Stromwandler, richtiger Einbau

[tubalcaines]

Hallöchen =)

Ich habe eine Frage oder eher ein kleines Problem mit den Stromwandlern.
Für mein Schulprojekt sollte ich mich mit ihnen auseinander setzen und hab soweit eigentlich auch alles verstanden. Denk ich zumindest :S

Dann bekam ich folgende Aufgabenstellung:
"Wie kann man Stromwandler auf richtigen Einbau hin überprüfen?"
Sprich, wie kannman bei einem eingebaten Wandler überprüfen, ob er richtig eingebaut und angeschlossen ist?
Anhand des Verhältnisses der Phase des Sekundärstroms, der durch die Induktion entsteht, zur Phase des Strom durch die Primärwicklung.
Das wäre zumindest eine Möglichkeit.
Oder mit einem Zeigeramperemeter und einer Batterie.
Dafür würde ich einfach einen Draht an den Stromwandler schließen (wie genau ist dabei erst einmal egal) und über diesen Draht dann eine 9V Batterie, an den Wandler dann noch sekundärseitig ein Zeigeramperemeter. Ich weiß, dass nur bei Änderung des Magnetfeldes eine Spannung induziert und sekundärseitig ein Strom fließen kann.
Das wäre beim anschließen der Batterie und dann beim 'entfernen'/ Trennen der Batterie der Fall.
Wenn der Wandler richtig herum angeschlossen ist, dann fließt primärseitig ein positiver Strom und das Messgerät müsste kurzzeitig in den negativen Bereich ausschlagen.
Wieso das so sein muss versteh ich auch, Lenzsche Regel, Strom muss entgegengereichtet sein usw.
Wenn ich jetzt aber die Batterie wieder entfernen würde, dann müsste der Zeiger des Messgeräts ja in positive Richtung ausschlagen.
Das versteh ich nicht. Wieso wäre das so?

Und was für ein Messgerät müsste man verwenden? Also wie genau müsste es sein? Selber würde ich sagen sehr genau, da der Sekundärstrom doch recht gering sein sollte.
Aber nach welchen Kriterien man das Amperemeter (mit Zeiger am Besten) aussucht weiß ich nicht..

Danke schon einmal für die Hilfe und ich hoff man versteht was genau ich meine

Liebe Grüße,
Meri

[der mit den kurzen Armen]

Also Stromwandler(besser gesagt Meßwandlertransformatoren) arbeiten prinzipiell als Trafo.
Zu ihrer Besonderheit ist zu sagen das sie auf eine Bürde arbeiten. Die Bürde stellt einen sehr niederohmigen Arbeitswiderstand dar. Aus diesem Grund wird der Wandler "fast" im Kurzschluss auf der Sekundärseite betrieben. Der Wandler soll Primär und Sekundärseitig Phasengleich laufen. Bei einem Trafo gilt die Transformatorengleichung
Uprimär:Nprimär= Usek:Nsek daraus folgt das sich die Ströme umgekehrt proportional zu den Windungszahlen verhalten. Ein hoher Primärstrom bei kleiner Primärspannung wird zu einem kleinem Sekundärstrom bei hoher Sekundärspannung. Deshalb wird ein Wandler zum Messen hoher Wechselströme eingesetzt Beispiel: 100A Primär ergeben 5 A sekundär.
Für Gleichströme ist der Wandlertrafo ungeeignet, da nur bei Stromänderungen ein Sekundärstrom induziert wird.
Zum Prüfen wird der Wandler mit einem bekanntem Messstrom primär beaufschlagt und der Sekundärstrom gemessen. Die Phasengleichheit kann zb mit dem Oszillographen verglichen werden.
Für Gleichspannungen und Gleichströme werden keine Wandlertrafos eingesetzt dort benutzt man den Hall Effekt http://de.wikipedia.org/wiki/Hall-Effekt

[anders]

Für Gleichspannungen und Gleichströme werden keine Wandlertrafos eingesetzt dort benutzt man den Hall Effekt http://de.wikipedia.org/wiki/Hall-Effekt

Oder den Faraday-Effekt. http://de.wikipedia.org/wiki/Faraday-Effekt
Da der Faraday Effekt ein magnetooptischer ist, kann man das benötigte polarisierte Licht über eine beliebig lange Glasfaser in den Sensor einspeisen und ableiten. Dadurch sind derartige Stromsensoren auch für höchste Spannungen geeignet, z.B. an Freileitungen.

[tubalcaines]

Erst einmal Danke an euch beide!:)

Für Gleichströme ist der Wandlertrafo ungeeignet, da nur bei Stromänderungen ein Sekundärstrom induziert wird

Frage dazu: Man müsste doch dennoch beim Anschließen oder Trennen einer Batterie als Spannungsquelle kurzzeitig einen Sekundärstrom fließen, oder?

Zum Prüfen wird der Wandler mit einem bekanntem Messstrom primär beaufschlagt und der Sekundärstrom gemessen. Die Phasengleichheit kann zb mit dem Oszillographen verglichen werden.

Sprich, ich schließe primärseitig einfach einen mir bekannten wechselstrom an, z.B 10 Ampere und sehe dann am Oszilloskop den sinusförmigen Primär- und den Sekundärstrom?
Und kann sicher sein, dass wenn die beiden Kurven invertiert sind, alles passt?
Dann wäre es doch einfacher mit einer Meßspule zu hantieren und einfach Saft auf den Wandler zu geben und dann zu vergleichen.
Eien konstant Stromquelle anschließen müsste ja sonst ebenso nur beim Ein und Ausschalten etwas bewirken..

Gruß

[der mit den kurzen Armen]

Dir ist die Funktion eines Trafos aber bekannt?
Stromwandler sind nichts anderes!

Sprich, ich schließe primärseitig einfach einen mir bekannten wechselstrom an, z.B 10 Ampere und sehe dann am Oszilloskop den sinusförmigen Primär- und den Sekundärstrom?
Und kann sicher sein, dass wenn die beiden Kurven invertiert sind, alles passt?

Die Primär und die Sekundärströme sollen Phasen gleich sein. Wenn sie invertiert sind, sind sie es nicht!
Jeder Wandler hat ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis zB 100/5A das bedeutet 100A Primärstrom werden zu 5 A Sekundärstrom. In der Regel besteht bei einem Wandler die Primärspule nur aus einer einzigen Windung die durch den Kern geht.
Es gibt auch Wandler die primärseitig 1000A auf 5 A wandeln. Mit den Induktionsgesetzen solltest du dich noch mal befassen, dann wird dir auch klar warum es keine Gleichspannungstrafos gibt!

[winnman]

Der TE hat ja auch nicht geschrieben, dass er damit Gleichstrom messen will!

Es geht um die Stromrichtungs -Richtige Einbaulage!

Also ob K/L und k/l (heute S1/S2) richtig angeschlossen sind.

Das kann sehr wohl mit Gleichspannung geprüft werden.
Wie der TE schreibt beim schließen und öffnen des DC Stromkreises wird am Wandlerausgang gemessen.

Es sollte bei Anlegen des DC Primärstroms (+aufK, -auf L) eine Positive Flanke von k nach l zu messen sein, bei unterbrechen des DC Primärstroms muss ein negativer Ausschlag zu messen sein.
Gemessen kann das mit einem Voltmeter bei offenem Wandlerstromkreis oder mit einem empfindlicheren Strommesser im geschlossenen Strompfad werden.

[anders]

Man müsste doch dennoch beim Anschließen oder Trennen einer Batterie als Spannungsquelle kurzzeitig einen Sekundärstrom fließen, oder?

Ja, das passiert auch. Winnman schrieb es bereits.
Allerdings ist ein Stromwandler kein Spannung in Strom Wandler!
Also immer schön aufpassen mit den Ausdrücken, denn so etwas gibt es auch.


Ob dein Anzeigeinstrument den kurzen Moment auch mitbekommt, ist eine andere Sache.
Jedenfalls gibt es für Oszilloskope Tastköpfe auf Stromwandlerbasis, die bis zu 2 GHZ brauchbar sind: http://www.tek.com/sites/tek.com/files/ ... 2572-3.pdf
http://www.tek.com/sites/tek.com/files/ ... 5081_2.pdf
Die Preise liegen bei etwa 700 US$.
Für Tastköpfe, die auch noch Gleichstrom messen können, sind , wenn sie sehr genau sind, bis zu 4000 US$ fällig: http://www.tek.com/sites/tek.com/files/ ... 0815-3.pdf

ich schließe primärseitig einfach einen mir bekannten wechselstrom an, z.B 10 Ampere und sehe dann am Oszilloskop den sinusförmigen Primär- und den Sekundärstrom?

Oszilloskope messen in aller Regel nur Spannung.
Was du da siehst, ist also die durch den Sekundärstrom am Bürdenwiderstand hervorgerufene Spannung.
Wenn du den Bürdenwiderstand weglässt, kann die Sekundärspannung so hoch werden, daß das Oszilloskop daran stirbt!

[winnman]

Die beschriebene Vorgehensweise mit der Batterie ist in Energieanlagen durchaus gängi!

Es dient der Kontrolle der Verderahtung da in aufgebauten Anlagen vor der Inbetriebnahme sichergestellt werden muss, dass die Stromwandler richtig verdrahtet sind.
Eine Sichtkontrolle ist nicht immer möglich, daher diese Vorgehensweise.

Bei Inbetriebnahme fließen teilweise noch keine Messrelevanten Ströme, daher kann zu diesem Zeitpunkt oft keine andere Messung durchgeführt werden.
Fließen Messrelevante Ströme kann meist nicht mehr so einfach abgeschaltet werden.

Als einzige Alternative kommt eine Einspeisung mit Wechselstrom auf der Primärseite in Frage (über entsprechende Transformatoren) die bis über den Nennstrombereich der Anlage gehen. Damit können dann auch die Schutzrelais mit Echtwerten geprüft und die Auslösezeiten gemessen werden.

Methoden mit Oszis, sind im allgemeinen bei Energieanlagen nicht sinnvoll. Besser sind hier dann Geräte zur Netzanalyse oder Spezialgeräte (suche mal nach OMICRON) zu verwenden.

[winnman]

und zu anders:

Wird mit Oszis an Wandlerkreisen gemessen an denen Schutzrelais angeschlossen sind, dann können diese durchaus den Wandlerkreis ganz dubios belasten.
Das geht von einfacher Verzerrung der Sinusform bis zum überlagern mit Strömen höherer Frequenz.
Was man da misst, ist manchmal erheblicher Mist!

Also Oszi im Wandlerkreis nur mit "Analogen" Endgeräten (Ampermeter, Ferrariszähler, Lastwiderstand" alles Andere kann interessante Ergebnisse liefern.

[tubalcaines]

Es sollte bei Anlegen des DC Primärstroms (+aufK, -auf L) eine Positive Flanke von k nach l zu messen sein, bei unterbrechen des DC Primärstroms muss ein negativer Ausschlag zu messen sein.

Frage dazu wäre, das von dir beschrieben bezieht sich dann auf den Ausschalg eine Voltmeters ODER Strommessers? Oder doch nur auf eins von beiden?
Weil ich wie oben gesagt dachte, dass bei richtigem Anschluss des Wandlers ein negativer Ausschlag des an den Sekundäranschlüssen angeschlossenen Strommessers zu sehen wäre.

Ob dein Anzeigeinstrument den kurzen Moment auch mitbekommt, ist eine andere Sache.

Das auch mein Problem jetzt °~° es muss schon ein Gleichstrommessgerät sein oder?
Zum Beispiel: Analogmultimeter Drehspulenmessgerät kann von 10 μA bis 10 A anzeigen.
Aber der Zeiger kann nur in eine Richtung ausschlagen..
Dieses DC Ammeter hat jetzt eine skala die auch in den 'negativen' Bereich geht, hier wäre also so ein Ausschlag möglich nur bezweifel ich, dass die Skala fein genug ist.
Wo findet man genauere Messgeräte die in zwei richtungen ausschlagen können? (Der Preis spielt dabei keine Rolle)

Ich schau mich jetzt mal auf der Seite von Omicron um, der Tipp war sehr gut!


Noch einmal Danke und Danke im Voraus :)

[anders]

Aber der Zeiger kann nur in eine Richtung ausschlagen..

Ach, meist kann sich der Zeiger noch 1mm nach links bewegen, bevor an einen Anschlag kommt. Das kann man ganz gut sehen.
Manchmal kann man auch mit der mechanischen Nullpunktsjustage die Ruhelage des Zeigers etwas nach rechts verschieben.
Richtiger sind natürlich Instrumente mit dem Nullpunkt in der Mitte, die man auch problemlos kaufen kann.
Waren früher oft in UKW-Radios als Abstimmanzeiger drin.
Da auf der Sekundärseite die Spannung recht hoch werden kann, wäre heute auch an eine Antiparallelschaltung von einer roten und einer grünen oder blauen LED zu denken. Moderne Typen sind so gut, dass sie selbst bei 1mA deutlich sichtbar sind. Als Impulsstrom sind gewöhnlich 50mA zulässig.

Wenn du nur die Phase bestimmen willst, reicht das, aber wenn du messen willst, musst su schon etwas besseres haben,
Es gibt auch heute noch deutsche Firmen, die gute Drehspulinstrumente herstellen. Natürlich bekommt man die nicht für 2,50 wie die asiatische Billigware.
Z.B: https://www.distrelec.de/drehspulinstru ... r-dc/gmc/p

[UdoausLu]

Hallo
Habe aus einem ABB Handbuch mal was ausgegraben

Quelle : ABB Handbuch Feldleit- und Schutzgerät REF542 (SCU)

[tubalcaines]

Ihr seid Klasse :)

Vielen Dank, dann hab ich jetzt auch keine Fragen mehr

Thema hat sich dann erledigt