DE944569C

DE944569C - Hochstrom-Schienenstromwandler

Info

Publication number: DE944569C
Application number: DEA19829A
Authority: DE
Inventors: Armand Brandt
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1954-02-24
Filing date: 1954-03-09
Publication date: 1956-06-21

Description

Hochstrom-Schienenstromwandler Beim Einbau von Schienenstromwandlern ist insbesondere in Hochstromanlagen mit einer Bee.i-nflussung der Wandler durch. magnetische Fremdfelder zu rechnen. Soldhe Fremdfelder können von benachbarten Stromschienen der gleichen oder einer fremden Stromquelle herrühren oder auch von benachbarten - Sammelschienen einer Hochstrom= Gleichstromanlage. Um den Einfluß solcher Fremdfelder und die dadurch verursachten Meßfehler klein zu halten, könnten, die Abstände der die Wandler tragenden Schienen untereinander oder gegen parallel zu ihnen verlaufende Schienen groß gewählt werden. Dies würde aber in Hochstromanlagen wegen dir hohen Sammelsehienenströme so große Minimalabstände zwischen den einzelnen Teilen der Anlage ergeben, daß sie sperrig und teuer wird. Wenn die Ströme benachbarter Stromschienen stets proportional dem Strom in -der einen Wandler tragenden Stromschiene blieben, könnte auf die großen Minimalabstände verzichtet werden. Meßfehler der Wandler könnten unter diesen Umständen durch Nacheichung an Ort und Stelle leicht behoben wenden. Sobald aber die Ströme benachbarter Schienen unabhängig vom Strom in der einen Wandler tragenden Schiene variieren-, wird eine Nacheichung zwecklos, weil sich sowohl die Richtung als auch die Größe der resulltierenden magnetischen Fremdfelder ändert.
Zur Beseitigung des schädlichen Einflusses des Eigenfeldes von elektrischen Apparaten auf dem Streufluß ausgesetzte Metallteile des Apparates hät man Abschirmungen aus elektrisch gut leitendem Material vorgeschlagen, welche :den Streufluß äuffanige-n. Derartige Abschirmungen sind bei kleinen Wandlerströmen auchals Sdhurz des Wandlers gegen Fremdfelder anwendbar. Bei großen. Strömen versagen sie aber in der Wirkung, weil -die Magnetisierung der Abschirmung durch den Wandlerstrom dorart hoch. wird, daß ihre Leitfähigkeit zur Aufnahme der Fremdfelder nicht mehr ausreicht, selbst wenn Luftspalte in der Abschirmung vorgesehen sind.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Hochstrom-Schienenstromwandler, dessen Kern 'von einer aus magnetisierbarem Material bestehenden Abschirmung gegen magnetische Fremdfelder umgeben. ist, bei. welchem die geschilderten Mängel dadurch behoben sind, daßerfindungsgemäß die Abschirmung durch einen dem Schienenstrom des Wandlers mindestens angenähert proportionalen Strom gegenmagnetisiert wird, ,so daß .die vom Schienenstrom in der Abschirmung erzeugte MMK mindestens :teilweise kompensiert wird.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch unter Weglassung der für das Verständnis der Erfindung .nicht notwendigen Einzelheiten dargestellt.
Fig. -i zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Schienenstromwandlers; die Fig. 2 und 3, zeigen Schaltschemata für die Gegenmagnetisierun@g der Abschirmung dos Wandlers. Der Schienens-tromwändler besitzt zwei. koaxiale Teilkerne 2a, 21" Welche .die Stromschiene i umgreifen und die Wicklungen 3a, 3b tragen. Die Wicklungen 3a, 3b der beiden Teilkerne sind gegengeschaltet; sie werden über .den Hilfstransformator 8 mit sinusförmigem Wechselstrom gespeist. Der vom Gleichrichterviereck 6 erzeugte, annähernd rechteckförmige Strom. ergibt einen Meßwert für den Schienengleichstrom, der am Instrument 7 abgelesen werden. kann. Mit i i ist eine Glättung-sdrossel im Gleichstromkreis bezeichnet. Die Teilkerne des Wandlers sind. mit einer Abschirmung q. aus magnetisierbarem Material in Ringform ümsdhlossen, welche zur Abschirmung des Wandlersgegen magnetische Fremdfelder dient. Da diese Abschirmung durch den ;hohen Strom in der Schiene i so .stark gesättigt wird, daß sie den von: Fremdfeldern herrührenden Kraftfluß nicht mehr aufnehmen könnte, wird. die. Abschirmung q. durch einen dem Schienenstrom wenigstens angenähert proportionalen Strom.. gegenmagnetisiert, so daß der in der Abschirmung vom Schienenstrom herrührende magnetische Fluß kompensiert ist. und die Abschirmungden voneinem Fremdöd herrührenden. Kraftfluß aufnehmen kann. Die Abschirmung ist für diesen Zweck mit einer Wicklung 5 versehen.
Für die Gegenmagnetisierung der Abschirmung kann der Schienenstrom des Wandlers benutzt werden, wenn es sich um einem Gleichstromwandler handelt. Wie in Fig. 2 -gezeigt, wird dann die Wicklung 5 mit Gleichstrom gespeist, der an den Klemmen eines' Shuntwiderstandes 9 von der Wand:lerschiene i entnommen wird. Der in Reihe mit dem S#hunt 9 liegende Widerstand io dient zur Einstellung der Gegenmagnetisierung der Abschirmung. Es besteht ferner die Möglichkeit, den für die- Gegenmagnetisserung der Abschirmung dienenden Gleichstrom der Wandlerschiene über :einen zusätzlichen Gleichstromwandler zu entnehmen.
Für Gleichstromwandler besteht ferner. die in Fig.'3 gezeigte Möglichkeit der Kompensation.- der Sättigung .der Abschirmung durch den Schienenstrom. Hier ist d ier vom Hilfstransformator 8 gelieferte Wechselstrom für die gegensinnige Magnetisierung der Wandlerkerne 3Q, 3b, der nach Gleichrichtung durch das Gleiidhrichterviereck 6 einen dem Schienengleichstrom angenähert proportionalen Wert besitzt, zur Speisung der Wicklung 5 auf der Abschirmung benutzt. Die Gegenmagnetisierunngswicklung 5 ist mit Anzapfungen zur Einstellung :der Gegenmagnetislerung versehen. Dem gleichen Zweck dient der Parallelwiderstand 13, ,Die Abschirmung kann noch reit einer KurzschluB-wicklurig i2 zur Dämpfung von Flußänderungen in der Gegenmagnetisierungswicklung versehen sein, welche durch -die im gleichgerichteten- Magre-. tisierungsstrom für die Wicklungen 3a, 3b enthaltenen Oberwellen entstehen.
Handelt es sich um Wechselstrom-Schienenwandler, dann wird für die Gegenmagnetisierung der Abschirmung ein dem Schienenstrom angenähert proportionaler Wechselstrom verwendet, um die Magnetisierung der Abschirmung durch den Schienenstrom zu kompensieren, damit diese den von Fremdfeldern herrührenden Streufluß aufnehmen kann. Die Gegenmagnetisierung mit Wechselstrom wird auch erreicht durch Kurzschließen der Gogenmagnetisierungswicklung der Abschirmung.
Um dien Wandler auch gegen Fremdfelder abzuschirmen, welche von zur Achse des Wandlers senkrechten Stromschienen herrühren, ist es zweckmäßig, die Abschirmung so breit zu machen, daß sie den Wandleckern in der Achserrichtung überragt. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Abschirmung dies Wandlerkernes in an sich bekannter Weise mit mindestens einem Luftspalt zu versehen, um die Magneti:sierung zu verringern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. -Hochstrom-Sdhienenstromwandler, dessen Kern von einer aus magnetisierbarem Material bestehenden. Abschirmung gegen magnetische Fremdfelder umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung durch einen dem Schienenstrom des Wandlers mindestens angenähert proportionalen Strom gegenmagnetisiert wird, ,so daß .die vom Schienenstrom- in der Abschirmung erzeugte MMK mindestens teilweise kompensiert wird.
2. Hochstrom-Schienenstromwandlernach An,-spruch i für Gleichstromanlagen mit zwei Icoaxialeii Teilkernen, die mit Wechselstrom gegensinnig magnetisiert sind, der nach Gleichrichtung dem Schienengleichstrom des Wandlers angenähert proportional ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung des Wandlers -mit dem gleichgerichteten Magnetiisierungsstrom der WahdIerkerne gegenmagnetisiert wird.
3. Hochstrom-Srhienenstromw andler nach Anspruch i für Gleichstromanlagen mit zwei koaxialen Teilkernen, die mit Wechselstrom gegensinnig magnetisiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß für die Gegenmagnetisierung der Abschirmung der Schienengleichstrom des Wandlers dient. q..
Hochstrom-Schienenstromwandler nach Anspruch i urnd #-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetisierungsgleichstrom für die Gegenmagnetisierungder Abschirmung an den Klemmen eines Shuntwiderstandes von der Stromwandlerschiene abgenommen wird.
5. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetisierungsgleichstrom für die Gegenmagnetiiierung der Abschirmung über einen zusätzlichen Gleichstromwandler von der Wandlerschien.e abgenommen wird.
6. Hochstrom-Schienenstromwandler nachAnspruch i für Wechselrichter, dadurch gekennzeichnet, @daß für die Gegenmagnetisierung der Abschirmung ein dem Schienenstrom mindestens angenähert proportionaler Wechselstrom dient.
7. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Anspruch i für Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung reit einer kurzgeschlossenen Wicklung für die Entmagnetisierung versehen ist. B. Hochstrom-Schnenenstromwandler nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, d-aß die Abschirmung mit einer an sich bekannten Kurzschlußwicklung zur Dämpfung von Flußänäerungen in der Gegenmagnetisierungswicklung versehen ist, welche durch die im gleichgerichteten Magnetisierungsstrorn für die Wandlerkerne enthaltenen Oberwellen entstehen,. g. Hochstrom@Schienenstromwandlernach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenmagnetisierung,der Abschirmung einstellbar ist. io. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung den Wandlerkern in der Achsenrichtung überragt. ii. Hochstrom-Schienenstromwandler nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmung des Wandlerkernes mindestens einen Luftspalt aufweist.