DE687795C

DE687795C - Device for determining the transmission ratio of power transformers

Info

Publication number: DE687795C
Application number: DE1937H0153876
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alex Keller
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1937-12-05
Filing date: 1937-12-05
Publication date: 1940-02-06

Description

Einrichtung zur Bestimmung des ubersetzungsverhältnisses von Leistungstransformatoren Zusatz zum Patent 684 052 Das Hauptpatent betrifft eine Einrichtung zur Bestimmung des Ubersetzungsverhältnisses von Leistungstransformatoren bis zu den höchsten Nennspannungen mit Niederspannung in einer Kompensationsschaltung.Device for determining the transmission ratio of power transformers Addendum to patent 684 052 The main patent relates to a device for determination the transformation ratio of power transformers up to the highest rated voltages with low voltage in a compensation circuit.

Das Prinzip der Einrichtung nach dem Hauptpatent besteht darin, daß die Kompensation durch Vergleich der beiden Spannungen zwischien dem Abgriff (S in Abb. I) des parallel zu der Hochspannungsseite W3 des zu untersuchenden Transformators gelegten Spannungsteilers Rt und der Sekundärwicklung eines an die Niederspannungswicklung w2 angeschlossenen Hilfswandlers HW mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis erfolgt.The principle of the device according to the main patent is that the compensation by comparing the two voltages between the tap (p in Fig. I) the parallel to the high-voltage side W3 of the transformer to be examined laid voltage divider Rt and the secondary winding one to the low voltage winding w2 connected auxiliary converter HW takes place with variable transmission ratio.

Charakteristisch für die im Hauptpatent beschriebene Einrichtung ist die Tatsache, daß die Bestimmung des Ubersetzungsverhältnisses nicht mehr an das Vorhandensein einer Hochspannungsquelle gebunden ist, sondern mit Niederspannung, normalerweise aus dem 220- bzw. 380-Volt-Netz, und unter erheblicher Vereinfachung der Meßapparatur durch. geführt wird. Der Übersetzungsfehler läßt sich dabei leicht an Hand des am Spannungsteiler ablesbaren Widerstandsverhältnisses und des am Hilfswandler eingestellten Nennübersetzungsverhältnisses errechnen. Durch geeignete Dimensionierung der Schaltelemente der Prüfeinrichtung erreicht man, daß die Messung bis zu den höchsten Ubersetzungsverhältnissen praktisch stets im Leerlauf erfolgt; man erzielt dadurch eine Genauigkeit, die selbst bei den höchsten Nennspannungen weit größer als die der bekannten Einrichtungen ist.Is characteristic of the device described in the main patent the fact that the determination of the transmission ratio is no longer based on the Presence of a high voltage source is tied, but with low voltage, usually from the 220 or 380 volt network, and with considerable simplification the measuring apparatus. to be led. The translation error is easy to do on the basis of the resistance ratio readable on the voltage divider and that on the auxiliary converter Calculate the set nominal transmission ratio. Through suitable dimensioning of the switching elements of the test device one achieves that the measurement up to the the highest gear ratios practically always takes place at idle; one achieves thus an accuracy that is far greater even at the highest nominal voltages than that of the known bodies.

Eine Reihe von Untersuchungen an Transformatoren der verschiedensten Spannungs-, Leistungs-und Übersetzungsverhältnisse mit der neuen Prüfeinrichtung ergab, daß die Übersetzungsverhältnisse bei Nennspannungen bis zu 30 kV auf mindestens # 0,3% genau gemessen werden konnten, wenn oberspannungsseitig mit 220 Volt bzw. 380 Volt entsprechend der Schaltungsart des Transformators erregt wurde. Geht man aber über 30 kV hinaus, so wird bei einer 220-Volt-Erregung der Transformator um so schwächer gesättigt, je höher seine Primärnennspannung ist, da die normale Sättigung bei der Nennspannung bei normalen Transformatortypen zwischen 12- bis 15000 Gauss liegt. Es stellen sich daher bei sehr hohen Nennspannungen höhere Fehler als # 0,3% ein, d. h. das Übersetzungsverhältnis bezogen auf dasjenige bei Nennspannung wird izu groß bzw. die Sekundärspannung zu klein gemessen. So wurden beispielsweise an Transformatoren mit einer primären Nennspannung von 100000 Volt bei einer Erregung von 220 Volt die Sekundärspannung um 0,7 °1O zu klein gemessen, ein Fehler, der aber noch weit unter denen der bekannten Meßeinrichtungen liegt. A series of studies on transformers of the most varied Tension, Power and gear ratios with the new Test equipment showed that the transmission ratios at nominal voltages up to 30 kV could be measured with an accuracy of at least # 0.3% if on the overvoltage side energized with 220 volts or 380 volts, depending on the type of circuit of the transformer became. But if you go beyond 30 kV, then with a 220-volt excitation the The higher its primary nominal voltage, the less saturated the transformer is, because the normal saturation at the nominal voltage for normal transformer types is between 12 to 15,000 Gauss. Higher voltages are therefore found at very high nominal voltages Error as # 0.3%, i.e. H. the gear ratio based on that at The nominal voltage is measured too high or the secondary voltage is measured too low. So were for example on transformers with a primary nominal voltage of 100,000 volts with an excitation of 220 volts the secondary voltage measured 0.7 ° 1O too low, an error which, however, is still far below that of the known measuring devices.

Gegenstand der Erfindung ist nun eineVerbesserung der Einrichtung nach dem Hauptpatent, durch die auch bei den höchsten Nennspannungen der vorgeschriebenen Genauigkeit genügt wird. Erfindungsgemäß wird bei sehr hohen Primärneunspannungen eine über die Meßspannung der Prüfeinrichtung um ein bestimmtes Vielfaches erhöhte Spannung primärseitig an den zu prüfenden Transformator gelegt und diese Spannung vermittels eines Spannungswandlers auf eine dem Spannungsteiler angepaßte Normalniederspannung reduziert. Dadurch, daß man die Erregerspannung in solchen verhältnismäßig wenig vorkommenden Fällen erhöht, lassen sich auch hier diese Übersetzungsverhältnisse mit einer Genauigkeit von # 0,3% messen. The object of the invention is now to improve the device according to the main patent, through which the prescribed even at the highest nominal voltages Accuracy is sufficient. According to the invention, at very high primary zero voltages an increased over the measuring voltage of the test device by a certain multiple Voltage applied to the transformer to be tested on the primary side and this voltage by means of a voltage converter to a normal low voltage matched to the voltage divider reduced. By the fact that the excitation voltage in such a relatively little Occurring cases increased, these transmission ratios can also be here Measure with an accuracy of # 0.3%.

In Abb. 1 der Zeichnung wird die dem leistungstransformator primärseitig zugeführte erhöhte Spannung Ei durch einen SpannungswandIer (Reduzierwandler RW) auf 220 Volt reduziert, da der Spannungsteiler R1 nur für diese Spannung bemessen ist. Dieser kleine Meßwandler, der beispielsweise vorteilhaft mit einem Übersetzungsverhältnis 2200 : 220 Volt gewählt wird, muß lediglich für die Belastung, die der Spannungsteiler für ihn bildet (beispielsweise 24,2'VA bei cos ç = I), genau auf den Übersetzungsfehler Null abgeglichen sein, was durch sekundäre und primäre Windungsänderung leicht möglich ist. Die Anwendung der erhöhten Spannung macht die Erdung der Einrichtung erforderlich, um den Messenden und die Einrichtung vor gefährlicher Spannung zu schützen. In Fig. 1 of the drawing, the power transformer is on the primary side increased voltage Ei supplied by a voltage converter (reducing converter RW) reduced to 220 volts, since the voltage divider R1 is only rated for this voltage is. This small transducer, for example, advantageously with a transmission ratio 2200: 220 volts is selected only for the load that the voltage divider forms for him (for example 24.2'VA at cos ç = I), exactly to the translation error Be balanced to zero, which can easily be achieved by changing secondary and primary turns is. The application of the increased voltage makes it necessary to earth the device, to protect the person measuring and the equipment from dangerous voltage.

Die Messung selbst geht bei der Verwendung des Reduzierwandlers auf dieselbe Weise vor sich wie ohne diesen. Lediglich die Einstellung des Übersetzungswählers atn HilfswandlerHW hat nicht mehr auf einen dem Nennübersetzungsverhältnis ÜN möglichst nahen Wert zu geschehen, sondern auf einen Wert, der dem Verhältnis ÜN : ÜRW nahekommt, wobei ÜRw das Nennübersetzungsverhältnis des Reduzierwandlers bedeutet. Bei Verwendung eines Reduzierwandlers von 2200: 220 Volt ist also am tS-Schalter ein zehnmal kleineres Ü einzustellen, als dem ÜN des Prüflings entspricht. Das bedeutet gleichzeitig, daß mit dem Reduzierwandler zehnmal höhere Übersetzungsverhältnisse gemessen werden als ohne ihn. The measurement itself works when using the step-down converter the same way in front of you as without it. Only the setting of the translation selector atn auxiliary converterHW no longer has to one of the nominal transmission ratio ÜN as possible to happen close to a value, but to a value that comes close to the ratio ÜN: ÜRW, where ÜRw means the nominal transmission ratio of the step-down converter. Using a step-down converter of 2200: 220 volts is ten times smaller at the tS switch Set Ü than corresponds to the ÜN of the test item. That means at the same time that with the step-down converter ten times higher transmission ratios can be measured than without him.

Die Erhöhung der Meßspannung des Prüflings auf 2200 Volt, also das Zehnfache, verringert seine Belastung durch den Hilfswandler HW auf den hundertsten Teil, so daß auf diese Weise ohne weiteres auch Höchstspannungsprüftransformatoren gemessen werden können, wobei gerade die Erhöhung. des Übersetzungsmeßbereiches auf das Zehnfache von Vorteil ist, da deren Ubersetzungsverhältnis meist sehr hoch ist. Das Übersetzungsverhältnis des Reduzierwandlers kann natürlich auch kleiner oder größer gewählt werden. Es wird nämlich nicht nur durch die Höhe der primären Nennspannung des Prüflings, sondern auch von dessen tÇbersetzungsverhältnis bestimmt, das dabei noch von der Prüfeinrichtung erfaßt werden muß. The increase in the measurement voltage of the test object to 2200 volts, i.e. that Ten times, reduces its load by the auxiliary converter HW to the hundredth Part, so that in this way also ultra-high voltage test transformers without further ado can be measured, with just the increase. of the translation measuring range tenfold is advantageous because their transmission ratio is usually very high is. The transmission ratio of the step-down converter can of course also be smaller or larger. Namely, it is not just due to the amount of the primary Nominal voltage of the test object, but also determined by its transmission ratio, which still has to be recorded by the test device.

Falls diese beiden Punkte nicht gleichzeitig erfüllt werden können, wie z. B. bei einem Leistungstransformator sehr hoher Primär-und Sekundärspannung, also mit einem kleinen Ubersetzungsverhältnis, so wird gemäß weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens neben der Verwendung eines Reduzierwandlers vorgeschlagen, zwischen die Sekundärseite W des Prüflings und die Primärseite des Hilfswandlers HW einen Zwischenwandler ZW einzuschalten (Abb. 2), der die Sekundärspannung des Prüflings der Primärspannung des Hilfswandlers anpaßt. Vorteilhaft wird man dabei das tShersetzungsverhältnis eines solchen Zwischenwandlers genau gleich dem des Reduzierwandlers wählen, da man dann wieder dieselben Meßbereiche hat, wie in der Einrichtung vorgesehen. Ein solcher Zwischenwandler muß natürlich ebenfalls geringen Eigenverbrauch haben, da er für den Prüfling eine weitere Belastung bedeutet. Doch ist dies verhältnismäßig leicht zu erreichen, zumal gerade Höchstspannungsleistungstransformatoren mit kleinem Ubersetzungsverhältnis stets eine große Nennleistung besitzen, sie also trotz der zusätzlichen Belastung durch einen Zwischenwandler noch praktisch bei Leerlauf gemessen werden. If these two points cannot be fulfilled at the same time, such as B. with a power transformer very high primary and secondary voltage, So with a small transmission ratio, it will be according to further training proposed the inventive concept in addition to the use of a step-down converter, between the secondary side W of the device under test and the primary side of the auxiliary converter HW to switch on an intermediate transformer ZW (Fig. 2), which supplies the secondary voltage of the Adapting the test object to the primary voltage of the auxiliary converter. One becomes advantageous in doing so the reduction ratio of such an intermediate converter is exactly the same as that of the Select the reducing converter, as you will then have the same measuring ranges as in the Facility provided. Such an intermediate converter must of course also be small Own consumption, as it means a further burden for the test object. Indeed this is relatively easy to achieve, especially since high-voltage power transformers with a small transmission ratio, they always have a high nominal power in spite of the additional load from an intermediate converter Can be measured at idle.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for determining the transmission ratio from power transformers up to the highest common nominal voltages with low voltage in a compensation circuit according to patent 684 052, characterized in that in the case of very high nominal primary voltages, one above normal low voltage, for the the voltage divider (Rt) is dimensioned increased by a certain multiple Voltage is applied to the transformer to be tested on the primary side and this voltage by means of a connected between the primary winding and the voltage divider Voltage converter back to the voltage divider matched normal low voltage is reduced.

2. Device according to claim I, characterized in that at very high primary and secondary voltage of the transformer to be tested between the Secondary winding of the power transformer and the primary winding of the auxiliary converter an intermediate transformer is switched on.

3. Device according to claim I and 2, characterized in that the transmission ratios of the reducing wall tier and the intermediate converter are the same are.