Effiziente Vormessung von Spannungswandlern

Wie lassen sich Spannungswandler effizienter und automatisiert vormessen? Ein Projekt mit der Pfiffner Messwandler AG entwickelt eine Umschaltmatrix, die Messleitungen und Bürden automatisch auf die richtigen Anschlüsse schaltet.

Die Pfiffner Messwandler AG stellt Messwandler für die Nieder-, Mittel- und Hochspannung her. Damit die technischen Anforderungen eingehalten werden, wird jeder Wandler ausführlich überprüft. Bei Spannungswandlern muss insbesondere das Übertragungsverhalten der Spannung kontrolliert werden. Je nach Anforderung werden Genauigkeit, Spannung und angeschlossene Bürden in verschiedenen Kombinationen gemessen

Technologie:

Bei der Vormessung von Spannungswandlern wird die Spannung über einen Eichwandler und eine Messbrücke überprüft. Dabei müssen verschiedene Messpunkte, Bürden und Anschlüsse berücksichtigt werden. Das manuelle Umschalten dieser Verbindungen ist aufwendig, fehleranfällig und kostet Zeit.

Da ein Spannungswandler mehrere Sekundärwicklungen mit unterschiedlichen Anforderungen haben kann, steigt der Aufwand bei der Prüfung zusätzlich. Genau hier setzt die entwickelte Lösung an.

Kern des Projekts ist eine automatische Umschaltmatrix. Sie schaltet Messleitungen und Bürden selbstständig auf die passenden Anschlüsse des Wandlers. Dadurch muss nicht mehr manuell umgeschaltet werden.

Das System wurde in einen 19-Zoll-Baugruppenträger integriert. Je nach Anwendung kann es mit bis zu 13 Relais-Karten ergänzt werden. Damit ist die Lösung modular aufgebaut und für verschiedene Prüfanforderungen erweiterbar.

Eine Relais-Karte verfügt über zwei Messkanäle und zwei Lastkanäle. Damit kann nach der Vierleitermessmethode gemessen werden. Über 38 Relais lassen sich die Kanäle flexibel auf unterschiedliche Geräte schalten.

Anschliessbar sind bis zu sechs Bürden, eine Messbrücke und ein Widerstandsmessgerät. Die Karte ist für 400 V und 16 A ausgelegt. Damit deckt sie die Anforderungen der Vormessung ab und ermöglicht eine strukturierte, automatisierte Prüfung.

Ein Spannungswandler ist im Grundsatz ein Transformator. Er wandelt hohe Spannungen auf eine für Messinstrumente geeignete Grösse um. Auf der Sekundärseite liegt die Spannung meist bei rund 100 V. Die angeschlossene Last, auch Bürde genannt, entspricht der Impedanz des Messsystems und liegt häufig im Bereich von etwa 10 VA bis 200 VA.

Ein Wandler kann mehrere Sekundärwicklungen besitzen. Diese können unterschiedliche Anforderungen erfüllen und müssen entsprechend geprüft werden. Das im Projektposter gezeigte Schema verdeutlicht einen Spannungswandler mit fünf Sekundärwicklungen.

Ziele

Das Ziel des Projekts bestand darin, die Vormessung von Spannungswandlern effizienter, sicherer und weniger fehleranfällig zu machen. Die automatische Umschaltmatrix soll den Prüfprozess vereinfachen, manuelle Eingriffe reduzieren und die Messabläufe besser standardisieren.

Ergebnisse

Im Rahmen des Projekts wurde eine Umschaltmatrix entwickelt und in einem 19-Zoll-Baugruppenträger aufgebaut. Das System kann Messleitungen und Bürden automatisch auf die richtigen Anschlüsse schalten. Durch die modulare Bauweise mit Relais-Karten lässt sich die Lösung je nach Anwendung erweitern.

Die entwickelte Relais-Karte ermöglicht Messungen mit zwei Messkanälen und zwei Lastkanälen. Über 38 Relais können verschiedene Messgeräte und Bürden flexibel verbunden werden. Damit wurde eine technische Grundlage geschaffen, um die Vormessung von Spannungswandlern effizienter zu gestalten.

Projektteam

Die Arbeit wurde von Simon Röthlisberger durchgeführt. Auftraggeber war die Pfiffner Messwandler AG in Hirschthal. Betreut wurde das Projekt von Prof. Dr. Georg Traxler-Samek und Dr. Christian Stamm.

Auftraggeber des Projekts war die Pfiffner Messwandler AG.

Fazit