DE937838C

DE937838C - Earth fault reactor or current transformer

Info

Publication number: DE937838C
Application number: DEK4503D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Raupach
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1942-10-18
Filing date: 1942-10-18
Publication date: 1956-01-19

Description

Erdschlußdrosselspule oder Stromwandler Auf den verschiedensten Gebieten der Stark- und Schwachstromtechnik sind Drosselspulen gebräuchlich, die ohne Luftspalt durch Eintritt der Sättigung im Kerneisen ihren induktiven Widerstand ändern. Bei größeren Leistungen verwendet man Drosselspulen mit Luftspalten im geschlossenen Kern, deren Impedanz praktisch unabhängig vom Drosselstrom ist. Es ist weiterhin bekannt, den induktiven Widerstand einer Drosselspule in Abhängigkeit vom Drosselstrom zu beeinflussen, indem man den Eisenkern an einer Stelle aufschlitzt und mit einer Vormagnetisierungswicklung versieht, die vom Drosselstrom direkt oder über einen Stromwandler, gegebenenfalls noch über Gleichrichter, erregt wird und in diesem Kernstück eine Eisensättigung herbeiführt. Allen diesen Drosselspulen ist eine mit steigendem Drosselstrom stetig absinkende Impedanz eigentümlich.Earth-fault reactor or current transformer in a wide variety of areas In high and low current technology, choke coils are used that do not have an air gap change their inductive resistance when saturation occurs in the core iron. at greater powers are used with inductors with air gaps in the closed Core whose impedance is practically independent of the inductor current. It is still known, the inductive resistance of a choke coil as a function of the choke current to influence by slitting the iron core at one point and with a Bias winding provides that from the inductor current directly or via a Current transformer, possibly also via rectifier, is excited and in this Core piece brings about iron saturation. There is one with all of these reactors increasing choke current, steadily decreasing impedance peculiar.

Es gibt nun aber Fälle, in denen der induktive Widerstand einer Drosselspule in Abhängigkeit vom Drosselstrom ansteigen oder plötzlich zusammenbrechen oder auch zuerst absinken und dann ansteigen soll. So benötigt man zur Erdschlußkompensation in elektrischen Netzen Löschdrosselspulen, die zwecks selbsttätiger Anpassung ihres induktiven Widerstandes an die schwankenden Netzkapazitäten eine Charakteristik ähnlich einer Resonanzkurve haben müssen. Weiterhin sei auf die Begrenzung der Überstromziffer von Stromwandlern verwiesen; hier soll durch Eintritt der Sättigung im Stromwandlerkern oder einem Teil dieses Kernes das Übersetzungsverhältnis möglichst plötzlich nach Überschreiten des Nennstromes gestört werden.But there are cases in which the inductive resistance of a choke coil increase or suddenly collapse depending on the choke current or also should decrease first and then increase. So you need for earth fault compensation in electrical networks extinguishing reactors, which for the purpose of automatic adjustment of their inductive resistance to the fluctuating network capacities a characteristic must have similar to a resonance curve. Furthermore, the limitation of the overcurrent figure should be considered referenced by current transformers; here should occur through the occurrence of saturation in the current transformer core or a part of this core, the transmission ratio as possible suddenly are disturbed after the rated current is exceeded.

Die Erfindung betrifft eine Erdschlußdrossel-" spule oder einen Stromwandler mit - einem geschlossenen Eisenkern und einer Vormaggnetisierungswicklung, die von dem die Drosselspule bzw. den Stromwandler durchfließenden oder einem ihm proportionalen, gegebenenfalls gleichgerichteten -Strom erregt wird. Erfindungsgemäß läßt sich die gewünschte Anpassung der Änderung des induktiven Widerstandes in einfacher Weise dadurch erzielen, daß in Reihe oder parallel zur Vormagneti-m sierungswicklung eine Hilfsdrosselspule angeordnet wird, deren Kern vorzugsweise aus Blechen einer Nickel-Eisen-Legierung besteht. Die Vormägnetisierungswicklung besteht zweckmäßig aus zwei Teilen, die im gleichen Wickelsinn auf die beiden durch Anordnung eines Schlitzes.oder Loches in einem der Eisenkernschenlfel entstandenen Kernstücke aufgebracht ist und in Reihen- oder Parallelschaltung mit der Hilfsdrosselspule entweder unmittelbar oder über einen Hilfsstromwandler im Zuge der Drosselspulenwicklung - bzw. einer der Stromwandlerwicklungen, vorzugsweise einer Tertiärwicklung des Stromwandlers, liegt.The invention relates to an earth leakage choke coil or a current transformer with - a closed iron core and a pre-magnetization winding made by the one flowing through the choke coil or the current transformer or one proportional to it, possibly rectified current is excited. According to the invention, the desired adaptation of the change in inductive resistance in a simple manner achieve that in series or parallel to the pre-magnetization winding a Auxiliary choke coil is arranged, the core of which is preferably made of sheet metal of a nickel-iron alloy consists. The pre-magnetization expediently consists of two parts, the in the same direction of winding on the two by arranging a slot or hole is applied in one of the iron core pieces and is arranged in rows or parallel connection with the auxiliary choke coil either directly or via an auxiliary current transformer in the course of the inductor winding - or one of the current transformer windings, preferably a tertiary winding of the current transformer.

In den Abbildungen sind verschiedene Ausführungs- und Anwendungsbeispiele für die Erfindung schaltungsmäßig dargestellt. Mit i i ist in Abb. i der Eisenkern, mit 12 die Wicklung einer Drosselspule bezeichnet. Der eine Schenkel des Kernes i i hat einen Schlitz 13. Auf die beiden durch diesen Schlitz getrennten Kernstücke 1,4 und 15 sind im gleichen Winkelsinn die beiden Teile einer Vormagnetisierungswicklung 16 aufgebracht, die in Reihe mit einer Hilfsdrosselspule 17 an die Sekundärwicklung eines primärseitig im Zuge der Drosselwicklung 12 liegenden Hilfsstromwandlers 18 angeschlossen ist. Bei niedrigem Drosselstrom ist die Klemmenspannung am Hilfsstromwandler 18 so niedrig, sdaß die Hilfsdrosselspule 17 noch ungesättigt ist, also einen hohen Widerstand darstellt, so daß die Vormagnetisierungswicklung 16 praktisch nicht erregt wird. Die Drosselspulenanordnung hat also einen verhältnismäßig' hohen induktiven Widerstand. Bei steigendem Drosselstrom wächst die Sekundärspannung am Stromwandler 18, die Hilfsdrosselspule 17 wird gesättigt und stellt für den Sekundärstroxri des Wandlers 18 kennen nennenswerten Widerstand mehr dar. Infolgedessen wird die Vormagnetisierungswicklüng 16 stark erregt, und die Kernstücke 1:4, 15 werden stärker gesättigt als die übrigen Teile des Eisenkernes i i, was sich ähnlich auswirkt wie die Vergrößerung eines Luftspaltes. Die Gesamtinduktivität der -Doppelspule weist also eine abfallende Charakteristik auf. Wenn man den Kern der Hilfsdrosselspule 17 aus Blechen einer Nickel-Eisen-Legierung herstellt, kann man es erreichen, daß- der Zusammenbruch des induktiven Widerstandes der Drosselspule verhältnismäßig plötzlich eintritt.The figures show various design and application examples for the invention shown in terms of circuitry. With i i is the iron core in Fig. I, with 12 denotes the winding of a choke coil. One leg of the nucleus i i has a slot 13. On the two core pieces separated by this slot 1, 4 and 15 are the two parts of a bias winding in the same angular sense 16 applied in series with an auxiliary choke coil 17 to the secondary winding an auxiliary current transformer 18 located on the primary side in the course of the inductor winding 12 connected. If the inductor current is low, the terminal voltage is at the auxiliary current transformer 18 so low that the auxiliary choke coil 17 is still unsaturated, so a high one Represents resistance, so that the bias winding 16 is practically not energized will. The inductor assembly thus has a relatively high inductive value Resistance. As the inductor current increases, the secondary voltage at the current transformer increases 18, the auxiliary choke coil 17 is saturated and provides for the secondary flow of the Converter 18 know more significant resistance. As a result, the Vormagnetisierungswicklüng 16 strongly excited, and the core pieces 1: 4, 15 become more saturated than the rest Parts of the iron core i i, which has a similar effect as the enlargement of a Air gap. The total inductance of the double coil thus has a decreasing value Characteristic on. If you have the core of the auxiliary reactor 17 made of sheet metal a By producing nickel-iron alloy, it can be achieved that- the collapse the inductive resistance of the choke coil occurs relatively suddenly.

Bei -dem in Abb. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Drosselspule, die beispielsweise .als Löschdrossel zur Erdschlußkompensation Verwendung finden kann, ist die Hilfsdrosselspule 17 der Vormagnetisierungswicklung 16 parallel geschaltet. Bis 'zu einem bestimmten Drosselstrom wird hier 4ie...Vormagnetisierungswicklung 16 entsprechend erregt. Bei weiterem Ansteigen des Drosselstromes wird die Sekundärspannung des Hilfsstromwandlers i8 so groß, daß der Kern der Hilfsdrosselspule gesättigt wird und damit ihr induktiver Widerstand zusammenbricht. Das bedeutet für die Vormagnetisierungswicklung 16 praktisch einen Kurzschluß. Während zuerst infolge Erregung der Vormagnetisierungswicklung die Impedanz der Drosselspule klein war, wird sie nun also bei wachsendem Drosselstrom größer.In the embodiment of a choke coil shown in Fig. 2, which are used, for example, as a choke for earth fault compensation can, the auxiliary choke coil 17 of the bias winding 16 is connected in parallel. Up to a certain inductor current, here 4ie ... premagnetization winding 16 excited accordingly. If the inductor current increases further, the secondary voltage becomes of the auxiliary current transformer i8 so large that the core of the auxiliary inductor is saturated and thus its inductive resistance breaks down. That means for the bias winding 16 practically a short circuit. While initially due to the excitation of the bias winding the impedance of the choke coil was small, so now it becomes as the choke current increases greater.

Das in Abb. 3 gezeichnete Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Abb. 2 dargestellten dadurch, daß. die Vormagnetisierungswicklung 16 über eine Gleichrichteranordnung i9 vom Hilfsstromwandler i8° gespeist wird. Dies hat den Vorteil gleicher Flußdichte in den beiden Kernstücken 14 und 15.The embodiment shown in Fig. 3 differs from that shown in Fig. 2 in that. the bias winding 16 over a rectifier arrangement i9 is fed by the auxiliary current transformer i8 °. this has the advantage of the same flux density in the two core pieces 14 and 15.

In der Abb. 4 ist ein Beispiel dafür gezeigt, wie man die Charakteristik der Drosselspule durch Anordnung mehrerer Schlitze 13a, 13b und 13, und einer entsprechenden Anzahl von Vormagnetisierungsivicklungen r6", 16b und 16, willkürilich verbreitern kann. Die Vormagnetisierungswicklungen werden über die Drosselspulen 17Q, 17b und 17, von den Hilfstromwandlern 18Q, 18b und 18, gespeist. Statt dieser drei Hilfsstromwandler kann man auch einen Stromwandler mit einer Primärwicklung und drei Sekundärwicklungen verwenden.In Fig. 4 is shown an example of how to get the characteristic the choke coil by arranging a plurality of slots 13a, 13b and 13, and a corresponding one Number of bias windings r6 ", 16b and 16, arbitrarily broaden can. The bias windings are through the choke coils 17Q, 17b and 17, fed by the auxiliary current transformers 18Q, 18b and 18. Instead of these three auxiliary current transformers you can also use a current transformer with one primary winding and three secondary windings use.

Die Abb. 5 stellt einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Stromwandler dar. Auf dem Mittelschenkel des Mantelkernes 2o befinden sich die Primärwicklung 21, die Sekundärwicklung 22 und eine Tertiärwicklung 23, die über die Hilfsdrosselspule 24 die Vormagnetisierungswicklung25 speist. Diese ist auf dem einen mit einem Schlitz 26 versehenen Außenschenkel des Stromwandlerkernes in derselben Weise aufgebracht, wie die Wicklung 16 in den vorhergehenden Beispielen. Sobald der Nennstrom des Stromwandlers überschritten wird, also die Klemmenspannung an der Tertiärwicklung 23 einen bestimmten Wert erreicht bzw. überschreitet, wird der Kern der Hilfsdrosselspule gesättigt, ihr induktiver Widerstand bricht zusammen und die Vormägnetisierungswicklung 25 wird erregt. Dadurch tritt in einem Teil des Stromwandlerkernes 20 Sättigung ein, die ein Wachsen des Sekundärstromes trotz steigenden Primärstromes verhindert. Auf diese einfache Art und Weise kann man also die Überstromziffer eines -Stromwandlers begrenzen.Fig. 5 shows a current transformer designed according to the invention The primary winding is located on the middle leg of the jacket core 2o 21, the secondary winding 22 and a tertiary winding 23, which over the auxiliary choke coil 24 feeds the bias winding 25. This is on one with a slot 26 provided outer leg of the current transformer core applied in the same way, like winding 16 in the previous examples. As soon as the rated current of the current transformer is exceeded, so the terminal voltage at the tertiary winding 23 is a certain If the value is reached or exceeded, the core of the auxiliary reactor is saturated, its inductive resistance breaks down and the pre-magnetization winding 25 gets excited. As a result, saturation occurs in part of the current transformer core 20, which prevents the secondary current from growing in spite of the increasing primary current. on in this simple way one can get the overcurrent figure of a -current transformer limit.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Earth fault reactor or current transformer with a closed iron core and a bias winding from which the choke coil or one flowing through the current transformer or one proportional to it, if necessary rectified current is excited, characterized in that in series or an auxiliary choke coil is arranged parallel to the bias winding.

2. Earth fault inductor or current transformer according to claim i, characterized in that that the bias winding consists of two parts that have the same winding direction on the two by arranging a slot or hole in one of the iron core legs resulting core pieces is applied and connected in series or in parallel with the auxiliary reactor either directly or via an auxiliary current transformer in the In the course of the choke coil winding or one of the current transformer windings, preferably a tertiary winding of the current transformer.

3. Earth fault reactor according to claim i or 2, characterized in that several bias windings on the iron core are applied and arranged a corresponding number of auxiliary reactors is. q .. earth-fault inductor or current transformer according to claim i or 2, characterized characterized in that the auxiliary choke coil has a core made of sheets of a nickel-iron alloy owns.