AT391230B - Einrichtung zur erfassung der nulldurchgaenge - Google Patents

Description

Nr. 391 230

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung der Nulldurchgänge eines auf der Primärseite eines gesättigten Stromwandlers fließenden Stromes, wobei über einen Hilfsstromwandler und/oder einen Bürdenwiderstand auf der Sekundärseite des Stromwandlers ein Analog-Spannungssignal ableitbar ist.

Bekanntlich entsprechen bei gesättigten Stromwandlem die Nulldurchgänge des Sekundärstromes nicht jenen des Primärstromes. Stromwandlersättigungen können auftreten, wenn entweder der zu übertragende Wechselstrom so hoch ist, daß die an der Sekundärwicklung infolge äußerer Bürde und innerem Widerstand auftretende Spannung einen zu hohen Induktionsfluß im Kern ergibt, oder wenn der Primärstrom ein Gleichstromglied enthält, daß auf die Dauer nicht auf die Sekundärseite übertragen werden kann und solchermaßen eine Störung des AW-Gleichgewichtes mit sich bringt.

Schutzeinrichtungen, für die die Phasenlage des Primärstromes ein Meßkriterium darstellt (z. B. Distanzschutz, Phasenvergleichsschutz) müssen jedoch die Nulldurchgänge des Primärstromes erfassen.

Eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art ist aus der EP-OS 45 105 bekannt. Diese Einrichtung für den Differentialschutz weist jedoch einen enormen schaltungstechnischen Aufwand auf.

Darüberhinaus ist auch aus der DE-OS 3 112 045 eine Nullspannungsschaltanordnung bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zu schaffen, das aus dem Sekundärstrom Rückschlüsse auf die Nulldurchgänge des Primärstromes erlaubt und an dessen Ausgang ein Rechtecksignal anliegt und dessen Flanken mit den Nulldurchgängen des Primärstromes möglichst genau zusammenfallen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Analog-Spannungssignal einem über eine Schalthysterese verfügenden elektronischen Rechtecksignalbilder, vorzugsweise einem beschalteten Operationsverstärker, zugeführt ist.

Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, mit einfachen und vertretbaren Mitteln, Rückschlüsse aus dem Sekundärstrom eines Stromwandlers auf die Nulldurchgänge des Primärstromes zu ziehen. Durch den einfachen Aufbau der erfindungsgemäßen Einrichtung ist auch praktisch keine Störungsanfälligkeit gegeben. Darüberhinaus ist auch der finanzielle Aufwand für die Herstellung der Einrichtung gering. Die Erfindung ermöglicht ferner die Verwendung vorhandener Stromwandlerkeme, die zusätzlich auch andere Geräte speisen können. Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, daß sie in Phasenvergleichsschutzeinrichtungen, beispielsweise beim Sammelschienenschutz verwendet werden kann.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist in den Sekundärkreis des Stromwandlers eine Induktivität, vorzugsweise eine Drossel geschaltet. Die Induktivität bewirkt ein exponentielles Abklingen des Sekundärstromes, wodurch der Verlauf gegen Ende der Periode sehr flach wird. Die Hysterese kann dadurch klein eingestellt werden, sodaß auch die Nulldurchgänge kleiner Primärströme erfaßbar sind.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Fig. 1 zeigt die Prinzipschaltung, Fig. 2 und 3 den Verlauf des Primär- und Sekundärstromes im Diagramm.

Gemäß Fig. 1 ist der Sekundärstrom des Stromwandlers (1) der Primärwicklung eines Hilfsstromwandlers (2) zugeführt, dessen Sekundärwicklung mit einem Bürdenwiderstand (3) abgeschlossen ist. Der Spannungsabfall am Bürdenwiderstand (3) ist über einen Widerstand (5) den beiden Eingängen eines Operationsverstärkers zugeführt. Ein Rückkoppelwiderstand (6) erzeugt eine Schalthysterese für das Ausgangssignal des Operationsverstärkers, das an die Klemme (7) geführt ist. Zusätzlich ist im Sekundärkreis des Stromwandlers (1) eine Drossel (8) angeordnet.

Die Wirkungsweise der Schaltung sei anhand von Fig. 2 näher erläutert. Die Kurve (1) zeigt einen Primärstrom, der eine Gleichstromverlagerung aufweist. Strichliert ist der Verlauf des Sekundärstromes gezeichnet

In Kurve (2) ist der Sekundärstrom vergrößert dargestellt, um die schleichenden Nulldurchgänge, die mit denen des Primärstromes nicht übereinstimmen, hervorzuheben. Strichliert ist die Schalthysterese des Rechteckbildners (4) eingezeichnet. An den Schnittpunkten der Kurve (2) mit der Schalthysterese befinden sich die Flanken des Rechtecksignals (3), die mit den Nulldurchgängen des Primärstromes übereinstimmen. In dieser Form ist die Schaltung nur bedingt funktionsfähig, da die Hysterese sehr groß eingestellt werden muß, wodurch bei kleiner Amplitude des Primärstromes keine Nulldurchgangserfassung möglich ist. Gemäß Fig. 3 ist die Funktion der Drossel mit ihren Vorteilen aufgezeigt. Die Drossel (8) bewirkt nämlich ein exponentielles Abklingen des Sekundärstromes, wodurch dessen Verlauf gegen Ende der Periode sehr flach wird.

Die Hysterese kann sodann sehr klein eingestellt werden, wodurch auch die Nulldurchgänge sehr kleiner Primärströme erfaßbar sind.

Der besondere Vorteil dieser Nulldurchgangserfassung liegt in der besonderen Einfachheit der Anordnung mit der die für die Anwendung in der Schutztechnik geforderte Genauigkeit erzielt werden kann. Sie ist dadurch Ausführungen mit komplizierten Rechenalgorithmen sowohl preismäßig als auch sicherheitstechnisch bei weitem überlegen. -2-

Claims (3)

1. Nr. 391 230 5 PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zur Erfassung der Nulldurchgänge eines auf der Primärseite eines gesättigten Stromwandlers fließenden Stromes, wobei über einen Hilfsstromwandler und/oder einen Bürdenwiderstand auf der Sekundärseite des Stromwandlers ein Analog-Spannungssignal ableitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Analog-Spannungssignal einem über eine Schalthysterse verfügenden elektronischen Rechtecksignalbildner, vorzugsweise einem beschatteten Operationsverstärker zugeführt ist. 15
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sekundärkreis des Stromwandlers eine Induktivität, vorzugsweise eine Drossel geschattet ist. 20 Hiezu
3. 3 Blatt Zeichnungen 25