DE2125810B2 - Schaltungsanordnung für eine Prüfanlage - Google Patents
Schaltungsanordnung für eine PrüfanlageInfo
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- 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
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Description
zeuger zum Gleichspannungserzeuger im Leitungszug des Gleichspannungszweigs, vor dem gemeinsamen
Verbindungspunkt des Gleichspannungszweiges mit dem Wechselspannungszweig in Richtung zum Prüfling,
ein Ventil geschaltet ist
Für den Fall, daß der Gleichspannungserzeuger mit einer höheren Frequenz als der Wechselspannungserzeuger
gespeist wird, ergibt sich eine Verformung der Mischspannun^ bei Belastung der Anlage mit einem
kapazitiven ohmschen Prüfling, die dadurch beseitigt wird, daß in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung
im Leitungszug des Gleichspannungserzeugers zwischen dem Gleichspannungserzeuger und dem
Koppelventil eine zusätzliche ÄC-Kombination eingeschaltet ist
Die Erfindung wird nachstehend an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert In den Zeichnungen
zeigt
F i g. 1 eine Schaltungsanordnung für eine Mischspannungsanlage, die eine mit Wechselspannung überlagerte
Gleichspannung liefert, unter erfindungsgemäßer Verwendung eines Koppelventils.
F i g. 2 den Potentialverlauf im Leerlauf an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung nach der
Fig. 1.
F i g. 3 den Potentialverlauf bei Belastung an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung nach F i g. 1.
F i g. 4 eine weitere erfindungsgemäße Schaltungsanordnung für eine Mischspannungsanlage unter Verwendung
eines Koppelventils mit einer zusätzlichen ÄC-Kombination.
F i g. 5 den Potentialverlauf bei Belastung an verschiedenen Punkten der Schaltungsanordnung nach der
Fig. 4.
In der Schaltungsanordnung nach der F i g. 1 arbeitet
ein Gleichspannungserzeuger 1 und ein Wechselspannungserzeuger bzw. dessen Wechselspannungskoppeltransformator
2 parallel auf einen Prüfling 3. Damit ihre Spannungsanteile möglichst vollständig an Prüfling 3
anliegen, die Spannungserzeuger sich aber gegenseitig nicht beeinflussen, wird in bekannter Weise zwischen
jedem Spannungserzeuger und dem Prüiling 3 ein
Koppel- bzw. Trennglied geschaltet In der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nach der F i g. 1 wird als
Koppelglied für die Gleichspannung zum Prüfling ein Ventil 4 eingesetzt, das so geschaltet ist, daß es die vom
Gleichspannungserzeuger 1 erzeugte Gleichspannung zum Prüfling 3 durchläßt Damit ist ein eindeutiges
Koppelglied für die Gleichspannung zum Pruning 3 und ein Trennglied für die Wechselspannung zum Gleichspannungserreger
1 geschaffen. Als Koppelglied für die Wechselspannung zum Prüfling 3 dient in bekannter
Weise ein Koppelkondensator 5. Mit dem Koppelventil wird auch bei großer Belastung des Gleichspannungserzeugers
eine gute Kopplung zwischen ihm und dem Prüfling 3 gewährleistet, da zwischen dem Gleichspannungserzeuger
1 und dem Prüfling 3 nur ein geringer Spannungsabfall auftritt, der bedingt ist durch den
Durchlaßwiderstand des Koppelventils 4 und eines eventuell für das Koppelventil 4 vorzusehenden
Schutzwiderstandes 6. Mit 7 ist der Glättungskondensator bezeichnet, der zum Gleichspannungserzeuger 1
gehört und verschiedentlich auch als Ladekondensator bezeichnet wird. Die mit dieser Schaltungsanordnung
im gemeinsamen Verbindungspunkt II von Gleichspannungszweig und Wechselspannungszweig sich ergebende
Mischspannung entsteht nach folgendem Prinzip:
Da der Wechselspannungskoppeltransformator 2 mit dem Koppelkondensator S, dem Koppelventil 4 und
dem Gleichspannungserzeuger 1 auch eine Gleicbrichterschaltung
bildet wird der Koppel-Kondensa tor S auf den Scheitelwert der Wechselspannung aufgeladen.
Dazu addiert sich noch die Wechselspannung, die vom Wechselspannungskoppeltransformator 2 erzeugt wird,
so daß am Punkt II der Schaltungsanordnung nach der F i g. 1 eine vom Wechselspannungskoppeltransfoirmator
2 verursachte pulsierende Spannung entsteht, die
ίο zwischen 0 und dem zweifachen Scheitelwert der
Wechselspannung des Wechselspannungskoppeltiansformators
2 schwankt Zu dieser Spannung addiert sich noch die vom Gleichspannungserzeuger 1 erzeugte
Gleichspannung. Im eingeschwungenen Zustand ist die maximale Spannung im Punkt II der Schaltungsanordnung
nach der F i g. 1 gleich der Summe der Gleichspannung vom Gleichspannungserzeuger 1 und
dem doppelten Scheitelwert der Wechselspannung des Wechselspannungskoppeltransformators2.
In der Fig.2 wird der im ^ingeschwungenen
Leerlaufzustand der Schaltungsanordnung nach der F i g. 1 sich herausbildende Potentialverlauf φ an drei
verschiedenen Punkten (I, II, III) der Schaltungsanordnung dargestellt
Wer ι die Prüfanlage nach der Schaltungsanordnung
der F i g. 1 mit einem kapazitivohmschen Prüfling 3 belastet wird, entlädt sich der Koppelkondensator 5
über den Prüfling 3. Dadurch sinkt die Spannung am Koppelkondensator 5 ab. Das Minimum der Wechselspannung
am Koppelkondensator 5 sinkt unter das Gleichspannungspotential. Beim Unterschreiten des
Gleichspannungspotentials wird der Koppelkondensator 5 durch den Gleichspannungserzeuger nachgeladen.
Das Nachladen hat eine Überlagerung der Gleichspannungswelligkeit auf die Wechselspannung zur Folge,
wodurch die Sinusform der Wechselspannung in ihrem Minimum verfälscht wird. Dieser Effekt tritt auf, wenn
der Gleichspannungserzeuger 1 mit einer Spannung erregt wird, deren Frequenz größer als die zu
überlagernde Frequenz der Spannung des Wechselspaiinungskoppeltransformators
2 ist Weil diese Verfälschungen der Spannungsform meist unerwünscht sind, ist die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 für den
Anwendungsfall geeignet, wenn die Speisespannung oder Erregerspannung des Gleichspannungserzeugers 1
und die zu überlagernde Wechselspannung des Wechselspannungskoppeltransformafors
2 wenigstens annähernd die gleiche Frequenz haben. Die Phasenverschiebung zwischen diesen beiden Spannungen kann dabei
so entweder 0° oder IW betragen.
Andererseits ist aber für den Gleichspannungserzefger
1 eine Speisespannung mit höherer Frequenz erwüv soht, weil dann bei geringem Spannungsabfall und
einer geringen Welligkeit der erzeugten Gleichspannung eine kleinere Kapazität für den Glättungskondensator
7 verwendet werden kann.
Für diesen Fall, daß die Speisespannung des Gleichspannunguerzeugers 1 eine höhere Frequenz als
die zu überlagernde Wechselspannung des Wechsel-
f)0 spannungskoppeltransformators 2 besitzt, ist in der
F i g. 3 der Potentialverlauf der Schaltungsanordnung nach der F i g. 1 schematisch dargestellt Dieser Nachteil
der Schaltungsanordnung nach der F i g. 1 wird durch eine zusätzliche Schdtungsmaßnahme in einer weiteren
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, die in der F i g. 4 dargestellt ist, vermindert Durch die WC-Kombination,
bestehend aus dem Widerstand 8 und dem Glättungskondensator 9 wird die Welligkeit der
Gleichspannung wesentlich vermindert und die Nachladung des Koppelkondensators 5 erfolgt nun durch die
am Glättungskondensator 9 liegende stärker geglättete Gleichspannung. Der Glättungskondensator 9 wirkt
somit als Stützkondensator für das Potential des
Koppelkondensators 5. Der entsprechende Potentialverlauf an den drei erwähnten Punkten der Schaltungsanordnung nach der Fig.4 wird vereinfacht in der
F i g. 5 dargestellt.
Claims (2)
1. Schaltungsanordnung für eine Prüfanlage zur Überlagerung einer Gleichspannung mit einer
Wechselspannung, in der ein Gleichspannungserzeu- s ger und ein Wechselspannungserzeuger parallel
geschaltet auf einen Prüfling arbeiten und als Koppelglied vom Wechselspannungserzeuger zum
Prüfling ein Kondensator geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Koppelglied vom
Gleichspannungserzeuger zum Prüfling bzw. als Trennglied vom Wechselspannungserzeuger zum
Gleichspannungserzeuger im Leitungszug des Gleichspannungszweiges vor dem gemeinsamen
Verbindungspunkt mit dem Wechselspannungszweig ein Ventil geschaltet ist
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Leitungszug des Gleichspannungszweiges zwischen dem Gleichspannungserzeuger urd dem Koppelventil eine ÄC-Kombina-
tion eingeschaltet ist
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Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für
eine Prüfanlage zur Überlagerung einer Gleichspannung mit einer Wechselspannung, um beispielsweise
Geräte, Apparate und Einrichtungen der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) mit der entstehenden Mischsp?nnung zu prüfen.
In der Elektroenergieerzeugung und dem — Verbrauch hat die Drehstrointechn.* eine dominierende
Rolle erlangt Bei der Fernübertragung großer Energiemengen bei ausgedehnten Kabelve; indungen und der
Kupplung asynchroner Netze stößt sie aber heute schon auf wirtschaftliche und teilweise auch technische
Grenzen. Die HGÜ ist in der Lage, die steigenden Anforderungen bei diesen Anwendungsfällen zu erfüllen. Da auf der Erzeuger-, Verbraucherseite die
Drehstromtechnik beibehalten wird, werden bei der HGÜ sogenannte Kopfstationen oder Stromrichterstationen vorgesehen. Abzweige der Gleichsiromleitung
zur Leistungsentnahme oder -zufuhr lassen sich durch parallel oder in Reihe geschaltete Zwischenstationen
verwirklichen. Sie beeinflussen aber die Wirtschaftlichkeit der Anlage ungünstig. Man untersucht deshalb, ob
Gleichstrom und Drehstrom gleichzeitig über ein Fernleitungssystem übertragen werden können, wobei
der Drehstrom zur Versorgung der Zwischenstationen dienen soll. Hieraus ist zu erkennen, daß bestimmte
Geräte und Apparate dieser Kopf- und Zwischenstationen der HGU, z. B. die Stromrichtertransformatoren,
mehr oder weniger, sowohl im normalen Betrieb als auch bei Störungsfällen mit komplizierten Spannungsformin beansprucht werden.
In der Prüftechnik werden aus diesem Grunde für eine, den tatsächlichen Beanspruchungen entsprechende Prüfung der Geräte und Einrichtungen verschiedene
Spannungsformen benötigt. Eine dieser benötigten Spannungsformen ist eine Mischspannung aus einer
Gleichspannung mit einer überlagerten Wechselspannung.
Im allgemeinen stehen in einem Prüffeld schon eine Gleichspannungsprüfanlage mit einem Gleichspannungserzeuger und eine Wechselspannungsprüfanlage
mit einem Wechselspannungserzeuger zur Verfügung, so daß es zweckmäßig ist, diese Anlagen zu kombinie-
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ren, um die Mischspannung zu erzielen. Zur Kombination der Anlage werden Trenn- und Koppelglieder
benötigt Die Verwendung von Trenn- und Koppelgliedern ist wesentlich ökonomischer als eine spezielle
Anlage für eine Mischspannung aufzubauen.
Zur Überlagerung von Gleichspannungen mit Wechselspannung sind bereits die sogenannte Widerstandsschaltung und die Generatorschaltung bekannt Bei der
letztgenannten Schaltung wird ein Prüftransiormator auf das Gleichspannungspotential angehoben und von
einem für die volle Gleichspannung isolierten Synchrongenerator erregt Der Antrieb des Generators erfolgt
über eine Isolierwelle. Sie ist wegen der notwendigen Isolierung nur für niedrigere Spannungen geeignet, weil
-onst die erforderlichen Isolierabmessungen zu groß werden. Bei der ersterwähnten sogenannten Widerstandsschaltung arbeiten ein Gleichspannungserzeuger
und ein Wechselspannungserzeuger parallel taii einem
Prüfling. Damit sich die Spannungserzeuger gegenseitig nicht beeinflussen, ihre Spannungsanteile aber am
Prüfling anliegen, werden jeweils zwischen Pruning und
Spannungserzeuger Koppel- bzw. Trennglieder eingesetzt Sie wirken für die eine Spannungsquelle als
Koppel- und für die andere Spannungsquelle als Trennglied. Es sind damit im allgemeinen bei der
Parallelschaltung zwei Koppel- oder Trennglieder notwendig. In der Widerstandsschaltung wird wie schon
der Name sagt, als Koppelglied für die Gleichspannung zum Prüfling ein Widerstand verwendet, der gleichzeitig
die Funktion des Trenngliedes für die Wechselspannung zum Gleichspannungserzeuger wahrnimmt während als
Koppelglied für die Wechselspannung zum Prüfling ein Kondensator verwendet wird, der gleichzeitig als
Trennglied für die Gleichspannung zum Wechselspannungserzeuger dient Die Schaltungsanordnung ist zwar
für höhere Spannungen geeignet dafür aber in der praktischen Ausführbarkeit nur für kleinere Ströme
anwendbar, weil nur bei diesen eine technisch zweckmäßige und ökonomisch rt/Jisierbare Ausführung in Bezug auf Leistung und Temperatur möglich ist
da im Koppelwiderstand eine große Leistung umgesetzt werden muß.
Es ist Zweck der Erfindung, die angeführten Nachteile des geschilderten Standes der Technik insbesondere in
Bezug auf notwendige Isolierung und mit dem Koppelglied ökonomisch realisierbare Leistung zu
überwinden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung für eine Mischspannungsanlage
anzugeben, die aus einem Gleichspannungserzeuger und einem Wechselspannungserzeuger zusammengesetzt ist welche mittels Trenn- bzw. Koppelgliedern
kombiniert werden, wobei die Trenn- bzw. Koppelglieder bei einwandfreier Trennung bzw. Kopplung der
beiden Spannungserzeuger keine Beschränkung in Bezug auf die Leistung der Mischspannungsanlage
ergeben und die Mischspannungsanlage oder ihre einzelnen Teile keine außergewöhnlichen Isoliermaßnahmen erfordern.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst,
daß in der Schaltungsanordnung für die Prüfanlage zur Überlagerung einer Gleichspannung mit einer Wechselspannung, in der ein Gleichspannungserzeuger und ein
Wechselspannungserzeuger parallel auf einen Prüfling arbeiten und als Koppelglied vom Wechselspannungserzeuger zum Prüfling ein Kondensator geschaltet ist,
als Koppelglied vom Gleichspannungserzeuger zum Prüfling bzw. als Trennglied vom Wechselspannung!·-
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD15150570 | 1970-11-25 |
Publications (3)
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Family
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2356259C3 (de) * | 1973-11-10 | 1981-12-10 | VEB Transformatoren- und Röntgenwerk Hermann Matern, DDR 8030 Dresden | Schaltung zum Anlegen einer Mischspannung |
US11879931B2 (en) * | 2021-08-25 | 2024-01-23 | Hamilton Sundstrand Corporation | Circuit testing and diagnosis |
-
1971
- 1971-05-25 DE DE19712125810 patent/DE2125810C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2125810A1 (de) | 1972-06-15 |
DE2125810C3 (de) | 1979-11-22 |
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