Hochstrom-Schienenstromwandler Beim Einbau von Sehienenstromwa.ndlern ist. insbesondere in Hochstromanlagen niit einer Beeinflussung der Wandler durch rna- gnetische Fremdfelder zu. rechnen.
Solche Fremdfelder können von benachbarten Strom schienen der gleichen oder einer fremden Stromquelle herrühren, oder auch von be nachbarten Sammelschienen einer Hoehstrom- (deiehstronianlage. Um den Einfluss solcher Fremdfelder und die dadurch verursachter_ Messfehler klein zu halten, könnten die Ab stände der die Wandler tragenden Schienen untereinander oder gegen parallel zu ihnen Verlaufende Schienen gross gewählt werden.
Dies würde aber in Hochstromanlagen wegen der hohen Saninielsehienenströme so grosse Minimalabstände zwischen den einzelnen Teilen der Anlage ergeben, da.ss sie sperrig und teuer wird.
Wenn die Ströme benach- barter Stromschienen stets proportional dem Strom in der einen Wandler tragenden Stromschiene blieben, könnte auf die grossen Minimalabstände verzichtet werden. 1Iess- t'eliler der Wandler könnten unter diesen Um- ständen durch Naeheiehang an Ort und Stelle leicht behoben werden.
Sobald aber die Ströme benachbarter Schienen unabhän- -i- vorn Strom in der einen Wandler tra genden Seliiene variieren, wird eine Nach- cieliuii- zwecklos, weil sich sowohl die Nich- lung als auch die Grösse der resultierenden magnetischen Fremdfelder ändert.
Zur Beseitigung des schädlichen Einflus ses des Eigenfeldes von elektrischen Apua.- raten auf dem Streufluss ausgesetzte -Metall teile des Apparates hat man Abschirmungen aus magnetisch gutleitendem Material vor geschlagen, welche den Streufluss auffangen. Derartige Abschirmungen sind bei kleinen Wandlerströmen auch als Schutz des Wand- lers gegen Fremdfelder anwendbar.
Bei grossen Strömen versagen sie aber in der Wir kung, weil die Magnetisierung der Abschir mung durch den Wandlerstrom derart hoch wird, da.ss ihre Leitfähigkeit zur Aufnahme der Fremdfelder nicht mehr ausreicht, selbst wenn Luftspalte in der Abschirmung- vor- eschen sind.
Geg enstand der Erfindungist ntinein lioeh- strom-Schienenstromwa.näler, dessen Kern mit einer aus magnetisierbaremMalerial bestehen den Abschirmung gegen magnetische Fremd felder ausgerüstet ist, bei welchem die ge schilderten Mängel dadurch behoben sind, dass erfindungsgemäss die Abschirmung durch einen dem Schienenstrom des Wandlers min destens angenähert proportionalen Strom ge genmagnetisiert ist, so dass die vom Schienen strom in der Abschirmung erzeugte MMK mindestens teilweise kompensiert ist.
In der Zeichnung sind Ausführungs beispiele der Erfindung schematisch unter Weglassung der für das Verständnis der Er findung nicht notwendigen Einzelheiten dar- .gestellt. Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Auf bau eines Schienengleichstromwandlers; die Fig. 2 lind 3 zeigen Sehaltsehemata für die CTegenma.gnetisierung der Abschirmung des Wandlers.
Der Schienenstromwandler besitzt zwei koaxiale Teilkerne 2a, 2b, welche die Strom schiene 1 umgreifen und die Tiekltnmgen 3a, 3b tragen.
Die Wicklungen 3u, 3b der beiden Teilkerne sind gegengeschaltet; sie werden über den Hilfstransformator 8 mit sinus- fölmigem Wechselstrom gespeist. Der vom Gleichstromviereck 6 erzeugte, annähernd rechteckförmige Strom ergibt einen Mess- wert für den Schienengleichstrom, der am Instrument 7 abgelesen werden kann. Mit 11 ist eine Glättungsdrossel im Gleichstromkreis bezeichnet.
Die Teilkerne des Wandlers sind mit einer Abschirmung 4 aus magnetisier- barem Material in Ringform umschlossen, welche zur Abschirmung des Wandlers gegen magnetische Fremdfelder dient. Da diese:
Ab schirmung durch den hohen Strom in der Schiene 1 so stark gesättigt wird, dass sie den an Fremdfeldern herrührenden Kraftfluss nicht mehr aufnehmen könnte, wird die Ab schirmung 4 durch einen dem Schienenstrom wenigstens angenähert proportionalen Strom gegenmagnetisiert, so dass der in der Abschir mung vom Schienenstrom herrührende ma gnetische Fluss kompensiert ist und die Ab schirmung den von einem Fremdfeld herrüh renden Kra.ftfluss aufnehmen kann. Die Ab schirmung ist für diesen Zweck mit einer Wicklung 5 versehen.
Für die Cregenmagnetisiellmg der Ab schirmung kann der Schienenstrom des Wandlers benützt werden, wenn es sieh um einen Gleichstromwandler handelt. Wie in Fig. 2 gezeigt, wird dann die Wicklung 5 mit Gleichstrom gespeist, der an den Klein- nien eines Shuntwiderstandes 9 von der Wandlerschiene 1 entnommen wird. Der Se riewiderstand 10 dient zur Einstellung der Gegenmagnetisierung der Abschirmung.
Es besteht ferner die Möglichkeit, den für die Gegenmaggetisierimg der Abschirmung die- nenden Gleichstrom der Wandlersehiene mit tels eines zusätzlichen Gleiehstrom.wandlei- zu entnehmen.
Für (-Tleichstrom-#va.ndler besteht ferner die in Fig. 3 gezeigte Möglichkeit der Kom- pensation der Sättigung der Abschirmung durch den gleichgerichteten Schienenstrom.
Hier ist. der\ vom Hilfstransformator 8 gelie ferte Wechselstrom für die gegensinnige Ma gnetisierung der Wandlerkerne 3a., 3b, der nach Gleichrichtung durch das Gleiehriehter- viereek 6 einen dem Sehienengleiehstrom an genähert proportionalen Wert. besitzt, zur Speisung der Wicklung 5 auf der Absehir- inung benützt..
Die CTegenmagnetisierungs- wieklung 5 ist mit Anzapfungen zur Einstel lung der Gegenmagnetisierung versehen. Dein gleichen Zweck dient der Parallelwiderstand 13.
Die Abschirmunfl kann noch mit. einer Kurzschlusswicklung 12 zur Dämpfung von Flussänderungen in der Gegenma.gnetisie- rungswicklung versehen sein, welche durch die im gleichgerichteten Magnetisierungs- strom für die Wicklungen 3a, 3b enthalte nen Oberwellen entstehen.
Handelt es sich um Weehselstromsehienen- wandler, dann wird für die GegenmaPneti- sieraZng der Absehiranung ein dein Schienen strom angenähert proportionaler Wechsel strom verwendet, um die Magnetisierung der Absehirmiin- durch den Schienenstrom zu kompensieren, damit diese den von Fremd feldern herrührenden Streufluss aufnehmen kann.
Die Gegenma,netisierung mit Weeh.,el- strom wird auch erreicht durch Kurzschlie- ssen der Gegenmagnetisieruingswiekhing der Abschirmung.
Um den Wandler auch gegen Fremd felder abzuschirmen, welche von zur Achse des Wandlers senkrechten Stromschienen her rühren, ist es zweekmä.ssig, die Absehhinun- so breit. zu machen, dass sie den 'fiandlerkern in der Aehsenriehtung überragt. Es bestellt die Möglichkeit, die Abschirmung des Wand lerkernes mit. mindestens einem Luftspalt zu versehen, uni die Magiletisierung zu verrin- gern.
High-current rail current transformer When installing rail current transformers. especially in high-current systems, the transducers are not influenced by external magnetic fields. calculate.
Such external fields can originate from neighboring busbars of the same or a different power source, or from neighboring busbars of a high current (deiehstroneanlage) be chosen large among each other or against rails running parallel to them.
In high-current systems, however, because of the high sanitary rail currents, this would result in such large minimum distances between the individual parts of the system that it would be bulky and expensive.
If the currents of neighboring busbars always remained proportional to the current in the busbar carrying a converter, the large minimum distances could be dispensed with. In these circumstances, the converter could easily be fixed by hanging it close on the spot.
However, as soon as the currents of adjacent rails vary independently of the current in the series carrying a transducer, any subsequent circling becomes useless because both the inclination and the magnitude of the resulting external magnetic fields change.
In order to eliminate the harmful influence of the self-generated field of electrical apua.- rates on the metal parts of the apparatus exposed to the leakage flux, shields made of magnetically good conductive material have been proposed which absorb the leakage flux. Such shields can also be used to protect the converter against external fields when the converter currents are small.
In the case of large currents, however, they fail to work because the magnetization of the shielding by the converter current is so high that its conductivity is no longer sufficient to absorb the external fields, even if there are air gaps in the shielding.
The object of the invention is a line current rail current monitor, the core of which is equipped with a shielding against external magnetic fields made of magnetizable material, in which the deficiencies described are remedied by the fact that, according to the invention, the shielding is provided by a min at least approximately proportional current is counter-magnetized, so that the MMK generated by the rail current in the shield is at least partially compensated.
In the drawing, execution examples of the invention are shown schematically, omitting the details not necessary for understanding the invention. Fig. 1 shows the basic construction of a rail DC converter; FIGS. 2 and 3 show Sehaltsehemata for the CTegenma.gnetisierung the shielding of the transducer.
The rail current transformer has two coaxial partial cores 2a, 2b, which encompass the power rail 1 and carry the Tiekltnmgen 3a, 3b.
The windings 3u, 3b of the two partial cores are connected in opposite directions; they are fed with sinusoidal alternating current via the auxiliary transformer 8. The approximately rectangular current generated by the direct current square 6 produces a measured value for the rail direct current which can be read on the instrument 7. With a smoothing choke in the DC circuit is designated.
The partial cores of the transducer are surrounded by a shield 4 made of magnetizable material in the form of a ring, which serves to shield the transducer from external magnetic fields. This one:
From the shielding is so saturated by the high current in the rail 1 that it could no longer absorb the power flow resulting from external fields, the shielding 4 is counter-magnetized by a current at least approximately proportional to the rail current, so that the in the shielding from Magnetic flux originating from rail current is compensated and the shielding can absorb the force flux originating from an external field. The shield is provided with a winding 5 for this purpose.
The rail current of the converter can be used for the cregenmagnetisiellmg the shielding if it is a direct current converter. As shown in FIG. 2, the winding 5 is then fed with direct current which is taken from the converter bar 1 at the small lines of a shunt resistor 9. The Se riewiderstand 10 is used to adjust the counter magnetization of the shield.
There is also the possibility of taking the direct current from the converter rail, which is used for counter-magnetizing the shield, by means of an additional DC converter.
For (-DC- # va.ndler) there is also the possibility, shown in FIG. 3, of compensating for the saturation of the shielding by the rectified rail current.
Here is. the alternating current supplied by the auxiliary transformer 8 for the opposing magnetization of the converter cores 3a., 3b, which after rectification by the Gleiehriehter- viereek 6 has a value approximately proportional to the Sehienengleiehstrom. has, used to feed the winding 5 on the shielding ..
The counter magnetization as 5 is provided with taps for setting the counter magnetization. The parallel resistor 13 serves the same purpose.
The shielding can still be with. a short-circuit winding 12 for damping flux changes in the counter magnetization winding which arise from the harmonics contained in the rectified magnetization current for the windings 3a, 3b.
In the case of alternating current transformer, an alternating current that is approximately proportional to the rail current is used for the countermeasuring of the shield in order to compensate for the magnetization of the shield by the rail current so that it can absorb the leakage flux from external fields.
The counter magnetization with electrical current is also achieved by short-circuiting the counter magnetization of the shield.
In order to also shield the converter from external fields that come from busbars perpendicular to the axis of the converter, it is two-dimensional, the projection is so wide. to make that it towers over the 'fiandlerkern in the alignment. It orders the option of shielding the wall core. to provide at least one air gap in order to reduce the magiletization.