WO2008151661A1 - Elektrischer transformator mit gleichfluss-kompensation - Google Patents

Elektrischer transformator mit gleichfluss-kompensation Download PDF

Info

Publication number
WO2008151661A1
WO2008151661A1 PCT/EP2007/055728 EP2007055728W WO2008151661A1 WO 2008151661 A1 WO2008151661 A1 WO 2008151661A1 EP 2007055728 W EP2007055728 W EP 2007055728W WO 2008151661 A1 WO2008151661 A1 WO 2008151661A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transformer
compensation
core
magnetic field
current
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/055728
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Hamberger
Albert Leikermoser
Original Assignee
Siemens Transformers Austria Gmbh & Co Kg
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 Siemens Transformers Austria Gmbh & Co Kg filed Critical Siemens Transformers Austria Gmbh & Co Kg
Priority to US12/663,710 priority Critical patent/US8314674B2/en
Priority to PCT/EP2007/055728 priority patent/WO2008151661A1/de
Priority to CN200780053317A priority patent/CN101681716A/zh
Priority to EP07730062.2A priority patent/EP2156448B1/de
Priority to ES07730062.2T priority patent/ES2647679T3/es
Publication of WO2008151661A1 publication Critical patent/WO2008151661A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/343—Preventing or reducing surge voltages; oscillations
    • H01F27/345—Preventing or reducing surge voltages; oscillations using auxiliary conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
    • H01F27/385—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings for reducing harmonics

Definitions

  • the invention relates to an electrical transformer with DC compensation.
  • DC component or “DC component”. It is usually only a few parts per thousand of the rated transformer current, but causes in the core of the transformer a magnetic direct flux, which is superimposed on the primary or secondary alternating flux and causes an asymmetrical modulation of the BH characteristic of the ferromagnetic core material. Even a small proportion of direct current can cause a saturation of the core due to the high permeability of the ferromagnetic core material and result in strong distortions of the magnetizing current.
  • the geostationary magnetic field can also contribute to a DC component in the nucleus. The consequence of this asymmetrical modulation are increased magnetic Losses and thus increased heating of the core, as well as magnetization current peaks, which cause an increased emission of operating noise.
  • the undesirable saturation effect could basically be counteracted by increasing the cross section of the magnetic circuit and thus keeping the magnetic flux density B lower, or inserting a (replacement) air gap into the magnetic circuit, as proposed for example in DE 198 54 902 A1.
  • the former leads to an increased construction volume of the transformer, the latter to a larger magnetizing current; both are disadvantageous.
  • actuators are proposed in US 5,726,617 and DE 699 01 596 T2, which excite the oil in a Transformatorgehause so that the fluid pressure waves when operating the transformer from the laminated core and of the transformer windings go out, be weakened.
  • these actuators consume a not inconsiderable amount of energy during operation; they are also prone to failure and exhausting.
  • the invention is based on the idea not to combat the unwanted effects of the bias, but to eliminate their cause.
  • the transformer according to the invention is characterized as follows:
  • the transformer has a soft magnetic core on which in addition to a primary and a secondary winding assembly, a compensation winding assembly is arranged.
  • the compensation winding arrangement is connected to a current control device which, in accordance with a control variable which provides a magnetic field measuring device from a measurement of a magnetic flux linked to a current in the primary or secondary winding arrangement, enters into the compensation winding arrangement
  • the compensation current is fed in such a way that its effect in the core is directed against a magnetic direct flux.
  • the specification of the compensation current in the compensation winding takes place in accordance with a magnetic field measured variable which supplies a magnetic field measuring device.
  • a magnetic field measured variable which supplies a magnetic field measuring device.
  • known magnetic field sensors are suitable, which either measure the field in the core of the transformer, or the stray magnetic field, which closes outside the core via the air path.
  • the basic operating principle of these sensors can be, for example, the induction in a measuring coil, the Hall effect or the magneto-resistive effect.
  • the magnetic field measured variable can also be determined by using a magnetometer (fluxgate or Förster probe). In comparison to an accurate measurement of the DC component (which is much smaller than the rated current, in particular in the case of a large transformer, and is therefore difficult to detect), the metrological outlay for determining the magnetic field measured variable is lower.
  • a preferred embodiment of the invention may be characterized in that the magnetic field measuring device is formed from a signal processing unit that is signal-conducting with at least two magnetic field detectors.
  • the determination of two DC components may be sufficient, since the total flux must be zero.
  • the signal processing unit is set up to determine harmonics from a respective measurement signal provided by the magnetic field detector and to form the control signal therefrom.
  • the harmonic analysis can be done electronically or computer-aided.
  • Even-numbered harmonics are particularly suitable here, in particular the first harmonic (2nd harmonic) whose amplitude is functionally related to the magnetic direct flux which it is to be compensated for.
  • two magnetic field detectors are arranged outside the core so that they detect a leakage flux of the transformer.
  • the stray flux increases very strongly in the case of the magnetic saturation of the core, which is favorable for the determination of the control signal.
  • the magnetic field detector can simply be designed as an induction probe, which detects the leakage flux change and converts it into an electrical measurement signal, from which the even-numbered harmonics, in particular the second harmonic, can be filtered out.
  • the induction probe can be designed as an air coil.
  • the electrical measurement signal from this air-core coil is independent of long-term and temperature drift and is also cost-effective.
  • a blocking circuit (ZB: Reaktanzzweipol) is connected in the current path to the current control device.
  • ZB Reaktanzzweipol
  • a two-pole network for example, formed from an LC parallel circuit that blocks the mains frequency, but hardly represents a resistance with respect to the compensation DC.
  • a favorable spatial arrangement of the magnetic field detector is most easily done by trial or numerical field simulation. Particularly favorable is a measuring location at which the magnetic fields caused by the primary and secondary load currents largely compensate each other. Preferred is an arrangement in which an air coil in a gap formed of an outer peripheral surface of a transformer leg and the concentrically enclosing compensation winding or secondary winding, approximately in the middle leg height, is arranged.
  • a preferred arrangement of the compensation winding may be the yoke in a three-arm transformer or the yoke in a five-arm transformer; As a result, a compensation winding can be retrofitted to an existing transformer in a simple manner.
  • Figure 1 shows a three-phase transformer according to the invention (three-arm transformer) with DC compensation, in which the compensation winding assembly is disposed on the main legs;
  • Figure 2 shows a three-phase transformer according to the invention (three-arm transformer) with DC compensation, in which the compensation winding arrangement is arranged on the yoke;
  • Figure 3 shows a three-phase transformer according to the invention with DC compensation, in which the compensation winding assembly is disposed on a remindInstitutj och;
  • FIG. 4 shows a three-phase transformer according to the invention (five-limb transformer) with DC compensation, in which the compensation winding arrangement is arranged on the main legs;
  • FIG. 5 is a block diagram of the invention
  • FIG. 6 shows a block diagram of a measuring test, for
  • FIG. 7 is a diagram showing the linear relationship as a result of the measurement test according to FIG between DC component and 2nd harmonic at a primary voltage of 6 kV;
  • FIG. 8 shows a diagram which, as a result of the measurement test according to FIG. 6, shows the linear relationship between the DC component and the second harmonic at a primary voltage of 30 kV.
  • FIG. 1 shows an electrical transformer 20 with a housing 7, which has a transformer core 4.
  • the design of the core 4 corresponds to the known three-limb design with three legs 21, 22, 23 and a transverse yoke 32.
  • On each of the legs 21, 22, 23 is as usual a primary winding 1 and a secondary winding. 2
  • a compensating winding 3 is additionally provided on the outer legs 21 and 23.
  • FIG. 1 Drawing of Figure 1 is indicated in the region of the first leg 21 with an arrow 5, a magnetic "DC”.
  • This magnetic "direct current” 5 is assumed to be caused by a “direct current component” (DC component) flowing on the primary side or the secondary side.
  • the “direct flow” can also be interspersed by the earth's magnetic field.
  • direct current or “direct current” is here to be understood a physical quantity, which, seen in time compared to 5o Hz alternating variables, varies only very slowly, if this is the case at all.
  • This magnetic flux 5, which is superimposed on the alternating flux in the leg 21, causes a bias, which is an asymmetrical modulation of the magnetic Material and thus causes an increased noise emission.
  • two controlled current sources 12 and 13 are provided in FIG. These current sources 12, 13 feed each in the sense of a compensation in an associated
  • Compensating winding 3 a compensation current 16 and 17, whose size and direction is such that the magnetic DC flux 5 is compensated in the core 4. (In FIG. 1 this is indicated by an arrow 6 of the same size, opposite to the arrow 5)
  • Adjustment takes place by means of the control signals 14, 15, which are supplied as manipulated variable to the current sources 12 and 13 by means of the lines 9, 10.
  • the control variables 14, 15 provide a signal processing unit 11, which will be explained in more detail below.
  • a magnetic field detector 8 is arranged in each case approximately centrally between the compensation winding 3 and an outer limb 21 or 23 of the core 4.
  • Each of these magnetic field detectors 8 is located outside the magnetic circuit and measures a stray field of the transformer 20. In the stray field, in particular, that half-wave of the magnetizing current emerges significantly, which is controlled to saturation, so that the DC component in the core can be determined well.
  • the measuring signal of the detectors 8 is fed to the signal processing unit 11 by means of the lines 9, 10.
  • the two magnetic field detectors 8 each consist of a measuring coil (several hundred turns, diameter about 25 mm).
  • a measuring coil hundreds of turns, diameter about 25 mm.
  • the sum of the DC components over all legs must be zero.
  • a multiplicity of sensor principles is fundamentally possible for the magnetic field measurement. It is only decisive that a magnetic field characteristic of the transformer is measured, from which the DC component or the DC component can be determined by means of signaling technology and subsequently corrected.
  • FIG. 2 differs from FIG. 1 only in that here the compensation winding arrangement 3 is not arranged on a main leg 21, 22, 23 but on the yoke 32 of the core 4. At each main leg 21, 22, 23 is again in a gap between the core 4 and the secondary winding 2, a magnetic field detector 8 is arranged (here for redundancy reasons a total of three).
  • FIG. 3 shows a five-limb transformer in which a compensation winding 3 is arranged at each return limb 31.
  • the core flux does not split in half when entering the yoke to two sides; Due to the law of continuity, the respective direct flow component flowing back from the return leg 31 must correspond to the direct flow in the main legs 21, 22, 23, so that each return leg 31 carries 1.5 times the DC component.
  • Each leg 21, 22, 23 is again one outside of the
  • Compensating current 16 and 17 can compensate for the DC component in the yoke legs 31.
  • FIG. 4 shows a variant of the exemplary embodiment according to FIG. Here are the compensation windings 3 on the main legs 21, 22 and
  • Each of these compensation windings 3 is again assigned to one of three current control means. The specification of the compensation current takes place as described above by the signal processing unit 11.
  • FIG. 5 shows, in a schematic block diagram, a possible embodiment of the signal processing unit 11, which acts as a DC compensation controller.
  • the signal processing unit 11 determines the second harmonic from the spectrum of the harmonics, which is a direct image of the DC component.
  • a sensor coil 8 detects leakage flux of the transformer 20.
  • the measurement signal of the sensor coil 8 is supplied to a differential amplifier 19.
  • a notch filter notch filter
  • the measurement signal Via a low-pass filter 25 and a bandpass filter 26, the measurement signal is applied to an integrator 27. By integrating, a voltage signal proportional to the magnetic flux change in the measuring coil 8, which is supplied to a very selective bandpass filter 26, is produced Share figures, filter out.
  • This voltage signal passes after a sample-and-hold circuit 28 and a low-pass filter 25 via line 16 to the controlled current source 12 with integrated control device.
  • This current source 12 and control device is connected in a closed circuit 33 with a compensation winding 3. She gives in the Compensation winding 3 before a DC, which counteracts the DC component in the core 4.
  • FIG. 5 also shows an auxiliary winding 29 whose signal is fed to the sample / hold circuit 28 via filters and rectification. It serves in the illustrated circuit for conditioning the scanning signal, so that a phase-related scanning of the second harmonic of
  • the signal processing illustrated in FIG. 5 shows, by way of example only, a possible second harmonic measurement method.
  • the expert expert has a number of analog and digital function blocks available for this purpose.
  • the current control variable 14, 15 could also be obtained by a suitable digital calculation method in a microcomputer or a freely programmable logic device (FPGA), which determines the second harmonic (100 Hz) from the Fourier transform.
  • FIG. 6 shows a test arrangement in which the signal conditioning unit 11 illustrated in FIG. 5 and explained above in the case of a 4 MVA power transformer was used to suppress the relationship between the DC component and the first harmonic (2nd harmonic) To determine real conditions metrologically.
  • the 4 MVA power transformer in this experiment was idle at a primary voltage of 6 KV and 30 KV, respectively.
  • a DC component between 0.2 and 2 A was fed by means of a current source.
  • a magnetic field detector 8 was a sensor coil with 200 turns, which was located outside the core of the transformer and detects the leakage flux.
  • the direct current component (IDC) fed in at the star point is plotted on the ordinate; on the abscissa the rms value of the first harmonic (UlOOHz) is plotted.
  • the diagram in Figure 7 shows the relationship at a primary voltage of 6 KV, the diagram in Figure 8 at a primary voltage of 30 KV effectively.
  • the two diagrams in FIGS. 7 and 8 show that the relationship between the DC component (IDC) and the associated distortion (second harmonic ULOOHz) can be regarded with sufficient accuracy as linear.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Measuring Instrument Details And Bridges, And Automatic Balancing Devices (AREA)

Abstract

200703077 Zusammenfassung Elektrischer Transformator mit Gleichfluss-Kompensation 5 Elektrischer Transformator mit Gleichfluss-Kompensation, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Der Transformator (20) weist einen weichmagnetischen Kern (4) auf, auf dem 10 zusätzlich zu einer primären und einer sekundären Wicklungsanordnung (1, 2) eine Kompensations-Wicklungsanordnung (3) angeordnet ist. b) Die Kompensations-Wicklungsanordnung (3) ist 15 mit einer Strom-Steuereinrichtung (12, 13) verbunden, welche nach Maßgabe eines Steuersignals (14, 15), das eine Magnetfeld- Messeinrichtung (30) aus einer Messung eines mit einem Strom in der primären oder 20 sekundären Wicklungsanordnung verketteten Flusses bereitstellt, in die Kompensations- Wicklungsanordnung (3) einen Kompensationsstrom (16, 17) so einspeist, dass dessen Wirkung im Kern (4) einem 25 magnetischen Gleichfluss (5) entgegen gerichtet ist.

Description

Beschreibung
Elektrischer Transformator mit Gleichfluss-Kompensation
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Transformator mit Gleichfluss-Kompensation .
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass bei einem elektrischen Transformator, der in Verbindung mit einem Stromrichter betrieben wird, auf Grund von Ungenauigkeiten bei der Ansteuerung der Leistungs- Halbleiterschalter, eine Stromkomponente entstehen kann, die sich dem Betriebsstrom des Transformators überlagert. Diese Stromkomponente, die bezüglich des Netzes als Gleichstrom angesehen werden kann, wird im Folgenden auch als
"Gleichstromanteil" oder "DC-Anteil" bezeichnet. Sie beträgt meist nur einige Promille des Transformator-Nennstroms, bewirkt aber im Kern des Transformators einen magnetischen Gleichfluss, der sich dem primären bzw. sekundären Wechselfluss überlagert und eine unsymmetrische Aussteuerung der BH-Kennlinie des ferromagnetischen Kernwerkstoffs bewirkt. Bereits ein geringer Gleichfluss-Anteil kann auf Grund der hohen Permeabilität des ferromagnetischen Kernwerkstoffs eine Sättigung des Kerns hervorrufen und starke Verzerrungen des Magnetisierungsstroms zur Folge haben. Auch das geostationäre Magnetfeld kann zu einem Gleichfluss-Anteil im Kern beitragen. Folge dieser unsymmetrischen Aussteuerung sind erhöhte magnetische Verluste und damit eine erhöhte Erwärmung des Kerns, sowie Magnetisierungs-Stromspitzen, die eine erhöhte Emission von Betriebsgerauschen verursachen.
Dem unerwünschten Sattigungseffekt konnte man grundsatzlich dadurch entgegen treten, indem man den Querschnitt des magnetischen Kreises vergrößert und damit die magnetische Flussdichte B geringer halt, oder in den magnetischen Kreis einen (Ersatz) Luftspalt einfugt, wie beispielsweise in der DE 198 54 902 Al vorgeschlagen. Ersteres fuhrt aber zu einem erhöhten Bauvolumen des Transformators, Letzteres zu einem größeren Magnetisierungsstrom; beides ist von Nachteil.
Um die Gerauschemission eines elektrischen Transformators zu mindern, werden in der US 5,726,617 und in der DE 699 01 596 T2 jeweils Aktuatoren vorgeschlagen, welche das Ol in einem Transformatorgehause so anregen, dass die Fluiddruckwellen, die bei Betrieb des Transformators vom Blechpaket des Kerns und von den Transformator-Wicklungen ausgehen, abgeschwächt werden. Diese Aktuatoren verbrauchen aber bei Betrieb ein nicht unerhebliches Maß an Energie; sie sind außerdem störanfällig und aufwandig.
Darstellung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Transformator zu schaffen, bei dem auf möglichst einfache Weise die durch einen magnetischen Gleichfluss im Kern verursachte Erwärmung des Kerns sowie die Emission von Geräuschen geringer ist. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, nicht die unerwünschten Auswirkungen der Vormagnetisierung zu bekämpfen, sondern deren Ursache zu beseitigen. Der erfindungsgemäße Transformator ist wie folgt gekennzeichnet:
- Der Transformator weist einen weichmagnetischen Kern auf, auf dem zusätzlich zu einer primären und einer sekundären Wicklungsanordnung eine Kompensations-Wicklungsanordnung angeordnet ist.
- Die Kompensations-Wicklungsanordnung ist mit einer Strom- Steuereinrichtung verbunden, welche nach Maßgabe einer Steuergröße, die eine Magnetfeld-Messeinrichtung aus einer Messung eines mit einem Strom in der primären oder sekundären Wicklungsanordnung verketteten magnetischen Flusses bereit stellt, in die Kompensations-Wicklungsanordnung einen
Kompensationsstrom so einspeist, dass dessen Wirkung im Kern einem magnetischen Gleichfluss entgegen gerichtet ist.
Dadurch wird erreicht, dass ein magnetischer Gleichfluss- Anteil im Kern eines Transformators, auf einfache Weise messtechnisch erfasst und durch einen Ausregelungsvorgang kompensiert werden kann. Wenn der Gleichfluss-Anteil eliminiert ist, ist die Aussteuerung der BH-Kennlinie symmetrisch. Der ferromagnetische Werkstoff des Kerns wird nicht mehr in die Sättigung getrieben. Die Magnetostriktion des Werkstoffs ist dadurch geringer, infolgedessen sinkt auch die Emission von Betriebsgeräuschen. Die Transformator- Wicklungen werden weniger stark thermisch belastet, da die magnetischen Verluste und damit die Betriebstemperatur im Kern geringer sind.
Erfindungsgemäß erfolgt die Vorgabe des Kompensationsstroms in der Kompensationswicklung nach Maßgabe einer Magnetfeld- Messgröße, die eine Magnetfeld-Messeinrichtung liefert. Zur Bestimmung der Magnetfeld-Messgröße sind an sich bekannte Magnetfeldsensoren geeignet, die entweder das Feld im Kern des Transformators messen, oder das Streumagnetfeld, das sich außerhalb des Kerns über den Luftweg schließt. Das grundlegende Wirkprinzip dieser Sensoren kann beispielsweise, die Induktion in einer Messspule, der Hall-Effekt oder der magneto-resistive Effekt sein. Die Magnetfeld-Messgröße kann auch durch Verwendung eines Magnetometers (Fluxgate oder Förster-Sonde) ermittelt werden. Im Vergleich zu einer genauen Messung des Gleichstrom-Anteils (der insbesondere bei einem Großtransformator viel kleiner als der Nennstrom ist und daher schwierig zu erfassen ist) , ist der messtechnische Aufwand für die Ermittlung der Magnetfeld-Messgröße geringer.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung kann dadurch gekennzeichnet sein, dass die Magnetfeld-Messeinrichtung aus einer Signalverarbeitungseinheit, die mit zumindest zwei Magnetfeld-Detektoren signalleitend verbunden ist, gebildet ist. Bei einem Dreiphasen-Transformator herkömmlicher Bauart kann die Bestimmung von zwei Gleichfluss-Anteilen genügen, da der Gesamtfluss null ergeben muss.
Mit Vorteil ist die Signalverarbeitungseinheit dazu eingerichtet, aus jeweils einem vom Magnetfeld-Detektor bereitgestellten Messsignal Oberschwingungen zu ermitteln und daraus das Steuersignal zu bilden. Dadurch kann mit vergleichsweise geringem schaltungstechnischem Aufwand eine, zur Kompensation des Gleichfluss-Anteils geeignete Steuergröße gewonnen werden. Die harmonische Analyse kann elektronisch oder rechnergestützt erfolgen.
Besonders geeignet sind hierbei geradzahlige Harmonische, insbesondere die erste Oberschwingung (2. Harmonische), deren Amplitude mit dem magnetischen Gleichfluss, den es zu kompensieren gilt, funktional zusammenhängt.
Insbesondere bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der zwei Magnetfeld-Detektoren außerhalb des Kerns so angeordnet sind, dass sie einen Streufluss des Transformators erfassen. Der Streufluss steigt im Fall der magnetischen Sättigung des Kerns sehr stark an, was für die Ermittlung des Steuersignals günstig ist.
Der Magnetfeld-Detektor kann einfach als Induktionssonde ausgebildet sein, welche die Streuflussänderung erfasst und in ein elektrisches Messsignal umformt, aus welchem dann die geradzahligen Harmonischen, insbesondere die 2. Harmonische heraus gefiltert werden kann.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Induktionssonde als Luftspule ausgebildet sein. Im Vergleich zu einem Messumformer auf Halbleiterbasis ist das elektrische Messsignal dieser Luftspule unabhängig von Langzeit- und Temperaturdrift und zudem kostengünstig.
Um Auswirkungen des Netzes auf die Kompensationswicklung möglichst gering zu halten, kann es günstig sein, wenn im Strompfad zur Strom-Steuereinrichtung ein Sperrkreis (Z.B.: Reaktanzzweipol) geschaltet ist. Dadurch kann die Spannungsbürde der gesteuerten Stromquelle, die den Kompensationsstrom in die Kompensationswicklung einspeist, gering gehalten werden. Geeignet ist hierfür beispielsweise ein zweipoliges Netzwerk, z.B. gebildet aus einer L-C- Parallelschaltung, das die Netzfrequenz sperrt, bezüglich des Kompensations-Gleichstroms aber kaum einen Widerstand darstellt.
Eine günstige räumliche Anordnung des Magnetfeld-Detektors erfolgt am einfachsten durch Versuch oder numerische Feldsimulation. Insbesondere günstig ist ein Messort, an dem sich die durch die primären und sekundären Lastströme verursachten magnetischen Felder weitgehend kompensieren. Bevorzugt ist eine Anordnung, bei der eine Luftspule in einem Spalt, gebildet aus einer Außenumfangsflache eines Transformator-Schenkels und der konzentrisch umschließenden Kompensations-Wicklung bzw. Sekundärwicklung, etwa in mittlerer Schenkelhöhe, angeordnet ist.
Eine bevorzugte Anordnung der Kompensationswicklung kann bei einem Dreischenkel-Transformator das Joch oder bei einem Fünfschenkel-Transformator der Rückschluss-Schenkel sein; dadurch kann eine Kompensationswicklung an einem vorhandenen Transformator auf einfache Weise nachgerüstet werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf die Zeichnungen Bezug genommen aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung zu entnehmen sind.
Es zeigen: Figur 1 einen erfindungsgemäßen Drehstromtransformator (Dreischenkel-Transformator) mit Gleichfluss- Kompensation, bei dem die Kompensations- Wicklungsanordnung auf den Hauptschenkeln angeordnet ist;
Figur 2 einen erfindungsgemäßen Drehstromtransformator (Dreischenkel-Transformator) mit Gleichfluss- Kompensation, bei dem die Kompensations- Wicklungsanordnung auf dem Joch angeordnet ist;
Figur 3 einen erfindungsgemäßen Drehstromtransformator mit Gleichfluss-Kompensation, bei dem die Kompensations-Wicklungsanordnung auf einem Rückschlussj och angeordnet ist;
Figur 4 einen erfindungsgemäßen Drehstromtransformator (Fünfschenkel-Transformator) mit Gleichfluss- Kompensation, bei dem die Kompensations- Wicklungsanordnung auf den Hauptschenkeln angeordnet ist;
Figur 5 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen
Signalaufbereitung zur Ausregelung der Gleichfluss- Komponente;
Figur 6 ein Blockschaltbild eines Messversuchs, zur
Messung des Gleichfluss-Anteils an einem 4-MVA Leistungstransformator, wobei die Signalaufbereitung gemäß Figur 5 verwendet wird;
Figur 7 ein Diagramm, das als Ergebnis des Messversuchs gemäß Figur 6 den linearen Zusammenhang zwischen DC-Anteil und 2. Harmonischer bei einer Primärspannung von 6 kV zeigt;
Figur 8 ein Diagramm, das als Ergebnis des Messversuchs gemäß Figur 6 den linearen Zusammenhang zwischen DC-Anteil und 2. Harmonischer bei einer Primärspannung von 30 kV zeigt.
Ausführung der Erfindung
In der Figur 1 ist ein elektrischer Transformator 20 mit einem Gehäuse 7 zu sehen, der einen Transformatorkern 4 aufweist. Die Bauform des Kerns 4 entspricht der an sich bekannten Dreischenkel-Bauform mit drei Schenkel 21, 22, 23 und einem quer liegenden Joch 32. Auf jedem der Schenkel 21, 22, 23 befindet sich wie üblich eine primäre Wicklung 1 und eine sekundäre Wicklung 2. Gemäß der Erfindung ist zusätzlich an den äußeren Schenkeln 21 und 23 eine Kompensationswicklung 3 vorgesehen. In der
Zeichnung der Figur 1 ist im Bereich des ersten Schenkels 21 mit einem Pfeil 5 ein magnetischer "Gleichfluss" angedeutet. Von diesem magnetischen "Gleichfluss" 5 sei angenommen, dass er durch einen "Gleichstromanteil" (DC-Anteil) , der primärseitig oder sekundärseitig fließt, hervorgerufen wird. Der "Gleichfluss" kann aber auch vom Erdmagnetfeld eingestreut werden. Unter "Gleichfluss" oder "Gleichstrom" soll hier eine physikalische Größe verstanden werden, die zeitlich im Vergleich zu 5o Hz Wechselgrößen gesehen, nur sehr langsam schwankt, - sofern dies überhaupt der Fall ist. Dieser magnetische Gleichfluss 5, der dem Wechselfluss im Schenkel 21 überlagert ist, bewirkt eine Vormagnetisierung, die eine unsymmetrische Aussteuerung des magnetischen Werkstoffs und damit ein erhöhte Geräuschemission hervorruft. Zur erfindungsgemäßen Kompensation dieses Gleichfluss-Anteils sind in Figur 1 zwei gesteuerte Stromquellen 12 und 13 vorgesehen. Diese Stromquellen 12, 13 speisen jeweils im Sinne einer Ausregelung in eine zugeordnete
Kompensationswicklung 3 einen Kompensationsstrom 16 bzw. 17 ein, dessen Größe und Richtung so bemessen ist, dass der magnetische Gleichfluss 5 im Kern 4 kompensiert ist. (In der Figur 1 ist dies durch einen gleich großen, dem Pfeil 5 entgegengesetzt gerichteten Pfeil 6 angedeutet.) Diese
Ausregelung erfolgt mittels der Steuersignale 14, 15, die als Stellgröße den Stromquellen 12 bzw. 13 mittels der Leitungen 9, 10 zugeführt sind. Die Steuergrößen 14, 15 stellt ein Signalverarbeitungseinheit 11 bereit, die weiter unten näher erläutert wird. Wie in der Figur 1 zu sehen ist, ist zwischen der Kompensationswicklung 3 und einem Außenschenkel 21 bzw. 23 des Kerns 4 jeweils etwa mittig ein Magnetfeld-Detektor 8 angeordnet. Jeder dieser Magnetfeld-Detektoren 8 befindet sich außerhalb des magnetischen Kreises und misst ein Streufeld des Transformators 20. Im Streufeld tritt insbesondere jene Halbwelle des Magnetisierungsstroms signifikant hervor, die in die Sättigung gesteuert wird, so dass der Gleichflussanteil im Kern gut ermittelbar ist. Das Messsignal der Detektoren 8 ist mittels der Leitungen 9, 10 der Signalverarbeitungseinheit 11 zugeleitet. Im vorliegenden Beispiel bestehen die beiden Magnetfeld- Detektoren 8 jeweils aus einer Messspule (mehrere hundert Windungen, Durchmesser etwa 25 mm) . Bereits zwei Detektoren 8 können wie im vorliegenden Beispiel eines Dreischenkel- Transformators gezeigt, ausreichend sein, da die Summe der Gleichflussanteile über alle Schenkel Null ergeben muss. Wie oben bereits erwähnt, kommt für die Magnetfeldmessung grundsätzlich eine Vielzahl von Sensorprinzipien in Frage. Entscheidend ist lediglich, dass eine Magnetfeld-Kenngröße des Transformators gemessen wird, aus der der DC-Anteil bzw. der Gleichflussanteil signaltechnische ermittelbar und in weitere Folge ausregelbar ist.
Die Figur 2 unterscheidet sich von Figur 1 lediglich dadurch, dass hier die Kompensations-Wicklungsanordnung 3 nicht an einem Hauptschenkel 21, 22, 23, sondern am Joch 32 des Kerns 4 angeordnet. An jedem Hauptschenkel 21, 22, 23 ist wieder in einem Spalt zwischen dem Kern 4 und der Sekundärwicklung 2 ein Magnetfeld-Detektor 8 angeordnet (hier aus Redundanzgründen insgesamt drei) .
Die Figur 3 zeigt einen Fünfschenkel-Transformator, bei dem an jedem Rückschluss-Schenkel 31 jeweils eine Kompensationswicklung 3 angeordnet ist. Bei diesem Aufbau teilt sich der Kernfluss bei Eintritt in das Joch nicht hälftig nach zwei Seiten; auf Grund des Kontinuitätsgesetzes muss der jeweils aus den Rückschluss-Schenkel 31 zurück fließende Gleichfluss-Anteil dem Gleichfluss in den Haupt- Schenkeln 21, 22, 23 entsprechen, so dass jeder Rückschluss- Schenkel 31 den 1,5-fachen Gleichfluss-Anteil führt. Jedem Schenkel 21, 22, 23 ist wieder jeweils ein außerhalb des
Kerns 4 angeordneter Magnetfeld-Detektor 8 zugeordnet. Jedes Messsignal dieser drei Magnetfeld-Detektoren 8 ist wieder der Signalverarbeitungseinheit 11 zugeführt, welche ausgangsseitig die Steuergrößen 14, 15 für die gesteuerten Stromquellen 12 und 13 bereitstellt, so dass der
Kompensationsstrom 16 bzw. 17 den Gleichflussanteil in den Rückschluss-Schenkeln 31 kompensieren kann. In der Figur 4 ist eine Variante des Ausfuhrungsbeispiels gemäß Figur 3 dargestellt. Hier befinden sich die Kompensationswicklungen 3 auf den Hauptschenkeln 21, 22 und
23. Jeder dieser Kompensationswicklungen 3 ist wieder eine von drei Strom-Steuereinrichtung zugeordnet. Die Vorgabe des Kompensationsstroms erfolgt wie oben dargestellt durch die Signalverarbeitungseinheit 11.
Die Figur 5 zeigt in einer schematischen Blockdarstellung eine mögliche Ausfuhrungsform der Signalverarbeitungseinheit 11, die als DC-Kompensationsregler wirkt. Wie oben bereits dargestellt, ermittelt die Signalverarbeitungseinheit 11 aus dem Spektrum der Oberschwingungen die zweite Harmonische, welche ein direktes Abbild des Gleichfluss-Anteils (DC- Komponente) ist.
Im Folgenden wird dies anhand der dargestellten Funktionsblocke naher erläutert: Eine Sensorspule 8 erfasst einen Streufluss des Transformators 20. Das Messsignal der Sensorspule 8 ist einem Differenzverstarker 19 zugeführt. Im dargestellten Signalpfad folgend gelangt das Ausgangssignal des Differenzverstarkers 19 auf ein Kerbfilter (Notchfilter)
24, das die Grundschwingung (50 Hz-Komponente) ausfiltert. Über eine Tiefpass 25 und einem Bandpass 26 gelangt das Messsignal auf einen Integrator 27. Durch Integration entsteht ein, der magnetischen Flussanderung in der Messspule 8 proportionales Spannungssignal, das einem sehr selektiven Bandpass-Filter 26 zugeführt wird, um die zweite Harmonische, die den Gleichfluss-Anteil abbildet, herauszufiltern . Dieses Spannungssignal gelangt nach einem Abtast-Haltekreis 28 und einem Tiefpass 25 über Leitung 16 zur gesteuerten Stromquelle 12 mit integrierter Regeleinrichtung. Diese Stromquelle 12 und Regeleinrichtung ist in einem geschlossenen Stromkreis 33 mit einer Kompensationswicklung 3 verbunden. Sie gibt in der Kompensationswicklung 3 einen Gleichstrom vor, der dem Gleichfluss-Anteil im Kern 4 entgegenwirkt. Da die Richtung des zu kompensierenden DC-Anteils a priori nicht bekannt ist, wird ein bipolarer Stromregler, im vorliegenden Experiment mit IGBT-Transistoren in einer Vollbrücke, eingesetzt. Ein Integrator 27 bewirkt bezüglich der 2. Harmonischen ein Nacheilen der Phase um 99 Grad. Der Reaktanzzweipol 18, bestehend aus einem Parallelschwingkreis, blockt die Netzrückwirkung der netzfrequenten Anteile.
In der Figur 5 ist noch eine Hilfswicklung 29 zu sehen, deren Signal über Filter und Gleichrichtung dem Abtast-Haltekreis 28 zugeführt ist. Sie dient in der dargestellten Schaltung zur Konditionierung des Abtastsignals, so dass ein phasenbezogenes Abtasten der zweiten harmonischen des
Messsignals möglich ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass diese Abtast-Halteschaltung letztlich nur für das phasenbezogene Abtasten des von der Induktionssonde 8 bereitgestellten Messsignals (zweite Harmonische 100 Hz) dient.
Die in Figur 5 dargestellte Signalaufbereitung zeigt nur beispielhaft eine mögliche Messmethode der zweiten Harmonischen auf. Dem kundigen Fachmann steht hierfür eine Reihe von analogen wie digitalen Funktionsbausteinen zur Verfügung. So könnte die Strom-Steuergröße 14, 15 beispielsweise auch durch ein geeignetes digitales Berechnungsverfahren in einem Mikrorechner oder einem frei programmierbaren Logikbaustein (FPGA) , welches aus der Fourier-Transformierten die zweite Harmonische (100 Hz) ermittelt, gewonnen werden. In der Figur 6 ist eine Versuchsanordnung gezeigt, bei der die in Figur 5 dargestellte und oben erläuterte Signalaufbereitungseinheit 11 bei eine 4-MVA- Leistungstransformator dazu verwendet wurde, um den Zusammenhang zwischen dem Gleichfluss-Anteil und der ersten Oberschwingung (2. Harmonische) unter Realbedingungen messtechnisch zu ermitteln. Der 4-MVA-Leistungstransformator befand sich bei diesem Experiment im Leerlauf bei einer primären Spannung von 6 KV bzw. 30 KV. In den Sternenpunkten der primären bzw. sekundären Wicklungsanordnung (Figur 6) wurde mittels einer Stromquelle ein DC-Anteil zwischen 0,2 und 2 A eingespeist. Als Magnetfeld-Detektor 8 diente eine Sensorspule mit 200 Windungen, die außen am Kern des Transformators angeordnet war und den Streufluss erfasst.
In Figur 7 und in Figur 8 ist jeweils in einem Diagramm das Messergebnis der Versuchsanordnung gemäß Figur 6 protokolliert. In den Diagrammen der Figur 7 und 8 ist der im Sternpunkt eingespeiste Gleichstromanteil (IDC) auf der Ordinate aufgetragen; auf der Abszisse ist der Effektivwert der ersten Oberschwingung (UlOOHz) aufgetragen. Das Diagramm in Figur 7 zeigt den Zusammenhang bei einer Primärspannung von 6 KV, dass Diagramm in Figur 8 bei einer Primärspannung von 30 KV effektiv. Die beiden Diagramme in Figur 7 und 8 zeigen, dass der Zusammenhang zwischen dem Gleichstromanteil (IDC) und der damit einhergehenden Verzerrung (zweite harmonische UlOOHz) mit hinreichender Genauigkeit als linear angesehen werden kann. Im Ergebnis bedeutet dies, das die aus einer Magnetfeld- Messung eines Leistungstransformators ermittelte Kenngröße sehr gut geeignet ist, um eine Steuergröße zu bilden, die einen Gleichfluss-Anteil - unbeschadet seiner Ursache, d.h. auch wenn das Erdmagnetfeld daran beteiligt ist - messtechnisch zu erfassen und zu kompensieren, so dass Betriebsgeräusche und Erwärmung des Transformators gering gehalten werden können.
Zusammenstellung der verwendeten Bezugszeichen
1 Primärwicklung
2 Sekundärwicklung 3 Kompensationswicklung
4 Weichmagnetischen Kern
5 magnetischer Gleichfluss
6 magnetischer Kompensationsflussss
7 Transformatorgehäuse 8 Magnetfeld-Detektor
9 Messleitung, -signal
10 Messleitung, -signal
11 Signalverarbeitungseinheit
12 Strom-Steuereinrichtung 13 Strom-Steuereinrichtung
14 Steuersignal
15 Steuersignal
16 Kompensationsstroms
17 Kompensationsstroms 18 Reaktanzzweipol
19 Differenzverstärker
20 Transformator
21 erster Schenkel des Transformators
22 zweiter Schenkel des Transformators 23 dritter Schenkel des Transformators
24 Kerbfilter
25 Tiefpass
26 Bandpass
27 Integrator 28 Abtast-Haltekreis
29 Hilfswicklung
30 Magnetfeld-Messeinrichtung
31 Rückschluss-Schenkel Joch Strompfad

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer Transformator mit Gleichfluss-Kompensation, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: a) Der Transformator (20) weist einen weichmagnetischen Kern (4) auf, auf dem zusätzlich zu einer primären und einer sekundären Wicklungsanordnung (1, 2) eine Kompensations-Wicklungsanordnung (3) angeordnet ist. b) Die Kompensations-Wicklungsanordnung (3) ist mit einer Strom-Steuereinrichtung (12, 13) verbunden, welche nach Maßgabe eines Steuersignals (14, 15), das eine Magnetfeld-
Messeinrichtung (30) aus einer Messung eines mit einem Strom in der primären oder sekundären Wicklungsanordnung verketteten Flusses bereitstellt, in die Kompensations- Wicklungsanordnung (3) einen
Kompensationsstrom (16, 17) so einspeist, dass dessen Wirkung im Kern (4) einem magnetischen Gleichfluss (5) entgegen gerichtet ist.
2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetfeld-Messeinrichtung (30) aus einer Signalverarbeitungseinheit (11), die mit zumindest zwei Magnetfeld-Detektoren (8) signalleitend verbunden ist, gebildet ist.
3. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Signalverarbeitungseinheit (11) dazu eingerichtet ist, aus jeweils einem vom Magnetfeld- Detektor (8) bereitgestellten Messsignal Oberschwingungen so zu ermitteln, um daraus das Steuersignal (14, 15) für eine Ausregelung des Gleichflusses (5) zu ermitteln.
4. Transformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersignal (14, 15) aus der ersten Oberschwingung (2. Harmonischen) gebildet ist.
5. Transformator nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der zumindest zwei Magnetfeld-Detektoren (8) außerhalb des Kerns (4) angeordnet ist, um einen Streufluss des Transformators (20) zu erfassen.
6. Transformator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Magnetfeld-Detektor (8) als Induktionssonde ausgebildet ist.
7. Transformator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Induktionssonde (8) eine Luftspule ist.
8. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen einer
Kompensations-Wicklung (3) und einer Strom- Steuereinrichtung über einen Strompfad (33) hergestellt ist, der einen Reaktanzzweipol (18), vorzugsweise einen Paralellschwingkreis aufweist.
9. Transformator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (4) drei Schenkel (21, 22, 23) aufweist, von denen zumindest zwei Schenkel (21, 23) mit einer Kompensations-Wicklung (3) versehen sind, und dass jede Luftspule (8) jeweils in einem Spalt, gebildet aus einer Außenumfangsflache und einer umschließenden Kompensations-Wicklung (3) oder einer Wicklung (2), etwa in mittlerer Schenkelhöhe, angeordnet ist.
10. Transformator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (4) drei Schenkel (21, 22, 23) und zwei Rückschluss-Schenkel (31), auf denen jeweils eine Kompensations-Wicklung (3) angeordnet ist, aufweist .
11. Transformator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensations-Wicklung (3) am Joch (32) des Transformators angeordnet ist (Figur 2).
PCT/EP2007/055728 2007-06-12 2007-06-12 Elektrischer transformator mit gleichfluss-kompensation WO2008151661A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/663,710 US8314674B2 (en) 2007-06-12 2007-06-12 Electrical transformer with unidirectional flux compensation
PCT/EP2007/055728 WO2008151661A1 (de) 2007-06-12 2007-06-12 Elektrischer transformator mit gleichfluss-kompensation
CN200780053317A CN101681716A (zh) 2007-06-12 2007-06-12 具有单向通量补偿的电力变压器
EP07730062.2A EP2156448B1 (de) 2007-06-12 2007-06-12 Elektrischer transformator mit gleichfluss-kompensation
ES07730062.2T ES2647679T3 (es) 2007-06-12 2007-06-12 Transformador eléctrico con compensación de flujo continuo

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2007/055728 WO2008151661A1 (de) 2007-06-12 2007-06-12 Elektrischer transformator mit gleichfluss-kompensation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008151661A1 true WO2008151661A1 (de) 2008-12-18

Family

ID=39032325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/055728 WO2008151661A1 (de) 2007-06-12 2007-06-12 Elektrischer transformator mit gleichfluss-kompensation

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8314674B2 (de)
EP (1) EP2156448B1 (de)
CN (1) CN101681716A (de)
ES (1) ES2647679T3 (de)
WO (1) WO2008151661A1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011127969A1 (de) * 2010-04-14 2011-10-20 Siemens Transformers Austria Gmbh & Co Kg Verfahren und vorrichtung zum detektieren einer magnetischen kenngrösse in einem kern
WO2012041368A1 (de) * 2010-09-29 2012-04-05 Siemens Transformers Austria Gmbh & Co Kg Vorrichtung und verfahren zum verringern eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators
WO2012041367A1 (de) * 2010-09-29 2012-04-05 Siemens Transformers Austria Gmbh & Co Kg Anordnung und verfahren zur kompensation eines magnetischen gleichflusses in einem transformatorkern
EP2639800A1 (de) * 2012-03-14 2013-09-18 Siemens Aktiengesellschaft Transformator für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug
EP3021335A1 (de) * 2014-11-11 2016-05-18 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung und Verfahren zur Verringerung eines magnetischen Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators
EP3065150A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-07 Siemens Aktiengesellschaft Transformator sowie Verfahren zum Nachrüsten eines Transformators
CN106463246A (zh) * 2014-06-06 2017-02-22 西门子公司 用于检测在变压器的铁芯中的恒磁通的测量装置
EP3196902A1 (de) * 2016-01-25 2017-07-26 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zur verringerung eines gleichfluss-anteils im weichmagnetischen kern eines transformators
AT519338A1 (de) * 2016-11-15 2018-05-15 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur Verringerung eines Gleichfluss-Anteils im weichmagnetischen Kern eines Transformators

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5044188B2 (ja) * 2006-10-16 2012-10-10 株式会社東芝 静止誘導電気機器の磁束測定装置、磁束測定方法および遮断器の同期開閉制御装置
CN102637513B (zh) * 2012-05-07 2015-05-13 上海电机学院 可改善输出波形的变压器及其改善输出波形的方法
US9159487B2 (en) 2012-07-19 2015-10-13 The Boeing Company Linear electromagnetic device
US9568563B2 (en) 2012-07-19 2017-02-14 The Boeing Company Magnetic core flux sensor
US9947450B1 (en) 2012-07-19 2018-04-17 The Boeing Company Magnetic core signal modulation
US9389619B2 (en) * 2013-07-29 2016-07-12 The Boeing Company Transformer core flux control for power management
US9455084B2 (en) 2012-07-19 2016-09-27 The Boeing Company Variable core electromagnetic device
US9651633B2 (en) 2013-02-21 2017-05-16 The Boeing Company Magnetic core flux sensor
WO2014191023A1 (de) 2013-05-28 2014-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur verringerung eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators
CN103337342A (zh) * 2013-06-20 2013-10-02 山东电力设备有限公司 一种应用在三主柱并联变压器上的消磁线圈结构
US10068698B2 (en) 2013-12-10 2018-09-04 Siemens Aktiengesellschaft Device and method for reducing a magnetic unidirectional flux component of a transformer core
WO2015086047A1 (de) * 2013-12-10 2015-06-18 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und verfahren zur verringerung eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines dreiphasentransformators
EP2905792B1 (de) * 2014-02-06 2016-09-21 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Verringerung eines magnetischen Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators
WO2015139743A1 (en) * 2014-03-19 2015-09-24 Siemens Aktiengesellschaft Dc compensation for high dc current in transformer
EP3076411B1 (de) * 2015-04-01 2017-11-29 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zum verringern eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators
US10403429B2 (en) * 2016-01-13 2019-09-03 The Boeing Company Multi-pulse electromagnetic device including a linear magnetic core configuration
CN106411203B (zh) * 2016-11-07 2019-03-01 西安交通大学 一种磁控式分时复用集成型智能配电变压器
DE102018222183A1 (de) * 2018-12-18 2020-06-18 Siemens Aktiengesellschaft Magnetisch regelbare Drosselspule in Reihenschaltung
US11418031B2 (en) 2020-05-08 2022-08-16 Raytheon Company Actively-controlled power transformer and method for controlling
EP4290538A1 (de) * 2022-06-08 2023-12-13 Hitachi Energy Ltd Transformator mit tertiärwicklung

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1412782A (en) * 1921-01-26 1922-04-11 Gen Electric Stationary induction apparatus
GB2013000A (en) * 1978-01-20 1979-08-01 Hitachi Ltd Dc D.C. magnetic field cancellation circuit
US4346340A (en) * 1980-04-30 1982-08-24 Hackett Jones Francis C Method and means for controlling the flux density in the core of an inductor
JPS5913313A (ja) * 1982-07-13 1984-01-24 Mitsubishi Electric Corp 変圧器の直流偏磁矯正方法
EP0309255A1 (de) * 1987-09-22 1989-03-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Gerät und Verfahren zum Nachweis von magnetischen Gleichstromflussablenkungen eines elektrischen Wandlers

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2297673A (en) * 1940-08-31 1942-09-29 Bell Telephone Labor Inc Voltage regulator
US2297672A (en) * 1940-08-31 1942-09-29 Bell Telephone Labor Inc Voltage regulator
US2617973A (en) * 1950-08-12 1952-11-11 Jr John L Wolff Regulating system
US2761097A (en) * 1953-07-17 1956-08-28 Tourneau Robert G Le Voltage regulating system
US2895103A (en) * 1955-03-12 1959-07-14 Stin Magnetic testing apparatus
US3140439A (en) * 1961-05-16 1964-07-07 Atlas Engineering Co Inc Magnetic amplifier controlled voltage regulating circuit
US3398292A (en) * 1965-07-19 1968-08-20 North Electric Co Current supply apparatus
US3546565A (en) * 1968-10-29 1970-12-08 Sangamo Electric Co Compensation of input direct current component in a current transformer
US3688301A (en) * 1970-10-13 1972-08-29 Takeda Riken Ind Co Ltd Digital-analog converting apparatus
US4339706A (en) * 1975-05-29 1982-07-13 Jodice Controls Corporation Current controlling
US4602212A (en) * 1982-06-14 1986-07-22 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method and apparatus including a flux leakage and eddy current sensor for detecting surface flaws in metal products
US4975649A (en) * 1989-12-18 1990-12-04 Albar, Inc. Method and apparatus for sensing loss of regulation in a ferroresonant transformer
US5225784A (en) * 1991-02-25 1993-07-06 National Research Council Of Canada DC Current comparator circuit for generating an adjustable output proportional to an input signal
US5416458A (en) * 1991-04-25 1995-05-16 General Signal Corporation Power distribution transformer for non-linear loads
US5726617A (en) * 1995-07-31 1998-03-10 General Electric Company Electrical transformer with reduced core noise
US6073493A (en) * 1997-01-10 2000-06-13 Nippon Steel Corporation Method of diagnosing fatigue life of structural steelwork and a member of steelwork having life diagnostic function
US5912553A (en) * 1997-01-17 1999-06-15 Schott Corporation Alternating current ferroresonant transformer with low harmonic distortion
DE19854902A1 (de) 1998-11-27 2000-02-17 Siemens Ag Transformator mit von einer Gleichstromkomponente beaufschlagten Wicklung
ATE218243T1 (de) 1999-03-29 2002-06-15 Abb T & D Tech Ltd Geräuscharmer transformator
SE527406C2 (sv) * 2004-05-10 2006-02-28 Forskarpatent I Syd Ab Förfarande och DC-avledare för skydd av kraftsystem mot geomagnetiskt inducerade strömmar
CN100505120C (zh) * 2004-11-01 2009-06-24 王如璋 具有光信号输出的干式互感器
RU2343623C1 (ru) 2007-12-11 2009-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "АТС-КОНВЕРС" Мостовой инвертор напряжения с защитой трансформатора от одностороннего насыщения

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1412782A (en) * 1921-01-26 1922-04-11 Gen Electric Stationary induction apparatus
GB2013000A (en) * 1978-01-20 1979-08-01 Hitachi Ltd Dc D.C. magnetic field cancellation circuit
US4346340A (en) * 1980-04-30 1982-08-24 Hackett Jones Francis C Method and means for controlling the flux density in the core of an inductor
JPS5913313A (ja) * 1982-07-13 1984-01-24 Mitsubishi Electric Corp 変圧器の直流偏磁矯正方法
EP0309255A1 (de) * 1987-09-22 1989-03-29 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Gerät und Verfahren zum Nachweis von magnetischen Gleichstromflussablenkungen eines elektrischen Wandlers

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GHALAYINI A ET AL: "Mitigating GIC Saturation in Power Transformers", NIHON OYO JIKI GAKKAISHI - JOURNAL OF THE MAGNETIC SOCIETY OF JAPAN, TOKYO, JP, vol. 19, no. 2, 1995, pages 545 - 548, XP008088595, ISSN: 0285-0192 *

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011127969A1 (de) * 2010-04-14 2011-10-20 Siemens Transformers Austria Gmbh & Co Kg Verfahren und vorrichtung zum detektieren einer magnetischen kenngrösse in einem kern
AU2010350863B2 (en) * 2010-04-14 2014-05-29 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Method and apparatus for detecting a magnetic characteristic variable in a core
US8896306B2 (en) 2010-04-14 2014-11-25 Siemens Aktiengesellschaft Method and apparatus for detecting a magnetic characteristic variable in a core
US9183980B2 (en) 2010-09-29 2015-11-10 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement and method for the compensation of a magnetic unidirectional flux in a transformer core
WO2012041368A1 (de) * 2010-09-29 2012-04-05 Siemens Transformers Austria Gmbh & Co Kg Vorrichtung und verfahren zum verringern eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators
WO2012041367A1 (de) * 2010-09-29 2012-04-05 Siemens Transformers Austria Gmbh & Co Kg Anordnung und verfahren zur kompensation eines magnetischen gleichflusses in einem transformatorkern
KR20130099982A (ko) * 2010-09-29 2013-09-06 지멘스 악티엔게젤샤프트 외스터라이히 트랜스포머의 코어 내의 자기 단방향성 플럭스 프랙션을 감소시키기 위한 디바이스 및 방법
KR101720039B1 (ko) 2010-09-29 2017-03-27 지멘스 악티엔게젤샤프트 트랜스포머의 코어 내의 자기 단방향성 플럭스 프랙션을 감소시키기 위한 디바이스 및 방법
US9046901B2 (en) 2010-09-29 2015-06-02 Siemens Aktiengesellschaft Device and method for reducing a magnetic unidirectional flux fraction in the core of a transformer
WO2013135689A1 (de) * 2012-03-14 2013-09-19 Siemens Aktiengesellschaft Transformator für ein elektrisch angetriebenes fahrzeug
EP2639800A1 (de) * 2012-03-14 2013-09-18 Siemens Aktiengesellschaft Transformator für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug
CN106463246A (zh) * 2014-06-06 2017-02-22 西门子公司 用于检测在变压器的铁芯中的恒磁通的测量装置
US10895610B2 (en) 2014-06-06 2021-01-19 Siemens Aktiengesellschaft Measuring arrangement for detecting a magnetic unidirectional flux in the core of a transformer
US10090098B2 (en) 2014-11-11 2018-10-02 Siemens Aktiengesellschaft Arrangement and method for reducing a magnetic unidirectional flux component in the core of a transformer
WO2016074846A1 (de) * 2014-11-11 2016-05-19 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung und verfahren zur verringerung eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators
EP3021335A1 (de) * 2014-11-11 2016-05-18 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung und Verfahren zur Verringerung eines magnetischen Gleichfluss-Anteils im Kern eines Transformators
EP3065150A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-07 Siemens Aktiengesellschaft Transformator sowie Verfahren zum Nachrüsten eines Transformators
WO2016139030A1 (de) * 2015-03-05 2016-09-09 Siemens Aktiengesellschaft Transformator sowie verfahren zum nachrüsten eines transformators
US20180033545A1 (en) * 2015-03-05 2018-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Transformer And Method For Retrofitting A Transformer
US10559420B2 (en) 2015-03-05 2020-02-11 Siemens Aktiengesellschaft Transformer and method for retrofitting a transformer
EP3196902A1 (de) * 2016-01-25 2017-07-26 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung zur verringerung eines gleichfluss-anteils im weichmagnetischen kern eines transformators
US9941046B2 (en) 2016-01-25 2018-04-10 Siemens Aktiengesellschaft Circuit arrangement for reducing a unidirectional flux component in the soft-magnetic core of a transformer
AT519338A1 (de) * 2016-11-15 2018-05-15 Siemens Ag Schaltungsanordnung zur Verringerung eines Gleichfluss-Anteils im weichmagnetischen Kern eines Transformators

Also Published As

Publication number Publication date
US8314674B2 (en) 2012-11-20
ES2647679T3 (es) 2017-12-26
EP2156448B1 (de) 2017-08-16
CN101681716A (zh) 2010-03-24
EP2156448A1 (de) 2010-02-24
US20100194373A1 (en) 2010-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2156448B1 (de) Elektrischer transformator mit gleichfluss-kompensation
EP2558875B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum detektieren einer magnetischen kenngrösse in einem kern
DE3133908C2 (de) Kompensierter Meßstromwandler
DE69920890T2 (de) Stromsensor
DE69423867T2 (de) Gleichstromsensor
EP2044446A2 (de) Stromerfassungsvorrichtung und verfahren zur stromerfassung
EP2914967B1 (de) Gerät zur isolierten messung von strom und verfahren zur isolierten ermittlung von strom
DE102015100924B3 (de) Magnetfeldsensorvorrichtung zur Messung des Stromes durch einen stromführenden Leiter
DE19542899B4 (de) Wechselstromsensor auf der Basis einer Parallelplattengeometrie und mit einem Shunt zur Selbstspeisung
DE102018210466A1 (de) Stromstärkeerfassungsgerät und Messgerät
WO1998045670A1 (de) Magnetisch-induktives durchflussmessgerät für strömende medien
DE10041672C2 (de) Magnetanordnung mit einem zusätzlichen stromführenden Spulensystem und Verfahren zu deren Dimensionierung
DE102007032300A1 (de) Stromsensor zur Gleich- oder Wechselstrommessung
WO2015071102A1 (de) Vorrichtung, anordnung und verfahren zur messung einer stromstärke in einem stromdurchflossenen primärleiter
DE2617624A1 (de) Linearisierung fuer induktiven stellungsgeber
DE1959406A1 (de) Wirbelstrommessvorrichtung
EP2992337B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung und strommessung an einer magnetisch vorgespannten drossel
DE102005011227A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln von magnetischen Kenngrößen
CH704267A2 (de) Vorrichtung zur messung der flussdichte im magnetkreis von mittelfrequenz-hochleistungstransformatoren.
DE2927348A1 (de) Wechselstromzaehler
DE102016110187B4 (de) Messvorrichtung und Messverfahren zur Strommessung
WO2022253822A1 (de) Magnetkern für stromsensoren
DE3918100C2 (de)
AT326184B (de) Anordnung zum berührungsfreien messen des lotrechten abstandes zwischen einem elektromagneten und einer ankerschiene eines elektromagnetischen trag- oder führungssystems
EP2315044B1 (de) Differenzmagnetometersonde

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780053317.X

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07730062

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2007730062

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007730062

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 7483/DELNP/2009

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12663710

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009149626

Country of ref document: RU