Einrichtung zur Messung von Strom-und Spannungswandlern
Es sind Einrichtungen zur Messung von Strom und 23pannungswandlern vorgesehla- gen worden, bei denen die zu kompensierende Spannung und die Kompensationsspannung über Zwisehenwandler erzeugt werden.
Fi-. 1 zeigt eine derartige Sehaltung iür die Stromwandlermessung. Dabei speist der SekundÏrstrom des Pr flings X2 einen Zwischenwandler T's mit beispielsweise 5 A. Auf seiner Sekundärseite liegt ein Ohmseher Spannungsteiler W von beispielsweise 100 Ohm Widerstand,anwelchem er einen Spannungsabfall von 2, 5 V hervorrufen soll.
Da hierfür ein Strom von 0, 025 A benotigt wird, muss der Zwischenwandler das Übersetzungsver- hältnis 5 : 0, 025 haben, was bei einer gewähl- ten Amperewindungszahl == 200 ein Win dungsverhältnis von 40 : 8000 ergibt. Der Zwischenwandler T1, welcher von der Pri märgrosse des Pr flings - und zwar über einen Normalstromwandler N2 gespeist wird -speist den aus dem festen Widerstand R1 und dem F%-Schleifdraht bestehenden, sogenannten an dem die zur Kom- pensation des Stromfehlers erforderliehe Spannung abgegriffen wird.
Hat der Messzweig denselben Widerstandswert wie der Spannungsteiler W, dann sind beide Zwi sphenwandler gleich belastet, und haben gleielie Fehlercharakteristik, wenn sie gleich- artio ausgeführt werden.
Die Messung geht hierbei so vor sich, dass die an dem Widerstandsteiler W anliegende, zu kompensierende Messspannung über das als Nullinst. rument dienende Vibrations- galvanometer VG mit den vom Normalwand- ler erzeugten Kompensationsspannmgen ver- gliehen wird. Diese werden über den Zwi schenwandler T1 an dem festen Widerstand B1 und dem Schleifdraht F% sowie über die GegeninduktivitÏt M an dem Schleifdraht @' erzeugt.
Fig. 2 zeigt die Schaltung einer entspreehenden Spannmgswandlermesseinrichtung.
Dabei speist die Sekundärseite des Prüflings X1 einen Zwisehenwandler T4 mit beispielsweise 100 V. Auf seiner Sekundärseite liegt wieder wie vorher der Spannungsteiler W von 100 Ohm. Will man bei der Spannungswandlermessung an diesem Spannungsteiler einen Spannungsabfall von 1 V haben, so ergibt sieh für den Zwischenwandler T4 ein ¯bersetzungsverhÏltnis von 100 : 1. Dieser Zwisehenwandler soll für den Prüfling eine möglichst kleine Bürde bilden, weshalb für seine Auslegung eine kleine Induktion vor- zusehen ist.
Wählt man zu diesem Zweck 40 Windungen pro Volt, so ergibt sieh ein Win dungsverhältnis von 4000 : 40. Als Zwisehen- wandler T3, welcher von der Primärgrösse des Prüflings-und zwar meist über einen Normalspannungswandler N 1 - gespeist wird, wählt man wieder vorteilhaft einen Zwisehenwandler genau gleicher Ausführung wie T4.
¯hnlich wie bei der Messeinrichtung nach h Fig. 1 wird die am Widerstandsteiler W anfallende, zu kompensierende Me¯spannung durch die Messspannung an den Widerstän- den R1, F% und b'kompensiert, von denen Ri und F /o ber den Zwisehenwandler Tg von der Sekundärseite des Normalstromwand- lers N, gespeist werden, während der Sehleif draht @' an der Sekundärseite der Gegen- induktivität Jf liegt, deren Primärseite über einen Hilfswandler HW ebenfalls von der Sekundärseite des Normalstromwandlers Ni gespeist wird.
Der Hilfswandler FtV dient dazu, die vom Normalspannungswandler gelieferte Spannung in der Gr¯¯enordnung von beispielsweise 100 Volt in einen amplitu- den- und phasentreuen Strom solcher Grösse umzuwandeln, dass für die Spannungswand lermessung dieselbe Gegeninduktivität JZ verwendet werden kann wie bei der Strom wandlermessung.
Alle diese Zwischenwandler m ssen f r den Prüfling eine sehr geringe Belastung darstellen, damit dieser noch bei den kleinsten durch die Wandlerregeln vorgesehriebenen Bürden gemessen werden kann. Au¯erdem sollen die Zwischenwandler mögliehst fehler- frei sein, wenngleich nur ihre Fehlerdifferenz die Messgenauigkeit beeinflusst.
Zur Erfü]lung dieser Bedingungen mu¯ man f r die Zwischenwandler einen hochwertigen Eisenkern mit verhältnismässig grossem Querschnitt vählen. Anderseits muss auch die Windungs- rahl-wenigstens auf einer Seite-ziem lieh hoch sein, und zwar bei den Zwischen- wandlern T1 und Ts f r die Stromwandlermessung auf der Sekundärseit.
e, weil man dort t infolge der mit 100 Ohm ausgelegten Bürde iuf einen sehr kleinen Strom transformieren muss, und bei den Zwischenwandlern T3 und iür 4 f r die Spannungswandlermessung auf der PrimÏrseite, weil diese die höhere Span nung hat und mit kleiner Induktion gearbei Let werden soll. Auch die Wieklungsquer3ehnitte müssen ziemlieh gross gehalten werden ; erstens, damit die Zwischenwandler eine kleine Bürde darstellen, zweitens, damit ihre Fehler klein gehalten werden und drittens, damit die Erwärmung der Wicklung auf die Wandlerfehler keinen unzulässigen Einfluss ausübt.
Man sieht daraus, dass diese Zwi sehenwandler verhältnismässig-gross, schwer und teuer werden müssen.
Die Messeinrichtung'gemäss der Erfindung weist sowohl für die Strom-als auch für die Spannungswandlermessung nur zwei Zwi sehenwandler auf, die bestimmt sind, für die Messung von Stromwandlern als Stromwandler und für die Messung von Spannungswand- lern als Spannungswandler geschaltet zu werden.
Man braueht dann nämlieh praktiseh je naeh der vorzunehmenden Messung nur die Primärseiten der Zwisehenwandler mit deren Sekundärseiten zu vertauschen, wobei eine der beiden Wicklungen oder beide Wieklun- gen mit Anzapfungen versehen oder umschaltbar sein können, wenn dies durch die Wahl der grouse der Wompensationsspannung er- forderlieh wird.
In den beiden oben gesehilderten Fällen betragen die Windungsver- hältnisse 40 : 8000 und 4000 : 40. Wählt man für beide Zwisehenwandler das Windungs- verhältnis 40 : 8000, so braueht man je naeh der vorzunehmenden Messung nur das 1'ber- setzungsverhältnis von 40 : 8000 umzukehren auf 8000 : 40 und die Wieklung mit 8000 Windungen bei 4000 Windungen anzuzapfen. um das Windungsverhältnis von 4000 : 40 zu erhalten.
Dabei kann man zusätzlieh noeh die beiden Wieklungsteile von je 4000 Windun- gen der Wicklung von 8000 Windungen einander parallel sehalten, um einen gro¯en Windungsquersehnitt zu bekommen.
In Fig. 3 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, welche die Verwendung nur zweier Zwischenwandler TX, TN sowohl f r die Strom-als auch für die Spannungs wandlermessung zeigt Die Primär-und Se kundärseiten beider Zwischenwandler sind über Kontakte eines Umschalters S vertauschbar, wobei zugleieh mit der Vertausehung die Anschaltung nur eines sekundären Wick lungsteils beider Zwisehenwandler durchge- führt wird.
Die dort eingezeichnete Schalterstellung 2 des Umschalters S gilt für die Spannungswandlermessung. Prüfling Xi und Normalspannungswandler N1 liegen mit ihren Primärwicklungen parallel an der Hoehspan nung U1.
Der Prüfling X1 speist mit seiner Sekundärwieklung 4000 Windungen des Zwisehenwandlers TX, dessen SekundÏrwicklung von 40 Windungen dem Widerstandsteiler W die Z11 kompensierende Spannung zuf hrt, Der Normalspannungswandler N1 speist mit seiner SekundÏrwicklung 4000 Windungen der Primärwicklung des Zwischenwandlers T N, dessen SekundÏrwicklung von 40 Windungen dem Messzweig, bestehend aus dem festen Widerstand Ri und dem F /o-Sehleif- draht, die Kompensationsspannung für den Spannungsfehler zuführt.
Anderseits speist der Normalwandler N1 über den Hilfswand- ler HW die GegeninduktivitÏt M, welche auf ihrer Sekundärseite der f'-Sehleifwendel die gegen die Messzweigspannung um 90 phasenverschobene Kompensationsspannung für den Fehlwinkel zufiihrt. Dureh Versehieben der beiden Sehleifkontakte am F /o-und @'-Schleif- draht wird über das Nullinstru.
ment VG die am Teiler W abgegriffene Spannung kompensiert, so dass der Spannungsfehler am F- Sehleifdraht direkt in Prozent und an der ö-Schleifwendel direkt in Minuten abgelesen werden können.
Die Sehalterstellung 1 in Fig. 3 dient der Stromwandlermessung. Der Primärstrom J1 durehfliesst die beiden in Reihe gesehalteten PrimÏrwicklungen des Prüflings X 2 und des Normalstromwandlersg.DerPrüfling.X speist mit seiner Sekundärwieklung die jetzt als Primärwicklung benutzten 40 Windungen des Zwischenwandlers Tx ; dessen Sekundär- wieklung von 8000 Windungen dem Teiler lfir die zu kompensierende Spannung zuführt.
Der Normalwandler N2 speist mit seiner Se kundärwicklung die 40 Windungen des Zwischenwandlers T N, dessen SekundÏrwicklung von 8000 Windungen dem Messzweig wieder die Kompensationsspannung für den Strom- fehler zuf hrt. Ausserdem speist der Normal wandler N2 auch die Primärwicklung der Ge geninduktivität ilf, welche auf ihrer Sekundärseite der @'-Schleifwendel die gegen die Messzweigspannung um 90 phasenversehobene Kompensationsspannung für den Fehlwinkel zuführt. Der Abgleieh der Einrichtung erfolgt wieder auf dieselbe Weisewie bei der Spannungswandlermessung.