NL8602145A - Meetschakeling voor continue, nauwkeurige meting van gelijk- en wisselstroom. - Google Patents

Description

NO 33901 j Do/JSm

Meetschakeling voor continue, nauwkeurige meting van gelijk- en wisselstroom.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een meetschakeling 5 voor het continu en nauwkeurig meten van gelijk- en wisselstromen bestaande uit een transformator met een door de te meten stroom doorlopen primaire wikkeling, een stuurwikkeling en een secundaire wikkeling die respectievelijk in de ingangs- en uitgangskring van een versterkerscha-keling zijn opgenomen en die zodanig zijn geschakeld dat de door een 10 stroomvariatie in de primaire wikkeling veroorzaakte fluxverandering door een evenredige stroomvariatie in de secundaire wikkeling nagenoeg teniet wordt gedaan, een correctieschakeling die zodanig met de versterkerschakeling samenwerkt dat de door een primaire gelijkstroom veroorzaakte residuele flux door een evenredige gelijkstroom in de secundaire 15 wikkeling nagenoeg teniet wordt gedaan en waarmede de gemiddelde waarde van de flux als gevolg van driftverschijnselen nagenoeg op nul wordt gehandhaafd en een door de secundaire stroom doorlopen belasting, waarbij tijdens het optreden van een primaire overstroom de transformator gedurende het overstroominterval als een normale stroomtransformator voor 20 wisselstroom functioneert.

Een dergelijke schakeling wordt beschreven in het artikel "Zero-Flux Current Transformer For Wide-Band Precision Measurement In AC and DC HV systems, Proceedings IEE Fourth International Conference on AC and DC HV Power Transmission, London, 23-26 Sept. 1985".

25 De door de stroom in de primaire wikkeling van een transformator opgewekte magnetomotorische kracht wordt hierin zodanig door een van de versterkerschakeling afkomstige stroom gecompenseerd, dat het resulterende veld in de transformatorkern nul wordt.

Daarbij wordt gebruik gemaakt van een versterkerschakeling die als 30 magnetische integrator functioneert en een magnetische modulator als correctieschakeling voor het handhaven van het werkpunt (flux = nul) van de integrator. Deze bekende schakeling bezit, naast een aantal belangrijke voordelen, m.n. een zeer nauwkeurige stroommeting, echter de volgende beperkingen: 35 voor het meten van overstromen zou de versterker ontworpen moeten worden voor de hoogste te verwachten piekwaarde van de overstroom, hetgeen kostbaar is en dientengevolge toepassing slechts toelaat wanneer de kwaliteit van de meting prevaleert boven economische eisen, bijvoorbeeld op wetenschappelijk gebied; 40 indien de primaire stroom reeds vloeit voordat de schakeling opera- 8602145 « 2 '4 tioneel is, waardoor het magnetisch materiaal is verzadigd, kan er geen signaal worden afgeleid ten behoeve van het vinden van het werkpunt van de integrator; als gevolg van de benodigde korte spanningsonderbreking, is de schakeling minder geschikt voor bijvoorbeeld transmissie- of dis-5 tributietoepassingen.

De uitvinding stelt zich ten doel deze beperkingen op te heffen en de schakeling voor'ruimere toepassing geschikt te maken. De schakeling volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat over de uitgang van de versterkerschakeling een niet-lineaire weerstand is geschakeld waarin 10 de stroom bij overschrijding van een bepaalde grensspanning sterk zal toenemen als de uitgangsstroom van de versterkerschakeling wordt begrensd .

De versterkerschakeling kan nu worden bemeten voor een uitgangsstroom die correspondeert met de nominale waarde van de primaire stroom 15 en de transformator zal tijdens het overstroominterval als een conventionele stroomtransformator functioneren. De secundaire stroom wordt hierbij opgewekt door de in de secundaire wikkeling geïnduceerde spanning.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de niet-20 lineaire weerstand uit twee tegengesteld in serie geschakelde zenerdio-den. Met voordeel kan de niet-lineaire weerstand ook bestaan uit althans één schakelaar die bij het overschrijden van de nominale waarde van de secundaire stroom de uitgang van de versterkerschakeling overbrugt.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvin-25 ding heeft het kenmerk, dat door middel van de althans ene schakelaar de uitgang van de versterkerschakeling afwisselend via een positieve en een negatieve spanningsbron wordt overbrugd en wel gedurende de intervallen die corresponderen met de intervallen waarbij de secundaire stroom een positieve of een negatieve richting heeft, zodat het spanningstijdvlak 30 van de in de secundaire wikkeling geïnduceerde spanning minimaal is.

Nog een verdere uitvoeringsvorm volgens de onderhavige uitvinding heeft het kenmerk, dat de niet-lineaire weerstand parallel is geschakeld aan de serieschakeling van de secundaire wikkeling en de belasting.

De op deze wijze geschakelde niet-lineaire weerstand kan volgens 35 weer een verdere uitvoeringsvorm van de uitvinding ook bestaan uit een eerste en een tweede serieschakeling van een schakelaar en een voedingsbron, waarbij deze twee serieschakelingen parallel zijn geschakeld aan een serieschakeling van de secundaire wikkeling en de belasting en waarbij afhankelijk van de richting van de secundaire overstroom hetzij de 40 schakelaar en de voedingsbron, van de eerste hetzij, de schakelaar en de 8602145 % 3 % voedingsbron van de tweede serieschakeling werkzaam is, waarbij de keuze van de schakelaar en de voedingsbron van de twee serieschakelingen zodanig is, dat het spanningstijdvlak van de in de secundaire wikkeling geïnduceerde spanning minimaal is.

5 Omdat tijdens het optreden van een primaire overstroom de raeetscha- keling volgens de onderhavige uitvinding als een normale stroomtransfor-mator werkt» kan tijdens een overstroomsituatie echter verzadiging optreden o.a. als gevolg van een primaire gelijkstroom of van een gelijk-stroomcomponent in de primaire wisselstroom. Om bij het terugkeren van 10 de primaire stroom binnen de nominale waarde de nul-flux toestand weer te herstellen, is in weer een verdere voorkeursuitvoeringsvorm de meet-schakeling volgens de uitvinding voorzien van een detectieschakeling waarmee de verzadigingstoestand van de kernen kan worden gesignaleerd, zodanig, dat tijdens de verzadigingstoestand een relaxatie-oscillator-15 kring wordt gesloten waardoor de uitgangsstroom van de versterkerschake-ling zijn gehele werkgebied doorloopt zodra de primaire overstroom is opgeheven. Hierbij zal ook die waarde worden bereikt waarbij de door de primaire wikkeling opgewekte magnetomotorische kracht gecompenseerd wordt door de door de secundaire wikkeling opgewekte magnetomotorische 20 kracht. De correctieschakeling, die hierdoor in zijn werkgebied zal gaan functioneren, levert een signaal dat het werkpunt van de integrator fixeert en de relaxatie-oscillatorkring buiten bedrijf stelt.

Nog een verdere voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de correctieschakeling een verzadigingsdetector, 25 een schakelaar en een tweede versterkerschakeling omvat, waarbij de tweede versterkerschakeling door de spanning over de belasting wordt gestuurd en waarbij de verzadigingsdetector na een geconstateerde verzadiging van de transformatorkern de schakelaar sluit waardoor een relaxa-tie-oscillator ontstaat, bestaande uit de versterkerschakeling, de se-30 cundaire wikkeling, de tweede versterkerschakeling en de schakelaar en waarbij zodra de primaire overstroom is opgeheven de relaxatie-oscilla-tor de versterkerschakeling zodanig stuurt dat de, de verzadiging van dé transformatorkern veroorzakende, primaire stroom volledig wordt gecompenseerd .

35 Het belangrijkste voordeel van de meetschakeling volgens de onder havige uitvinding is, dat een nauwkeurige stroommeting over een extreem groot meetgebied mogelijk is. Tot aan de nominale waarde van de gelijk-of wisselstroom wordt gemeten volgens het nul-flux principe, resulterend in een hoge nauwkeurigheid. Boven de nominale waarde wordt met de ge-40 bruikelijke nauwkeurigheid volgens een conventionele stroomstransforraa- 8602145 m 4 tor voor wisselstroom gemeten, waarvan de magnetiseringstroom zeer klein is ten opzichte van de te meten overstroom. Een tweede voordeel is, dat de detectieschakeling ervoor zorgt dat bij het verdwijnen van de overstroom, de stroommeting volgens het nul-fluxprincipe snel wordt her-5 steld.

De uitvinding zal in de nu volgende beschrijving aan de hand van de bijbehorende figuren worden verduidelijkt.

Fig. 1 toont het principe-schema van de uit de bovengenoemde publicatie bekende magnetische integrator.

10 Fig. 2 geeft een uitvoeringsvoorbeeld van de combinatie van een magnetische integrator met een correctieschakeling voor het fixeren van het werkpunt, eveneens zoals geopenbaard in de genoemde publicatie.

Fig. 3 dient ter toelichting van êên van de bekende methoden waarop de werking van de correctieschakeling berust.

15 De fig. 4, 5, 6 en 7 geven schematisch aan hoe volgens de onderha vige uitvinding de secundaire overstroom geheel of gedeeltelijk buiten de versterker om kan worden geleid.

Fig. 8 toont een schakeling waarmee door variatie van de uitgangs-stroom van de versterker de waarde wordt afgetast waarbij een evenwicht 20 wordt bereikt tussen de in de primaire en secundaire wikkelingen opgewekte magnetomotorische kracht.

In fig. 1 is Tl een toroïdale kern van een transformator die rond een geleider is aangebracht, die de primaire wikkelingen W1 vormt waar de te meten stroom i^ doorheen vloeit. De kern is verder voorzien van 25 een secundaire wikkeling W2, die in de uitgangskring van de versterker A is opgenomen en een tertiaire stuurwikkeling W3 die met de ingang van de versterker A is verbonden. De uitgangskring van A wordt gesloten door een belastingsweerstand Rb. De polariteit van de door de versterkeruit-gang opgewekte magnetomotorische kracht in W2 is zodanig, dat iedere 30 verandering van de flux in de kern onder invloed van de in W3 geïnduceerde spanning door een verandering van de uitgangsstroom van de versterker wordt tegengewerkt.

Veronderstelt men een ideale versterker met een frequentie-onafhan-kelijke oneindige versterkingsfactor en geen off-set en drift, dan wordt 35 er geen verandering van de magnetische flux in de kern Tl toegelaten. Immers een fluxverandering in de kern zal resulteren in een geïnduceerde spanning in de wikkeling W3 die als ingangssignaal de uitgangsstroom van de versterker zodanig beïnvloedt dat de fluxverandering teniet wordt gedaan. De geïnduceerde spanning in W3 en bij gevolg de magnetische flux 40 in de kern moet nul blijven. De versterker zal daarom een zodanige '8602145 5 t stroom door de wikkeling W2 zenden dat de door W1 gegenereerde magneto-motor ische kracht wordt gecompenseerd. De stroom in de secundaire kring is daardoor een nauwkeurige afbeelding van die in de primaire kring echter wl/w2 maal zo groot, waarbij wl het aantal windingen van wikkeling 5 Wl is en w2 het aantal windingen van W2.

In werkelijkheid is de versterkingsfactar eindig en frequentie-af-hankelijk en is er een off-set en drift. Hierdoor zal er ten behoeve van de fluxcompensatie een geringe spanning in W3 worden geïnduceerd. De flux in de kern zal langzaam veranderen en naar verzadiging kruipen. Bij 10 het bereiken van het verzadigingspunt eindigt de normale werking van de schakeling. Om dit te voorkomen wordt een correctieschakeling toegevoegd, zie fig. 2, die twee bewikkelde kernen T2 en T3 identiek aan Tl bevat. De wikkelingen Wl en W2 omvatten nu alle drie de kernen. T2 en T3 vormen samen met de wisselspanningsbron OSC en de piekdetector PD een 15 deel van een zogenaamde magnetische modulator. De wikkelingen W3 van T2 en T3 zijn elk via respectievelijk een weerstand R2 en R3 op de wissel-spanningsbron OSC aangesloten. De bron OSC heeft een zodanige magnetise-ringsstroom tot gevolg dat de beide kernen T2 en T3 steeds in verzadiging worden gedreven.

20 De vorm van deze magnetiseringsstroom is in fig. 3 weergegeven, waarvan de linkerhelft de situatie zonder residueel magnetisch veld en de rechterhelft de situatie met een van nul afwijkend gemiddeld residueel veld in de kernen illustreert. Op de eerste regel van fig. 3 is de magnetiseringsflux weergegeven, op regel 2 de met de magnetiserings-25 stroom evenredige magnetomotorische kracht, die in de situatie volgens de rechterhelft telkens een verzadigingspiek vertoont, en op regel 3 het in de tijd verlopende uitgangssignaal van de piekdetector PD.

Indien de gemiddelde waarde van het magnetische veld in de kernen nul is, zal de magnetiseringsstroom een symmetrische vorm hebben, zoals 30 in de linkerhelft van fig. 3 is weergegeven. De positieve en negatieve piekwaarden zijn identiek. Trekt men na piekgelijkrichting beide waarden van elkaar af, dan is het verschil nul. Dit is niet meer het geval indien de gemiddelde waarde van het magnetische veld niet meer nul is, zoals in de rechterhelft van fig. 3 is weergegeven. De magnetiserings-35 stroom heeft een asymmetrische vorm hetgeen resulteert in een verschil-signaal als uitgangssignaal van de piekdetector PD.

De polariteit en grootte van dit verschilsignaal zijn een maat voor het teken en de grootte van het residuele magnetische veld in de kernen.

Door nu dit signaal samen met het signaal van wikkeling W3 van Tl in de 40 juiste polariteit naar de versterker A te voeren, zal deze een zodanige 8602145 4 6 stroom leveren dat het residuele veld uiterst klein wordt gehouden. De grootte van dit restveld wordt bepaald door de versterkingsfactor van A.

Het zal duidelijk zijn dat met behulp van de magnetische modulator niet alleen de off-set- en driftinvloeden van de versterker A kunnen 5 worden gecompenseerd, maar dat ook residuele magnetische velden als gevolg van stationaire of transiënte gelijkstromen of gelijkstroomcompo-nenten in de te méten stroom ij kunnen worden gecompenseerd. De secundaire stroom ±2 is derhalve een nauwkeurige afbeelding van de primaire wissel- of gelijkstroom of een combinatie van beide.

10 In principe zou naast Tl met ëén extra kern, bijvoorbeeld T2, kun nen worden volstaan. Om te voorkomen dat in de primaire en secundaire kring als gevolg van de door de bron OSC aan W3 van T2 toegevoerde wisselspanning in W1 en W2 een spanning wordt geïnduceerd is T3 met W3 en R3 toegevoegd en zodanig geschakeld dat de door de bron OSC via T2 geïn-15 duceerde spanningen in W1 en W2 door een indue tie spanning in tegenfase worden opgeheven. De totale geïnduceerde spanning in de primaire en secundaire kring is daardoor nagenoeg nul.

Om meetfouten als gevolg van het belasten van weerstand Rb te vermijden en om een genormaliseerd meetgebied te verkrijgen is parallel aan 20 Rb een buffer- of calibratieversterkerschakeling B met instelbare terugkoppeling opgenomen. De versterkerschakelingen A en B zijn bij voorkeur symmetrische verschilversterkers, bijvoorbeeld operationele versterkers, die uit het te bewaken net of met behulp van externe spanningsbronnen kunnen worden gevoed (niet getoond). De weerstand Rb is bij voorkeur een 25 precisieweerstand met hoge nauwkeurigheid en stabiliteit.

Indien de magnetomotorische kracht als gevolg van de primaire stroom groter is dan de maximale door de uitgangsstroom van de verster-kerschakeling opgewekte compenserende magnetomotorische kracht, wordt de nul-fluxtoestand verstoord. Zonder extra middelen zal er dan als gevolg 30 van de fluxverandering een zodanige spanning in W2 worden geïnduceerd dat de hiervoor vereiste compenserende stroom door de uitgangskring van de versterkerschakeling A wordt gedreven. Deze overstroom zal de ver-sterkerschakeling kunnen beschadigen.

Fig. 4 toont een schakeling volgens de uitvinding waarmee de over-35 stroom geheel of gedeeltelijk buiten de versterkerschakeling om kan worden geleid. In deze figuur representeert R de som van de belastingsweer-stand Rb en de ohmse weerstand Rw van de wikkeling W2. Over de uitgang van de versterkerschakeling A is een spanningsgestuurde niet-lineaire weerstand, bijvoorbeeld een bipolaire zenerdiodeschakeling Z bestaande 40 uit twee tegengesteld in serie geschakelde zenerdiodes, aangebracht. Tot 3602145 7 aan een bepaalde grenswaarde van de uitgangsstroom van de versterker-schakeling zal door Z slechts een geringe, verwaarloosbare stroom vloeien. Wordt deze grens overschreden, dan zal de stroom van de versterker schakeling niet meer toenemen en door de stroom door de zenerdiode met 5 een zodanige waarde worden aangevuld dat de door de primaire overstroom veroorzaakte magnetomotorische kracht wordt gecompenseerd. De uitgangs-spanning van de versterkerschakeling A kan nauwelijks toenemen en zal op een bepaalde waarde worden begrensd. Omdat W2 nu als "voedingsbron” fungeert zal ook ffj_ als gevolg van de in W2 geïnduceerde hogere span-10 ning van richting veranderen, dus als het ware "omklappen". De zenerdio-deschakeling Z werkt in deze situatie vrijwel als een kortsluiting. De versterker functioneert in stroombegrenzing of wordt door een stuurscha-keling (niet getoond) gedurende het overstroominterval in een geblokkeerde toestand gebracht.

15 Fig. 5 toont het verloop van de spanning 1¾ over W2, Uj over Z

en U3 over R en de stroom ±2 door W2 onder aanname van een rechthoekig in de tijd verlopende primaire overstroom (waarbij de kern niet verzadigd wordt). De rechthoekige vorm is hierbij ten behoeve van de eenvoud aangenomen.

20 Gedurende de tijd dat er een primaire overstroom vloeit, werkt de schakeling volgens fig. 2 als een normale stroomtransformator. Omdat de versterkerschakeling A is geblokkeerd en bijgevolg de corrigerende werking van de magnetische modulator, wordt een eventueel residueel magnetisch veld in Tl nu niet meer gecorrigeerd.

25 De fluxverandering in de kernen wordt bepaald door het spannings- tijdvlak van U2, dat wil zeggen het in fig. 5 gearceerd weergegeven oppervlak. Indien de overstroom een gelijkstroom is of een gelijkstroom-component bevat zal na enige tijd verzadiging optreden waardoor geen fluxtoename meer mogelijk is, zodat de geïnduceerde spanningen nul wor-30 den en de secundaire stroom geen maat meer voor de primaire stroom is.

Deze situatie kan door middel van de in fig. 2 weergegeven verzadig ingsdetector VD uit het faseverschil tussen de spanning over R2 en de uitgangsspanning van de wissel spanningsbron OSC of de spanning over W3 worden waargenomen. Bij een onverzadigde kern zijn de stroom en de span-35 ning van W3 in fase verschoven. Deze faseverschuiving wordt in de verzadigde toestand nagenoeg nul omdat de stroom nu hoofdzakelijk wordt bepaald door de weerstand in de kring. Met behulp van een door het uitgangssignaal van de verzadigingsdetector bediende schakelaar K, kan deze situatie door middel van een uitwendige signalering worden aangegeven en 40 kan bijvoorbeeld via het besturings- en/of beveiligingssysteem een uit- 8602145 8 schakelcommando aan een hoofdschakelaar in de primaire kring worden gegeven.

Het zal duidelijk zijn dat de ijzerdoorsnede van de kern zodanig groot moet worden gekozen dat de vereiste overstroom gedurende de ver-5 eiste tijd kan worden gemeten.

De geïnduceerde spanning over W2 kan worden verlaagd en daardoor bij een gegeven ijzerdoorsnede de overstroom en de meettijd worden verhoogd, door Z in fig. 4 door de schakelaar S te vervangen. Deze schakelaar S wordt bij het overschrijden van de maximaal door de versterker-10 schakeling A te leveren stroom gesloten.

In fig. 6 is de spanningsgestuurde niet-lineaire weerstand Z vervangen door twee schakelaars SI en S2. Onder normaal bedrijf zijn SI en S2 geopend. Overschrijdt de secundaire stroom i2 de maximale door de versterker te leveren waarde, dan wordt de parallel aan de belastings-15 weerstand Rb geschakelde stuurschakeling ST van de schakelaars actief, die afhankelijk van de polariteit van i£ een schakelaar sluit. De stuurschakeling kan op gebruikelijke wijze een vergelijker omvatten welke de grootte en polariteit van de spanning over Rb meet en deze met een vooraf ingestelde waarde vergelijkt. De stuurschakeling bezit bij voor-20 keur voldoende hysteresis om een stabiele omschakeling te bewerkstelligen. De versterkerschakeling functioneert tijdens de sluitingsinter-vallen in stroombegrenzing of is in geblokkeerde toestand gebracht. In plaats van twee schakelaars S1/S2 kan uiteraard ook éën gemeenschappelijke wisselschakelaar worden toegepast. De schakelaars kunnen zowel me-25 chanische als elektronische componenten zijn. Omdat met de schakeling volgens fig. 6 met behulp van de spanningsbronnen B1/B2 de spanning zelf kan worden omgeklept, zal ook 1¾, waarvan de verzadiging wordt bewerkstelligd, positief worden beïnvloed, d.w.z. dat de verzadiging vertraagd wordt en dus tijdens overstroom langer kan worden gemeten.

30 In fig. 7 is op soortgelijke wijze als in fig. 5 het spanningsver- loop weergegeven. Een deel van de spanning U3 wordt nu door de voedingsbron BI respectievelijk B2 geleverd, zodat U2 en daardoor het spanningstijdvlak hiervan kleiner is dan in fig, 5. De verzadiging van de magneetkern wordt hierbij dus als het ware "vertraagd", 35 Tijdens een overstroomsituatie is de magnetische integrator en bij gevolg de magnetische modulator buiten bedrijf. Wanneer als gevolg van de overstroom de kernen in een verzadigde toestand zijn gekomen, geeft de magnetische modulator geen corrigerend signaal meer af. Immers de magnetiseringsstroom in W3 voor bijvoorbeeld T2 wordt nu vrijwel uit-40 sluitend door de weerstand R2 en de wisselspanningsbron OSC bepaald, 8602145 9 waardoor deze een -^symmetrische vorm heeft, hetgeen ook het geval is in de nul-fluxtoestand. Komt de primaire stroom weer binnen het meetgebiëd dan kan de magnetische modulator als gevolg van de verzadigingstoestand van de kernen er niet voor zorgen dat het werkpunt van de magnetische 5 integrator wordt hervonden. Een soortgelijke situatie treedt ook op wanneer de kernen reeds verzadigd zijn voordat een primaire stroom gaat vloeien.

Om de kernen uit de verzadigingstoestand te brengen en het werkpunt te hervinden moet het magnetomotorisch krachtenevenwicht worden afge-10 tast. Hiertoe moet de uitgangsstroom van de versterkerschakeling van de magnetische integrator zijn gehele werkgebied doorlopen, hetgeen wordt bereikt door tijdelijk een positieve terugkoppeling aan te brengen.

In fig. 8 is een blokschema van een hiervoor toe te passen schakeling weergegeven. De verzadigingstoestand wordt weer geconstateerd uit 15 de fase verandering van de stroom ten opzichte van de spanning in de be-krachtigingskring gevormd door OSC, W3 en R2 van de kern T2 of de waarde van de spanning over W3, zoals getoond in fig. 2. Zodra de verzadigingstoestand is gedetecteerd wordt door de verzadigingsdetector VD de mechanische of elektronische schakelaar S3 gesloten. De uitgang van de tweede 20 versterkerschakeling B, die door de spanning over Rb wordt gestuurd, wordt dan met de ingang van de versterkerschakeling A verbonden. De aldus gesloten kring vormt zodra de primaire overstroom is opgeheven in principe een paraat gestelde relaxatie-oscillator die de uitgangsstroom van de versterkerschakeling A zijn hele werkgebied doet doorlopen. In 25 overstroomsituaties is de versterker A echter niet in staat de overstroom te verwerken en zal de relaxatie-oscillator ook niet werken. Zodra de stroom weer in het bereik van de versterker komt, wordt de re-laxatie-oxcillator actief. De uitgangsstroom zal daarbij die waarde bereiken waarbij de door de primaire stroom gegenereerde magnetomotorische 30 kracht wordt gecompenseerd. Hierdoor komen de kernen uit de verzadigingstoestand. De magnetische modulator kan weer een correctiesignaal geven terwijl door een actie van de verzadigingsdetector de schakelaar S3 wordt geopend. De relaxatie-oscillator stopt hierdoor ogenblikkelijk. Het van de magnetische modulator afkomstige correctiesignaal herstelt 35 het normale werkpunt van de magnetische integrator. Voor de duidelijkheid is in dit blokschema de overstroomschakeling volgens de uitvinding, bijvoorbeeld zoals getoond in fig. 4 en 6, niet weergegeven.

De meetschakeling volgens de onderhavige uitvinding bezit een relatief breedbandig meetgebied, waardoor ook transiënte stromen nauwkeurig 40 kunnen worden gemeten. De opbouw en uitvoering zijn zodanig dat uitwen- 8602145 h 10 « wendige magnetische velden slechts een verwaarloosbare invloed kunnen uitoefenen.

Het spreekt vanzelf dat de uitvinding niet tot de hierboven besproken en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen beperkt is, maar dat 5 wijzigingen en aanvullingen kunnen worden aangebracht, bijvoorbeeld in de opbouw van de correctieschakeling, de onderlinge rangschikking van de magneetkernen of het toepassen van andere niet-lineaire stroom- of span-ningsgestuurde elementen voor het buiten de versterker A om leiden van de overstroom, zonder buiten het kader van de uitvinding te treden, 10 15 20 25 30 35 40 8602145

Claims (8)

1. Meetschakeling voor het continu en nauwkeurig meten van gelijken wisselstromen bestaande uit een transformator met een door de te me-5 ten stroom doorlopen primaire wikkeling, een stuurwikkeling en een secundaire wikkeling die respectievelijk in de ingangs- en uitgangskring van een versterkerschakeling zijn opgenomen en die zodanig zijn geschakeld dat de door een wisselstroom in de primaire wikkeling veroorzaakte fluxverandering door een evenredige wisselstroom in de secundaire wikke-10 ling nagenoeg teniet wordt gedaan, een correctieschakeling die zodanig met de versterkerschakeling samenwerkt dat de door een primaire gelijkstroom veroorzaakte residuele flux door een evenredige gelijkstroom in de secundaire wikkeling nagenoeg teniet wordt gedaan en waarmede de gemiddelde waarde van de flux als gevolg van driftverschijnselen nagenoeg 15 op nul wordt gehandhaafd en een door de secundaire stroom doorlopen belasting, waarbij tijdens het optreden van een primaire overstroom de transformator gedurende het overstroominterval als een normale stroom-transformator voor wisselstroom functioneert, met het kenmerk, dat over de uitgang van de versterkerschakeling een niet-lineaire weerstand is 20 geschakeld waarin de stroom bij overschrijding van een bepaalde grens-spanning sterk zal toenemen als de uitgangsstroom van de versterkerschakeling wordt begrensd,

2» Meetschakeling volgens conclusie I, met het kenmerk, dat de niet-lineaire weerstand bestaat uit twee tegensteld in serie geschakelde 25 zederdioden.

3, Meetschakeling volgens conclusie I of 2, met het kenmerk, dat de niet-lineaire weerstand bestaat uit althans één schakelaar die bij het overschrijden van de nominale waarde van de secundaire stroom de uitgang van de versterkerschakeling overbrugt,

4. Meetschakeling volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat door middel van de althans ene schakelaar de uitgang van de versterkerschakeling afwisselend via een positieve en een negatieve spanningsbron wordt overbrugd en wel gedurende de intervallen die corresponderen met de intervallen waarbij de secundaire stroom een positieve of een negatieve 35 richting heeft, zodat het spanningstijdvlak van de in de secundaire wikkeling geïnduceerde spanning minimaal is.

5. Meetschakeling volgens conclusie I tot en met 4, met het kenmerk, dat de niet-lineaire weerstand (Z) parallel is geschakeld aan de serieschakeling van de secundaire wikkeling (W2) en de belasting (Rb).

6. Meetschakeling volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de 8602145 * * niet-lineaire weerstand bestaat uit een eerste en een tweede seriescha-keling van een schakelaar (S1/S2) en een voedingsbron (B1/B2), waarbij deze twee serieschakelingen parallel zijn geschakeld aan een seriescha-keling van de secundaire wikkeling (W2) en de belasting (Rb) en waarbij 5 afhankelijk van de richting van de secundaire overstroom hetzij de schakelaar (SI) en de voedingsbron (BI) van de eerste, hetzij de schakelaar (S2) en de voedingsbron (B2) van de tweede serieschakeling werkzaam is, waarbij de keuze van de schakelaar (S1/S2) en de voedingsbron (B1/B2) van de twee serieschakelingen zodanig is, dat het spanningstijdvlak van 10 de in de secundaire wikkeling geïnduceerde spanning minimaal is.

7. Meetschakeling volgens conclusie 1 tot en met 6, voorzien van een detectieschakeling waarmee de verzadigingstoestand van de kern kan worden gesignaleerd, met het kenmerk, dat tijdens de verzadigingstoestand een relaxatie-oscillatorkring wordt gesloten waardoor zodra de 15 primaire overstroom is opgeheven de uitgangsstroom van de versterker-schakeling zijn gehele werkgebied doorloopt.

8. Meetschakeling volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de cor-rectieschakeling een verzadigingsdetector (VD), een schakelaar (S3) en een tweede versterkerschakeling (B) omvat, waarbij de tweede versterker- 20 schakeling (B) door de spanning over de belasting (Rb) wordt gestuurd en waarbij de verzadigingsdetector (VD) na een geconstateerde verzadiging van de transformatorkern de schakelaar (S3) sluit waardoor een relaxa-tie-oscillator ontstaat bestaande uit de versterkerschakeling (A), de secundaire wikkeling (W2), de tweede versterkerschakeling (B) en de 25 schakelaar (S3) en waarbij de relaxatieoscillator zodra de primaire overstroom is opgeheven de versterker (A) zodanig stuurt dat de, de verzadiging van de transformatorkern veroorzakende, primaire stroom volledig wordt gecompenseerd. 30 35 40 8602145