EP2622614A1 - Vorrichtung und verfahren zum verringern eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum verringern eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators

Info

Publication number
EP2622614A1
EP2622614A1 EP10760331.8A EP10760331A EP2622614A1 EP 2622614 A1 EP2622614 A1 EP 2622614A1 EP 10760331 A EP10760331 A EP 10760331A EP 2622614 A1 EP2622614 A1 EP 2622614A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
current
switching unit
compensation winding
transformer
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP10760331.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2622614B1 (de
Inventor
Peter Hamberger
Albert Leikermoser
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG Oesterreich
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG Oesterreich filed Critical Siemens AG Oesterreich
Publication of EP2622614A1 publication Critical patent/EP2622614A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2622614B1 publication Critical patent/EP2622614B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F7/00—Regulating magnetic variables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/33—Arrangements for noise damping
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/42—Circuits specially adapted for the purpose of modifying, or compensating for, electric characteristics of transformers, reactors, or choke coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/14—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias
    • H01F2029/143—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias with control winding for generating magnetic bias

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for reducing a magnetic DC component in the core of a transformer, having a measuring device which corresponds to the magnetic DC component
  • Sensor signal provides, with a compensation winding which is magnetically coupled to the core of the transformer, with a switching unit, which is arranged in a current path in series with the compensation winding, to the compensation winding in a current
  • the switching unit is controllable by means of a control provided by a control variable; Furthermore, the present invention relates to a method for converting a transformer.
  • electrical transformers as they are used in energy distribution networks, it may be to a
  • DC component can, for example, electronic
  • Construction components come as they are today in the
  • GIC Global System for Mobile Communications
  • a DC component in the core of the transformer results in a DC component, which is superimposed on the AC flux. This leads to an asymmetric modulation of the magnetic material in the core and brings a number of disadvantages. Even a DC of a few amps can cause local heating in the transformer
  • Another undesirable effect is an increased noise emission during operation of the transformer. This is especially troublesome when the transformer is installed near a living area.
  • Adjuster or a controller in conjunction with an associated sensor e.g. a microphone.
  • an associated sensor e.g. a microphone
  • Compensation winding of a transformer for the purpose of DC minimization a compensation current is fed. From a control device with independent power source is a controllable frequency for the current flow of the
  • MOSFET Semiconductor switch
  • Energy for generating the compensation current is taken from a capacitor which is charged cyclically via the freewheeling circuit of the MOSFET.
  • transformers as they are used in an energy distribution network, but is a capacitor as energy storage for the sake of
  • the invention relates to a method for converting a transformer. This object is related to a device with the
  • Switching unit network synchronous and according to a predetermined
  • Direct current causes in the soft magnetic core of
  • Transformers a reduction of the DC component, or cancel its effect in the core completely. As a result, it no longer comes to undesirable asymmetric modulation of the soft magnetic core. As a result, the thermal load of the winding of the transformer is lower. When operating the transformer are losses and Noise lower.
  • the device can be realized with comparatively simple means. Both discrete and or programmable devices can be used and are commercially available. Of great advantage is that no energy storage, such as a battery or a capacitor, is required for the generation of the compensation current. The energy for generating the compensation current is taken directly from the compensation winding. Because of its simplicity, that is
  • the application area includes both transformers in low or low voltage
  • Integral corresponds to the coil voltage and thus by a suitable control strategy over a period in a simple manner DC components of this voltage integral and thus the coil current can be achieved.
  • the load when switching on can be kept very low, since the temporal change of the current is limited by the inductance in the switch-on.
  • control device consists essentially of two
  • Function blocks consists of a phase detector and a timer.
  • the phase detector detects the zero crossing of the electrical induced in the compensation winding
  • Another protective measure to protect the switching device against inductive voltage peaks may be that parallel to the series circuit of inductance and
  • Switching unit is provided in a parallel circuit branch overvoltage protection.
  • the switching unit is formed from at least one thyristor.
  • the advantage of using a thyristor is first that a thyristor with a current pulse "ignited", that can be brought into the conductive state. During the positive half-wave of the mains voltage has the
  • Thyristor until the next zero crossing the property of a diode.
  • the end of the current flow time is effected by the thyristor itself by the holding current is exceeded and the thyristor automatically "clears", that is, goes into the non-conductive state.
  • other semiconductor switches such as GTO, IGBT transistors or other switching elements are conceivable.
  • Umposcnies could be used.
  • a particularly simple realization can, however, by an anti-parallel connection of two switching units,
  • the fuse ensures that an excessively high current is limited.
  • Control device is arranged outside the boiler of a transformer. The entire electronic circuit is thus accessible from the outside for inspection and maintenance.
  • Shunt part with a sensor coil includes.
  • Shunt part is at the core of the transformer, e.g. is disposed adjacent to a leg or yoke to bypass a portion of the magnetic flux. From this, guided in the shunt magnetic flux can be obtained by means of a sensor coil very easily a long-term stable sensor signal, which possibly after a signal processing the DC component shares very well. The measurement result is largely free of drift and for long-term stability. Because this detector is in
  • Timer is given, the timer of a phase detector, which is the phase of the in the
  • the timer may be a discrete device, or part of a digital circuit. It may be advantageous if the manipulated variable is the result of an arithmetic operation of a microprocessor.
  • the microprocessor can be used at the same time for signal processing of the sensor signal.
  • Arithmetic mean of this pulsating direct current can be easily specified according to the DC component to be compensated.
  • the electronic switching unit remains meaningfully switched on until the pulsating direct current has decayed.
  • overvoltage protection after turning off the electrical switching unit does not in fact absorb any residual magnetic energy stored in the coil.
  • the device according to the invention or the method according to the invention can also be advantageous in the case of transformers already in operation
  • FIG 1 shows an embodiment of the invention
  • Figure 2 is a representation of the time course of the induced voltage in the compensation winding of the compensation current
  • FIG. 1 shows a device 1 according to a
  • the device 1 essentially consists of a circuit arrangement which is connected via the terminals K1 and K2 to a compensation winding arrangement K.
  • the Compensation winding assembly K is housed in the transformer tank 12 and magnetically coupled to the core 4 of the transformer. It usually consists only of a winding with few turns, which is wound for example around a leg or a yoke part of the transformer. From the compensation winding K in the transformer tank 12 are the terminals on the terminals Kl and K2 in the
  • Compensation winding K induces an electrical voltage, which is used according to the invention to combat the disturbing DC component of the magnetic flux in the core 4. This is done by network-controlled switching a switching unit T.
  • the terminals K1 and K2 of the compensation winding K are connected to a control device 2.
  • the control device 2 consists essentially of a phase detector P and a timer TS.
  • the phase detector P e.g. a zero crossing detector initiates from the induced voltage
  • Trigger signal 8 from which is supplied to a timer TS. Together with a likewise the control device 2
  • Switching unit T is in a current path 3 in series with the compensation winding K and in series with an inductance L.
  • the inductance L is so dimensioned that when switching through the switching unit T a flowing in a current direction, sinusoidally pulsating current waveform is fed to the compensation winding K. becomes.
  • In the current path 3 is for the purpose of current limiting a
  • This fuse Si is arranged in Figure 1 between the terminal Kl and a switch S.
  • the switch S serves to close the current path 3
  • Pulsing current in the compensation winding K by its effect reduces the disturbing DC component or completely compensated for this.
  • Control device 2 of a measuring device 7 for measuring the DC component This provides the sensor signal 6, which is supplied to the control device 2.
  • the measuring device 7 operates according to the above-quoted fair principle of the magnetic bypass
  • PCT / EP2010 / 054857 That is, it basically consists of a magnetic shunt part that is at the core
  • Connection with a signal conditioning of the DC component can be determined. Switching off the electronic switching unit T takes place at zero crossing of the current (see Figure 2). This
  • Parallel branch 5 provided overvoltage protection V at
  • Switching unit are minimal because when switching on, due to the inductance L in the current path 3, the inrush current is low; even when switching off the switching losses are low because the switch-off is set so that it takes place at zero crossing or at least near zero current in the current path 3.
  • the arithmetic mean of the compensation current I GL is thus predetermined solely by the manipulated variable
  • Thyristors are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly suitable as switches for the switching unit T, since they are particularly
  • FIG. 2 shows the time course of the in the
  • the compensation current I GL has the form of juxtaposed sinusoidal half-waves 18 which are interrupted by current gaps 17, each half-wave 18 being symmetrical to half the period T / 2 of the induced voltage 10.
  • the switch-on time 14 is set as described above in synchronism with the network and in accordance with the manipulated variable 9.
  • the synchronization point for switching on is shown in FIG. 2 the falling zero crossing of the voltage 10.
  • the switching unit T e.g. one
  • Thyristor in the non-conductive state over.
  • a second switching unit T ' is indicated in FIG. 1 in a broken line.
  • Switching units T and T ' can be two, for example
  • Manipulated variable x is a nonlinear relationship, which is shown graphically in Figure 3 and is explained in more detail below:
  • T: period of the voltage at the
  • Figure 3 shows the functional relationship between the compensation current I GL (based on the maximum achievable compensation current I MAX at 100 percent) as a function of the manipulated variable according to equation (4).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Protection Of Transformers (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Verringerung eines magnetischen Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators, umfassend: - eine Messeinrichtung (7), welche ein dem magnetischen Gleichfluss-Anteil entsprechendes Sensorsignal (6) bereitstellt, - eine Kompensationswicklung (K), welche magnetisch mit dem Kern (4) des Transformators gekoppelt ist, - eine Schalteinheit (T), welche elektrisch in einem Strompfad (3) in Reihe mit der Kompensationswicklung (K) angeordnet ist, um in die Kompensationswicklung (K) einen Strom einzuspeisen, dessen Wirkung dem Gleichfluss-Anteil entgegengerichtet ist, wobei die Schalteinheit (T) mittels einer von einer Steuereinrichtung (2) bereitgestellten Stellgröße (9) steuerbar ist, wobei, die Schalteinheit (T) während eines vorgebbaren Zeitintervalls (16), dessen Einschaltzeitpunkt (14) netzsynchron und nach Maßgabe der Stellgröße (9) in einen leitenden Zustand schaltbar ist, wobei eine Einrichtung zur Strombegrenzung im Strompfad (3) vorgesehen ist, und wobei der Steuereinrichtung (2) das Sensorsignal (6) zugeführt ist.

Description

Beschreibung
Vorrichtung und Verfahren zum Verringern eines magnetischen Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators
Technisches Gebiet Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verringern eines magnetischen Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators, mit einer Messeinrichtung, welche ein dem magnetischen Gleichfluss-Anteil entsprechendes
Sensorsignal bereitstellt, mit einer Kompensationswicklung, welche magnetisch mit dem Kern des Transformators gekoppelt ist, mit einer Schalteinheit, welche elektrisch in einem Strompfad in Reihe mit der Kompensationswicklung angeordnet ist, um in die Kompensationswicklung einen Strom
einzuspeisen, dessen Wirkung dem Gleichfluss-Anteil
entgegengerichtet ist, wobei die Schalteinheit mittels einer von einer Steuereinrichtung bereitgestellten Stellgröße steuerbar ist; ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Umrüsten eines Transformators.
Stand der Technik
Bei elektrischen Transformatoren, wie sie in Energie- Verteilungsnetzen eingesetzt werden, kann es zu einer
unerwünschten Einspeisung eines Gleichstroms in die
Primärwicklung oder Sekundärwicklung kommen. Eine solche Gleichstromeinspeisung, im Folgenden auch als DC-Anteil bezeichnet, kann beispielsweise von elektronischen
Baukomponenten herrühren, wie sie heutzutage bei der
Ansteuerung von elektrischen Antrieben oder auch bei der Blindleistungskompensation verwendet werden. Eine andere Ursache können so genannte "Geomagnetically Induced Currents" (GIC) sein. Ein DC-Anteil hat im Kern des Transformators einen Gleichfluss-Anteil zur Folge, der sich dem Wechselfluss überlagert. Dies führt zu einer unsymmetrischen Aussteuerung des magnetischen Werkstoffs im Kern und bringt eine Reihe von Nachteilen mit sich. Bereits ein Gleichstrom von wenigen Ampere kann eine lokale Erwärmung im Transformator
verursachen, was die Lebensdauer der Wicklungsisolation beeinträchtigen kann. Ein weiterer unerwünschter Effekt ist eine erhöhte Geräuschemission bei Betrieb des Transformators. Dies wird insbesondere dann als störend empfunden, wenn der Transformator in der Nähe eines Wohnbereichs installiert ist.
Zur Verringerung des Betriebsgeräusches eines Transformators sind verschiedene aktiv und passiv wirkende Einrichtungen bekannt. In der DE 40 21 860 C2 wird beispielsweise
vorgeschlagen, der Geräuschemission bereits in seiner
Entstehungsursache entgegenzutreten, nämlich die magnetische Wirkung des eingespeisten DC-Anteils direkt zu bekämpfen. Hierzu wird am Transformator eine zusätzliche Wicklung angebracht, eine so genannte Kompensationswicklung. In diese Kompensationswicklung, die üblicherweise nur einige Windungen aufweist, wird ein Kompensationsstrom eingespeist, welcher in seiner magnetischen Wirkung so gerichtet ist, dass er im Kern des Transformators dem magnetischen Fluss des störenden DC- Anteils entgegengerichtet ist. Die Einstellung des
eingespeisten Gleichstroms erfolgt nach Maßgabe eines
Einstellers oder eines Steuergeräts in Verbindung mit einem zugeordneten Messfühler, z.B. einem Mikrophon. Eine solche Messeinrichtung erfüllt aber nicht die Anforderungen an die Zuverlässigkeit und dem angestrebten möglichst geringen
Wartungsaufwand, wie sie für Transformatoren in einem
Energie-Verteilungsnetz heutzutage gestellt werden. Um den Gleichfluss-Anteil im Kern eines Transformators möglichst zuverlässig zu erfassen, wird in der
unveröffentlichten PCT/EP2010/054857 eine Sensoreinrichtung vorgeschlagen, welche nach Art eines "magnetischen Bypass" arbeitet: mittels eines ferromagnetischen Nebenschluss-Teils wird ein Teil des magnetischen Hauptflusses am
Transformatorkern abgezweigt und stromabwärts wieder
zugeführt. Aus diesem abgezweigten und im Nebenschluss zum Kern geführten Flussanteil wird entweder direkt, oder
indirekt aus einer davon abgeleiteten physikalischen Größe, die magnetische Feldstärke in dem vom Nebenschlusszweig überbrückten Kernabschnitt ermittelt. Diese Erfassung der magnetischen Feldstärke, beziehungsweise der magnetischen Erregung, ist zuverlässiger und für den Langzeiteinsatz besser geeignet.
Auch aus der WO 20004/013951 A2 ist eine Halbleiter- Schalteinheit bekannt, mittels derer in eine
Kompensationswicklung eines Transformators zum Zwecke der DC- Minimierung ein Kompensationsstrom eingespeist wird. Von einer Steuereinrichtung mit eigenständiger Stromquelle wird eine regelbare Frequenz für die Stromflussdauer der
Halbleiterschalter (MOSFET) vorgegeben. Die elektrische
Energie zum Erzeugen des Kompensationsstroms wird dabei einem Kondensator entnommen, der zyklisch über den Freilaufkreis der MOSFET aufgeladen wird. Bei Transformatoren, wie sie in einem Energie-Verteilungsnetz eingesetzt werden, ist aber ein Kondensator als Energiespeicher aus Gründen der
Zuverlässigkeit und wegen dem angestrebten wartungsarmen Langzeitbetrieb nicht erwünscht.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
Vorrichtung und ein Verfahren zur Verringerung eines
Gleichanteils eines magnetischen Flusses in einem
Transformator anzugeben, welche im praktischen Einsatz für Transformatoren in einem Energie-Verteilungsnetz besser geeignet sind. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umrüsten eines Transformators. Diese Aufgabe wird bezüglich einer Vorrichtung mit den
Merkmalen des Patentanspruchs 1 und bezüglich eines
Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Umrüsten eines Transformators mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Aspekte und
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen. Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die in der
Kompensationswicklung induzierte elektrische Spannung zu nutzen und für die Kompensation des störenden magnetischen Gleichfluss-Anteils heranzuziehen. Erfindungsgemäß wird mittels einer elektronischen Schalteinheit ein
Kompensationsstrom erzeugt, wobei das Einschalten der
Schalteinheit netzsynchron und nach einer vorgegebenen
Schaltstrategie erfolgt. Erfindungsgemäß wird der
EinschaltZeitpunkt von der Phase der in der
Kompensationswicklung induzierten Spannung getriggert, und die Einschaltdauer richtet sich nach Maßgabe eines
Sensorsignals, welche eine Messeinrichtung bereitstellt. Auf diese Weise wird ein sinusförmig pulsierender Gleichstrom in die Kompensationswicklung eingespeist, dessen Größe durch eine Strombegrenzungseinrichtung begrenzt wird. Eine
Energiequelle, das heißt eine Batterie oder ein Kondensator, ist für die Erzeugung dieses pulsieren Gleichstroms nicht erforderlich. Die Stromflussdauer dieses pulsierenden
Gleichstroms kann auf einfache Weise und sehr genau nach Maßgabe des zugeführten Sensorsignals, welches Richtung und Größe des zu kompensierenden DC-Anteils vorgibt, eingestellt werden. Der Mittelwert dieses so erzeugten gepulsten
Gleichstroms bewirkt im weichmagnetischen Kern des
Transformators eine Reduktion des Gleichfluss-Anteils , beziehungsweise hebt dessen Wirkung in Kern vollständig auf. Dadurch kommt es nicht mehr zu unerwünschten unsymmetrischen Aussteuerung des weichmagnetischen Kerns. In Folge davon ist die thermische Belastung der Wicklung des Transformators geringer. Bei Betrieb des Transformators sind Verluste und Geräusche geringer. Die Vorrichtung lässt sich dabei mit vergleichsweise einfachen Mitteln realisieren. Dabei können sowohl diskrete und oder programmierbare Bausteine verwendet werden und sind kommerziell verfügbar. Von großem Vorteil ist dabei, dass für die Erzeugung des Kompensationsstroms kein Energiespeicher, wie beispielsweise eine Batterie oder ein Kondensator, erforderlich ist. Die Energie zur Erzeugung des Kompensationsstroms wird direkt der Kompensationswicklung entnommen. Auf Grund ihrer Einfachheit ist die
Zuverlässigkeit der Schaltungsanordnung hoch. Sie ist für den wartungsarmen Langzeitbetrieb eines Transformators in einem Energieverteilungsnetz gut geeignet. Der Einsatzbereich umfasst sowohl Transformatoren im Nieder- oder
Mittelspannungsbereich, wie auch Transformatoren sehr hohe Leistung. Weder die Baugröße noch sicherheitsrelevante
Einrichtungen oder andere Auslegungskriterien des
Transformators werden durch den Einsatz der Erfindung
ungünstig beeinflusst. Von besonderem Vorteil kann dabei sein, wenn zum Zweck der Strombegrenzung im Strompfad in Reihe mit der Schalteinheit und der Kompensationswicklung eine Induktivität angeordnet ist. Der Vorteil der Verwendung einer Induktivität im
Strompfad liegt alleine schon in der Tatsache begründet, dass der Spulenstrom der Kompensationswicklung dem zeitlichen
Integral der Spulenspannung entspricht und somit durch eine geeignete Steuerstrategie über eine Periode in einfacher Weise Gleichanteile dieses Spannungsintegrals und somit des Spulenstroms erzielbar sind. Bei entsprechender Wahl der Induktivität kann die Belastung beim Einschalten sehr gering gehalten werden, da die zeitliche Änderung des Stroms im Einschaltaugenblick durch die Induktivität begrenzt ist.
Grundsätzlich könnte anstelle der Induktivität auch ein anderer Zweipol verwendet werden. Schaltungstechnisch wäre auch ein ohmscher Widerstand denkbar, dessen Wirkverluste wären aber von Nachteil. Schaltungstechnisch günstig kann eine Ausführungsform sein, bei der die Steuereinrichtung im Wesentlichen aus zwei
Funktionsblöcken besteht, aus einem Phasendetektor und einem Zeitglied. Der Phasendetektor erfasst den Nulldurchgang der in der Kompensationswicklung induzierten elektrischen
Spannung und liefert das Triggersignal für den
EinschaltZeitpunkt des Zeitintervalls, dessen Dauer nach Maßgabe des Sensorsignals vorgegebenen wird. Eine weitere Schutzmaßnahme zum Schutz der Schalteinrichtung vor induktive Spannungsspitzen kann darin bestehen, dass parallel zur Serienschaltung von Induktivität und
Schalteinheit in einem parallel liegenden Schaltungszweig ein Überspannungsschutz vorgesehen ist.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Schalteinheit aus zumindest einem Thyristor gebildet. Der Vorteil der Verwendung eines Thyristors liegt zunächst darin, dass ein Thyristor mit einem Stromimpuls "gezündet", das heißt in den leitenden Zustand gebracht werden kann. Während der positiven Halbschwingung der Netzspannung hat der
Thyristor bis zum nächsten Stromnulldurchgang die Eigenschaft einer Diode. Das Ende der Stromflussdauer wird vom Thyristor selbst bewirkt, indem der Haltestrom unterschritten wird und der Thyristor automatisch " löscht", das heißt in den nicht leitenden Zustand übergeht. Selbstverständlich sind auch andere Halbleiterschalter, wie GTO, IGBT Transistoren oder andere Schaltelemente denkbar. Um in der Kompensationswicklung einem Gleichstrom in beiden Stromrichtungen einspeisen zu können, sind verschiedene
Schaltungsvarianten möglich. Es könnten zwei gegensinnig gewickelte Kompensationswicklungen in Verbindung jeweils mit einem unipolaren Halbleiterschalter verwendet werden, bzw. eine Wicklung mit bipolaren Halbleiterschaltern.
Grundsätzlich könnte auch eine Umposchaltung eingesetzt werden. Eine besonders einfache Realisierung kann aber durch eine Antiparallelschaltung von zwei Schalteinheiten,
insbesondere zwei antiparallelen Thyristoren erreicht werden.
Es kann von Vorteil sein, wenn im Strompfad in Reihe ein Schalter zum Ein- und Ausschalten, sowie eine den Stromfluss begrenzende Sicherung vorgesehen sind. Dadurch kann die
Kompensationseinrichtung aktiviert beziehungsweise
deaktiviert werden. Im Fehlerfall sorgt die Sicherung für eine Begrenzung eines unzulässig hohen Stroms.
Es kann günstig sein, wenn die Schalteinheit und die
Steuereinrichtung außerhalb des Kessels eines Transformators angeordnet wird. Die gesamte elektronische Schaltung ist dadurch von außen für Kontrolle und Wartung zugänglich.
Eine ganz besonders bevorzugte Ausführung der Erfindung, kann darin bestehen, dass die Messeinrichtung zum Erfassen des magnetischen Gleichfluss-Anteils einen magnetischen
Nebenschluss-Teil mit einer Sensorspule umfasst. Der
Nebenschluss-Teil ist am Kern des Transformators z.B. an einem Schenkel oder am Joch anliegend angeordnet ist, um einen Teil des magnetischen Flusses in einem Bypass zu führen. Aus diesem, im Nebenschluss geführten magnetischen Fluss, lässt sich mittels einer Sensorspule sehr leicht ein langzeitstabiles Sensorsignal gewinnen, welches ggf. nach einer Signalaufbereitung den Gleichfluss-Anteil (DC-Anteil) sehr gut abbildet. Das Messergebnis ist weitgehend frei von Drift und für langzeitstabil . Da dieser Detektor im
Wesentlichen aus dem Nebenschlussteil und der darauf
angeordneten Sensorspule besteht, besitzt er eine hohe
Zuverlässigkeit .
Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der
EinschaltZeitpunkt der Schalteinheit synchron zu der in der Kompensationswicklung induzierten Spannung und nach Maßgabe eines Sensorsignals erfolgt, wobei das Sensorsignal von einer Messeinrichtung zum Erfassen des magnetischen Gleichfluss- Anteils der Steuereinrichtung zugeführt wird. Ein derartiges Verfahren lässt sich schaltungstechnisch sehr einfach mit wenigen Bauelementen realisieren. Eine günstige Ausgestaltung des Verfahrens kann so aussehen, dass die Schalteinheit mit einer Stellgröße gesteuert wird, welche von einem in der Steuereinrichtung vorhandenem
Zeitglied vorgegeben wird, wobei das Zeitglied von einem Phasendetektor, welcher die Phase der in der
Kompensationswicklung induzierten Spannung detektiert, getriggert wird. Das Zeitglied kann als diskreter Baustein, oder Teil einer digitalen Schaltung sein. Es kann von Vorteil sein, wenn die Stellgröße das Ergebnis einer Rechenoperation eines Mikroprozessors ist. Der Mikroprozessor kann dabei gleichzeitig auch zur Signalaufbereitung des Sensorsignals verwendet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführung wird die
Schalteinheit so angesteuert, dass in der
Kompensationswicklung ein pulsierender Gleichstrom
eingespeist wird. Dies hat den Vorteil, dass der
arithmetische Mittelwert dieses pulsierenden Gleichstroms sehr einfach nach Maßgabe des zu kompensierenden DC-Anteils vorgegeben werden kann. Die elektronische Schalteinheit bleibt zwecks Reduktion der in der Induktivität gespeicherten magnetischen Energie sinnvoller Weise solange eingeschaltet, bis der pulsierende Gleichstrom abgeklungen ist. Somit hat ein Überspannungsschutz nach dem Ausschalten der elektrischen Schalteinheit faktisch keine, in der Spule gespeicherte magnetische Restenergie zu absorbieren.
Weiterhin wird zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe auch ein Verfahren zum Umrüsten eines Transformators
angegeben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung, beziehungsweise das erfindungsgemäße Verfahren, lässt sich auch bei bereits in Betrieb befindlichen Transformatoren vorteilhaft
einsetzen. Der Aufwand ist hierbei sehr gering. Eine
Umrüstung ist insbesondere dann sehr einfach, wenn eine bereits im Transformatorkessel angeordnete
Kompensationswicklung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. In diesem Fall braucht der
Transformatorkessel nicht geöffnet zu werden, sondern die erfindungsgemäße Einrichtung nur mit den bereits
herausgeführten Klemmen der Kompensationswicklung verbunden werden .
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Zeichnungen Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung anhand eines nicht
einschränkenden Ausführungsbeispiels zu entnehmen sind.
Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, dargestellt in einer vereinfachten
Ski zze;
Figur 2 eine Darstellung des zeitlichen Verlaufs der in der Kompensationswicklung induzierten elektrischen Spannung des Kompensationsstroms;
Figur 3 eine Darstellung des Kompensationsstroms als
Funktion der Stellgröße;
Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 1 gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer vereinfachten
Darstellung. Die Vorrichtung 1 besteht im Wesentlichen aus einer Schaltungsanordnung die über die Klemmen Kl und K2 an eine Kompensationswicklungsanordnung K angeschlossen. Die Kompensationswicklungsanordnung K ist im Transformatorkessel 12 untergebracht und mit dem Kern 4 des Transformators magnetisch gekoppelt. Sie besteht üblicherweise nur aus einer Wicklung mit wenigen Windungen, die beispielsweise um einen Schenkel oder um ein Jochteil des Transformators gewickelt ist. Von der Kompensationswicklung K im Transformatorkessel 12 sind die Anschlüsse an den Klemmen Kl und K2 in den
Außenraum 13 herausgeführt. Bei Betrieb des Transformators wird in der
Kompensationswicklung K eine elektrische Spannung induziert, die gemäß der Erfindung dazu genutzt wird, den störenden Gleichanteil des magnetischen Flusses im Kern 4 zu bekämpfen. Dies erfolgt durch netzgeführtes Schalten einer Schalteinheit T.
Im Folgenden wird näher erläutert, wie der in Figur 2
dargestellte Verlauf des Kompensationsstroms erzeugt wird: Wie aus der Darstellung der Figur 1 zu entnehmen ist, sind die Klemmen Kl und K2 der Kompensationswicklung K mit einer Steuereinrichtung 2 verbunden. Die Steuereinrichtung 2 besteht im Wesentlichen aus einem Phasendetektor P und einem Zeitglied TS. Der Phasendetektor P, z.B. ein Nulldurchgang- Detektor, leitet aus der induzierten Spannung ein
Triggersignal 8 ab, welches einem Zeitglied TS zugeführt ist. Zusammen mit einem ebenfalls der Steuereinrichtung 2
zugeführten Steuersignals 6, stellt die Steuereinrichtung 2 ausgangsseitig eine Stellgröße 9 bereit, welche einer
elektronischen Schalteinheit T zugeleitet ist. Die
Schalteinheit T liegt in einem Strompfad 3 in Reihe mit der Kompensationswicklung K und in Reihe mit einer Induktivität L. Die Induktivität L ist dabei so bemessen, dass bei einem Durchschalten der Schalteinheit T ein in eine Stromrichtung fließender, sinusförmig pulsierender Stromverlauf in die Kompensationswicklung K eingespeist wird. Im Strompfad 3 ist zum Zweck der Strombegrenzung eine
Sicherung Si vorgesehen. Diese Sicherung Si ist in Figur 1 zwischen der Klemme Kl und einem Schalter S angeordnet. Der Schalter S dient dazu, den Strompfad 3 zu schließen
beziehungsweise zu trennen.
Gemäß der Erfindung erfolgt das Einschalten der
elektronischen Schalteinheit T phasensynchron zur Spannung in der Kompensationswicklung K und nach einer vorgegebenen
Schaltstrategie. Das heißt, je nach Größe und Richtung des einzubringenden Kompensationsstroms wird der
EinschaltZeitpunkt mithilfe des vom Phasendetektor P
gesteuerten Zeitgliedes TS entsprechend einem untenstehend näher erläuterten funktionalen Zusammenhang derart gesteuert, dass der resultierende arithmetische Mittelwert des
pulsierenden Stromes in der Kompensationswicklung K durch seine Wirkung den störenden Gleichfluss-Anteil verringert beziehungsweise diesen vollständig kompensiert. Die Information bezüglich Größe und Richtung des zu
kompensierenden Gleichfeldanteils im Kern 4 erhält die
Steuereinrichtung 2 von einer Messeinrichtung 7 zum Messen des Gleichfluss-Anteils . Diese stellt das Sensorsignal 6 bereit, welches der Steuereinrichtung 2 zugeführt ist. Mit besonderem Vorteil arbeitet die Messeinrichtung 7 gemäß dem eingangs zitierten Messeprinzip des magnetischen Bypass
(PCT/EP2010/054857) . Das heißt, sie besteht im Wesentlichen aus einem magnetischen Nebenschluss-Teil , der am Kern
angeordnet ist, um einen Anteil des magnetischen Flusses in einem Bypass zu führen, aus denen dann, beispielsweise mit einer am Nebenschluss-Teil angeordneten Sensorspule in
Verbindung mit einer Signalaufbereitung der Gleichfluss- Anteil ermittelt werden kann. Das Ausschalten der elektronischen Schalteinheit T erfolgt bei Nulldurchgang des Stroms (siehe Figur 2) . Dieser
Zeitpunkt lässt sich sehr einfach ermitteln, da die
Stromflussdauer 16 der zweifachen Stellgröße x (Signal 9 in Figur 2) entspricht. Dadurch wird erreicht, dass der im
Parallelzweig 5 vorgesehene Überspannungsschutz V beim
Ausschalten nur eine geringe magnetische Restenergie
absorbieren muss. Die Schaltverluste der elektronischen
Schalteinheit sind minimal, da beim Einschalten, bedingt durch die Induktivität L im Strompfad 3, der Einschaltstrom gering ist; auch beim Ausschalten sind die Schaltverluste gering, da der AusschaltZeitpunkt so festgelegt ist, dass er bei Nulldurchgang oder zumindest nahe Strom Null im Strompfad 3 erfolgt.
Der arithmetische Mittelwert des Kompensationsstroms I GL ist damit allein von dem durch die Stellgröße vorgegebenen
EinschaltZeitpunkt bestimmt. Thyristoren sind als Schalter für die Schalteinheit T besonders geeignet, da sie
prinzipbedingt bei Erreichen des stromlosen Zustandes, genauer gesagt beim Unterschreiten des so genannten
Haltestroms, von selbst wieder in den nicht leitenden Zustand übergehen .
Indem der EinschaltZeitpunkt durch das Signal 9 vorgegebenen wird und synchron zum Netz erfolgt, und indem das Ausschalten der Schalteinheit T bei Nulldurchgang des Stromes
durchgeführt wird, ist der arithmetische Mittelwert des
Kompensationsstroms I GL sehr genau durch die Stellgröße x beziehungsweise das Stellgrößensignal 9 einstellbar.
Die Figur 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der in der
Kompensationswicklung K induzierten Spannung 10 und den durch die erfindungsgemäße Schaltstrategie vorgegebenen
pulsierenden Gleichstrom 11 (Kompensationsstrom I GL ) . Der Kompensationsstrom I GL weist die Form aneinander gereihter sinusförmiger Halbwellen 18 auf, die von Stromlücken 17 unterbrochen sind, wobei jede Halbwellen 18 symmetrisch zur halben Periodendauer T/2 der induzierten Spannung 10 ist. Der EinschaltZeitpunkt 14 wird wie oben dargestellt im Gleichlauf mit dem Netz und nach Maßgabe der Stellgröße 9 vorgegeben. Der Synchronisationspunkt für das Einschalten ist in Figur 2 der abfallende Nulldurchgang der Spannung 10. Durch geeignete Wahl der Induktivität L folgt nach dem Durchschalten der Schalteinheit T der Strom in Strompfad 3 dem Integral der elektrischen Spannung 10, das heißt, er hat beim
Nulldurchgang der elektrischen Spannung 10 seinen Maximalwert und klingt dann wieder ab. Wenn der Kompensationsstrom 11 nahezu Null ist, geht die Schalteinheit T, z.B. ein
Thyristor, in den nicht leitenden Zustand über. Die
Stromflussdauer 16 ist durch die Stellgröße 9 oder durch das Löschen des Thyristors bestimmt. Jeder Halbwellen 18 folgt eine Stromlücken 17.
Um in der Wicklung K einen Kompensationsstrom IGL in beiden Richtungen vorzugeben, ist in Figur 1 in unterbrochener Linie eine zweite Schalteinheit T' angedeutet. Die beiden
Schalteinheiten T und T' können beispielsweise zwei
antiparallel geschaltete Thyristoren seien.
Zwischen dem erzeugten Kompensationsstrom IGL und der
Stellgröße x besteht ein nichtlinearer Zusammenhang, der in Figur 3 graphisch dargestellt ist und im Folgenden näher erläutert wird:
In der folgenden Betrachtung wird davon ausgegangen, dass der ohmsche Widerstand der Spule vernachlässigt werden kann.
Somit gilt für den funktionalen Zusammenhang zwischen
Spulenstrom lL(t) und Spulenspannung UL(t) näherungsweise:
(t) - IL(t=0) ] = [1/L] . [ f IL(t) .dt ] (1)
Sei nun:
T := Periodendauer der Spannung an der
Kompensationswicklung [ s ] 0 := Scheitelwert der Spannung an der
Kompensationswicklung [ V ]
L := Induktivität der Spule [ H ] x := Stellgröße in Prozenten [ % ] und sei ferner die Zeit t definiert durch:
1
dann folgt für den maximal erreichbaren arithmetischen
Mittelwert (Gleichanteil) des Spulenstromes bzw. des
Kompensationsstromes IMAX bei einer Stellgröße von 100 Prozent
_U_ T
MAX L' 2π ' (3)
Für den arithmetischen Mittelwert (Gleichanteil) des
Spulenstromes bzw. Kompensationsstromes I GL [A] als Funktion der Stellgröße x [%] ergibt sich nach einiger
Zwischenrechnung :
Für den Effektivwert des im Kompensationsstromsignal
enthaltenen Grundwellenanteiles IQW [A eff ] als Funktion der Stellgröße x [ % ] folgt :
Darüber hinaus gilt für den Effektivwert des im
Kompensationsstromsignal enthaltenen Spektralanteiles low [A EFF ] der (k) ten Harmonischen als Funktion der
Stellgröße x [ % ] :
Mit : ^eNund k > 2
Figur 3 zeigt den funktionalen Zusammenhang zwischen dem Kompensationsstrom IGL (bezogen auf den maximal erreichbaren Kompensationsstrom IMAX bei 100 Prozent) in Abhängigkeit der Stellgröße entsprechend Gleichung (4) .
Wenn die Größe und Richtung des zu kompensierenden
Gleichfluss-Anteils bekannt ist (Sensorsignal 6) , ermittelt die Steuereinrichtung gemäß der obigen Darstellung
beziehungsweise des in Figur 3 dargestellten Zusammenhangs, die zur Kompensation erforderliche Stellgröße x (Signal 9) . Dadurch kann auf einfache Weise bei einem Transformator die thermische Belastung der Wicklung sowie die störende Emission von Geräuschen reduziert werden. Die oben erläuterte
elektronische Schaltung kann potenzialfrei aufgebaut werden. Dadurch treten auch im Einsatzbereich von hohen
Netzspannungen keine Isolationsprobleme auf.
Zusammenstellung der verwendeten AI korrigiere Bezugszeichen
1 Schaltungsvorrichtung
2 Steuereinrichtung
3 Strompfad
4 magnetischer Kern des Transformators
5 Parallelzweig
6 Sensorsignal
7 Messeinrichtung zum erfassen des Gleichfluss-Anteils
8 Triggersignal
9 Signal Stellgröße x
10 zeitlicher Verlauf der elektrischen Spannung an der
Kompensationswicklung
11 zeitliche Verlauf des Kompensationsstroms I GL im
Strompfad 3
12 Kesselraum Transformators
13 Außenraum
14 EinschaltZeitpunkt
15 AusschaltZeitpunkt
16 Stromflussdauer
17 Stromlücken
18 Halbwelle
L Spule
T Schalteinheit, Thyristor
V Überspannungsschütz
TS Zeitglied
P Phasendetektor
K Kompensationswicklung
S Schalter
Si Sicherung
I GL Kompensationsström
Kl Anschlussklemme
K2 Anschlussklemme
X Stellgröße

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zur Verringerung eines magnetischen
Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators, umfassend :
- eine Messeinrichtung (7), welche ein dem
magnetischen Gleichfluss-Anteil entsprechendes Sensorsignal (6) bereitstellt,
- eine Kompensationswicklung (K) , welche magnetisch mit dem Kern (4) des Transformators gekoppelt ist,
- eine Schalteinheit (T) , welche elektrisch in einem Strompfad (3) in Reihe mit der
Kompensationswicklung (K) angeordnet ist, um in die Kompensationswicklung (K) einen Strom einzuspeisen, dessen Wirkung dem Gleichfluss-Anteil
entgegengerichtet ist, wobei die Schalteinheit (T) mittels einer von einer Steuereinrichtung (2) bereitgestellten Stellgröße (9) steuerbar ist,
- dadurch gekennzeichnet,
dass die Schalteinheit (T) während eines vorgebbaren Zeitintervalls (16), dessen
EinschaltZeitpunkt (14) netzsynchron und nach
Maßgabe der Stellgröße (9) in einen leitenden
Zustand schaltbar ist, wobei eine Einrichtung zur Strombegrenzung im Strompfad (3) vorgesehen ist, und wobei der Steuereinrichtung (2) das
Sensorsignal (6) zugeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Strombegrenzung durch eine Strompfad (3) in Reihe zur Kompensationswicklung (K) zur Schalteinheit (T) geschaltete Induktivität (L) gebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (2) eine Einrichtung (P) zum Erfassen der Phase der Spannung in der Kompensationswicklung (K) und Einrichtung (TS) zur Vorgabe des Zeitintervalls (16) umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (T) so gesteuert ist, dass der im Strompfad (3) fließende Strom (I GL) ein pulsierende Gleichstrom ist und die Schalteinheit (T) ausschaltet, wenn der Strom (I GD im Strompfad (3) null oder nahezu Null ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der pulsierende Gleichstrom (I GL) aus periodisch wiederkehrenden Halbwellen (18) und aus benachbarte Halbwellen (18) verbindende Stromlücken (17) gebildet ist .
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (T) aus zumindest einem Halbleiterschalter, bevorzugt aus zumindest einem Thyristor, GTO oder IGBT gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (T) aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Strompfad (3) eine Sicherung (Si) und ein Schalter (S) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (7) zum
Erfassen des magnetischen Gleichfluss-Anteils ein magnetisches Nebenschluss-Teil mit einer Sensorspule umfasst, wobei das Nebenschluss-Teil am Kern des
Transformators angeordnet ist, um einen Teil des magnetischen Flusses als Bypass zu führen, und das Sensorsignal von der in der Sensorspule induzierten Spannung abgeleitet oder daraus gebildet ist.
10. Verfahren zur Verringerung eines magnetischen
Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators, mit einer Schalteinheit (T) , die von einer Steuereinrichtung (2) gesteuert ist, um in eine mit dem Kern (4)
gekoppelte Kompensationswicklung (K) einen
Kompensationsstrom (IGL) einzuspeisen, dessen Wirkung im Kern dem Gleichfluss-Anteil entgegengerichtet ist, wobei die Schalteinheit (T) in einem Strompfad (3) in Reihe mit der Kompensationswicklung (K) angeordnet ist, wobei der im Strompfad (3) fließende Strom mittels einer
Strombegrenzungseinrichtung begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (T) synchron zu der in der Kompensationswicklung (K) induzierten
Spannung und nach Maßgabe eines Sensorsignals (6) zu einem Einschalt Zeitpunkt (14) eingeschaltet wird, wobei das Sensorsignal (6) von einer Messeinrichtung (7) zum Erfassen des magnetischen Gleichfluss-Anteils
bereitgestellt und der Steuereinrichtung (2) zugeführt wird .
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strombegrenzungseinrichtung durch eine im
Strompfad (3) in Reihe zur Kompensationswicklung (K) und zur Schalteinheit (T) geschaltete Induktivität (L) gebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (T) mit einer Stellgröße (9) gesteuert wird, welche von einem in der Steuereinrichtung (2) vorhandenen Zeitglied (TS) vorgegeben wird, wobei das Zeitglied (TS) von einem Phasendetektor (P) , welcher die Phase der in der
Kompensationswicklung (K) induzierten Spannung
detektiert, getriggert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (T) so angesteuert wird, dass in der Kompensationswicklung (K) ein pulsierender Gleichstrom (11) eingespeist wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der pulsierende Gleichstrom (11) durch periodisch wiederkehrende sinusförmige Halbwellen (18) und
dazwischen liegende Stromlücken (17) gebildet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (T) am Ende einer Halbwelle in einem nahezu stromlosen oder in einem stromlosen Zustand ausgeschaltet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinheit (T) zumindest einen Thyristor umfasst und das Ausschalten durch das Unterschreiten des Haltestroms des zumindest einen Thyristors vorgegeben wird.
17. Verfahren zum Umrüsten eines Transformators, bei dem eine magnetisch mit dem Kern (4) des Transformators gekoppelte Kompensationswicklung (K) mit einer
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 verbunden wird oder das in den Ansprüchen 10 bis 16 definierte Verfahren in Verbindung mit der Kompensationswicklung (K) zur Anwendung gebracht wird.
EP10760331.8A 2010-09-29 2010-09-29 Vorrichtung und verfahren zum verringern eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators Active EP2622614B1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2010/064397 WO2012041368A1 (de) 2010-09-29 2010-09-29 Vorrichtung und verfahren zum verringern eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2622614A1 true EP2622614A1 (de) 2013-08-07
EP2622614B1 EP2622614B1 (de) 2015-03-18

Family

ID=43038065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10760331.8A Active EP2622614B1 (de) 2010-09-29 2010-09-29 Vorrichtung und verfahren zum verringern eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9046901B2 (de)
EP (1) EP2622614B1 (de)
KR (1) KR101720039B1 (de)
CN (1) CN103270561B (de)
AU (1) AU2010361382B2 (de)
BR (1) BR112013007671B1 (de)
CA (1) CA2813057C (de)
WO (1) WO2012041368A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9941046B2 (en) 2016-01-25 2018-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Circuit arrangement for reducing a unidirectional flux component in the soft-magnetic core of a transformer
US10062502B2 (en) 2015-12-09 2018-08-28 Siemens Ag Österreich Circuit arrangement for compensation of a DC component in a transformer

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10083789B2 (en) 2013-05-28 2018-09-25 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus for reducing a magnetic unidirectional flux component in the core of a transformer
CN105793935B (zh) * 2013-12-10 2018-01-26 西门子公司 用于减小在变压器的铁心中的单向磁通量分量的设备和方法
US10297383B2 (en) 2013-12-10 2019-05-21 Siemens Aktiengesellschaft Device and method for reducing a magnetic unidirectional flux component in the core of a three-phase transformer
EP2905792B1 (de) * 2014-02-06 2016-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Verringerung eines magnetischen Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators
CA2942991C (en) 2014-03-19 2019-09-03 Siemens Aktiengesellschaft Dc compensation for high dc current in transformer
EP3021335B1 (de) 2014-11-11 2018-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung und Verfahren zur Verringerung eines magnetischen Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators
EP3065150B1 (de) 2015-03-05 2017-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Transformator
EP3076411B1 (de) * 2015-04-01 2017-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zum verringern eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators
US11146053B2 (en) 2016-01-29 2021-10-12 Power Hv Inc. Bushing for a transformer
DE102018222183A1 (de) * 2018-12-18 2020-06-18 Siemens Aktiengesellschaft Magnetisch regelbare Drosselspule in Reihenschaltung
EP3783630B1 (de) * 2019-08-22 2023-10-04 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Vorrichtung zum unterdrücken eines gleichstromanteils beim betrieb eines an ein hochspannungsnetz angeschlossenen elektrischen geräts
EP3786986B1 (de) 2019-08-28 2023-10-04 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Schaltungsanordnung zur verringerung eines gleichfluss-anteils im weichmagnetischen kern eines transformators

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2013000A (en) * 1978-01-20 1979-08-01 Hitachi Ltd Dc D.C. magnetic field cancellation circuit
US4346340A (en) * 1980-04-30 1982-08-24 Hackett Jones Francis C Method and means for controlling the flux density in the core of an inductor
DE3631438A1 (de) * 1986-09-16 1988-03-17 Telefonbau & Normalzeit Gmbh Schaltungsanordnung zur kompensation von gleichstromdurchflutungen in uebertragern
DE4021860C2 (de) 1990-07-09 1996-08-22 Siemens Ag Schaltungsanordnung und Verfahren zur Minderung eines Geräusches bei einem Transformator
CN2256154Y (zh) * 1995-03-01 1997-06-11 郑文京 有源高速电子互感器
WO2004013951A2 (en) * 2002-08-05 2004-02-12 Engineering Matters, Inc. Self-powered direct current mitigation circuit for transformers
ES2647679T3 (es) * 2007-06-12 2017-12-26 Siemens Aktiengesellschaft Transformador eléctrico con compensación de flujo continuo

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2012041368A1 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10062502B2 (en) 2015-12-09 2018-08-28 Siemens Ag Österreich Circuit arrangement for compensation of a DC component in a transformer
US9941046B2 (en) 2016-01-25 2018-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Circuit arrangement for reducing a unidirectional flux component in the soft-magnetic core of a transformer

Also Published As

Publication number Publication date
AU2010361382A1 (en) 2013-04-11
BR112013007671B1 (pt) 2020-11-03
KR101720039B1 (ko) 2017-03-27
CA2813057C (en) 2018-01-02
BR112013007671A2 (pt) 2016-08-09
US20130201592A1 (en) 2013-08-08
CA2813057A1 (en) 2012-04-05
US9046901B2 (en) 2015-06-02
AU2010361382B2 (en) 2014-07-24
KR20130099982A (ko) 2013-09-06
EP2622614B1 (de) 2015-03-18
CN103270561A (zh) 2013-08-28
CN103270561B (zh) 2016-09-21
WO2012041368A1 (de) 2012-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2622614B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum verringern eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators
DE4317270A1 (de) Fehlerstrom-Schutzschalter
DE709656C (de) Wechselstromschalteinrichtung mit mechanisch bewegten Kontakten
EP3080821B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur verringerung eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators
DE102004025597A1 (de) Verfahren und Schaltung zur Leistungsfaktorkorrektur (PFC)
EP3021335B1 (de) Anordnung und Verfahren zur Verringerung eines magnetischen Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators
DE102016205101A1 (de) Differenzstromsensor
EP0222727B1 (de) Einrichtung zum Minimieren von Netzrückwirkungen beim Ein- und Ausschalten von induktiven und kapazitiven Elementen im Hochspannungsnetz
DE2246505C3 (de) Schaltungsanordnung zur unterbrechungsfreien Stromversorgung eines Gleichstromverbauchers mit konstanter Spannung
EP3179492B1 (de) Schutzeinrichtung für einen transformator vor geomagnetically induced currents
DE102008024348B4 (de) Verfahren zur Reduktion pulsförmiger Erdströme an einem elektrischen Großgerät und Kompensationsschaltung zur Erdstromverlagerung
DE1763367A1 (de) Elektrisches Steuerungssystem
EP3080822B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur verringerung eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines dreiphasentransformators
DE102008018619B4 (de) Einschaltstrombegrenzung bei Transformatoren
DE4418864C2 (de) Lichtbogenschweißgerät
EP3005383B1 (de) Vorrichtung zur verringerung eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators
DE2530350C3 (de) Speiseschaltung für Fernsehgeräte
EP3076411B1 (de) Schaltungsanordnung zum verringern eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators
DE202013012835U1 (de) Schutzschaltung für eine Hochfrequenz-Erhitzungsvorrichtung und Hochfrequenz-Erhitzungsvorrichtung mit einer solchen Schutzschaltung
EP2905792B1 (de) Vorrichtung zur Verringerung eines magnetischen Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators
DE2910788A1 (de) Ueberspannungsschutzeinrichtung fuer netzgeloeschte stromrichter
DE9111890U1 (de) Schaltungsanordnung zur regelbaren Speisung einer Gasentladungslampe hoher Strahlungsleistung
DE741172C (de) Einrichtung zur Steuerung bzw. zur unmittelbaren Betaetigung von zur Spannungsregelung dienenden Apparaten
DE102013105313A1 (de) Fehlerstromschutzschalter (RC-Glied)
DE102015000292A1 (de) Sanfteinschaltvorrichtung und Verfahren zum Sanfteinschalten eines energetisierbaren elektrischen Leistungsteils

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20130206

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

17Q First examination report despatched

Effective date: 20140214

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20141010

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 717026

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20150415

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502010009171

Country of ref document: DE

Effective date: 20150430

Ref country code: CH

Ref legal event code: NV

Representative=s name: SIEMENS SCHWEIZ AG, CH

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: T3

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: TRGR

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150618

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150619

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150720

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150718

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502010009171

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

26N No opposition filed

Effective date: 20151221

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150929

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20160531

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150929

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150930

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 717026

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20150929

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150929

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20100929

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150930

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PCOW

Free format text: NEW ADDRESS: WERNER-VON-SIEMENS-STRASSE 1, 80333 MUENCHEN (DE)

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20150318

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 502010009171

Country of ref document: DE

Owner name: SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO. KG, DE

Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT, 80333 MUENCHEN, DE

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20201202

Year of fee payment: 11

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210930

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210930

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: 732E

Free format text: REGISTERED BETWEEN 20220818 AND 20220824

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: PD

Owner name: SIEMENS ENERGY GLOBAL GMBH & CO. KG; DE

Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), ASSIGNMENT; FORMER OWNER NAME: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT

Effective date: 20221220

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20250926

Year of fee payment: 16

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 20250925

Year of fee payment: 16

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20250923

Year of fee payment: 16

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20250924

Year of fee payment: 16