DE202012101041U1 - Test system for the synthetic testing of the breaking capacity of high-voltage tap changers - Google Patents
Test system for the synthetic testing of the breaking capacity of high-voltage tap changers Download PDFInfo
- Publication number
- DE202012101041U1 DE202012101041U1 DE202012101041U DE202012101041U DE202012101041U1 DE 202012101041 U1 DE202012101041 U1 DE 202012101041U1 DE 202012101041 U DE202012101041 U DE 202012101041U DE 202012101041 U DE202012101041 U DE 202012101041U DE 202012101041 U1 DE202012101041 U1 DE 202012101041U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- voltage
- test
- circuit
- voltage source
- semiconductor switch
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims abstract description 100
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 15
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N copper tungsten Chemical compound [Cu].[W] SBYXRAKIOMOBFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 2
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 2
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 101100116570 Caenorhabditis elegans cup-2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100116572 Drosophila melanogaster Der-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 1
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
- G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
- G01R31/3272—Apparatus, systems or circuits therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Relating To Insulation (AREA)
Abstract
Schaltung für eine Prüfanlage zur synthetischen Schaltleistungsprüfung eines Prüflings mit einer Niederspannungsquelle und einer Mittelspannungsquelle, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Halbleiterschalter den Laststrom schaltet, wobei ein Widerstand den Laststrom im ersten Halbleiterschalter begrenzt, dass die Mittelspannungsquelle ein Transformator ist, wobei ein zweiter Halbleiterschalter mit dem Prüfling im Mittelspannungskreis einpolig mit diesem verbindbar bzw. von diesem trennbar ist.Circuit for a test system for synthetic switching performance testing of a device under test with a low voltage source and a medium voltage source, characterized in that a first semiconductor switch switches the load current, wherein a resistor limits the load current in the first semiconductor switch, that the medium voltage source is a transformer, wherein a second semiconductor switch with the DUT in the medium voltage circuit is unipolar connectable to this or separable from this.
Description
Die Erfindung betrifft eine Schaltung für eine Prüfanlage zur synthetischen Schaltleistungsprüfung eines Prüflings mit einer Niederspannungsquelle und einer Mittelspannungsquelle.The invention relates to a circuit for a test system for synthetic switching performance testing of a device under test with a low-voltage source and a medium-voltage source.
Im Stand der Technik werden die Schaltleistungsprüfungen mittels einer Schwingkreis-Prüfanlage durchgeführt. Dadurch wird zwischen zwei Lastumschaltern so gut wie keine Leistung dem Netz entnommen, da sich die Ströme in den beiden Prüflingen kompensieren. Während der Lastumschaltung werden jedoch innerhalb einiger 10 ms Energien bis zu mehreren 100 kJ aufgenommen. Dadurch werden die Flicker-Grenzwerte des 110 kV-Netzes fast ausgeschöpft.In the prior art, the switching performance tests are performed by means of a resonant circuit test facility. As a result, almost no power is taken from the mains between two load switches, since the currents in the two test pieces compensate each other. During load switching, however, energies of up to several 100 kJ are recorded within a few 10 ms. As a result, the flicker limits of the 110 kV grid are almost exhausted.
Der Bau einer größeren Prüfanlage nach dem gleichen Prinzip ist jedoch nicht möglich, ohne durch eine schnelle Kompensation die Netzrückwirkung zu reduzieren.However, the construction of a larger test facility based on the same principle is not possible without reducing the network feedback by means of rapid compensation.
Die bestehende Schaltleistungsprüfanlage ist für die Prüfung von Schaltern mit einer größeren Schaltleistung als bei den von der Anmelderin unter dem Namen VACUTAP®VR vertriebenen Stufenschaltern bei voller Stufenspannung nicht ausgelegt. Für den Fall, dass ein solcher Schalter entwickelt werden soll, ist eine Prüfanlage für höhere Leistungen zu entwickeln, die das Netz nicht stoßweise beansprucht.The existing switching capacity test system is not designed for the testing of switches with a higher switching capacity than those sold by the applicant under the name VACUTAP ® VR tap changers at full step voltage. In the event that such a switch is to be developed, a test system for higher performance is to develop, which does not stress the network intermittently.
Prüfkreise für synthetische Schaltleistungsprüfungen sind z. B. aus
Aus der
Im Grundsatz wird dabei zur Prüfung einer Schaltstrecke eine Kombination aus einem Hochstromkreis und einem Hochspannungskreis verwendet.In principle, a combination of a high-current circuit and a high-voltage circuit is used to test a switching path.
Die Prüfkreise des Standes der Technik verwenden sämtlich als Schaltelemente für den Hochspannungskreis Funkenstrecken und als Quelle für den Hochspannungskreis Kondensatoren. Aufgrund dessen ist nur eine langsame Schaltfolge möglich, da immer die Ladezeit des Kondensators abgewartet werden muss, ehe eine neue Schaltung stattfinden kann. Außerdem kann über den Kondensator nur der erste Spannungsanstieg der Hochspannung richtig nachgebildet werden und nicht der weitere Verlauf.
In der vorgeschlagenen Anordnung wird auf Funkenstrecken und Kondensatoren verzichtet. Stattdessen werden Halbleiterschalter und sinusförmige Spannungsquellen verwendet.In the proposed arrangement is dispensed spark gaps and capacitors. Instead, semiconductor switches and sinusoidal voltage sources are used.
Hierzu wird eine Prüfanlage vorgeschlagen, die aus der Kombination aus einer Stromquelle für die Nachbildung des Laststroms und einer Spannungsquelle für die Stufenspannung besteht, die beide aus einem gemeinsamen Gleichstromzwischenspeicher gespeist werden. Die Nachspeisung dieses Speichers aus dem Netz muss gleichmäßig mit einem nach oben begrenzten Strom erfolgen.For this purpose, a test system is proposed, which consists of the combination of a current source for the simulation of the load current and a voltage source for the step voltage, both from a common DC buffer. The supply of this storage from the grid must be made evenly with an upward limited current.
Nachfolgend wird die Funktionsweise am Schaltablauf des ebenfalls von der Anmelderin vertriebenen Stufenschalters OILTAP®M dargestellt und die Strom- und Spannungswerte der beiden Quellen angegeben. Die Leistungsabgabe des Gleichstromzwischenspeichers ist zeitweise kleiner als die Summe der Einzelleistungen von Strom- und Spannungsquelle, da teilweise von den Quellen in den Speicher rückgespeist wird.The operation of the switching sequence of the tap-changer OILTAP ® M, which is also distributed by the applicant, is shown below, and the current and voltage values of the two sources are indicated. The power output of the DC buffer is temporarily smaller than the sum of the individual power and voltage source powers, as it is partially fed back from the sources to the memory.
Sowohl das Durchzünden der Vakuumschaltröhre bei Impulsbeanspruchung als auch eine Rückzündung dürfen aus oben genannten Gründen beim Einsatz im Stufenschalter nur mit verschwindend geringer Wahrscheinlichkeit auftreten. Der experimentelle Nachweis so kleiner Wahrscheinlichkeiten kann nicht über die Steigerung der Anzahl von Prüfereignissen erfolgen. Stattdessen muss die Prüfung in einem Zustand erfolgen, in dem durch höhere Beanspruchung eine größere Versagenswahrscheinlichkeit besteht.Both the ignition of the vacuum interrupter under pulse stress as well as a re-ignition may only occur with negligible probability for use in the tap changer for reasons mentioned above. The experimental proof of such small probabilities can not be made by increasing the number of test events. Instead, the test must be performed in a condition where there is a greater chance of failure due to higher stress.
Die Absicherung der Impulsspannungsfestigkeit basiert darauf, dass die Wahrscheinlichkeit für einen Durchschlag mit steigender Spannung zunimmt. Da der funktionale Zusammenhang relativ gut bekannt ist, lassen sich damit die Parameter der Prüfung angeben.The protection of the pulse voltage strength is based on the fact that the probability of a breakdown increases with increasing voltage. Since the functional relationship is relatively well known, the parameters of the test can be specified.
Die Wahrscheinlichkeit für ein Durchzünden einer Vakuumschaltröhre nach Verlöschen des Lichtbogens nimmt mit steigender Wiederkehrspannung und mit steigender Erschütterung, beispielsweise durch den mechanischen Antrieb, zu und mit steigendem Hub ab. Der genaue funktionale Zusammenhang ist jedoch, insbesondere für den Bereich sehr kleiner Auftretenswahrscheinlichkeiten, nicht bekannt. Es ist daher erforderlich die Prüfungen unter Variation der Parameter Hub, Wiederkehrspannung und Erschütterung durchzuführen und den Einfluss auf die Auftretenswahrscheinlichkeit zu ermitteln. Anschließend können durch Extrapolation Aussagen über die Werte der Parameter bei sehr geringen Auftretenswahrscheinlichkeiten abgeleitet werden. Bei der Variation der Parameter ist jedoch darauf zu achten, dass durch zu starke Überstressung möglicherweise die Übertragbarkeit der Ergebnisse nicht mehr gegeben ist, da dann andere physikalische Effekte wirksam sind.The likelihood of ignition of a vacuum interrupter after the arc extinguishes decreases with increasing recovery voltage and with increasing shock, for example by the mechanical drive, to and with increasing stroke. However, the exact functional relationship is not known, especially for the range of very small occurrence probabilities. It is therefore necessary to carry out the tests by varying the parameters stroke, return voltage and vibration and to determine the influence on the probability of occurrence. Subsequently, by extrapolation, statements about the values of the parameters can be derived at very low occurrence probabilities. When varying the parameters, however, care must be taken to ensure that excessively overstressing the transferability of the results may no longer be possible since other physical effects are then effective.
Für einen kleinen Stufenschalter mit 300 A Laststrom, 1000 V Stufenspannung und einer garantierten elektrischen Lebensdauer von 150'000 Schaltungen soll eine Vakuumschaltröhre qualifiziert werden. Die maximale Wiederkehrspannung der Vakuumschaltröhre beträgt je nach verwendeter Schaltung ca. 2000–3000 V. Die Stufe wird durch einen Varistor mit ca. 56 kV Restspannung, aufgebaut aus der Reihenschaltung aus 4 ZnO-Elementen, geschützt. Die geforderten Stehspannungswerte der Vakuumschaltröhre sind 20 kV50Hz und 100 kV1,2/50μs.For a small tap-changer with 300 A load current, 1000 V step voltage and a guaranteed electrical life of 150,000 circuits, a vacuum interrupter should be qualified. Depending on the circuit used, the maximum recovery voltage of the vacuum interrupter is approx. 2000-3000 V. The stage is protected by a varistor with approx. 56 kV residual voltage, built up of the series connection of 4 ZnO elements. The required withstand voltage values of the vacuum interrupter are 20 kV 50Hz and 100 kV 1,2 / 50μs .
Das Prüfprogramm der Spannungsprüfungen umfasst die Prüfung von 100 Vakuumschaltröhren mit folgenden Beanspruchungen:
- – Die Anzahl der eingesetzten ZnO-Elemente im Ableiter bestimmt die Ableiter-Restspannung.
- – Die vorgesehene maximale Stufenspannung bestimmt die Prüfspannung für a0 Beanspruchung, zusätzlich muss die auftretende Wiederkehrspannung berücksichtigt werden. Die Ableiter-Restspannung bestimmt die Höhe der Stoßspannungsbeanspruchung (1,1 × vergleichende LI Durchschlagspannung an M-Funkenstrecke)
- - The number of ZnO elements used in the arrester determines the arrester residual voltage.
- - The intended maximum step voltage determines the test voltage for a0 load, additionally the occurring return voltage must be considered. The arrester residual voltage determines the magnitude of the surge voltage stress (1.1 × comparative LI breakdown voltage at M spark gap)
Die Prüfung gilt als bestanden, wenn bei allen 100 Prüflingen kein Überschlag auftritt. Für die Spannungsprüfung muss der vorgesehene Öffnungshub einstellbar sein (vermutlich > 6 mm statt 3,5 mm bei den Leistungsschaltungen). Zusätzlich muss möglicherweise ein Unterschied in der Bedampfung bei 3,5 und 6 mm Öffnungshub berücksichtigt werden. (evtl. erhöhte Schaltzahl...)The test is passed if no rollover occurs on all 100 test pieces. For the voltage test, the intended opening stroke must be adjustable (presumably> 6 mm instead of 3.5 mm for the power circuits). In addition, it may be necessary to consider a difference in vapor deposition at 3.5 and 6 mm opening stroke. (possibly increased number of gears ...)
Zur Prüfung des Rückzündverhaltens wird eine Prüfanlage benötigt, die den Prüfstrom und die wiederkehrende Spannung nach der Ausschaltung des Schaltelementes erzeugen kann.To test the Rückzündverhaltens a test system is required, which can generate the test current and the recurrent voltage after switching off the switching element.
Der klassische Ansatz verwendet hierzu eine Prüfspannungsquelle in der Höhe der geforderten Wiederkehrspannung und eine Impedanz zur Einstellung des Laststroms. Zur Prüfung ohmscher Schaltbedingungen sind als Impedanz ohmsche Widerstände erforderlich. Die Verlustleistung ist das Produkt aus Prüfspannung und Laststrom.The classical approach uses for this purpose a test voltage source in the amount of the required recovery voltage and an impedance for adjusting the load current. To test ohmic switching conditions ohmic resistances are required as impedance. The power loss is the product of test voltage and load current.
Um die großen Verlustleistungen zu vermeiden, soll eine synthetische Prüfanlage verwendet werden, in der der Laststrom durch eine relativ kleine Spannung und einen entsprechend kleinen Widerstand mit niedriger Verlustleistung erzeugt wird. Nach der Ausschaltung des Prüflings wird durch einen Halbleiterschalter der Niederspannungskreis vom Prüfling getrennt und über einen zweiten Halbleiterschalter ein Mittelspannungskreis mit dem Prüfling verbunden.In order to avoid the large power losses, a synthetic test system is to be used in which the load current is generated by a relatively small voltage and a correspondingly small resistance with low power loss. After the test object has been switched off, the low-voltage circuit is disconnected from the test object by a semiconductor switch and a medium-voltage circuit is connected to the test object via a second semiconductor switch.
Da bisher noch keine Erfahrungen mit einer solchen synthetischen Prüfanlage existieren, soll in einem ersten Schritt für den Mittelspannungskreis eine Wechselspannung von 12 kV verwendet werden mit der Option diese später auf 24 kV zu erhöhen. Nachfolgend erfolgt die Beschreibung für 12 kV.
- 1. Versuchsreihe: 12 Vakuumschaltröhren über 150'000 Schaltungen prüfen mit 12
kV Wiederkehrspannung bei 3,5 mm Hub und der 10-fachen Beschleunigung, die bei der Betätigung im Stufenschalter auftritt. - 2. Versuchsreihe: 12 Vakuumschaltröhren über 150'000 Schaltungen prüfen mit geänderten Parametern in Abhängigkeit von
den Ergebnissen der 1. Versuchsreihe.
- 1st test series: Check 12 vacuum interrupters over 150,000 circuits with a 12 kV recovery voltage at a 3.5 mm stroke and 10 times the acceleration that occurs when operating in the tap changer.
- 2nd test series: 12 vacuum interrupters over 150,000 circuits check with changed parameters depending on the results of the first series of experiments.
Ziel: Ermittlung einer funktionalen Abhängigkeit der Rückzündwahrscheinlichkeit von den Parametern und Extrapolation auf die Nennwerte der Parameter im Stufenschalter. Eine Auftretenswahrscheinlichkeit von 10–9 erscheint tolerierbar.Objective: Determination of a functional dependence of the flashback probability on the parameters and extrapolation on the nominal values of the parameters in the tap changer. An occurrence probability of 10 -9 appears tolerable.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Prüfkreis für synthetische Schaltleistungsprüfungen der eine schnelle Schaltfolge möglich machtIt is therefore an object of the invention to make a test circuit for synthetic switching power tests of a fast switching sequence possible
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Schaltung für eine Prüfanlage zur synthetischen Schaltleistungsprüfung gemäß Schutzanspruch 1.This object is achieved by a circuit for a test system for synthetic switching performance testing according to
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to embodiments with reference to the accompanying drawings. Show it:
Wenn bei diesem Schaltprinzip die vorhandenen Ölschaltstrecken durch Vakuumschaltröhren ersetzt werden ohne zusätzliche Reihenschaltstrecken einzuführen, dann gelten für die Vakuumschaltröhren erhöhte Anforderungen gegenüber dem Einsatz in einem Schütz oder einem Leistungsschalter. Eine Impuls-Überspannung infolge Blitzschlags in eine Leitung oder Schalthandlung im Netz koppelt sich abhängig von der Konstruktion des Transformators in irgendeiner Weise auf die Stufenspannung des Stufenschalters durch. Falls über der Stufe Überspannungsableiter in Form von Funkenstrecken oder Varistoren eingesetzt werden, dann wird sie auf deren Restspannung begrenzt. Die resultierende Überspannung liegt in den Schaltschritten 1 bis 4 direkt an den Schaltstrecken b und b1 bzw. in den Schaltschritten 9 und 10 an den Schaltstrecken a und a1 an. Ein Durchzünden von Schaltelement b bzw. a in diesen Schaltschritten führt zu einem Stufenkurzschluss und damit zur Zerstörung des Stufenschalters. Ein Durchzünden von b1 bzw. a1 ist für den Stufenschalter unschädlich, falls der durch den Widerstand begrenzte Strom von der Vakuumschaltröhre im nächsten Nulldurchgang gelöscht wird. Tritt der Lichtbogen in der Vakuumschaltröhre allerdings entlang der bedampften Keramik auf, dann führt dies zur Schädigung der Vakuumschaltröhre. Eine Rückzündung von a nach Löschen des in Schaltschritt 4 dargestellten Lichtbogens führt ebenfalls zum Stufenkurzschluss und damit zur Zerstörung des Stufenschalters, falls sie in den Schaltschritten 9 oder 10 auftritt.If, in this switching principle, the existing oil switching sections are replaced by vacuum interrupters without introducing additional series switching sections, then the vacuum interrupters apply increased requirements compared to the use in a contactor or a circuit breaker. A pulse overvoltage due to lightning in a line or switching action in the network coupled depending on the design of the transformer in any way on the step voltage of the tap changer. If surge arresters in the form of spark gaps or varistors are used above the stage, then they are limited to their residual voltage. The resulting overvoltage is in the switching steps 1 to 4 directly to the switching paths b and b1 and in the switching steps 9 and 10 to the switching paths a and a1. A continuation of switching element b or a in these switching steps leads to a step short circuit and thus to the destruction of the tap changer. Igniting b1 or a1 is harmless to the tap changer if the current limited by the resistor is removed from the vacuum interrupter at the next zero crossing. However, if the arc occurs in the vacuum interrupter along the steamed ceramic, then this leads to damage to the vacuum interrupter. A re-ignition of a after deletion of the arc shown in switching step 4 also leads to the step short circuit and thus the destruction of the tap changer, if it occurs in the switching steps 9 or 10.
Als Mittelspannungsquelle wird ein Transformator 400 V/2–12 kV verwendet, der von o. g. Niederspannungstrafo gespeist wird. Im Mittelspannungskreis fließt im Normalfall kein Strom, sondern nur bei einer Wiederzündung des Prüflings. In diesem Fall wird der Strom durch einen ölisolierten Drahtwiderstand auf 50 A begrenzt. Die Mittelspannungsquelle ist ebenfalls erdseitig mit dem Prüfling verbunden. Durch einen zweiten Halbleiterschalter kann der Mittelspannungskreis einpolig mit dem Prüfling verbunden bzw. von diesem getrennt werden.As a medium voltage source, a transformer 400 V / 2-12 kV is used, the of o. G. Low voltage transformer is fed. In the medium-voltage circuit normally no current flows, but only with a re-ignition of the test object. In this case, the current is limited to 50 A by an oil-insulated wire resistor. The medium-voltage source is also connected on the ground side to the test object. By a second semiconductor switch, the medium-voltage circuit can be connected in unipolar with the device under test or separated from it.
Für die Zeit, in der der erste Halbleiterschalter leitet und der zweite sperrt, liegt an letzterem annähernd die Spannung der Mittelspannungsquelle, d. h. ca. 12 kV Wechselspannung. Für die Zeit, in der der erste Halbleiterschalter sperrt und der zweite leitet, liegt an ersterem annähernd die Spannung der Mittelspannungsquelle, d. h. ca. 12 kV Wechselspannung, solange kein Strom fließt.For the time in which the first semiconductor switch conducts and the second blocks, the latter is approximately the voltage of the medium voltage source, d. H. approx. 12 kV alternating voltage. For the time in which the first semiconductor switch blocks and the second conducts, the voltage of the medium-voltage source, that is, the voltage of the medium-voltage source, is approximately equal to the first one. H. approx. 12 kV alternating voltage, as long as no current flows.
Der gesamte vorbeschriebene Leistungs-Prüfteil kann durch einen ersten Trennschalter einpolig vom Prüfling getrennt werden. Über einen zweiten Trennschalter kann eine Impulsspannungs-Prüfanlage mit dem Prüfling verbunden werden. Alternativ kann der Prüfling, der die Vakuumschaltröhren aufnimmt, transportabel gestaltet und abwechselnd in eine Leistungs-Prüfanlage und eine Impulsspannungs-Prüfanlage eingebaut werden.The entire above-described power test section can be disconnected from the test object by a first disconnect switch. Via a second disconnect switch, a pulse voltage test system can be connected to the test object. Alternatively, the DUT receiving the vacuum interrupters may be portable and alternately installed in a power test facility and a pulse voltage test facility.
Der Prüfling besteht aus sechs parallelen Zweigen (nicht dargestellt), die jeweils aus der Reihenschaltung von zwei Vakuumschaltröhren bestehen, von denen jeweils eine geöffnet und die andere geschlossen ist. Er wird folgendermaßen betätigt: Zunächst schließt die Vakuumschaltröhre in einem Zweig und schaltet dadurch den Laststrom ein. Nach ca. 50 ms öffnet die andere Vakuumschaltröhre und schaltet den Laststrom ab. Nach weiteren ca. 800 ms wiederholt sich der genannte Ablauf im nächsten Parallelzweig. Dies wird ohne weitere Pause reihum für jeden Zweig fortgesetzt. Die Gesamt-schaltzahl für einen Satz Prüflinge liegt bei 1'800'000 Schaltungen.The test object consists of six parallel branches (not shown), each consisting of the series connection of two vacuum interrupters, one of which is open and the other is closed. It is operated as follows: First, the vacuum interrupter closes in a branch and thereby switches on the load current. After approx. 50 ms, the other vacuum interrupter opens and switches off the load current. After a further approx. 800 ms, the above procedure is repeated in the next parallel branch. This will continue without further pause in turn for each branch. The total number of tests for a set of test items is 1,800,000.
Steuerung:Control:
Der Prüfling wird so angetrieben, dass in einem Parallelzweig eine Vakuumschaltröhre schließt, die andere nach ca. 50 ms öffnet und dies in einem Takt von ca. 850 ms nacheinander für alle Parallelzweige geschieht. Ein Hilfsschalter des Antriebes gibt ca. 20 ms vor dem Schließen der Vakuumschaltröhre, zum Zeitpunkt -1- im Oszillogramm der
Zum Zeitpunkt -2- schließt die erste Vakuumschaltröhre. Die Spannung über dem Prüfling wird Null und es fließt Strom.At time -2- closes the first vacuum interrupter. The voltage across the test specimen becomes zero and current flows.
Zum Zeitpunkt -3- öffnet die zweite Vakuumschaltröhre. Der Strom fließt weiter bis er kurz vor dem Nulldurchgang auf einige Ampere abgenommen hat; dann wird er durch die Vakuumschaltröhre abgequetscht. Solange bei geöffneter Vakuumschaltröhre Strom fließt, tritt über dem Prüfling die Lichtbogenspannung in Höhe von ca. 20 V auf. At time -3- opens the second vacuum interrupter. The current continues to flow until it drops to a few amps just before the zero crossing; then it is squeezed off by the vacuum interrupter. As long as current flows with the vacuum interrupter open, the arc voltage in the amount of approx. 20 V appears above the test object.
Zum Zeitpunkt -4- ist der Strom verloschen und über dem Prüfling tritt wieder Niederspannung in Höhe von 400 VAC auf.At time -4- the power is extinguished and over the test specimen occurs again low voltage in the amount of 400 V AC .
Zur Entscheidung, wann der Halbleiterschalter 1 im Stromkreis öffnen und der Halbleiterschalter 2 im Spannungskreis schließen soll, müssen von der Steuerung die Zeitpunkte -3- und -4- ausgewertet werden. Die Umschaltung der Spannungen darf nach dem Zeitpunkt -4- erfolgen, jedoch frühestens eine (einstellbare) Zeitspanne nach dem Zeitpunkt -3-. Dadurch wird sichergestellt, dass die sie nicht sofort wieder durchzündet. Die Umschaltung der Halbleiterschalter erfolgt im Normalfall stromlos.In order to decide when the
In obenstehendem Oszillogramm tritt zum Zeitpunkt -5- eine Rückzündung im Prüfling auf. Es fließt Strom und über dem Prüfling tritt die Lichtbogenspannung in Höhe von ca. 20 V auf.In the above oscillogram re-ignition occurs in the test specimen at time -5-. Current flows and over the test specimen occurs the arc voltage in the amount of about 20 volts.
Der Stromfluss endet, wenn er kurz vor dem Nulldurchgang auf einige Ampere abgenommen hat, zum Zeitpunkt -6-.The current flow ends when it drops to a few amperes shortly before the zero crossing, at the time -6-.
Kurz vor dem Schließen der nächsten Vakuumschaltröhre kommt erneut ein Signal vom Hilfsschalter des Antriebes. Dieser Zeitpunkt ist ebenfalls mit -1- bezeichnet.Shortly before the closing of the next vacuum interrupter comes again a signal from the auxiliary switch of the drive. This time is also designated -1-.
Falls durch einen Fehler beide Halbleiterschalter gleichzeitig geschlossen sind, dann stellt sich bei geöffnetem Prüfling durch den aus den beiden Widerständen gebildeten Spannungsteiler am Prüfling eine Spannung von ca. 464 V ein und ein von der Mittelspannungsquelle in umgekehrter Richtung durch die Niederspannungsquelle getriebener Strom von ca. 48 A. Wenn der Prüfling in diesem Zustand schließt, dann wird die Spannung über dem Prüfling zu Null. Die Niederspannungsquelle liefert dann 300 A und die Mittelspannungsquelle 50 A, so dass der Strom durch den Prüfling 350 A beträgt. Dies kann durch die Steuerung erkannt und abgeschaltet werden, ohne dass Beschädigungen auftreten.If both semiconductor switches are closed at the same time by an error, then a tension of about 464 V arises with the test part opened by the voltage divider formed on the test object, and a current of about 2.5 m driven by the medium voltage source in the reverse direction through the low-voltage source. 48 A. If the DUT closes in this state, the voltage across the DUT will be zero. The low voltage source then supplies 300 A and the medium voltage source 50 A, so that the current through the DUT is 350 A. This can be detected and switched off by the controller without causing any damage.
Der Widerstand im Mittelspannungskreis ist jedoch so auszuführen, dass ein Versagen ausgeschlossen werden kann. Denn in diesem Fall würde am Niederspannungstrafo eine Spannung auftreten, die durch den Spannungsteiler zwischen dem ohmschen Widerstand im Niederspannungskreis und der Impedanz des Niederspannungstrafo bestimmt wird. Dies kann zur Beschädigung von Komponenten im Niederspannungskreis führen.However, the resistance in the medium-voltage circuit should be designed so that a failure can be excluded. Because in this case would occur at the low voltage transformer, a voltage which is determined by the voltage divider between the ohmic resistance in the low-voltage circuit and the impedance of the low-voltage transformer. This can damage components in the low-voltage circuit.
Messung:Measurement:
Die Spannung über dem Prüfling wird mit einem Spannungswandler gemessen.The voltage across the test object is measured with a voltage transformer.
Die Lichtbogenspannung wird über einen ohmschen Teiler gemessen und abgeschnitten, um den Bereich bis ca. 50 V genauer auflösen zu können.The arc voltage is measured via an ohmic divider and cut off in order to be able to resolve the range up to approx. 50 V more accurately.
Der Strom wird mit einem Hallwandler gemessen.The current is measured with a Hall transducer.
Um entscheiden zu können, welcher Parallelzweig des Prüflings gerade betätigt wird, wird der Drehwinkel des Prüflings mit einem resistiven Winkelsensor erfasst.In order to be able to decide which parallel branch of the test object is currently being actuated, the angle of rotation of the test object is detected with a resistive angle sensor.
Um eine Rückzündung bei der Leistungsprüfung oder einen Durchschlag bei der Spannungsprüfung einem Parallelzweig zuordnen zu können, werden als Stromsensoren in jedem Parallelzweig sehr niedrig bebürdete Stromwandler eingesetzt. Die Signale der Stromsensoren können über einen Schmitt-Trigger jeweils zu einem Digital-Signal reduziert und dann gemeinsam in einem Kanal gemessen werden.In order to be able to assign a re-ignition during the power test or a breakdown during the voltage test to a parallel branch, very low-burdened current transformers are used as current sensors in each parallel branch. The signals of the current sensors can each be reduced via a Schmitt trigger to a digital signal and then measured together in a channel.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 0342321 [0005, 0008] EP 0342321 [0005, 0008]
- DE 1180841 [0006] DE 1180841 [0006]
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202012101041U DE202012101041U1 (en) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | Test system for the synthetic testing of the breaking capacity of high-voltage tap changers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202012101041U DE202012101041U1 (en) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | Test system for the synthetic testing of the breaking capacity of high-voltage tap changers |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202012101041U1 true DE202012101041U1 (en) | 2013-06-24 |
Family
ID=48868540
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202012101041U Expired - Lifetime DE202012101041U1 (en) | 2012-03-23 | 2012-03-23 | Test system for the synthetic testing of the breaking capacity of high-voltage tap changers |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202012101041U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112698191A (en) * | 2020-11-30 | 2021-04-23 | 中国电力科学研究院有限公司 | Circuit and method for verifying performance of power transformer change-over switch |
CN114878977A (en) * | 2022-03-31 | 2022-08-09 | 上海交通大学 | Insulation checking method for on-load tap-changer |
DE102016125899B4 (en) | 2016-02-10 | 2023-09-21 | Dehn Se | Arrangement for the galvanically isolated control of a triggered spark gap with adjustment of the response and residual voltage of the spark gap used |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1180841B (en) | 1962-08-06 | 1964-11-05 | Siemens Ag | Synthetic test circuit for testing the breaking capacity of high-voltage switches |
GB1079878A (en) * | 1965-06-30 | 1967-08-16 | Reyrolle A & Co Ltd | Improvements relating to methods and circuits for the synthetic testing of high-voltage electric circuit-breakers |
US3942103A (en) * | 1973-07-19 | 1976-03-02 | Dieter Kind | Arrangement for the testing of high voltage direct current switches |
EP0235389A1 (en) * | 1986-01-29 | 1987-09-09 | BBC Brown Boveri AG | Circuit for the synthetic testing of high-voltage circuit breakers |
EP0342321A1 (en) | 1988-04-15 | 1989-11-23 | Asea Brown Boveri Ag | Circuits for the synthetic testing of high-voltage breakers |
DE19930993A1 (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Asea Brown Boveri | Synthetic testing the capacity of high power switches in high voltage devices has auxiliary switches and diode arrangement for switching the high current through the test switch |
EP1475645A1 (en) * | 2003-05-06 | 2004-11-10 | Ernst Slamecka | Synthetic testing circuit for high voltage alternating current circuit breakers |
-
2012
- 2012-03-23 DE DE202012101041U patent/DE202012101041U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1180841B (en) | 1962-08-06 | 1964-11-05 | Siemens Ag | Synthetic test circuit for testing the breaking capacity of high-voltage switches |
GB1079878A (en) * | 1965-06-30 | 1967-08-16 | Reyrolle A & Co Ltd | Improvements relating to methods and circuits for the synthetic testing of high-voltage electric circuit-breakers |
US3942103A (en) * | 1973-07-19 | 1976-03-02 | Dieter Kind | Arrangement for the testing of high voltage direct current switches |
EP0235389A1 (en) * | 1986-01-29 | 1987-09-09 | BBC Brown Boveri AG | Circuit for the synthetic testing of high-voltage circuit breakers |
EP0342321A1 (en) | 1988-04-15 | 1989-11-23 | Asea Brown Boveri Ag | Circuits for the synthetic testing of high-voltage breakers |
DE19930993A1 (en) * | 1999-07-05 | 2001-01-11 | Asea Brown Boveri | Synthetic testing the capacity of high power switches in high voltage devices has auxiliary switches and diode arrangement for switching the high current through the test switch |
EP1475645A1 (en) * | 2003-05-06 | 2004-11-10 | Ernst Slamecka | Synthetic testing circuit for high voltage alternating current circuit breakers |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Anlasswiderstand. 31.12.2011, Wikipedia [online]. * |
Transformatorenöl. 15.02.2012, Wikipedia [online]. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016125899B4 (en) | 2016-02-10 | 2023-09-21 | Dehn Se | Arrangement for the galvanically isolated control of a triggered spark gap with adjustment of the response and residual voltage of the spark gap used |
CN112698191A (en) * | 2020-11-30 | 2021-04-23 | 中国电力科学研究院有限公司 | Circuit and method for verifying performance of power transformer change-over switch |
CN112698191B (en) * | 2020-11-30 | 2024-02-13 | 中国电力科学研究院有限公司 | Circuit and method for verifying performance of power transformer change-over switch |
CN114878977A (en) * | 2022-03-31 | 2022-08-09 | 上海交通大学 | Insulation checking method for on-load tap-changer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102011083514A1 (en) | DC circuit breaker | |
DE102014220017A1 (en) | Battery system with a trained for supplying a high-voltage network with electrical energy battery and a measuring device for measuring at least one insulation resistance of the battery | |
DE102012112480A1 (en) | Encapsulated, lightning current carrying and sequence current limiting overvoltage protection device with at least one spark gap | |
DE202009018524U1 (en) | step switch | |
DE2530717A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR DISCONNECTING AN ELECTRICAL TRANSMISSION LINE IN THE EVENT OF OVERLOAD | |
EP1037232B1 (en) | High-tension switchgear with at least two vacuum switches connected in series for operating the high-tension switchgear | |
EP1098332B1 (en) | Rapid current-limiting switch | |
EP2721626B1 (en) | Dc voltage circuit breaker | |
DE202012101041U1 (en) | Test system for the synthetic testing of the breaking capacity of high-voltage tap changers | |
DE2208432B2 (en) | Circuit breaker | |
DE10016950A1 (en) | Procedure for switching off a short-circuit current in the area close to the generator | |
DE2025120C3 (en) | Multi-phase vacuum switch arrangement | |
EP0561149A2 (en) | Arrangement for current supply of an electronic unit from a three phase network | |
DE2137082A1 (en) | ARRANGEMENT FOR CURRENT-LIMITING INTERRUPTION OF DC AND ALTERNATING CURRENTS OF HIGH VOLTAGE | |
EP2904677B1 (en) | Circuit configuration with an inverter | |
DE2844297C2 (en) | Synthetic test arrangement for testing the making capacity of a high-voltage switch | |
EP3561972B1 (en) | Network influencing installation | |
DE361029C (en) | Device for protecting electrical systems against overvoltages | |
CH321393A (en) | Arrangement for limiting short-circuit currents in direct and alternating current networks | |
DE102012222782A1 (en) | Switching device i.e. safety switch, for switching supply network voltage for protecting electric circuit, has switching element including minimum voltage strength smaller than total minimum voltage strength between switching contacts | |
DE3442932C2 (en) | ||
WO2003107369A1 (en) | Current switching device | |
WO2018041372A1 (en) | Current-limiting circuit | |
DE2211986B2 (en) | Overvoltage protection for HV test transformers - uses spark-gaps triggered to short-circuit primary winding | |
DE683340C (en) | Arrangement for generating sparks for spectral analysis |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R207 | Utility model specification |
Effective date: 20130814 |
|
R156 | Lapse of ip right after 3 years |