DD247290B1 - Schaltungsanordnung zum messen der resistanzen an einem drehstrom-leistungstransformator mit stufenschaltwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Messen der Resistanzen (Wirkwiderstände) an einem Drehstrom-Leistungstransformator mit Stufenschaltwerk.

Zum Prüfen der Übergangswiderstände (Kontakte und Klemmstellen) in Verbindung mit den Wicklungen eines Leistungstransformators mit Stufenschaltwerk wird eine batteriespannungsbetriebene Meßeinrichtung nach Thomson bzw. ein Netzgerät (Strom-Spannungsmessung) verwendet. Dabei werden die einzelnen Wicklungen jeweils in allen Stufen gemessen und die angezeigten bzw. errechneten Werte in eine graphische Darstellung für ein Kennlinienfeld eingetragen. Über einen Adapter ist ein Umstecken der Meßeinrichtung an den einzelnen Wicklungen möglich, so daß der Zeitaufwand für das Umklemmen reduzierbar ist. Das Einmessen der einzelnen Wicklungen nacheinander ergibt jedoch kein reelles Widerstandskennlinienfeld, da der Lastschalter, die Wender und die Kontaktstellen der einzelnen Anzapfungen zwischen der Messung der zweiten und dritten Wicklung gegenüber der ersten Wicklung schon mehrmals gestuft wurden, Geringfügig schadhafte Kontakte bzw. Kontaktstellen werden durch mehrmaliges Stufen abgeschliffen und verfälschen die Kennlinien der einzelnen Wicklungen untereinander, welches durch die Wahl eines zu geringen Meßstromes begünstigt wird. Ein reelles Kenniinienfeld der drei Wicklungen würde sich dann ergeben, wenn alle drei Wicklungen gemeinsam in der jeweiligen Stufe gemessen werden und ein möglichst hoher Meßstrom gewählt wird. Diese Verfahrensweise wird jedoch aufgrund des sehr hohen Zeitaufwandes nicht realisiert.

Bekannte Prüf-, Meßeinrichtungen sind insgesamt gesehen nur mit äußerst hohen Zeitaufwendungen (nach jeder Stufe umklemmen, Auf-, Ent-, Ummagnetisierungszeit) anwendbar.

Prüfeinrichtungen mit Netzteil weisen eine zu geringe Genauigkeit auf, da minimale Spannungsschwankungen im Netz minimale Stromänderungen durch die Wicklung zur Folge haben. Durch Induktion entstehen extreme Schwankungen der Spannungsabfälle an der Wicklung, so daß die Meßwerte verfälscht werden.

Zur Beurteilung kleiner Übergangswiderstände mit JA/NEIN (Gut/Schlecht-)-Aussage über die Beschaffenheit von Widerständen ist es bekannt, einen Konstantstromgenerator und eine Meßschaltung anzuordnen (DD-PS 220712). Die damit durchführbare Meßtechnologie ist für die Gesamtmessung an Drehstrom-Leistungstransformatoren mit Stufenschaltwerk nicht brauchbar. Auch die bekannten Schaltungen mit einem Konstantstromgenerator (DE-OS 2037216) sind für die o.g. Gesamtmessung nicht ausreichend.

Ziel der Erfindung ist, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, an der mindestens drei Wicklungsinduktivitäten gleichzeitig angeschlossen werden können und somit gleichzeitig mit hohem Konstantstrom durchflossen werden, wobei maximal auftretende Netzschwankungen keine Auswirkung auf den Konstantstrom und damit auf die Meßgenauigkeit haben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dafür eine Meßschaltung unter Verwendung eines Konstantstromgenerators mit einer Konstantstromüberwachung zu entwickeln.

Das wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die Meßeinrichtung weiterhin eine Konstantstromüberwachung enthält, die einen weiteren Differenzverstärker aufweist, an dessen erstem Eingang eine weitere Konstantspannungsvorgabe und an dessen zweitem Eingang der Spannungsabfall über den Meßwiderstand anliegen und dessen Ausgang mit einer JA/NEIN-Anzeige elektrisch verbunden ist, und daß die Meßschaltung im Strompfad jeder Induktivität des Drehstrom-Leistungstransformators angeordnet ist.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt das Bockschaltbild der Schaltungsanordnung zum Messen eines Leistungstransformators mit Stufenschalter.

An der Spannungsversorgung 1 ist in Reihe mit der Wicklung U sowie dem Sternpunkt Mp des Leistungstransformators 2 der Meßwiderstand 3 und der Leistungstransistor 4 als Stellglied angeordnet. Im Strompfad 13 und im Spannungspfad 6 befinden sich Freilaufdioden 5 zur Induktionsspannungsbegrenzung. Sie befinden sich direkt parallel zu den Wicklungen. Im Meßstromkreis zwischen den Wicklungen U; V; W und dem Meßwiderstand 3 ist die Sperrdiode 7 angeordnet, die die Induktionsspannungen zusätzlich blockiert. Im Spannungspfad 6 ist die Spannungs-Widerstand-Messung 8 geschaltet. Der Strom durch die Wicklungen wird mittels Konstantstromgenerator 9 gesteuert. Der Operationsverstärker aufweisende

Konstarvtstromgenerator 9 steuert den Leistungstransistor 4 an. Er ist bestrebt, den Spannungsabfall über den Meßwiderstand 3 und somit den Meßstrom konstant zu halten. Mit dem angeordneten Komparator 10 erfolgt die Konstantstromüberwachung und Unterbrechungskontrolle. Hierbei werden der Spannungsabfall über den Meßwiderstand 3 mit der Spannungsvergabe 14 verglichen. Es erfolgt eine optische Ja/Nein-Aussage mittels Leuchtdioden 15. An die weiteren Wicklungen (V-Mp/W-Mp) des Stufentransformators 2 sind die gleichaufgebauten Meßstromkreise 11; 12 zu schalten.

Es ist ohne weiteres möglich, den Konstantstrom zu verkoppeln bzw. zu verdreifachen, indem die Ausgänge der Wicklungen U; V; W parallel geschaltet werden.

Um unabhängig vom Standort des Transformators diese Prüfung durchzuführen, erfolgt eine Fernanzeige der Stufen. Als Bezugspunkt für die digitale Stufenanzeige dient das Potentiometer im Steuerbauteil des Stufenschalters. Die Wirkungsweise ist folgende:

Die Ausgänge der Strom-und Spannungspfade 13; 6 werden an die Wicklungen U-Mp; V-Mp; W-Mp angeschlossen. Die Spannungsversorgung 1 wird eingeschaltet, und nach der Aufmagnetisierung des Stufentransformators 2 fließt ein Strom (z.B. I = 5 A) in allen drei Wicklungen U; V; W über den Stufenschalter des Transformators 2 gegen den gemeinsamen Sternpunkt Mp. Der konstante Strom ist dann erreicht, wenn durch die Konstantstromüberwachung 10 eine Anzeige erfolgt (z. B. rote Leuchtdioden an - grüne Leuchtdioden aus). Über die Spannungs-Widerstands-Messung 8 wird die Spannung gemessen und als Widerstandswerte digital angezeigt. Es werden alle drei Wicklungswiderstände abgerufen und in eine graphische Darstellung eingetragen. Ist dies geschehen, wird der Transformator gestuft und die weiteren drei Widerstände abgerufen. Dieser Vorgang wiederholt sich bis zur letzten Stufe. Bei jedem Stufenvorgang erfüllt die Konstantstromüberwachung 10 ihre zweite Aufgabe, nämlich die Kontrolle auf mögliche fehlerhafte Unterbrechungen (Leuchtdioden wechseln im Fehlerfall während des Stufens). Bei abgeschlossener Messung erfolgt die Auswertung der Widerstandskennlinien. Sie gibt Aussage über die Beschaffenheit der einzelnen Wicklungen und vor allen Dingen über die Beschaffenheit bzw. den Zustand der verschiedenen Kontakt- und Schaltstellen. Sie geben Aussage darüber, ob Leistungstransformatoren mit Stufenschalter wieder in Betrieb gehen können bzw. repariert werden müssen. Anhand der Kennlinien können Fehler vor der Demontage eingegrenzt bzw. örtlich bestimmt werden. Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

a) Mit der Schaltungsanordnung steht ein Meßstrom (z. B. von 3x 5 Azur Verfügung), so daß eindeutig die Wicklungs- und Übergangswiderstände feststellbar sind.

b) Durch Parallelschalten der drei Ausgänge ist der Erhöhung des Meßstromes (z. B. auf 10A bzw. 15 A) möglich.

c) Die Widerstandskennlinie der drei Wicklungen mit Stufenschaltwerk sind untereinander reell (reell ermitteltes Kennlinienfeld).

d) Es ist eine Konstantstromüberwachung und Unterbrechungskontrolle realisiert (Ja/Nein-Anzeige).

e) Digitale Stufenanzeige für Messungen außerhalb vom Standort.

f) Es ist eine Spannungsbegrenzung gewährleistet.

g) Es erfolgt eine direkte digitale Widerstandsanzeige.

h) Instabile Netzverhältnisse haben keine Auswirkungen auf die Meßgenauigkeit, i) Senkung der Meßzeitdauer um durchschnittlich 60%

j) Senkung des apparativen Aufwandes.

k) Anwendung für alle Widerstandsmessungen mit und ohne Induktivität (Leistungstransformatoren mit oder ohne Leistungsschalter, Lastschalter, Leistungsschalter und Reaktanzen).

Claims (1)

1. Schaltungsanordnung zum Messen der Resistanzen an einem Drehstrom-Leistungstransformator mit Stufenschaltwerk, bei dem im Spannungspfad jeder Induktivität einschaltbar eine Spannungs-Widerstands-Meßeinrichtung und im Strompfad angeordnet eine Meßschaltung mit Konstantstromgenerator vorgesehen sind, wobei der Konstantstromgenerator im Strompfad nacheinander angeordnet die Kollektor-Emitter-Strecke eines Leistungstransistors und einen Meßwiderstand aufweist und zur Ansteuerung des Leistungstransistors über dessen Basis eine Verbindung mit dem Ausgang eines Differenzverstärkers vorhanden ist, an dessen erstem Eingang eine Konstantspannungsvorgabe und an dessen zweitem Eingang der Spannungsabfall über dem Meßwiderstand anliegen, und weiterhin im Strom- und Spannungspfad sowie parallel zu den Induktivitäten Spannungsschutzeinrichtungen vorgesehen sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Meßeinrichtung weiterhin eine Konstantstromüberwachung enthält, die einen weiteren Differenzverstärker aufweist, an dessen erstem Eingang eine weitere Konstantspannungsvorgabe und an dessen zweitem Eingang der Spannungsabfall über dem Meßwiderstand anliegen und dessen Ausgang mit einer JA/NEIN-Anzeige elektrisch verbunden ist, und daß die Meßschaltung im Strompfad jeder Induktivität des Drehstrom-Leistungstransformators angeordnet ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung