电功率变压器的绕组温度的表示和显示的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于表示和显示电功率变压器的绕组温度的装置以及一种对此适用的电路。本发明在此基于的一般构思在于，使用CT信号电流不仅用于馈给例如探测器的热电阻，而且对于CT信号电流将能量变压地通过按照本发明的电子电路解耦也用于馈给连接的测量仪器，从而可以由此最终取消单独的能源。对此将一个在下文中称为取样变压器的变压器的初级绕组接入到CT信号电流中并且限制在所述取样变压器的初级绕组和次级绕组上形成的电压，其方法是：一旦相应的半波达到一个阈值，一个通过两个并联连接的二极管触发的三端双向可控硅开关就短接并且仅仅又随CT信号电流的下一电流交零而打开。
【专利说明】电功率变压器的绕组温度的表示和显示
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于表示(Nachbilden)和显示电功率变压器的绕组温度的装置以及一种对此适用的限制电路。
【背景技术】
[0002]人们将设计用于在电能网络中的大功率的变压器称为功率变压器。这些功率变压器在此部分地经受强烈的物理负载，该物理负载例如可归因于大的负载电流。随之可能发生在功率变压器之内过度的老化现象并继而损坏，其随之带来对于运行安全性的严重后果。但是不仅仅运行安全性、而且还有该昂贵的投资物品的寿命显著地依赖于每个单个功率变压器的尽可能经济的运行。确保功率变压器的顺利运行的一种可能性在于，监控功率变压器的绕组温度。
[0003]为了表示并且显示功率变压器的绕组温度，例如由DE19648332已知一种方法，其中，由用于冷却功率变压器的冷却剂的温度和电加热器的温度形成测量的并且显示的温度，该电加热器本身又被供给与功率变压器的负载成比例的电流。为了温度测量而使用一种温度计，该温度计具有一个空心的探测器、一个通过毛细管与探测器连接的用于操作机械显示装置的测量转换器和多个开关，其中，探测器、毛细管和测量转换器的相互连接的空腔形成一个封闭的压力腔，该压力腔填充以测量介质，所述测量介质的体积根据温度而变化。借助于探测器直接测量功率变压器的冷却剂的温度，并且通过借助于浸入到测量介质中的电加热器给测量介质进行与冷却剂的温度测量分离的直接加热，产生相应于功率变压器的绕组温度的附加的测量压力。
[0004]该电加热器设置在一个隔离的加热腔中，该加热腔优选通过毛细管连接在探测器和测量转换器的压力腔上。
[0005]由DE8911078U1已知另一种由现有技术已知的方法，该方法涉及在功率变压器上的绕组温度的间接测量。在该方法中，在用于安装到一个填充以液体的变压器容器中的浸没式套管中设置有一个空心的探测器，该探测器由隔离软管包围，该隔离软管又以热电阻缠绕，所述电阻本身由另外的隔离软管包裹。借助于变流器将与变压器的负载成比例的电流(在以下称为CT信号电流)被引导通过热电阻，所述信号电流的大小如此按热电阻和朝向探测器和冷却剂的热传输进行调节，使得由探测器测量的温度等于功率变压器的相应的平均或最大的绕组温度。
[0006]浸没式传感器在此如此安装在变压器容器中，S卩，浸没式套管浸没在变压器的冷却液中。在此，在变压器绕组与冷却液之间的温度差依赖于在该绕组中的相应的电流。因此，变压器配属有一个变流器，该变流器检测流过变压器的电流作为CT信号电流。该变流器的CT信号电流现在与流过变压器的电流成比例。所谓的CT信号电流随后流过热电阻，该热电阻配属给温度传感器并且由此相对于实际测量的油温度产生一个与相应变压器负载对应的显示曲线。基于在投入运行之前进行的校准，人们可以通过该间接的方式获得在功率变压器的给出的电流负载的情况下平均或最大绕组温度的显示，也就是说将后置于加热的温度传感器的显示装置显示到在功率变压器内的过程的热图像中。该显示可以随后在相应放大测量信号之后在一个或多或少远离的控制台中实现。备选地也可能的是，在控制和调节设备中进一步电子处理涉及的测量值，例如处理为视觉和/或听觉警告信号。不过，CT信号电流的所有这些评价电路在此自然需要分别的能量供给。
[0007]电功率变压器的绕组温度的这种类型的表示和显示已经在实践中得到证明、然而具有如下缺点，即，测量、评估、分析或显示CT信号电流电路的电流的评价电路必须由与CT信号电流分离的源供给以对于其自身需求需要的能量。对此总是需要的是，除了用于馈给热电阻的CT信号电流电路的导线之外安装至少一个另外的引导供给能量的导线以及设立分离的能源。不过在引导高压的装置的范围中，这意味着不仅仅是极大的成本耗费，而且还有关于被馈给的测量仪器的电磁影响的附加的风险。对于这些风险，又只可以通过极大的安全技术上的耗费进行弥补。
【发明内容】
[0008]因此本发明的任务在于，提出一种用于表示和显示电功率变压器的绕组温度的装置，该装置不需要附加的能源用来供给用于评价CT信号电流的测量仪器。
[0009]该任务通过一种具有第一权利要求的特征的用于表示和显示电功率变压器的绕组温度的装置解决。从属权利要求在此涉及本发明的特别有利的进一步改进方案。
[0010]本发明在此基于的一般构思在于，使用CT信号电流不仅用于馈给例如探测器的热电阻，而且对于CT信号电流将能量变压地通过电子限制电路解耦也用于馈给连接的测量仪器，从而可以由此最终取消单独的能源。对此将一个在下文中称为取样变压器(Entnahme-transformator)的变压器的初级绕组接入到CT信号电流中并且限制在所述取样变压器的初级绕组和次级绕组上形成的电压，其方法是:一旦相应的半波达到一个阈值，一个通过两个并联连接的二极管触发的三端双向可控硅开关就短接并且仅仅又随CT信号电流的下一电流交零而打开。按照本发明因此不再需要附加的导线或能源用于馈给评价电路。此外，连接的评价电路的馈给完全与CT信号电流完全电隔离。由此显著减小了电磁干扰引入到评价电路中的风险，这提高了使用的构件的可靠性和寿命并因此降低了成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]随后应该根据附图还要示例性地进一步阐明本发明。其中:
[0012]图1示出一种由现有技术已知的用于表示和显示电功率变压器的绕组温度的装置，如在DE8911078U1中所述的那样；
[0013]图2示出一个按照本发明的、用于表示和显示电功率变压器的绕组温度的装置；
[0014]图3示出一种特别适合于运行按照本发明的装置的限制电路。
【具体实施方式】
[0015]图1示出了一个由现有技术已知的装置I的示意的结构，该装置为了馈给CT信号电流评价电路2而需要一个单独的能源3。例如由DE8911078U1已知这样的装置I。用于馈给评价电路2的单独的能源3可以是例如电网件。此外，例如以变流器的形式分接(截取)考虑用于评价的真正的CT信号电流，该变流器便作为用于评价电路2的CT信号电流源4起作用。该配属给未示出的变压器的变流器检测流过该变压器的电流作为CT信号电流。该CT信号电流与流过该变压器的电流成比例。CT信号电流随后流过配属给温度传感器的探测器的热电阻，该探测器因此最后间接地显示实际的油温度的相应于变压器负载的显示曲线。附加地也考虑通过变流器分接的CT信号电流同样作为CT信号源4，以便借助于外部供电的评价电路2表示实际的油温度的显示曲线。
[0016]图2示出了一个按照本发明的装置5，该装置为了馈给CT信号电流评价电路2不是必须如在图1中那样通过单独的能源3供给能量，而是借助于一个电气限制电路6，该限制电路将在图3中进一步详细阐述。CT信号电流源4的分接在此例如也可以通过由现有技术已知的变流器实现。
[0017]图3示出了电气限制电路6的结构，该电气限制电路在其中一侧以端子Xl和X2连接到CT信号电流源4上，而其在另一侧借助于端子X3和X4与真正的评价电路2电连接。此外设有一个设有初级侧7和次级侧8的取样变压器LI。在此，初级侧7具有连接端7.1和7.2，而在次级侧8设有连接端8.1和8.2。取样变压器LI在电流上升时在CT信号电流的交零之后首先在初级侧7流过并且将该电流变换到其次级侧8。该正的半波通过一个与初级侧7串联连接的二极管Dl被提供给一个电容器Cl并且给该电容器充电。如果在连接端8.1和8.2之间的电压的数值超过通过Z形二极管装置D4和双向二极管T2的门电压限定的值，那么由此将取样变压器LI的次级侧8短路。由此在初级侧7上的电压降也下降到通过取样变压器LI的初级阻抗的欧姆部分以及通过CT信号电流的值确定的程度。
[0018]这造成的后果是，能量取样在正的半波时限制为流到电容器Cl的充电中的能量。在负的半波时没有能量通过端子X3和X4导入到随后的评价电路2中，人们可以通过使用整流桥在需要时进一步对此进行优化。如果现在在当前电流的再次上升时在CT信号电流的正弦曲线的走向中通过取样变压器LI的初级侧7的欧姆部分在其上形成的电压超过一个确定的值，那么由此将取样变压器LI在其初级侧7短路。该电压通过两个接入到三端双向可控硅开关D5的门路段中的反向并联的二极管D2和D3的击穿电压以及与这两个二极管D2和D3电连接的三端双向可控硅开关D5的门电压确定。换句话说:如果流过三端双向可控硅开关D5的门的电流值超过触发阈值，那么该三端双向可控硅开关便准确地短路取样变压器LI的初级侧7。如果在Xl与X2之间的电压按照数值超过二极管D3 (正半波)或D2 (负半波)的击穿电压加上三端双向可控硅开关D5的门阈值电压的和，就是这样的情况。
【权利要求】
1.用于表示和显示电功率变压器的绕组温度的装置，其中， 变流器设置在功率变压器的绕组上，使得该变流器分接流过功率变压器的绕组的电流作为CT信号电流； 所述变流器的输出端与设置在填充油的浸没式套管之内的加热元件电连接，使得所述加热元件是可被施加所述CT信号电流的； 在所述填充油的浸没式套管之内还设置有探测器，所述探测器与构成为用于显示测量值的评价电路(2)电连接，使得由此可产生所述功率变压器在密封封闭的浸没式套管之内的热量关系的图像，所述图像借助于所述评价电路(2)是可显示的； 并且所述评价电路(2)的能量供给通过连接到所述变流器至所述评价电路(2)的电连接中的电气限制电路实现，所述电气限制电路同样从所述变流器分接对于所述评价电路所需的电能。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于， 所述电气限制电路(6)具有可电连接到CT信号电流源(4)上的端子(XI和X2)以及可电连接到所述评价电路(2)上的端子(X3和X4)； 所述电气限制电路(6)具有装备有初级侧(7)和次级侧(8)的取样变压器(LI)，其中，在所述初级侧(7)上设有连接端(7.1和7.2)，而在所述次级侧(8)上设有连接端(8.1和.8.2)， 与所述取样变压器(LI)的所述初级侧7反向并联设置的各二极管(D2和D3)与三端双向可控硅开关(D5)电连接； 并且二极管(D1)、电容器(Cl)、双向二极管(T2)以及Z形二极管装置(D4)与所述次级侧(8)电连接。
【文档编号】H01F27/40GK103703350SQ201280034819
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年5月25日 优先权日:2011年7月14日
【发明者】S·霍伦德, M·库比切克 申请人:赖茵豪森机械制造公司