DD273176A3 - Schaltungsanordnung zur Messung von Fehlerströmen an Stromwandlern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung eignet sich zur Fehlerstrommessung an Stromwandlern, insbesondere an Schutzstromwandlern waehrend ihrer Kurzschlussstrombeanspruchung. Sie zeichnet sich dadurch aus, dass im Primaer- und im Sekundaerkreis des zu pruefenden Stromwandlers (1) jeweils ein Shuntwiderstand (2; 3) angeordnet ist, dass Anfang und Ende dieser Widerstaende (2; 3) jeweils mit den Eingaengen eines Eingangsverstaerkers (4; 5) verbunden sind, deren Verstaerkungsfaktoren unabhaengig voneinander in weiten Grenzen variabel sind, wobei die Verstaerkungsfaktoren beider Verstaerker (4; 5) exakt so abgeglichen sind, dass das Verhaeltnis der Produkte vom jeweiligen Shuntwiderstand (2; 3) und Verstaerkungsfaktor (V4; V5) des zugehoerigen Eingangsverstaerkers (4; 5) gleich dem Uebersetzungsverhaeltnis des Stromwandlers (1) ist, und dass die Ausgaenge der Verstaerker (4; 5) mit den Eingaengen eines Differenzverstaerkers (6) verbunden sind. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ermöglicht die Messung von Fehlerströmen an Schutzstromwandlern während ihrer Kurzschlußstrombeanspruchung in einem Hochleistungsprüffeld, ist aber auch zur Fehlerstrommessung an Stromwandlern allgemein anwendbar.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik Die Ablösung der bekonnten klassischen Schutzrelais in elektrischen Energieanlagen durch elektronische Baugruppen stellt

erhöhte Anforderungen an das Übertragungsverhalten von Schutzstromwandlesn insbesondere im Bereich transienter

Kurzschlußströme. Dieser Tatsache Rechnung tragend, geben die IEC-Empfeh!ungen Prüfverfahren zur direkten Messung von Fehlerströmen während der Belastung von Schutzstromwandlern mit transionten Kurzschlußströmen in Hochleistungsprüffeldern an. Hierbei handelt es sich im Prinzip um zwei Prüfverfahren, die auf der praktischen Anwendung der bekannten Beziehung für den Fehlerstrom eines Stromwandlers basieren. Nach dem ersten Prüfverfahren wird dem zu prüfenden Schutzstromwandler sekundär ein Normal-Vergleichswandler

entgegengeschaltet. Über entsprechend eingeschaltete Wirkwiderstände im Sekundärkreis kann dann indirekt mit Hilfe des

Normal-Vergleichwandlers der Differenzstrom zwischen dem mit dem Reziprokwert der Nonnübersetzung multiplizierten , Primärstrom und dem Sekundäi strom des zu prüfenden Wandlers ermittelt werden, also der Betrag des Fehlerstromes i, (t) zu

ic = i. - -j— · ip mit i, = Sekundärstrom, Kn

ip = Primärstrom und

I(n = Nennübersetzung

Dieses Verfahren ist z. B. in der DD-PS 53193 (G 01 R, 35/02) beschrieben. Der Nachteil dieses praktizierten Verfahrens besteht darin, daß zur Prüfung von Schutzstromwandlern mit der zu fordernden Klassengenauigkeit oln Sortiment hochpräziser Normal-Vergleichswandler, das hohe Kosten verursachen würde bzw. ein Normal-Vergleichswandler, der bei der Kurzschlußprüfung einer Palette von Schutzstromwandlern stets noch im Nennstromgebiet arbeiten müßte, im Prüffeld vorhanden sein muß. Das zweite Prüfverfahren zur Fehlerstrommessung an Schutzstromwandlern bei ihrer Beanspruchung mit transienten Kurzschlußströmen verwendet jeweils im Primär- und Sekundärkreis des zu prüfenden Stromwandlers einen Shuntwiderstand mit einer galvanischen Verbindung der jeweiligen Erdseite der Shuntwiderstände. Die Beträge der Wirkwiderstände beider Shuntwiderstände unterscheiden sich dabei exakt um den Betrag der Nennübersetzung des zu prüfenden Stromwandlers. Das .so gebildete Differenzsignal ist gleich dem Betrag des Fehlerstromes und wird oszillografisch registriert. (lEC-Dokument 38/76-SbVretariat) Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in dem Problem, Shuntwiderstände zu fertigen, die mit der zu fordernden GenaL'qkelt sich um den Betrag der Nennübersetzung des zu prüfenden Stromwandlers unterscheiden. Darüber hinaus müßten derartige Chuntwiderstandspaare für alle Nennübersetzungen und verschiedene Nennkurzschlußströme zur Verfügung stehen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, eint Schaltungsanordnung zur direkten Fehlerstrommessung an Stromwandlern insbesondere an Schutzstromwandlern während ihrer Beanspruchung mit transienten Kurzschlußströmen anzugeben, die eine hohe Metsgenauigkeit garantiert, die o.g. Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet und die hohen Kosten für Normal-Vergleichsstromwandler bzw. hochpräzise Shuntwiderstandspaare einspart.

Darlegung de« Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur direkten Fehlerstrommessung an Stromwandlern, insbesondere an Schutzstromwandlern, während ihrer Beanspruchung mit transienten Kurzschlußströmen zu schaffen, die jeweils ir., Primär- und Sekundärkreis des zu prüfenden Stromwandlers einen Shuntwiderstand enthält, wobei das Verhältnis der Beträge der beiden Shuntwiderstände beliebig vom Übersetzungsverhältnis des zu prüfenden Stromwandlers abweichen darf. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe unter Verwendung von im Primär- und Sekundärstromkrois des zu prüfenden Stromwandlers angeordneten Shuntwiderständen dadurch gelöst, daß Anfang und Ende der Shuntwiderstände jeweils mit den Eingängen eines Eingangsverstärkers verbunden sind, deren Verstärkungsfaktoren unabhängig voneinander in weitem Grenzen variabel sind, wobei diese Verstärkungsfaden der Eingangsverstärker exakt so abgeglichen sind, daß das Verhältnis der Produkte vom jeweiligen Shuntwiderstand und Verstärkungsfaktor des zugehörigen Eingangsverstärkers gleich dem Übersetzungsverhältnis des zu prüfenden Stromwandlers ist.

Die Ausgänge der Eingangsverstärker sind in bekannter Welse mit den Eingängen nines Differenzverstärkers verbunden. In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weisen die Shuntwiderstände eine hohe Bandbreite auf. Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird es möglich, daß an das Verhältnis der Widerstandswerte der Shuntwiderstände im Verhältnis zum Übersetzungsverhältnis des Stromwandlers keine besonderen Anforderungen gestellt werden. Der Differenzverstärkei' 'det aus den den Strömen (Primär- und Sekundärstrom) proportionalen Signalen die Differenz derart, daß sie gleich dem Fehler; .rom des Stromwandlers ist.

Ausfuhrungsbeisplel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungtsbeispiels näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die

Schaltungsanordnung zur direktei ι Fehlerstrommessung an Schutzstromwandlern bei Kurzschlußstrombeanspruchung.

In der erfindungsgomäßen Schaltungsanordnung zur direkten Fehlerstrommessung an Schutzstromwandlern während ihrer Kurzschlußstrombeanspruchung befinden sich zwei Shuntv/iderstände 2,3 hoher Bandbreite im Primär- und Sekundärkreis des zu prüfenden Stromwandlers 1. Das stromproportionalo Ausgangssignal bei beiden Shuntwiderständen 2,3 gelangt dann jeweils auf die Eingänge zweier breitbandiger Verstärker 4,5, deren Verstärkungsfaktoren V4 und V5 unabhängig voneinander in weiten Grenzen einstellbar sind. Ein nachgeschalteter Differenzverstärker β bildet die Signaldifferenz zwischen Primär- und Sekundärstrom derart, daß eein Ausgangssignal proportional dem Fehlerstrom des zu prüfenden Stromwandlers 1 ist. Zur Empfindlichkeitserhöhung der Schaltungsanordnung ist dem Differenzverstärker β der Endverstärker 7 nachgeschaltet. Ein an den Ausgang des Endverstärkers angeschlossener Elektronenstrahloszillograf oder Transientrekorder registriert den zu messenden Fehlerstrom.

Claims (2)

1. Schaltungsanordnung zur Messung von Fehlerströmen an Stromwandlern, insbesondere an Schutzstromwandlern bei Kurzschlußstrombeanspruchung, wobei jeweils im Primär- und Sekundärkreis des zu prüfenden Stromwandlers Shuntwiderstände angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß Anfang und Ende der Shuntwiderstände (2; 3) jeweils mit den Eingängen eines Eingangsverstärkers (4; 5) verbunden sind, deren Verstärkungsfaktoren (V4; V5) unabhängig voneinander in weiten Grenzen variabel sind, wobei diese Verstärkungsfaktoren (V4; V5) der Eingangsverstärker (4; 5) exakt so abgeglichen sind, daß das Verhältnis der Produkte vom jeweiligen Shuntwiderstand und Verstärkungsfaktor des zugehörigen Eingangsverstärkers gleich dem Übersetzungsverhältnis des zu prüfender) Stromwandlers (1) ist, und daß die Ausgänge der Eingangsverstärker (4; 5) in bekannter Weise mit den Eingängen eines Differenzverstärkers (6) verbunden sind.

2. Schaltungsanordnung zur Messung von Fehlerströmen an Stromwandlern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Shuntwiderstände (2,3) eine hohe Bandbreite aufweisen.