DE1766446A1

DE1766446A1 - Linearized current transformer with an iron core, preferably designed as a toroidal core

Info

Publication number: DE1766446A1
Application number: DE19681766446
Authority: DE
Inventors: Theodor Hohl; Alois Dipl-Ing Umlauf
Original assignee: Messwandler Bau GmbH
Current assignee: Messwandler Bau GmbH
Priority date: 1968-05-24
Filing date: 1968-05-24
Publication date: 1972-04-13
Also published as: CH495654A; DE1766446B2; DE1766446C3; SE363694B; NL6907393A; AT295645B

Description

KSSSViAHDLER-JAU GMBH
Bnrabor/g KSSSViAHDLER-JAU GMBH
Bnrabor / g

Linear!sierter Stromwandler mit oinora vorzugsweise nie Rinnkern ausgebildetenLinear! Ized current transformer with oinora preferably never formed gutter core EisenkernIron core

Stromwandler in Hochspannungsnetzen für den Botrieb von Netzeohutsoinrichtungon müssen über oinon oohr großen Strombereioh die Pririärßtrörae form- und phaoongetreu auf die Sekundär sei te übertragen. Die zum Ansprechen dieser Schutzeinrichtungen erforderlichen Leistungen müssen ausreichend zur Verfügung stehen. Die ständige Zunahme deο elektricehen EnergieVerbrauches führt zu zunehmender Vermasohung der Versorgungsnetze, die auch entsprechend größere KurzSchlußleistungen aufweisen.Current transformers in high-voltage networks for the operation of network home equipment need about oinon oohr large strombereioh the Pririärßtrörae true to form and Phaoon on the secondary side transfer. The power required to respond to these protective devices must be sufficiently available stand. The constant increase in electrical energy consumption leads to an increasing intermingling of the supply networks, which also have correspondingly greater short-circuit services.

Stromwandler, deren Eisenkerne in herkömmlicher Art aufgebaut Bind, kommen insbesondere bei hohen Kurzschlußströmen mit überlagertem Gleichßtromglied rasch in das Gebiet der Sättigung, bo daß erheblicho Verzerrungen der Sekundärst!öme eintreten. Die notwendige verzerrungsfreie Übertragung des Primärstrouies auf die Sekundärseite wenigstens für die Dauer weniger Halbperioden, während der dann die Schutzeinrichtungen ansprechen, erfordert besondere Maßnahmen. Aus diesem Grunde hat man im Eisenkern Luftepalte vorgesehen und damit die WandlerzoltKonßtante klein gestaltet. Dadurch ist eine Verkleinerung dex durch das Gleichßtromglied sonst verursachten Induktion&erhöhung möglich bzw. wird der kritische Sättigungswert erst langsamer oder gar nicht erreicht, so daß die Schutzeinrlchtuagen mit Sicherheit betätigt werden können. Der Nachteil cJHesor sogenannten lino ari si er ten Stromwandler besteht darin, daß durch die Verkleinerung ihrer Hauptinduktivität der Loerlaufntrom stark ansteigt und damit große Fehler im Nennotrombereich auftreten, die nie fUr die Speisung von Meß-· und Schutzeinrichtungen in diesora lioreich ungeeignet wachen.Current transformers whose iron cores are built in a conventional manner Bind, come along especially with high short-circuit currents superimposed DC link quickly into the area of saturation, that there are considerable distortions of the secondary currents. The necessary distortion-free transmission of the primary stream on the secondary side at least for the duration of a few half-periods, during which the protective devices address requires special measures. For this reason, air gaps have been provided in the iron core and thus the converter zolt constant designed small. As a result, there is a reduction in the size of the induction & increase otherwise caused by the direct current element possible or the critical saturation value is only reached more slowly or not at all, so that the protective devices can be operated with safety. The disadvantage of the so-called linealized current transformer is that that by reducing their main inductance the Loerlaufntrom increases sharply and thus large errors in the nominal current range occur which are never used for the supply of measuring and Inadequate guarding of protective devices in this morale.

209816/0303 - ² -209816/0303 - ² -

lie iat schon eine Schaltungsanordnung bekannt, die die auge— gobonon Nachteile dadurch vermeidet, daß sie zwei getrennte Stromwandler vorsieht. Dabei ist der eino Stromwandlerkern ohne Luftopalt auogofiihrt und dem unteren Teil des StromberoioheB zugeordnet, is dem er mit einem kleinen Fehler arbeitet. Für dan oberen Teil des Stromboreiehos, in dem dac normale tlagnotraatorlal in das Gebiet dor Sättigung kommt, 1st oin mit einem oder mehreren Luftspalten versehener Stromwandlerkorn vorgesehen, der im überstromgebiot eine lineare Charakteristik aufweist. Die Umschaltung vom Stromwandler mit honor Genauigkeit auf den linearisiorten Stromwandler erfolgt boi einor bootimmton Größe des Primärotromes durch ein Relais. ^achteilig an dieser bekannten Anordnung ist, daß zwei Stromwandler und ein zusätzliches Relais erforderlich sind«iat lie already disclosed a circuit arrangement, which thereby avoids the eye- gobonon disadvantages that it provides two separate power converter. The single current transformer core is run without an air opaque and is assigned to the lower part of the current transformer core, where it works with a small error. For the upper part of the current area, in which normal tlagnotraatorlal comes into the area of saturation, a current transformer grain provided with one or more air gaps is provided, which has a linear characteristic in the overcurrent area. The switchover from the current transformer with honorable accuracy to the linearized current transformer is done by a relay with a bootimmton size of the primary current. ^ The disadvantage of this known arrangement is that two current transformers and an additional relay are required «

Bio Aufgabe der Erfindung besteht darin, oinen Stromwandler zu schaffen» der bei stationärem Betrieb einen kleinen Fehler beBitat und im Überotzomgebiet eine lineare Charakteristik aufweist. Dies·j Aufgate wird durch die Erfindung, die oinon linear!siorten Stromwandler mit einen vorzugsweise als Ringkern ausgebildeten, mindestens einon Luftspalt aufweisenden Eisenkern betrifft, dadurch gelöst, daß der Elsenkern eine im Nennetrombereieh magnetisch wirksame Überbrückung des oder der Luftopalte aufvreirt.The object of the invention is to provide a current transformer to create »which causes a small error in steady-state operation and a linear characteristic in the over-obsolete area having. This · j Aufgate is made possible by the invention, the oinon linear! Iron core concerns, solved in that the Elsenkern a Magnetically effective bridging of the or in the nominal flow range the Luftopalte verreirt.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele für den Hisenkorn eines linearisierten Stromwandlers gemäß der Erfindung dargestellt.In the drawing are several embodiments for the Hisenkorn a linearized current transformer according to the invention shown.

In der Piß. 1 lot ein Eisenkern in dox· Draufsicht gezeichnet. Diener Eisenkern besteht ims einer Mehrzahl aufeinandorgeschichteter Bleche 11, die alle ringcehuibonförmig ausgebildetIn the piss. 1 lot an iron core drawn in dox top view. Diener Eisenkern consists of a number of layers stacked one on top of the other Sheets 11, all of which are ring cehuibon-shaped

- 3 -209816/0303- 3 -209816/0303

iind uit Luftopal ton 12 unter Belassung clnea Ilittolnteges 13 in jedem Luftspalt voischon Bind. Dieoo Hlttelstege 13 und der zwischen ihnen In ihrem Bereich liegende Rlngscheibenteil tlor Bleche 11 bilden öen luft opal tlo sen Kernteil.iind uit Luftopalton 12 leaving clnea Ilittolnteges 13 in each air gap voischon bind. Dieoo Hlttelstege 13 and the part of the washer located between them in their area The metal sheets 11 form an open-air, opal-free core part.

Der in der Fig. 2 dargestellte Eloenkern unterscheidet sich , von dem in Pig. 1 dargestellten dadurch, daß se.i.ne ringscheibenförinlgen Blocho 14 mit Luftspalten 15 unter Bolassung von außen und innen liegenden Stegen 16 und 17 in jedem Luftspalt versehen oind. liier blldot der Ringsehoibenteil der Bleche 14» M der im Bereich der Luftspalte 15 liegt, den die Luftspalto pufweisenden Kornteil. Es ist jedoch auch möglich, entweder nur die Stege 16 oder nur die Stege 17 vorzusehen, no daß der riscntern nur einen ltiftspaltlODon Kernteil aufweist.The Eloenkern shown in Fig. 2 differs from that in Pig. 1 represented by the fact that se.i.ne ring-disk-shaped Blocho 14 is provided with air gaps 15 with external and internal webs 16 and 17 in each air gap. liier blldot the ring crown part of the metal sheets 14 » M which lies in the area of the air gaps 15, the grain part showing the air gaps. However, it is also possible either to provide only the ribs 16 or only the webs 17, no that the riscntern has only one ltiftspaltlODon core portion.

Hin veitores Ausflihrui goboispiel für einen Schichtkern ist in den Fig. 3 "und 4 im Schnitt und in Draufsicht s.eaeiohnet. Er "hoDteht nu3 den mit 10, 19 und 20 "bezelchnoton Teilen. 19 und 20 oind RingDCholbenbloche, die die luftspaltloüeii Kerntoile bilden und av/isehen denen der die LuftBpalto 21 aufweisende Kernteil 18 angeordnet Ist. Dieser Kernteil 18 besteht aus einer Mehrzahl aufeinandergeschichtoter Bleche In Gostalt von Kingseheibensegiaenten, zwi sehen denen sich die Luftnpalte 21 % befinden. Zum besseren Verständnis lot in FIg. 4 der oberhalb des Luft spalte β 21 liegende Bereich der Ringschoibeiibleche weggecchnitten dargestellt, so daß der Kernteil 18 fljit dem Luftspalt 21 sowie den daruntarliegendon Kernteil 20 zu erkennen ist. Die Ringscheibenbleche 19 und 20 dienen gleichzeitig der mechanischen Vorfestigung bzw. Halterung des die luftBpalte aufweisenden Kemtoileß. Es Ist auch möglich, nur auf einer Seite des die Luftspalte aufweisenden Kemteilea iUngccheIb^nbl3che ohne Luftspalt, also entweder die Ring-Echoibenblechö 19 oder die Ringsohelbonblocho 20 vorzusehen.An example of the embodiment of a layered core is shown in FIGS. 3 "and 4 in section and in plan view. It only has 10, 19 and 20" bezelchnoton parts. 19 and 20 and ring holes that form the air-gap holes in the core form and see which the core part 18 having the air gap 21 is arranged. This core part 18 consists of a plurality of stacked sheets in the form of king-size discs, between which the air gaps 21 % are located. For a better understanding, FIG. 4 shows the above The area of the annular sliding plate lying in front of the air gap 21 is shown cut away so that the core part 18 with the air gap 21 and the underlying core part 20 can be seen Is also possible only on one side of the core part having the air gap ne air gap, so either the ring Echoibenblechö 19 or the Ringsohelbonblocho 20 to be provided.

bnü ORIGINAL . A -20981 6/0303bnü ORIGINAL. A - 20981 6/0303

l'ig. 5 und 6 zeigen einen als Wickelkorn ausgeführten Eisenkern für einen linearieierten Stromwandler gemäß der Erfindung. Der Luftopalta aufweisende Korn teil ist als Wickelkern au3 einem durchlaufenden Band hergestellt und in Segmente 22 unterteilt, zwischen denen sich die Luftspalte 23 befinden. Innerhalb und außerhalb dieses die Luftspalte aufweisenden Kernteileο ist je ein aus einem durchgehenden Band gewickelter Kerntoil 24 bzw. 25 angeordnet. Diese Kernteile 24 und 25 bilden die luftspaltlosen Kernteile und können gleichzeitig 2ur mechanischen Verfestigung bzw. Halterung dee die Luftapalte aufweisenden Kernteiles dienen. Auch hier ist es möglich, entweder nur den Kernteil 24 oder nur den Kernteil 25 vorzusehen. Bei der Herstellung dieses Eisenkernes geht man zweckmäßig so vor, daß zunächst der innere Kernteil 24 gewickelt wird; um diesen herum werden die Segmente 22 angeordnet und um diese der Kernteil 25 herumgewickelt. Die Her— ßtellung dieses Eisenkernes ist also ebenso einfach wie die Herstellung der in den Fig. 1-4 dargestellten Eisenkerne.l'ig. 5 and 6 show a wound grain Iron core for a linearized current transformer according to the invention. The Luftopalta having grain is part of the winding core made of a continuous belt and divided into segments 22 divided, between which the air gaps 23 are located. Inside and outside of this having the air gaps Core part o is one wound from a continuous band Kerntoil 24 and 25 respectively arranged. These core parts 24 and 25 form the core parts without air gaps and can at the same time 2 for mechanical consolidation or holding dee the Serve air gap having core part. It is here too possible to provide either only the core part 24 or only the core part 25. When making this iron core goes one expediently so that first the inner core part 24 is wound; the segments 22 are arranged around this and the core part 25 is wound around them. The Her— Positioning this iron core is just as simple as that Manufacture of the iron cores shown in Figs. 1-4.

Zur bestmöglichen Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist der Querschnitt des bzw. der luftspaltlosen Kernteile etwa einhundert- bis zweihundertmal grisälFzu bemeesen ale der Querschnitt des bzw. der die Luftspalte antlialtenden Kernteile.For the best possible solution to the problem on which the invention is based, the cross section of the core part or parts without air gap is about one hundred to two hundred times to paint grisälF ale the cross-section of the air gap (s) against which the air gap ends Core parts.

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Bio Eisenkerne fUr die linoarisierten Stromwandler gemäß der Erfindung können auch statt der in den Fig. 1 - 6 gezeichneten Ringfoira in Gestalt von rechteckigen Rahmenkernen ausgeführt sein.Bio iron cores for the linearized current transformers according to Invention can also be implemented in the form of rectangular frame cores instead of the ring foira shown in FIGS be.

Auch iet os Bit5glic3i, auf einem der luft spult Io sen Kernteile 19, 20, 24 oder 25 der Eisenkerne gemäß der Fig. 3 ·· 6 eine Sekundärwicklung aufzubringen, an die dann IleOoinrichtungen für den Dunnstromberoich angoschlosoon worden können.Also iet os Bit5glic3i, on one of the air coils Io sen core parts 19, 20, 24 or 25 of the iron cores according to FIG. 3 ·· 6 a Apply secondary winding to the ileo devices for the Dunnstromberoich angoschlosoon.

ORIGINALORIGINAL

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Claims

Claim

1. Lineari Barter current transformer with a preferred as Toroidal core formed iron core, the at least one Having an air gap, characterized in that the iron core is magnetically effective in the characteristic current range Has bridging of the air gap or gaps.

2. Current transformer according to claim t, characterized in that that the iron core consists of a core part having an air gap and one or more core parts that have Lqina air gaps and a much smaller one Have a cross section than the core having the air gaps! 1.

3. Current transformer naoh claim 1 or 2, characterized gekennzeiohnet, that the iron core is made up of a plurality of one on top of the other Sheets is made up of air-gap beneath Belasoung an outer and / or inner steve in each air gap are provided.

4. Current transformer according to claim 1 or 2, characterized in that that the iron grain consists of a plurality of absorbent layers Sheet metal is made with air gaps imter leaving a Hittersteg are provided in each air gap.

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5 * current transformer according to claim 1 or 2, characterized in that that there dio air splits on whitening core toilet from a Hehrzahl layered on top of each other gate Blcohö in the form * o » Ringacheibensegmenten he stands, while the odor the air opaltlocene Grain parts made of ring-disc-shaped discs placed on one or both sides of the extension disc segments Sheet metal exist.

6. Current transformer according to claim 1 or 2, characterized in that that the core part having the air gaps is on Band of wound bodies that are wound and divided into segments, while the core part or parts of the air gap are removed one wrapped outside and / or inside the segments continuous band exist.

7 ·. Current transformer according to Claim 5 or 6, characterized in that one of the air-gap-free core parts of the iron core has a secondary winding to which the heating device for the nominal current range is connected.

3. Current transformer according to claim 1, 2, 5, 6 or 7, characterized in that that the core part or parts without air gap at the same time having the holder of the air gap Serve core parts.

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