Verfahren zum Prüfen von Spannungswandlern. Das Verfahren dient dazu, die Span nungsfehler und Winkelfehler von Span nungswandlern zu ermitteln. Es. bedient sieh dazu eines Normalspannungswa-ndlers, der mit dem zu prüfenden Wandler zu einer Differential.seha.ltung vereinigt wird, die in Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung angedeu tet ist. X sei der zu prüfende Wandler, N ein Normalwandler von gleiehem Überset- zungsverhältnis. Die primären Wicklungen liegen parallel an aderselben Spannung.
Die sekundären Wicklungen sind gemäss der rig. 1 derart verbunden, dass zwischen den offenen Klemmen vN und vx die Differenz 0 L, <I>=</I> Ux <I>- UN</I> .der sekundären Spannungen herrscht. Wenn. wir annehmen, dass der Nor-- malspannungswandler keinen Fehler hat, also seine.
Sekundärspannung UN dem Sollwert entspricht, so bestimmt die Grösse und Pha senlage der Differenzspannung A U die Ab weiehung der Sekundärspannung Ux des zu prüfenden Wandlers vom Sollwert UN.
Die- jenige Komponente der Differenzspannung, die in Riehtung von UN liegt, bestimmt. die Abweichung der Amplituden, den Span- nungsfehler, und .die dazu senkrechte Kom ponente,die Phasenabweichung, den Winkel fehler. Wenn man zwischen den offenen Klemmen vN und o vx einen. für Messzwecke erforderlichen Widerstand legen muss, ihn aber genügend hoch wählt, so ist die Bela stung der Wandler gering, und an den Span nungsverhältnissen ändert sich praktisch nichts.
Die beschriebene Schaltung ist bekannt und bildet den Ausgangspunkt verschiedener Verfahren zum Prüfen von SpanDungswand- lern. Die bisher aus der beschriebenen Schal tung entwickelten bekannt gewordenen Ver fahren sind entweder von mässiger Genauig keit oder erfordern eine umfangreiche wenig übersichtliche Apparatur mit teuren und empfindlichen Spezialinstrumenten. Ausser dem brauchen sie noch eine konstante Hilfs- spannung aus dem gleichen Wechselstrom netz, das die Prüfspannung für die Span- nungswandler liefert.
Diese Nachteile vermeidet das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung, zum Prüfen von Spannungswandlern mit Hilfe eines Normalwandlers gleichen Überset- zungsverhältnisses in der Differentialschal tung, das darin besteht, dass eine zu der Dif ferenz der gegeneinander .geschalteten sekun dären Spannungen von Normalwandler und Prüfling in bekannter Beziehung stehende Spannung über ein Nullinstrument ausgemes sen wird durch zwei regelbare Kompensa tionsspannungen, die von Bezugsspannungen, die der primären Spannung,
von welcher sie unmittelbar abgeleitet werden, mindestens angenähert proportional und phasengleich sind, hervorgerufen wenden und von :denen die eine Kompensationsspannung in Phase mit den Bezugsspannungen und die andere senkrecht dazu liegt. Es kann die Differenz spannung unmittelbar oder über einen Span- nungswandler durch die Kompensationespan- nungen ausgemessen werden; es kann aber auch ein von einem Spannungsteiler abge griffener Bruchteil der Differenzspannung ausgemessen werden;
schliesslich besteht die Möglichkeit, dass die Differenzspannung über einen Vorwiderstand die Primärspule einer Gegeninduktivität speist, deren Sekundär spannung durch die Kompensationsspannun gen ausgemessen wird.
Die regelbaren Kom pensationsspannungen können durch einen Schleifdraht und eine regelbare Gegeninduk- tivität erzeugt werden, deren Primärspule in Reihe mit dem Schleifdraht und einer Pa- ralleIsehaltung von Vorwiderstand und Ka pazität entweder unmittelbar oder über einen Hilfstransformator an der Bezugsspannung liegt.
Eine andere Möglichkeit ist die, dass die Kompenssationsspannungen erzeugt wer den durch einen Schleifdraht und eine regel bare Gegeninduktivität, deren Primärspule in Reihe mit dem S.chleifdrah-t von einem Stromwandler gespeist wird, :dessen Primär wicklung über eine Parallelschaltung von Widerstand und Kapazität an der Bezugs- spannung liegt.
An Stelle der regelbaren Gegeninduktivitätkann auch ein anderes, aus Widerständen, Drosseln, Gegeninduktivitä- ten, Kapazitäten und Transformatoren be stehendes Schaltungselement treten.
Als Bezugsspannungen können die Se kundärspannungen des Normalwandlers und des Prüflings entweder allein oder gemein sam benutzt werden. Auch kann als Bezugs spannung die Primärspannung selbst oder die Sekundärspannung eines dritten Wandlers benutzt werden, dessen Primärwicklung an der Primärspannung oder an der Sekundär spannung der in, der Differentialschaltung vereinigten Wandler liegt. Die Bezugsspan nung muss mindestens angenähert der primä ren Spannung, auf die die Fehler des zu prüfenden. Wandlers ja unter Berücksichti gung des Nennübersetzungsverhältnisses zu rückgeführt wenden, proportional und pha sengleich sein.
Diese Forderung wird immer noch selbst dann erfüllt, wenn die Bezugs spannung unter Zwischenschaltung von fehlerhaften Spannungswandlern gewonnen wird; .denn, da die von der Bezugsspannung erzeugten Spannungen die Differenz der se kundären Spannungen ausmessen, geht ein I\ehler der Bezugsspannung erst in zweiter Grössenordnung in das schliessliehe Ifessresul- ta.t ein.
Beispiele des Verfahrens werden im fol genden anhand der in Fig. 2' bis. 7 darge stellten Einrichtungen erläutert. N ist der Normalspannungswandler, X .der zu prüfende Wandler, VG das Nullinstrument. Zwei Klemmen der sekundären Wicklungen der Wandler N und X sind unmittelbar mitein ander verbunden, eo dass zwischen den übri gen beiden Klemmen die Differenz der se kundären Spannungen herrscht.
Die zur Kompensation dienenden Spannungen wer den bei den Einrichtungen gemäss Fig. 2 und '3 vermittelst eines Schleifdrahtes s und einer regelbaren Gegeninduktivität m erzeugt, de ren primäre Spule mit dem Schleifdraht und einem Vorwiderstand R, in Reihe an der Se- kundärspannung des Normalwandlers liegt.
Diese Sekundärspannung dient also als Be- zugsspannung. Durch den Kondensator C wird erreicht, dass die Spannung am Schleif draht in Richtung mit der Sekundärspannung und die Spannung der Gegeninduktivität w dazu um<B>90'</B> verschoben ist.
In Fig. 2 sind diese zwei Kompensationsspannungen über ein h'ullin.strument gegen .die Sekundärspan nung eines Hilfstransformators HT geschal tet, der primär von der Differenzspannung gespeist wird.
Lrnter der Voraussetzung, dass dieser Hilfstransformator die Differenzspan nung mit genügender Übersetzungs- und Winkeltreue transformiert, ist der am Schleifdraht s abgegriffene Widerstandswert ein Mass für den Spannungsfehler und die eingestellte Gegerinduktivität na ein Mass für den Winkelfehler .des Wandlers X.
In der Fig. 3 schickt die Differenzspannung über einen Voarwiderstand r, einen Strom durch die Primärspule einer flilfsgegeninduktivität 11:11, deren Sekundärspannung gegen die Kompensationsspannungen geschaltet ist. -Die an der Sekundärspule von FIM erzeugte EMK ist praktisch gegenüber der Differenzspan nung um<B>90,</B> verschoben.
Infolgedessen bil det jetzt der am Schleifdraht s abgegriffene Widersta.ndewert ein Mass für den Winkel fehler und der eingestellte Wert der Gegen- induktivität m ein Mass für den Spannungs- fehlerdes Wandlers X.
In den Fig. 4 und 5 ist .der .die Kompen sationsspannung erzeugende Kreis nicht un mittelbar an die Sekundärklemmen des Nor malwandlers gelegt, sondern zwecks elektri scher Isolierung erst ein Hilfswandler HW zwischengeschaltet. Es ist so möglich, in der Fig. 4 die gesamte Differenzspannung direkt zu kompensieren, während in Fig. 5 nur ein von einem Spannungsteiler SV T abgezweig ter Teil der Differenzspannung kompensiert wird.
In den rig. 6 und 7 werden die Kompen sationsspannungen erzeugt, indem Sohleif- draht s und Gegeninduktivität m von einem Stromwandler W gespeist werden, dessen Primärwicklung über einen Vorwiderstand R, und Parallelkondensator C an der sekun. dä.ren Normalspannung liegt.
In Fig. 6 wird die gesamte Differenzspannung, in Fig. 7 nur ein Bruchteil von ihr kompensiert. In den in,den Fig. 4 bis 7 beschriebenen Schal tungen ist jedesmal der am Schleifdraht s ab gegriffene MTiderstandswert ein Mass für den Spannungsfehler und die eingestellte Gegen induktivität ms <I>ein</I> Mass für den Winkel fehler.
Bei sämtlichen beschriebenen Schaltun gen sind im abgeglichenen Zustande die Se kundärspulen der Gegenindukti-"Titäten strom los, so dassderen Widerstand und Induktivi- tät in die Messung nicht eingehen.
Procedure for testing voltage transformers. The method is used to determine the voltage errors and angle errors of voltage converters. It. To do this, use a normal voltage converter, which is combined with the converter to be tested to form a differential circuit, which is indicated in FIG. 1 of the accompanying drawing. Let X be the converter to be tested, N a normal converter with the same gear ratio. The primary windings are parallel to the same voltage.
The secondary windings are according to the rig. 1 connected in such a way that there is a difference of 0 L, <I> = </I> Ux <I> - UN </I>. Of the secondary voltages between the open terminals vN and vx. If. we assume that the normal voltage converter has no fault, i.e. its.
Secondary voltage UN corresponds to the nominal value, the size and phase position of the differential voltage A U determines the deviation of the secondary voltage Ux of the converter to be tested from the nominal value UN.
That component of the differential voltage which lies in the direction of UN is determined. the deviation of the amplitudes, the voltage error, and the component perpendicular to it, the phase deviation, the angle error. If you put a. Between the open terminals vN and o vx. If the resistance required for measuring purposes has to be placed, but if it is chosen sufficiently high, the load on the transducers is low, and practically nothing changes in the voltage conditions.
The circuit described is known and forms the starting point for various methods for testing voltage converters. The known Ver drive developed so far from the circuit described are either of moderate accuracy or require an extensive, unclear apparatus with expensive and sensitive special instruments. You also need a constant auxiliary voltage from the same alternating current network that supplies the test voltage for the voltage converters.
These disadvantages are avoided by the method according to the present invention for testing voltage converters with the aid of a normal converter with the same transmission ratio in the differential circuit, which consists in the fact that one of the secondary voltages of the normal converter and the test object connected to one another is known The related voltage across a zero instrument is measured by two controllable compensation voltages, which are derived from reference voltages, that of the primary voltage,
from which they are derived directly, are at least approximately proportional and in phase, and from which one compensation voltage is in phase with the reference voltages and the other is perpendicular to it. The differential voltage can be measured directly or via a voltage transformer using the compensation voltages; But it can also be measured a fraction of the differential voltage picked up by a voltage divider;
Finally, there is the possibility that the differential voltage feeds the primary coil of a mutual inductance via a series resistor, the secondary voltage of which is measured by the compensation voltages.
The adjustable compensation voltages can be generated by a sliding wire and an adjustable mutual inductance, the primary coil of which is connected to the reference voltage in series with the sliding wire and a parallel connection of series resistor and capacitance either directly or via an auxiliary transformer.
Another possibility is that the compensation voltages are generated by a slip wire and a controllable mutual inductance, the primary coil of which is fed in series with the slip wire from a current transformer: its primary winding via a parallel connection of resistance and capacitance the reference voltage.
Instead of the controllable mutual inductance, another circuit element consisting of resistors, chokes, mutual inductances, capacitances and transformers can be used.
The secondary voltages of the standard converter and the device under test can be used as reference voltages either alone or together. The primary voltage itself or the secondary voltage of a third converter, the primary winding of which is connected to the primary voltage or to the secondary voltage of the converters combined in the differential circuit, can also be used as the reference voltage. The reference voltage must at least approximate the primary voltage on which the fault of the test item is to be tested. Converter yes, taking into account the nominal transmission ratio, be proportional and in phase.
This requirement is still met even if the reference voltage is obtained with the interposition of faulty voltage converters; Because, since the voltages generated by the reference voltage measure the difference between the secondary voltages, an error in the reference voltage is only included in the final measurement result in the second order of magnitude.
Examples of the method are in the fol lowing with reference to the in Fig. 2 'to. 7 illustrated facilities explained. N is the normal voltage converter, X the converter to be tested, VG the zero instrument. Two terminals of the secondary windings of the transducers N and X are directly connected to one another, so that there is a difference in secondary voltages between the other two terminals.
The voltages used for compensation are generated in the devices according to FIGS. 2 and 3 by means of a sliding wire s and a controllable mutual inductance m, whose primary coil with the sliding wire and a series resistor R is connected to the secondary voltage of the standard converter .
This secondary voltage thus serves as a reference voltage. The capacitor C ensures that the voltage on the contact wire is shifted in the direction with the secondary voltage and the voltage of the mutual inductance w is shifted by <B> 90 '</B>.
In FIG. 2, these two compensation voltages are switched via a hullin instrument against the secondary voltage of an auxiliary transformer HT, which is primarily fed by the differential voltage.
Provided that this auxiliary transformer transforms the differential voltage with sufficient gear ratio and angular accuracy, the resistance value tapped on the contact wire s is a measure of the voltage error and the set counter inductance na is a measure of the angular error of the converter X.
In FIG. 3, the differential voltage sends a current through the primary coil of an auxiliary mutual inductance 11:11, the secondary voltage of which is switched against the compensation voltages, via a supply resistor r. -The EMF generated at the secondary coil by FIM is practically shifted by <B> 90 </B> compared to the differential voltage.
As a result, the resistance change value tapped at the contact wire s now forms a measure for the angular error and the set value of the counter-inductance m a measure for the voltage error of the transducer X.
In FIGS. 4 and 5, the circuit generating the compensation voltage is not placed directly on the secondary terminals of the normal converter, but instead an auxiliary converter HW is interposed for the purpose of electrical insulation. It is thus possible to directly compensate for the entire differential voltage in FIG. 4, while in FIG. 5 only a part of the differential voltage branched off by a voltage divider SV T is compensated.
In the rig. 6 and 7, the compensation voltages are generated in that sole wire s and mutual inductance m are fed from a current transformer W whose primary winding is connected to a series resistor R and parallel capacitor C on the second. the normal stress lies.
In Fig. 6 the entire differential voltage, in Fig. 7 only a fraction of it is compensated. In the circuits described in FIGS. 4 to 7, the M resistance value tapped on the sliding wire s is a measure for the voltage error and the set counter-inductance ms is a measure for the angle error.
In all the circuits described, the secondary coils of the mutual inductance are de-energized in the balanced state, so that their resistance and inductance are not included in the measurement.