DE2539271B2

DE2539271B2 - COMBINED MEASURING DEVICE FOR MEASURING RESISTANCE AND RATIO OF TRANSFORMER WINDINGS

Info

Publication number: DE2539271B2
Application number: DE19752539271
Authority: DE
Inventors: Klaus Dieter 1000 Berlin Plath
Original assignee: Volta Werke Elektncitats 1000 Berlin GmbH
Current assignee: PLATH, KLAUS-DIETER, 1000 BERLIN, DE
Priority date: 1975-09-04
Filing date: 1975-09-04
Publication date: 1977-09-22
Also published as: DE2539271C3; DE2539271A1

Description

Die Erfindung betrifft ein kombiniertes Meßgerät zur Messung des Widerstands und der Übersetzung von Transformatorenwicklungen, insbesondere für automatische Transformatoren-Prüfsysteme, wobei die Bestimmung des Widerstands durch Bildung des Quotienten nach der Strom/Spannungs-Meßmethode und die Bestimmung der Übersetzung durch Bildung des Quotienten aus den Wechselspannungen an der Oberspannungs- und Unterspannungswicklung erfolgen. The invention relates to a combined measuring device for measuring the resistance and the translation of Transformer windings, in particular for automatic transformer test systems, the determination of the resistance by forming the quotient according to the current / voltage measuring method and the Determination of the translation by forming the quotient from the alternating voltages at the High-voltage and low-voltage winding take place.

Die Messung von Widerständen bei Transformatoren kann nach verschiedenen Methoden durchgeführt werden. So ist es möglich, mit Hilfe von Kondensatoren zu messen oder mit Hilfe von Thomson-Wheatstone-Brücken. Bei diesen Verfahren muß ein digitaler Handabgleich vorgenommen werden. Bekannt sind weiterhin die Stromspannungsmethode, das Integrationsverfahren und das Konstantstromverfahren, bei dem eine digitale Anzeige und Datenausgabe erfolgt. Bei der Messung von kleinen Wicklungswiderständen an Transformatoren mit großer induktiver Zeitkonstante werden vorzugsweise batteriebetriebene Meßverfahren eingesetzt.The measurement of resistance in transformers can be carried out by various methods will. It is possible to measure with the help of capacitors or with the help of Thomson-Wheatstone bridges. With this method, a digital manual adjustment must be carried out. Are known the voltage method, the integration method and the constant current method which is digitally displayed and outputted. When measuring small winding resistances On transformers with a large inductive time constant, battery-operated measuring methods are preferred used.

Beim Konstantstromverfahren erfolgt die Widerstandsmessung mit einem konstanten Strom, der an dem Meßobjekt einen Spannungsabfall erzeugt, der direkt ein Maß für die Größe des Meßobjekts ist, so daß der gemessene Widerstand direkt in Ohm angezeigt werden kann. Hierfür ist ein hochgenaues elektronisch geregeltes Konstantstromgerät erforderlich. Dieses ist jedoch &o beim Schalten induktiver Gleichströme sehr störanfällig· With the constant current method, the resistance measurement is carried out with a constant current that is fed to the DUT generates a voltage drop which is directly a measure of the size of the DUT, so that the measured resistance can be displayed directly in ohms. For this purpose, a high-precision electronically controlled Constant current device required. However, this is & o very susceptible to interference when switching inductive direct currents

Zur Messung des Scheinwiderstands ist es weiterhin bekannt, am Meßobjekt eine konstante Wechselspannung einzuprägen (verel. z. B. Rohde u. Schwarz. Mitt. Nr. 4/1953 S* 194, 195). Der Strom im Meßkreis erzeugt an einem Vorwiderstand einen Spannungsabfall, der direkt ein Maß für die Größe des Meßobjekts Verfahren zur Bestimmung desIn order to measure the impedance, it is also known to apply a constant alternating voltage to the test object to be embossed (verel. e.g. Rohde and Schwarz. Mitt. No. 4/1953 S * 194, 195). The current in the measuring circuit creates a voltage drop at a series resistor, which is a direct measure of the size of the test object Procedure for determining the

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Übersetzungsverhältnisses von Transformatoren ware die Messung der Primär- und der Sekundärspannung ? Rundschau« E und M Jhrg. 1952 Heft 5. S. ,28, !29). Zur deichzeitigen Ablesung der Meßinstrumente sind jedocii zwei Personen erforderlich, ferner kann selbst bei der Verwendung von Präzisionsinstrumenten der Klasse 02 und von Präzisionswandlern der Klasse 0,1 günstigstenfalls eine Genauigkeit von 0,6% garantiert werden Bei relativen Kurzschlußspannungen von 3% muß iedoch das Übersetzungsverhältnis auf 0,3% genau ermittelbar sein. Diese Forderung ist nur durch ein Kompensationsverfahren mit Hilfe einer Keller-Brucke erfüllbar Auch hierbei ist ein Handabgleich notig. Die Messungen des Widerstands und der Übertragung mit Hilfe der bekannten Verfahren und Einrichtungen erfordern somit große Aufmerksamkeit und einen verhältnismäßig großen Zeit- und Geräteaufwand.The transformation ratio of transformers would be the measurement of the primary and secondary voltage ? Rundschau "E and M year 1952 issue 5. S., 28,! 29). Two people are required to read the measuring instruments at the right time when using precision instruments of class 02 and precision converters of class 0.1 at best an accuracy of 0.6% can be guaranteed at relative short-circuit voltages of 3% However, it must be possible to determine the transmission ratio with an accuracy of 0.3%. This requirement is only through one Compensation procedure can be fulfilled with the help of a basement bridge A manual adjustment is also necessary here. the Measurements of resistance and transmission with The help of the known methods and devices thus require great attention and a relatively large expenditure of time and equipment.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher dann, ein kombiniertes Meßgerät zur Messung des Widerstands und der Übersetzung von Transformatorenwicklungen zu schaffen das insbesondere für ein automatisches Transformatoren-Prüfsystem geeignet ist und bei hochgenauen Messungen einen geringen Zeit- und Geräteaufwand erfordert. Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß ein aus einem Strombegrenzungswiderstand, einem Strommeßwiderstand sowie zwei Verstärkern bestehender Gleichstromteil und ein aus zwei Wechselspannungs-Gleichspannungswandlern bestehender Wechselstromteil über einen Umschalter mit zwei Analog-Digital-Wandlern verbunden sind, deren Ausgangssignale zur Bildung des jeweiligen Quotienten einem Rechner zugeführt sind, der über ein Steuergerät steuerbar ist.The object of the invention is therefore a Combined measuring device for measuring the resistance and the translation of transformer windings to create that is particularly suitable for an automatic transformer test system and at high-precision measurements requires little expenditure of time and equipment. The task is based on the Invention achieved in that one of a current limiting resistor, a current measuring resistor and two amplifiers consisting of direct current part and one consisting of two alternating voltage to direct voltage converters existing AC part are connected to two analog-digital converters via a switch, whose output signals are fed to a computer to form the respective quotient, which has a Control unit is controllable.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to a drawing of an exemplary embodiment.

Das kombinierte Meßgerät besteht aus einem Gleichstromteil und einem Wechselstromteil. Der Gleichstromteil enthält einen Strombegrenzungswiderstand 1 und einen Strommeßwiderstand 2, der über einen Umschalter 3 mit einem Verstärker 4 verbunden ist Über einen weiteren Umschalter 8 ist der Verstarker 4 mit einem Analog-Digital-Wandler 9 in Verbindung. Der Gleichstromteil enthält außerdem noch einen weiteren Verstärker 5, der mit einem weiteren Analog-Digital-Wandler 10 in Verbindung steht. Als , Stromquelle ist eine Batterie 16 an Plus- und Minusklemmen angeschlossen. Eine zu messende Wicklung 17 wird an zwei weitere Klemmen B und C angeschlossen.The combined measuring device consists of a direct current part and an alternating current part. The direct current section contains a current limiting resistor 1 and a current measuring resistor 2, which is connected to an amplifier 4 via a changeover switch 3. The amplifier 4 is connected to an analog-digital converter 9 via a further changeover switch 8. The direct current section also contains a further amplifier 5, which is connected to a further analog-digital converter 10. As a power source, a battery 16 is connected to plus and minus terminals. A winding 17 to be measured is connected to two further terminals B and C.

Der Wechselstromteil enthält zwei Wechselspannungs-Gleichspannungswandler 6, 7. Bei der Ubersetzungsmessung liegt an den Klemmer. A, B eine Oberspannungswicklung 18 und an den Klemmen C, D eine Unterspannungswicklung 19. Diese stehen über denThe alternating current part contains two alternating voltage / direct voltage converters 6, 7. During the translation measurement, the clamp is on. A, B a high-voltage winding 18 and at the terminals C, D a low-voltage winding 19. These are above the

Umschalter 3 mit den Wechselspannungü-Gleichspannungswandlern 6, 7 in Verbindung, die über den Umschalter 8 an die Analog-Digital-Wandler 9, 10 geschaltet werden.Changeover switch 3 with the AC / DC converters 6, 7 in connection, which via the switch 8 to the analog-to-digital converter 9, 10 be switched.

Die Ausgänge der Analog-Digital-Wandler 9, 10 werden auf den Rechner 11 geführt. Die Anzeige des errechneten Ergebnisses erfolgt in einer Digitalanzeige 12.The outputs of the analog-to-digital converters 9, 10 are fed to the computer 11. The display of the The calculated result is shown in a digital display 12.

Rechner Jl und Umschalter 8 sind mit einem Steuergerät 113 verbunden, das noch Buchsen 14 besitzt, über welche externe Eingaben, z. B. für die Fernsteuerung oder den Anschluß von zusätzlichen Umschaltgcräten erfolgen. Über eine weitere Buchse 15 kann die digitale Zifferninforination dimensions- und stellenrichtiger, z. B. für externe Geräte, entnommen werden.Computer Jl and switch 8 are connected to a control unit 113, which still has sockets 14, via which external inputs, e.g. B. for remote control or the connection of additional switching devices take place. Via a further socket 15, the digital number information can be corrected in terms of dimensions and places, z. B. for external devices.

Zur Messung des Widerstands wird die zu messende Wicklung 17 an die Klemmen B, C angeschlossen. Der Gleichstrom aus der Batterie 16 durchfließt nacheinander die zu messende Wicklung 17, den Strommeßwiderstand 2 und den Strombegrenzungswiderstand 1. Die Spannungsabfälle am Strommeßwiderstand 2 und in der zu messenden Wicklung 17 werden durch die Verstärker 4, 5 verstärkt und auf die Analog-Digital-Wandler 9,10 geführt. Die digitalen Ausgangssignale werden im Rechner 11 verarbeitet, in dem aus dem Verhältnis von Spannung und Strom der Quotient ermittelt wird, der in der Digitalanzeige 12 in Ohm angezeigt wird. Der Meßvorgang wird durch das Steuergerät 13 gestartet.To measure the resistance, the winding 17 to be measured is connected to the terminals B, C. The direct current from the battery 16 flows through the winding 17 to be measured, the current measuring resistor 2 and the current limiting resistor 1. The voltage drops across the current measuring resistor 2 and in the winding 17 to be measured are amplified by the amplifiers 4, 5 and sent to the analog-digital converter 9.10 led. The digital output signals are processed in the computer 11, in which the ratio of voltage and current is used to determine the quotient that is displayed in the digital display 12 in ohms. The measuring process is started by the control device 13.

Durch das Steuergerät 13 wird die Umschaltung auf den Wechsels;tromteil zur Übersetzungsmessung vorgenommen. Die Übersetzung wird durch die gleichzeitige Messung der Wechselspannungen an der Oberspannungs- und Unterspannungswicklung ermittelt. Dabei ist die Oberspannungswicklung 18 an die Klemmen A, B und die Unterspannungswickliing 19 an die Klemmen C, Dgelegt. Die Obersparinungswieklung 18 wird mit einer Wechselspannung erregt. Dadurch wird in der Unierspannungswicklung 19 eine Spannung gemäß dem Windungszahlverhältnis induziert. Beide Spannungen werden über den Umschalter 3 den Wechselspannungs-Gleichspannungswandlern 6, 7 und über den Umschalter 8 den Analog-Digital-Wandlern 9, 10 zugeführt. Deren digitale Ausgangssignale werden dem Rechner 11 zugeleitet. Da das Übersetzungsverhältnis eines Transformators der Quotient aus den Wechselspannungen an der Oberspainnungs- und Unterspannungswicklung ist, kann das Ergebnis, wie bei der Widerstandsmessung, im Rechner 11 durch Bildung des Quotienten aus den digitalen Ausgangssignalen der Analog-Digiialwandler 9,10 errechnet werden.The control unit 13 switches over to the changeable flow part for transmission measurement. The ratio is determined by simultaneously measuring the alternating voltages on the high-voltage and low-voltage windings. The high-voltage winding 18 is connected to the terminals A, B and the low-voltage winding 19 to the terminals C, D. The Obersparinungswieklung 18 is excited with an alternating voltage. As a result, a voltage is induced in the Unier voltage winding 19 in accordance with the number of turns ratio. Both voltages are fed to the AC / DC voltage converters 6, 7 via the switch 3 and to the analog / digital converters 9, 10 via the switch 8. Their digital output signals are fed to the computer 11. Since the transformation ratio of a transformer is the quotient of the alternating voltages on the high voltage and low voltage windings, the result can be calculated in the computer 11, as with the resistance measurement, by forming the quotient from the digital output signals of the analog-digial converter 9, 10.

Der Vorteil des kombinierten Meßgeräts nach der Erfindung besteht darin, daß die Messung von Widerstand und Übersetzung mit Hilfe eines einzigen kombinierten Geräts vorgenommen werden kann und für die Messung des Widerstands weder eine konstante Spannung noch ein konstanter Strom benötigt werden. Die Umschaltung kann ferngesteuert werden, die Batteriestromversorgung erlaubt eine leichte Anpassung an den Prüflingswiderstand und ermöglicht eine hochgenaue Messung extrem kleiner Widerstände im Mikroohmbereich, der identische Schaltungsaufbau und der gleiche Rechengang vereinfachen die Bestimmung zweier wichtiger Größen während der Transformatorenprüfung, der Handabgleich fällt weg, die Steuerung der Messung und die Datenübernahme werden durch einen Rechner ermöglicht, und schließlich kann durch ein zusätzliches Umschaltgerät auch die Messung von Drehstromtransformatoren vorgenommen werden.The advantage of the combined measuring device according to the invention is that the measurement of Resistance and translation can be made with the help of a single combined device and Neither a constant voltage nor a constant current are required to measure the resistance. Switching can be remotely controlled, and the battery power supply allows easy adjustment to the test object resistance and enables high-precision measurement of extremely small resistances in the The micro-ohm range, the identical circuit structure and the same calculation process simplify the determination two important variables during the transformer test, manual adjustment is no longer necessary, as is the control the measurement and the data transfer are made possible by a computer, and finally by An additional switching device can also be used to measure three-phase transformers.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Combined measuring device for measuring the resistance and the translation of transforma- S gate windings, especially for automatic transformer test systems, the determination the resistance by forming the quotient according to the current / voltage measurement method and the determination of the translation by forming the quotient from the alternating voltages at the High-voltage and low-voltage winding take place, characterized in that a from a current limiting resistor (1), a current separating resistor (2) and two amplifiers (4, 5) existing direct current part and one of two alternating voltage / direct voltage converters (ö, 7) Existing AC part via a changeover switch (8) with two analog-to-digital converters (9, 10) are connected, the output signals of which are sent to a computer (11) to form the respective quotient are supplied, which can be controlled via a control unit (13).

2. Combined measuring device according to claim 1, characterized in that the computer (11) has a Digital display (12) for displaying the determined quotients is connected downstream.

kt Fin parallel to the series resistor, a high-resistance voltmeter can be calibrated in Ω . But since the JU current is proportional to the reciprocal value of the measuring object, it is also the scale calibration. The Q calibration is therefore very compressed at one end of the scale and stretched at the other end of the scale. This method has therefore not found its way into practice. For the measurement of the effective resistance of transformer windings it would not be peeiene anyway <because the resistance of a transformer winding is frequency-