DE2727468C2 - Anordnung zur Speisung von Stromfiltern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Speisung von Stromfiltern gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In elektrischen Anordnungen, in denen man den Scheitel- oder Mittelwert von zweiphasigen oder dreiphasigen Strömen über Schaltkreise mißt in denen Stromtransformatoren, Gleichrichter und Glättungsschaltmittel vorhanden sind, sind normalerweise zusätzliche Transformatoren zur Speisung eventuell vorhandener Filter, wie beispielsweise Plus- oder Minusfolgefilter, erforderlich. Einem Füter muß nämlich eine Eingangsgröße zugeführt werden, deren Kurvenform exakt mit der Kurvenform der Eingangsgröße auf der Primärseite des Stromtransformators übereinstimmt Die dem Filter zugeführte Eingangsgröße darf auch nicht von den Belastungen in den Stromkreisen beeinflußt werden. Umgekehrt darf die Speisung des Filters die Messung der Phasenströme nicht beeinflussen.

Bei einer bekannten Schaltung, die ohne zusätzliche Stromtransformatoren auskommt, erhält man eine der Kurvenform des Stromes der Primärseite genau entsprechende Spannung, indem man den durch die Gleichrichterbrücke fließenden Strom über einen niederohmigen Widerstand mit einem Differentialverstärker erfaßt. Diese Spannung ist jedoch abwechselnd mit jeder Halbwelle auf das Nullsignal bzw. den Pluspol des gleichgerichteten Signals bezogen, wodurch diese Meßmethode schwer zu handhaben ist. Das sinusförmige Eingangssignal wird einer Rechteckwelle überlagert, deren Amplitude mit dem Strom variiert.

Aus der US-PS 38 11 073 ist ein Wechselstromlastkreis bekannt, in welchem zwei steuerbare antiparallel geschaltete Gleichrichterelemente vorhanden sind, über welche der Wechselstrom gesteuert wird. Um zur Messung des Wechselstromes auf wegen ihres hohen Gewichtes nachteilige Stromwandler verzichten zu können, ist in Reihe mit jedem steuerbaren Gleichrichterelement ein Widerstand geschaltet Ein Operationsverstärker ist mit je einem Eingang an das zum Gleichrichterelement liegende Ende je eines dieser beiden Widerstände angeschlossen. Außerdem wird dem als Difterentialverstärker arbeitenden Operationsverstärker mindestens eine Bezugsspannung zugeführt. Der Operationsverstärker erzeugt ausgangsseitig eine voll wellengleichgerichtete stromproportionale Größe, welche den Überlastungsschutz für die steuerbaren Gleichrichterelemente steuert Die beiden genannten Widerstände haben unterschiedliche Größe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der mittels eines Stromtransformators sowohl ein gleichgerichtetes Ausgangssignal zur Abbildung des Spitzen- oder Mittelwertes des Stromes als auch eine ίο des Primärstrom verzerrungsfrei abbildende Wechselgröße zur Speisung von Stromfiltern gewonnen wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Anordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches genannten Merkmale.

Dadurch, daß die Eingänge des Operationsverstärkers an je einen von zwei gleich großen Widerständen in der Gleichrichterbrücke angeschlossen sind und beide Widerstände mit ihrem einen Ende an das Nullsignal angeschlossen sind, erhält der Operationsverstärker das Signal der einen Halbperiode auf seinem einen Eingang und das Signal der anderen Halbperiode auf seinem anderen Eingang. Der eine Eingang ist invertierend, und der Verstärker stellt die beiden Halbperiodensignale zu einer Wechselspannung zusammen, die exakt dieselbe Kurvenform hat, wie der Strom auf der Primärseite des Stromtransformators. Die Wechselspannung ist auf das Nullsigna' bezogen. Dank dieser Eigenschaften des Ausgangssignals des Verstärkers kann es zur Speisung von Stromfiltern benutzt werden.

Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Figur zeigt eine zweiphasige Anordnung, bei welcher die Stromtransformatoren (Stromwandler) in den Phasen R und Γ angeordnet sind. Da die Anordnungen für beide Phasen gleich sind, haben die einzelnen Schaltungselemente dieselben Bezugszeichen für beide Phasen. Der Stromtransformator 1 hat eine Primärwicklung 2, die von dem Leitungsstrom Ir bzw. h durchflossen wird. Die Sekundärwicklung 3 ist an die Gleichrichterbrücke 4 angeschlossen. Am Gleichstromausgang der Gleichrichterbrücke liegt ein Widerstand 5, an welchem eine dem Phasenstrom proportionale Spannung auftritt. Parallel zu dem Widerstand 5 liegt ein Glättungsmittel in Form eines Kondensators 6. Zwischen dem Pluspol der Gleichrichterbrücke und dem Nulleiter liegt ein Meßgerät 7 zum Messen des Phasenstromes.

In jedem der beiden Brückenzweige, die zwischen dem Nullpunkt 8 und den Anschlüssen der Sekundärwicklung des Stromtransformators liegen, ist ein Widerstand 9 bzw. 10 eingefügt Beide Widerstände sind gleich groß und im Nullpunkt 8 miteinander verbunden. Das andere Ende des Widerstandes 9 ist über einen Widerstand 11 an einen invertierenden Eingang 13 eines Operationsverstärkers 12 angeschlossen. Der andere Widerstand 10 ist über einen Widerstand 15 an einen anderen Eingang 14 des Operationsverstärkers 12 angeschlossen. Dieser Eingang ist außerdem über einen Widerstand mit dem Nulleiter 16 verbunden. Der Ausgang 17 des Operationsverstärkers ist an einen Eingang eines Filters 18 angeschlossen, welches ein Plus- oder Minusfolgestromfilter sein kann.

In der Figur wird eine zweiphasige Anordnung zur Speisung eines Stromfilters gezeigt, bei der die Speisung durch die Phasen R und T erfolgt. Dies ist bei dreieckgeschalteten Netzen ausreichend. Bei sterngeschalteten Netzen wird eine dreiphasige Speisung

verwendet

Während der einen Halbperiode des Wechselstromes fließt der Strom durch den Widerstand 10, und dem Eingang des Operationsverstärkers wird eine positive Halbwellenspannung zugeführt, die dem durch den Widerstand 10 fließenden Strom entspricht Am Ausgang 17 des Verstärkers und somit an dem entsprechenden Phaseneingang des Filters 18 tritt ein positiver Halbwellenimpuls auf. Während der anderen Halbperiode fließt der Strom in der Gleichrichterbrücke durch den Widerstand 9; da der Eingang 13 des Operationsverstärkers invertiert, hat das Ausgangssignal am Ausgang 17 entgegengesetztes Vorzeichen gegenüber dem Ausgangssignal, das während der

vorangegangenen Halbperiode auftrat Jeder Eingang am Filter wird daher abwechselnd mit positiven und negativen Halbwellenimpulsen gespeist die zusammengesetzt ein direktes Bild des Stroms der Primärseite geben. Beide Eingangssignale des Operationsverstärkers find direkt auf das Nullsigna! bezogen, und damit erhalten auch die an den Eingängen des Filters 18 auftretenden Signale einen festen Sollwert

Da die beiden Widerstände 9 und 10 gleich groß sind und in je einem von zwei parallelen Zweigen in der Gleichrichterbrücke liegen, stören sie das Gleichgewicht der Brücke nicht und somit auch nicht die Strommessung im Meßgerät 7. Die Widerstände sind niederohmig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur Speisung von Strotnfiltern in elektrischen Schützen, welche an eine von einem Stromtransformator gespeiste Gleichrichterbrücke mit mindestens je einem Gleichrichterelement in jedem ihrer vier Zweige angeschlossen ist, wobei die Gleichrichterbrücke ausgangsseitig an ein Meßgerät für den Spitzen- oder Mittelwert des Stromes angeschlossen ist dadurch gekennzeichnet, daß in zwei Zweigen der Gleichrichterbrücke (4) je ein Widerstand (9,10) liegt, daß ein Ende jedes Widerstandes (9, 10) an den Nulleiter (16) angeschlossen ist, daß an das andere Ende jedes Widerstandes (9,10) der invertierende bzw. nichtinvertierende Eingang (13, 14) eines Operationsverstärkers (12) angeschlossen ist und daß das Filter (18) an den Ausgang des Operationsverstärkers angeschlossen ist