DE1174901B

DE1174901B - High-current transformer for the excitation of art-switched current transformers for measuring purposes

Info

Publication number: DE1174901B
Application number: DEM28054A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Raupach; Eduard Welter
Original assignee: Messwandler Bau GmbH
Current assignee: Messwandler Bau GmbH
Priority date: 1955-08-25
Filing date: 1955-08-25
Publication date: 1964-07-30

Description

Hochstromtransformator zur Erregung von kunstgeschalteten Stromwandlern zu Meßzwecken Die bekannten Hochstromprüftransformatoren für Stromwandler weisen an ihren Sekundärwicklungen Anzapfungen auf, um die Prüfstromstärken verschiedenen Stromwandlerarten anpassen zu können. Derartige Prüftransformatoren müssen je nach den zu prüfenden Wandlern Stromstärken bis zu etwa IOOOAmpere bei Spannungen von etwa 1 bis 20Volt abgeben. Da die Klemmenspannung eines solchen Prüftransformators sehr belastungsabhängig ist, wird sie durch einen zu prüfenden, in einer Kunstschaltung mit einem übersättigten Eisenkern arbeitenden Wandler derart deformiert, daß kein sinusförmiger Strom, sondern ein Strom mit starker Kurvenverzerrung zum Fließen kommt. Infolgedessen arbeiten die Wandler-Meßeinrichtungen, z. B. die Brücken nach Schering-Alberti oder nach Hohle, ungenau, da sie nur die sinusförmigen Komponenten erfassen, weil hier Vibrations-Galvanometer verwendet werden, die beispielsweise bei 50 Hz in Resonanz sind und deshalb abweichende Frequenzen praktisch nicht berücksichtigen.High-current transformer for the excitation of art-switched current transformers for measuring purposes The known high-current test transformers for current transformers have taps on their secondary windings to differentiate the test currents To be able to adapt current transformer types. Such test transformers must depending on the transducers to be tested have currents up to about 100 amps at voltages of deliver about 1 to 20 volts. As the terminal voltage of such a test transformer is very load-dependent, it is checked by someone in an art circuit with an oversaturated iron core working transducer so deformed that no sinusoidal current, but a current with strong curve distortion to flow comes. As a result, the transducer measuring devices, e.g. B. the bridges Schering-Alberti or after Hohle, imprecise, since it only contains the sinusoidal components record because vibration galvanometers are used here, for example are in resonance at 50 Hz and therefore practically ignore deviating frequencies.

Im Betrieb selbst haben die kunstgeschalteten Wandler mit ihrer Übersättigung eines Eisenkernes keinen Nachteil, da z. B. der Strom in einem 10-kV-Netz von der hier herrschenden Spannung von 10 kV durch den Wandler erzeugt wird, wobei eine Änderung der Kurvenform infolge der nur kleinen Gegenspannung von etwa 1 Volt nicht auftreten kann.In operation itself, the art-switched converters have over-saturation an iron core no disadvantage, since z. B. the electricity in a 10 kV network from the The voltage of 10 kV prevailing here is generated by the converter, whereby a No change in the shape of the curve due to the small counter voltage of around 1 volt can occur.

Zur Verhinderung der erwähnten Kurvenverzerrung bei der Wandlerprüfung ist es bekannt, eine besondere Drosselspule mit linearer Charakteristik vorzusehen, die in den Primärkreis des Wandlers eingeschaltet wird.To prevent the mentioned curve distortion during the converter test it is known to provide a special choke coil with linear characteristics, which is switched into the primary circuit of the converter.

Die Erfindung betrifft einen Hochstromtransformator zur Erregung von kunstgeschalteten Stromwandlern zu Meßzwecken, deren Kunstschaltung eine Verzerrung der Kurve des Primärstromes der Wandler herbeiführt, mit einer von diesem Primärstrom durchflossenen Drosselspule mit linearer Charakteristik zur Verhinderung der Kurvenverzerrung. Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau einer derartigen Anordnung zu vereinfachen, was erfindungsgemäß dadurch erreicht wird, daß die Drosselspule einen Kern mit gleichem Blechschnitt besitzt wie der Kern des Hochstromtransformators und mit diesem so zusammengebaut ist, daß die Sekundärwicklung des Hochstromtransformators zugleich die Erregung des Drosselkernes bewirkt. Durch diesen Zusammenbau der Drosselspule und des Hochstromtransformators wird nicht nur eine Vereinfachung des Aufbaues der gesamten Anordnung erzielt, sondern noch der wesentliche Vorteil, daß es nicht wie bei den bekannten Anordnungen notwendig ist, die Drosselspule für sich umschaltbar auszugestalten; denn sie wird bei der Anordnung gemäß der Erfindung bei der Umschaltung des Hochstromtransformators auf verschiedene Stromstufen gleichzeitig auf die jeweils benötigte Stromstufe umgeschaltet. Man erhält also bei allen Stromstufen eine prozentual gleich große Drosselwirkung, ohne daß man für die Drosselspule eine besondere Umschaltvorrichtung vorsehen muß, die bekanntlich für Meßströme in der Größenordnung bis zu mehreren 1000 Ampere außerordentlich aufwendig und in der Bedienung umständlich sind.The invention relates to a high-current transformer for exciting art-switched current transformers for measuring purposes, the art-switching of which causes a distortion the curve of the primary current the converter brings about, with one of this primary current flow-through choke coil with linear characteristic to prevent curve distortion. The object of the invention is to simplify the structure of such an arrangement, what is achieved according to the invention in that the choke coil has a core with the same Sheet metal cut has like the core of the high-current transformer and with it like that is assembled that the secondary winding of the high-current transformer at the same time causes the throttle core to be excited. By assembling the reactor in this way and the high-current transformer will not only simplify the structure of the overall arrangement achieved, but still the main advantage that it does not like in the known arrangements it is necessary for the choke coil to be switchable to design; because it is in the arrangement according to the invention when switching of the high-current transformer to different current levels simultaneously to the respective required current level switched. So you get a percentage for all current levels equal choke effect without the need for a special switching device for the choke coil must provide, which is known for measuring currents in the order of magnitude up to several 1000 amps are extremely expensive and cumbersome to operate.

Die mit dem Hochstromtränsformator zusammengebaute Drosselspule hat das Bestreben, mit einem Minimum von Spannungsabfall einen sinusförmigen Strom durchzulassen. Ist die Sinusform durch höhere, z. B. die 3. und 5. Harmonische verzerrt, so tritt an der Drosselspule infolge der überlagerten höheren Frequenzen ein entsprechend mehrfach größerer Spannungsabfall ein, also für die 3. Harmonische der dreifache, für die 5. Harmonische der fünffache. Hierdurch werden aber wiederum die höheren Harmonischen verhindert, die Drosselspule zu durchlaufen, und es wird der Strom weitgehend sinusförmig. Für eine hinreichende Verbesserung der Stromkurve genügt es bereits, wenn die Leistung der Drosselspule halb so groß ist wie diejenige des Hochstromtransformators.The choke coil assembled with the high-current transformer has the effort to pass a sinusoidal current with a minimum of voltage drop. Is the sinus shape through higher, z. If, for example, the 3rd and 5th harmonics are distorted, then occurs at the choke coil as a result of the superimposed higher frequencies several times greater voltage drop, i.e. three times that for the 3rd harmonic, for the 5th harmonic five times. This, however, in turn makes the higher ones Harmonic prevents it from going through the inductor and it gets the current largely sinusoidal. Sufficient for a sufficient improvement of the current curve it already happens when the power of the choke coil is half that of the High current transformer.

Wohl ist es schon bekannt, die zu einer Eichvorrichtung für Stromwandler gehörenden Wandler, nämlich einen Hochstromtransformator, einen Normalwandler und einen gegebenenfalls vorgesehenen Vergleichswandler unter Verwendung von Kernen jeweils gleichen Blechschnitts in der Weise anzuordnen, daß die mit Anzapfungen versehene Sekundärwicklung des Erregerwandlers und die ebenfalls mit Anzapfungen versehene Primärwicklung des Normalwandlers zu nur einer einzigen Anzapfungswicklung zusammengefaßt werden, die gegebenenfalls gleichzeitig die Primärwicklung eines weiteren Wandlers bilden kann, dessen Sekundärwicklung über einen regelbaren Widerstand in Reihe mit einem Strörtrmesser geschlossen ist. Bei dieser bekannten Anordnung ist eine Drosselspule zur Verhinderung der Kurvenverzerrung nicht vorgesehen. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, die Anordnung eines Hochstromtransformators zur Erregung kunstgeschalteter Stromwandler mit einer zur Verhinderung der Kurvenverzerrung dienenden Drosselspule zu vereinfachen, liegt bei der bekannten Anordnung von zu einer Eichvorrichtung gehörenden Wandlern nicht vor, wohl aber die Aufgabe, eine bisher aus mehreren getrennten Aggregaten bestehende Anordnung aus einem Hochstromtransformator, einem Normalwandler, gegebenenfalls einem Vergleichswandler sowie einem sekundärseitig einstellbar belastbaren weiteren Wandler dadurch zu vereinfachen, daß nunmehr unter Verwendung von Kernen jeweils gleichen Blechschnitts ein Zusammenbau der Kerne dieser Aggregate derart vorgesehen wird, daß die mit Anzapfungen versehene Sekundärwicklung des Hochstromtransformators zugleich die anderen Kerne erregt.It is well known that a calibration device for current transformers belonging converter, namely a high-current transformer, a normal converter and an optionally provided comparison transducer using cores to arrange the same sheet metal section in such a way that the one with taps provided secondary winding of the exciter converter and also tapped primary winding of the standard converter to only a single one Tap winding are summarized, possibly at the same time the primary winding can form another converter, the secondary winding of which can be regulated via a Resistance in series with a current meter is closed. With this well-known Arrangement, a choke coil to prevent curve distortion is not provided. The object on which the invention is based, the arrangement of a high-current transformer to excite art-switched current transformers with a to prevent curve distortion To simplify serving choke coil lies in the known arrangement of to a calibration device belonging to transducers, but the task of a Previously consisting of several separate units, an arrangement consisting of a high-current transformer, a normal converter, possibly a comparison converter and a secondary converter adjustable resilient further converter to simplify that now under Use of cores of the same sheet metal section an assembly of the cores of these Aggregates is provided in such a way that the secondary winding provided with taps of the high-current transformer excites the other cores at the same time.

Bei dem Hochstromtransformator gemäß der Erfindung, dessen Sekundärwicklung zweckmäßig mit Anzapfungen versehen ist, wird mit dem Transformatorkern und dem Drosselkern vorzugsweise auch noch ein Meßkern gleichen Blechschnitts vereinigt. Der Meßkern, der allein von der Sekundärwicklung des Hochstromprüftransformators erregt wird, weist eine in an sich bekannter Weise solche Bemessung auf, daß bei allen Stromstufen die gleichen Amperewindungen wirksam sind, so daß das an die Meßwicklung des Meßkernes angeschlossene Meßinstrument bei jeder Stromstufe beispielsweise 5 Ampere entsprechend einem Stromwert von 1001/o anzeigt.In the high-current transformer according to the invention, its secondary winding is expediently provided with taps, is with the transformer core and the Throttle core preferably also combines a measuring core of the same sheet metal section. The measuring core, which consists solely of the secondary winding of the high-current test transformer is excited, has such a rating in a manner known per se that at all current stages the same ampere turns are effective, so that the measuring winding The measuring instrument connected to the measuring core at each current level, for example 5 Amperes corresponding to a current value of 1001 / o.

Um die Induktionswirkung der Drossel bei den einzelnen zu prüfenden Wandlern dem jeweiligen Sekundärstrom anzupassen, damit dessen Kurvenform sinusförmig wird, kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Drosselkern eine weitere Wicklung mit einem in Reihe zu ihr geschalteten Stellwiderstand, Stelltransformator, Stelldrossel od. dgl. aufweisen. Diese Amperewindungen schwächen die Wirkung der Drossel je nach Bedarf; im Grenzfall, d. h. bei direktem Kurzschluß der Wicklung, ist dann die von der Hauptwicklung, die alle Kerne umfaßt, erzeugte Umlaufspannung bzw. die Drosselwirkung praktisch kompensiert und unerheblich. Nur ein geringes Restfeld bleibt noch übrig, und äußerlich betrachtet scheint es so, als wenn die Drosselspule ihre Drosselwirkung bis auf einen verschwindend kleinen Rest verloren hat. Diese Maßnahme hat z. B. Bedeutung, wenn aus bestimmten Gründen die Verbesserung der Sinusstromkurve nicht erwünscht ist, etwa weil die betreffenden Messungen auch mit der ursprünglich vorhandenen, nicht sinusförmigen Kurve zu praktisch brauchbaren Ergebnissen führen.To check the inductive effect of the choke on each individual Adapt converters to the respective secondary current so that its curve shape is sinusoidal is, according to a further embodiment of the invention, the inductor core further winding with a variable resistor connected in series with it, variable transformer, Throttle or the like. Have. These ampere turns weaken the effect of the Throttle as required; in borderline cases, d. H. in the event of a direct short circuit in the winding, is then the circulating voltage generated by the main winding, which includes all cores or the throttling effect is practically compensated and insignificant. Just a little Remaining field is still left, and from the outside it seems as if the Choke coil lost its choke effect except for a negligibly small remainder Has. This measure has z. B. Significance when there is improvement for some reason the sinusoidal current curve is not desired, for example because the measurements in question also with the originally existing, non-sinusoidal curve to be practically usable Lead to results.

Dieselbe Wirkung kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch erzielt werden, daß der Drosselkern einen einstellbaren Luftspalt aufweist. Weitere zur Ausgestaltung der Erfindung dienende Merkmale sind dem nachstehend beschriebenen und in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel zu entnehmen. Es zeigt F i g. 1 einen Hochstromprüftransformator nach der Erfindung im Längsschnitt, F i g. 2 einen Querschnitt durch den Kern 3 des Transformators nach F i g. 1.The same effect can be achieved according to a further embodiment of the invention can be achieved in that the throttle core has an adjustable air gap. Further features used to develop the invention are described below and to be taken from the drawing schematically illustrated embodiment. It shows F i g. 1 shows a high-current test transformer according to the invention in longitudinal section, F i g. 2 shows a cross section through the core 3 of the transformer according to FIG. 1.

Der Hochstromprüftransformator weist einen Hauptkern 1, einen Meßwandlerkern 2 und einen Drosselkern 3 auf, die in den äußeren Dimensionen gleich, in ihrer Breite den Erfordernissen angepaßt sind. Der Hauptkern 1 trägt die Primärwicklung 4 und die Sekundärwicklung 5 mit den Anschlüssen 6, 7 und B. Die Sekundärwicklung 5 ist außerdem noch mit den Kernen 2 und 3 verkettet. Der Meßwandlerkern2 trägt eine Meßwicklung9, die an die Klemmen eines Strommeßinstrumentes 10 geführt ist. Der Drosselkern 3 trägt eine Wicklung 11, die an die Reihenschaltung eines Stellwiderstandes 12 und eines Strommeßinstrumentes 13 gelegt ist. Der in F i g. 2 im Schnitt dargestellte Kern 3 weist einen Luftspalt 14 auf. Um die Figuren nicht durch Einzelheiten zu verwirren, sind die Wicklungen in F i g. 1 nur sehr schematisch dargestellt und in F i g. 2 ganz fortgelassen.The high-current test transformer has a main core 1, a measuring transformer core 2 and an inductor core 3, which are the same in the outer dimensions and adapted to the requirements in terms of their width. The main core 1 carries the primary winding 4 and the secondary winding 5 with the connections 6, 7 and B. The secondary winding 5 is also linked to the cores 2 and 3. The transducer core 2 carries a measuring winding 9 which is connected to the terminals of a current measuring instrument 10 . The choke core 3 carries a winding 11 which is connected to the series connection of a variable resistor 12 and a current measuring instrument 13 . The in F i g. 2, the core 3 shown in section has an air gap 14 . In order not to confuse the figures with details, the windings in FIG. 1 shown only very schematically and in FIG. 2 omitted entirely.

Mit Hilfe des Stellwiderstandes 12 läßt sich die Wirksamkeit des Drosselkernes 3 mehr oder weniger stark verändern. Die Stromstärke in seiner Wicklung 11 ist durch das Strommeßinstrument 13 zu kontrollieren.With the help of the variable resistor 12, the effectiveness of the throttle core 3 can be changed to a greater or lesser extent. The amperage in its winding 11 can be checked by means of the current measuring instrument 13.

Durch die verschiedenen Anzapfungen 6, 7, 8 ist es möglich, daß man Stromwandler für hohe Ströme, beispielsweise mit einer kleinen Spannung und großem Strom, prüfen kann, während man Stromwandler mit kleinerem Übersetzungsverhältnis an eine entsprechende Anzapfung anschließt, die höhere Spannung und kleineren Strom liefert. In allen Fällen ist das Übersetzungsverhältnis des Wandlers so gegeben, daß für jede Anzapfung an dem Strommeßinstrument 10 jeweils der 100 1/o-Punkt des Stromes durch Vollausschlag, z. B. mit 5 Ampere, angezeigt wird. Der Hauptkern muß so ausgelegt werden, daß er die der Bürde entsprechende Leistung des zu messenden Stromwandlers abgeben kann und zudem in der Lage ist, noch den Meßwandlerkern 1 und den Drosselkern 3 zu speisen. Je nach der möglichen Verzerrung der Sinusform der Stromkurve muß der Drosselkern 3 in der Leistung ausgelegt werden. Die Eisenkerne können als Mantel-, als Zweischenkel-oder auch als Ringkerne ausgebildet sein.The various taps 6, 7, 8 make it possible to test current transformers for high currents, for example with a small voltage and large current, while current transformers with a smaller transformation ratio are connected to a corresponding tap, the higher voltage and the lower current supplies. In all cases, the transmission ratio of the converter is given so that for each tap on the current measuring instrument 10 , the 100 1 / o point of the current through full deflection, e.g. B. with 5 amps is displayed. The main core must be designed in such a way that it can deliver the power of the current transformer to be measured corresponding to the load and is also able to feed the measuring transformer core 1 and the inductor core 3. Depending on the possible distortion of the sinusoidal shape of the current curve, the choke core 3 must be designed in terms of power. The iron cores can be designed as jacket, two-legged or toroidal cores.

Claims

Claims: 1. High-current transformer for the excitation of art-switched Current transformers for measuring purposes, the art of which causes a distortion of the curve of the Primary current brings about the converter, with one of this primary current flowing through it Choke coil with linear characteristic to prevent curve distortion, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the choke coil has a core has the same sheet metal section as the core of the high-current transformer and with it is assembled so that the secondary winding of the high-current transformer at the same time causes the throttle core to be excited. 2. High current transformer according to claim 1, characterized in that the choke core with an additional Winding is provided, which can be loaded via a variable resistor. 3. High-current transformer according to claims 1 or 2, characterized in that its Secondary winding has taps. 4. High-current transformer according to claims 1 to 3, characterized in that one with the transformer core and the reactor core Measuring core of the same sheet metal section is combined. Considered publications: German Patent Nos. 631445, 650 363; Prospectus of the S u. H A.-G. “Portable Messwandler-Prüfeinrichtung «, No. SH 791/250 0.6 (1952); "ATM", Z 22-1, Nov. 1938; Bauer, Rudolf: "Die Meßwandler", Springer-Verlag, 1953, p. 228.