DE702170C

DE702170C - Procedure for testing voltage transformers with the help of a normal capacitor or a normal resistor

Info

Publication number: DE702170C
Application number: DE1937H0150159
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Walter Hohle
Original assignee: WALTER HOHLE DR ING
Current assignee: WALTER HOHLE DR ING
Priority date: 1937-01-08
Filing date: 1937-01-08
Publication date: 1941-01-31

Description

Verfahren zum Prüfen von Spannungswandlern mit Hilfe eines Normalkondensators oder eines Normalwiderstandes In der Regel pflegt man Spannungswandler auf ihre Spannungs- und Winkelfehler mit Hilfe von Normalspannungswandlern, deren Fehler entweder vernachlässigbar klein oder bekannt sind, zu prüfen. Diese Verfahren haben in gewissen Fällen entscheidende Nachteile. So sind diese Verfahren grundsätzlich nicht brauchbar, wenn es sich darum handelt, Spannungswandler, z. B. auch die Normalwandler selbst, absolut, d. h. in unmittelbarem Anschluß an die elektrischen Grundeinheiten zu prüfen. Weiterhin sind die Verfahren mit Normalwandlern bei der Prüfung von HöcKstspannungswandlern mit Mängeln behaftet.Procedure for testing voltage transformers with the help of a normal capacitor or a normal resistor Usually one wears voltage transformers on their Voltage and angle errors with the help of normal voltage converters, their errors either negligibly small or known to consider. Have these procedures in certain cases decisive disadvantages. So these procedures are basically not useful when it comes to voltage converters, e.g. B. also the normal converter itself, absolutely, d. H. in direct connection to the electrical base units to consider. Furthermore, the procedures with standard converters are used when testing high-voltage converters flawed.

Die Normalwandler für Höchstspannungen werden schwer und teuer; wegen ihrer schlechten Transportfähigkeit mußte man bisher in den meisten Fällen auf die Prüfung von Höchstspannungswandlern am Einbauort mit tragbaren Prüfeinrichtungen verzichten.The normal converters for extra high voltages are heavy and expensive; because Because of their poor transportability, one had to rely on them in most cases Testing of extra high voltage converters at the installation site with portable test equipment waive.

Aus diesen Gründen wählt man oft Prüfverfahren, die mit Hilfe von Hochspannungsnormakriderständen oder -normalkondensatoren durchgeführt werden, Die bisher bekannten Verfahren haben jedoch u. a. den Nachteil, daß bei ihnen eine große Zahl von Schaltelementen mit der für die Messung gewünschten absoluten Genauigkeit bekannt sein muß. Z. B. gibt es Schaltungen, bei denen die primäre Spannung durch zwei Kondensatoren, einem Hochspannungs- und einem Niederspannungskondensator, und die sekundäre Spannung des Prüflings durch zwei Ohmsche Widerstände unterteilt werden und die abgegriffenen Teilspannungen nach einer Nullmethode miteinander verglichen werden. In diesem Falle müssen also mindestens vier Schaltelemente mit großer Genauigkeit bekannt sein, da eine Abweichung dieser Schaltelemente von ihrem Sollwert unmittelbar in das Meßergebnis eingeht. Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind neue Verfahren, die gegenüber den bekannten u. a. den Vorzug haben, daß in ihren Schaltungen eine sehr geringe Zahl von Elementen mit der Genauiglieit, mit der der Prüfling untersucht werden soll, bekannt zu sein braucht und daß weiterhin zur Fehlermessung Kompensationseinrichtungen benutzt werden können, die auch zu anderen Zwecken, z. B. zur Prüfung von Spannungswandlern mit Hilfe eines Normalspannungswandlers, Verwendung finden können. For these reasons, one often chooses test methods that use High-voltage standard resistors or standard capacitors are carried out, The however, previously known methods have inter alia. the disadvantage that with them a large Number of switching elements with the absolute accuracy required for the measurement must be known. For example there are circuits in which the primary voltage passes through two capacitors, one high voltage and one low voltage capacitor, and the secondary voltage of the device under test can be divided by two ohmic resistors and the tapped partial voltages are compared with one another using a zero method will. In this case, at least four switching elements must be very accurate be known, since a deviation of these switching elements from their target value is immediate is included in the measurement result. The present invention relates to new processes which compared to the well-known i.a. have the advantage that in their circuits a very low Number of elements with the accuracy with which the DUT is to be examined, needs to be known and that continues to measure errors Compensation devices can be used, which can also be used for other purposes, e.g. B. for testing voltage converters with the help of a normal voltage converter, use can find.

Als Hochspannungsnormal dient bei diesen neuen Verfahren ein Normalkondensator oder ein Normalwiderstand.A normal capacitor is used as the high-voltage standard in these new processes or a normal resistance.

Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren wird in der vorliegenden Erfindung als neu und patentfähig beansprucht, daß der der Primärwicklung über den Normalkondensator oder Normalwi derstand entnommene Strom und der der sekundären Wicklung des Prüflinks entnommene Strom entweder unmittelbar oder unter Zwischenschaltung induktiver Kopplungselemente (Transformator, Stromwandler, Gegeninduktivität, Differentialtransformator, Differentialstromwandler. In contrast to the known method, in the present Invention claimed as new and patentable that the primary winding over the Normal capacitor or normal resistance current drawn and that of the secondary Winding of the test link either directly or with interconnection inductive coupling elements (transformer, current transformer, mutual inductance, differential transformer, Differential current transformer.

Difterentialgegeninduktivitat) einen Wechselstromwiderstand im entgegengesetzten Sinne durchfließen, dessen Spannung mit Hilfe phasenabhängiger Meßgeräte, vorzugsweise einer Kompensationseinrichtung, ausgemessen wird.Difterential Gegeninduktivitat) an alternating current resistance in the opposite Senses flow through its voltage with the help of phase-dependent measuring devices, preferably a compensation device is measured.

An Abb. I sei der Grundgedanke des Verfahrens erläutert. Der zu prüfende Wandler X mit dem Übersetzungsverhältnis ii liegt an der Spannung U, die einpolig geerdet ist. The basic concept of the process is explained in Fig. I. The one to be tested Converter X with the transformation ratio ii is connected to the voltage U, which is monopolar is grounded.

Gleichfalls an der Spannung U liegt das Hochspannungsnormal ZN, das über den Wechselstromwiderstand Z geerdet ist. Dieser Wechselstromwiderstand Z2 liegt außerdem gleichzeitig in dem Sekundärkreis des Prüflings X; die Sekundärwicklung des Prüflings X speist den Wechselstromwiderstand Z2 über den Wechselstromvorwiderstand Z1 derart, daß über den Wechselstromwiderstand Z2 die Differenz der über das Hochspannungsnormal ZN und den Wechsel stromvorwiderstand Z1 entnommenen Ströme fließt.The high-voltage standard ZN, the is grounded via the alternating current resistor Z. This alternating current resistance Z2 is also at the same time in the secondary circuit of the test item X; the secondary winding of the test object X feeds the alternating current resistor Z2 via the alternating current series resistor Z1 such that across the alternating current resistance Z2 the difference between the high voltage standard ZN and the alternating current series resistor Z1 drawn currents flows.

Für den Fall, daß sich die Ströme im Wechselstromwiderstand Z2 aufheben, an ihm also kein Spannungsabfall auftritt, und bei Vernachlässigung des inneren Spannungsabfalles in der Sekundärwicklung des Prüflings durch den elltnommenen Strom ergibt sich nach einfacher Rechnung die Beziehung ZN @ = . In the event that the currents cancel each other out in the alternating current resistance Z2, so there is no voltage drop across it, and if the internal one is neglected Voltage drop in the secondary winding of the test object due to the current drawn A simple calculation results in the relationship ZN @ =.

Z@ In dieser Gleichung sind für den allgemeinen Fall alle Größen als komplex anzusehen. Die Größe des Wechselstromwiderstandes Z, ist in dieser Gleichung nicht enthalten. Wählt man nun das Verhältnis ZN / Z1 gleich dem Nennübersetzungsverhältnis üN des zu prüfenden Wandlers X, so wird bei fehlerlosem Wandler am WechselstromwiderstandZ2 keine Spannung auftreten. Ist dagegen der Prüfilig mit einem Fehler behaftet, so entsteht am Wechselstromwiderstand Z eine Spannung nZ., die mit den Wandlerfehlern durch folwende Beziehung verknüpft ist: oder mit genügender Annäherung In der Formel bedeuten t in Prozenten der Spannungsfehler und @ in Minuten der Winkelfehler des Prüflings. Die am Wechselstromwiderstand Z auftretende Spannung uz ist also ein Maß für die Fehler des Prüflings, und zwar ist die Größe der Spannung, die für einen bestimmten Fehler des Prüflings am Wechselstromwiderstand Z2 auftritt, sehr an-Z2 genähert von dem Verhältnis ab-Z1 + Z3 abhängig. Wählt man z. B. für die WechselstromwiderständeZ1 und Z zwei Widerstände oder zwei Kondensatoren, so wird das Verhältnis 4KL2 reell, und diejenige Kom-+4 ponente der Fehlerspannung uz, die sich in Phase mit der Spannung U befindet, wird ein NIaß für den Spannungsfehler f des Prüflings und die zur Spannung ü senkrecht stehende Komponente ein Maß für den Winkelfehler d. zum die Fehler des Prüflings zu erhalten, sind also die Komponenten der Fehlerspannung uZ2 auszumessen, was grundsätzlich mit jedem beliebigen phasenabhängigen Meßgerät, vorzugsweise mit einer Kompensationseinrichtung geschehen kann. Besonders vorteilhafte Anordnungen ergeben sich, wenn man eine Kompensationseinrichtung benutzt, die von der Primär- oder Sekundärspannung des Prüflings gespeist wird, da dann die gesamte Meßscllaltung spannungsunabhängig wird und die Kompensationselemente, die zum Abgleich dienen, unmitielbar mit Skalen für den Spannungs- und Winkel fehler versehen werden können, die für alle Spannungen gültig sind.Z @ In this equation, all quantities are to be regarded as complex for the general case. The magnitude of the alternating current resistance Z is not included in this equation. If the ratio ZN / Z1 is now selected to be equal to the nominal transmission ratio üN of the converter X to be tested, no voltage will appear at the alternating current resistor Z2 if the converter is faultless. If, on the other hand, there is a fault in the test area, a voltage nZ is created at the alternating current resistance Z, which is linked to the converter faults by the following relationship: or with sufficient approximation In the formula, t means the voltage error in percent and @ in minutes the angle error of the test object. The voltage uz occurring at the alternating current resistor Z is therefore a measure of the error of the test object, namely the magnitude of the voltage that occurs for a certain error of the test object at the alternating current resistor Z2, very close to -Z2 from the ratio ab-Z1 + Z3 addicted. If you choose z. B. for the alternating current resistors Z1 and Z two resistors or two capacitors, the ratio 4KL2 becomes real, and that component + 4 component of the error voltage uz, which is in phase with the voltage U, becomes a Nass for the voltage error f of the test object and the component perpendicular to the voltage ü is a measure of the angular error d. in order to obtain the errors of the test object, the components of the error voltage uZ2 must be measured, which can be done in principle with any phase-dependent measuring device, preferably with a compensation device. Particularly advantageous arrangements are obtained if a compensation device is used which is fed by the primary or secondary voltage of the test object, since the entire measuring circuit is then voltage-independent and the compensation elements, which are used for the adjustment, are immediately provided with scales for the voltage and angle errors can be provided that are valid for all voltages.

Bezüglich der Anforderungen, die an die Genauigkeit der Schaltelemente zu stellen sind, ist folgendes zu sagen. Lediglich das Verhältnis ZN / Z1 = üN muß mit derselben absoluten Genauigkeit bekannt sein, mit der man den Prüfling zu untersuchen wünscht. Regarding the requirements for the accuracy of the switching elements are to be asked, the following is to be said. Only the ratio ZN / Z1 = üN must be known with the same absolute accuracy with which one examines the test object wishes.

Der Wechselstromwiderstand Z2 bzw. das Z3 Verhältnis brauchen nicht mit der-Z1 + Z2 selben hohen Genauigkeit bekannt zu sein, da etwaige Abweichungen dieser Größen von ihren Sollwerten nur die Fehlerspannung 1v6Z2 beeinflussen und somit nur als Fehler zweiter Größenordnung in die Messung eingehen.The AC resistance Z2 or the Z3 ratio do not need to be known with the same high accuracy as -Z1 + Z2 as any Deviations of these variables from their setpoints only affect the error voltage 1v6Z2 and are therefore only included in the measurement as an error of the second order of magnitude.

Vorzugsweise wird man für die Wechselstromwiderstände ZN, Z1 und Z entweder Kondensatoren oder Widerstände wählen; es sind jedoch auch andere Kombinationen möglich.Preferably one is used for the alternating current resistors ZN, Z1 and Z choose either capacitors or resistors; however, there are other combinations as well possible.

Weiterhin ist auch' die Einschaltung yon Kopplungstransformatoren möglich, insbesondere können beim Wechselstromwiderstand z2 ein oder mehrere induktive Kopplungselemente (Transformator, Stromwandler, Gegeninduktivität, Differentialtransformator, Differentialstromwandler, Differentialgegeninduktivität) eingeführt werden. Furthermore, coupling transformers are also included possible, in particular one or more inductive Coupling elements (transformer, current transformer, mutual inductance, differential transformer, Differential current transformer, differential mutual inductance).

Abb. 2 zeigt eine Schaltung mit einem Differentialstromwandler D W. Seine primären Wicklungen I und 2 werden über die Kondensatoren ZN und Z1 im entgegengesetzten Sinne gespeist. Der Differentialstromwandler DW und die Kondensatoren ZN und Z, sind so bemessen, daß sich bei fehierlosem Prüfling in der dritten Wicklung 3 kein Strom ausbilden kann. Ist dagegen der Prüfling mit Spannungs- und Winkelfehler behaftet, so fließt in der Wicklung 3 und durch den angeschlossenen Kondensator Z2 ein Strom; die am Kondensator Z auftretende Spannung ist ein Maß für die Fehler des Prüflings und wird in bekannter Weise ausgemessen. Fig. 2 shows a circuit with a differential current transformer D. W. Its primary windings I and 2 are im. Via the capacitors ZN and Z1 fed in opposite senses. The differential current transformer DW and the capacitors ZN and Z are dimensioned in such a way that if the test object is faultless in the third winding 3 cannot develop a current. If, on the other hand, the test object has a voltage and angle error afflicted, so flows in the winding 3 and through the connected capacitor Z2 a stream; the voltage appearing on the capacitor Z is a measure of the error of the test item and is measured in a known manner.

Abb. 3 zeigt eine Schaltung mit einer Differentialgegeninduktivität DM. Ihre primären Wicklungen I und 2 werden über die Kondensatoren ZN und Z1 im entgegengesetzten Sinne gespeist. Die Di$erentialgegeninduktivität DM und die Kondensatoren ZN und Z sind ebenfalls so bemessen, daß bei fehlerlosem Prüfling in der Wicklung 3 keine Spannung induziert wird. Ist der Prüfling mit Spannungs- und Winkelfehler behaftet, so tritt in der Wicklung 3 eine Spannung auf, die ein Maß für die Fehler des Prüflings ist und in bekannter Weise ausgemessen wird. Fig. 3 shows a circuit with a differential mutual inductance DM. Your primary windings I and 2 are im. Via the capacitors ZN and Z1 fed in opposite senses. The differential mutual inductance DM and the capacitors ZN and Z are also dimensioned in such a way that with a faultless test object in the winding 3 no voltage is induced. Is the test object with voltage and angle errors afflicted, a voltage occurs in the winding 3, which is a measure of the error of the test item and is measured in a known manner.

Verwendet man in den bisher beschriebenen Schaltungen an Stelle des Prüflings X einen Noimalspannungswandler mit vernachlässigbar kleinen oder bekannten Fehlern, so lassen sich umgekehrt Betrag und Phase unbekannter Scheinwiderstände, die an die Stelle der Wechselstromwiderstände ZN und Zt gesetzt werden, bestimmen. Insbesondere lassen sich Kapazität und Verlustwinkel tg 8 von Kondensatoren bestimmen, die an die Stelle des Hochspannungsnormals ZN geschaltet werden. Is used in the circuits described so far in place of the DUT X a nominal voltage converter with negligibly small or known Errors, the reverse amount and phase of unknown apparent resistances, which are put in place of the alternating current resistors ZN and Zt. In particular, the capacitance and loss angle tg 8 of capacitors can be determined, which are switched in place of the high-voltage standard ZN.

Claims

PATENT CLAIM: Method for testing voltage transformers with the help of a normal capacitor or a normal resistor, characterized in that that taken from the primary winding via the normal capacitor or normal resistor Current and the current drawn from the secondary winding of the device under test either directly or with the interposition of inductive coupling elements (transformer, current transformer, Mutual inductance, differential transformer, differential current transformer, differential mutual inductance) flow through an alternating current resistance in the opposite sense, its voltage with the help of - phase-dependent measuring devices, preferably a compensation device, is measured.