DE739425C - Anordnung zur Verbesserung des Spannungsfehlers und Fehlwinkels von Spannungswandlern - Google Patents

Anordnung zur Verbesserung des Spannungsfehlers und Fehlwinkels von Spannungswandlern

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Publication number
DE739425C
DE739425C DEK142123D DEK0142123D DE739425C DE 739425 C DE739425 C DE 739425C DE K142123 D DEK142123 D DE K142123D DE K0142123 D DEK0142123 D DE K0142123D DE 739425 C DE739425 C DE 739425C
Authority
DE
Germany
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voltage
transformer
converter
winding
current
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Expired
Application number
DEK142123D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Otto Erich Noelke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koch and Sterzel AG
Original Assignee
Koch and Sterzel AG
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Publication date
Application filed by Koch and Sterzel AG filed Critical Koch and Sterzel AG
Priority to DEK142123D priority Critical patent/DE739425C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE739425C publication Critical patent/DE739425C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/42Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils
    • H01F27/422Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils for instrument transformers
    • H01F27/425Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils for instrument transformers for voltage transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transformers For Measuring Instruments (AREA)

Description

  • J Anordnung zur Verbesserung des Spannungsfehlers und Fehlwinkels von Spannungswandlern Es ist bereits ein Verfahren zum Ausgleich der beim Betriebe von Transformatoren, insbesondere auch Spannungswandlern, mit verschiedenen Spannungen auftretenden Spannungsfehler und Fehlwinkel bekanntgeworden, bei dem mit der vom. Transformator an sich gelieferten, mit den genannten Fehlern behafteten Spannung hier eine nach Größe und Richtung derart bemessene Zusatzspannung geometrisch zusammengesetzt wird, daß, sich aus beiden Spannungen die nach Größe und Richtung gewollte (berichtigte) Spannung ergibt. Diese Zusatzspannung wird dem zu berichtigenden Transformator selbst oder aus einer anderen geeigneten Quelle entnommen. Beispielsweise wird sekundär eine zusätzliche Wicklung angeordnet, in deren Stromkreis eine Drosselspule und ein Ohmscher Widerstand liegen. Die nach diesem Verfahren aufgebauten Spannungswandleranordnungen haben aber immer noch den Nachteil, daß der im Kompensationskreis fließende Strom praktisch nicht genau dem Leerlaufstrom des Spannungswandlers gleich oder proportional gemacht werden kante, weil der Magnet.isierungsstrom der zusammen mit einem Widerstand benutzten Drosselspule nur dann gleich dem Leerlaufstr om des Wandlers sein kann, wenn die Drosselspule gleiche Induktion und genau gleiches Kernmaterial wie der Spannungswandler aufweist. Dies läßt sich praktisch schwer erreichen. Vor allem läßt sich eine Prüfung, ob diese Übereinstimmung tatsächlich vorhanden ist, nur an Hand der Fehlerkurven der fertiggestellten Wandleranordnung vornehmen. Um wirklich eine einigermaßen zufriedenstellende Übereinstimmung zu erreichen, muß man daher fast immer mehrmals den Wandler abändern und nach jeder Abänderung von neuem die Fehlerkurven aufnehmen.
  • Es ist durch die deutsche Patentschrift 4.oi 848 ein Leistungstransformator mit einer Einrichtung zur Kompensation seines Spannungsabfalls in einem unterspannungsseitig angeschlossenen Spannungsstromkreis bekanntgeworden; hier wird in den Unterspannungsstromkreis des Transformators eine zusätzliche Spannung künstlich eingeführt, die sich so mit der Belastung des Transformators ändert, daß sie -dem auf die Unterspannungsseite bezogenen Spannungsabfall des Transformators jeweils an Größe gleich, in der Phase aber entgegengesetzt ist. Bei der bekannten Anordnung handelt es sich um die Aufgabe, einen Leistungstransformator gleichzeitig auch zur Spannungsmessung auf seiner Unterspannungsseite zu benutzen, um so einen Spannungswandler zu ersparen.
  • Die Erfindung löst dagegen die Aufgabe, einen zum Anschluß von Meßgeräten, Zählern, Relais o. dgl. bestimmten Spannungswandler in seiner Genauigkeit zu verbessern, d. h. aus ihm einen P_räzisionsspannungswandler zu machen.
  • Gegenstand der Erfindung ist daher eine Anordnung zur Verbesserung des Spannungsfehlers und des Fehlwinkels von Spannungswandlern mittels einer mit der eigentlichen Sekundärspannung des Wandlers in Reihe geschalteten Zusatzspannung, die als Spannungsabfall an einem Widerstand auftritt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß dieser Widerstand dem primären Widerstand des Wandlers gleich oder proportional ist und vom Leerlaufstrom des Wandlers über einen Stromwandler, an dessen Sekundärwicklung der Widerstand liegt, durchflossen wird und daß die Primärwicklung des Spannungswandlers gleichzeitig die Primärwicklung des Stromwandlers bildet, daß aber jeder der beiden Wandler einen besonderen Eisenkern besitzt.
  • In den Abbildungen sind einige Ausführungsbeispiele für Spannungswandleranordnungen gemäß der Erfindung schaltungsmäßig dargestellt. Die Primärwicklung des Spannungswandlers ist in Abb. z mit z t, seine Sekundärwicklung mit 12 und sein Eisenkern mit 13 bezeichnet. Die Sekundärwicklung 12 liegt in Reihe mit einem aus einem Ohmschen Widerstandsteil 1:I und einem induktiven Widerstandsteil (Induktivität) 15 bestehenden Widerstand an der Se- kundärwicklung U., während die Primärspannung mit U, bezeichnet ist. Der Widerstand 14, 15 muß nun so bemessen sein, daß er dem primären Widerstand des Wandlers entspricht. Die Sekundärspannung U. eines Spannungswandlers ist, wenn der primäre Widerstand des Wandlers mit Z,, das Übersetzungsverhältnis mit i.` und der Magnetisierungsstrom mit I, bezeichnet wird, im Leerlauf: Macht man nun den Widerstand 1:l, 15 gleich so gilt Da aber bei größerem Z> das zweite Glied vernachlässigt werden kann, ist C'11 - (TI # , d.h. dann ist der Fehler des Spannungswandlers bei Leerlauf kompensiert, der Spannungsabfall an dein Widerstand 1q, 15 ist gleich der sekundären Fehlerspannung. Nimmt 1` kleinere eierte an, so daß der Wert nicht mehr vernachlässigt werden kann, so muß der Korrekturwiderstand für den Wert bemessen werden. hei Belastung des Wandlers durch die Bürde tritt somit nur noch der durch den Delastungsstrom hervorgerufene Fehler auf, d. h. die Fehlerkurve «wird nur parallel zu sich selbst verschoben, bleibt aber horizontal ats Funktion der Nennspannung. Da man das Übersetzungsverhältnis kennt und den primären Widerstand Z, bequem messen kann, ist es also ohne weiteres möglich, den Widerstand r4., 15 vorher genau zu berechtien, so daß nach Hinzufügen dieses Widerstandes der Wandler richtig abgeglichen ist.
  • Die Primärwicklung t r umfaßt jedoch nicht nur den Spannungswandlerkern 13, sondern auch den Stromwandlerkern 17; das gleiche gilt auch für die Sekundärwicklung 12 des Spannungswandlers. Die Sekundärwicklung des Stromwandlers ist mit 18 bezeichnet und umfaßt lediglich den Eisenkern 17; sie speist den in Reihe finit der Sekundärwicklung 12 geschalteten Widerstand t4., i5. Bei Lehrlauf sind die primären Amperewindungen .-1l1-, gleich den N-fagnetisierungsamperewindtingen .311'.x,, während die sekundären Amperewindungen AU% gleich Null sind. Die Amperewindungen der Wicklung 18, mit Af'3 bezeichnet, sind gleich der Differenz der Amperewindungen .-1W, und Ali',3 (den llagtietisierungsamperew;ndungen des Stromwandlers), d. h. der Differenz der Werte Abi'", und AW". Praktisch ist aber der Wert All'.. v ernachlässigbar klein gegenüber dem Wert so daß der Wert Af-V3 praktisch glich AU'", ist. Dann ist aber der die Wicklung t8 -durchfließende Strom 13 proportional dein Leerlaufsttom des Spannungswandlers, so daß der Widerstand 1d., 15 ebenso wie in den vorher erläuterten Beispielen von einem Strom durchflossen wird, der von dem Leerlaufstrom des Spannungswandlers abhängig ist. Wird der Widerstand i4., 15 nun so wie oben beschrieben bemessen, so ist die Summe der Spannung zwischen den Klemmen tg, 2o und des Spannungsabfalles an dein Widerstand 14, 15 gleich der fehlerfreien Sekundärspannung des Spannungswandlers, die zwischen den Klemmen :2o, 21 auftritt. Dies gilt wieder nur für Leerlauf ; bei Belastung durch die Bürde verschiebt sich die Fehlerkurve lediglich parallel zu sich selbst. Bei dem in Abb. r gezeichneten Beispiel bleibt der Widerstand 1q., 15 stets der gleiche, sofern man die Primärwicklung mit ihren Anzapfungen so auslegt, daß sich die für die verschiedenen Anzapfungen iergebenden primären Widerstände so zueinander verhalten wie die Quadrate der Nennübersetzungsverhältniss:e.
  • In manchen Fällen ist es erwünscht, an einen und denselben Spannungswandler mehrere Bürden gleichzeitig anzuschließen, vorl denen einige einen sehr geringen Verbrauch haben, aber eine besonders genaue Messung ermöglichen sollen, z. B. bei Differentialmeßeinrichtungen. Würde man diese Bürden mit den anderen einen größeren Verbrauch aufweisenden Bürden zusammen an die Klemmen 20,21 in Abb. i anschließen, so würde durch den Belastungsstrom , der letzteren die Genauigkeit der Messung an den Bürden mit sehr geringem Verbrauch beeinträchtigt werden. Diesem Mangel kann durch die in Abb.2 dargestellte Schaltungsanordnung abgeholfen werden, die sich von der in Abb, i gezeichneten nur dadurch unterscheidet, daß in die zu der Klemme 21 führende Leitung ein Hilfsstromwandler 224 gelegt ist, dessen Sekundärwicklung einen dem inneren Widerstand des Spannungswandlers entsprechenden Widerstand 25, 26 speist. Der an ihm auftretende Spannungsabfall wird in Reihe mit der Spannung zwischen den Klemmen 2o, 21 geschaltet. Zwischen den Klemmen 2o und "27 tritt also eine bei 'schwacher oder vernachlässigbar kleiner Bürde fehlerlose Spannung auf; die Bürden mit größerem Verbrauch können also an die Klemmen 2o, 2i gelegt werden, ohne daß die anderen zwischen den Klemmen 2o unj 27 angeschlossenen Bürden mit geringem Verbrauch in ihrer Meßgenauigkeit durch die infolge der größeren Bürde des Spannungswandlers hervorgerufene Änderung des übersetzungsverhältnisses beeinträchtigt werden.
  • Bei dem in Abb.3 dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt in Abweichung von Abb. i und 2 die Sekundärwicklung 12 des Spannungswandlers riur den Spannungswandlerkern 13, nicht aber den Stromwandlerkern 17. Dieser trägt außer der Primärwicklung ii und der Sekundärwicklung 18 noch eine dritte Wicklung 28, die die gleiche Windungszahl wie die Spannungswandlersekundärwicklung 12 besitzt. Die in der Wicklung 28 erzeugte Spannung ist mit der Spannung zwischen den Klemmen 20, 21 in Reihe geschaltet. An die Klemmen 20, 21 werden nun wieder die Bürden mit größerem Verbrauch gelegt, während die Bürden mit geringem Verbrauch und großenGenauigkeitsansprüchen zwischen den Klemmen 20 und 29 angeschlossen werden. Im Prinzip ist somit die Wirkungsweise dieser Einrichtung die gleiche wie bei der in Abb. 2 dargestellten. Der Stromwandlerkern 17 kann in allen Beispielen' aus einer Nickel-Eisen-Legierung bestehen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Verbesserung des Spannungsfehlers und Fehlwinkels von Spannungswandlern mittels einer mit der eigentlichen Sekundärspannung des Wandlers in Reihe geschalteten Zusatzspannung, die als Spannungsabfall an einem Widerstand auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Widerstand (1q., 15) dem primären Widerstand des Wandlers gleich oder proportional ist und vom Leerlaufstrom des Wandlers über einen Stromwandler, an dessen Sekundärwicklung der Widerstand liegt, durchflossen wird und daß die Primärwicklung des Spannungswandlers gleichzeitig die Primärwicklung des Stromwandlers bildet, daß aber jeder der beiden Wandler einen besonderen Eisenkern besitzt.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des Spannungswandlers den Stromwandlereisenkern ebenso wie den Spannungswandlereisenkern umfaßt.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensation der durch den Belastungsstrom verursachten Änderungen des übersetzungsverhältnisses ein weiterer Stromwandler angeordnet ist, dessen Primärwicklung von dem Belastungsstrom oder einem ihm proportionalen Strom gespeist wird, während die Sekundärwicklung einen dem inneren Widerstand des Spannungswandlers entsprechenden Widerstand speist, dessen Spannungsabfall mit der Sekundärspannung in Reihe geschaltet wird und somit eine Sekundärspannung ergibt, die bei schwacher oder vernachlässigbar kleiner Bürde fehlerlos ist (Abt. :2). Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des Spannungswandlers nur den Spannungswandlerkern umfaßt und der Stromwandler eine dritte Wicklung trägt, die die gleiche Windungszahl wie die Spannungswandlersekundärwicklung aufweist, und deren Spannung der korrigierten Sekundärspannung in Reihe geschaltet ist.
DEK142123D 1936-05-09 1936-05-09 Anordnung zur Verbesserung des Spannungsfehlers und Fehlwinkels von Spannungswandlern Expired DE739425C (de)

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DE (1) DE739425C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE972110C (de) * 1952-11-06 1959-05-21 Messwandler Bau Gmbh Kunstschaltung fuer Praezisions-Spannungswandler mit mehrstufigem UEbersetzungsverhaeltnis
DE973408C (de) * 1951-08-24 1960-02-11 Siemens Ag Spannungswandler, bei dem zur Sekundaerspannung zur Beseitigung des UEbersetzungsfehlers und des Winkelfehlers Zusatzspannungen hinzugefuegt werden
DE1100801B (de) * 1953-01-13 1961-03-02 Siemens Ag Normalspannungswandler

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE973408C (de) * 1951-08-24 1960-02-11 Siemens Ag Spannungswandler, bei dem zur Sekundaerspannung zur Beseitigung des UEbersetzungsfehlers und des Winkelfehlers Zusatzspannungen hinzugefuegt werden
DE972110C (de) * 1952-11-06 1959-05-21 Messwandler Bau Gmbh Kunstschaltung fuer Praezisions-Spannungswandler mit mehrstufigem UEbersetzungsverhaeltnis
DE1100801B (de) * 1953-01-13 1961-03-02 Siemens Ag Normalspannungswandler

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