FI104520B - Virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja - Google Patents
Virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja Download PDFInfo
- Publication number
- FI104520B FI104520B FI964948A FI964948A FI104520B FI 104520 B FI104520 B FI 104520B FI 964948 A FI964948 A FI 964948A FI 964948 A FI964948 A FI 964948A FI 104520 B FI104520 B FI 104520B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- current
- transformer
- divider
- current divider
- primary conductor
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
- H01F38/20—Instruments transformers
- H01F38/22—Instruments transformers for single phase ac
- H01F38/28—Current transformers
- H01F38/30—Constructions
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/146—Measuring arrangements for current not covered by other subgroups of G01R15/14, e.g. using current dividers, shunts, or measuring a voltage drop
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
- G01R15/183—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers using transformers with a magnetic core
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
- G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
- G01R1/203—Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
- Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)
- Regulation Of General Use Transformers (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Housings And Mounting Of Transformers (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
Description
5 104520
Virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja Med strömdelare försedd strömmättransformator
Keksinnön kohteena on virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja, joka käsittää virtajakajan, joka muodostuu ensiöjohdinosasta ja ohitusvirtausosasta, jonka virtamit-tamuuntajan magneettipiiri muodostuu virtamuuntajan sydämestä ja toisiopiiristä, ja jonka virtajakajan ohitusvirtausosa on muodostettu sähköisesti symmetriseksi.
10
Mittaustarkoitukseen käytetyn muuntajan tulee toimia virheettömästi myös ulkoisessa magneettikentässä. Kansainvälisissä normeissa säädetyt, ulkoisen magneettikentän sietoisuusvaatimukset ovat kasvaneet huomattavasti viimevuosina.
15 Tunnettu tapa eliminoida ulkoisen magneettikentän vaikutus muuntajassa on varustaa muuntaja kahdella toisiokäämillä, jotka sijaitsevat symmetrisesti muunta-jasydämen vastakkaisilla puolilla. Ensiöjohtimen synnyttämä, mitattavaksi tarkoitettu magneettivuo kulkee näiden käämien kautta vastakkaisiin suuntiin. Ulkoinen magneettikenttä kulkee kummankin käämin kautta samansuuntaisesti. Kun toi-, , 20 siokäämit on kytketty sopivalla tavalla sarjaan kumoutuu ulkoisen magneettikentän .' vaikutus.
Tämän tunnetun ratkaisun epäkohta on se, että ensiöjohtimen kautta kulkee suuri • · · « . virta, minkä johdosta tarvitaan suhteellisen suuri muuntaja. Lisäksi tässä tunnetussa • · · 25 ratkaisussa DC-komponentin sietokyky on huono.
•
Tekniikan tason osalta viitataan julkaisuihin DE 27 34 729, DE 30 08 308 ja :T: US 4 240 059. Tämän tyyppisissä tunnetuissa virtajakajalla varustetuissa virtamuunta- jissa mitattava virta jaetaan kahteen osaan, joista toinen osa kulkee muuntajan 30 kautta. Näin saadaan muuntaja toimimaan pienillä vuontiheysarvoilla eikä muuntaja \ näin ollen kyllästy suurillakaan virranvoimakkuuksilla. Muuntajan mittausaluetta ,': voidaan täten laajentaa.
2 104520
Tunnetuissa virtamuuntajissa on virtajakajan muoto pyritty mitoittamaan siten, että mittausvirran aiheuttama virtajakajan lämpeneminen olisi mahdollisimman samanlaista muuntajan läpi menevässä ja muuntajan ohi menevässä virtajakajan haarassa. Julkaisut EP 0 111 063, US 4 240 059, DE 27 34 729 ja EP 0 123 062 käsittelevät nimenomaan 5 lämpenemisen kompensointia. Edellä mainituissa viitejulkaisuissa on keskitytty lähes yksinomaan virtajakajan tasaisen lämpenemisen toteuttamiseen. Tällöin virtajakajan haarojen resistanssit muuttuvat suhteellisesti yhtä paljon ja virranjakosuhde pysyy vakiona virtajakajan lämpenemisestä huolimatta.
10 Virtamuuntajan epäideaalisista ominaisuuksista johtuen virtamuuntajan ensiövirran ja toisiovirran välille syntyy vaihe-ero. Tämä vaihe-ero on varsin haitallinen etenkin silloin kun virtamuuntajaa käytetään sähköenergian mittaussovellutuksissa. Virtamuuntajan täten aiheuttama vaihevirhe on haitallinen etenkin siitä syystä, että se ei ole vakiosuuruinen, vaan sen suuruus on riippuvainen virtamuuntajan kautta kulkevan virran voimakkuudes-15 ta. Tämä ilmiö johtuu muuntajaraudan epälineaarisesta magnetoitumisesta. Muuntaja-raudan suhteellinen permeabiliteetti kasvaa muuntajaraudan magneettivuontiheyden kasvaessa.
Virtamittamuuntajan vaihevirhettä on aikaisemmin pyritty korjaamaan toteuttamalla ·;;; 20 korjaus vakiosuuruisena koko mittausvirta-alueella. Tällaisella ratkaisulla virtamitta- ’ . muuntajan vaihevirhe saadaan nollaksi ainoastaan yhdessä pisteessä. Muualla mittausvir- ta-alueella esiintyy yhä positiivista ja vastaavasti negatiivista vaihevirhettä.
• · · • · ·
Edellä kuvatun tekniikan tason kaltainen virtajakajalla varustettu virtamuuntaja on . 25 esitetty myös FT-patentissa 78 794. Tämäntyyppisissä virtajakajalla varustetuissa virtamuuntajissa mitattava virta jaetaan kahteen osaan, joista toinen osa kulkee muunta- . ' . jän kautta. Näin muuntaja saadaan toimimaan pienillä vuontiheysarvoilla eikä muuntaja • · · kyllästy suurillakaan virranvoimakkuuksilla. Tämän johdosta muuntajan virta-aluetta voidaan laajentaa.
i 30 3 104520 Sähköenergian mittarissa käytettävän virtamuuntajan tulee kyllästymättä sietää myös ensiöjohtimessa kulkevaa tasavirtakomponentti. Tämän vaatimuksen toteuttamiseksi ensiöjohdin on tehty siten, että vain osa mitattavasta virrasta menee virtamuuntajan kautta. Tunnetuissa virtajakajalla varustetuissa virtamuuntajissa on yksi muuntajan 5 kautta kulkeva haara ja yksi ohivirtaushaara. Tunnetuissa virtamuuntajissa toisiopiiri koostuu yhdestä käämistä.
Virtajakajalla varustetun virtamuuntajan suurin etu on se, että pieni virta menee virtamuuntajan kautta, jonka johdosta muuntajan koko saadaan pieneksi. Suurin 10 epäkohta tässä tunnetussa ratkaisussa on se, että ulkoisen magneettikentän sietoi-suus heikkenee huomattavasti.
Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisin tunnettuihin virtajakajalla varustettuihin virtamuuntajiin. Keksinnön yksityiskohtaisempana päämääränä on 15 aikaansaada virtamuuntaja, joka on tekniikan tasosta aikaisemmin tunnettuja ratkaisuja huomattavasti sietokykyisempi ulkopuolisia magneettikenttiä vastaan.
Keksinnön päämäärät saavutetaan virtamuuntajalla, joka on tunnettu siitä, että f. g. virtamittamuuntajan magneettipiiri on muodostettu symmetriseksi ulkoisen magneet- • 4 4 • 20 tikentän suhteen.
Keksinnössä on oivallettu muodostaa virtajakajan ohivirtausosa sähköisesti symmetri- 1«·» ; j*; seksi. Edelleen keksinnössä on muodostettu virtamuuntajan magneettipiiri symmetri- ««« seksi ulkoisen magneettikentän suhteen, jolloin keksinnön mukaisessa ratkaisussa on 25 onnistuttu säilyttämään edellä kuvattu aikaisemmin tunnettu tapa eliminoida ulkoisen magneettikentän vaikutus.
• · · • · · • · · •; · <,' Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa virtajakajan ensiöjohdinosa on ·:·: sijoitettu symmetrisesti virtamuuntajan magneettipiirin suhteen.
:Y: 30 • · 4 104520
Keksinnön eräissä edullisissa suoritusmuodoissa virtajakajan ohivirtaushaaroja on ainakin kaksi kappaletta ja ensiöjohdinhaaroja ainakin yksi kappale.
Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa 5 esitettyyn keksinnön erääseen edulliseen suoritusmuotoon, johon keksintöä ei kuitenkaan ole tarkoitus yksinomaan rajoittaa.
Kuvio 1 esittää erästä tekniikan tasosta tunnettua virtamittamuuntajaa aksonometrisena kuvana.
10
Kuvio 2 esittää erästä toista tekniikan tasosta tunnettua virtajakajalla varustettua virtamittamuuntajaa aksonometrisena kuvana.
Kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen virtajakajalla varustetun virtamittamuuntajan erästä 15 edullista suoritusmuotoa aksonometrisena kuvana.
Kuviossa 1 esitettyä tekniikan tasosta tunnettua virtamittamuuntajaa on merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Ensiöjohdinta on merkitty viitenumerolla 11 ja virtamuuntajaa viitenumerolla 12. Virtamuuntajan 12 sydäntä on merkitty viitenumerolla 13. Ensiöjohti- 20 messa 11 kulkevaa virtaa on merkitty kirjaimella lp. Virtamuuntajan 12 toisiopiiriä on merkitty yleisesti viitenumerolla 14. Toisiopiirissä 14 kulkevaa virtaa on merkitty ”·; kirjaimella I Tässä tunnetussa ratkaisussa ulkoisen magneettikentän φ„ vaikutus on i : : eliminoitu varustamalla muuntaja kahdella toisiokäämillä 15a ja 15b, jotka sijaitsevat » · * symmetrisesti sydämen 13 vastakkaisilla puolilla. Viitenumerolla 16 on merkitty 25 vastusta. Toisiokäämit 15a ja 15b on siis kytketty sarjaan, jolloin ulkoisen magneettiken-tän vaikutus kumoutuu. Ensiöjohtimen 11 indusoimaa magneettivuota on merkitty
• · « V
.* . kirjaimella φη.
• · · r
Kuviossa 2 esitettyä tekniikan tasosta tunnettua virtajakajalla varustettua virtamittamuun-30 tajaa on merkitty yleisesti viitenumerolla 10a. Virtajakaja muodostuu johtimesta 11, jonka ensimmäisessä haarassa, eli ensiöjohdinhaarassa 11a virtaa virta Ij ja toisessa 5 104520 haarassa, eli ohivirtaushaarassa 11b virtaa virta Virtamuuntajan 12 sydäntä on merkitty viitenumerolla 13 ja toisiopiiriä viitenumerolla 14. Toisiopiirissä 14 virtaa virta Is. Toisiopiirin 14 käämiä on merkitty viitenumerolla 15 ja vastusta viitenumerolla 16.
5 Kuviossa 3 keksinnön mukaista virtamittamuuntajaa on merkitty yleisesti viitenumerolla 100. Virtajakajaa on merkitty yleisesti viitenumerolla 111, virtamuuntajaa viitenumerolla 112 ja toisiopiiriä viitenumerolla 114. Virtamuuntajan 112 sydäntä on merkitty viitenumerolla 113.
10 Keksinnön perusoivalluksen mukaisesti virtajakajan 111 ohitusvirtausosa 111b ja 111b’ on muodostettu sähköisesti symmetriseksi. Edelleen virtamittamuuntajan 100 magneetti-piiri on muodostettu symmetriseksi ulkoisen magneettikentän <j>e suhteen vastaavalla tavalla kuin kuviossa 1. Toisiopiirin 114 käämejä on merkitty viitenumerolla 115a ja 115b ja vastusta viitenumerolla 116.
15
Kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa virtajakajan 111 ohivirtausosa muodostuu kahdesta haarasta 111b ja 111b’. Luonnollisesti ohivirtausosa voi muodostua myös useammasta kuin kahdesta haarasta. Virtajakajan 111 ensiöjohdinosa lila muodostuu ’· ' tässä suoritusmuodossa yhdestä virtaushaarasta. Luonnollisesti virtaushaaroja lila voi ·;; 20 olla useampiakin kuin yksi. Ensiöjohdinhaarassa lila kulkevaa virtaa on merkitty • , kirjaimella Ij ja ohivirtaushaaroissa 111b ja 111b’ kulkevia virtoja kirjaimilla I2 ja vastaavasti IV. Ohivirtausosa voi periaatteessa muodostua myös yhdestä sähköisesti
i : : L
symmetrisestä haarasta.
• · · * , 25 Kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa ensiöjohdinosa lila on sijoitettu symmetrisesti • · 1 « · · __ virtamittamuuntajan 100 magneettipiirin suhteen. Tämä on edullinen sijoitustapa, mutta . ei täysin välttämätöntä.
* · ·
Edellä on esitetty ainoastaan keksinnön periaateratkaisu ja alan ammattimiehelle on ‘ 30 selvää, että siihen voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.
Claims (4)
1. Virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja (100), joka käsittää virtajakajan (111), joka muodostuu ensiöjohdinosasta (lila) ja ohitusvirtausosasta (11 Ib, 11 Ib’), jonka 5 virtamittamuuntajan (100) magneettipiiri muodostuu virtamuuntajan (112) sydämestä (113) ja toisiopiiristä (114), ja jonka virtajakajan (111) ohitusvirtausosa (11 Ib, 11 Ib’) on muodostettu sähköisesti symmetriseksi, tunnettu siitä, että virtamittamuuntajan (100) magneettipiiri on muodostettu symmetriseksi ulkoisen magneettikentän (</>e) suhteen. 10
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen virtamittamuuntaja, tunnettu siitä, että virtajakajan (111) ensiöjohdinosa (lila) on sijoitettu symmetrisesti virtamittamuuntajan (100) magneettipiirin suhteen.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen virtamittamuuntaja, tunnettu siitä, että virtajakajan (111) ohitusvirtausosa (11 lb, 11 Ib’) muodostuu ainakin kahdesta virtaushaa-rasta.
4. Jonkin patenttivaatimuksien 1-3 mukainen virtamittamuuntaja, tunnettu siitä, • ; 20 että virtajakajan (111) ensiöjohdinosa (lila) muodostuu ainakin yhdestä virtaushaarasta. • · · · • · · • · · ♦ « · • · · • ♦ · « « · • · • · · • · · • · φ · · • · · • · · 1 · • · • · 104520
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI964948A FI104520B (fi) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja |
| DK97660137T DK0848395T3 (da) | 1996-12-11 | 1997-12-02 | Strömmålertransformer forsynet med en strömdeler |
| AT97660137T ATE261181T1 (de) | 1996-12-11 | 1997-12-02 | Mit einem stromteiler versehener transformator zur strommessung |
| EP97660137A EP0848395B1 (en) | 1996-12-11 | 1997-12-02 | Current-meter transformer provided with a current divider |
| DE69727896T DE69727896T2 (de) | 1996-12-11 | 1997-12-02 | Mit einem Stromteiler versehener Transformator zur Strommessung |
| NZ329349A NZ329349A (en) | 1996-12-11 | 1997-12-08 | Current meter transformer with symmetric magnetic and current divider circuits |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI964948A FI104520B (fi) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja |
| FI964948 | 1996-12-11 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI964948A0 FI964948A0 (fi) | 1996-12-11 |
| FI964948A FI964948A (fi) | 1998-06-12 |
| FI104520B true FI104520B (fi) | 2000-02-15 |
Family
ID=8547246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI964948A FI104520B (fi) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0848395B1 (fi) |
| AT (1) | ATE261181T1 (fi) |
| DE (1) | DE69727896T2 (fi) |
| DK (1) | DK0848395T3 (fi) |
| FI (1) | FI104520B (fi) |
| NZ (1) | NZ329349A (fi) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009033126B4 (de) * | 2009-07-15 | 2011-05-05 | Emh Metering Gmbh & Co. Kg | Stromwandler für einen elektronischen Elektrizitätszähler |
| JP5778541B2 (ja) * | 2011-09-30 | 2015-09-16 | 株式会社サンコーシヤ | サージ防護デバイス、及びサージ防護デバイスの管理システム |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH658929A5 (de) * | 1982-10-28 | 1986-12-15 | Landis & Gyr Ag | Stromteiler fuer messwandler. |
| CH660537A5 (de) * | 1983-03-02 | 1987-04-30 | Landis & Gyr Ag | Messwandler zum messen eines stromes. |
| US5400006A (en) * | 1993-04-23 | 1995-03-21 | Schlumberger Industries | Current transformer with plural part core |
| US5451865A (en) * | 1994-02-25 | 1995-09-19 | General Electric Company | Method and apparatus for sensing an input current with a bridge circuit |
| DE19535551C2 (de) * | 1995-09-25 | 1997-10-02 | Siemens Ag | Stromwandleranordnung mit einem Shunt |
-
1996
- 1996-12-11 FI FI964948A patent/FI104520B/fi not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-12-02 EP EP97660137A patent/EP0848395B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-02 DK DK97660137T patent/DK0848395T3/da active
- 1997-12-02 DE DE69727896T patent/DE69727896T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-02 AT AT97660137T patent/ATE261181T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-12-08 NZ NZ329349A patent/NZ329349A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69727896D1 (de) | 2004-04-08 |
| DK0848395T3 (da) | 2004-08-16 |
| DE69727896T2 (de) | 2004-07-29 |
| FI964948A0 (fi) | 1996-12-11 |
| FI964948A (fi) | 1998-06-12 |
| EP0848395A3 (en) | 1998-07-08 |
| NZ329349A (en) | 1998-05-27 |
| EP0848395B1 (en) | 2004-03-03 |
| EP0848395A2 (en) | 1998-06-17 |
| ATE261181T1 (de) | 2004-03-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2957206B2 (ja) | 電流センサ | |
| US4278940A (en) | Means for automatically compensating DC magnetization in a transformer | |
| US5451865A (en) | Method and apparatus for sensing an input current with a bridge circuit | |
| WO2010043937A1 (en) | Method and apparatus for current measurement using hall sensors without iron cores | |
| JP4938952B2 (ja) | 補償電流センサのための変流器 | |
| EP2860535B1 (en) | Hall effect sensor core with multiple air gaps | |
| US12105120B2 (en) | Flux gate sensor circuit | |
| US20220268812A1 (en) | Magnetic field-based current sensor for frequency-compensated measurement of alternating currents | |
| FI104520B (fi) | Virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja | |
| CN220040586U (zh) | 交流电压采样电路及断路器 | |
| JP4716030B2 (ja) | 電流センサ | |
| Prochazka et al. | Impulse current transformer with a nanocrystalline core | |
| US6611136B2 (en) | Device for determining the primary current of a current transformer comprising saturation correction means | |
| CA1260087A (en) | Current-transformer arrangement for a static electricity meter | |
| JPH0464068A (ja) | 直流電流検出方法 | |
| US12068098B2 (en) | Residual current sensor for high currents | |
| Draxler et al. | Use of nanocrystalline materials for current transformer construction | |
| FI98411C (fi) | Parannettu virtalähde | |
| FI78794B (fi) | Med stroemfoerdelare foersedd stroemmaettransformator. | |
| US20040196035A1 (en) | Magnetometer with structure asymmetry correction | |
| Mlejnek et al. | Measurement of ratio error and phase displacement of DC tolerant current transformers | |
| AU4832697A (en) | Current-meter transformer provided with a current divider | |
| JPH01158365A (ja) | 小電流検出方法およびその装置 | |
| Kawashima et al. | Magnetic field analysis of ferrite core by using Chua-type-model | |
| Dixon | Magnetic field evaluation in transformers and inductors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MA | Patent expired |