DD205257A1

DD205257A1 - Hochspannungsmesseinrichtung mit einem passiven kapazitiven teiler

Info

Publication number: DD205257A1
Application number: DD23657181A
Authority: DD
Inventors: Werner Brendler; Jochen Ermisch; Frieder Hoppadietz; Manfred Weser
Original assignee: Werner Brendler; Jochen Ermisch; Frieder Hoppadietz; Manfred Weser
Priority date: 1981-12-30
Filing date: 1981-12-30
Publication date: 1983-12-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungsmesseinrichtung mit einem passiven kapazitiven Spannungsteiler. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einfluss der Zuleitungen zwischen Messeinrichtung und Buerde zu eliminieren. Dabei geht die Erfindung von einer Gattung aus, die den Teiler quasi unbelastet betreibt. Diese Aufgabe wird geloest, indem ein Differenzverstaerker 10 vorgesehen ist, der mit seinem Eingang an der Sekundaerwicklung 9 eines ersten Uebertragers 6 liegt. Die Primaerwicklung 5 des besagten ersten Uebertragers 6 liegt einerseits am Verbindungspunkt 4 der Kondensatoren des kapazitiven Teilers und andererseits an einer Buerde 8. Dagegen arbeitet der Verstaerker 10auf einen zweiten Uebertrager 12, dessen zweite Wicklung 13 an der Spannung ueber der Buerde 8 anliegt.

Description

236571 1

Hochspannungsmeßeinrichtung mit einem passiven kapazitiven Teiler

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannungsmeßeinrichtung für hohe elektrische Spannungen, die einen periodischen - insbesondere einen mindestens annähernd sinusförmigen - Verlauf nehmen.

Diese Spannungsmeßeinrichtung besteht aus einem, an der Hochspannung liegenden kapazitiven Teiler, der mindestens einen Oberspannungskondensator und einen Unterspannungskondensator sowie einen Meßverstarker aufweist, der als Differenzverstärker ausgebildet ist. Der Differenzverstärker liegt mit seinem Eingang an der Sekundärwicklung eines Übertragers während die Primärwicklung des besagten Übertragers am Verbindungspunkt des Oberspannungskondensators des kapazitiven Spannungsteilers liegt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Prinzipiell lassen sich kapazitive Teiler unterscheiden; und zwar in aktive Teiler, die den Strom durch den Wandler und passive Teiler, die dje Spannung über dem Unterspannungskondensator erfassen (K. Groenenboom u. H.A.J.K. Spoorenberg "De Espom een capacitief gekoppelde elektronische spanningstransformator" Smit Medelingen 24 (1969)·. Ko. 4 S. 223-232; P. Matthiesen und U. Weigel "Spannungswandler für Hcchspannungsanlagen mit kapazitivem Teiler und elektronischem Meßverstärker¹¹ Bull. ASE/UCS 71 (1980) 9, 10. Mai S. 450-454).

236571 1

Es ist bei passiven kapazitiven Teilern bekannt, zur Erhöhung der Übertragungsgenauigkeit und /oder der Ausgangsleistung der Meßeinrichtung Verstärker anzuwenden (ETZ/A Bd. 88 ( 1967) H. 13 S. 309-312), die auch als Operationsverstärker ausgeführt sind (CH-PS 556 541). Um die relativ hohe Spannung, die am Unterspannungskondensatör ansteht, für eine elektronische Weiterverarbeitung umzuformen, wird in ebenfalls bekannter Weise vor dem Eingang in den Verstärker nochmals eine Spannungsteilung vorgenommen, z.B. derart, daß einem Operationsverstärker ein Widerstand zugeordnet ist. Dieser Operationsverstärker arbeitet dann im off-line Betrieb auf einen Leistungsverstärker, der die notwendip-e Leistung für Anzeigegeräte, Zähler und Schutzeinrichtungen liefert.

Nachteilig bei einer solchen Anordnung ist es, daß die Schaltungsmaßnahmen zur Spannungsanpassung und des offline Betriebes zweier Verstärker die Fehlergrenzen der Meßeinrichtung ungünstig beeinflussen. Pertigungsbedingte Toleranzen der das Übertragungsmaß bestimmenden Bauelemente erfordern meist eine Kalibrierung der Meßanordnung, die mittels veränderlicher Teiler vorgenommen werden kann.

Des weiteren wurde zur Vermeidung der geschilderten Nachteile bereits vorgeschlagen (Wp G01 R/325 936), eine Spannungsmeßeinrichtung für Hochspannung, mit einem an der Hochspannung anliegenden kapazitiven Spannungsteiler und einem Meßverstärker dadurch weiterzubilden, daß als Meßverstärker ein Differenzverstärker Anwendung findet, der mit seinem einen Eingang an einem Verbindungspunkt . einer ersten Reihenschaltung von Kondensatoren liegt, die parallel zum Unterspannungskondensator geschaltet ist während sein anderer Eingang an einem Verbindungspunkt. einer zweiten Reihenschaltung von Kondensatoren liegt, die zwischen Bezugspotential und dem Ausgang des Differenzverstärkers angeschlossen ist, wobei dieser Punkt auch das Ausgangssignal führt.

236 57 1 1

Allen Lösungen liegt der gemeinsame Nachteil zugrunde, daß mindestens ein Verstärker der Meßeinrichtung galvanisch mit dem Hochspannungsteiler verbunden ist. Zum Schut-e des Verstärkers sind neben t'bersr.annungsableitern am Verstärkereingang noch spezielle Schaltungen zur Hilfsenergieversorgung des Verstärkers am Hochspannungsteiler notwendig, die eine galvanische von der Erde getrennte Speisung des Verstärkers gestatten. In allen Fällen sind dem Hochspannungsteiler Verstärker mit hohem Einnangswiderstand nachzuschalten, damit die Übertragungsgenauigkeit nicht beeinträchtigt wird.

Diese Nachteile werden durch eine weitere bereits vorgeschlagene Lösung überwunden, die darin besteht, den IV'eßverstärker, der als Differenzverstärker ausgebildet ist, mit seinem Eingang an die Sekundärwicklung eines Übertragers zu legen.

Die Primärwicklung dieses ersten Übertragers liegt einerseits an dem Verbindungspunkt des Oberspannungskondensators mit dem Unterspannun^skondensator des kapazitiven Teilers und andererseits an einer zweiten Wicklung eines zweiten Übertragers, dessen erste Wicklung am Ausgang des Differenzverstärkers liept und wo die Bürdenspannung entweder durch induktive Kopplung mittels einer dritten Wicklung des zweiten Übertragers gewonnen wird oder die Spannung an der zweiten Wicklung und/oder der ersten Wicklung bzw. die Spannung an einer Anzapfung dieser Wicklungen als Bürdenspannung dient (Wp G01 R/233 221/3). Durch diese Lösung wird sowohl erreicht, daß der kapazitive Teiler quasie unbelastet bleibt, was sich auf die Meßgenauigkeit vorteilhaft auswirkt. Desweiteren erfolgt durch diese Lösung eine galvanische Trennung des Verstärkereinganges von Hochspannungsteiler, was aufwendige Schutzmaßnahmen entbehrlich macht.

Auf die Weiterbildung dieser Meßeinrichtung richtet sich die nachfolgend beschriebene Lösung.

236571 1

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel., die bereits vorgeschlagene Meßeinrichtung für hohe Spannungen so weiterzubilden, daß ihre Meßgenauigkeit weiter verbessert wird und der Aufwand an Installationsmaterial dabei sinkt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Meßeinrichtung derart weiterzubilden, daß der nachteilige, weil unterschiedlicher Einfluß der Zuleitungen zwischen Meßeinrichtung und Bürde sowie der Größe der Bürde eliminiert wird. Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäß ausgebildeten Spannungsmeßeinricfitung dadurch gelöst, daß die in den Kennzeichen der Ansprüche angegebenen Merkmale zur Anwendung kommen.

Ausführungsbeispiel

Anhand einer Zeichnung wird nachfolgend beschrieben, wie eine gemäß den Merkmalen des Erfindungsanspruches aufgebaute Hochspannungsmeßeinrichtung verwirklicht ist.

In der Pig. ist ein Hochspannunpsteiler 1 mit einem Oberspannungskondensator 2 und einem Unterspannunfskondensator 3 gezeigt. Am Verbindungspunkt 4 der beiden vorgenannten Kondensatoren des Hochspannungsteilers 1 liegt eine Primärwicklung 5 eines ersten Übertragers 6 in Reihe mit einer Leitung 7 und einer Bürde 8. An einer Sekundärwicklung 9 des Übertragers 6 ist ein Differenzverstärker 10 angeschlossen, der seinerseits eine Primärwicklung 11 eines zweiten Übertragers 12 speist. Eine Sekundärwicklung 13 dieses Übertragers 12 ist über ein Leitungspaar 14 an die Bürde 8 angeschlossen und treibt den B ürdenstrom, der sich so einstellt, daß die Spannung über der Bürde 8 mit der Spannung am Verbindungspunkt 4 übereinstimmt, und somit durch die Primärwicklung 5 des ersten Übertragers kein Strom fließt.

Claims

23657 1

•Srfindungsanspruch

Hochspannungsraeßeinrichtung mit einem an der Hochspannung anliegenden kapazitiven Spannungsteiler, der mindestens aus einem Oberspannungskondensator und einem Unterspannungskoridensator besteht, und der einen Differenzverstärker aufweist, der mit seinem Eingang an der Sekundärwicklung eines ersten Übertragers liegt,

gekennzeichnet dadurch, daß die Primärwicklung des besagten Übertragers einerseits an den Verbindungspunkt des Oberspannungs- und des Unterspannungskondensators und andererseits an einer Bürde angeschlossen ist, während der Differenzverstärker auf eineh.zweiten Übertrager arbeitet, an dessen zweiter Wicklung die Spannung über der Bürde anliegt.

- Hierzu ein Blatt Zeichnung -