DE910319C

DE910319C - Method and circuit for measuring the short-circuit resistance with the help of the current and voltage changes in three-phase systems that occur as a result of a load change

Info

Publication number: DE910319C
Application number: DES23231A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Poleck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-05-24
Filing date: 1951-05-24
Publication date: 1954-04-29

Description

Verfahren und Schaltung zur Messung des Kurzschlußwiderstandes mit Hilfe der als Folge einer Laständerung auftretenden Strom- und Spannungsänderung in Drehstromanlagen Bei elektrischen Leitungsnetzen läßt sich der Kurzschlußwiderstand für eine bestimmte Netzstelle aus der an dieser Stelle bei einer künstlichen Laständerung auftretenden Strom- und Spannungsänderung ermitteln. Dieser Kurzschlußwiderstand ergibt sich als. Quotient aus Strom- und, Spannungsänderung. Bei bekannter Netzspannung läßt sich dann die Kurzschlußleist,ung ermitteln, die hei einem tatsächlichen Kurzschluß an der Meßstelle auftreten würde.Method and circuit for measuring the short-circuit resistance with Help the current and voltage changes that occur as a result of a load change in three-phase systems In electrical networks, the short-circuit resistance can be for a certain network point from the at this point in the event of an artificial load change determine the current and voltage changes that occur. This short circuit resistance results as. Quotient of current and voltage change. If the mains voltage is known the short-circuit power can then be determined, which is an actual short-circuit would occur at the measuring point.

Die Messung des Kurzschlußwiderstandeswurde in der Weise durchgeführt, d'aß Strom und Spannung vor und nach der künstlichen Laständerung gemessen und der Quotient aus den Differenzwerten gebildet wurde. Da bei großen Verteilernetzen die durch eine künstliche Zusatzlast erreichbaren Strom- und Spannungsänderungen relativ klein sind und außerdem willkürliche Spannungsschwankungen durch andere Verbraucher im Netz auftreten.; ist mit dieseln Meßverfahren nur eine sehr ungenaue Ermittlung des Kurzschlußwiderstand-es möglich.The measurement of the short-circuit resistance was carried out in the manner d'ass current and voltage measured before and after the artificial load change and the Quotient was formed from the difference values. Since in large distribution networks the The changes in current and voltage that can be achieved by an artificial additional load are relative are small and also have arbitrary voltage fluctuations caused by other consumers appear in the network .; is only a very imprecise determination with these measuring methods the short-circuit resistance-it possible.

Gemäß der Erfindung läßt sich der Kurzschlußwiderstand auch aus kleinen Strom- und Spannungsänderungen dadurch ermitteln, daß der Strom- und Spannungsscheitelwert vor und nach der Laständerung mittels, Kondensatoren gespeichert, durch Umschaltung auf eine Differenzschaltung die Differenz der Strom- und. Spannungswerte gebildet und- die Differenzwerte gegebenenfalls über einen Gleich- Spannungsverstärker auf ein Quotientenineßgerät geschaltet werden.According to the invention, the short-circuit resistance can also be small Determine current and voltage changes that the current and voltage peak value before and after the load change by means of capacitors stored by switching on a differential circuit the difference between the current and. Voltage values formed and - if necessary, the difference values via an equal Voltage amplifier can be switched to a quotient measuring device.

Durch dieses Verfahren lassen sich Fehler, die bei der Ablesung der Strom- und an elektrischen Meßgeräten und bei der Differenzbildung dieser Werte entstehen, vermeiden. Der Kürzschlußwiderstand kann mit einem Quotientenmeßgerät direkt angezeigt und die Messung relativ schnell durchgeführt werden. Willkürliche Spannungsschwankungen des Netzes lassen sich hierdurch und gegebenenfalls durch häufigeres Wiederholen der Messung und Mittelw-ertbildung eliminieren.This procedure eliminates errors that occur when reading the Current and electrical measuring devices and when calculating the difference between these values arise, avoid. The short-circuit resistance can be measured with a quotient measuring device can be displayed directly and the measurement can be carried out relatively quickly. Arbitrary Voltage fluctuations in the network can be passed through this and if necessary Eliminate frequent repetition of the measurement and averaging.

Für die Differenzbildung können die Scheitelwerte der positiven oder negativen Halbwellen von Strom und Spannung gespeichert werden. Um jedoch dien fälschenden Einfluß einer Gleichstromkomponente im Strommeß'kreis auszuschalten, empfiehlt es sich, insbesondere für die Differenzmessung der Ströme die Summe der Scheitelwerte aus den positiven und negativen Halbwellen vor und nach der Laständerung zu speichern.The peak values of the positive or negative half-waves of current and voltage are stored. However, in order to serve counterfeiters It recommends switching off the influence of a direct current component in the current measuring circuit the sum of the peak values, especially for the difference measurement of the currents to save from the positive and negative half-waves before and after the load change.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird zweckmäßig mittels gesteuerter Gleichrichter kurzzeitig während des Scheitelwertes des Stroms bzw. der Spannung der entsprechende Speicherkondensator aufgeladen. Eine relativ einfache Anordnung wird mit gesteuerten Kontaktgleichrichtern erhalten. Zur Speicherung jeder Halbwelle werden dann zweckmäßig zwei Kontaktgleichrichter mit in Serie geschalteten Kontakten und, um den Betrag i 8o° - ö phasenverschobenen Steuerströmen verwendet, die nur während eines kleinen Schaltwinkels ö (von z. B. 8:°) den Scheitelwert der Spannung bzw. einen dem Strom proportionalen Spannungswert an den entsprechenden Speicherkondiensator legen. Werden diie Kontaktgleichrichter im Strommeßkreis synchron mit denen im Spannungsmeßkreis geschaltet, so wird die Wirkstromkomponente gespeichert und dementsprechend die Wirkkomponente des Kürzschlußw iderstandes gemessen. Werden die Kontaktgleichrichter im Strom@meßkreis durch um 9o' phasenverschobene Steuerströme.geschaltet, so ergibt die Messung entsprechend! die Blindkomponente des Kürzschlußwiderstandes.To carry out the method according to the invention, it is expedient by means of controlled rectifiers briefly during the peak value of the current or the voltage of the corresponding storage capacitor is charged. A relative simple arrangement is obtained with controlled contact rectifiers. For storage Each half-wave then expediently two contact rectifiers connected in series Contacts and, by the amount i 8o ° - ö phase-shifted control currents are used, which only during a small switching angle δ (of e.g. 8: °) the peak value of Voltage or a voltage value proportional to the current to the corresponding Place storage capacitor. The contact rectifiers in the current measuring circuit become synchronous switched with those in the voltage measuring circuit, the active current component is saved and measured accordingly the active component of the short-circuit resistance. Will the contact rectifier in the current measuring circuit is switched by control currents shifted by 9o ', so the measurement results accordingly! the reactive component of the short-circuit resistance.

:Mittels. gegeIbenenfälls zeitabhängiger Relais kann das ganze Meßverfahren selbsttätig durchgeführt und der Kurzschl.ußwiderstand direkt angezeigt werden. Hierzu werden z. B. die bestehenden Strom- und Spannungswerte gespeichert und unmittelbar bzw. einigeMillisekunden vor Betätigen des Schalters zum Zu- oder Abschalten der künstlichen Last die entsprechenden Speicherkondensatoren abgeschaltet und darauf oder gleichzeitig die zweite Gruppe der Speicherkondensatoren eingeschaltet. Diese werden dann durch ein Relais mit gegebenenfalls einstellbarer Verzögerungszeit nach einigen Zehntelsekunden abgeschaltet, wobei durch eine Differenzschaltung die Differenz der Ströme und Spannungen gebildet wird. Die Differenzwerte «erden gegebenenfalls verstärkt und ihr Ouotient durch ein Ouotientenmeßgerät angezeigt. In der Zeichnung ist in einem Beispiel die Wirkungsweise einer Meßschaltung gemäß der Erfindung zur Messung des Kurzschlußwiderstandes in einem Drehstromnetz erläutert.: By means of. If necessary, time-dependent relays can do the whole measuring process carried out automatically and the short-circuit resistance can be displayed directly. For this purpose z. B. the existing current and voltage values stored and immediately or a few milliseconds before pressing the switch to switch the artificial load, the corresponding storage capacitors are switched off and on or the second group of storage capacitors is switched on at the same time. These are then followed by a relay with an optionally adjustable delay time switched off a few tenths of a second, whereby the difference is determined by a differential circuit of currents and voltages is formed. The difference values «ground if necessary amplified and their ouotient displayed by an ouotient meter. In the drawing is in an example the operation of a measuring circuit according to the invention for Measurement of the short-circuit resistance in a three-phase network explained.

In der Fig. i ist der Spann@ungsmeßkreis dargestellt. Die Kontaktgleichrichter Gli und Gl. sind in Reihe geschaltet und ihre Steuerströme um den Betrag i8o° -ö phasenverschoben. In der Fig. 2 sind die Schaltzeiten der Kontaktgleichrichter Gli und. Gl. dargestellt. Während der durch die Striche angedeuteten Zeit ist der jeweilige Kontakt geschlossen. Beide Kontakte sind, jeweils nur während des kleinen Schaltwinkels ö im Scheitelwert der Spannung URS geschlossen. Hierdurch wird der Scheitelwert der positiven Halbwelle der Spannung URS .durch den Kondensator Ci gespeichert (Fig. i). In entsprechender Weise werden die negativen Halbwellen mittels der Gleichrichter Gl3 und G14 durch den Kondensator C3 gespeichert. Beim Zu-oder Abschalten der künstlichen Belastung wird der Schalter S1 umgelegt, und die in den Kondensatoren C; und, C3 gespeicherten Spannungen werden durch Serienschaltung der beiden Kondensatoren summiert.The voltage measuring circuit is shown in FIG. The contact rectifier Gli and Gl. are connected in series and their control currents by the amount i8o ° -ö out of phase. In FIG. 2, the switching times of the contact rectifiers Gli and. Gl. shown. During the time indicated by the lines, the respective Contact closed. Both contacts are only active during the small switching angle ö closed at the peak value of the voltage URS. This becomes the peak value the positive half-wave of the voltage URS. stored by the capacitor Ci (Fig. i). In a corresponding way, the negative half-waves are rectified by means of the rectifier Gl3 and G14 stored by capacitor C3. When switching on or off the artificial Load is switched over to switch S1, and the capacitors C; and, C3 Stored voltages are summed up by connecting the two capacitors in series.

Der durch die Laständerung veränderte Spannungswert (positive und negative Halbwelle) wird jetzt in gleicher Weise in den Kondensatoren C2 und C4 gespeichert. Nach einer gewissen Verzögerungszeit (z. B. 1/io Sekunde) werden durch ein Relais die Schalter S2 und S3 ausgelöst. Hierdurch werden die Kondensatoren Cl, C3 und C2, C4 gegeneinandergeschaltet und die Differenz ihrer gespeicherten Spannungswerte gebildet und dem Gitter des Verstärkerrohres Rö zugeführt. Der Schalter S3 dient im Beispiel der Fig. i dazu, das Gitter des Verstärkerrohres auf Erdpotential zu halten, solange keine Differenzspannung angelegt ist. Die verstärkte Spannungsdifferenz wird als Stromwert IU der einen Spule des Ouotienten@ineßgerätes zugeführt. Durch die Widerstände, R1, R2 und R3 läßt sich in bekannter Weise vermeiden, daß der Anodenruhestrom über -die Verbindung a1, a2 und damit über die Spule des Quotientenmeßwerkes Q fließt. Fig.3 zeigt in einem Blockschaltbild dien Strom- undSpannungsmeßkreis und das Quotientenmeßgerät zur Anzeige des Kurzschlußwiderstandes. Mit GU ist der eben beschriebene Spannungsmeßkreis bezeichnet. G, stellt einen entsprechend geschalteten Strommeßkreis dar, dem über die Wandler Ws und WR und den Widerstand Z eine Spannung zugeführt wird, die dem entsprechenden verketteten Strom IRS proportional ist. Das Quotientennießgerät Q zeigt den Quotient d. h. den Kurzschlußleitwert des, Netzes an, der mit dem Quadrat der Netzspannung multipliziert gleich der Kurzschlußleistung ist.The voltage value changed by the load change (positive and negative half-wave) is now stored in the same way in capacitors C2 and C4. After a certain delay time (e.g. 1/10 second), switches S2 and S3 are triggered by a relay. As a result, the capacitors C1, C3 and C2, C4 are switched against one another and the difference between their stored voltage values is formed and fed to the grid of the amplifier tube Rö. In the example in FIG. 1, the switch S3 serves to keep the grid of the amplifier tube at ground potential as long as no differential voltage is applied. The amplified voltage difference is fed as a current value IU to one coil of the ouotient measuring device. The resistors R1, R2 and R3 prevent the anode quiescent current from flowing via the connection a1, a2 and thus via the coil of the quotient measuring mechanism Q in a known manner. 3 shows in a block diagram the current and voltage measuring circuit and the quotient measuring device for displaying the short-circuit resistance. The voltage measuring circuit just described is denoted by GU. G represents a correspondingly switched current measuring circuit to which a voltage is fed via the converters Ws and WR and the resistor Z, which voltage is proportional to the corresponding chained current IRS. The quotient usufructuary Q shows the quotient ie the short-circuit conductance of the network, which multiplied by the square of the network voltage is equal to the short-circuit power.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure for measuring the short-circuit resistance with the help of the change in current and voltage that occurs as a result of a change in load in three-phase systems. characterized, that the current and The voltage value before and after the load change is saved by means of capacitors Switching to a differential circuit, the difference between the current and voltage values and the difference values, if necessary, via a DC voltage amplifier be switched to a Quofientenmeßgerät.

2. The method according to claim i, characterized characterized in that the sum of the current and voltage peak value from the positive and the negative half-wave is stored before and after the load change.

3. Circuit for performing the method according to claim i and. 2, marked thereby, that by means of controlled rectifiers, preferably by means of two contact rectifiers, and with contacts connected in series, which by the, amount i 3o ° - 8 against, actuated control currents out of phase with each other, only during. one, little one Switching angle 8 is the peak value of the voltage or one of the active or reactive components of the current proportional voltage value to the. corresponding storage capacitor is placed. q .. Circuit according to claim i or the following, characterized in that that by the change in load the disconnection of the capacitors to store the existing current and voltage values and after an adjustable delay time the disconnection of the capacitors for the changed current and voltage values, and the switchover to difference formation is triggered.