DD147159A1 - Schaltungsanordnung zur strommessung mittels magnetischen spannungsmessers - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Strommessung mittels eines magnetischen Spannungsmessers, wobei diesem ein Integrierglied nachgeschaltet ist. Es besteht dabei die Aufgabe, eine den Strom repraesentierende Groesze zu gewinnen, die leicht verarbeitbar ist. Eine solche Groesze ist ein Strom. Dem Spannungsmesser ist als Integrierglied eine Drossel und ein Operationsverstaerker in bereits vorgeschlagener Weise nachgeschaltet. Gemaesz der Erfindung ist die Drossel als Uebertrager ausgebildet, dessen zweite Wicklung am Ausgang des Verstaerkers und in Reihe mit der Buerde liegt.

Description

Anmelderr ' " Dresden, den 6.9.1979

Dr.-Ing. K.-H. Kunckel Hpp/Ho

Zustellungsbevollmächtigteirt Institut

Prüffeld für elektrische Hochleistungstechnik (IPH)

Klassifikationsvorschlag:· .G01R 19/00 H01F 40/06

Schaltungsanordnung zur Strommessung mittels magnetischen Spannungsmessers

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Strommessung mittels eines magnetischen Spannungsmessers und eines nachgeschalteten Integriergliedes, Dabei besteht dieses Integrierglied aus einer Drossel und einem Verstärker.

Die den Patentgegenstand darstellende Lösung ist für die Strommessung in elektrischen Hetzen oder Schaltungen bestimmt, wo eine Abbildung des zu messenden Stromes durch einen ihm proportionalen Strom erwünscht ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zur Messung von Strömen in elektrischen letzen und Schaltungen werden Stromwandler benötigt. Diese Stromwandler trennen den Meßkreis von dem Potential des Hochspannungskreises und/oder verkleinern die Meßgröße in einem Maße; daß sie für die verwendeten Meßinstrumente und Relais geeignet ist.

Zur Verringerung des Aufwandes, der bei klassischen Stromwandlern auftritt sowie zur Vermeidung sonstiger Nachteile, die diesen Stromwandlern eigen,sind, ist es bekannt magnetische Spannungsmesser zur Wandlung der

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Meßgröße und zur Potentialtrennung einzusetzen (z.B. DE-PS 269 257; DE-PS 609 486).

Die Anwendung derartiger magnetischer Spannungsmesser bietet sich z.Z. im zunehmenden Maße an, weil die Entwicklung der Geräte, die die Meßgrößen und Meßsignale verarbeiten dazu geführt hat, daß diese immer geringere Leistungen benötigen.

Die magnetischen Spannungsmesser weisen nun allerdings den Nachteil auf, daß die von ihnen abgegebene Spannung nicht dem Meßstrom sondern dem Differentialquotienten di/dt direkt proportional ist·

Das erfordert es, daß dem magnetischen Spannungsmesser zunächst ein Integrierglied nachgeschaltet wird, an dessen Ausgang sodann eine Spannung ansteht, die den Primärstrom direkt abbildet.

Solche Integrierglieder bestehen dabei entweder aus Netzwerken von Widerständen und Kondensatoren (SZ 350 710; DE-PS 1 281 545; Wissenschaftliche Zeitschrift der Hochschule für Elektrotechnik Ilmenau (1965) Ed 11 H 2 S 119) oder aus integrierenden Keßverstärkern (ETZ Ausgabe A (1962) Bd 83 H 11 S 355). Desweiteren wurde auch bereits vorgeschlagen, am Ausgang des magnetischen Spannungsmessers eine Reihenschaltung aus einer Drossel und einem ohmschen Widerstand bzw. dein Eingang eines Verstärkers, vorzugsweise eines Operationsverstärkers vorzusehen (Wp C-01 R 202 867).

Diese Anordnung vermeidet die Nachteile der passiven Integrierglieder, die darin bestehen, daß die Ausgangsgrößen derselben so klein sind, daß eine direkte Verarbeitung nicht möglich ist, v/eil der magnetische Spannungsmesser streng genommen nur im Leerlauf genau arbeitet. Auch die Nachteile der Integrationsverstärker werden vollständig vejrmieden. Durch die vorgeschlagene Schal-

tung tritt nämlich selbst in dynamischen Betriebsfällen (z.B. Kurzschluß) am Eingang des Verstärkers keine gefährlich hohe Spannung mehr auf·

Von Kachteil ist "bei der vorgeschlagenen Anordnung allerdings, daß sie, wie alle Meßanordnungen auf der Grundlage magnetischer Spannungsmesser, als Ausgangsgröße, die den zu messenden Strom repräsentiert, nicht einen Strom sondern eine Spannung zur Verfugung stellt.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, die von einem magnetischen Spannungsmesser erhaltene Meßgröße in einfacher V/eise zu verarbeiten und dabei den Nachteil der zur Gattungsbildung im Erfindungsanspruch herangezogenen Schaltung · zu überwinden.

Darlegung des Wesens der Erfindung Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Integrierung von Ausgangssignalen gemäß dem Oberbegriff des Erfindungsanspruches derart weiterzubilden, daß der zu messende Strom wiederum durch einen Strom abgebildet wird.

Diese Aufgabe wird gemäß: der Erfindung dadurch gelöst, daß die Drossel - die zwischen Spannungsmesser und Operationsverstärker geshhaltet ist - die erste Wicklung eines Übertragers ist, während die zweite Y/icklung desselben einerseits am Ausgang des Verstärkers und andererseits an einem Widerstand liegt, der mindestens teilweise von einer Bürde gebildet ist.

Ausführungsbeispiel

Anhand einer Zeichnung wird die Wirkungsweise der Erfindung im Prinzip erörtert

In einem Leiter 1 fließt der zu messende Strom i.

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Ein magnetischer Spannungsmesser 2 umfaßt diesen Leiter 1 und liefert an seinen Ausgängen eine Spannung, die dem Differentialquotienten des Stromverlaufes im Leiter 1 direkt proportional ist. Zwischen dem einen Ausgang des magnetischen Spannungsmessers 2 und einem Operationsverstärke»· 3 liegt die erste Wicklung 4 eines Übertragers 5. Die Induktivität, dieser ersten Wicklung bewirkt zusammen mit dem, mittels eines ohmigen Widerstandes zurückgeführten Operationsverstärkers 3 eine Integration des Ausgangssignales des magnetischen Spannungsmessers 2. Der Ausgangsstrom des Operationsverstärkers 3 ist über eine zweite Wicklung 6 des Übertragers 5 und eine Bürde 7 geführt. Damit wird bewirkt, daß in der Bürde 7 nunmehr ein Strom fließt, der dem Strom im Leiter 1 direkt proportional ist. Dabei besteht eine weitestgehende Unabhängigkeit von der Größe der Bürde 7.

Unter einem magnetischen Spannungsmesser im Sinne des Erfindungsanspruches und im Sinne der vorstehenden Erörterungen ist neben der Rogowskispule (DE-PS 269 257) auch jedes andere System zu verstehen, welches an seinem Ausgang eine Größe liefert, die dem Differentialquotienten der Eingangsgröße entspricht. Dies sind z.B. auch im Leerlauf betriebene Stromwandler mit und ohne Magnetkern bzw. mit· gescherten Magnetkern (z.B. DE~Gbrm 1 894 773; DD-PS 45 422) oder Gegeninduktivitäten mit definiertem Abstand zum stromführenden Leiter (DD-Wp H01 P-206 999).

Claims (1)

1. 2164

   Erfindungsanspruch

   Schaltungsanordnung zur Strommessung mittels magnetischen Spannungsmessers, bei dem das nachgeschaltete Integrierglied aus einer Drossel und einem Verstärker, vorzugsweise einem Operationsverstärker besteht, gekennzeichnet dadurch, daß die Drossel die erste Wicklung eines Übertragers ist, während die zweite Wicklung^ desselben einerseits am Ausgang -des Verstärkers . und andererseits an einem V/iderstand liegt, der mindestens teilweise von einer Bürde gebildet ist.

   - Hierzu ein Blatt Zeichnung -