DE1137509B

DE1137509B - Circuit arrangement for determining the direct current component of the internal resistance of an alternating current network loop under operating voltage

Info

Publication number: DE1137509B
Application number: DES62733A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Pollak
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-04-24
Filing date: 1959-04-24
Publication date: 1962-10-04

Description

Schaltungsanordnung zum Ermitteln des Gleichstromanteiles des Innenwiderstandes einer unter Betriebsspannung stehenden Wechselstromnetz-Schleife Bei Kurzschluß kann in elektrischen Energieverteilungsanlagen eine bedeutende Beanspruchung von Leitungen, Transformatoren, Maschinen usw. erfolgen. Es werden daher Anordnungen zur Begrenzung oder Abschaltung von Kurzschluß strömen vorgesehen. Die Kurzschlußströme sind maßgebend für die Bemessung dieser Anordnungen, wie Sicherungen, Schutzschalter, Drosseln usw. Circuit arrangement for determining the direct current component of the internal resistance an AC mains loop under operating voltage In the event of a short circuit can cause significant stress in electrical power distribution systems Lines, transformers, machines, etc. take place. There are therefore orders intended to limit or switch off short-circuit currents. The short circuit currents are decisive for the dimensioning of these arrangements, such as fuses, circuit breakers, Chokes etc.

Zur Ermittlung der Kurzschlußströme gibt es verschiedene Verfahren. Bei einem Netz mit der LeerlaufspannungE ist der Kurzschlußstrom Darin bedeutet Ri den ohmschen Innenwiderstand des Netzes und X den induktiven Widerstand.There are various methods of determining the short-circuit currents. In the case of a network with no-load voltage E, the short-circuit current is Here, Ri means the ohmic internal resistance of the network and X the inductive resistance.

Da die Leistungsfaktoren der Kurzschluß ströme, bezogen auf die Nennspannung des Netzes, im Bereich der Zwischenverteiler bei cos Sr = 0,8 bis 1 und im Bereich der Endabnehmer bei cos sD etwa gleich 1 liegen, so genügt es bei der Ermittlung des Kurzschlußstromes, den ohmschen Innenwiderstand des Netzes allein zu berücksichtigen. Because the power factors of the short-circuit currents, based on the nominal voltage of the network, in the area of the intermediate distributor at cos Sr = 0.8 to 1 and in the area the end user is approximately equal to 1 at cos sD, it is sufficient for the determination the short-circuit current, the ohmic internal resistance of the network alone must be taken into account.

Mit dem bekannten Verfahren zur Ermittlung des Netzinnenwiderstandes nach der Strom-Spannungs-Methode oder bei ähnlichen Meßverfahren muß das Netz zumindest während der Meßdauer spannungslos gemacht werden. Für viele Stromverbraucher ist eine derartige Betriebsunterbrechung, auch wenn sie kurzzeitig erfolgt, nicht erwünscht. With the known method for determining the internal network resistance according to the current-voltage method or similar measuring methods, the network must at least be de-energized during the measurement period. For many electricity consumers, such a business interruption, even if it occurs for a short time, is not desirable.

Man ist daher bestrebt, Messungen an dem unter Betriebsspannung stehenden Netz durchzuführen. Bei einem bekannten Verfahren dient als Maß für den Innenwiderstand des Netzes die Spannungsabsenkung, die das Netz bei Belastung mit einem Meßwiderstand erfährt. Die Messung mit den üblichen Geräten ist jedoch meist sehr zeitraubend; die Messungen werden oft schon deshalb ungenau, weil sich die Netzspannung innerhalb der Gesamtdauer der Messung ändert. The aim is therefore to take measurements on the one under operating voltage Network. In a known method, the internal resistance is used as a measure of the network the voltage drop that the network has when loaded with a measuring resistor learns. However, the measurement with the usual devices is usually very time-consuming; the measurements are often inaccurate because the mains voltage is within the total duration of the measurement changes.

Um zu vermeiden, daß eine Änderung der Netzspannung in die Messung mit eingeht, ist bereits ein Meßgerät bekanntgeworden, bei dem die Messung innerhalb einiger weniger Perioden der Netzfrequenz durchführbar ist. Der Meßwiderstand wird hierbei periodisch synchron mit der Periode der Netzfrequenz zu- und abgeschaltet. Eine über einen Transformator von der Netzspannung abgeleitete und vor der Messung auf den Nennwert der Netzspannung eingestellte Spannung lädt zwei Kondensatoren im Rhythmus eines Synchronschalters mit der Spitzenspannung des unbelasteten bzw. des belasteten Netzes auf, und mit der Spannungsdifferenz dieser Kondensatoren wird ein Spannungsmesser beaufschlagt. Die durch den Synchronschalter bewirkte Umschaltung kann - wie bereits vorgeschlagen wurde - auch kontaktlos in der Weise erfolgen, daß der Belastungswiderstand in Reihe mit einem Einweggleichrichter an die zwei Pole eines Netzes angeschlossen wird. Die an der Reihenschaltung des Einweggleichrichters und des Meßwiderstandes auftretende Spannung besitzt unsymmetrische Halbwellen. Sie wird zwei Primärwicklungen eines Wandlers zugeführt. In dem Stromkreis der einen Primärwicklung ist ein Laufzeitglied eingeschaltet, das beispielsweise eine Phasenverschiebung von 1800 gegenüber der Spannung der anderen Phasenwicklung bewirkt. Auf diese Weise wird in einer Sekundärwicklung des Wandlers die Differenz der den beiden Primärwicklungen zugeführten Spannungen gebildet. Diese Spannungsdifferenz, die ein Maß für den Innenwiderstand darstellt, wird dann über ein Gleichrichterinstrument angezeigt. To avoid changing the line voltage into the measurement enters into, a measuring device has already become known in which the measurement within a few periods of the network frequency is feasible. The measuring resistor will periodically switched on and off synchronously with the period of the mains frequency. One derived from the mains voltage via a transformer and before the measurement The voltage set to the nominal value of the mains voltage charges two capacitors in the rhythm of a synchronous switch with the peak voltage of the unencumbered resp. of the loaded network, and with the voltage difference of these capacitors a voltmeter is applied. The changeover caused by the synchronous switch can - as has already been suggested - also be carried out without contact in such a way that that the load resistor in series with a half-wave rectifier to the two Pole of a network is connected. The ones on the series connection of the half-wave rectifier and the voltage occurring in the measuring resistor has asymmetrical half-waves. It is fed to two primary windings of a converter. In the circuit of the one A delay element is switched on in the primary winding, for example a phase shift of 1800 compared to the voltage of the other phase winding. In this way becomes the difference between the two primary windings in a secondary winding of the converter applied voltages formed. This voltage difference, which is a measure of the internal resistance is then displayed via a rectifier instrument.

Die Erfindung befaßt sich mit einer Schaltungsanordnung zum Ermitteln des Gleichstromanteiles des Innenwiderstandes einer unter Betriebsspannung stehenden Wechselstromnetz-Schleife mit einer an einer beliebigen Meßstelle derselben anlegbaren Reihenschaltung aus einem ohmschen Widerstand und einem Einweggleichrichter zum periodischen Belasten der Netzschleife während der einen Halbwelle der Wechselspannung und mit einem Meßinstrument zum Anzeigen der durch die periodische Belastung verursachten Spannungsabsenkung als Maß für den gesuchten Gleichstromanteil des Innenwiderstandes. The invention is concerned with a circuit arrangement for determining the direct current component of the internal resistance of an operating voltage AC network loop with one which can be applied to any measuring point of the same Series connection of an ohmic resistor and a half-wave rectifier for periodic loading of the network loop during one half-wave the AC voltage and with a measuring instrument for displaying the through the periodic Stress caused voltage drop as a measure for the sought-after direct current component the internal resistance.

Gemäß der Erfindung sind Mittel vorgesehen, die unter Heraussiebung des durch den Blindwiderstand der Netzschleife bedingten Teils nur den dem Gleichstromwiderstand entsprechenden Teil der Netzspannungsabsenkung erfassen und zur Anzeige bringen.According to the invention, means are provided which are screened out of the part caused by the reactance of the mains loop only that of the direct current resistance Record the corresponding part of the mains voltage drop and display it.

Auf diese Weise ist ein kleinerer Aufwand an Mitteln erforderlich als bei dem bekannten Gerät mit periodisch belastetem Meßwiderstand. Gegenüber dem bereits vorgeschlagenen Meßgerät mit periodisch belastetem Meßwiderstand entfallen Mittel zur Phasenverschiebung sowie der Wandler. Dadurch ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung und eine größere Genauigkeit.In this way, less resources are required than with the known device with periodically loaded measuring resistor. Compared to the already proposed measuring device with periodically loaded measuring resistor are omitted Means for phase shifting as well as the converter. This results in an essential one Simplification and greater accuracy.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Schaltungsanordnung nach der Erfindung dargestellt. In the drawing is an embodiment of the circuit arrangement shown according to the invention.

Mit R und S sind zwei Leitungspole eines Wechselstromnetzes bezeichnet, an das ein Widerstand 1 in Reihe mit einem Einweggleichrichter 2 angeschlossen ist. Gemäß der Erfindung sind Mittel vorgesehen, die unter Heraussiebung des durch den Blindwiderstand der Netzschleife bedingten Teils nur den dem Gleichstromwiderstand der Netzschleife entsprechenden Teil der Netzspannungsabsenkung erfassen und zur Anzeige bringen. Als Siebmittel ist zweckmäßigerweise eine aus Längswiderständen 3 bis 6 und Querkondensatoren 7 bis 9 bestehende Siebkette vorgesehen. An diese Siebkette ist ein Strommeßgerät 10 angeschlossen.With R and S two line poles of an alternating current network are designated, to which a resistor 1 is connected in series with a half-wave rectifier 2. According to the invention, means are provided which by sieving out the through the Reactive resistance of the network loop only that of the direct current resistance the part of the mains voltage drop corresponding to the mains loop and Bring a report. The sieve means is expediently one made up of series resistors 3 to 6 and shunt capacitors 7 to 9 existing sieve chain provided. To this An ammeter 10 is connected to the sieve chain.

Mit dem erfindungsgemäßen Meßgerät kann die bei der periodischen Belastung des Netzes auftretende Gleichstromkomponente der Netzspannung gemessen werden. Diese Komponente ist ein Maß für den Gleichstromwiderstand, gemessen von den der Messung zugänglichen Netzklemmen aus. Liegen in einem Netz Transformatoren, dann wird der generatorseitige Widerstand des Netzes nicht mitgemessen. Da aber bei den üblichen Netzen die Transformatoren zwischen dem Mittel- und Niederspannungsnetz die Realkomponente des Mittelspannungsnetzes sehr stark reduzieren, spielt diese für die Messung keine Rolle mehr. With the measuring device according to the invention, the periodic Load of the network occurring direct current components of the network voltage measured will. This component is a measure of DC resistance as measured by the mains terminals accessible for measurement. If there are transformers in a network, then the generator-side Network resistance not measured. But there with the usual networks, the transformers between the medium and low voltage network reduce the real component of the medium-voltage network very strongly, this plays a role no longer relevant for the measurement.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Circuit arrangement for determining the direct current component the internal resistance of a live AC network loop with a series circuit that can be applied to any measuring point an ohmic measuring resistor and a half-wave rectifier for periodic loading the mains loop during one half-wave of the alternating voltage and with a measuring instrument to display the voltage drop caused by the periodic loading as a measure for the sought-after direct current component of the internal resistance, characterized in that that means (3 to 9) are provided which. sifting out the through the reactance the part due to the mains loop only that of the DC resistance of the mains loop Record the corresponding part of the mains voltage drop and display it.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the sieve means one consisting of series resistors (3 to 6) and shunt capacitors (7 to 9) Sieve chain is provided.

Publications considered: German Auslegeschriften No. 1 010 161, 1035760.

Older patents considered: German Patent No. 1067 924.