DE2833203A1

DE2833203A1 - Messwandler mit einer von einem zu messenden strom durchflossenen primaerwicklung

Info

Publication number: DE2833203A1
Application number: DE19782833203
Authority: DE
Inventors: Willi Dr Ing Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-07-27
Filing date: 1978-07-27
Publication date: 1980-02-07
Also published as: SE7906328L; BE877942A; NL7905790A; FR2432202A1; JPS5519898A; GB2026706A

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen

Berlin und München VPA 78 P 3771 BRD

Meßwandler mit einer von einem zu messenden Strom durchflossenen Primärwicklung

Zur Erfassung von großen Strömen werden in der Regel Stromwandler verwendet, die eine von dem zu messenden Strom durchflossene Primärwicklung aufweisen. Die Primärwicklung durchsetzt einen Eisenkern mit aufgebrachter Sekundärwicklung, an die eine Bürde angeschlossen ist; die Bürde kann von einem Meßinstrument oder von einer Netzschutzanordnung gebildet sein. Das Verhältnis der Windungszahlen von Primär- und Sekundärwicklung ist von der Größe des zu messenden Stromes bestimmt und ergibt sich aus der Forderung, daß für einen vorgegebenene Primärstrom auf der Sekundärseite beispielsweise ein Strom von· 1A fließen soll.

Um mit möglichst wenig verschiedenen Typen von Stromwandlern für unterschiedlich große Primärnennströme auszukommen und um sich im Betrieb eines Stromwandlers unterschiedlichen Gegebenheiten anpassen zu können, werden Stromwandler mit mehreren Meßbereichen hergestellt und

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VPA 78 P 3771 BRD eingesetzt. Dabei kann die Umschaltung sowohl auf der Primärseite als auch auf der Sekundärseite des Stromwandlers vorgenommen werden.

Bei bekannten Stromwandlern mit primärer Umschaltung (vgl. z. B. das Buch R. Bauer "Die Meßwandler¹¹, 1953, Seiten 78 bis 82) besteht die Primärwicklung aus mehreren primären Wicklungsteilen, die zur Erzielung des jeweils gewünschten Übersetzungsverhältnisses im Hinblick auf den jeweiligen Primärnennstrom in Reihe oder) parallel schaltbar sind.

Bei sekundär umschaltbaren Stromwandlern bekannter Ausführung (R. Bauer ^; "Die Meßwandler" 1953, Seiten 82 bis 83) wird an der Sekundärwicklung eine Umschaltung vorgenommen, um dadurch dem jeweiligen Primärnennstrom entsprechend das Übersetzungsverhältnis zu ändern.

Bei den bekannten umschaltbaren Stromwandlernlassen sich mit wirtschalftlich vertretbarem Aufwand nur verhältnismäßig wenige unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse einstellen und damit nur Ströme in verhältnismäßig wenigen Primärnennstrombereichen erfassen.

Es ist deshalb bereits bekannt (DE-PS 23 39 856), ausgehend von einer Strommeßeinrichtung mit einem Wandler mit sekundärseitig angeordnetem ohmschen Widerstand an den Wandler sekundärseitig unmittelbar einen gegengekoppelten Operationsverstärker anzuschließen, dessen Gegenkopplungszweig zur Erfassung von Strömen in verschiedenen Primärnennstrombereichen mittels einer Schaltvorrichtung veränderbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßwandler vorzuschlagen, der sich ebenfalls auf relativ

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- VPA 78 P 3771 BRD " viele Nennwertbereiche des zu messenden Stromes umschalten läßt und mit noch geringeren Aufwand herstellbar ist. '■

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem Meßwandler mit einer von einem zu messenden Strom durchflossenen Primärwicklung, die einen Eisenkern mit aufgebrachter Sekundärwicklung durchsetzt, und mit einem an die Sekundärwicklung angeschlossenen ohmschen Widerstand aus und sieht vor, daß erfindungsgemäß der ohmsehe widerstand unterschiedlich großen Nennwerten des zu messenden Stromes entsprechend auf jeweils einen solchen Widerstandswert umschaltbar ist, daß bei zu messenden Strömen unterschiedlich großer Nennwerte eine gleich hohe Spannung verhältnismäßig geringer Höhe an dem ohmschen Widerstand abfällt.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Meßwandlers besteht darin, daß zur Gewinnung einer Meßgröße, die zu messenden Ströme unterschiedlich großer Nennwerte entspricht, weder an der Primär- noch an der Sekundärwicklung eine Umschaltung vorgenommen werden muß, sondern daß lediglich der ohmsche Widerstand entsprechend umgeschaltet werden muß. Nennenswerte Strom- und Phasenwinkelfehler treten nicht auf, daß der Spannungsabfall am ohmschen Widerstand verhältnismäßig gering ist, d. h. in der Größenordnung von etwa 1.00 mV liegt. Ein aufwendiger Verstärker zum Anschluß an den ohmschen Widerstand ist nicht erforderlich, weil die zu Speisung mit der gewonnenen Spannung vorgesehenen Schutzeinrichtungen in zunehmendem Maße als elektronische Schaltungsanordnungen ausgebildet sind und daher nur kleine Eingangsmeßgrößen benötigen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Meßwandlers besteht darin, daß er ohne einen Operationsverstärker auskommt, als vergleichsweise wenige Bauteile besitzt und daher besonders zuverlässig in seiner Funktionsweise ist.

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Der ohmsche Widerstand des erfindungsgemäßen Meßwandlers kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein. So wird es als vorteilhaft angesehen, wenn er aus einer Reihenschaltung von Widerständen oder aus einem Widerstand mit Abgriffen besteht und wenn sein Gesamtwiderstand im Hinblick auf die kleinsten Nennwerte des zu messenden Stromes bemessen ist. Durch eine derartige Bemessung des ohmschen Widerstandes ist sichergestellt, daß auch bei Strömen mit dem kleinsten Nennwert an ihm die gleich hohe Spannung abfällt, die ja für die zu messenden Ströme in verschiedenen Nennwertbereichen einheitlich in ihrem Wert festgelegt ist. Soll eine Umschaltung im Hinblick auf die Messung von Strömen in höheren Nennwertbereichen vorgenommen werden, dann wird der wirksame Widerstand des ohmschen Widerstandes dadurch verringert, daß ein Ende der Sekundärwicklung an dem entsprechenden Abgriff oder an dem entsprechenden Widerstand der Reihenschaltung angeschlossen wird. Der höhere Sekundärstrom erzeugt dann wegen des geringeren wirksamen Widerstandes wiederum eine gleich hohe Spannung. Der VorteEL dieser Ausbildung des ohmschen Widerstandes wird darin gesehen, daß er mit einem verhältnismäßig einfach ausgebildeten Schalter umgeschaltet werden kann.

Es ist aber auch möglich, den ohmschen Widerstand aus mehreren parallel schaltbaren Widerständen aufzubauen und den Gesamtwiderstand im Hinblick auf den größten Nennwert des zu messenden Stromes zu bemessen. Zur Messung von Strömen in kleineren Nennwertbereichen werden dann einzelne der parallel schaltbaren Widerstände abgetrennt, so daß dann auch hier sichergestellt ist, daß in den unterschiedlich großen Nennwertbereichen der jeweils zu messende Strom die gleich hohe Spannung an dem ohmschen Widerstand erzeugt.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Aus-

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VPA 78 P 3771 BRD führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Meßwandlers wiedergegeben.

Der dargestellte Meßwandler weist eine Primärwicklung 1 auf, die von einen zu messenden Strom J durchflossen ist. Die Primärwicklung 1 durchsetzt in üblicher Weise einen Eisenkern 2, der hier nur schematisch dargestellt ist. Auf dem Eisenkern 2 ist in ebenfalls üblicher Weise eine Sekundärwicklung 3 aufgebracht. An ihren Enden 4 und 5 ist ein ohmscher Widerstand 6 angeschlossen.

Der ohmsche Widerstand 6 ist mit Abgriffen 7» 8 und 9 versehen, die von einem bewegbaren Kontaktelement 10 eines nur schematisch dargestellten Schalters belegbar sind. Ober«ine Verbindungsleitung 11 ist der Schalter bzw. der bewegbare Kontakt 10 mit dem einen Ende 4 der Sekundärwicklung 3 unmittelbar verbunden. An die Enden 4 und

5 der Sekundärwicklung 3 bzw. an denofcmschen Widerstand

6 ist beispielsweise eine elek.tronisehe Netzschutzeinrichtung 12 angeschlossen, der eine Spannung U zugeführt wird.

Durch die Abgriffe 7 bis 9 an dem ohmschen Widerstand 6 läßt sich eine Umschaltung des erfindungsgemäßen Meßwandlers dahingehend erreichen, daß bei zu messenden Strömen unterschiedlich großer Nennwertbereiche bei Strömen von der Größe des jeweiligen Nennstromes eine Spannung U entsteht, die jeweils gleich hoch ist und somit einem einheitlichen festgelegten Spannungswert entspricht. Dieser Spannungswert ist im Hinblick auf die beispielsweise in der elektronischen Netzschutzeinrichtung 12 oder in einem gegebenenfalls angeschlossenen Meßinstrument vorhandenen elektronischen Bauelemente gewählt und beträgt beispielsweise 100 mV.

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ί - VPA 78 P 3771 BRD Mit der Erfindung wird ein Meßwandler für zu messende Ströme vorgeschlagen, der sich in einer Ausführung zur Erfassung von Strömen in unterschiedlich großen Nennwertbereichen kostengünstig herstellen läßt.

3 Ansprüche
1 Zeichnung

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Claims

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Patentansprüche

(jK, Meßwandler mit einer von einem zu messenden "Strom durch flossenen Primärwicklung, die einen Eisenkern mit aufgebrachter Sekundärwicklung durchsetzt, und mit einem an die Sekundärwicklung angeschlossenen ohmschen Widerstand, dadurch gekennzeichnet, daß der ohmsche Widerstand (6) unterschiedlich großen Nennwerten des zu messenden Stromes (J) entsprechend auf jeweils einen solchen Widerstandswert umschaltbar ist, daß bei zu messenden Strömen (J) unterschiedlich großer Nennwerte eine gleich hohe Spannung verhältnismäßig geringer Höhe (U) an dem ohmschen Widerstand £6) abfällt.
2. Meßwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der ohmsche Widerstand aus einer Reihenschaltung von Widerständen oder aus einem Widerstand (6) mit Abgriffen (7, 8, 9) besteht,und daß der Gesamtwiderstand im Hinblick auf den kleinsten Nennwert des zu messenden Stromes (J) bemessen ist.
3. Meßwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der ohmsche Widerstand aus mehreren parallel schaltbaren WidBEständen besteht und daß der Gesamtwiderstand im Hinblick auf den größten Nennwert des zu messenden Stromes bemessen ist.

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ORIGINAL INSPECTED