DE966783C - Arrangement for drawing small power from high-voltage networks by means of capacitive voltage division - Google Patents
Arrangement for drawing small power from high-voltage networks by means of capacitive voltage divisionInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
AUSGEGEBEN AM 5. SEPTEMBER 1957ISSUED SEPTEMBER 5, 1957
PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
JYr. 966 783 KLASSE 21 e GRUPPE 33 INTERNAT. KLASSE GOtr JYr. 966 783 CLASS 21 e GROUP 33 INTERNAT. CLASS GOtr
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Dielektra Aktiengesellschaft, Porz/RheinDielektra Aktiengesellschaft, Porz / Rhein
Anordnung zum Entnehmen kleiner Leistung aus Hochspannungsnetzen mittels kapazitiver SpannungsteilungArrangement for drawing small power from high-voltage networks by means of capacitive voltage division
Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 28. März 1952 anPatented in the territory of the Federal Republic of Germany on March 28, 1952
Patentanmeldung bekanntgemacht am 29. September 1955Patent application published September 29, 1955
Patenterteilung bekanntgemacht am 22. August 1957Patent granted on August 22, 1957
In der Abb. ι ist das Schaltbild einer Anordnung zum Entnehmen kleiner Leistung (z. B. zum Messen) aus Hochspannungsnetzen mittels eines kapazitiven Spannungsteilers dargestellt (C-Messung). Zwischen einem der Netzleiter und der Erde ist eine Reihenschaltung zweier Kondensatoren mit den Kapazitäten C1 bzw. C2 eingeschaltet, wobei C2 ^> C1 ist. Das Verhältnis C2 : C1 wurde mit η bezeichnet:In Fig. Ι the circuit diagram of an arrangement for drawing small power (z. B. for measuring) from high-voltage networks by means of a capacitive voltage divider is shown (C measurement). A series connection of two capacitors with capacitances C 1 or C 2 is connected between one of the mains conductors and earth, where C 2 ^> C 1 . The ratio C 2 : C 1 was denoted by η:
C1 C 1
= η. = η.
(ι)(ι)
Parallel zum Kondensator C2 liegt die Reihen-Schaltung einer Drossel D und eines Wandlers W. The series circuit of a choke D and a converter W is parallel to the capacitor C 2.
An die Sekundär klemmen des Wandlers wird die Bürde, hier durch den Widerstand R dargestellt, angeschaltet. Die in der Anordnung auftretenden Spannungen sindThe burden, shown here by the resistor R , is connected to the secondary terminals of the converter. The stresses occurring in the arrangement are
U = Phasenspannung Netz — Erde, U = phase voltage mains - earth,
U1, U2 = Teilspannungen an C1, C2, U 1 , U 2 = partial voltages at C 1 , C 2 ,
Ud = Spannung an der Drossel D, Uw1 = Primärspannung des Wandlers W, Uw2 = Sekundärspannung des Wandlers, Ud = voltage at the choke D, Uw 1 = primary voltage of the converter W, Uw 2 = secondary voltage of the converter,
zugleich Spannung an der Bürde. 2^at the same time tension on the burden. 2 ^
Ferner wird die Stromstärke an der Bürde mit / bezeichnet. Unter der Voraussetzung, daß sowohl die Drossel als auch der Wandler verlustlos seien, ergeben sich optimale Verhältnisse, wenn die In-In addition, the current intensity at the burden is denoted by /. Provided that both the choke as well as the converter are lossless, optimal conditions result when the in-
709 661/23709 661/23
duktivität L der Drossel so bemessen ist, daß
(mit ω = Kreisfrequenz)the inductance L of the inductor is dimensioned so that
(with ω = angular frequency)
L = L =
oderor
o>2 (C1 + C2)o> 2 (C 1 + C 2 )
== konst.== const.
Xd == X2
ist, wobei Xd == X 2
is, where
(2)(2)
(3)(3)
Xd = ω L und X2 = Xd = ω L and X 2 =
ω Cnω Cn
ist.is.
Dann ist die Spannung Uw2- an der Bürde konstant, d. h. unabhängig von der Bürdenstromstärke /, also der Belastung, und stets in Phase mit der Netzspannung U (vgl. ATM-Blätter V 3333"i und V 3333-8).Then the voltage U w2 - at the load is constant, ie independent of the load current /, ie the load, and always in phase with the mains voltage U (cf. ATM sheets V 3333 "i and V 3333-8).
Die bekannten Ausführungen der Schaltung nach Abb. ι machen daher von der Beziehung (2), (3) Gebrauch, d. h. sie verwenden Drosseln mit möglichst konstanter Induktivität nach Maßgabe der gegebenen Werte von X2 und n. The known designs of the circuit according to Fig. Ι therefore make use of the relationship (2), (3), ie they use chokes with as constant an inductance as possible in accordance with the given values of X 2 and n.
Aus technisch wirtschaftlichen Gründen werden sowohl die Drossel als auch der Wandler mit Eisenkern ausgeführt. Dies hat zur Folge, daß außer den ■Leistungsverlusten in den Wicklungen noch Leistungsverluste in den Eisenkernen auftreten. Daher ist die Spannung Uw2 an der Bürde nicht mehr konstant, sondern sie nimmt stark mit der Belastung ab (Abb. 2, Kurve a). Mit anderen Worten, das Übersetzungsverhältnis U : UW2 ist nicht konstant, sondern nimmt mit der Belastung zu. Dies beeinträchtigt die Genauigkeit der Spannungsmessung insbesondere dann, wenn außer dem Spannungsmesser noch andere Verbraucher (z. B. Relais) zu- und abgeschaltet werden sollen.For technical and economic reasons, both the choke and the converter are designed with an iron core. As a result, in addition to the power losses in the windings, there are also power losses in the iron cores. The voltage U w2 at the load is therefore no longer constant, but rather it decreases sharply with the load (Fig. 2, curve a). In other words, the transmission ratio U: U W2 is not constant, but increases with the load. This affects the accuracy of the voltage measurement, especially when other consumers (e.g. relays) are to be switched on and off in addition to the voltmeter.
Es ist bereits bekannt, den Spannungsabfall bei der Belastung der Anordnung dadurch auszugleichen, daß parallel zum Verbraucherkreis eine gesättigte Eisendrossel geschaltet wird. Dies bringt aber den entschiedenen Nachteil mit sich, daß sich die Spannung am Wandler erhöht und einen solchen Wert annehmen kann, daß die Isolation gefährdet wird. Daher sind — außer der zusätzlichen Drossel — besondere Maßnahmen zum Schütze der Isolation notwendig.It is already known to compensate for the voltage drop when the arrangement is loaded by that a saturated iron choke is connected in parallel to the consumer circuit. This brings but with the decided disadvantage that the voltage on the converter increases and such Value can assume that the isolation is endangered. Therefore - except for the additional Choke - special measures necessary to protect the insulation.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Entnehmen kleiner Leistungen aus Hochspannungsnetzen mittels kapazitiven Spannungs-The invention relates to an arrangement for extracting small amounts of power from high-voltage networks by means of capacitive voltage
tellers, an den eine Reihenschaltung aus Drossel und Spannungswandler angeschlossen ist, die diese Nachteile vermeidet. Dies wird dadurch erzielt, daß gemäß der Erfindung als Drossel eine bereits bei geringer Belastung gesättigte Eisendrossel verwendet wird. Hierdurch wird erreicht, daß die Spannung Uw2 an der Bürde unabhängig oder nahezu unabhängig von der Belastung ist (Abb. 2, Kurve 6). Im Anfang kann zwar ein etwas stärkerer Abfall der Spannung vorhanden sein; aber von einer geringen Belastung an, die" überdies eine künstliche Vorbelastung sein kann, bleibt die Spannung konstant. Es läßt sich außerdem erreichen, daß die Spannung Uw2 mit der Belastung etwas ansteigt (Abb. 2, Kurve c). Dies ist dann von Vorteil, wenn die Bürde über eine lange Leitung angeschlossen wird; der Spannungsabfall in der Leitung wird dann ausgeglichen. Eine zusätzliche Drossel ist also entbehrlich; außerdem sind keine Maßnahmen zum Schutz der Wandlerisolation notwendig, da sidi ja die Spannung nicht erhöht.plate to which a series circuit of choke and voltage converter is connected, which avoids these disadvantages. This is achieved in that, according to the invention, an iron choke which is saturated even at low loads is used as the choke. This ensures that the voltage U w2 at the load is independent or almost independent of the load (Fig. 2, curve 6). In the beginning there may be a somewhat greater drop in tension; but from a low load, which "can also be an artificial pre-load, the voltage remains constant. It can also be achieved that the voltage U w2 increases somewhat with the load (Fig. 2, curve c). This is then from Advantage if the load is connected over a long line; the voltage drop in the line is then compensated. An additional choke is therefore not necessary; in addition, no measures to protect the transformer insulation are necessary, since the voltage does not increase.
Die Wirkung der gesättigten Eisendrossel beruht darauf, daß ihre Induktivität mit der Belastung abnimmt. Durch die Wahl der Eisensorte für die Drossel kann die Abhängigkeit der Induktivität von der Belastung so gestaltet werden, daß sich die Kurven b oder c der Abb. 2 ergeben. Vorteilhaft ist es, wenn das Maximum der Permeabilität bei geringen Werten der magnetischen Feldstärke liegt. Zum Abstimmen der Drossel ist es zweckmäßig, einen veränderlichen Luftspalt im Eisen vorzusehen und gleichzeitig die wirksame Windungszahl durch Anzapfungen, Gegenschaltungen und. ähnliche Maßnahmen veränderlich zu machen. Ferner ist es durch eine Anordnung gemäß Abb. 3 möglich, die Induktivität der Drossel so zu beeinflussen, daß sie mit wachsender Belastung abnimmt. Hier wird der Belastungsstrom / durch eine Wicklung α auf dem Drosselkern geschickt, und zwar in dem Sinne, daß der magnetische Fluß geschwächt wird. Damit nimmt die Induktivität der Drossel mit wachsender Belastung ab. Die gewünschte Änderung der Induktivität der Drossel mit der Belastung kann auch mit anderen allgemein bekannten Mitteln erreicht werden.The effect of the saturated iron choke is based on the fact that its inductance decreases with the load. By choosing the type of iron for the choke, the dependence of the inductance on the load can be designed in such a way that curves b or c in Fig. 2 result. It is advantageous if the maximum permeability is at low values of the magnetic field strength. To tune the throttle, it is useful to provide a variable air gap in the iron and at the same time the effective number of turns by taps, counter circuits and. to make similar measures changeable. Furthermore, it is possible by an arrangement according to Fig. 3 to influence the inductance of the choke so that it decreases with increasing load. Here the load current / is sent through a winding α on the choke core in the sense that the magnetic flux is weakened. This means that the inductance of the choke decreases as the load increases. The desired change in the inductance of the choke with the load can also be achieved by other generally known means.
Claims (4)
Deutsche Patentschrift Nr. 401 539;
Archiv f. Elektrotechnik, Bd. 28, Jahrg. 1934, S. 302 bis 305.Considered publications:
German Patent No. 401 539;
Archive for electrical engineering, vol. 28, year 1934, pp. 302 to 305.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DED11923A DE966783C (en) | 1952-03-28 | 1952-03-28 | Arrangement for drawing small power from high-voltage networks by means of capacitive voltage division |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DED11923A DE966783C (en) | 1952-03-28 | 1952-03-28 | Arrangement for drawing small power from high-voltage networks by means of capacitive voltage division |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE966783C true DE966783C (en) | 1957-09-05 |
Family
ID=7033927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DED11923A Expired DE966783C (en) | 1952-03-28 | 1952-03-28 | Arrangement for drawing small power from high-voltage networks by means of capacitive voltage division |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE966783C (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1026421B (en) * | 1955-01-31 | 1958-03-20 | Licentia Gmbh | Capacitive voltage converter with resonance reactor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE401539C (en) * | 1923-07-31 | 1924-08-30 | Siemens Schuckertwerke G M B H | Device for the extraction of heavy current energy of constant voltage from high voltage networks |
-
1952
- 1952-03-28 DE DED11923A patent/DE966783C/en not_active Expired
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| DE401539C (en) * | 1923-07-31 | 1924-08-30 | Siemens Schuckertwerke G M B H | Device for the extraction of heavy current energy of constant voltage from high voltage networks |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1026421B (en) * | 1955-01-31 | 1958-03-20 | Licentia Gmbh | Capacitive voltage converter with resonance reactor |
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