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CH372751A - Capacitive voltage converter - Google Patents

Capacitive voltage converter

Info

Publication number
CH372751A
CH372751A CH6956459A CH6956459A CH372751A CH 372751 A CH372751 A CH 372751A CH 6956459 A CH6956459 A CH 6956459A CH 6956459 A CH6956459 A CH 6956459A CH 372751 A CH372751 A CH 372751A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
dependent
voltage converter
converter according
transducer
capacitive voltage
Prior art date
Application number
CH6956459A
Other languages
German (de)
Inventor
Alfred Dr Ing Lang
Rudolf Dipl Ing Zahorka
Original Assignee
Licentia Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Gmbh filed Critical Licentia Gmbh
Publication of CH372751A publication Critical patent/CH372751A/en

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Classifications

    • GPHYSICS
    • 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
    • G01R15/04Voltage dividers
    • G01R15/06Voltage dividers having reactive components, e.g. capacitive transformer
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/005Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection avoiding undesired transient conditions
    • H02H9/007Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection avoiding undesired transient conditions avoiding or damping oscillations, e.g. fenoresonance or travelling waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Description

  

      Kapazitiver    Spannungswandler    Beim überschreiten bestimmter Spannungswerte,  insbesondere bei Schalthandlungen im Netz, neigen  bekanntlich     kapazitive    Spannungswandler in ihrem       Messkreis    dazu, untersynchrone Spannungen zu er  zeugen. Dies sind Eigenschwingungen des Nieder  spannungskreises, der aus der     niederspannungsseiti-          gen        Teilerkapazität,    aus der im     Messkreis    vorhan  denen Resonanzdrossel und der     QuerinduktivItät    des       Zwischenwandlers    im     Messkreis    besteht.

   Es ist be  kannt, solche Unterschwingungen durch eine Drossel  zu     bedämpfen,    die primär- oder sekundärseitig an  den Zwischenwandler angelegt wird und so dimen  sioniert ist,     dass    sie bei normaler Betriebsfrequenz  nur einen kleinen     Magnetisierungsstrom    aufnimmt,  der noch durch Parallelkondensatoren kompensiert  werden kann. Treten jedoch untersynchrone Span  nungen auf, so wird der induktive Widerstand dieser  Drossel kleiner. Durch diese Widerstandsverringe  rung gerät die Drossel bei entsprechender     Dimensio-          nierung    in Sättigung, was ein erhebliches Anwach  sen der durch die Drossel gebildeten Bürde zur  Folge hat.  



  Die Unterschwingungen selbst entstehen<B>jedoch</B>  durch die Eisensättigung des Zwischenwandlers und  der Resonanzdrossel, deren     Induktivitäten    so verklei  nert werden,     dass    der durch den Niederspannungs  kondensator einerseits und die Resonanzdrossel mit  der     Induktivität    des Zwischenwandlers anderseits ge  bildete Schwingkreis gerade eine solche Eigenfre  quenz erhält,     dass    die Netzfrequenz ein Vielfaches  dieser Eigenfrequenz wird.

   Daher kann die als     Dämp-          fungsmassnahme    vorgesehene Drosselspule ihrerseits  infolge ihrer     Induktivität        Anlass    zu Unterschwingun  gen in diesem     Messkreis    sein, wie dies durch Mes  sungen festgestellt wurde. Die Drosselspule ist also    kein universelles Mittel zur Beseitigung untersyn  chroner Spannungen.  



  Weiterhin ist es bekannt, eine Dämpfung am       Zwischenwandler    durch einen parallelgeschalteten       Ohmschen    Widerstand zu erreichen. Diese Möglich  keit scheidet jedoch in den meisten Fällen deshalb  aus, weil der für eine wirksame Dämpfung notwen  dige Widerstand klein -sein     müsste    und somit bei  Wandlern hoher Genauigkeit eine unzulässig grosse  Grundbürde darstellen würde, die die     Messgenauig-          keit    stark beeinträchtigt.  



  Alle diese Nachteile werden bei einem     kapazi-          tiven    Spannungswandler mit einem zum Zwischen  transformator im     Messkreis    parallelliegenden Wider  stand mit mindestens     Ohmscher    Komponente erfin  dungsgemäss dadurch vermieden,     dass    Mittel vorge  sehen sind, durch die der Widerstand mit minde  stens     Ohmscher    Komponente in Abhängigkeit von  der Spannung     und/oder    der Frequenz eingeschaltet  wird,     undloder        dass    der verwendete Widerstand selbst  ein spannungsabhängiger Widerstand ist.

   Damit     lässt     sich erreichen,     dass    der Widerstand nur in dem er  forderlichen Betriebsfall voll zur Wirkung gelangt,  nämlich dann, wenn untersynchrone Spannungen im       Messkreis    auftreten. Es wird ausdrücklich auf die  Einschaltung eines Widerstandes mit jedenfalls     Ohm-          scher    Komponente besonderer Wert gelegt, weil aus  energetischen Gründen die Dämpfung von selbst  erregten Schwingungen nur durch einen Energie  entzug aus dem zu betrachtenden     Schwingkreds    mög  lich ist. Ein Blindwiderstand kann diese Aufgabe  niemals zur vollen Zufriedenheit lösen, da er keinen       Wirkleistungsentzug    zur Folge hat.  



  Eine spannungsabhängige Einschaltung eines  Widerstandes erfolgt am einfachsten durch einen           sogenannten    spannungsabhängigen Widerstand, wie  er beispielsweise aus der Technik der     Überspannungs-          ableiter    bekannt ist. Ein solches Widerstandsmaterial  besitzt eine     Ohmsche    Widerstandscharakteristik, ge  mäss der bei zunehmender Spannung der Widerstand  stark absinkt.

   Legt man den Widerstand so aus,     dass     er bei den maximal vorkommenden Betriebsspan  nungen nur einen sehr kleinen Strom aufnimmt, so  wird dadurch die     Messgenauigkeit    des Wandlers nicht       beeinflusst.    Da in vielen Fällen die untersynchronen  Spannungen wesentlich grössere Amplituden als die  jenigen der Betriebsspannung besitzen, so werden  diese Unterspannungen durch den spannungsabhän  gigen Widerstand stark     bedämpft.    Ein solcher span  nungsabhängiger Widerstand kann sowohl auf der  Primärseite, als auch auf der Sekundärseite des Zwi  schenwandlers galvanisch oder induktiv angeschlos  sen sein.  



  Sind Wandler in nicht starr geerdeten Netzen  eingesetzt, so müssen diese längere Zeit auch     ün          Erdschlussfall    mit erhöhter Spannung arbeiten kön  nen. Bei solchen     Wandlem    könnte der spannungs  abhängige Widerstand und der Wandler selbst über  lastet werden. Es wird dann zweckmässig der span  nungsabhängige Widerstand mit einem zeitabhängi  gen Schaltglied in Reihe geschaltet, das die Aufgabe  hat, den spannungsabhängigen Widerstand bei einer  langandauernden höheren Spannung als die Betriebs  spannung abzuschalten, um dadurch den erheblichen       Messfehler    zu vermeiden und den spannungsabhän  gigen Widerstand vor     überlastung    zu schützen.

   Ein  solches zeitverzögerndes Schaltglied wird am ein  fachsten durch einen     Bimetallauslöser    verwirklicht.  



  Eine weitere Möglichkeit, auftretende Unter  schwingungen wirksam zu dämpfen, ohne die ge  schilderten Nachteile auftreten zu lassen, besteht  darin, einen Widerstand mit mindestens     Ohmscher     Komponente spannungsabhängig oder nicht nur  dann einzuschalten, wenn solche unerwünschten  Spannungswellen auftreten. Dies wird erreicht, wenn  man in Reihe mit dem Widerstand ein abhängig  von der Frequenz wirkendes Schaltelement legt. Da  jede Art mechanischer Schalter in diesem Zusam  menhang unerwünscht wäre, wegen der mangelnden  Betriebssicherheit und des Anstosses von eigenerreg  ten Schwingungen, eignet sich hierzu am besten ein  abhängig von der Frequenz ausgesteuerter     Trans-          duktor.     



  Beispiele der Erfindung sind in der Zeichnung  schematisch dargestellt. In     Fig.   <B>1</B> ist die     kapazitive          Teilerkette    durch die beiden Kapazitäten<B>1</B> und 2  versinnbildlicht. An der niederspannungsseitigen     Tei-          lerkapazität    2 liegt der     Messkreis,    der im allgemeinen  aus der Resonanzdrossel<B>3,</B> dem Zwischentransfor  mator 4 und der Bürde<B>5</B> besteht. Um bei über  strömen z.

   B. durch     Kurzschluss    auf der Sekundär  seite des     Zwischenwandlers    ein unzulässiges Anstei  gen der Spannung an der Resonanzdrosselspule zu  verhindern, ist es bekannt, die Resonanzdrosselspule  mit einer Sekundärwicklung<B>6</B> zu versehen, die eine    Sättigungsdrossel<B>7</B> speist. Gelangt die Drossel<B>7</B> in  Sättigung, so wird der Resonanzkreis, in dem die  Drosselspule<B>3</B> liegt, verstimmt, und der     überstrom     dadurch abgeschwächt.  



  Es ist nun an den sekundären Klemmen<B>A</B> und  B des Zwischentransformators 4 ein spannungsab  hängiger     Ohmscher    Widerstand<B>8</B> angeschlossen, der  bei einer auftretenden     überspannung    im     Messkreis     diese     überspannung    abführt.

   Durch sein     Ohmsches     Verhalten hat er keinerlei     Einfluss    auf irgendwelche  Resonanzschwingungen im     Messkreis.    Ausserdem ge  währleistet seine Spannungsabhängigkeit,     dass    die       Messgenauigkeit    im Normalbetrieb nicht beeinträch  tigt wird, trotz hoher Wirksamkeit bei auftretenden  untersynchronen     überspannungen.    Zur Sicherung des  spannungsabhängigen Widerstandes gegen langandau  ernde     überspannungen,    die einen ebenso langandau  ernden hohen Strom zur Folge hätten,

   liegt in Reihe  zu dem spannungsabhängigen Widerstand<B>8</B> ein     Bi-          metallauslöser    oder eine Sicherung<B>9.</B> Dadurch wird  auch im     Erdschlussfall    eine genaue Messung ermög  licht.  



  Eine weitere Ausführungsmöglichkeit der Erfin  dung zeigt     Fig.    2. An den Klemmen<B>A</B> und B des  Zwischenwandlers liegt ein spannungsabhängiger       Ohmscher    Widerstand, der in die beiden Teile<B>10</B>  und<B>11</B> aufgeteilt wurde. Parallel zum Teil<B>11</B> liegt  ein rückgekoppelter magnetischer Verstärker 12 mit  einem bistabilen Verhalten, wodurch eine schalter  ähnliche Wirkung erzielt werden kann.

   Dieser ma  gnetische Verstärker ist in normalem Betriebsfall  geöffnet, das heisst, er überbrückt den spannungsab  hängigen Widerstand<B>11.</B> Bei auftretenden     überspan-          nungen    dämpft diese der Widerstand<B>10.</B> Tritt nun  ein     Erdschluss    auf, so steigt die Spannung auf das       1,73fache    an. Dieser erhebliche Spannungsanstieg  wird dazu benutzt, den magnetischen Verstärker  12 zu schliessen, so     dass    nunmehr beide spannungs  abhängigen Widerstände<B>10</B> und<B>11</B> in Reihe geschal  tet sind und bei entsprechender Auslegung auch in  diesem Fall die ursprüngliche Zweckbestimmung  voll erfüllen.

   Die Sperrung des magnetischen Ver  stärkers 12 wird mit einer Sättigungsdrossel<B>13</B> mit  möglichst rechteckiger     Magnetisierungskennlinie    er  reicht, die ebenfalls an den Sekundärklemmen<B>A</B>  und B des Zwischenwandlers liegt und deren Strom  nach erfolgter Gleichrichtung einer Steuerwicklung  14 des magnetischen Verstärkers 12 zugeführt wird.  Die Sättigungsdrossel<B>13</B> ist nun so dimensioniert,       dass    sie bei der im     Erdschluss    auftretenden Spannung  gesättigt ist und dadurch einen hohen Strom durch  die Steuerwicklung 14 treibt, die die Sperrung des  magnetischen Verstärkers 12 bewirkt.  



  Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung  zeigt     Fig.   <B>3.</B> Die Klemmen<B>A</B> und B sind wieder an  die Sekundärwicklung des Zwischenwandlers ange  schlossen. Parallel zur Sekundärwicklung des     Zwi-          schenwandlers    liegt nun ein     Reihenresonanzkreis     <B>15,</B> der auf die Netzfrequenz abgestimmt ist, das heisst  also,     dass    dieser Resonanzkreis bei Netzfrequenz      seinen höchsten Strom führt. Dieser Strom wird  nun im Gleichrichter<B>16</B> gleichgerichtet und der  Steuerwicklung<B>17</B> eines rückgekoppelten magneti  schen Verstärkers<B>18</B> mit bistabilem Verhalten ge  mäss     Fig.4    in sperrendem Sinne zugeführt.

   In der       Fig.    4 ist die Abhängigkeit des Ausgangsstroms vom  Steuerstrom des magnetischen Verstärkers<B>18</B> auf  gezeichnet. Man erkennt deutlich,     dass    ein solcher  magnetischer Verstärker nur zwei stabile Betriebs  bereiche hat, während der     übergang    zu diesen bei  den Bereichen instabil ist. Daher bezeichnet man  eine solche Verhaltensweise mit bistabil. Der ma  gnetische Verstärker     erbält    diese Kennlinie durch  entsprechende Rückkopplung mit Hilfe derer die  Steilheit, die Breite und die Parallelverschiebung zur       Ordinatenachse    eingestellt werden kann.

   Führt man  nun der Steuerwicklung<B>17</B> des magnetischen Ver  stärkers<B>18</B> den Strom durch die Resonanzschaltung  <B>15</B> in gegenerregendem Sinne zu, so wird dadurch  der Arbeitspunkt<B>C</B> erreicht. In diesem Bereich sperrt  jedoch der Verstärker<B>18 '</B> das heisst sein Widerstand  ist sehr gross. Nimmt nun der Resonanzstrom durch  auftretende Unterwellen ab, so springt der Aus  gangsstrom des magnetischen Verstärkers bei Er  reichen des Punktes<B>D</B> plötzlich auf den Punkt<B>E.</B>  Dieses Sprungartige verleiht dem magnetischen Ver  stärker schalterähnliche Eigenschaften. Vom Punkt  <B>E</B> ab ist der Widerstand des magnetischen Verstär  kers klein, so     dass    er von da an den nahezu kon  stanten Maximalstrom führt.

   Bei einer Zunahme des  Steuerstroms in der Wicklung<B>17</B> wird nun vom  geöffneten Zustand her der linke Ast der Schleife       sprungaWig    durchfahren, das heisst, die Sperrung  erfolgt bei einem etwas grösseren Steuerstrom. als  die     öffnung.    Die Breite dieser Schleife kann, wie  schon angedeutet, durch den Grad der Rückkopp  lung verändert werden, Bei Vorhandensein der nor  malen Netzfrequenz wird demnach der Verstärker  <B>18</B> gesperrt sein. Treten nun untersynchrone Span  nungen auf, die eine niedrigere Frequenz als die  Netzfrequenz haben, so wird der Strom durch den  Resonanzkreis<B>15</B> kleiner, wodurch die Sperrwirkung  des magnetischen Verstärkers<B>18</B> aufgehoben wird.

    Der magnetische Verstärker ist nun geöffnet, so       dass    die Dämpfung der untersynchronen Spannungen  über diesen magnetischen Verstärker erfolgen kann,  mit dem ein     Ohmscher    Widerstand<B>19</B> in Reihe  geschaltet ist. Damit wird also der     Ohmwiderstand     nur dann zur Wirkung gebracht, wenn dies     die     Betriebsverhältnisse erfordern. Der Widerstand<B>19</B>  selbst kann wiederum spannungsabhängig sein, so       dass    die gesamte     Unterwellendämpfung        frequenz-          und    spannungsabhängig ist.  



  Tritt nun ein     Erdschluss    auf, so erhöht sich die       Spannung,        wie        schon        beschrieben,        um        etwa        73%.     Würden nun gleichzeitig noch Unterwellen vorhan  den sein, so wäre der magnetische Verstärker<B>18</B>  geöffnet, ein Betriebszustand, der bei     erhöhterSpan-          nung    nicht erwünscht ist, da dies sowohl dem Wider  stand<B>19,</B> als auch der     Messgenauigkeit    erheblich    abträglich wäre.

   Aus diesem Grunde besitzt der  Magnetverstärker<B>18</B> eine zweite Steuerwicklung 20,  die, wie schon im Beispiel der     Fig.    2 angegeben,  durch eine Sättigungsdrossel 21 mit rechteckiger       Magnetisierungskennlinie    so gesteuert wird,     dass    sie  bei überhöhter Spannung den Magnetverstärker<B>18</B>  ganz oder teilweise sperrt.  



  Da der     Ohmwiderstand    zur Dämpfung der un  tersynchronen Spannungen in manchen Fällen klein  sein kann, um eine ausreichende     Bedämpfung    zu  erhalten, genügt unter Umständen der     Ohmsche     Widerstand des Magnetverstärkers<B>18</B> für die Dämp  fung der Unterwellen. In diesem Fall könnte dann  der besondere Widerstand<B>19</B> entfallen.  



  Durch eine entsprechende Resonanzschaltung  kann der     Transduktor    auch so     beeinflusst    werden,       dass    er bei auftretenden Unterwellen öffnet, wo  durch er im Normalbetrieb bei Netzfrequenz gesperrt  ist. Dies wird einfach dadurch erreicht,     dass    ein auf  die     Unterwellenfrequenz    abgestimmter Saugkreis  vorhanden ist, dessen Strom einer Steuerwicklung  des     Transduktors    in öffnendem     Sinnp    zugeführt wird,  während eine zweite Steuerwicklung einen möglichst  konstanten Strom führt, durch den der     Transduktor     im Normalbetrieb gesperrt ist.



      Capacitive voltage converter When certain voltage values are exceeded, especially when switching operations in the network, it is well known that capacitive voltage converters in their measuring circuit tend to generate sub-synchronous voltages. These are natural oscillations of the low-voltage circuit, which consists of the low-voltage divider capacitance, the resonance choke in the measuring circuit and the cross-inductance of the intermediate transformer in the measuring circuit.

   It is known to dampen such undershoots by means of a choke that is applied to the intermediate converter on the primary or secondary side and is dimensioned in such a way that it only absorbs a small magnetizing current at normal operating frequency, which can still be compensated by parallel capacitors. However, if sub-synchronous voltages occur, the inductive resistance of this choke becomes smaller. As a result of this reduction in resistance, the throttle saturates with the appropriate dimensioning, which results in a considerable increase in the burden formed by the throttle.



  However, the undershoots themselves are caused by the iron saturation of the intermediate converter and the resonance choke, the inductances of which are so reduced that the resonance circuit formed by the low-voltage capacitor on the one hand and the resonance choke with the inductance of the intermediate converter on the other hand is just such a circuit Eigenfre frequency receives that the network frequency is a multiple of this natural frequency.

   Therefore, the choke coil provided as a damping measure can in turn give rise to undershoots in this measuring circuit due to its inductance, as was determined by measurements. The choke coil is therefore not a universal means of eliminating undersyn chronic voltages.



  It is also known to achieve attenuation at the intermediate converter by means of an ohmic resistor connected in parallel. In most cases, however, this option is ruled out because the resistance required for effective damping would have to be small and would therefore represent an inadmissibly high basic burden in the case of converters with high accuracy, which would greatly impair the measurement accuracy.



  All these disadvantages are avoided in a capacitive voltage converter with a resistance parallel to the intermediate transformer in the measuring circuit with at least an ohmic component in accordance with the invention in that means are provided by which the resistance with at least ohmic components depending on the voltage and / or the frequency is switched on, and / or that the resistor used is itself a voltage-dependent resistor.

   This ensures that the resistance only takes full effect in the required operating case, namely when undersynchronous voltages occur in the measuring circuit. Particular importance is attached to the inclusion of a resistor with an ohmic component in any case, because for energetic reasons, the damping of self-excited vibrations is only possible by extracting energy from the vibrating shaft under consideration. A reactance can never solve this task to the full satisfaction, since it does not result in any real power withdrawal.



  The easiest way to switch on a resistor in a voltage-dependent manner is through a so-called voltage-dependent resistor, as is known, for example, from the technology of surge arresters. Such a resistance material has an ohmic resistance characteristic, according to which the resistance drops sharply with increasing voltage.

   If the resistor is designed in such a way that it only consumes a very small current at the maximum operating voltages, this will not affect the measurement accuracy of the converter. Since in many cases the subsynchronous voltages have significantly larger amplitudes than those of the operating voltage, these undervoltage are strongly attenuated by the voltage-dependent resistor. Such a voltage-dependent resistor can be connected galvanically or inductively on the primary side as well as on the secondary side of the intermediate converter.



  If converters are used in networks that are not solidly earthed, they must be able to work with increased voltage for a longer period in the event of an earth fault. With such a converter, the voltage-dependent resistor and the converter itself could be overloaded. The voltage-dependent resistor is then conveniently connected in series with a time-dependent switching element, which has the task of switching off the voltage-dependent resistor in the event of a long-term higher voltage than the operating voltage in order to avoid significant measurement errors and prevent the voltage-dependent resistor from being overloaded to protect.

   Such a time-delaying switching element is most easily realized by a bimetallic release.



  Another way to effectively dampen occurring sub-vibrations without allowing the disadvantages described ge occur, is to switch on a resistor with at least an ohmic component voltage-dependent or not only when such undesirable voltage waves occur. This is achieved by placing a switching element in series with the resistor that acts depending on the frequency. Since any type of mechanical switch would be undesirable in this context, due to the lack of operational reliability and the initiation of self-excited vibrations, a transducer that is controlled as a function of the frequency is best suited for this.



  Examples of the invention are shown schematically in the drawing. In FIG. 1, the capacitive divider chain is symbolized by the two capacitances <B> 1 </B> and 2. The measuring circuit, which generally consists of the resonance choke <B> 3, </B> the intermediate transformer 4 and the load <B> 5 </B>, is located on the low-voltage-side divider capacitance 2. To flow over z.

   B. to prevent an inadmissible increase in the voltage at the resonance choke coil due to a short circuit on the secondary side of the intermediate converter, it is known to provide the resonance choke coil with a secondary winding <B> 6 </B> which has a saturation reactor <B> 7 < / B> feeds. If the choke <B> 7 </B> becomes saturated, the resonance circuit in which the choke coil <B> 3 </B> is located is detuned and the overcurrent is weakened as a result.



  A voltage-dependent ohmic resistor <B> 8 </B> is now connected to the secondary terminals <B> A </B> and B of the intermediate transformer 4, which dissipates this overvoltage in the event of an overvoltage in the measuring circuit.

   Due to its ohmic behavior, it has no influence on any resonance oscillations in the measuring circuit. In addition, its voltage dependency ensures that the measurement accuracy is not impaired in normal operation, despite its high effectiveness when undersynchronous overvoltages occur. To secure the voltage-dependent resistance against long-term overvoltages, which would result in an equally long-lasting high current,

   a bimetal release or a fuse <B> 9 </B> is connected in series with the voltage-dependent resistor <B> 8 </B>. This enables precise measurement even in the event of an earth fault.



  A further possible embodiment of the invention is shown in FIG. 2. A voltage-dependent ohmic resistor is located at the terminals <B> A </B> and B of the intermediate converter, which is divided into the two parts <B> 10 </B> and <B> 11 </B> was split. In parallel with part 11 there is a feedback magnetic amplifier 12 with a bistable behavior, whereby a switch-like effect can be achieved.

   This magnetic amplifier is open during normal operation, that is, it bridges the voltage-dependent resistor <B> 11. </B> In the event of overvoltages, the resistor <B> 10. </B> now dampens a ground fault on, the voltage increases to 1.73 times. This considerable increase in voltage is used to close the magnetic amplifier 12, so that now both voltage-dependent resistors <B> 10 </B> and <B> 11 </B> are connected in series and, if designed accordingly, also in this Case fully meet the original purpose.

   The blocking of the magnetic amplifier 12 is achieved with a saturation choke <B> 13 </B> with the most rectangular magnetization curve possible, which is also connected to the secondary terminals <B> A </B> and B of the intermediate converter and their current after rectification a control winding 14 of the magnetic amplifier 12 is supplied. The saturation reactor <B> 13 </B> is now dimensioned such that it is saturated with the voltage occurring in the earth fault and thereby drives a high current through the control winding 14, which causes the magnetic amplifier 12 to be blocked.



  Another exemplary embodiment of the invention is shown in FIG. 3. The terminals A and B are again connected to the secondary winding of the intermediate transformer. A series resonant circuit <B> 15 </B> which is matched to the mains frequency is now parallel to the secondary winding of the intermediate converter, which means that this resonant circuit carries its highest current at mains frequency. This current is now rectified in the rectifier <B> 16 </B> and the control winding <B> 17 </B> of a feedback magnetic amplifier <B> 18 </B> with bistable behavior according to FIG. 4 in a blocking sense fed.

   4 shows the dependence of the output current on the control current of the magnetic amplifier 18. It can be clearly seen that such a magnetic amplifier only has two stable operating areas, while the transition to these areas is unstable. This is why such a behavior is called bistable. The magnetic amplifier obtains this characteristic through appropriate feedback with the help of which the slope, the width and the parallel shift to the ordinate axis can be set.

   If the control winding <B> 17 </B> of the magnetic amplifier <B> 18 </B> is now supplied with the current through the resonance circuit <B> 15 </B> in a counter-exciting sense, then the operating point <B > C </B> achieved. In this area, however, the amplifier <B> 18 '</B> blocks, which means that its resistance is very high. If the resonance current now decreases due to the occurrence of sub-waves, the output current of the magnetic amplifier suddenly jumps to point <B> E </B> when it reaches point <B> E. </B> This sudden change gives the magnetic amplifier more power switch-like properties. From point <B> E </B> onwards, the resistance of the magnetic amplifier is small, so that from then on it carries the almost constant maximum current.

   If the control current in the winding <B> 17 </B> increases, the left branch of the loop is now traversed abruptly from the open state, that is, the blocking takes place at a somewhat higher control current. than the opening. As already indicated, the width of this loop can be changed by the degree of feedback. When the normal mains frequency is present, the amplifier <B> 18 </B> is accordingly blocked. If sub-synchronous voltages occur that have a lower frequency than the mains frequency, the current through the resonance circuit <B> 15 </B> becomes smaller, whereby the blocking effect of the magnetic amplifier <B> 18 </B> is canceled.

    The magnetic amplifier is now open, so that the sub-synchronous voltages can be damped via this magnetic amplifier, with which an ohmic resistor <B> 19 </B> is connected in series. This means that the ohmic resistance is only brought into effect when the operating conditions require it. The resistor <B> 19 </B> itself can in turn be voltage-dependent, so that the entire underwave attenuation is frequency and voltage-dependent.



  If an earth fault now occurs, the voltage increases, as already described, by around 73%. If sub-waves were still present at the same time, then the magnetic amplifier <B> 18 </B> would be open, an operating state which is not desired with increased voltage, since this was against both the resistance <B> 19, </ B > and the measurement accuracy would be considerably detrimental.

   For this reason, the magnetic amplifier <B> 18 </B> has a second control winding 20, which, as already indicated in the example in FIG B> 18 </B> completely or partially blocks.



  Since the ohmic resistance for damping the undersynchronous voltages can in some cases be small in order to obtain sufficient damping, the ohmic resistance of the magnetic amplifier <B> 18 </B> may be sufficient for damping the sub-waves. In this case, the special resistor <B> 19 </B> could then be omitted.



  By means of a corresponding resonance circuit, the transducer can also be influenced in such a way that it opens when sub-waves occur, where it is blocked during normal operation at mains frequency. This is achieved simply by having a suction circuit tuned to the sub-wave frequency, the current of which is fed to a control winding of the transducer in an opening sense, while a second control winding carries a current that is as constant as possible, which blocks the transducer in normal operation.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH</B> Kapazitiver Spannungswandler mit einem zum Zwischentransformator im Messkreis parallelliegen den Widerstand mit mindestens Ohmscher Kompo nente zur Unterdrückung untersynchroner Spannungs wellen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorge sehen sind, durch die der Widerstand mit minde stens Ohmscher Komponente in Abhängigkeit von der Spannung undloder der Frequenz eingeschaltet wird, und<B>'</B> 'oder dass der verwendete Widerstand selbst ein spannungsabhängiger Widerstand ist. <B> PATENT CLAIM </B> Capacitive voltage converter with a resistor with at least an ohmic component in parallel to the intermediate transformer in the measuring circuit to suppress undersynchronous voltage waves, characterized in that means are provided through which the resistance with at least an ohmic component is dependent is switched on by the voltage and / or the frequency, and <B> '</B>' or that the resistor used is itself a voltage-dependent resistor. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> <B>1.</B> Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit dem spannungsabhängigen Widerstand ein ther mischer Auslöser geschaltet ist. 2. Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an den Zwi- schenwandler Ohmsche Widerstände angeschlossen sind, die frequenzabhängig von den untersynchronen Spannungen eingeschaltet werden. <B> SUBClaims </B> <B> 1. </B> Capacitive voltage converter according to patent claim, characterized in that a thermal release is connected in series with the voltage-dependent resistor. 2. Capacitive voltage converter according to patent claim, characterized in that ohmic resistances are connected to the intermediate converter, which are switched on depending on the frequency of the subsynchronous voltages. <B>3.</B> Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch und Unteransprüchen<B>1</B> und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass der Ohmsche Widerstand über einen Transduktor eingeschaltet wird. 4. Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch und Unteransprüchen 2 und<B>3,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass der Transduktor Frequenzabhän- gig gesteuert wird. <B> 3. </B> Capacitive voltage converter according to patent claim and dependent claims <B> 1 </B> and 2, characterized in that the ohmic resistance is switched on via a transducer. 4. Capacitive voltage converter according to patent claim and dependent claims 2 and <B> 3, </B> characterized in that the transducer is controlled as a function of the frequency. <B>5.</B> Kapazitiver Spannungswandler nach Patent- anspuch und Unteransprüchen 2 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, dass der in Reihe mit dem Transduktor liegende Widerstand spannungsabhängig ist. <B> 5. </B> Capacitive voltage converter according to patent claim and dependent claims 2 to 4, characterized in that the resistor in series with the transducer is voltage-dependent. <B>6.</B> Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch und Unteransprüchen 2 bis<B>5,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass der Transduktor durch eine auf die Netzfrequenz abgestimmte Resonanzschaltung gesperrt Cr wird. <B>7.</B> Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch und Unteransprüchen 2 bis<B>6,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass der Strom eines auf Netzfrequenz abgestimmten Reihenresonanzkreises zur Sperrung des Transduktors dient. <B> 6. </B> Capacitive voltage converter according to patent claim and dependent claims 2 to <B> 5, </B> characterized in that the transducer is blocked by a resonance circuit tuned to the mains frequency. <B> 7. </B> Capacitive voltage converter according to patent claim and dependent claims 2 to <B> 6, </B> characterized in that the current of a series resonant circuit tuned to the mains frequency is used to block the transducer. <B>8.</B> Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch und Unteransprüchen 2 bis<B>7,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass der Strom eines auf die Frequenz der Unterwellen abgestimmten Resonanzkreises dem Transduktor in öffnendem Sinne zugeführt wird, während dieser im Normalbetrieb gesperrt ist. <B>9.</B> Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch und Unteransprüchen 2 bis<B>8,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass der Transduktor ein bistabiles Verhalten aufweist. <B> 8. </B> Capacitive voltage converter according to patent claim and dependent claims 2 to <B> 7, </B> characterized in that the current of a resonant circuit tuned to the frequency of the sub-waves is fed to the transducer in an opening sense, while this is blocked in normal operation. <B> 9. </B> Capacitive voltage converter according to patent claim and dependent claims 2 to <B> 8 </B> characterized in that the transducer has a bistable behavior. <B>10.</B> Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch und Unteransprüchen 2 bis<B>9,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass als Dämpfungswiderstand nur der Ohmsche Widerstand des Transduktors ein schliesslich seiner Gleichrichter dient. <B> 10. </B> Capacitive voltage converter according to claim and dependent claims 2 to 9, </B> characterized in that only the ohmic resistance of the transducer, including its rectifier, serves as the damping resistor. <B>11.</B> Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch und Unteransprüchen 2 bis<B>10,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass der Transduktor <B>(18)</B> eine zweite Steuerwicklung erhält, die von einer Sättigungsdros sel mit rechteckiger Magnetisierungskennlinie so ge speist wird, dass der Transduktor bei gleichzeitigem Auftreten von Unterwellen und sekundärer Span nungserhöhung ganz oder teilweise gesperrt wird. <B> 11. </B> Capacitive voltage converter according to patent claim and dependent claims 2 to <B> 10 </B> characterized in that the transducer <B> (18) </B> receives a second control winding which is fed by a saturation choke with a rectangular magnetization curve in such a way that the transducer is completely or partially blocked if undershoots and secondary voltage increases occur at the same time. 12. Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch und Unteransprüchen<B>1</B> bis<B>11,</B> dadurch ge kennzeichnet, dass der Dämpfungswide"rstand im Normalbetrieb nur teilweise eingeschaltet ist. <B>13.</B> Kapazitiver Spannungswandler nach Patent anspruch und Unteransprüchen<B>1</B> bis 12, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Teil des Dämpfungswider- standes durch einen Transduktor überbrückt wird, der bei normaler Betriebsspannung geöffnet und bei erhöhter Betriebsspannung gesperrt ist. 12. Capacitive voltage converter according to patent claim and dependent claims <B> 1 </B> to <B> 11 </B> characterized in that the damping width is only partially switched on in normal operation. <B> 13. </ B> Capacitive voltage converter according to patent claim and dependent claims <B> 1 </B> to 12, characterized in that part of the damping resistance is bridged by a transducer which is opened at normal operating voltage and blocked at increased operating voltage. 14. Kapazitiver Spannungswandler nach Unter anspruch<B>13,</B> dadurch gekennzeichnet, dass der Trans- duktor durch eine Sättigungsdrossel mit rechteckiger Magnetisierungskennlinie ausgesteuert wird, die bei überspannung in Sättigung gerät. 14. Capacitive voltage converter according to sub-claim 13, characterized in that the transducer is controlled by a saturation choke with a rectangular magnetization characteristic, which saturates in the event of overvoltage.
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DE1265295B (en) * 1959-02-03 1968-04-04 Siemens Ag Circuit arrangement for voltage converters, especially capacitive voltage converters, in which a load resistor is temporarily switched on to protect against relaxation oscillations
DE1244291B (en) * 1959-02-26 1967-07-13 Siemens Ag Protection circuit for capacitive voltage converter
DE1101611B (en) * 1959-04-17 1961-03-09 Siemens Ag Protection circuit for voltage converters, especially capacitive voltage converters against relaxation oscillations
DE1097026B (en) * 1959-05-26 1961-01-12 Siemens Ag Protective circuit against overvoltages in capacitive voltage converters with inductive intermediate voltage circuit
DE1191904B (en) * 1959-11-12 1965-04-29 Hans Ritz Dr Ing Capacitive voltage converter with inductive intermediate converter and damping resistor for suppressing relaxation oscillations
NL257836A (en) * 1959-11-25
DE1165156B (en) * 1960-12-05 1964-03-12 Siemens Ag Protection circuit for capacitive voltage converter
DE1169581B (en) * 1961-06-27 1964-05-06 Licentia Gmbh Capacitive voltage converter for measuring purposes
US3919633A (en) * 1974-04-08 1975-11-11 Gen Electric High voltage measuring device

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