DE3822051A1 - Current transducer circuit for meter testing devices - Google Patents

Current transducer circuit for meter testing devices

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Abstract

The invention relates to current transducer circuits for use in testing means for the testing of electricity meters. Its exceptional feature consists in that they have components which make possible the generation of additional through-flows, which are known to be high, in the transducer cores in cooperation with other constituents of meter testing devices. By means of this principle, current converters which can be loaded with mixed currents are obtained for the testing means.

Description

Die Meßrichtigkeit von Elektrizitätszählern (Zähler) für Verrechnungszwecke wird mittels sog. Zählerprüfeinrichtungen (ZPE) bestimmt. Derartige ZPE bestehen im wesentlichen aus ein- oder mehrphasigen Spannungsgeneratoren, aus aktiven oder passiven elektronischen bzw. elektrischen Anordnungen zur Umformung der Generatorspannungen in für die Zähler geeignete Spannungen und Ströme und aus einem elektronischen Präzisions-Vergleichszähler. Bislang wurden derartige ZPE entsprechend den Gegebenheiten in den öffentlichen Versorgungsnetzen auf rein sinusförmigen Wechselstrombetrieb hin ausgelegt. Inzwischen führt eine durch 2 Umstände wesentlich bestimmte neue Situation zum Umdenken bei der Konzeption von ZPE: Durch die starke Zunahme der Verwendung von Leistungshalbleitern sind die Netzströme immer häufiger nicht sinusförmig. - Das Aufkommen elektronischer, direkt anzuschließender Elektrizitätszähler verlangt nach neuen Meßverfahren insbesondere zur Untersuchung der Reaktion dieser Geräte auf Mischströme.The measuring accuracy of electricity meters (meters) for billing purposes is determined by means of so-called meter testing devices (ZPE). Such ZPE exist in essentially from single or multi-phase voltage generators, from active or passive electronic or electrical arrangements for reshaping the Generator voltages into voltages and currents suitable for the meters and out an electronic precision comparison counter. Such ZPE according to the conditions in the public supply networks on pure sinusoidal AC operation designed. Meanwhile, one is performing 2 circumstances significantly new situation to rethink the conception von ZPE: Due to the strong increase in the use of power semiconductors, the Grid currents are increasingly not sinusoidal. - The advent of electronic, Electricity meter to be connected directly requires new measuring methods especially to investigate the reaction of these devices to mixed currents.

Während die Technik der programmierbaren, synthetischen Spannungserzeugung mit Digital-Analog-Wandlern, die die Generierung beliebiger Kurvenformen ohne zusätzlichen Aufwand ermöglicht, weite Verbreitung gefunden hat, sind bei den bekannten Lösungen die oben erwähnten ZPE-Komponenten, deren Funktion Meß-Stromwandler erfordert, weitgehend noch nicht zur Verarbeitung beliebiger Stromformen geeignet. Insbesondere der Gleichanteil in Mischströmen führt bei klassischen, induktiv wirkenden Stromwandlern zu Sättigungserscheinungen in deren Kernmaterialien und somit zu einer Störung von deren Funktion. Für die oben erwähnten Vergleichszähler, die derartige Stromwandler in ihren Eingangskreisen zur Stromanpassung verwenden, heißt das, daß die Meßunsicherheit dieser Geräte bei Mischstrombetrieb drastisch absinkt. Zur Lösung dieses Problems bei Zählern gibt es inzwischen eine Vielzahl von Lösungsvorschlägen. Der Stand der Technik auf diesem Gebiet läßt sich in 2 Hauptgruppen zusammenfassen:While using the technology of programmable, synthetic voltage generation Digital-to-analog converters that generate any waveform without additional effort, widespread use, are among the known solutions the above-mentioned ZPE components, their function Measuring current transformer requires, largely not yet for processing any Current forms suitable. In particular, the DC component in mixed flows leads to classic, inductive current transformers to saturation phenomena in their Core materials and thus disrupt their function. For the above mentioned comparison counter that such current transformers in their input circuits Using current matching means that the measurement uncertainty of these devices Mixed current operation drops drastically. To solve this problem with meters there are in the meantime a large number of proposed solutions. The state of the art on this The area can be divided into 2 main groups:

  • a) Stromsensoren, Stromwandler, Strommeßschaltungen, deren Funktion aufgrund ihrer besonderen Konstruktion durch Gleichanteile nicht beeinträchtigt wird und die in der Art eines Hochpasses nur Wechselsignalanteile vom Primärkreis in einen Sekundärkreis übertragen.a) Current sensors, current transformers, current measuring circuits, the function of which their special construction is not affected by DC components and which in the type of high pass only alternating signal components from the primary circuit into one Transfer secondary circuit.
  • b) Stromwandlerschaltungen, bei denen der Gleichanteil im Primärstrom über den Magnetisierungszustand der Wandlerkerne durch elektronische Hilfsschaltungen bestimmt und ein entsprechender Kompensationsstrom in die Wandlerschaltung eingespeist wird, um die Aufrechterhaltung von deren Funktion sicherzustellen.b) current transformer circuits in which the DC component in the primary current over the State of magnetization of the converter cores by electronic auxiliary circuits  determined and a corresponding compensation current in the converter circuit is fed in to ensure the maintenance of their function.

Der Nachteil bei all diesen Prinzipien ist, daß sie sich entweder nur für eingeschränkte Meßunsicherheiten und/oder nur mit sehr hohem technischen Aufwand realisieren lassen. Für die Transformation großer Stromstärken mit niedrigem Übersetzungsverhältnis sind sie in der Regel ungeeignet.The disadvantage of all these principles is that they are either only for limited ones Realize measurement uncertainties and / or only with very high technical effort to let. For the transformation of large currents with low They are usually unsuitable.

Alle genannten Prinzipien sind autonom funktionsfähige Anordnungen, die zugrunde legen, daß die Größe des Gleichanteils im Mischstrom unbekannt ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Stromwandlerschaltung mit den bekannt guten meßtechnischen Eigenschaften klassischer Stromwandler zu realisieren, die die genannten Nachteile vermeidet und die nicht autonom arbeitet, da eine autonome Arbeitsweise für den Fall einer Anwendung in einer ZPE nicht erforderlich ist und nur unnötigen technischen Aufwand verursacht.All of the principles mentioned are autonomously functional arrangements that are based that the size of the DC component in the mixed flow is unknown. The task of The invention now consists in a current transformer circuit with the known good ones to realize metrological properties of classic current transformers, which avoids disadvantages mentioned and which does not work autonomously, since an autonomous Working in the case of an application in a ZPE is not necessary and only causes unnecessary technical effort.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einer Anordnung, die durch den Anspruch 1 charakterisiert wird.The solution to this problem is, according to the invention, in an arrangement by the claim 1 is characterized.

Die Funktionsweise soll nachfolgend mittels Fig. 1 an einem günstigen Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es ist ein Strompfad einer Einrichtung zur Prüfung eines Zählers 9 bei Mischstrombelastung dargestellt. Da die Gleichstromkomponente im Strom i die Funktion des internen Stromwandlers 10 im Vergleichszähler 11 stören würde, wird die Zusatzwicklung 5 von dem Transkonduktanzverstärker 4 mit einem Gleichstrom gespeist, der eine Gleichdurchflutung im Kern des Wandlers 10 erzeugt, die dem durch die Wicklung 6 erzeugten Gleichanteil ihrer Durchflutung vom Vorzeichen her entgegengesetzt und vom Betrag her gleich ist. Eine solche gegenseitige Aufhebung der Gleichdurchflutungen kann z.B. dann erzielt werden, wenn es sich bei den Blöcken 1 und 2 um durch einen Rechner 12 digital steuerbare Spannungsgeneratoren handelt. Da die gewünschte Kurvenform für den Strom i in Form einer Wertetabelle im Rechner vorliegt, kann die Ansteuerung so erfolgen, daß der Generator 1 ein definiertes Mischsignal an seinem Ausgang erzeugt. Dieses dient zur Steuerung des Transkonduktanzverstärkers 3, der den Laststrom i im Prüfkreis generiert. Der Generator 2 hingegen wird so angesteuert, daß sein analoges Ausgangssignal für den Verstärker 4 dem Mittelwert des definierten Mischsignals unter Berücksichtigung der Transkonduktanzen der Verstärker 3 und 4 und der Windungszahl der Wicklung 5 entspricht. Bei dieser Betriebsweise ist der Kern des Wandlers 10 gleichdurchflutungsfrei, sodaß die Transformation des Wechselsignalanteils über die Primärwicklung 6 in die Sekundärwicklung 7 zur Speisung des elektronischen Vergleichszähler-Meßwerks problemlos erfolgen kann. Falls erforderlich ist es aber auch möglich, durch entsprechende Programmierung des Rechners im Wandler 10 außerdem die Kompensation von Durchflutungen zu erreichen, die aufgrund ihrer von der Grundharmonischen abweichenden Frequenz keinen Beitrag zur Leistungsmessung liefern und das elektronische Meßwerk und den Wandler nur unnötig belasten.The mode of operation will be explained in more detail below with the aid of FIG. 1 using a favorable exemplary embodiment. A current path of a device for testing a counter 9 with a mixed current load is shown. Since the direct current component in the current i would interfere with the function of the internal current transformer 10 in the comparison counter 11 , the additional winding 5 is fed with a direct current by the transconductance amplifier 4 , which generates a direct current in the core of the converter 10 , which is the direct component of the winding 6 generated by it Flooding is opposite in sign and the amount is the same. Such a mutual abolition of the constant flooding can be achieved, for example, if blocks 1 and 2 are voltage generators that can be digitally controlled by a computer 12 . Since the desired curve shape for the current i is in the form of a table of values in the computer, the control can take place in such a way that the generator 1 generates a defined mixed signal at its output. This serves to control the transconductance amplifier 3 , which generates the load current i in the test circuit. The generator 2, on the other hand, is controlled in such a way that its analog output signal for the amplifier 4 corresponds to the mean value of the defined mixed signal, taking into account the transconductances of the amplifiers 3 and 4 and the number of turns of the winding 5 . In this mode of operation, the core of the converter 10 is free of equal flux, so that the transformation of the alternating signal portion via the primary winding 6 into the secondary winding 7 for feeding the electronic comparison counter measuring mechanism can be carried out without problems. If necessary, it is also possible, by appropriate programming of the computer in the converter 10, also to compensate for floods which, because of their frequency deviating from the fundamental harmonic, make no contribution to the power measurement and only unnecessarily load the electronic measuring mechanism and the converter.

Ein anderes Beispiel für die erfindungsgemäße Ausführung eines elektronisch fehlerkompensierten Wandlers, bei dem keine Zusatzwicklung erforderlich ist, zeigt Fig. 2. Berücksichtigt man die Teile 10 und 11 nicht, zeigt Fig. 2 die bekannte Anordnung eines elektronisch fehlerkompensierten 1-Kern-Wandlers. Der durch die Primärwicklung 1 fließende Mischstrom i 1 erzeugt eine Mischdurchflutung im Kern 9 des Wandlers. Der Wechselanteil der Durchflutung ist ursächlich für die Induktion einer Spannung in der Indikatorwicklung 3. Der aus den Widerständen 4 und 5 sowie dem Operationsverstärker (OP) 7 gebildete Verstärker speist nun solange einen Wechselstrom in die Sekundärwicklung 2 des Wandlers, bis in dessen Kern nahezu Wechseldurchflutungsgleichgewicht herrscht und in Wicklung 3 nur noch eine sehr kleine Spannung induziert wird. Mit Hilfe des aus OP 8 und dem Widerstand 6 bestehenden Strom-Spannungsumsetzers wird dann eine Spannung u 2 gewonnen, die proportional zum Primärstrom i 1 ist. Dieses Prinzip funktioniert nur, wenn der Gleichanteil in i 1 vernachlässigbar klein ist. Bei größeren Gleichströmen gerät der Kern g in die Sättigung, sodaß die Transformation nicht mehr richtig funktioniert. Um dieses zu verhindern, wird die vom Signalgenerator abgeleitete Spannung u 1 über den Widerstand 11 an OP 7 und über den Widerstand 10 an OP 8 angeschlossen. So wird erreicht, daß nur in dem Schaltungszweig mit der Wicklung 2 ein Mischstrom fließt, dessen Gleichanteil - bestimmt durch u 1 - so groß ist, daß der Wandlerkern gleichdurchflutungsfrei ist. (Die übrigen Teile der ZPE mit der Spannungssteuerung für u 1 sind hier nicht mitgezeichnet.)Another example of the embodiment of an electronically error-compensated converter according to the invention, in which no additional winding is required, is shown in FIG. 2. If parts 10 and 11 are not taken into account, FIG. 2 shows the known arrangement of an electronically error-compensated 1-core converter. The current flowing through the primary winding 1 mixed current i 1 generates a mixed flux in the core 9 of the transducer. The alternating component of the flooding is the cause of the induction of a voltage in the indicator winding 3 . The amplifier formed from the resistors 4 and 5 and the operational amplifier (OP) 7 now feeds an alternating current into the secondary winding 2 of the converter until there is almost an alternating flow equilibrium in its core and only a very small voltage is induced in winding 3 . With the aid of the current-voltage converter consisting of OP 8 and the resistor 6 , a voltage u 2 is then obtained which is proportional to the primary current i 1 . This principle only works if the DC component in i 1 is negligibly small. With larger direct currents, the core g saturates, so that the transformation no longer works properly. To prevent this, the voltage u 1 derived from the signal generator is connected to OP 7 via resistor 11 and to OP 8 via resistor 10 . It is thus achieved that only in the circuit branch with the winding 2 flows a mixed current, the DC component - determined by u 1 - is so large that the converter core is free of equal flux. (The other parts of the ZPE with the voltage control for u 1 are not included here.)

Claims (3)

1. Stromwandleranordnung auf der Grundlage bekannter Transformatorprinzipien für die Verwendung in Zählerprüfmitteln zur Transformation der Wechselstromanteile von Mischströmen in den meßtechnischen Komponenten von Zählerprüfeinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung neben der Primärwicklung mindestens eine Wicklung besitzt, die durch Einspeisen eines Stromes, der eine Kurvenform mit Augenblickswerten aufweist, welche aus der Kurvenform und den Augenblickswerten des Spannungs- bzw. Stromgeneratorausgangssignals der Zählerprüfeinrichtung analog- oder digital-rechnerisch ermittelt wird, eine Durchflutung im Wandlerkern hervorruft, die zu der durch die Primärwicklung hervorgerufenen Durchflutung addiert wird und zwar so, daß die Summe beider Durchflutungen nur noch Wechselkomponenten enthält, wodurch eine ordnungsgemäße Transformation von Wechselströmen und ein Schutz des Eisenkreises des Wandlers vor Sättigungserscheinungen ermöglicht wird.1. Current transformer arrangement based on known transformer principles for use in meter test equipment for transforming the alternating current components of mixed currents in the metrological components of meter test devices, characterized in that the arrangement has at least one winding in addition to the primary winding, which by feeding a current with a curve shape Has instantaneous values, which is determined from the curve shape and the instantaneous values of the voltage or current generator output signal of the meter test device in analog or digital form, causes a flooding in the converter core, which is added to the flooding caused by the primary winding and in such a way that the sum contains only alternating components in both floods, which enables a correct transformation of alternating currents and protection of the iron circuit of the converter against signs of saturation. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kern oder die Kerne einer bekannten Stromwandleranordnung eine besondere, zusätzliche Wicklung aufgebracht wird, in die der aus einer Generatorspannung der Zählerprüfeinrichtung abgeleitete Strom eingespeist wird.2. Circuit according to claim 1, characterized in that on the core or the cores a known current transformer arrangement a special, additional winding is applied, in which the from a generator voltage of the meter test device derived electricity is fed. 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einer Generatorspannung der Zählerprüfeinrichtung abgeleitete Strom in eine Wicklung eingespeist wird, die gleichzeitig wechselstrommäßige Sekundärwicklung der Wandleranordnung ist.3. Circuit according to claim 1, characterized in that the one Generator voltage of the meter test device derived current in a winding is fed, the secondary AC winding of the Transducer arrangement is.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4021860A1 (en) * 1990-07-09 1992-01-16 Siemens Ag Reduction of transformer noise - is obtained by second winding with compensating current generation
WO2015070927A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-21 Enel Distribuzione S.P.A. Electricity meter with fault detection mechanism and fault detection method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3540777A1 (en) * 1985-11-16 1987-05-21 Martin Dipl Ing Kahmann Electronic additional circuit for AC converters

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3540777A1 (en) * 1985-11-16 1987-05-21 Martin Dipl Ing Kahmann Electronic additional circuit for AC converters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ENGEL, W. u. ROTH, L.: Ein elektronischer Gleich- lastzähler, messtechnik 8/68 S.182-186 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4021860A1 (en) * 1990-07-09 1992-01-16 Siemens Ag Reduction of transformer noise - is obtained by second winding with compensating current generation
WO2015070927A1 (en) * 2013-11-18 2015-05-21 Enel Distribuzione S.P.A. Electricity meter with fault detection mechanism and fault detection method
US10048308B2 (en) 2013-11-18 2018-08-14 Enel Distribuzione S.P.A. Electricity meter with fault detection mechanism and fault detection method

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