Anordnung zur Stromfehlerabgleiehung bei Stromwandlern. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine neuartige Anordnung zur Stromfeh lerabgleichung, die sich insbesondere für Stromwandler kleiner Amperewindungszahl, insbesondere Stabstromwandler eignet..
Ein Stromwandler hat im allgemeinen den Zweck, einen zur direkten Messung ungeeig neten Wechselstrom in einem bestimmten Ver hältnis auf eine gut messbare Grösse (meistens 5 Ampere) zu transformieren. Legt man um einen geeignet dimensionierten Eisenkern auf der Primär- und Sekundärseite je eine Anzahl Windringen, die dem genannten Verhältnis umgekehrt. proportional sind, so kann festge stellt. erden, dass sekundärseitig ein kleinerer Strom fliesst als nach dem genannten Verhält nis zu erwarten wäre. Die fehlende Differenz zwischen dem tatsächlichen Strom auf der Sekundärseite und dem Nennstrom wird für den. Aufbau des lIagnetfeldes im Eisenkern verbraucht.
Die Differenz wird in Prozenten des Nennstromes angegeben und Stromfeh ler genannt. Im genannten Fall wäre dieser Stromfehler negativ, da der sekundäre Strom kleiner ist, als der Nennübersetzung ent spricht.
Die Grösse des Stromfehlers ist für einen gegebenen Belastungsfall von den Kerndimen sionen, der Permeabilität des Kernes und der Amperewindungszahl abhängig. Die soge- nannte Stromabgleichung gestattet nun ohne sllzu --rossen Materialaufwand den Strom fehler relativ klein zu machen, indem man ihn, da er ja naturgemäss negativ ist, im ganzen Messbereich um einen konstanten prozentualen Betrag hebt.
Am einfachsten geschieht dies durch Verkleinern der sekundären Windungs- zahl. So ergeben zum Beispiel 199 an Stelle von 200 sekundären Windungen eine Hebung des Stromfehlers um 0,5 %. Schwierigkeiten entstehen aber bei kleinen sekundären Win- dungszahlen, wie sie beispielsweise bei Stab stromwandlern vorkommen. Die Entfernung einer Windung kann dort schon die Änderung des Stromfehlers um mehrere Prozent bewir ken.
Andere bisher angewendete Mittel - mir Stromfehlerabgleichung, wie Umfassen eines Bruchteils des Kernquerschnittes durch eine Windung oder Parallelschaltung von zwei Sekundärwicklungen ungleicher Windungs- zahl, eventuell auch ungleicher Widerstände, haben den grossen Nachteil, dass sie sich, vor allem bei kleinen Amperewindungszahlen, zum Beispiel solchen unter 300 AW, nicht im ganzen Messbereich des IATandlers gleich aus wirken, bzw.
durch Kurzschlusswirkung die Wandlerfehler vergrössern und dadurch die Messgenauigkeit allzuselir herabsetzen.
Die erfindungsgemässe Anordnung besei tigt nun diese Mängel dadurch, dass ausser der Messwicklung auf dem Stromwandlerkern mindestens eine weitere Windung angeordnet ist, die an einer auf einem separaten Hilfskern sitzenden Hilfswicklung angeschlossen ist.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel der erfindungsgemässen An ordnung, und zwar an einem Stabstromwand- ler. Darin ist 1 ein Leiter, von dem der durch fliessende Strom gemessen werden soll. Er bildet die Primärwindung des Stabstromwand- lers. Auf einem Stromwandlerkern 2, der zur Erhöhung der Genauigkeit meist aus hoch wertigem Metall grosser Permeabilität herge stellt ist, ist eine Messwicklung 3 angeordnet.
In den Stromkreis der Messwicklang 3 ist ein Messgerät 4 geschaltet,-das den in der Mess- wicklung 3 fliessenden Strom misst, der zum Strom im Leiter 1 in einem bestimmten Ver hältnis stehen soll. Auf einem der Leiter 1 umfassenden Hilfskern 5 ist nun eine Hilfs- wicklung 6 vorgesehen, welche mit minde stens, einer Windung den Stromwandlerkern 2 umfasst. Die Hilfswicklung 6 ist ausserdem mit Anzapflingen 7 versehen, so dass die Grösse des in ihr fliessenden Stromes bequem einge stellt werden kann.
Die Stromfehlerabgleichitng geschieht nun folgendermassen: In der Hilfswicklung 6 wird durch den zu messenden Strom, der im fol genden mit<I>I</I> bezeichnet sei, ein Strom h, hervorgerufen, wobei das Verhältnis I:III un gefähr gleich nh ist; wenn mit nh die Win- dungszahl der Hilfswicklung bezeichnet sei.
Magnetisiert nun der Strom Ih den Strom wandlerkern 2 im gleichen Sinne, wie der zu messende Strom I, so -unterstützt der Strom 1I, die Wirkung des Stromes I. Der jetzt in der Messwickhmg fliessende Strom I", entspricht dann nicht dem Strom I allein, sondern der Summe I -I- 1I" wird also -un einen prozentual konstanten Betrag erhöht.
Wird der Strom 1I, in entgegengesetzter Richtung um den gern 2 herumgeführt, wie vorhin, so reduziert er die Wirkung von<I>I</I> und der gemessene Strom<I>I",</I> entspricht dann der Differenz -T-1j,. Somit hat man es in der Hand, durch passende Wahl der Anordnung und W indungszahl der Hilfs wicklung, den Stromfehler in ganz kleinen Stufen abzugleichen.
Auch kann man bei ge gebener Windungszahl der Hilfswicklung den Stromfehlerabgleich noch feiner abstimmen, wenn nur ein Teil des Stromwandlerkerns 2 mit der Windung des Hilfskerns umfasst wird. Die Abgleichung ist besonders einfach auszu- führen, wenn die Wicklung 6 mit Anzapfun- gen versehen ist. Ausserdem kann die Abglei- chung auch sehr einfach berechnet werden.
Die erfindungsgemässe Anordnung zur Stromfehlerabgleichung hat manche Vorteile. Mit ihr ist es möglich, in Stromwandlern den Stromfehler bis zur niedersten gebräuchlichen Amperewindungszahl um beliebig kleine pro zentuale Beträge zu korrigieren. Sie bewirkt, wie das als Idealfall erwünscht ist, eine für alle Belastungsfälle konstante prozentuale He bung des Stromfehlers. Diese Abgleichmethode kann zudem fabrikatorisch auf einfache Weise realisiert werden.
Der Hilfskern kann ein billiger kleiner Ringkern aus gewöhnlichem Dynamoblech sein und genügt in einer Aus führungsform mit verschiedenen Anzapfungen der Wickhing für alle Erfordernisse der Praxis.
Arrangement for current error compensation in current transformers. The subject of the present invention is a novel arrangement for current error adjustment, which is particularly suitable for current transformers with a small number of ampere-turns, in particular rod current transformers.
A current transformer generally has the purpose of transforming an alternating current that is unsuitable for direct measurement in a certain ratio to an easily measurable quantity (usually 5 amps). If you put a number of wind rings around a suitably dimensioned iron core on the primary and secondary sides, which reverses the aforementioned ratio. are proportional, it can be stated. ground that a smaller current flows on the secondary side than would be expected according to the above ratio. The missing difference between the actual current on the secondary side and the nominal current is used for the. Build-up of the magnetic field in the iron core used up.
The difference is given as a percentage of the nominal current and is called the current error. In the case mentioned, this current error would be negative, since the secondary current is less than the nominal ratio ent speaks.
For a given load case, the size of the current error depends on the core dimensions, the permeability of the core and the number of ampere turns. The so-called current adjustment now allows the current error to be made relatively small without too much material expenditure by increasing it by a constant percentage over the entire measuring range, since it is naturally negative.
The easiest way to do this is to reduce the number of secondary turns. For example, 199 instead of 200 secondary turns result in a 0.5% increase in the current error. Difficulties arise, however, with small secondary numbers of turns, such as occur, for example, with rod current transformers. The removal of one turn can change the current error by several percent.
Other means used so far - with current error adjustment, such as encompassing a fraction of the core cross-section by one turn or parallel connection of two secondary windings with an unequal number of turns, possibly also unequal resistances, have the major disadvantage that they are, especially with small numbers of ampere-turns, for example below 300 AW, do not have the same effect in the entire measuring range of the IATandler, or
The short-circuit effect increases the converter errors and thereby all too much reduces the measurement accuracy.
The inventive arrangement eliminates these deficiencies in that, in addition to the measuring winding, at least one further winding is arranged on the current transformer core, which is connected to an auxiliary winding sitting on a separate auxiliary core.
The drawing illustrates an exemplary embodiment of the arrangement according to the invention, specifically on a rod current transformer. In it, 1 is a conductor from which the current flowing through is to be measured. It forms the primary winding of the rod current transformer. A measuring winding 3 is arranged on a current transformer core 2, which is usually made of high-quality metal of high permeability to increase the accuracy.
A measuring device 4 is connected into the circuit of the measuring winding 3, which measures the current flowing in the measuring winding 3, which should be in a certain ratio to the current in the conductor 1. On an auxiliary core 5 comprising the conductors 1, an auxiliary winding 6 is now provided which surrounds the current transformer core 2 with at least one turn. The auxiliary winding 6 is also provided with taps 7 so that the size of the current flowing in it can be conveniently set.
The current error adjustment now takes place as follows: In the auxiliary winding 6, the current to be measured, which will be referred to as <I> I </I> in the following, causes a current h, the ratio I: III being approximately equal to nh ; if nh denotes the number of turns of the auxiliary winding.
If the current Ih magnetizes the current transformer core 2 in the same way as the current I to be measured, the current 1I supports the effect of the current I. The current I "now flowing in the measuring winding then does not correspond to the current I alone , but the sum I -I- 1I "is increased by a percentage constant amount.
If the current 1I is led around the like 2 in the opposite direction, as before, it reduces the effect of <I> I </I> and the measured current <I> I ", </I> then corresponds to the difference - T-1j,. It is therefore up to you to adjust the current error in very small steps by choosing the right arrangement and number of turns of the auxiliary winding.
With a given number of turns of the auxiliary winding, the current error compensation can also be fine-tuned if only part of the current transformer core 2 is encompassed by the winding of the auxiliary core. The adjustment is particularly easy to carry out if the winding 6 is provided with taps. The adjustment can also be calculated very easily.
The arrangement according to the invention for current error compensation has many advantages. With it it is possible to correct the current error in current transformers up to the lowest common number of ampere-turns by any small percentage amounts. As is the ideal case, it causes a constant percentage increase in the current error for all load cases. This adjustment method can also be implemented in a simple manner in terms of manufacturing.
The auxiliary core can be a cheap small toroidal core made of ordinary dynamo sheet and is sufficient in one form of execution with different taps of the Wickhing for all practical requirements.