PL160368B1

PL160368B1 - Current transformer with secondary flow many times higher than the primary flow

Info

Publication number: PL160368B1
Application number: PL28125889A
Authority: PL
Inventors: Boguslaw Kuczalek
Original assignee: Zaklady Wytworcze Aparatury Wy
Priority date: 1989-08-31
Filing date: 1989-08-31
Publication date: 1993-03-31
Also published as: PL281258A1

Abstract

The measuring transformer with primary and secondary windings, consisting in that it is made up of two parts: the measuring transformer (1) with three windings (3), (4), (6), whereas the winding (4) is the secondary winding, and the windings (3) and (6) are primary windings, whereas the winding (6) constitutes the multiplication of the primary flow (φ1) and of the support transformer (2).<IMAGE>

Description

Przedmiotem wynalazku jest przekładnik prądowy przeznaczony do obwodów pomiarowych.The subject of the invention is a current transformer for measuring circuits.

Znaną jest rzeczą, że w przypadku zmniejszenia przepływu pierwotnego w przekładniku prądowym następuje pogorszenie parametrów obwodu wtórnego, mocy, klasy dokładności, oraz zwiększenie liczby przetężeniowej, która w granicznych przypadkach może przekraczać dopuszczalne granice. Znany jest sposób zapewnienia parametrów przekładnika prądowego a zwłaszcza pomiarowego przez zastosowanie magnetowodu opartego na bazie stopów niklu. Znany jest również sposób zapewnienia parametrów przekładnika jak i liczby przetężeniowej poprzez pozorne obniżenie jej przy pomocy nieliniowej impedancji równolegle włączonej do zacisków wtórnych przekładnika. Wadą przekładników prądowych o małym przepływie przeznaczonych do pomiaru jest trudność zapewnienia parametrów, mocy w klasie dokładności przy małej liczbie przetężeniowej wymaganej dla ochrony przyrządów. Wadą przekładników o małym przepływie jest utrudnione, bądź niemożliwe dokonywanie korekcji błędów prądowych poprzez zmianę liczby zwojów wtórnych. Znane sposoby umożliwiające uzyskanie małej liczby przetężeniowej mają liczne wady.It is known that when the primary flow in the current transformer is reduced, the parameters of the secondary circuit, power, accuracy class, and the overcurrent number increase, which in extreme cases may exceed the permissible limits. It is known to provide the parameters of a current transformer, in particular a measurement transformer, by using a magnetic core based on nickel alloys. There is also a known method of ensuring the parameters of the transformer and the overcurrent number by apparently lowering it by means of a nonlinear impedance connected in parallel to the secondary terminals of the transformer. The disadvantage of low-flow current transformers intended for measurement is the difficulty in providing parameters, power in the accuracy class with a small number of overcurrents required to protect the instruments. The disadvantage of low flow transformers is that it is difficult or impossible to correct current errors by changing the number of secondary turns. The known methods for achieving a low overcurrent number have numerous disadvantages.

Zastosowanie magnetowodu ze stopów niklu wymaga dużego przekroju z uwagi na szybkie nasycanie magnetowodu oraz ostrożnego montażu z przyczyny wrażliwości materiału. Zastosowanie nieliniowej impedancji równolegle połączonej do zacisków wtórnych pozornie obniża liczbę przetężeniową, ponieważ transformacja w przekładniku przebiega w dalszym ciągu proporcjonalnie i tylko część prądu płynie przez impedancję. Połączenie równolegle do zacisków wtórnych impedancji nieliniowej zwiększa rozpiętość błędów prądowych, co wymaga powiększenia przekroju poprzecznego magnetowodu. W obu wymienionych sposobach pozostaje utrudniona, bądź niemożliwa korekcja błędów prądowych poprzez zmianę liczby zwojów wtórnych. Celem wynalazku jest opracowanie układu przekładnika prądowego pomiarowego, który umożliwi uzyskanie parametrów, mocy, klasy dokładności oraz dowolnie małej liczby przetężeniowej, jak również pozwoli na dokonywanie korekcji błędów prądowych przez zmianę liczby zwojów wtórnych przy małych przepływach pierwotnych przekładnika.The use of a nickel alloy magnetic core requires a large cross-section due to the quick saturation of the magnetic core and careful assembly due to the sensitivity of the material. The use of a non-linear impedance in parallel to the secondary terminals apparently lowers the overcurrent number because the transformer transforms still proportionally and only part of the current flows through the impedance. Connecting the nonlinear impedance parallel to the secondary terminals increases the range of current errors, which requires enlarging the cross-section of the magnetic core. In both of these methods, it remains difficult or impossible to correct the current errors by changing the number of secondary turns. The aim of the invention is to develop a measuring current transformer system that will enable to obtain parameters, power, accuracy class and any small overcurrent number, as well as allow for correction of current errors by changing the number of secondary turns at low primary flows of the transformer.

Istotą wynalazku jest przekładnik prądowy posiadający uzwojenia pierwotne i wtóme charakteryzujący się tym, że składa się z dwóch części przekładnika prądowego 1 mającego trzy uzwojenia 3, 4, 6, gdzie uzwojeniem wtórnym jest uzwojenie 4, a uzwojenia 3, 6 uzwojeniami pierwotnymi, przy czym uzwojenie 6 stanowi uwielokrotnienie przepływu pierwotnego θι oraz przekładnika wspomagającego 2.The essence of the invention is a current transformer having primary windings and a second, characterized by the fact that it consists of two parts, a current transformer 1 having three windings 3, 4, 6, where the secondary winding is winding 4, and the windings 3, 6 are the primary windings, the winding 6 is a multiplication of the primary flow θι and the auxiliary transformer 2.

Zwiększenie przepływu wtórnego Θ2 uzyskuje się przez dodanie przepływu dodatkowego wspomagającego 02d z przekładnika wspomagającego. Przepływ dodatkowy wspomagający 02d może być mniejszy, równy lub większy niż przepływ pierwotny θι, co umożliwia dobranie najlepszego przepływu wtórnego Θ2, przy którym można uzyskać żądane parametry mocy, klasy dokładności i liczby.Increasing the secondary flow Θ2 is achieved by adding additional auxiliary flow 02d from the booster transformer. The auxiliary auxiliary flow 02d may be less than, equal to, or greater than the primary flow ι, allowing the best secondary flow Θ2 to be selected at which the desired power parameters, accuracy classes, and numbers can be achieved.

160 368160 368

Wynalazek został uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia przekładnik prądowy pomiarowy zasilany prądem pierwotnym Ii, o liczbie zwojów pierwotnych wi. Przepływ przekładnika po stronie pierwotnej wynosi θι = Ii · wi.The invention is illustrated by an exemplary embodiment in the drawing which shows a measuring current transformer supplied with primary current Ii, with the number of primary turns wi. The flow of the transformer on the primary side is θι = Ii · wi.

Jednocześnie przekładnik prądowy pomiarowy 1 uzyskuje przez uzwojenie dodatkowe wspomagające 6 o liczbie zwojów W2d, przez które płynie prąd wspomagający Iw dodatkowy przepływ 02d, który można zapisać następująco 02=Iw W2d. W takim rozwiązaniu przekładnik prądowy pomiarowy 1 zasilany jest dwoma przepływami, których suma wynosi Σ Θπ = θι + 02d. Przekładnik prądowy wspomagający 2 zasilany jest prądem pierwotnym Ii o liczbie zwojów wi ma taki sam przepływ pierwotny θι jak przekładnik pomiarowy 1. Przepływ wtórny 02w przekładnika wspomagającego 2 o prądzie wtórnym Iw i liczbie zwojów wtórnych W2wjest bliski przepływowi pierwotnemu θι = Iw- W2w = 02w. Przepływ wtórny 02wprzekładnika wspomagającego 2 przekazuje energie swojego układu, do układu pomiarowego 1 przez uzwojenie dodatkowe wspomagające 6, W2d umieszczone na magnetowodzie 8 przekładnika pomiarowego 1, przez które płynie prąd Iw. Przepływ przekazany z układu wspomagającego do układu pomiarowego wynosi 02d. Prąd wtórny Iw przekładnika wspomagającego oraz w obwodzie uzwojenia dodatkowego wspomagającego 6 przekładnika pomiarowego jest jednakowy.At the same time, the measuring current transformer 1 obtains through the auxiliary auxiliary winding 6 with the number of turns W2d, through which the auxiliary current Iw flows, additional flow 02d, which can be written as 02 = Iw W2d. In such a solution, the measuring current transformer 1 is supplied with two flows, the sum of which is Σ Θπ = θι + 02d. The auxiliary current transformer 2 is supplied with the primary current Ii with the number of turns wi and has the same primary flow θι as the measuring transformer 1. Secondary flow 02w of the supporting transformer 2 with the secondary current Iw and the number of secondary turns W2w is close to the primary flow θι = Iw-W2w = 02w. The secondary flow 02w of the booster transformer 2 transfers the energies of its system to the measuring circuit 1 through the auxiliary booster winding 6, W2d, placed on the magnetic core 8 of the measuring transformer 1, through which the current Iw flows. The flow from the booster to the measurement system is 02d. The secondary current Iw of the auxiliary transformer and in the circuit of the auxiliary winding 6 of the measuring transformer are identical.

W szczególnym przypadku gdy liczba zwojów uzwojenia wtórnego 5, W2w przekładnika wspomagającego'2 jest równa liczbie zwojów uzwojenia dodatkowego 6, W2d w przekładniku pomiarowym 1, to występuje równość przepływów, 02w = 02d. Ponieważ przepływ 02wjest prawie równy przepływowi pierwotnemu θι, to przekładnik prądowy pomiarowy będzie zasilany 2-krotnym przepływem pierwotnym 0i. Można to zapisać Σ θ= 0i + 02d= 2 0i = 02.oznacza to, że w konwencjonalnym przekładniku pomiarowym, gdy umieści się uzwojenie dodatkowe W2d i zasili z przekładnika prądowego wspomagającego 2, można zmniejszyć przepływ pierwotny θι przekładnika pomiarowego o połowę przy zachowaniu parametrów mocy, klasy dokładności, liczby przetężeniowej i niezmienionym uzwojeniu wtórnym 4 przekładnika pomiarowego.In the special case, when the number of turns of the secondary winding 5, W2w of the auxiliary transformer'2 is equal to the number of turns of the additional winding 6, W2d in the measuring transformer 1, there is an equality of flows, 02w = 02d. Since the flow 02w is almost equal to the primary flow θι, the measuring current transformer will be fed twice with the primary flow 0i. This can be written Σ θ = 0i + 02d = 2 0i = 02. It means that in a conventional measuring transformer, when the additional winding W2d is placed and supplied from the auxiliary current transformer 2, the primary flow θι of the measuring transformer can be reduced by half while maintaining the parameters power, accuracy class, overcurrent number and unchanged secondary winding 4 of the measuring transformer.

Niezmienione uzwojenie wtórne 4, W2 przekładnika pomiarowego umożliwia normalne dokonywanie korekcji błędów prądowych przez zmianę liczby zwojów wtórnych. W przypadku gdy liczba zwojów uzwojenia 5, W2w przekładnika wspomagającego 2 jest nierówna liczbie zwojów uzwojenia dodatkowego wspomagającego 6, W2d w przekładniku pomiarowym 1 a liczba zwojów 6, v/2d jest większa, to nie będzie równości przepływów 02w i 02d, przepływ 02d większy od przepływu Θ21, można zapisać 02d > 02w. Przypadek taki oznacza że przepływ 02d może być uwielokrotnieniem przepływu 02w, co się z tym wiąże przepływu pierwotnego. Jeżeli liczba zwojów 6, W2d będzie 2-krotnie większa od liczby zwojów 5, W2w, to przepływ 02d będzie 2-krotnie większy od przepływu 02w. W konsekwencji przepływ przekładnika pomiarowego 1 bedzie 3-krotnie większy od przepływu znamionowego pierwotnego Θι. Można zapisać Σ Θ = 0i + 2 02w = 3 · 0i = Θ 2. Oznacza to że przepływ pierwotny 0i może być zmniejszony do jednej trzeciej przy zachowaniu parametrów mocy, klasy dokładności, liczby przetężeniowej i korekcji błędów prądowych przez zmianę liczby zwojów wtórnych.The unchanged secondary winding 4, W2 of the measuring transformer allows the normal correction of current errors by changing the number of secondary turns. If the number of turns of winding 5, W2w of auxiliary transformer 2 is not equal to the number of turns of additional auxiliary winding 6, W2d in measuring transformer 1 and the number of turns 6, v / 2d is greater, then the flows 02w and 02d will not be equal, flow 02d will be greater than flow Θ21, you can write 02d> 02w. Such a case means that the flow 02d may be a multiplication of the flow 02w, hence the primary flow. If the number of turns 6, W2d is twice the number of turns 5, W2w, the flow 02d will be twice the flow 02w. Consequently, the flow of the measuring transformer 1 will be 3 times higher than the primary rated flow Θι. It can be written Σ Θ = 0i + 2 02w = 3 · 0i = Θ 2. This means that the primary flow 0i can be reduced to one-third while maintaining the power parameters, accuracy class, overcurrent number and correction of current errors by changing the number of secondary turns.

W taki sposób można dowolnie dobierać przepływ przekładnika pomiarowego, zmieniając przepływ pierwotny 0i. Regulacja przepływu energii z obwodu przekładnika prądowego wspomagającego 2 odbywa się przez odpowiedni dobór przekroju poprzecznego magnetowodu 7 przy niezmienionym przekroju poprzecznym w magnetowodzie 8 przekładnika pomiarowego 1.In this way, the flow of the measuring transformer can be freely selected by changing the primary flow 0i. Regulation of the energy flow from the circuit of the auxiliary current transformer 2 takes place by appropriate selection of the cross-section of the magnet 7 with the same cross-section in the magnet 8 of the measuring transformer 1.

1«·Μβ1 «· Μβ

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 złDepartment of Publishing of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price: PLN 10,000

Claims

Patent claim

A current transformer with primary and secondary windings, characterized in that it consists of two parts, a current transformer (1) having three windings (3), (4), (6) where the winding (4) is the secondary winding and the windings (3) ), (6) primary windings, while the winding (6) is a multiplication of the primary flow (θι) and the auxiliary transformer (2).