CH318484A - High current rail current transformer - Google Patents

High current rail current transformer

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CH318484A
CH318484A CH318484DA CH318484A CH 318484 A CH318484 A CH 318484A CH 318484D A CH318484D A CH 318484DA CH 318484 A CH318484 A CH 318484A
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German (de)
Inventor
Brandt Armand
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Bbc Brown Boveri & Cie
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/20Instruments transformers
    • H01F38/22Instruments transformers for single phase ac
    • H01F38/28Current transformers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)

Description

  

      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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH HOehstrom-schienenstromwandler, dessen Eiern mit einer aus magnetisierba.rem Mate rial bestehenden. Abschirmung gegen magne tische Fremdfelder ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmiuig 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. PATENT CLAIM High-current rail current transformer, the eggs of which are made of magnetisable material. Shielding against external magnetic fields, characterized in that the shielding is counter-magnetized by a current at least approximately proportional to the rail current of the transducer, so that the MMK generated by the rail current in the shielding is at least partially compensated. UNTERANSPRÜCHE 1. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Pa.tentanspraich, für Gleichstromanlagen, der zwei koaxiale Teilkerne besitzt, die mit Wechselstrom gegensinnig magnetisiert sind, der nach Gleichrichtung dem Schienengleich strom des Wandlers angenähert proportional ist, dadurch gekennzeichnet., dass die Ab schirmung des \Vandlers mit. dem gleich meriehtet.en Magnetisieiarngsstrom der Wand lerkerne gegenmagnetisiert ist. SUBClaims 1. High-current rail current transformer according to Pa.tentanspraich, for direct current systems, which has two coaxial partial cores that are magnetized in opposite directions with alternating current, which after rectification is approximately proportional to the direct current rail of the converter, characterized in that the shielding of the converter With. The magnetizing current of the wall cores is counter-magnetized. 2. Hoehstrom-Schienenstromwandler nach Patentanspruch, für Gleichstromanlagen, der zwei koaxiale Teilkerne besitzt, die mit Wechselstrom gegensinnig magnetisiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass für die Gegen- magnetisier2ing der Abschirmung der Schie nengleichstrom des Wandlers dient. 2. High current rail current transformer according to claim, for direct current systems, which has two coaxial partial cores which are magnetized in opposite directions with alternating current, characterized in that the shielding of the direct current rail of the converter is used for the counter magnetisier2ing. 3. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Unteranspruch ?, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetisierungsgleichstrom für die Gegenmagnetisierung der Abschirmung an den Klemen eines Shuntwiderstandes von der Stromwandlerschiene abgenommen ist. 3. High-current rail current transformer according to dependent claim?, Characterized in that the magnetizing direct current for the counter magnetization of the shielding is removed from the current transformer rail at the terminals of a shunt resistor. 4. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetisieramgsgleichstrom für die Gegenmagnetisiernzng der Abschirmung mit Hilfe eines zusätzlichen Gleichstromwandlers von der Wandlerschiene abgenommen ist. 5. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Patentanspruch, für Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, dass für die Gegenmagneti- sierung der Abschirmung ein dem Schienen strom mindestens angenähert proportionaler Wechselstrom dient. 4. High-current rail current transformer according to dependent claim 2, characterized in that the magnetization direct current for the counter magnetization of the shield is removed from the converter rail with the aid of an additional direct current converter. 5. High-current rail current transformer according to claim, for alternating current, characterized in that an alternating current which is at least approximately proportional to the rail current is used for the counter-magnetization of the shield. 6. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Patentanspruch, für Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, da-ss die Abschirmung, mit einer kurzgeschlossenen Wicklung für die Entmagnetisierung versehen ist. 6. High-current rail current transformer according to claim, for alternating current, characterized in that the shield is provided with a short-circuited winding for demagnetization. 7. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung mit einer Kurzschluss- wickhurg zur Dämpfung von Flussänderungen in der Gegenmagnetisierungswicklung ver sehen ist, welche durch die im gleichgerich teten Magmetisierungsstrorn für die Wandler kerne enthaltenen Oberwellen entstehen. B. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenmagnetisierung der Abschirmung einstellbar ist. 7. High-current rail current transformer according to dependent claim 1, characterized in that the shielding is provided with a short-circuit winding for damping flux changes in the counter magnetization winding, which are caused by the harmonics contained in the rectified Magmetisierungsstrorn for the converter cores. B. high-current rail current transformer according to claim, characterized in that the counter magnetization of the shield is adjustable. 9. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung den Wandlerkern in der Achsenrichtung überragt. 10. Hochstrom-Schienenstromwandler nach. Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung des Wandlerkernes min destens einen Luftspalt aufweist. 9. High-current rail current transformer according to claim, characterized in that the shield projects beyond the transformer core in the axial direction. 10. High current rail current transformer according to. Claim, characterized in that the shielding of the converter core has at least one air gap.
CH318484D 1954-02-24 1954-02-24 High current rail current transformer CH318484A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1991019305A1 (en) * 1990-06-01 1991-12-12 Lk Lavspaending A/S A method and a shield for shielding a current transformer as well as a current transformer including such a shield

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1991019305A1 (en) * 1990-06-01 1991-12-12 Lk Lavspaending A/S A method and a shield for shielding a current transformer as well as a current transformer including such a shield

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