerstand und in der   Sekundärspule   einer Gegeninduktivität erzeugt werden, wobei die   Gegeninduktivität   so geschaltet ist. dass   ihre Sekundärwicklung nach Abgleichung   vom Differenzstrom nicht durehflossen wird.

Claims (1)

1. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der D) ifferenzstrom die Primärspule EMI3.3 . sationsspannungen geschaltet wird.

   3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer ver- änderlichen, um 900 gegen den gewählten Bezugstrom verschobenen Kompensationsspannung dieser Strom die Primärwicklung einer Gegeninduktivität durchfliesst, deren Sekundärwicklung durch Wider- EMI3.4 Verschiebung abgegliehen wird.

   4. Anordnung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Kreis der Gegen- induktivität durch einen Luftspalt und einen abgestuften Eisenquerschnitt unterbrochen ist.

   5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung einer ver- änderlichen, um 900 gegen den gewählten Bezugstrom verschobenen Kompensationsspannung dieser Strom einen ohmsehen Widerstand durchfliesst, dessen Spannungsabfall durch einen Spannungswandler transformiert und an die Reihenschaltung einer Kapazität und eines Widerstandes gelegt wird.

   ss. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Kreis des spannungwandlers durch einen Luftspalt und einen abgestuften Eisenquerschnitt unterbrochen ist.