DE3723263A1 - Einrichtung zur erfassung der nulldurchgaenge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung der Nulldurchgänge eines auf der Primärseite eines gesättigten Stromwandlers fließenden Stromes.

Bekanntlich entsprechen bei gesättigten Stromwandlern die Nulldurchgänge des Sekundärstromes nicht jenen des Primärstromes. Stromwandlersättigungen können auftreten, wenn entweder der zu übertragende Wechselstrom so hoch ist, daß die an der Sekundärwicklung infolge äußerer Bürde und innerem Widerstand auftretende Spannung einen zu hohen Induktionsfluß im Kern ergibt, oder wenn der Primärstrom ein Gleichstromglied enthält, daß auf die Dauer nicht auf die Sekundärseite übertragen werden kann und solchermaßen eine Störung des AW-Gleichgewichtes mit sich bringt.

Schutzeinrichtungen, für die die Phasenlage des Primärstromes ein Meß­ kriterium darstellt (z. B. Distanzschutz, Phasenvergleichsschutz) müssen jedoch die Nulldurchgänge des Primärstromes erfassen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zu schaffen, das aus dem Sekundär­ strom Rückschlüsse auf die Nulldurchgänge des Primärstromes erlaubt und an dessen Ausgang ein Rechtecksignal anliegt und dessen Flanken mit den Nulldurchgängen des Primärstromes möglichst genau zusammenfallen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß über einen Hilfsstromwandler und/oder einem Bürdenwiderstand auf der Sekundär­ seite des Stromwandlers ein Analog-Spannungssignal ableitbar ist, welches einem über eine Schalthysterese verfügenden elektronischen Rechtecksignalbil­ ders, vorzugsweise einem beschalteten Operationsverstärkers, zugeführt ist.

Mit der Erfindung ist es erstmals möglich, Rückschlüsse aus dem Sekundär­ strom eines Stromwandlers auf die Nulldurchgänge des Primärstromes mit einfachen und vertretbaren Mitteln zu schließen. Die Erfindung ermöglicht ferner, die Verwendung vorhandener Stromwandlerkerne, die zusätzlich auch andere Geräte speisen können. Ferner bietet die Erfindung den Vorteil, daß sie in Phasenvergleichsschutzeinrichtungen, beispiels­ weise beim Sammelschienenschutz verwendet werden kann.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist in den Sekundärkreis des Stromwandlers eine Induktivität, vorzugsweise eine Drossel geschaltet. Die Induktivität bewirkt ein exponentielles Abklingen des Sekundärstromes, wodurch der Verlauf gegen Ende der Periode sehr flach wird. Die Hysterese kann dadurch klein eingestellt werden, so daß auch die Nulldurchgänge kleiner Primärströme erfaßbar sind.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispieles näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Prinzipschaltung,

Fig. 2 und 3 den Verlauf des Primär- und Sekundärstromes im Diagramm.

Gemäß Fig. 1 ist der Sekundärstrom des Stromwandlers 1 der Primärwicklung eines Hilfsstromwandlers 2 zugeführt, dessen Sekundärwicklung mit einem Bürdenwiderstand 3 abgeschlossen ist. Der Spannungsabfall am Bürdenwider­ stand 3 ist über einen Widerstand 5 den beiden Eingängen eines Operations­ verstärkers zugeführt. Ein Rückkoppelwiderstand 6 erzeugt eine Schalthysterese für das Ausgangssignal des Operatinsverstärkers, das an die Klemme 7 geführt ist. Zusätzlich ist im Sekundärkreis des Stromwandlers 1 eine Drossel 8 angeordnet.

Die Wirkungsweise der Schaltung sei anhand von Fig. 2 näher erläutert. Die Kurve 1 zeigt einen Primärstrom, der eine Gleichstromverlagerung aufweist. Strichliert ist der Verlauf des Sekundärstromes gezeichnet.

In Kurve 2 ist der Sekundärstrom vergrößert dargestellt, um die schleichenden Nulldurchgänge, die mit denen des Primärstromes nicht übereinstimmen, hervorzuheben. Strichliert ist die Schalthysterese des Rechteckbildners 4 eingezeichnet. An den Schnittpunkten der Kurve 2 mit der Schalt­ hysterese befinden sich die Flanken des Rechtecksignals 3, die mit den Nulldurchgängen des Primärstromes übereinstimmen. In dieser Form ist die Schaltung nur bedingt funktionsfähig, da die Hysterese sehr groß eingestellt werden muß, wodurch bei kleiner Amplitude des Primär­ stromes keine Nulldurchgangserfassung möglich ist. Gemäß Fig. 3 ist die Funktion der Drossel mit ihren Vorteilen aufgezeigt. Die Drossel 8 bewirkt nämlich ein exponentielles Abklingen des Sekundärstromes, wodurch dessen Verlauf gegen Ende der Periode sehr flach wird.

Die Hysterese kann sodann sehr klein eingestellt werden, wodurch auch die Nulldurchgänge sehr kleiner Pirmärströme erfaßbar sind.

Der besondere Vorteil dieser Nulldurchgangserfassung liegt in der besonderen Einfachheit der Anordnung mit der die für die Anwendung in der Schutz­ technik geforderte Genauigkeit erzielt werden kann. Sie ist dadurch Ausführungen mit komplizierten Rechenalgorithmen sowohl preißmäßig als auch sicherheitstechnisch bei weitem überlegen.

Claims (2)

1. Einrichtung zur Erfassung der Nulldurchgänge eines auf der Primär­ seite eines gesättigten Stromwandlers fließenden Stromes, dadurch gekennzeichnet, daß über einen Hilfsstromwandler (2) und/oder einem Bürdenwiderstand (3) auf der Sekundärseite des Stromwandlers (1) ein Analog-Spannungssignal ableitbar ist, welches einem über eine Schalthysterese verfügenden elektronischen Rechtecksignalbildners, vorzugsweise einem beschalteten Operationsverstärkers (4) zugeführt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sekundärkreis des Stromwandlers (1) eine Induktivität, vorzugsweise eine Drossel (8) geschaltet ist.