FI78794C - Med stroemfoerdelare foersedd stroemmaettransformator. - Google Patents

Description

78794 1 Virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja Med strömdelare försedd strömmättransformator 5

Keksinnön kohteena on virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja.

Tekniikan tason osalta viitataan julkaisuihin DE 27 34 729, DE 30 08 308 10 ja US 4 240 059. Tämän tyyppisissä tunnetuissa virtajakajalla varustetuissa virtamuuntajissa mitattava virta jaetaan kahteen osaan, joista toinen osa kulkee muuntajan kautta. Näin saadaan muuntaja toimimaan pienillä vuontiheysarvoilla eikä muuntaja näin ollen kyllästy suurillakaan virranvoimakkuuksilla. Muuntajan mittausaluetta voidaan täten laajentaa.

15

Tunnetuissa virtamuuntajissa on virtajakajan muoto pyritty mitoittamaan siten, että mittausvirran aiheuttama virtajakajan lämpeneminen olisi mahdollisimman samanlaista muuntajan läpi menevässä ja muuntaja ohi menevässä virtajakajan haarassa. Julkaisut EP 0111063, US 4 240 059, 20 DE 27 34 729 ja EP 0123062 käsittelevät nimenomaan lämpenemisen kompensointia. Edellä mainituissa viitejulkaisuissa on keskitytty lähes yksinomaan virtajakajan tasaisen lämpenemisen toteuttamiseen. Tällöin virta-jakajan haarojen resistanssit muuttuvat suhteellisesti yhtä paljon ja virranjakosuhde pysyy vakiona virtajakajan lämpenemisestä huolimatta.

25

Virtamuuntajan epäideaalisista ominaisuuksista johtuen virtamuuntajan ensiövirran ja toisiovirran välille syntyy vaihe-ero. Tämä vaihe-ero on varsin haitallinen etenkin silloin kun virtamuuntajaa käytetään sähköenergian mittaussovellutukslssa. Virtamuuntajan täten aiheuttama valhe-30 virhe on haitallinen etenkin siitä syystä, että se ei ole vakiosuurui-nen, vaan sen suuruus on riippuvainen virtamuuntajan kautta kulkevan virran voimakkuudesta. Tämä ilmiö johtuu muuntajaraudan epälineaarisesta magnetoitumisesta. Muuntajaraudan suhteellinen permeabillteetti kasvaa muuntajaraudan magneettivuontiheyden kasvaessa.

Virtamlttamuuntajan vaihevirhettä on aikaisemmin pyritty korjaamaan toteuttamalla korjaus vakiosuuruisena koko mittausvirta-alueella.

35 , 78794 2 1 Tällaisella ratkaisulla vlrtamittamuuntajan vaihevirhe saadaan nollaksi ainoastaan yhdessä pisteessä. Muualla mitcausvirta-alueella esiintyy yhä positiivista ja vastaavasti negatiivista vaihevirhettä.

5 Keksinnön päämääränä on aikaansaada parannus nykyisin tunnettuihin virta-jakajalla varustettuihin virtamittamuuntajiin. Keksinnön yksityiskohtaisena päämääränä on aikaansaada virtamittamuuntaja, jossa virtamittamuun-tajan vaihevirhe on koko mittausvirta-alueella eliminoitu aikaisempia ratkaisuja huomattavasti paremmalla tavalla.

10

Keksinnön päämäärät saavutetaan virtamittamuuntajalla, jolle on pääasiallisesti tunnusomaista se, että virtajakaja on varustettu mittaus-virran muutoksesta aiheutuvan vlrtamittamuuntajan vaihevirheen muutoksen kompensointipalalla, joka on sellaisesta magneettisesta materiaa- 15 lista, että mainitun kompensointipalan suhteellinen permeabiliteetti muuttuu vuontiheyden muuttuessa.

Keksinnön eräässä edullisessa suoritusmuodossa virtajakaja muodostuu kahdesta haarasta, joista ensimmäinen haara kulkee virtamuuntajan kautta 20 toimien virtamuuntajan ensiöjohtimena ja toinen haara ohittaa virtamuuntajan toimien ohltusvirtahaarana, jolloin virtajakajan ohitusvirtahaara on varustettu magneettisesta aineesta olevalla kompensointipalalla, jolla kompensoidaan mittausvirran muutoksesta aiheutuva vlrtamittamuuntajan vaihevirheen muutos.

25

Keksinnön eräässä toisessa edullisessa suoritusmuodossa virtajakaja muodostuu kahdesta haarasta, joista ensimmäinen haara kulkee virtamuuntajan kautta toimien virtamuuntajan ensiojohtimena ja toinen haara ohittaa virtamuuntajan toimien ohltusvirtahaarana, jolloin vlrtamittamuuntajan 30 vaihevirheen muutoksen kompensoimiseksi magneettisesta materiaalista oleva kompensointipala on sovitettu virtajakajan virtamuuntajan kautta kulkevaan ensimmäiseen haaraan, ja että mainittu kompensointipala on tehty sellaisesta materiaalista, jonka permeabiliteetti pienenee mittaus-virran kasvaessa.

Keksintöä selitetään yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisien piirustuk- 35 3 78794 1 sien kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä el ole kuitenkaan tarkoitus yksinomaan rajoittaa.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen virtajakajalla varustetun virtamitta-5 muuntajan erästä edullista suoritusmuotoa aksonometrisenä kuvana.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen virtajakajalla varustetun virtamitta-muuntajan erästä toista edullista suoritusmuotoa aksonometrisenä kuvana.

10 Kuvio 3 esittää erään teräksen suhteellisen permeabiliteetin riippuvuutta magneettivuon tiheydestä.

Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa virtajakajaa on merkitty yleisesti viitenumerolla 10. Virtamuuntajaa on vastaavasti merkitty viitenumerolla 15 12. Virtajakaja 10 muodostuu johtimesta 11, jonka ensimmäisessä haarassa 11a virtaa virta 1^ ja vastaavasti toisessa haarassa 11b virtaa virta I2» Virtamuuntajan 12 rautasydäntä on merkitty viitenumerolla 13 ja virtarauuntajan 12 toislopiiriä on merkitty yleisesti viitenumerolla 14. Toisiopiirissä 14 virtaa virta 1^· Toisiopiirin 14 käämiä on merkitty 20 viitenumerolla 15 ja vastusta viitenumerolla 16.

Tässä suoritusmuodossa kompensointlpala 17 on sijoitettu virtajakajan 10 toiseen haaraan 11b. Kompensointlpala 17 on samantyyppistä ainetta kuin virtamuuntajan 12 rautasydän 13.

25

Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa virtamuuntajan 12 epälineaarisuudesta johtuvaa vaihevirheen muutosta voidaan siis pienentää virtamuuntajan 12 ohi menevään virtajakajan 10 haaraan 11b asetetun magneettisesta aineesta olevan kompensointlpalan 17 avulla. Kompensointlpala 17 30 aiheuttaa virtajakajan 10 eri haarojen 11a ja 11b välille vaihe-eron. Koska kompensointlpala 17 on valittu siten, että myös sen magnetoituminen on epälineaarista, saadaan myös virtajakajan 10 vaihevirhe muuttumaan mittausvirran mukana. Kompensointlpalan 17 permeabiliteetti tulee kasvamaan samassa suhteessa missä muuntajan 12 rautasydämen 13 permeabl-35 liteetti kasvaa virran kasvaessa. Virtamuuntajan 12 ja virtajakajan 10 vaihe-eron muutokset ovat vastakkaissuuntaiset, jolloin virtamuuntajan 4 78794 1 12 ja virtajakajan 10 yhdessä aiheuttama vaihevirhe pysyy lähes vakiona mlttausvirran muuttuessa.

Kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa kompensolntlpalan 17 magneettipiiri 5 muodostuu magneettisesta materiaalista kuten esim. raudasta olevasta osasta sekä Ilmaraosta 18. Ilmaraon 18 suuruutta muuttamalla voidaan kompensolntlpalan 17 magneettivuon tiheyttä säätää ja saada kompensointi-palan 17 vuontiheysarvot permeabiliteettikäyrän nousevalla osalle koko virtamuuntajan 12 mittausalueella. Tällainen permeabiliteettikäyrän nou-10 seva osa Ilmenee kuviosta 3.

Kuviossa 2 esitetty suoritusmuoto on muutoin sama kuin kuviossa 1 esitetty suoritusmuoto, mutta kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa kompen-sointlpala 17' on asetettu virtajakajan 10 ensimmäiseen haaraan. Kompen-15 sointlpala 17' on suuren permeabiliteetin omaavasta materiaalista tehty rengas liman ilmarakoa. Renkaan pituutta muuttamalla voidaan asettaa haluttu vuontiheysarvo kompensointipalaan 17' siten, että toimitaan koko virtamuuntajan 12 mittausalueella magnetointikäyrän laskevalla osalla. Magnetointlkäyrän laskeva osa ilmenee kuviosta 3.

20

Edellä on esitetty ainoastaan eräitä keksinnön edullisia suoritusmuotoja ja alan ammattimiehelle on selvää, että niihin voidaan tehdä lukuisia modifikaatioita oheisissa patenttivaatimuksissa esitetyn keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

25 30 35

Claims (5)

5 78794

1. Virtajakajalla (10) varustettu virtamittamuuntaja (12), tunnettu siltä, että virtajakaja (10) on varustettu mittausvlrran 5 muutoksesta aiheutuvan virtamlttamuuntajan (12) valhevlrheen muutoksen kompensointipalalla (17,17'), joka on sellaisesta magneettisesta materiaalista, että mainitun kompensointipalan (17,17') suhteellinen per-meablllteetti muuttuu vuontiheyden muuttuessa.

1 Patenttivaatimukset

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen virtajakajalla varustettu virtamitta muuntaja, tunnettu siitä, että virtajakaja (10) muodostuu sinänsä tunnetusti kahdesta haarasta (11a,11b), joista ensimmäinen haara (11a) kulkee virtamuuntajan (12) kautta toimien virtamuuntajan (12) ensiöjohtimena ja toinen haara (11b) ohittaa virtamuuntajan (12) toimien 15 ohitusvirtahaarana, ja että virtajakajan (10) ohitusvirtahaara (11b) on varustettu magneettisesta aineesta olevalla kompensointipalalla (17), jolla kompensoidaan mittausvlrran muutoksesta aiheutuva virtamittamuunta-jan (12) valhevlrheen muutos.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen virtajakajalla varustettu virtamitta muuntaja, tunnettu siitä, että kompensointipalan (17) magneetti-piiri muodostuu magneettisesta materiaalista olevasta osasta ja ilma-raosta (18), ja että ilmaraon (18) suuruutta muuttamalla kompensointi-palan (17) magneettivuon tiheys on säädettävissä, jolloin kompensoiti-25 palan (17) vuontiheysarvot saadaan permeabiliteettikäyrän nousevalle osalle koko virtamuuntajan (12) mittausalueella.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen virtajakajalla varustettu virtamittamuuntaja, tunnettu siitä, että virtajakaja (10) muodostuu si-30 nänsä tunnetusti kahdesta haarasta, joista ensimmäinen haara (11a) kulkee virtamuuntajan (12) kautta toimien virtamuuntajan (12) ensiöjohtimena ja toinen haara (11b) ohittaa virtamuuntajan (12) toimien ohitusvirtahaarana, ja että virtamlttamuuntajan (12) valhevlrheen muutoksen kompensoimiseksi magneettisesta materiaalista oleva kompensointi-35 pala (17') on sovitettu virtajakajan (10) virtamuuntajan (12) kautta kulkevaan ensimmäiseen haaraan (11a), ja että kompensolntipala (17) on 6 78794 Ί tehty sellaisesta materiaalista, jonka penneabiliteetti pienenee mit-tausvlrran kasvaessa.

5. Patenttivaatimuksen A mukainen virtajakajalla varustettu virtamitta-5 muuntaja, tunnettu siitH, että kompensointipala (17') on suuren permeabiliteetin omaavasta materiaalista tehty rengas ilman ilmarakoa, jolloin mainitun renkaan pituutta muuttamalla voidaan asettaa haluttu vuontiheysarvo kompensointipalaan (17') siten, että kompensointipalan (17') vuontiheysarvot saadaan permeabiliteettikayrän laskevalle osalle 10 koko virtamuuntajan (12) mittausalueella. 15 20 25 30 35 7 78794