DE1766446B2 - IRON CORE SYSTEM FOR A LINEARIZED CURRENT CONVERTER - Google Patents
IRON CORE SYSTEM FOR A LINEARIZED CURRENT CONVERTERInfo
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Description
Stromwandler in Hochspannungsnetzen für den Betrieb von Netzschutzeinrichtungen müssen über einen sehr großen Strombereich die Primärströme form- und phasengetreu auf die Sekundärseite übertragen. Die zum Ansprechen dieser Schutzeinrichtungen erforderlichen Leistungen müssen ausreichend zur Verfügung stehen. Die ständige Zunahme des elektrischen Energieverbrauches führt zu zunehmender Vermaschung der Versorgungsnetze, die auch entsprechend größere Kurzschlußleistungen aufweisen. Current transformers in high-voltage networks for the operation of network protection devices must have a very large current range that transfers the primary currents to the secondary side with true form and phase. The performance required to respond to these protective devices must be sufficient be available. The constant increase in electrical energy consumption leads to increasing Meshing of the supply networks, which also have correspondingly greater short-circuit capacities.
Stromwandler, deren Eisenkerne in herkömmlicher Art aufgebaut sind, kommen insbesondere bei hohen Kurzschlußströmen mit überlagertem Gleichstromglied rasch in das Gebiet der Sättigung, so daß erhebliche Verzerrungen der Sekundärströme eintreten. Die notwendige verzerrungsfreie Übertragung des Primärstromes 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 Luftspalte vorgesehen und damit die Wandlerzeitkonstante klein gestaltet. Dadurch ist eine Verkleinerung der durch das Gleichstromglied sonst verursachten Induktionserhöhung möglich bzw. wird der kritische Sättigungswert erst langsamer oder gar nicht erreicht, so daß die Schutzeinrichtungen mit Sicherheit betätigt werden können. Der Nachteil dieser sogenannten linearisierten Stromwandler besteht darin, daß durch die Verkleinerung ihrer Hauptinduktivität der Leerlaufstrom stark ansteigt und damit große Fehler im Nennstrombereich auftreten, die sie für die Speisung von Meß- und Schutzeinrichtungen in diesem Bereich ungeeignet machen.Current transformers, whose iron cores are constructed in a conventional manner, come especially at high Short-circuit currents with a superimposed direct current element quickly reach the area of saturation, so that considerable Distortions of the secondary currents occur. The necessary distortion-free transmission of the Primary current to the secondary side at least for the duration of a few half-periods, during which then the protective devices respond, requires special measures. For this reason, the Iron core air gap is provided and thus the converter time constant is made small. This is a reduction of the induction increase otherwise caused by the direct current element is 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 this so-called linearized current transformer exists in that by reducing their main inductance, the no-load current rises sharply and thus large errors occur in the nominal current range, which are necessary for the supply of measuring and protective devices make it unsuitable in this area.
Es ist schon eine Schaltangsanordnung bekannt, die die angegebenen Nachteile dadurch vermeidet, daß sie zwei getrennte Stromwandler vorsieht. Dabei ist der eine Stromwandlerkern ohne Luftspalt ausgeführt und dem unteren Teil des Strombereiches zugeordnet, in dem er mit einem kleinen Fehler arbeitet Für den oberen Teil des Strombereiches, in demA switching arrangement is already known which avoids the specified disadvantages by providing two separate current transformers. Included one current transformer core is designed without an air gap and assigned to the lower part of the current range, in which it works with a small error for the upper part of the current range in which
ίο das normale Magnetmaterial in das Gebiet der Sättigung kommt, ist ein mit einem oder mehreren Luftspalten versehener Stromwandlerkern vorgesehen, der im Überstromgebiet eine lineare Charakteristik aufweist Die Umschaltung vom Stromwandler mit hoher Genauigkeit auf den linearisierten Stromwandler erfolgt bei einer bestimmten Größe des Primärstromes durch ein Relais. Nachteilig an dieser bekannten Anordnung ist, daß zwei Stromwandler und ein zusätzliches Relais erforderlich sind.ίο the normal magnetic material in the area of saturation a current transformer core with one or more air gaps is provided, which has a linear characteristic in the overcurrent area Switching from the current transformer with high accuracy on the linearized current transformer takes place at a certain size of the primary current through a relay. The disadvantage of this known arrangement is that two current transformers and one additional Relays are required.
ao In dem älteren deutschen Patent 1 638 602 ist bereits ein Linearstromwandler — das sind Stromwandler mit einem Eisenkernsystem, das einen mittels mindestens eines Luftspaltes gescherten Eisenkern enthält — vorgeschlagen worden, bei dem ne-ao In the older German patent 1 638 602 there is already a linear current transformer - these are current transformers with an iron core system, which has an iron core sheared by means of at least one air gap contains - has been proposed in the ne-
a5 ben dem oder den Luftspalten des gescherten Eisenkernes Eisenstege mit im Vergleich zum gescherten Eisenkern erheblich geringerem Querschnitt angeordnet sind, so daß sich eine Parallelschaltung von magnetischen Widerständen unter Anhebung der Permeabilität des Eisenkernsystems im Nennstrombereich über die Permeabilität des gescherten Eisenkernes ergibt. Durch die die Luftspalte überbrückenden Eisenstege wird bewirkt, daß bei kleinen Feldstärken der magnetische Widerstand im magnetischen Kreis des Eisenkernsystems weitgehend durch die Eisenstege bestimmt ist, so daß sich, wie erwähnt, eine Anhebung der Permeabilität des Eisenkernsystems im Nennstrombereich über die Permeabilität des gescherten Eisenkernes ergibt; bei größeren Feldstärken. die bei verlagerten Kurzschlußströmen auftreten, sind nur die Luftspalte wirksam, so daß bei Kurzschlußströmen in gewünschter Weise die Permeabilität des gescherten Eisenkernes allein zum Tragen kommt.a5 beneath the air gap or gaps in the sheared iron core Iron bars are arranged with a considerably smaller cross-section compared to the sheared iron core are, so that a parallel connection of magnetic resistances with increasing the permeability of the iron core system in the nominal current range via the permeability of the sheared iron core results. The iron webs bridging the air gaps have the effect that at low field strengths the magnetic resistance in the magnetic circuit of the iron core system largely through the iron webs is determined, so that, as mentioned, an increase in the permeability of the iron core system results in the nominal current range via the permeability of the sheared iron core; at greater field strengths. which occur with shifted short-circuit currents, only the air gaps are effective, so that at Short-circuit currents in the desired manner the permeability of the sheared iron core alone Carry comes.
Die Erfindung geht von einem Eisenkernsystem für einen Linearstromwandler gemäß diesem älteren deutschen Patent aus. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, die Querschnitte des bzw. der gescherten Eisenkernteile und des bzw. der die Luftspalte überbrückenden Eisenstege so zu bemessen, daß die Forderung — kleiner Fehler im stationären Betrieb und lineare Charakteristik im Überstromgebiet — optimal erfüllt wird. Gleichzeitig sollen die die Luftspalte überbrükkenden Eisenstege zur Halterung der mittels der Luftspalte gescherten Eisenkernteile dienen.The invention is based on an iron core system for a linear current transformer according to this older one German patent. It is based on the task of determining the cross-sections of the sheared iron core parts and to dimension the iron bar (s) bridging the air gap so that the requirement - small error in stationary operation and linear characteristic in the overcurrent area - optimally fulfilled will. At the same time, the iron webs bridging the air gaps to hold the by means of the Air gaps sheared iron core parts are used.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der mittels Luftspalte gescherte Kernteil ein aus Band gewickelter und in Segmente unterteilter Wickelkörper ist, dessen Segmente von einem außerhalb und/oder innerhalb der Segmente befindlichen geschlossenen Eisenring gehaltert sind, wobei der Querschnitt des bzw. der geschlossenen Eisenringe und der Querschnitt des mittels Luftspalte gescherten Kernteiles so bemessen ist, daß das Verhältnis dieser Querschnitte etwa 1 :100 bis 200 beträgt. Die Erfindung zeichnet sich nicht nur durch eine optimale Lösung der vorstehend erwähnten komplexen Aufgabe aus, sondern auch dadurch, daß manThis object is achieved according to the invention in that the core part sheared by means of air gaps is a wound body wound from tape and divided into segments, the segments of which are from a outside and / or inside the segments located closed iron ring are supported, wherein the cross section of the closed iron ring or rings and the cross section of the sheared by means of air gaps Core part is dimensioned so that the ratio of these cross-sections is about 1: 100 to 200. The invention is not only characterized by an optimal solution to the complexes mentioned above Task, but also by the fact that one
ifif
die angeführte zldnong der geschlossenen ^Α ^Fthe quoted zldnong of the closed ^ Α ^ F
sfflsgsgEsfflsgsgE
spiele Br den Eisenkern «μ ta»™«» Stromplay Br the iron core «μ ta» ™ «» current
Kerncore
Anteil der Bleche 11 bilden den luftsraltlosen Kern- —au^eisenden Kernte*m«^- -^ 25 durch, daß seine ringscheibe^nnigen^Bleche14^1 ^ Ve^^-Hg^ Wer Share of plates 11 form the Lufts r altlosen core - au ^ eisenden Kernte * m "^ - - ^ 25 by that its annular disc ^ ^ nnigen Bleche14 ^ 1 ^ ve ^^ - ^ Hg Who
Luftspaltes 21 liegende Bereich derAir gap 21 lying area of the
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E771 | Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |