用于功能監(jiān)控分級(jí)開關(guān)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于功能監(jiān)控借助電機(jī)驅(qū)動(dòng)器操縱的分級(jí)開關(guān)的方法，該分級(jí)開關(guān)用于在分級(jí)變壓器的線圈抽頭之間進(jìn)行不間斷轉(zhuǎn)換。在開始實(shí)際負(fù)荷轉(zhuǎn)換之前，使分級(jí)開關(guān)首先優(yōu)選朝隨后負(fù)荷轉(zhuǎn)換的相反方向運(yùn)動(dòng)一個(gè)微小量。在此檢驗(yàn)分級(jí)開關(guān)是否運(yùn)動(dòng)，即是否離開了其之前的穩(wěn)態(tài)位置，和/或在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上的轉(zhuǎn)矩是否超過(guò)了預(yù)先確定的極限值。只有在肯定的檢驗(yàn)之后才進(jìn)行實(shí)際負(fù)荷轉(zhuǎn)換。
【專利說(shuō)明】用于功能監(jiān)控分級(jí)開關(guān)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于功能監(jiān)控分級(jí)開關(guān)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 也被稱為負(fù)荷分級(jí)開關(guān)的分級(jí)開關(guān)是一些用于在分級(jí)（調(diào)節(jié)）變壓器的線圈抽頭 之間進(jìn)行不間斷轉(zhuǎn)換的已知裝置。它們與分級(jí)變壓器一起用于公共的或工業(yè)的能量供應(yīng)和 能量分配網(wǎng)的電壓調(diào)節(jié)。分級(jí)開關(guān)通常通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行操縱，在每次從一個(gè)線圈抽頭 轉(zhuǎn)換到另一個(gè)線圈抽頭上時(shí)，都操縱電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，并且其本身以確定的設(shè)備特定的開關(guān)順 序操縱選擇器觸點(diǎn)、預(yù)/粗選器觸點(diǎn)以及負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點(diǎn)。分級(jí)開關(guān)是用于無(wú)缺陷能量 供應(yīng)的重要設(shè)備，對(duì)于這些設(shè)備來(lái)說(shuō)，定期的功能監(jiān)控是有意義的而且在許多情況下甚至 是必須的，以便及時(shí)地識(shí)別出功能失靈并且能夠同時(shí)引入相應(yīng)的補(bǔ)救措施或者還有安全措 施。
[0003] 由DE 197 44 465 C1已知一種用于監(jiān)控分級(jí)開關(guān)的方法，在該方法中，在負(fù)荷轉(zhuǎn) 換期間，即在操縱分級(jí)開關(guān)期間，測(cè)量在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)中的電壓和電流的有效 值并且根據(jù)這些值計(jì)算有效功率，并且由此再次求出轉(zhuǎn)矩。同時(shí)，在這些已知的方法中，在 轉(zhuǎn)換期間對(duì)分級(jí)開關(guān)的各個(gè)當(dāng)前位置進(jìn)行位置檢測(cè)；接下來(lái)，分別將求出的轉(zhuǎn)矩分配給其 中出現(xiàn)了這些轉(zhuǎn)矩的位置。將這些值對(duì)與預(yù)先存儲(chǔ)的額定值對(duì)進(jìn)行比較。在實(shí)際值與額定 值的偏差超過(guò)一定閾值的情況下，生成信息，在極端情況下關(guān)閉分級(jí)開關(guān)。
[0004] 由DE 197 46 574 C1已知另一種此類方法。在該方法中，在操縱負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)時(shí)， 整個(gè)開關(guān)順序被分割成一些確定的區(qū)域，即所謂的"窗口";在每個(gè)窗口中，將針對(duì)相應(yīng)窗口 的實(shí)際值和額定值分開地相互進(jìn)行比較。這種作為"窗口技術(shù)"已知的方法由 申請(qǐng)人:在由 其出售的設(shè)備系列TAPGUARD?的監(jiān)控設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。
[0005] 這些已知方法無(wú)例外回溯地工作。在一個(gè)線圈抽頭上到一個(gè)新的線圈抽頭上的負(fù) 荷轉(zhuǎn)換中，首先存儲(chǔ)整個(gè)轉(zhuǎn)矩變化曲線。在負(fù)荷轉(zhuǎn)換完成之后，可以比較相應(yīng)的實(shí)際值與額 定值。這在"窗口技術(shù)"中也正好適用。在這里各個(gè)窗口的值比較也只在開關(guān)結(jié)束之后才 進(jìn)行。
[0006] 換言之：如果在負(fù)荷轉(zhuǎn)換期間出現(xiàn)故障，這些已知方法雖然能夠通知該故障并且 阻止其他將來(lái)的操縱，但觸發(fā)相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)的故障自身不再可能是"不曾發(fā)生"。這在極 端情況下可能由于該故障而導(dǎo)致?lián)p壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的任務(wù)在于，提供一種用于功能監(jiān)控分級(jí)開關(guān)的改進(jìn)方法。
[0008] 該任務(wù)通過(guò)具有第一權(quán)利要求的特征的方法得以解決。從屬權(quán)利要求特別涉及方 法的有利的擴(kuò)展方案。
[0009] 總體的發(fā)明思想在于，已在設(shè)定的負(fù)荷轉(zhuǎn)換開始之前就檢測(cè)并監(jiān)控分級(jí)開關(guān)的當(dāng) 前狀態(tài)繼而確保在功能失靈時(shí)絕不能首先開始實(shí)際負(fù)荷轉(zhuǎn)換。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明，這通過(guò)這樣的方式實(shí)現(xiàn)，即在開始負(fù)荷轉(zhuǎn)換之前，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器首先驅(qū) 動(dòng)分級(jí)開關(guān)一個(gè)微小量，在該微小量情況下，還沒有對(duì)單個(gè)觸點(diǎn)進(jìn)行操縱。
[0011] 在此可以控制分級(jí)開關(guān)實(shí)際上是否運(yùn)動(dòng)。如果沒這么做，則驅(qū)動(dòng)鏈斷開、出現(xiàn)鎖止 或者存在其他故障。這被通知并且實(shí)際負(fù)荷轉(zhuǎn)換不被允許。
[0012] 備選或附加地，也可以檢測(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)矩。如果它等于零，則電連接中斷；電 機(jī)驅(qū)動(dòng)器不運(yùn)動(dòng)。如果轉(zhuǎn)矩大于一個(gè)預(yù)先確定的極限值，則存在電動(dòng)機(jī)的鎖止或者另一個(gè) 故障。在這樣的情況下，這也可以被通知并且負(fù)荷轉(zhuǎn)換被阻止。
[0013] 如果采用一個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，上面提及的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器首先操縱用于監(jiān)控的分級(jí)開關(guān) 的"微小量"可以理解為少量的脈沖。在將一個(gè)傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)例如一個(gè)三相異步電動(dòng)機(jī)用于 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，可以理解為例如通過(guò)定時(shí)器可調(diào)節(jié)的非常短的時(shí)間。
[0014] 在發(fā)明的框架內(nèi)特別有利的是，為了功能監(jiān)控，在設(shè)定的隨后的負(fù)荷轉(zhuǎn)換中，使分 級(jí)開關(guān)朝一個(gè)與開關(guān)方向相反的方向運(yùn)動(dòng)。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的方法將在下面示例性地進(jìn)一步說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖中示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的示意性流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 在起始位置，分級(jí)開關(guān)處于位置n，即，它連接分級(jí)變壓器的一個(gè)（任意的）線圈抽 頭。
[0018] 分級(jí)開關(guān)通過(guò)一個(gè)電壓調(diào)節(jié)器等收到一個(gè)用于負(fù)荷轉(zhuǎn)換的指令，在這里例如轉(zhuǎn)換 到相鄰的抽頭n+1上。負(fù)荷轉(zhuǎn)換的方向，即從η到n+1上或備選地從η到n-1上，從執(zhí)行指 令的信息得出，增加或減少電壓。
[0019] 在開始實(shí)際負(fù)荷轉(zhuǎn)換之前，使分級(jí)開關(guān)首先朝隨后負(fù)荷轉(zhuǎn)換的相反方向在這里也 就是朝Π -1方向運(yùn)動(dòng)一個(gè)微小量。朝隨后負(fù)荷轉(zhuǎn)換的相反方向運(yùn)動(dòng)是有利的，但對(duì)于根據(jù) 本發(fā)明的方法來(lái)說(shuō)不是必要的。通過(guò)延長(zhǎng)的轉(zhuǎn)換路徑，朝這個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)具有在后續(xù)負(fù)荷 轉(zhuǎn)換中加速度更高的優(yōu)點(diǎn)。
[0020] 將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的情況下，所述運(yùn)動(dòng)的在實(shí)際負(fù)荷轉(zhuǎn)換之前的微小 量可以通過(guò)這樣的方式實(shí)現(xiàn)，即：該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)僅接到少量的脈沖。在一個(gè)通常的驅(qū)動(dòng)電動(dòng) 機(jī)的情況下，這可以通過(guò)僅在例如100ms的很短的時(shí)間段上施加電流來(lái)實(shí)現(xiàn)。該運(yùn)動(dòng)的微 小量在任何情況下都這樣安排，以致尚沒有開始操縱分級(jí)開關(guān)的單個(gè)結(jié)構(gòu)元件和觸點(diǎn)，該 操縱在該負(fù)荷轉(zhuǎn)換中以特定的開關(guān)順序進(jìn)行。
[0021] 借助對(duì)分級(jí)開關(guān)的所述微小量的運(yùn)動(dòng)的分析，可以已在實(shí)際負(fù)荷轉(zhuǎn)換之前確定其 功能作用。
[0022] 這樣可以例如檢測(cè)所述分級(jí)開關(guān)總的來(lái)說(shuō)是否運(yùn)動(dòng)。這可以通過(guò)這樣的方式進(jìn)行 測(cè)定，即通過(guò)探詢相應(yīng)的信號(hào)觸點(diǎn)的方式來(lái)檢驗(yàn)它是否開始離開其之前的穩(wěn)態(tài)位置η。
[0023] 該運(yùn)動(dòng)還可以通過(guò)探詢A0W傳感器、Hall傳感器或光學(xué)傳感器進(jìn)行測(cè)定。
[0024] 如果分級(jí)開關(guān)沒有運(yùn)動(dòng)，則存在故障情況；驅(qū)動(dòng)鏈中斷，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)故障等。
[0025] 備選地或附加地，可以檢測(cè)在瞬間的運(yùn)動(dòng)中在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上的轉(zhuǎn)矩是否超過(guò)一個(gè) 極限值。該轉(zhuǎn)矩檢測(cè)可以機(jī)械地例如通過(guò)測(cè)量套筒、或通過(guò)由現(xiàn)有技術(shù)已知的對(duì)負(fù)荷電流 的分析實(shí)現(xiàn)。如果超出極限值，則存在鎖止、通過(guò)困難等一另一種故障情況。
[0026] 如果這些分析是肯定的，則分級(jí)開關(guān)正常；隨后開始實(shí)際負(fù)荷轉(zhuǎn)換，直到在這里所 示的實(shí)例中到達(dá)新的位置n+1為止。
[0027] 如果識(shí)別到故障，原則上有兩種使用者可以選擇的可能性：
[0028] 可以關(guān)閉分級(jí)開關(guān)。由此不可能進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)換，直到故障被排除并且執(zhí)行系統(tǒng)重 置。
[0029] 也可以只生成一個(gè)報(bào)警信息并且還是允許在某些情況下將另外的負(fù)荷轉(zhuǎn)換限制 到確定的數(shù)量。
[0030] 總體而言，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠?qū)崿F(xiàn)功能監(jiān)控不是回溯地在負(fù)荷轉(zhuǎn)換之后，而 是預(yù)防性地在負(fù)荷轉(zhuǎn)換之前。通過(guò)已在負(fù)荷轉(zhuǎn)換中在一個(gè)可能的故障之前識(shí)別到它并且可 以預(yù)防性地關(guān)閉分級(jí)開關(guān)的方式，這提高了能量供應(yīng)的運(yùn)行安全性和可靠性。此后，雖然直 到故障排除為止不再可能進(jìn)行進(jìn)一步的電壓調(diào)節(jié)，然而預(yù)計(jì)電源不會(huì)損壞或崩潰。
【權(quán)利要求】
1. 用于功能監(jiān)控借助電機(jī)驅(qū)動(dòng)器操縱的分級(jí)開關(guān)的方法，該分級(jí)開關(guān)用于在分級(jí)變壓 器的線圈抽頭之間進(jìn)行不間斷轉(zhuǎn)換，其特征在于具有下列方法步驟： -在收到用于負(fù)荷轉(zhuǎn)換（η向n+1)的執(zhí)行指令之后，瞬間起動(dòng)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器繼而瞬間 起動(dòng)所述分級(jí)開關(guān)，其中在所述分級(jí)開關(guān)按規(guī)定作用期間，尚沒有開始操縱所述分級(jí)開關(guān) 的結(jié)構(gòu)元件和觸點(diǎn)， -接下來(lái)檢測(cè)所述分級(jí)開關(guān)是否運(yùn)動(dòng)，即是否離開了其之前的穩(wěn)態(tài)位置，和/或在所述 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上的轉(zhuǎn)矩是否超過(guò)了預(yù)先確定的極限值， -如果所述分級(jí)開關(guān)已運(yùn)動(dòng)和/或在所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上的轉(zhuǎn)矩沒有超過(guò)所述極限值， 則開始向新的線圈抽頭進(jìn)行實(shí)際負(fù)荷轉(zhuǎn)換， -如果所述分級(jí)開關(guān)沒有運(yùn)動(dòng)和/或在所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器上的轉(zhuǎn)矩超過(guò)了所述極限值， 則生成一個(gè)故障信號(hào)和/或關(guān)閉所述分級(jí)開關(guān)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 在收到用于負(fù)荷轉(zhuǎn)換（η向n+1)的執(zhí)行指令之后，朝相反方向（η向n-1)瞬間起動(dòng)所 述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器繼而瞬間起動(dòng)所述分級(jí)開關(guān)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 在生成所述故障信號(hào)之后，仍允許進(jìn)行預(yù)先確定數(shù)量的負(fù)荷轉(zhuǎn)換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于， 所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具有一個(gè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，為了瞬間起動(dòng)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，僅以預(yù)先確定 數(shù)量的脈沖激發(fā)該步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
【文檔編號(hào)】H01H9/00GK104272414SQ201380020747
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月27日
【發(fā)明者】A·比林格爾, H·霍赫穆特, D·普利茨科, S·施密德 申請(qǐng)人:賴茵豪森機(jī)械制造公司