WO2012022377A1 - Measurement input circuit of a measuring or protective device - Google Patents

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WO2012022377A1
WO2012022377A1 PCT/EP2010/062023 EP2010062023W WO2012022377A1 WO 2012022377 A1 WO2012022377 A1 WO 2012022377A1 EP 2010062023 W EP2010062023 W EP 2010062023W WO 2012022377 A1 WO2012022377 A1 WO 2012022377A1
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WO
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feedback
input circuit
feedback branch
current
operational amplifier
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Application number
PCT/EP2010/062023
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German (de)
French (fr)
Inventor
Carsten Braun
Harald Strohmaier
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/08Circuits for altering the measuring range
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01R15/14Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means

Definitions

  • the invention relates to a measuring input circuit of a measuring or protective device with a current transformer, which can be acted on the input side with a primary current to be measured, which causes a proportional secondary current at the output of the current transformer, and a related to the output of the current transformer in connection first load resistor to which in the case of a secondary current flowing over a first burden ⁇ voltage can be tapped.
  • the currents to be measured are usually reduced by means provided in the respective devices measured value detection means to the electronic further processing suitable levels.
  • a measuring ⁇ value detection device in this case has a measurement input ⁇ circuit, with a potential separation and a signal adjustment to be made. The adjusted by the measuring circuit input signal levels of the currents to be measured are then converted by an analog / digital converter in ent ⁇ speaking digital samples, which are then fed to the actual further processing and evaluation.
  • the currents detected by a protective device are examined in the course of further processing using so-called protection algorithms to determine whether they indicate a permitted or an unauthorized operating state of the monitored energy supply network.
  • an unauthorized operating state eg, a short circuit on a line
  • the apparatus automatic countermeasures such as opening of a circuit breaker, Weglei ⁇ tet.
  • the current transformer (usually inductive current transformer) ⁇ is introduced, which serve the primary side to detect a to be measured Pri ⁇ märstromes, is caused by the on the secondary side of the power converter ⁇ a reduced level with respect to its secondary Ström.
  • the amount of the secondary current is ei ⁇ neminte of the ratio of the numbers of turns of the windings on the primary side and the secondary side of the current transformer and on the other hand, depending on a load resistor, whose output is connected to the current transformer and through which the secondary current flows.
  • the load resistance as so-called "passive load” directly Zvi ⁇ rule is connected in the outputs of the current transformer.
  • a primary current Ii flowing on the primary side IIa of a current transformer 10 is transformed into a lower secondary current I 2 emitted on the secondary side IIb of the current transformer 10, which in turn is transformed by the output signal at the output side Current transformer 10 is provided ⁇ nen load resistor 12 is converted into a proportional to the secondary current I 2 ⁇ burden voltage U 2 .
  • ni and n 2 the number of turns of the windings on the primary side IIa and on the secondary side IIb are designated in FIG.
  • the invention has for its object to provide a measuring input ⁇ circuit of the type mentioned above, which can cover a larger measuring range in particular when using cost-effective current transformers with little core material.
  • This object is achieved in that is connected to the output of the current transformer, an operational amplifier, which is provided with a first fed back to the inverting input of the operational amplifier feedback ⁇ branch, which is connected in such a way that the operational amplifier tion amplification of the first burden resistor applied to the first load voltage of about -1 (minus 1), and which is provided with a second feedback path fed back to the inverting input of the operational amplifier, which is connected to a first feedback load resistor.
  • a ⁇ ers th switching device is provided which is adapted to either the first or the second feedback branch mono- switch on and lock the respective other feedback branch.
  • An advantage of the measurement input circuit according to the invention is given by the fact that it has two modes of operation by the switchable burden resistors. While in one ers ⁇ th mode large currents can be measured in a comparatively large range with the first load resistance, is of suitable in the second feedback branch of the Opera- tion amplifier provided feedback load resistor in a second mode for measuring lower currents in a small measuring range, since the virtual load resistance caused by the operational amplifier is nearly 0 ohms in this case. Moreover, the use of a switchable binding of the current transformer makes it unnecessary to use an operational amplifier for high powers, so that no unnecessarily high costs are associated with the measuring input circuit according to the invention. An advantageous embodiment of the measurement input circuit according to the invention provides that the first load resistor is smaller than the first feedback load resistor.
  • the measuring ranges of the switchable operating modes can be adapted such that high primary currents can be measured when the first feedback branch is switched on (use of the first load resistor), while low primary currents are measured when the second feedback branch is switched on (use of the first feedback load resistor) can be.
  • a further advantageous embodiment of the invention shown SEN measurement input circuit further provides that the operational amplifier is wired while the first feedback branch as an inverter, and when the second feedback branch as an inverting current to voltage converter.
  • the position of the first switching device is determined by a parameterization provided in the measuring or protective device.
  • the user of such a measurement or protection device can determine the operating mode of the gearshift through a Messein ⁇ rätes within the parameterization of the overall fixed setting.
  • a particular advantage of such a parameter-controlled definition of the operating mode is the fact that a change of the operating mode in a simple manner, namely by a corresponding changed setting of the corresponding parameter is possible without having to make changes to the egg ⁇ tual input circuit.
  • Position of the first switching device is set dynamically depending on the primary current.
  • the setting of the operating mode of the measuring input circuit is quasi-tracked to the current level of the primary current, so that the respective covered by the measuring input circuit measuring range is adjusted in each case the height of the primary current.
  • the tracking can be realized by simple measuring devices on the primary or secondary side of the current transformer, the need to make any exact Bestim ⁇ mung of the current, but only need to specify the region (for example, by multistage
  • Threshold value transmitter in which the primary or secondary Ström is currently located, so that a corresponding control of the first switching device can be made.
  • the first switching device is set up in such a way that it switches on the first feedback branch with a high primary current and switches on the second feedback branch with a low primary current.
  • a further advantageous embodiment of the invention shown SEN measurement input circuit is provided in that a further load resistance at the output of the current transformer in addition to the first load resistance provided at least, and a second switching means is provided for the switchover between the first and the at least one further Burden resistance is set up.
  • Switching device can also be done either parameter-controlled or depending on the primary current to be measured.
  • the first and the at least one further burden resistor are arranged as a voltage divider.
  • the measurement input circuit in addition to the first and the second feedback branch at least one further fed back to the inverting input of the operational amplifier feedback path is provided, which is connected in each case with a further feedback burden resistor, and the first Druckeinrich - Direction is adapted to switch ⁇ either the first remindp ⁇ ment branch or one of the other feedback branches ⁇ .
  • the appropriate control of the first switching means may again either parameter-controlled or a function of the measured Pri ⁇ märstromes.
  • Figure 1 is an exemplary diagram of a measuring ⁇ input circuit according to the prior art
  • Figure 2 shows a first embodiment of a
  • Figure 3 shows a second embodiment of a
  • FIG. 2 shows a first embodiment of a Messein ⁇ gears 20.
  • the measurement input circuit 20 comprises a current transformer 21 on the primary side of a to be measured primary current Ii flows which induces on the secondary side of the current wall ⁇ coupler 21 a secondary current I2.
  • a first load resistor 22 is connected to the current transformer 21 with the value R2.
  • an operational amplifier 23 is provided at the output of the current transformer 21, with its inverting terminal (-) via a resistor 26 with the value R with a terminal of the current transformer 21 in contact and with its non-inverting terminal (+) with the other terminal of the current transformer 21 is connected.
  • two feedback paths are provided, which each produce a feedback of the output of the operational amplifier to its invertie ⁇ in power input, namely a first feedback branch 24, which has a resistor 27, and a second feedback branch 25, which comprises a feedback burden resistor 28 with the value R3.
  • a first feedback branch 24 which has a resistor 27, and a second feedback branch 25, which comprises a feedback burden resistor 28 with the value R3.
  • Switching device 29 is provided which is set up such that it either the first feedback branch 24 turns on ⁇ and simultaneously blocks the second feedback branch 25 or the first feedback branch 24 blocks and simultaneously turns on the second feedback branch 25.
  • the measurement ⁇ voltage U3 can be tapped at the output of the operational amplifier, which is a measure of the primary current Ii.
  • umschaltba- ren feedback branches 24 and 25 are for the Messein ⁇ shifter 20 two different modes of operation reali ⁇ Siert whose measurement areas by the value of the resistors 22, 26, set 27 and 28th In the first mode the first Druckeinrich ⁇ tung 29 switches the first feedback branch 24 and blocks the second feedback branch 25. Thereby, the first Bür ⁇ the resistor 22 determining the value R 2 of the value of the output side can be tapped measurement voltage U3.
  • the secondary current I 2 on the first load resistor 22 into a proportional first clamping load ⁇ voltage U 2, - is applied via the resistor 26 at the Operati ⁇ onsverschreibr 23rd Since the first switching device 29 has turned on the first feedback branch 24 and the values R of the resistors 26 and 27 coincide, the operational amplifier 23 is operated in this case as an inverting operational amplifier with a gain of -1.
  • the following relationship applies to the value of the measuring voltage U3 in the first operating mode:
  • Burden resistance 28 determining the value of the measuring voltage u 3 .
  • the operational amplifier in this second mode of operation, is connected as a current-to-voltage converter and converts the secondary current I 2 into the measurement voltage U 3 proportional thereto.
  • the measurement voltage U 3 drives the output of the Opera ⁇ tion amplifier 23 via the second feedback branch 25 a compensating current through the feedback load resistance 28 corresponding to the negative value of the Sekundärstro ⁇ I mes. 2
  • the current transformer 21 in the second mode sees a burden of nearly 0 ohms.
  • the value R 2 of the first load resistor 22 is selected to be smaller than the value R 3 of the feedback load resistor 28, a measurement of high secondary currents I 2 in a large measurement range can be achieved in the first operating mode (switched on feedback branch 24). while at the second mode (feedback path 25 is turned on) ei ⁇ ne measurement of low secondary currents I2 is possible in a small measuring range.
  • the position of the first switching device 29 can be determined, for example, by parameterizing the measuring or protective device comprising the measuring input circuit.
  • ⁇ at a setting value may be set to a entspre ⁇ sponding value specifying the position of the switching device 29th
  • the position of the first switching device can also be dynamically adapted to the height of the measured primary current Ii that, in dependence of the primary current Ii (or proportional thereto, the secondary current I 2) with simp ⁇ chen threshold value switches on the range limits of the measuring ranges of the first and second operating mode are set, a drive signal for the switching device 29 is generated.
  • a drive signal is generated which causes the first switching means for a ⁇ switching the first feedback path 24, and (at a low primary current Ii or secondary current I 2 ), a drive signal is generated, which causes the first switching device for switching on the second feedback branch 24.
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a Messein ⁇ gears 30.
  • the basic function of the measured input circuit 30 agrees with that of the measurement input circuit 20 (see Figure 2), so that on the one hand corresponding components are denoted by the same reference numerals, and on the other hand covers only different features in the De ⁇ tail with respect to the description of FIG. 3
  • a further load resistor 31 with the value R4 vorgese ⁇ hen in addition to the first load resistor 22, a further load resistor 31 with the value R4 vorgese ⁇ hen.
  • the two load resistors 22 and 31 are arranged in the form ei ⁇ nes voltage divider.
  • a second Druckeinrich ⁇ device 32 allows switching between the complete value of the voltage divider or a corresponding partial amount of its resistance.
  • two additional feedback branches 33 and 34 are provided to extend the operating mode scope to ⁇ addition to the first and the second feedback branch 24 and 25, each having their own feedback load resistors 35 (with the value R5) and 36 (with the value Re).
  • the first switching device 29 is correspondingly extended to the added feedback branches 33 and 34 and clearedstal ⁇ tet that it either the first feedback branch 24 (to realize the two sub-modes of the first mode) or one of the other three feedback branches 25, 33 or 34 turns on, whereby - depending on the switched feedback path 25, 33 or 34 - and the second operating ⁇ type is divided into three sub-modes quasi.
  • the measuring ranges of the measuring equipment can be given an appropriate choice of the values of R 2, R3, 4, R5 and R6 are the reflection ⁇ stands 22, 28, 31, very carefully set the starting circuit 30. As explained with reference to FIG. 2, this can also be done either by a corresponding parameterization of the measuring or protective device or by a dynamic adaptation to the current value of the primary current (or of the secondary current proportional thereto).
  • both more and less than five operating modes (or sub-modes) of the measuring input circuit can be realized.

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Abstract

The invention relates to a measurement input circuit (20, 30) of a measuring or protective device, comprising a current transformer (21), to which a primary current to be measured can be supplied on the input side, wherein said primary current causes a proportional secondary current at the output of the current transformer (21), and a first load resistor (22), which is connected to the output of the current transformer (21) and at which a first load voltage can be tapped when a secondary current is flowing across the first load resistor. In order to further develop such a measurement input circuit in such a way that the measurement input circuit can cover a greater measurement range without significant additional costs, an operational amplifier (23) is connected to the output of the current transformer (21), said operational amplifier being provided with a first feedback branch (24) led back to the inverting input of the operational amplifier (23), said first feedback branch being wired in such a way that the operational amplifier (23) causes an amplification of the first load voltage present on the first load resistor (22) of approximately -1; and said operational amplifier being provided with a second feedback branch (25) led back to the inverting input of the operational amplifier (23), said second feedback branch being wired to a first feedback load resistor (28); and a first switching device (29) is provided, which is designed to switch on either the first (24) or the second feedback branch (25) and to block the other feedback branch, respectively.

Description

Beschreibung description
Messeingangsschaltung eines Mess- oder Schutzgerätes Die Erfindung betrifft eine Messeingangsschaltung eines Messoder Schutzgerätes mit einem Stromwandler, der eingangsseitig mit einem zu messenden Primärstrom beaufschlagbar ist, der am Ausgang des Stromwandlers einen proportionalen Sekundärstrom bewirkt, und einem mit dem Ausgang des Stromwandlers in Ver- bindung stehenden ersten Bürdenwiderstand, an dem im Falle eines darüber fließenden Sekundärstroms eine erste Bürden¬ spannung abgreifbar ist. The invention relates to a measuring input circuit of a measuring or protective device with a current transformer, which can be acted on the input side with a primary current to be measured, which causes a proportional secondary current at the output of the current transformer, and a related to the output of the current transformer in connection first load resistor to which in the case of a secondary current flowing over a first burden ¬ voltage can be tapped.
Bei der Messwerterfassung von hohen Wechselströmen, wie sie beispielsweise im Bereich der Automatisierung elektrischer Energieversorgungsnetze von Messgeräten oder Schutzgeräten gemessen werden müssen, werden die zu messenden Ströme üblicherweise mittels einer in den jeweiligen Geräten vorgesehenen Messwerterfassungseinrichtung auf zur elektronischen Wei- terverarbeitung geeignete Pegel reduziert. Eine solche Mess¬ werterfassungseinrichtung weist hierbei eine Messeingangs¬ schaltung auf, mit der eine Potenzialtrennung und eine Signalanpassung vorgenommen werden. Die von der Messeingangsschaltung angepassten Signalpegel der zu messenden Ströme werden danach mittels eines Analog/Digital-Umsetzers in ent¬ sprechende digitale Abtastwerte umgesetzt, die daraufhin der eigentlichen Weiterverarbeitung und Auswertung zugeführt werden. Beispielsweise werden die von einem Schutzgerät erfass- ten Ströme im Zuge der Weiterverarbeitung unter Verwendung sogenannter Schutzalgorithmen daraufhin untersucht, ob sie einen erlaubten oder einen unerlaubten Betriebszustand des überwachten Energieversorgungsnetzes angeben. Im Falle eines unerlaubten Betriebszustandes (z.B. ein Kurzschluss auf einer Leitung) , werden von dem Schutzgerät automatische Gegenmaß- nahmen, z.B. das Öffnen eines Leistungsschalters, eingelei¬ tet . Die Erfassung unterschiedlicher Betriebszustände mit teilwei¬ se sehr großen, teilweise aber auch sehr niedrigen Strömen, stellt hohe Anforderungen an eine Messeingangsschaltung, die entsprechend zur Messung hoher und niedriger Ströme geeignet sein muss. Üblicherweise werden hierzu bisher geeignete When measuring value of high alternating currents, as they must be measured, for example, in the field of automation of electrical power grids of measuring devices or protective devices, the currents to be measured are usually reduced by means provided in the respective devices measured value detection means to the electronic further processing suitable levels. Such a measuring ¬ value detection device in this case has a measurement input ¬ circuit, with a potential separation and a signal adjustment to be made. The adjusted by the measuring circuit input signal levels of the currents to be measured are then converted by an analog / digital converter in ent ¬ speaking digital samples, which are then fed to the actual further processing and evaluation. For example, the currents detected by a protective device are examined in the course of further processing using so-called protection algorithms to determine whether they indicate a permitted or an unauthorized operating state of the monitored energy supply network. In case of an unauthorized operating state (eg, a short circuit on a line) are accepted by the apparatus automatic countermeasures, such as opening of a circuit breaker, eingelei ¬ tet. The detection of different operating conditions with teilwei ¬ se very large, but sometimes very low currents, places high demands on a measurement input circuit, which must be suitable for measuring high and low currents accordingly. Usually this will be suitable for this purpose
Stromwandler (üblicherweise induktive Stromwandler) einge¬ setzt, die primärseitig zur Erfassung eines zu messenden Pri¬ märstromes dienen, durch den auf der Sekundärseite des Strom¬ wandlers ein hinsichtlich seines Pegels reduzierter Sekundär- ström hervorgerufen wird. Damit dient der Stromwandler einerseits der Potenzialtrennung und andererseits der Reduzierung des Signalpegels. Die Höhe des Sekundärstroms ist dabei ei¬ nerseits von dem Verhältnis der Windungszahlen der Wicklungen auf der Primärseite und der Sekundärseite des Stromwandlers und andererseits von einem Bürdenwiderstand abhängig, der ausgangsseitig mit dem Stromwandler verbunden ist und über den der Sekundärstrom fließt. Im einfachsten Fall ist der Bürdenwiderstand als sogenannte „passive Bürde" direkt zwi¬ schen die Ausgänge des Stromwandlers geschaltet. Current transformer (usually inductive current transformer) ¬ is introduced, which serve the primary side to detect a to be measured Pri ¬ märstromes, is caused by the on the secondary side of the power converter ¬ a reduced level with respect to its secondary Ström. Thus, the current transformer on the one hand the potential separation and on the other hand, the reduction of the signal level. The amount of the secondary current is ei ¬ nerseits of the ratio of the numbers of turns of the windings on the primary side and the secondary side of the current transformer and on the other hand, depending on a load resistor, whose output is connected to the current transformer and through which the secondary current flows. In the simplest case, the load resistance as so-called "passive load" directly Zvi ¬ rule is connected in the outputs of the current transformer.
Konkret wird im Falle einer Messeingangsschaltung in Form einer passiven Bürde wie aus Figur 1 ersichtlich ein auf der Primärseite IIa eines Stromwandlers 10 fließender Primärstrom Ii in einen auf der Sekundärseite IIb des Stromwandlers 10 abgegebenen niedrigeren Sekundärstrom I2 transformiert, der wiederum durch den am Ausgang des Stromwandlers 10 vorgesehe¬ nen Bürdenwiderstand 12 in eine zu dem Sekundärstrom I2 pro¬ portionale Bürdenspannung U2 gewandelt wird. Mit ni und n2 sind in Figur 1 die Windungszahlen der Wicklungen auf der Primärseite IIa bzw. auf der Sekundärseite IIb bezeichnet. Specifically, in the case of a measurement input circuit in the form of a passive load as shown in FIG. 1, a primary current Ii flowing on the primary side IIa of a current transformer 10 is transformed into a lower secondary current I 2 emitted on the secondary side IIb of the current transformer 10, which in turn is transformed by the output signal at the output side Current transformer 10 is provided ¬ nen load resistor 12 is converted into a proportional to the secondary current I 2 ¬ burden voltage U 2 . In ni and n 2 , the number of turns of the windings on the primary side IIa and on the secondary side IIb are designated in FIG.
Bei der in Figur 1 gezeigten Schaltung gilt für die Bürdenspannung U2 folgender Zusammenhang:
Figure imgf000004_0001
wobei R2 für den Wert des Bürdenwiderstandes steht. Der von der in Figur 1 gezeigten Messeingangsschaltung abgedeckte Messbereich und die Fehlergrenzen dieser Schaltung werden einerseits durch die Bauart, die Baugröße, das Kernma¬ terial und das Windungsverhältnis ni/n2 des verwendeten
In the circuit shown in FIG. 1, the following relationship applies to the load voltage U 2 :
Figure imgf000004_0001
where R 2 is the value of the burden resistance. The area covered by the embodiment shown in Figure 1 measuring input circuit measurement range and the error limits of this circuit on the one hand by the design, the size, the Kernma ¬ TERIAL and the turns ratio n i / n 2 of the used
Stromwandlers 10 und andererseits durch den Wert R2 des Bür¬ denwiderstands 12 bestimmt. Hierbei muss darauf geachtet wer¬ den, dass der Wert R2 des Bürdenwiderstandes 12 nicht zu groß gewählt wird, da sonst durch Sättigungseffekte des Stromwand¬ lers 12 die Fehlergrenzen dieser Messeingangsschaltung in nicht akzeptabler Weise ansteigen. Hinzu kommt, dass insbe¬ sondere bei kleinen (und damit kostengünstigen) Stromwandlern mit wenig Kernmaterial es oft nicht möglich ist, über eine passive Bürde einen für die nachgelagerte Messwertverarbei¬ tung ausreichenden Spannungspegel der Bürdenspannung U2 zu erhalten. Dies ist insbesondere bei der Messung sehr kleiner Ströme der Fall, für die gemäß oben angegebener Gleichung (1) prinzipiell ein Bürdenwiderstand 12 mit sehr großem Wert R2 vorgesehen sein müsste. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Messeingangs¬ schaltung der eingangs genannten Art anzugeben, die insbesondere bei der Verwendung von kostengünstigen Stromwandlern mit wenig Kernmaterial einen größeren Messbereich abdecken kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mit dem Ausgang des Stromwandlers ein Operationsverstärker verbunden ist, der mit einem ersten zu dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers zurückgeführten Rückkopplungs¬ zweig versehen ist, der derart beschaltet ist, dass der Ope- rationsverstärker eine Verstärkung der an dem ersten Bürdenwiderstand anliegenden ersten Bürdenspannung von etwa -1 (Minus 1) bewirkt, und der mit einem zweiten zu dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers zurückgeführten Rückkopplungszweig versehen ist, der mit einem ersten Rück- kopplungs-Bürdenwiderstand beschaltet ist. Dazu ist eine ers¬ te Schalteinrichtung vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, entweder den ersten oder den zweiten Rückkopplungszweig ein- zuschalten und den jeweils anderen Rückkopplungszweig zu sperren . Current transformer 10 and on the other hand by the value R 2 of Bür ¬ denwiderstands 12 determined. In this case, care must ¬ to the value R 2 of the load resistance 12 is not too large, otherwise the error limits of this measuring input circuit to increase in an unacceptable manner due to saturation effects of the current wall ¬ toddlers 12th In addition, at small (and thus cost) current transformers is that in particular ¬ sondere with little core material, it is often not possible to obtain sufficient for the downstream Messwertverarbei ¬ tung voltage level of the load voltage U 2 via a passive load. This is the case in particular for the measurement of very small currents, for which, according to equation (1) given above, in principle a burden resistor 12 with a very large value R 2 would have to be provided. The invention has for its object to provide a measuring input ¬ circuit of the type mentioned above, which can cover a larger measuring range in particular when using cost-effective current transformers with little core material. This object is achieved in that is connected to the output of the current transformer, an operational amplifier, which is provided with a first fed back to the inverting input of the operational amplifier feedback ¬ branch, which is connected in such a way that the operational amplifier tion amplification of the first burden resistor applied to the first load voltage of about -1 (minus 1), and which is provided with a second feedback path fed back to the inverting input of the operational amplifier, which is connected to a first feedback load resistor. For this purpose a ¬ ers th switching device is provided which is adapted to either the first or the second feedback branch mono- switch on and lock the respective other feedback branch.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Messeingangsschaltung ist dadurch gegeben, dass sie durch die umschaltbaren Bürdenwiderstände zwei Betriebsarten aufweist. Während in einer ers¬ ten Betriebsart mit dem ersten Bürdenwiderstand große Ströme in einem vergleichsweise großen Messbereich gemessen werden können, ist der in dem zweiten Rückkopplungszweig des Opera- tionsverstärkers vorgesehene Rückkopplungs-Bürdenwiderstand in einer zweiten Betriebsart zur Messung niedrigerer Ströme in einem kleinen Messbereich geeignet, da der durch den Operationsverstärker hervorgerufene virtuelle Bürdenwiderstand in diesem Fall nahezu 0 Ohm beträgt. Durch die Verwendung ei- ner umschaltbaren Bebürdung des Stromwandlers ist es zudem nicht notwendig, einen Operationsverstärker für hohe Leistungen zu verwenden, so dass mit der erfindungsgemäßen Messeingangsschaltung keine unnötig hohen Kosten verbunden sind. Eine vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeingangsschaltung sieht vor, dass der erste Bürdenwiderstand kleiner ist als der erste Rückkopplungs-Bürdenwiderstand. An advantage of the measurement input circuit according to the invention is given by the fact that it has two modes of operation by the switchable burden resistors. While in one ers ¬ th mode large currents can be measured in a comparatively large range with the first load resistance, is of suitable in the second feedback branch of the Opera- tion amplifier provided feedback load resistor in a second mode for measuring lower currents in a small measuring range, since the virtual load resistance caused by the operational amplifier is nearly 0 ohms in this case. Moreover, the use of a switchable binding of the current transformer makes it unnecessary to use an operational amplifier for high powers, so that no unnecessarily high costs are associated with the measuring input circuit according to the invention. An advantageous embodiment of the measurement input circuit according to the invention provides that the first load resistor is smaller than the first feedback load resistor.
Auf diese Weise lassen sich die Messbereiche der umschaltba- ren Betriebsarten derart anpassen, dass bei eingeschaltetem ersten Rückkopplungszweig (Verwendung des ersten Bürdenwiderstandes) hohe Primärströme gemessen werden können, während bei eingeschaltetem zweiten Rückkopplungszweig (Verwendung des ersten Rückkopplungs-Bürdenwiderstandes ) niedrige Primär- ströme gemessen werden können. In this way, the measuring ranges of the switchable operating modes can be adapted such that high primary currents can be measured when the first feedback branch is switched on (use of the first load resistor), while low primary currents are measured when the second feedback branch is switched on (use of the first feedback load resistor) can be.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen Messeingangsschaltung sieht ferner vor, dass der Operationsverstärker bei eingeschaltetem ersten Rückkopplungszweig als Invertierer und bei eingeschaltetem zweiten Rückkopplungszweig als invertierender Strom-Spannungsumsetzer beschaltet ist. Durch diese speziellen - aber an sich bekannten - Beschal- tungsarten eines Operationsverstärkers werden die Sekundär¬ ströme vorteilhaft in ausgangsseitig an dem Operationsver¬ stärker anliegende Spannungen umgesetzt, wodurch eine gute Messbarkeit der Ströme in allen verwendeten Betriebsarten ermöglicht wird. A further advantageous embodiment of the invention shown SEN measurement input circuit further provides that the operational amplifier is wired while the first feedback branch as an inverter, and when the second feedback branch as an inverting current to voltage converter. These special - but known - wiring, that species of an operational amplifier, the secondary streams ¬ advantageous in the output side to the Operationsver ¬ more voltages applied reacted, whereby a good measurability of the streams is allowed used in all operating modes.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeingangsschaltung ist vorgesehen, dass die Stellung der ersten Schalteinrichtung durch eine in dem Messoder Schutzgerät vorgesehene Parametrierung festgelegt ist. According to a further advantageous embodiment of the measuring input circuit according to the invention, it is provided that the position of the first switching device is determined by a parameterization provided in the measuring or protective device.
Auf diese Weise kann der Benutzer eines solchen Mess- oder Schutzgerätes durch eine im Rahmen der Parametrierung des Ge- rätes festgelegte Einstellung die Betriebsart der Messein¬ gangsschaltung festlegen. Ein besonderer Vorteil einer solchen parametergesteuerten Festlegung der Betriebsart ist darin zu sehen, dass eine Änderung der Betriebsart auf einfache Weise, nämlich durch eine entsprechende geänderte Einstellung des entsprechenden Parameters, möglich ist, ohne an der ei¬ gentlichen Messeingangsschaltung Änderungen vornehmen zu müssen . In this way, the user of such a measurement or protection device can determine the operating mode of the gearshift through a Messein ¬ rätes within the parameterization of the overall fixed setting. A particular advantage of such a parameter-controlled definition of the operating mode is the fact that a change of the operating mode in a simple manner, namely by a corresponding changed setting of the corresponding parameter is possible without having to make changes to the egg ¬ tual input circuit.
Eine alternative vorteilhafte Ausführungsform der erfindungs- gemäßen Messeingangsschaltung sieht hingegen vor, dass dieAn alternative advantageous embodiment of the inventive measuring input circuit, however, provides that the
Stellung der ersten Schalteinrichtung dynamisch in Abhängigkeit von dem Primärstrom festgelegt wird. Position of the first switching device is set dynamically depending on the primary current.
Bei dieser Ausführungsform wird die Einstellung der Betriebs- art der Messeingangsschaltung quasi der aktuellen Höhe des Primärstromes nachgeführt, so dass der jeweilige von der Messeingangsschaltung abgedeckte Messbereich jeweils der Höhe des Primärstroms angepasst wird. Die Nachführung kann durch einfache Messeinrichtungen auf der Primär- oder Sekundärseite des Stromwandlers realisiert werden, die keine exakte Bestim¬ mung des Stromes vornehmen müssen, sondern lediglich den Bereich angeben müssen (beispielsweise durch mehrstufige In this embodiment, the setting of the operating mode of the measuring input circuit is quasi-tracked to the current level of the primary current, so that the respective covered by the measuring input circuit measuring range is adjusted in each case the height of the primary current. The tracking can be realized by simple measuring devices on the primary or secondary side of the current transformer, the need to make any exact Bestim ¬ mung of the current, but only need to specify the region (for example, by multistage
Schwellenwertgeber), in dem sich der Primär- bzw. Sekundär- ström aktuell befindet, so dass eine entsprechende Ansteue- rung der ersten Schalteinrichtung vorgenommen werden kann. Threshold value transmitter), in which the primary or secondary Ström is currently located, so that a corresponding control of the first switching device can be made.
Konkret kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass die erste Schalteinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie bei einem hohen Primärstrom den ersten Rückkopplungszweig einschaltet und bei einem niedrigen Primärstrom den zweiten Rückkopplungszweig einschaltet. Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemä¬ ßen Messeingangsschaltung ist dadurch gegeben, dass am Ausgang des Stromwandlers zusätzlich zu dem ersten Bürdenwiderstand zumindest ein weiterer Bürdenwiderstand vorgesehen ist, und eine zweite Schalteinrichtung vorgesehen ist, die zur Um- Schaltung zwischen dem ersten und dem zumindest einen weiteren Bürdenwiderstand eingerichtet ist. Specifically, it may be provided in this connection that the first switching device is set up in such a way that it switches on the first feedback branch with a high primary current and switches on the second feedback branch with a low primary current. A further advantageous embodiment of the invention shown SEN measurement input circuit is provided in that a further load resistance at the output of the current transformer in addition to the first load resistance provided at least, and a second switching means is provided for the switchover between the first and the at least one further Burden resistance is set up.
Hierdurch können die Betriebsarten - und damit der jeweils abgedeckte Messbereich - noch genauer an den jeweils zu mes- senden Strom angepasst werden. Die Ansteuerung der zweitenThis allows the operating modes - and thus the covered measuring range in each case - to be adapted even more precisely to the current to be measured. The activation of the second
Schalteinrichtung kann ebenfalls entweder parametergesteuert oder in Abhängigkeit des zu messenden Primärstromes erfolgen. Switching device can also be done either parameter-controlled or depending on the primary current to be measured.
In diesem Zusammenhang kann konkret vorgesehen sein, dass der erste und der zumindest eine weitere Bürdenwiderstand als Spannungsteiler angeordnet sind. In this context, it can be concretely provided that the first and the at least one further burden resistor are arranged as a voltage divider.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messeingangsschaltung ist ferner vorgesehen, dass zusätzlich zu dem ersten und dem zweiten Rückkopplungszweig zumindest ein weiterer zu dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers zurückgeführter Rückkopplungszweig vorgesehen ist, der jeweils mit einem weiteren Rückkopplungs- Bürdenwiderstand beschaltet ist, und die erste Schalteinrich- tung dazu eingerichtet ist, entweder den ersten Rückkopp¬ lungszweig oder einen der anderen Rückkopplungszweige einzu¬ schalten . Auch auf diese Weise lässt sich die jeweilige Betriebsart - und damit der jeweils abgedeckte Messbereich - noch genauer an den jeweils zu messenden Strom anpassen. Die entsprechende Ansteuerung der ersten Schalteinrichtung kann wieder entweder parametergesteuert oder in Abhängigkeit des zu messenden Pri¬ märstromes erfolgen. According to a further advantageous embodiment of the measurement input circuit according to the invention it is further provided that in addition to the first and the second feedback branch at least one further fed back to the inverting input of the operational amplifier feedback path is provided, which is connected in each case with a further feedback burden resistor, and the first Schalteinrich - Direction is adapted to switch ¬ either the first Rückkopp ¬ ment branch or one of the other feedback branches ¬ . In this way, the respective operating mode-and thus the respective covered measuring range-can be adapted even more precisely to the current to be measured. The appropriate control of the first switching means may again either parameter-controlled or a function of the measured Pri ¬ märstromes.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbei¬ spielen näher erläutert. Hierzu zeigen The invention will be explained in more detail below with reference to Ausführungsbei ¬ games. Show this
Figur 1 ein beispielhaftes Schaltbild einer Mess¬ eingangsschaltung nach dem Stand der Technik; Figure 1 is an exemplary diagram of a measuring ¬ input circuit according to the prior art;
Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Figure 2 shows a first embodiment of a
Messeingangsschaltung mit zwei umschaltbaren Betriebsarten; und  Measuring input circuit with two switchable operating modes; and
Figur 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Figure 3 shows a second embodiment of a
Messeingangsschaltung mit fünf umschaltbaren Betriebsarten.  Measuring input circuit with five switchable operating modes.
Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Messein¬ gangsschaltung 20. Die Messeingangsschaltung 20 umfasst einen Stromwandler 21, auf dessen Primärseite ein zu messender Primärstrom Ii fließt, der auf der Sekundärseite des Stromwand¬ lers 21 einen Sekundärstrom I2 hervorruft. Ausgangsseitig ist mit dem Stromwandler 21 ein erster Bürdenwiderstand 22 mit dem Wert R2 verbunden. Des Weiteren ist am Ausgang des Stromwandlers 21 ein Operationsverstärker 23 vorgesehen, der mit seinem invertierenden Anschluss (-) über einen Widerstand 26 mit dem Wert R mit einem Anschluss des Stromwandlers 21 in Kontakt steht und der mit seinem nicht-invertierenden Anschluss (+) mit dem anderen Anschluss des Stromwandlers 21 verbunden ist. Am Ausgang des Operationsverstärkers sind zwei Rückkopplungszweige vorgesehen, die jeweils eine Rückkopplung des Ausgangs des Operationsverstärkers mit seinem invertie¬ renden Eingang herstellen, nämlich ein erster Rückkopplungs- zweig 24, der einen Widerstand 27 aufweist, und ein zweiter Rückkopplungszweig 25, der einen Rückkopplungs-Bürdenwider- stand 28 mit dem Wert R3 umfasst. Zudem ist eine erste Figure 2 shows a first embodiment of a Messein ¬ gears 20. The measurement input circuit 20 comprises a current transformer 21 on the primary side of a to be measured primary current Ii flows which induces on the secondary side of the current wall ¬ coupler 21 a secondary current I2. On the output side, a first load resistor 22 is connected to the current transformer 21 with the value R2. Furthermore, an operational amplifier 23 is provided at the output of the current transformer 21, with its inverting terminal (-) via a resistor 26 with the value R with a terminal of the current transformer 21 in contact and with its non-inverting terminal (+) with the other terminal of the current transformer 21 is connected. At the output of the operational amplifier two feedback paths are provided, which each produce a feedback of the output of the operational amplifier to its invertie ¬ in power input, namely a first feedback branch 24, which has a resistor 27, and a second feedback branch 25, which comprises a feedback burden resistor 28 with the value R3. In addition, a first
Schalteinrichtung 29 vorgesehen, die derart eingerichtet ist, dass sie entweder den ersten Rückkopplungszweig 24 einschal¬ tet und gleichzeitig den zweiten Rückkopplungszweig 25 sperrt oder den ersten Rückkopplungszweig 24 sperrt und gleichzeitig den zweiten Rückkopplungszweig 25 einschaltet. Außerdem kann am Ausgang des Operationsverstärkers die Mess¬ spannung U3 abgegriffen werden, die ein Maß für den Primärstrom Ii darstellt. Switching device 29 is provided which is set up such that it either the first feedback branch 24 turns on ¬ and simultaneously blocks the second feedback branch 25 or the first feedback branch 24 blocks and simultaneously turns on the second feedback branch 25. In addition, the measurement ¬ voltage U3 can be tapped at the output of the operational amplifier, which is a measure of the primary current Ii.
Durch die mittels der ersten Schalteinrichtung 29 umschaltba- ren Rückkopplungszweige 24 und 25 werden für die Messein¬ gangsschaltung 20 zwei unterschiedliche Betriebsarten reali¬ siert, deren Messbereiche durch den Wert der Widerstände 22, 26, 27 und 28 festgelegt werden. Bei der ersten Betriebsart schaltet die erste Schalteinrich¬ tung 29 den ersten Rückkopplungszweig 24 ein und sperrt den zweiten Rückkopplungszweig 25. Hierdurch wird der erste Bür¬ denwiderstand 22 mit dem Wert R2 bestimmend für den Wert der ausgangsseitig abgreifbaren Messspannung U3. Konkret wird bei dieser ersten Betriebsart der Sekundärstrom I2 am ersten Bürdenwiderstand 22 in eine dazu proportionale erste Bürdenspan¬ nung U2 gewandelt, die - über den Widerstand 26 am Operati¬ onsverstärker 23 anliegt. Dadurch, dass die erste Schalteinrichtung 29 den ersten Rückkopplungszweig 24 eingeschaltet hat und die Werte R der Widerstände 26 und 27 übereinstimmen, wird der Operationsverstärker 23 in diesem Fall als invertierender Operationsverstärker mit einer Verstärkung von -1 betrieben . Für den Wert der Messspannung U3 gilt bei der ersten Betriebsart folgende Beziehung: By the first means of the switching device 29 umschaltba- ren feedback branches 24 and 25 are for the Messein ¬ shifter 20 two different modes of operation reali ¬ Siert whose measurement areas by the value of the resistors 22, 26, set 27 and 28th In the first mode the first Schalteinrich ¬ tung 29 switches the first feedback branch 24 and blocks the second feedback branch 25. Thereby, the first Bür ¬ the resistor 22 determining the value R 2 of the value of the output side can be tapped measurement voltage U3. Concretely, it is converted in this first mode, the secondary current I 2 on the first load resistor 22 into a proportional first clamping load ¬ voltage U 2, - is applied via the resistor 26 at the Operati ¬ onsverstärker 23rd Since the first switching device 29 has turned on the first feedback branch 24 and the values R of the resistors 26 and 27 coincide, the operational amplifier 23 is operated in this case as an inverting operational amplifier with a gain of -1. The following relationship applies to the value of the measuring voltage U3 in the first operating mode:
U3 = - (R2- (ni/n2) · Ii) (2) Bei der zweiten Betriebsart der Messeingangsschaltung 20 sperrt die erste Schalteinrichtung 29 den ersten Rückkopplungszweig 24 und schaltet den zweiten Rückkopplungszweig 25 ein. Hierdurch wird der Wert R3 des Rückkopplungs-U 3 = - (R 2 - (ni / n 2 ) · Ii) (2) In the second mode of operation of the measurement input circuit 20, the first switching device 29 disables the first feedback branch 24 and turns on the second feedback branch 25. As a result, the value R 3 of the feedback
Bürdenwiderstands 28 bestimmend für den Wert der Messspannung u3. Burden resistance 28 determining the value of the measuring voltage u 3 .
Konkret ist der Operationsverstärker in dieser zweiten Be- triebsart als Strom-Spannungs-Umsetzer beschaltet und wandelt den Sekundärstrom I2 in die dazu proportionale Messspannung U3 um. Dabei treibt die Messspannung U3 am Ausgang des Opera¬ tionsverstärkers 23 über den zweiten Rückkopplungszweig 25 einen Kompensationsstrom über den Rückkopplungs- Bürdenwiderstand 28, der dem negativen Wert des Sekundärstro¬ mes I2 entspricht. Durch die Rückkopplung durch den zweiten Rückkopplungszweig 25 entsteht an der Stelle NP quasi ein virtueller Nullpunkt, der für den Sekundärstrom I2 des Stromwandlers 21 wie ein Kurzschluss nach Masse wirkt. Somit sieht der Stromwandler 21 in der zweiten Betriebsart eine Bürde mit nahezu 0 Ohm. Specifically, in this second mode of operation, the operational amplifier is connected as a current-to-voltage converter and converts the secondary current I 2 into the measurement voltage U 3 proportional thereto. The measurement voltage U 3 drives the output of the Opera ¬ tion amplifier 23 via the second feedback branch 25 a compensating current through the feedback load resistance 28 corresponding to the negative value of the Sekundärstro ¬ I mes. 2 Due to the feedback through the second feedback branch 25, a virtual zero point arises at the point NP, which acts as a short circuit to ground for the secondary current I 2 of the current transformer 21. Thus, the current transformer 21 in the second mode sees a burden of nearly 0 ohms.
Für den Wert der Messspannung U3 gilt bei der zweiten Betriebsart folgende Beziehung: The following relationship applies to the value of the measuring voltage U 3 in the second operating mode:
U3 = - (R3- (ni/n2) -Ii) . (3) U 3 = - (R 3 - (ni / n 2 ) -I). (3)
Zu beachten ist, dass die durch die Gleichungen (2) und (3) angegebenen Beziehungen zwischen dem Primärstrom Ii und der Messspannung U3 bei der Weiterverarbeitung der Messwerte in einem die Messeingangsschaltung 20 umfassenden Mess- oder Schutzgerät berücksichtigt werden müssen. It should be noted that the relationships between the primary current Ii and the measuring voltage U 3 given by equations (2) and (3) must be taken into account in the further processing of the measured values in a measuring or protective device comprising the measuring input circuit 20.
Wird der Wert R2 des ersten Bürdenwiderstands 22 kleiner ge- wählt als der Wert R3 des Rückkopplungs-Bürdenwiderstands 28, so kann damit in der ersten Betriebsart (Rückkopplungszweig 24 eingeschaltet) eine Messung von hohen Sekundärströmen I2 in einem großen Messbereich erreicht werden, während bei der zweiten Betriebsart (Rückkopplungszweig 25 eingeschaltet) ei¬ ne Messung von niedrigen Sekundärströmen I2 in einem kleinen Messbereich ermöglicht wird. Die Stellung der ersten Schalteinrichtung 29 kann beispielsweise durch eine Parametrierung des die Messeingangsschaltung umfassenden Mess- oder Schutzgerätes festgelegt werden. Hier¬ bei kann ein Einstellungswert (Parameter) auf einen entspre¬ chenden Wert gesetzt werden, der die Stellung der Schaltein- richtung 29 vorgibt. If the value R 2 of the first load resistor 22 is selected to be smaller than the value R 3 of the feedback load resistor 28, a measurement of high secondary currents I 2 in a large measurement range can be achieved in the first operating mode (switched on feedback branch 24). while at the second mode (feedback path 25 is turned on) ei ¬ ne measurement of low secondary currents I2 is possible in a small measuring range. The position of the first switching device 29 can be determined, for example, by parameterizing the measuring or protective device comprising the measuring input circuit. Here ¬ at a setting value (parameter) may be set to a entspre ¬ sponding value specifying the position of the switching device 29th
Alternativ kann die Stellung der ersten Schalteinrichtung auch dynamisch an die Höhe des zu messenden Primärstromes Ii angepasst werden, indem in Abhängigkeit des Primärstromes Ii (oder des dazu proportionalen Sekundärstromes I2) mit einfa¬ chen Schwellenwertschaltern, die auf die Bereichsgrenzen der Messbereiche der ersten und zweiten Betriebsart eingestellt sind, ein Ansteuersignal für die Schalteinrichtung 29 erzeugt wird. In diesem Fall ist konkret vorgesehen, dass bei einem hohen Primärstrom Ii (bzw. Sekundärstrom I2) ein Ansteuersignal erzeugt wird, das die erste Schalteinrichtung zum Ein¬ schalten des ersten Rückkopplungszweiges 24 veranlasst, und bei einem niedrigen Primärstrom Ii (bzw. Sekundärstrom I2) ein Ansteuersignal erzeugt wird, das die erste Schalteinrichtung zum Einschalten des zweiten Rückkopplungszweiges 24 veranlasst . Alternatively, the position of the first switching device can also be dynamically adapted to the height of the measured primary current Ii that, in dependence of the primary current Ii (or proportional thereto, the secondary current I 2) with simp ¬ chen threshold value switches on the range limits of the measuring ranges of the first and second operating mode are set, a drive signal for the switching device 29 is generated. In this case, it is expressly intended that in a high primary current Ii (or secondary current I 2), a drive signal is generated which causes the first switching means for a ¬ switching the first feedback path 24, and (at a low primary current Ii or secondary current I 2 ), a drive signal is generated, which causes the first switching device for switching on the second feedback branch 24.
Die vorgestellte Messeingangsschaltung 20 erklaubt die Ver- wendung kleiner, leichter und damit preiswerter Stromwandler mit wenig Kernmaterial und damit auch geringem Platzbedarf mit umschaltbaren kleinen und großen Messbereichen für niedrige bzw. hohe Ströme. Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Messein¬ gangsschaltung 30. Die grundsätzliche Funktionsweise der Messeingangsschaltung 30 stimmt mit derjenigen der Messeingangsschaltung 20 (siehe Figur 2) überein, so dass einerseits einander entsprechende Komponenten mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet sind und andererseits hinsichtlich der Beschreibung zu Figur 3 nur auf abweichende Merkmale im De¬ tail eingegangen wird. The introduced measuring input circuit 20 explains the use of smaller, lighter and therefore cheaper current transformers with less core material and thus also less space requirement with switchable small and large measuring ranges for low or high currents. Figure 3 shows a second embodiment of a Messein ¬ gears 30. The basic function of the measured input circuit 30 agrees with that of the measurement input circuit 20 (see Figure 2), so that on the one hand corresponding components are denoted by the same reference numerals, and on the other hand covers only different features in the De ¬ tail with respect to the description of FIG. 3
In der Messeingangsschaltung 30 sind fünf Betriebsarten mit jeweils voneinander verschiedenen Messbereichen verwirklicht. In the measuring input circuit 30, five operating modes are realized, each with different measuring ranges.
Dazu ist einerseits zusätzlich zu dem ersten Bürdenwiderstand 22 ein weiterer Bürdenwiderstand 31 mit dem Wert R4 vorgese¬ hen. Die beiden Bürdenwiderstände 22 und 31 sind in Form ei¬ nes Spannungsteilers angeordnet. Eine zweite Schalteinrich¬ tung 32 erlaubt eine Umschaltung zwischen dem kompletten Wert des Spannungsteilers oder einem entsprechenden Teilbetrag seines Widerstandes. Hierdurch kann sozusagen die erste Be¬ triebsart, bei der der erste Rückkopplungszweig 24 einge¬ schaltet ist, in zwei Unterbetriebsarten aufgeteilt werden, bei denen entweder der kombinierte Widerstand der Bürdenwiderstände 22 und 31 oder ein entsprechender Teilbetrag als Bürde dient. For this purpose, on the one hand in addition to the first load resistor 22, a further load resistor 31 with the value R4 vorgese ¬ hen. The two load resistors 22 and 31 are arranged in the form ei ¬ nes voltage divider. A second Schalteinrich ¬ device 32 allows switching between the complete value of the voltage divider or a corresponding partial amount of its resistance. Thereby, as it were, the first Be ¬ triebsart, wherein the first feedback path 24 is inserted ¬ on, are divided into two sub-modes, where either the combined resistance of the load resistors 22 and 31 or a corresponding component of a burden used.
Außerdem sind zur Erweiterung des Betriebsartenumfangs zu¬ sätzlich zu dem ersten und dem zweiten Rückkopplungszweig 24 und 25 zwei weitere Rückkopplungszweige 33 und 34 vorgesehen, die jeweils eigene Rückkopplungs-Bürdenwiderstände 35 (mit dem Wert R5) und 36 (mit dem Wert Re) aufweisen. Die erste Schalteinrichtung 29 ist entsprechend auf die hinzugekommenen Rückkopplungszweige 33 und 34 erweitert und derart ausgestal¬ tet, dass sie entweder den ersten Rückkopplungszweig 24 (zur Realisierung der beiden Unterbetriebsarten der ersten Betriebsart) oder einen der drei anderen Rückkopplungszweige 25, 33 oder 34 einschaltet, wodurch - je nach eingeschaltetem Rückkopplungszweig 25, 33 oder 34 - auch die zweite Betriebs¬ art quasi in drei Unterbetriebsarten aufgeteilt wird. In addition, two additional feedback branches 33 and 34 are provided to extend the operating mode scope to ¬ addition to the first and the second feedback branch 24 and 25, each having their own feedback load resistors 35 (with the value R5) and 36 (with the value Re). The first switching device 29 is correspondingly extended to the added feedback branches 33 and 34 and ausgestal ¬ tet that it either the first feedback branch 24 (to realize the two sub-modes of the first mode) or one of the other three feedback branches 25, 33 or 34 turns on, whereby - depending on the switched feedback path 25, 33 or 34 - and the second operating ¬ type is divided into three sub-modes quasi.
Durch diese zusätzlichen Unterbetriebsarten lassen sich bei entsprechender Wahl der Werte R2, R3, R4, R5 und R6 der Wider¬ stände 22, 28, 31, 35 und 36 die Messbereiche der Messein- gangsschaltung 30 sehr genau einstellen. Dies kann wie zu Figur 2 erläutert ebenfalls entweder durch eine entsprechende Parametrierung des Mess- oder Schutzgerätes oder durch eine dynamische Anpassung an der aktuellen Wert des Primärstromes (bzw. des dazu proportionalen Sekundärstromes) erfolgen. These additional sub-modes R 35 and 36, the measuring ranges of the measuring equipment can be given an appropriate choice of the values of R 2, R3, 4, R5 and R6 are the reflection ¬ stands 22, 28, 31, very carefully set the starting circuit 30. As explained with reference to FIG. 2, this can also be done either by a corresponding parameterization of the measuring or protective device or by a dynamic adaptation to the current value of the primary current (or of the secondary current proportional thereto).
In entsprechender Weise können sowohl mehr als auch weniger als fünf Betriebsarten (bzw. Unterbetriebsarten) der Messeingangsschaltung realisiert werden. In a corresponding manner, both more and less than five operating modes (or sub-modes) of the measuring input circuit can be realized.

Claims

Patentansprüche claims
1. Messeingangsschaltung (20, 30) eines Mess- oder Schutzge¬ rätes mit 1. measuring input circuit (20, 30) of a measuring or Schutzge ¬ advises with
- einem Stromwandler (21), der eingangsseitig mit einem zu messenden Primärstrom beaufschlagbar ist, der am Ausgang des Stromwandlers (21) einen proportionalen Sekundärstrom bewirkt, und - A current transformer (21), the input side is acted upon by a primary current to be measured, which causes a proportional secondary current at the output of the current transformer (21), and
- einem mit dem Ausgang des Stromwandlers (21) in Verbindung stehenden ersten Bürdenwiderstand (22), an dem im Falle eines darüber fließenden Sekundärstroms eine erste Bürdenspannung abgreifbar ist,  a first load resistor (22) which is connected to the output of the current transformer (21) and to which a first load voltage can be tapped in the case of a secondary current flowing thereabove,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- mit dem Ausgang des Stromwandlers (21) ein Operationsver- stärker (23) verbunden ist, der  - With the output of the current transformer (21) an operational amplifier (23) is connected, the
- mit einem ersten zu dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (23) zurückgeführten Rückkopp¬ lungszweig (24) versehen ist, der derart beschaltet ist, dass der Operationsverstärker (23) eine Verstärkung der an dem ersten Bürdenwiderstand (22) anliegenden ersten- Provided with a first to the inverting input of the operational amplifier (23) fed back ¬ feedback branch (24), which is connected such that the operational amplifier (23) an amplification of the first load resistor (22) adjacent first
Bürdenspannung von etwa -1 bewirkt; und der Burden voltage of about -1 causes; and the
- mit einem zweiten zu dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (23) zurückgeführten Rückkopp¬ lungszweig (25) versehen ist, der mit einem ersten Rück- kopplungs-Bürdenwiderstand (28) beschaltet ist; und- Provided with a second to the inverting input of the operational amplifier (23) fed back ¬ feedback branch (25), which is connected to a first feedback load resistor (28); and
- eine erste Schalteinrichtung (29) vorgesehen ist, die dazu eingerichtet ist, entweder den ersten (24) oder den zweiten Rückkopplungszweig (25) einzuschalten und den jeweils anderen Rückkopplungs zweig zu sperren. - A first switching device (29) is provided, which is adapted to turn on either the first (24) or the second feedback branch (25) and to lock the respective other feedback branch.
2. Messeingangsschaltung (20, 30) nach Anspruch 1, Second measurement input circuit (20, 30) according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- der erste Bürdenwiderstand (22) einen kleineren Wert auf¬ weist als der erste Rückkopplungs-Bürdenwiderstand (28). - The first load resistor (22) has a smaller value ¬ than the first feedback load resistor (28).
3. Messeingangsschaltung (20, 30) nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - der Operationsverstärker (23) bei eingeschaltetem ersten Rückkopplungszweig (24) als Invertierer und bei eingeschalte¬ tem zweiten Rückkopplungszweig (25) als invertierender Strom- Spannungsumsetzer beschaltet ist. 3. measurement input circuit (20, 30) according to claim 1 or 2, characterized in that - The operational amplifier (23) when switched on the first feedback branch (24) as an inverter and switched ¬ tem second feedback branch (25) is connected as an inverting current voltage converter.
4. Messeingangsschaltung (20, 30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 4. measurement input circuit (20, 30) according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- die Stellung der ersten Schalteinrichtung (29) durch eine in dem Mess- oder Schutzgerät vorgesehene Parametrierung festgelegt ist.  - The position of the first switching device (29) is determined by a provided in the measuring or protective device parameterization.
5. Messeingangsschaltung (20, 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , 5. measurement input circuit (20, 30) according to one of claims 1 to 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- die Stellung der ersten Schalteinrichtung (29) dynamisch in Abhängigkeit von dem Primärstrom festgelegt wird.  - The position of the first switching device (29) is set dynamically in response to the primary current.
6. Messeingangsschaltung (20, 30) nach Anspruch 5, 6. measurement input circuit (20, 30) according to claim 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- die erste Schalteinrichtung (29) derart eingerichtet ist, dass sie bei einem hohen Primärstrom den ersten Rückkopplungszweig (24) einschaltet und bei einem niedrigen Primär¬ strom den zweiten Rückkopplungszweig (25) einschaltet. - The first switching device (29) is arranged such that it turns on the first feedback branch (24) at a high primary current and the second feedback path (25) turns on at a low primary ¬ .
7. Messeingangsschaltung (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 7. measurement input circuit (30) according to one of the preceding claims,
- am Ausgang des Stromwandlers (21) zusätzlich zu dem ersten Bürdenwiderstand (22) zumindest ein weiterer Bürdenwiderstand (31) vorgesehen ist, und  - At the output of the current transformer (21) in addition to the first load resistor (22) at least one further load resistor (31) is provided, and
- eine zweite Schalteinrichtung (32) vorgesehen ist, die zur Umschaltung zwischen dem ersten (22) und dem zumindest einen weiteren Bürdenwiderstand (31) eingerichtet ist.  - A second switching device (32) is provided which is adapted for switching between the first (22) and the at least one further burden resistor (31).
8. Messeingangsschaltung (30) nach Anspruch 7, 8. measurement input circuit (30) according to claim 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- der erste (22) und der zumindest eine weitere Bürdenwider¬ stand (31) als Spannungsteiler angeordnet sind. - The first (22) and the at least one further burden resistance ¬ stand (31) are arranged as a voltage divider.
9. Messeingangsschaltung (30) nach einem der vorangehenden Ansprüche, 9. measurement input circuit (30) according to one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
- zusätzlich zu dem ersten (24) und dem zweiten Rückkopplungszweig (25) zumindest ein weiterer zu dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers (23) zurückgeführter Rück¬ kopplungszweig (33, 34) vorgesehen ist, der jeweils mit einem weiteren Rückkopplungs-Bürdenwiderstand (35, 36) beschaltet ist, und - addition to the first (24) and the second feedback branch (25) at least one further to the inverting input of the operational amplifier (23) recirculated back ¬ feedback branch (33, 34) is provided, which in each case (with a further feedback load resistor 35, 36) is connected, and
- die erste Schalteinrichtung (29) dazu eingerichtet ist, entweder den ersten Rückkopplungszweig (24) oder einen der anderen Rückkopplungszweige (25, 33, 34) einzuschalten.  - The first switching means (29) is adapted to turn on either the first feedback branch (24) or one of the other feedback branches (25, 33, 34).
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