DE202004000279U1 - Circuit arrangement for signal conditioning has per conductor parallel to display measurement circuit for voltage display with constant input impedance a further measurement circuit with high input resistance - Google Patents

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Abstract

The circuit arrangement has per conductor parallel to the display measurement circuit for a voltage display (4) with constant input impedance (Z4) a further measurement circuit (7) with high input resistance. The further measurement circuit outputs a measurement value (UL1a,UL2au,UL3a) that refers to the conductor and can be used for a neutral point signal formation U0.

Description

Schaltungsanordnung zur Messwertaufbereitung von Signalen aus kapazitiven Spannungsanzeigesystemen in HochspannungsanlagenCircuit arrangement for the processing of measured values of signals from capacitive voltage display systems in high-voltage systems

Allgemeine Beschreibung / Stand der Technikgeneral description / State of the art

In Hochspannungsanlagen (1-380kV) sind sogenannte kapazitive Spannungsanzeige- und Prüfsysteme (im Folgenden Spannungsanzeigesysteme genannt) bekannt und u.a. in der Norm VDE 0682 Teil 415 bzw. IEC 61243-5 näher beschrieben. Diese Spannungsanzeigesysteme koppeln zur Prüfung auf Vorhandensein der Spannung dieselbe mittels eines sog. kapazitiven Koppelteils aus und führen es einer Auswerteschaltung mit entsprechender Anzeige zu, die es erlaubt den Spannungszustand festzustellen.In high voltage systems (1-380kV) are so-called capacitive voltage display and test systems (hereinafter referred to as voltage display systems) and among others described in more detail in standard VDE 0682 Part 415 and IEC 61243-5. These voltage display systems couple for testing the presence of the voltage by means of a so-called capacitive Coupling part out and lead it to an evaluation circuit with a corresponding display that it allows to determine the state of tension.

Es werden fest in die Anlage integrierte und steckbare Systeme unterschieden. Bei letzteren kann das Anzeigegerät räumlich vom Koppelteil entfernt werden und ist somit austauschbar.It is firmly integrated into the system and pluggable systems. In the latter, the display device can be spatially from Coupling part are removed and is therefore interchangeable.

Bei integrierten Spannungsanzeigesystemen bleibt das Anzeigegerät dauerhaft mit dem Koppelteil verbunden. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von integrierten kapazitiven Spannungsanzeigesystemen mit konstanter Eingangsimpedanz (Z4). Diese bestehen zumindest aus einem Koppelteil mit Primärkapazität C1 (1), Sekundärkapazität C2 (2), Überspannungsschutz (3) und dem eigentlichen Anzeigegerät (4).With integrated voltage display systems, the display device remains permanently connected to the coupling part. The use of integrated capacitive voltage display systems with constant input impedance (Z4) is particularly advantageous. These consist of at least one coupling part with primary capacitance C1 ( 1 ), Secondary capacitance C2 ( 2 ), Overvoltage protection ( 3 ) and the actual display device ( 4 ).

Aufgabenstellungtask

Soll das Signal aus dem kapazitiven Koppelteil nicht nur für die Anzeige des Vorhandenseins der Spannung, sondern auch zur Spannungsmessung oder Nullspannungsbildung herangezogen werden, muss ein weiterer Messkreis parallel zum Anzeigemesskreis aufgebaut werden. Die Messkreise dürfen sich nicht gegenseitig beeinflussen. Damit das Signal auch zum Zwecke der Nullspannungsmessung verarbeitet werden kann, ist eine signalformgetreue Verstärkung zwingend.Should the signal from the capacitive Coupling part not only for the indication of the presence of voltage, but also for voltage measurement or zero voltage formation, another must be used Measuring circuit parallel to the display measuring circuit. The measuring circles allowed to do not influence each other. So that the signal also for the purpose The zero voltage measurement can be processed, a form-true amplification is mandatory.

Erfinderische Lösunginnovative solution

Die Aufgabenstellung wird dadurch erfüllt, dass dem integrierten Spannungsanzeigesystem (8) bzw. (8.1) für jeden Leiter parallel zum Anzeigemesskreis (4) mit konstanter Eingangsimpedanz (Z4) mindestens ein weiterer Messkreis (7) oder (7.1) hinzugefügt wird, wobei das Messsignal UL1e entweder über einen Impedanzwandler (5) im Messkreis (7) oder nur kapazitiv im Messkreis (7.1) ausgekoppelt werden kann. Die Impedanz des Messkreises (7) bzw. (7.1) muss so hochohmig gewählt werden, dass das Anzeigesignal im Anzeigemesskreis (4) nicht beeinflusst wird.The task is fulfilled by the fact that the integrated voltage display system ( 8th ) respectively. ( 8.1 ) for each conductor parallel to the display measuring circuit ( 4 ) with constant input impedance (Z4) at least one further measuring circuit ( 7 ) or ( 7.1 ) is added, with the measurement signal UL1e either via an impedance converter ( 5 ) in the measuring circuit ( 7 ) or only capacitively in the measuring circuit ( 7.1 ) can be coupled out. The impedance of the measuring circuit ( 7 ) respectively. ( 7.1 ) must be selected so high that the display signal in the display measuring circuit ( 4 ) is not influenced.

Der Impedanzwandler (5) erhält seine Energie von einer externen Spannungsquelle (Batterie o.ä).The impedance converter ( 5 ) receives its energy from an external voltage source (battery or similar).

Das Eingangssignal UL1e wird frequenzgetreu und möglichst phasentreu auf den Ausgang UL1a bzw. UL11a abgebildet, damit eine Weiterverarbeitung sowohl für Messung als auch für Schutzaufgaben gewährleistet ist.The input signal UL1e is true to frequency and if possible mapped onto the output UL1a or UL11a, so that a Processing both for Measurement as well for Protection tasks guaranteed is.

Optional kann das Signal aus dem Impedanzwandler UL1a über einen analogen oder digitalen Potenziometer (6) (im Bild an einer beispielhaften Stelle eingezeichnet) abgeglichen werden, um Asymmetrien im Hochspannungssignal oder im kapazitiven Teiler auszugleichen bzw. eine Signalanpassung an die nachfolgende Signalverarbeitungsschaltung vorzunehmen.Optionally, the signal from the impedance converter UL1a via an analog or digital potentiometer ( 6 ) (shown in the picture at an exemplary location) to compensate for asymmetries in the high-voltage signal or in the capacitive divider or to adapt the signal to the subsequent signal processing circuit.

Dieser Abgleich am Potenziometer kann sowohl manuell als auch über eine automatisierte Regelung erfolgen.This adjustment on the potentiometer can be done manually as well automated regulation.

Darüber hinaus kann die Schaltungsanordnung für alle drei Leiter eines Drehstromsystems dahingehend erweitert werden, dass aus den Ausgangssignalen ULxa gemäß (8) bzw. ULxxa gemäß (8.1) direkt ein Sternpunktsignal U0 gebildet wird, das zum Zwecke der Nullspannungsmessung ausgegeben werden kann.In addition, the circuit arrangement for all three conductors of a three-phase system can be expanded such that the output signals ULxa according to ( 8th ) or ULxxa according to ( 8.1 ) a star point signal U0 is formed directly, which can be output for the purpose of zero voltage measurement.

Claims (4)

Schaltungsanordnung (0) oder (0.1) als Bestandteil eines integrierten kapazitiven Spannungsanzeigesystems (8) oder (8.1) gemäß IEC 61243-5 für Hochspannungsanlagen (1-380kV) dadurch gekennzeichnet, dass pro Leiter parallel zum Anzeigemesskreis für die Spannungsanzeige (4) mit konstanter Eingangsimpedanz (Z4) mindestens ein weiterer Messkreis (7) oder (7.1) mit hochohmigem Eingangswiderstand ausgebildet wird, der einen leiterbezogenen Messwert UL1a, UL2au. UL3a ausgeben kann und/oder zum Zwecke der Sternpunktsignalbildung U0 genutzt werden kann.Circuit arrangement ( 0 ) or ( 0.1 ) as part of an integrated capacitive voltage display system ( 8th ) or ( 8.1 ) according to IEC 61243-5 for high-voltage systems (1-380kV), characterized in that per conductor parallel to the display measuring circuit for the voltage display ( 4 ) with constant input impedance (Z4) at least one further measuring circuit ( 7 ) or ( 7.1 ) with a high-impedance input resistance, which has a conductor-related measured value UL1a, UL2au. UL3a can output and / or can be used for the purpose of generating the star point signal U0. Schaltungsanordnung (0) oder (0.1) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie an einen Anzeigemesskreis (4) mit konstanter Eingangsimpedanz Z(4) angekoppelt wird.Circuit arrangement ( 0 ) or ( 0.1 ) according to claim 1, characterized in that it is connected to a display measuring circuit ( 4 ) is coupled with a constant input impedance Z (4). Schaltungsanordnung (0) gemäß Anspruch 1 u. 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Signal UL1 e über einen Impedanzwandler oder Verstärker (5) entkoppelt und die Signalamplitude des Ausgangsignals UL1a der Schaltungsanordnung (0) wahlweise noch mittels eines manuell bedienbaren oder automatisch geregelten Potenziometers (6) eingestellt wird.Circuit arrangement ( 0 ) according to claim 1 u. 2 characterized in that the signal UL1 e via an impedance converter or amplifier ( 5 ) decouples and the signal amplitude of the output signal UL1a of the circuit arrangement ( 0 ) either by means of a manually operated or automatically controlled potentiometer ( 6 ) is set. Schaltungsanordnung (0) oder (0.1) gemäß Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die parallele Ankoppelung des Messkreises (7) bzw. (7.1) an den Anzeigemesskreis (4) mittels einer Kapazität C3 erfolgt.Circuit arrangement ( 0 ) or ( 0.1 ) according to claim 1 and 2, characterized in that the parallel coupling of the measuring circuit ( 7 ) respectively. ( 7.1 ) to the display measuring circuit ( 4 ) by means of a capacitance C3.
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