DE1613879C

DE1613879C - Measuring arrangement for determining the winding temperature in electrical devices

Info

Publication number: DE1613879C
Authority: DE
Inventors: Erich Dipl Ing 8500 Nürnberg Reiplinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1971-06-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Meßanordnung zur Bestimmung der Wicklungstemperatur während des Betriebes aus der Widerstandsänderung durch Überlagerung eines Gleichstroms von mit Wechselstrom betriebenen elektrischen Geräten, z. B. Transformatoren. The invention relates to a measuring arrangement for determining the winding temperature during of operation from the change in resistance due to superimposition of a direct current with an alternating current operated electrical devices, e.g. B. Transformers.

Bei einer bekannten Anordnung wurde die Trennung von Gleich- und Wechselstrom mit Hilfe von Kondensatoren und Drosseln durchgeführt. Solche Anordnungen haben sich wegen ihres großen Aufwandes und weil sie dem jeweiligen Prüfling angepaßt werden mußten und keinen universellen Einsatz gestatteten, in der Praxis nicht durchzusetzen vermocht. In a known arrangement, the separation of direct and alternating current was carried out with the aid of Capacitors and chokes carried out. Such arrangements have become because of their great effort and because they had to be adapted to the respective test item and not for universal use allowed, but was unable to enforce in practice.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine in der Verwendung einfache, raumgünstige und vor allem universell einsetzbare Meßanordnung anzugeben. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß zur Trennung von Gleich- und Wechselstrom ein Wandler benutzt wird, in dessen Eisenkreis sich ein Hallgenerator befindet und der Wechselfluß des Wandlers durch einen weiteren Wandler, der sich im gleichen Stromkreis befindet, kompensiert wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Gleichfluß des den Hallgenerator enthaltenden Wandlers durch eine Ein- richtung, ζ. Β. eine elektronische Regeleinrichtung kompensiert wird und der Hallgenerator als Nullindikator (Nullinstrument) verwendet wird.The object of the invention is to provide one in use specify simple, space-saving and above all universally usable measuring arrangement. According to According to the invention, this is achieved in that a converter is used to separate direct and alternating currents is used, in the iron circuit of which there is a Hall generator and the alternating flow of the converter is compensated by another converter located in the same circuit. Especially It is advantageous if the constant flow of the converter containing the Hall generator is direction, ζ. Β. an electronic control device is compensated and the Hall generator as a zero indicator (Zero instrument) is used.

An Hand der Zeichnung, die ein Prinzipschaltbild der erfindungsgemäßen Anordnung wiedergibt, wird die Erfindung näher erläutert.With reference to the drawing, which shows a basic circuit diagram of the arrangement according to the invention, is the invention explained in more detail.

Mit 1 ist dabei eine Wechselstromquelle, z. B. ein Wechselstromgenerator, bezeichnet und mit 2 der daran angeschlossene Prüfling, z. B. ein Transformator, dessen Widerstand gemessen werden soll. Dem Wechselstrom wird mit Hilfe einer Gleichspannungsquelle, z. B. einer parallel zur Wechselstromquelle geschalteten Batterie 3 oder Diode 4 ein Gleichstrom überlagert, wobei der Gleichstromquelle eine Drossel zur Strombegrenzung vorgeschaltet ist. Im Laststromkreis befindet sich dem Prüfling 2 vorgeschaltet ein Wandler 6, in dessen Eisenkreis 60 sich ein Hallgenerator? befindet. Die Hallspannung ist zunächst proportional dem Gesamtstrom, also Wechselstrom (Laststrom) mit überlagertem Gleichstrom (Meßstrom). Im gleichen Stromkreis ist dem Prüfling noch ein zweiter Wandler 8 vorgeschaltet. Dieser liefert einen durch die Transformation nur dem Laststrom proportionalen Wechselstrom. Dieser Wechselstrom dient zur Kompensation des Wechselflusses im Eisenkreis des Wandlers 6. Zu diesem Zweck ist auf dem Eisenkern 60 des Wandlers 6 eine Kompensationswicklung 9 aufgebracht, die mit der Sekundärwicklung 10 des Wandlers 8 verbunden ist. Zur Feinabstimmung des Kompensationsstromes dient ein Parallelwiderstand 11. Durch diese Schaltung wird bewirkt, daß die vom Hallgenerator 7 abgegebene Hallspannung nur noch dem Gleichstrom (Meßstrom) proportional ist. Sinngemäß erfolgt die Messung des Gleichspannungsabfalles am Prüfling mittels der Meßeinrichtung 12, wobei der Innenwiderstand der Meßeinrichtung 12 durch einen vorgeschalteten temperaturabhängigen Widerstand 13 während der Messung konstant gehalten wird. Da in der Praxis Hallgeneratoren zur Verfügung stehen, die äußerst empfindlich sind (etwa 20 mV/Gauß), kann der Meßgleichstrom sehr klein gehalten werden. Je nach der Kerninduktion des Prüflings beträgt er 1 bis 10% vom Magnetisierungsstrom, so daß das Betriebsverhalten des Transformators nicht gestört wird. Bei den hochempfindlichen Hallgeneratoren empfiehlt es sich mit Rücksicht auf ihren Temperaturgang und die Remanenz des Eisenkreises, die Sonden nur als Nullindikator zu verwenden. Hierzu besitzt der Wandler 6 eine zweite Kompensationswicklung 14. Der zur Kompensation des Gleichfeldes erforderliche Strom ist proportional dem Meßstrom. Die Regelung des Kompensationsstromes kann z. B. durch eine elektronische Meßeinrichtung 15 erfolgen, wobei die Hallsondenspannung als Regelspannung dient. Hierdurch wird erreicht, daß der Eisenkreis jederzeit flußfrei bleibt, wodurch eine Kernremanenz vermieden wird.With 1 is an AC power source, z. B. an alternator, referred to and with 2 connected to the test object, z. B. a transformer whose resistance is to be measured. The alternating current is supplied with the aid of a direct voltage source, e.g. B. superimposed a direct current on a battery 3 or diode 4 connected in parallel to the alternating current source, the direct current source being preceded by a choke for current limitation. In the load circuit there is a converter 6 upstream of the test object 2, in whose iron circuit 60 there is a Hall generator? is located. The Hall voltage is initially proportional to the total current, i.e. alternating current (load current) with superimposed direct current (measuring current). A second converter 8 is connected upstream of the test item in the same circuit. Due to the transformation, this delivers an alternating current that is only proportional to the load current. This alternating current serves to compensate for the alternating flux in the iron circuit of the converter 6. For this purpose, a compensation winding 9, which is connected to the secondary winding 10 of the converter 8, is applied to the iron core 60 of the converter 6. A parallel resistor 11 serves to fine-tune the compensation current. This circuit has the effect that the Hall voltage emitted by the Hall generator 7 is only proportional to the direct current (measuring current). The measurement of the DC voltage drop on the test object is carried out analogously by means of the measuring device 12, the internal resistance of the measuring device 12 being kept constant during the measurement by an upstream temperature-dependent resistor 13. Since Hall generators are available in practice, which are extremely sensitive (approx. 20 mV / Gauss), the measuring direct current can be kept very small. Depending on the core induction of the test object, it is 1 to 10% of the magnetizing current, so that the operating behavior of the transformer is not disturbed. With the highly sensitive Hall generators, it is advisable to use the probes only as a zero indicator, taking into account their temperature response and the remanence of the iron circuit. For this purpose, the converter 6 has a second compensation winding 14. The current required to compensate for the constant field is proportional to the measuring current. The regulation of the compensation current can, for. B. be done by an electronic measuring device 15, wherein the Hall probe voltage is used as the control voltage. This ensures that the iron circle remains free of flow at all times, thereby avoiding core remanence.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist in verschiedener Hinsicht vorteilhaft. Man ist bei der Messung vor allem nicht ortsgebunden, da die Meßwerte auch an einem vom Prüfling entfernt gelegenen Ort zur Anzeige gebracht werden können. Auch erlaubt die Anordnung, mit verhältnismäßig robusten Instrumenten zu messen. Weiter vorteilhaft ist, daß der Meßkreis von dem Lastkreis galvanisch völlig getrennt ist und im Gegensatz zu den bisher bekannten Meßeinrichtungen auch bei höchsten Spannungen ungefährlich einsetzbar ist. Von ganz besonderem Vorteil ist, daß die Messung während des Betriebes der elektrischen Geräte laufend durchführbar ist, so daß die Meßeinrichtung praktisch auch als Schutzeinrichtung verwendbar ist.The arrangement according to the invention is advantageous in several respects. One is at the measurement Above all, not tied to a specific location, since the measured values are also available at a location remote from the test item Display can be brought. The arrangement also allows relatively robust instruments to eat. It is also advantageous that the measuring circuit is completely galvanically isolated from the load circuit is and, in contrast to the previously known measuring devices, harmless even at the highest voltages can be used. It is particularly advantageous that the measurement is carried out during operation of the electrical devices can be carried out continuously, so that the measuring device also acts as a protective device is usable.

Claims

Patent claims:

1. Measuring arrangement for determining the winding temperature during operation from the change in resistance due to superimposition of a direct current in the case of alternating current operated electrical devices, e.g. B. transformers, characterized in that for separation a converter is used for direct and alternating current, in the iron circuit of which there is a Hall generator and the alternating flow of the Converter is compensated by another converter located in the same circuit will.

2. Measuring arrangement according to claim 1, characterized in that in addition the constant flow of the the transducer containing the Hall generator is compensated by a device and the Hall generator as a zero indicator (zero instrument) is used.