DE2829949C2 - Anordnung zur potentialfreien Messung eines oberschwingungsbehafteten Gleichstromes in Hochspannungsanlagen - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet, daß

— die Batterie (6) von zwei durch Dioden (10, 11) entkoppelte, auf Hochspannungspotentiai liegende Ladegeneratoren (3,7) aufladbar ist,

— der eine Ladegenerator durch ein vom Sonnenlicht oder von künstlichen Lichtquellen bestrahltes fotovoltaisches Element (7) und

— der andere Ladegeneraor aus einem Wandler (3) besteht, der nur die im gemessenen Strom vorhandenen Oberschwingungen überträgt.

Die Erfindung bezieh* sich auf eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff c!es Pitentanspruchs. Eine derartige Anordnung ist aus der DE-Zeitschrift »Internationale elektronische Rundschau« 1968, Nr. 4, Seiten 88 bis 92 bekannt, sofern unterstellt wird, daß diese Anordnung auch der Gleichstrommessung in Hochspannungsanlagen dient.

Die als Hilfsspannungsquelle eingesetzte Batterie ist des öfteren aus Verbrauchs- und Altersgründen auszutauschen, wozu der Betrieb der Hochspannungsanlage unterbrochen werden muß.

Aus der DE-AS 12 25 756 ist eine kapazitive Spannungsmeßeinrichtung für Hochspannungsanlagen bekannt, bei der als Hilfsenergiequelle eine während des Betriebes aufladbare Batterie vorgesehen ist. Wird jedoch die Hochspannungsanlage für eine längere Zeit stillgesetzt, ist auch hierbei eine Wartung und ein Wiederaufladen der Batterie nötig, da diese ■> Is betriebsbereil sein soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Batleric unter möglichst geringem Aufwand stets — also auch bei längerem Ausfall der Hochspannungsanlage - einsatzbereit zu halten, ohne daß ein Austausch dieser Hilfsspannungsquelle erfolgen muß.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Die Hilfsspannungsquelle bleibt also durch den unabhängigen zusätzlichen Ladegenerator aus fotovol= taischen Elementen betriebsbereit, selbst wenn das Auskoppein der Energie aus dem Gleichstrom über längere Zeit flicht möglich ist, Darüber hinaus wird !m Belriebsfäll nicht die eigentlich zu messende Größe< nämlich der Gleichstrom als Hilfsenergiequelle zur Aufladung der Batterie angezapft, sondern es werden lediglich die störenden Oberschwingungen ausgenutzt.

Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels nachfolgend erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Hochspannungsanlage, bei der Drehstrom in Gleichstrom umgeformt wird, und

Fig.2 eine Meßeinrichtung für den hochgespannten Gleichtrom.

In Fig. 1 sind zwei Stromrichtergruppen 1 und 2 gezeigt, durch die jeweils aus einem dreiphasigen

ίο Hochspannungsdrehstromnetz RST zum Zwecke der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) eine gegen Erdpotential symmetrische Gleichstromdoppelleitung (Potentiale + und —) gespeist wird.

Die Gleichströme werden über zwei Wandler 3 und 4

_Ib gemessen. Üblich und bekannt sind als Wandler dafür sog. Krämerwandler oder Wandler, die in Verbindung mit Nebenwiderständen die Spannung an den Widerständen in eine Wechsel- oder Gleichspannung umformen, oder Wandler, die auf dem Prinzip des Hallgenerators beruhen.

Die Wechselströme werden über Wechselstrom wandler 5 erfaßt.

In F i g. 2 ist die Meßeinrichtung am Wandler 3 näher ausgeführt. Der zu messende Strom I wird am Wandler 3 erfaßt und über ein (nicht dargestelltes) lichiemittierendes Element in ein Lichtsignal umgeformt. Über einen Lichtleiter 3 wird potentialtrennend eine lichtempfindliche Diode 9 gesteuert, so daß mit Hilfe eines digitalen Signals die Stromhöhe auf niedrigem Potential dort gemessen werden kann. Die Hilfsenergie für den Wandler 3 wird durch eine Batterie 6 zur Verfugung gestellt, die ihrerseits über zwei Ladegeneratoren nachgeladen wird. Als Ladegenerator dient einmal der Wandler 3 selbst, der zur Nachladung der Batterie nur die im gemessenen Strom I vorhandenen Oberschwingungen überträgt und /um anderen ein fotovoltaisches Element 7.

Zwei Dioden 10 und 11 entkoppeln die Ladegeneratoren und verhindern damit eine Emir-Jung der Batterie 6.

Im normalen Betrieb, d.h. bei funktionierender Hochspannungsanlage, wird der Wechselstromanteil des mit Oberschwingungen behafteten Gleichstroms gleichgerichtet und für die Nachladung der Batterie 6 verwendet. Der Strom kann auch, falls die Wechselstromwandler 5 auf der Wechselspannungsseite statt des Wandlers 3 (bzw. des Wandlers 4) auf der Gleichspannungsseite zur Strommessung herangezogen werden, ein reiner Wechselstrom sein. Die Batterie 6 wird also nur entladen, falls kein Strom I fließt. Für längere Stillstandzeiten wird die Batterie 6 über das fotovoltaische Element 7 aufgeladen. Bei geringem Energiebedarf ist die von der Sonne dem fotovoltaischen Element 7 zur Verfügung gestellte Lichtenergie normalerweise ausreichend (auch im Schatten). Falls mit längeren Diinkelperioden zu rechnen ist, kann die Lichtquelle auch eine künstliche sein.

Der Vorteil der Anordnung liegt in dem sehr geringen Aufwand. Der Wandler 3 kann beispielsweise aus einem Nebenwiderstand, einem einfachen Zerhacker und einem Verstärker für die Steuerung des Iichtemitiierenden Elements (Gallium^Arsenid'Diode oder Laserele· ment) bestehen, Durch den Übergang der fotövoltaischen Elemente von monokristailinen zu polykristallinen Strukturen ist eine sehr wirtschaftliche Energiever^ sorgung möglich. Für eine Leistungsabgabe von 1 W ist z. Z. nur eine Krisialloberfläche von ca. 1 dm² erforderlich,
Neben der vorstehend im Beispiel beschriebenen

Erfassung von Strömen sind auch die Spannungen bzw, die Spannungsbefehle an den auf Hochspannung befindlichen Schaltungselemente^ wie z. B, an den Ventilen der Stromrichtergruppen J oder 2 leicht meßbar.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur potentialfreien Messung eines oberschwingungsbehafteten Gleichstromes in Hochspannungsanlagen mit

   — einem auf Hochspannungspotential befindlichen Wandler, durch den der zu messende Gleichstrom erfaßt wird,

   — einem optischen Übertrager, über den die Meßinformation vom hohen zu niedrigen Potential geleitet wird und

   — einer auf Hochspannungspotential befindlichen Batterie als den Wandler und/oder Übertrager speisende Hilfsspannungsquelle