專利名稱：監(jiān)測抽頭選擇器的功能性能的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種監(jiān)測抽頭選擇器，尤其是在抽頭變壓器的抽頭之間起不間斷轉(zhuǎn)換作用的抽頭選擇器的功能性能的方法。
從聯(lián)邦德國專利說明書4214431已知和抽頭選擇器有關(guān)的電動(dòng)傳動(dòng)裝置能夠提供特定的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是關(guān)于抽頭設(shè)置，負(fù)荷轉(zhuǎn)換過程中抽頭選擇器的相應(yīng)實(shí)際設(shè)置，上端及下端設(shè)置的到達(dá)，選定的工作模式及電動(dòng)機(jī)斷路器的斷開等等的數(shù)據(jù)。但是這些數(shù)據(jù)不足以監(jiān)測抽頭選擇器的工作性能。
已知一種TCS類型的微處理器控制的調(diào)壓器(參見company brochureof Maschinenfabrik Reinhausen GmbH:MikroprozessorgesteuerterSpannungsregler TCS,imprint VK34/96 de-0896/1000)實(shí)現(xiàn)了一定的監(jiān)測功能，例如監(jiān)測兩個(gè)并聯(lián)變壓器之間的電路無功電流，在安全斷開的情況下，監(jiān)測欠壓和過壓，及比較調(diào)節(jié)電壓的目標(biāo)值和實(shí)際值。這種情況下，沒有檢測允許直接監(jiān)測抽頭選擇器工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)。只提供了電流值和電壓值作為輸入量，在沒有其它數(shù)據(jù)及特殊數(shù)據(jù)處理方法的情況下，這些數(shù)據(jù)不能給出關(guān)于工作狀態(tài)的適當(dāng)陳述。
另外，從日本專利申請(qǐng)JP-60-176213A已知檢測并存儲(chǔ)從電動(dòng)傳動(dòng)裝置導(dǎo)向抽頭選擇器轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩，以便把實(shí)際轉(zhuǎn)矩和特定于所屬類型的特征目標(biāo)轉(zhuǎn)矩過程進(jìn)行比較。稍后民主德國專利DD246409中描述了一種類似的方法；根據(jù)該方法，在負(fù)荷轉(zhuǎn)換過程中，測量該時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)矩過程，并將結(jié)果和相應(yīng)抽頭選擇器的時(shí)間范圍內(nèi)的典型過程相比較。如果實(shí)際過程偏離目標(biāo)過程的偏差不被許可，則將斷路。由于難以測量轉(zhuǎn)矩，該方法在過去沒有得到實(shí)際應(yīng)用。最后曾有人提出不用機(jī)械測量裝置來直接確定轉(zhuǎn)矩，而是通過檢測產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率來間接確定轉(zhuǎn)矩，同樣該方法在過去也沒有得到實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的目的是提供一種監(jiān)測抽頭選擇器功能性能的方法，尤其是這樣一種方法，通過該方法，根據(jù)易于確定的電測量數(shù)值，能夠可靠地監(jiān)測抽頭選擇器，并且一旦檢測到故障功能，就可作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種監(jiān)測抽頭選擇器的方法，其特征在于下述步驟在負(fù)荷轉(zhuǎn)換，即抽頭選擇器的開動(dòng)過程中，測量相關(guān)電動(dòng)傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)上的電流和電壓的有效值，根據(jù)上述有效值計(jì)算實(shí)際功率，并根據(jù)計(jì)算得到的實(shí)際功率確定轉(zhuǎn)矩，同時(shí)檢測抽頭選擇器的相應(yīng)實(shí)際設(shè)置的位置，使分別確定的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩在其處發(fā)生的相關(guān)位置聯(lián)系起來，并形成相應(yīng)的數(shù)值對(duì)，把這些數(shù)值對(duì)和先前存儲(chǔ)的目標(biāo)數(shù)值對(duì)進(jìn)行比較，目標(biāo)數(shù)值對(duì)特定于抽頭選擇器，并且可選擇地根據(jù)測得的環(huán)境溫度進(jìn)行校正，如果進(jìn)行比較的數(shù)值對(duì)之間的偏差超過預(yù)定門限值，則產(chǎn)生停止電動(dòng)傳動(dòng)裝置，從而停止抽頭選擇器的信號(hào)，或者產(chǎn)生指示維護(hù)的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種監(jiān)測抽頭選擇器的方法，其特征在于下述步驟在負(fù)荷轉(zhuǎn)換，即抽頭選擇器的開動(dòng)過程中，測量相關(guān)電動(dòng)傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)上的電流和電壓的有效值，根據(jù)上述有效值計(jì)算實(shí)際功率，并根據(jù)計(jì)算得到的實(shí)際功率確定轉(zhuǎn)矩，同時(shí)檢測抽頭選擇器的相應(yīng)實(shí)際設(shè)置的位置，存儲(chǔ)時(shí)間范圍內(nèi)檢測到的轉(zhuǎn)矩的數(shù)值，隨后由同步脈沖實(shí)現(xiàn)同步，同步脈沖在達(dá)到負(fù)荷轉(zhuǎn)換中的特征狀態(tài)的特定時(shí)刻產(chǎn)生，例如觸發(fā)力存儲(chǔ)裝置時(shí)產(chǎn)生，接下來標(biāo)準(zhǔn)化的轉(zhuǎn)矩過程被分解為典型的時(shí)間段，時(shí)間段對(duì)應(yīng)于特定于抽頭選擇器的轉(zhuǎn)換順序的確定部分，分別把這些時(shí)間段的數(shù)值和先前存儲(chǔ)的特征目標(biāo)值進(jìn)行比較，并且如果進(jìn)行比較的數(shù)值對(duì)之間的偏差超過預(yù)定門限值，則產(chǎn)生停止電動(dòng)傳動(dòng)裝置，從而停止抽頭選擇器的信號(hào)，或者產(chǎn)生指示維護(hù)的信號(hào)。
例證本發(fā)明的方法可以以一種簡單的方式，在負(fù)荷轉(zhuǎn)換，即耦接的電動(dòng)傳動(dòng)裝置的整個(gè)啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)監(jiān)測抽頭選擇器。根據(jù)所確定的轉(zhuǎn)矩過程，能夠把這些轉(zhuǎn)矩過程的各個(gè)特定部分和負(fù)荷轉(zhuǎn)換順序的對(duì)應(yīng)時(shí)間段聯(lián)系起來。這樣，可以作出關(guān)于抽頭選擇器的各個(gè)部分，例如預(yù)選器或換向器，微選擇器及負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)的功能的結(jié)論，所述這些部件在每個(gè)負(fù)荷轉(zhuǎn)換中以特定于抽頭選擇器的獨(dú)特順序被連續(xù)啟動(dòng)。
下面參考附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明方法的例子，其中

圖1圖解說明了例證本發(fā)明的方法中的步驟；圖2a)和2b)表示了在由例證本發(fā)明的方法監(jiān)測的抽頭選擇器的電動(dòng)傳動(dòng)裝置的相反旋轉(zhuǎn)方向上檢測到的兩個(gè)典型轉(zhuǎn)矩過程；圖3圖解說明了例證本發(fā)明的修改方法中的步驟。
參考圖1，圖1中表示了監(jiān)測帶有電動(dòng)傳動(dòng)裝置的抽頭選擇器的功能性能的步驟，借助于該電動(dòng)傳動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)抽頭選擇器以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷轉(zhuǎn)換。開始，在每個(gè)負(fù)荷轉(zhuǎn)換確定傳動(dòng)裝置上的電流和電壓的有效值，并根據(jù)這些有效值用已知方法計(jì)算實(shí)際功率，隨后根據(jù)計(jì)算得到的實(shí)際功率計(jì)算相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩。同時(shí)在電動(dòng)傳動(dòng)裝置中進(jìn)行位置確定，即確定在負(fù)荷轉(zhuǎn)換過程中，剛剛通過了轉(zhuǎn)換順序的哪一部分。根據(jù)位置確定結(jié)果，可確定各個(gè)部件，例如預(yù)選器，選擇器及負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)在轉(zhuǎn)換順序中所處的實(shí)際位置?？山柚谠S可連續(xù)檢測的解析器以一種特別有利的方法進(jìn)行位置檢測。
接下來，按照例證本發(fā)明的第一方法，一方面根據(jù)負(fù)荷轉(zhuǎn)換過程中確定的位置，另一方面根據(jù)在這些位置確定的轉(zhuǎn)矩值構(gòu)成數(shù)值對(duì)，所述位置可以按期望細(xì)微地步進(jìn)。把所確定的這些數(shù)值對(duì)和先前存儲(chǔ)的數(shù)值對(duì)，特定于抽頭選擇器的目標(biāo)值和極限值進(jìn)行比較。根據(jù)比較結(jié)果給出具體的狀態(tài)報(bào)告。如果比較表明各個(gè)相應(yīng)的實(shí)際數(shù)值對(duì)和目標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)一致，則給出“OK”報(bào)告，但是可以省略給出“OK”報(bào)告的步驟。如果比較表示出在一定的預(yù)定極限內(nèi)和/或只在類似的預(yù)定數(shù)目的數(shù)據(jù)對(duì)上的偏差，則給出表明繼續(xù)操作的報(bào)告，而不中斷抽頭選擇器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，如果偏差超出預(yù)定極限值，則給出停止傳動(dòng)裝置的錯(cuò)誤報(bào)告。
按照例證本發(fā)明的第二方法，執(zhí)行同樣的初始步驟，即確定電流和電壓的有效值，同時(shí)進(jìn)行位置確定。隨后在第二方法中，在時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行所確定的轉(zhuǎn)矩的結(jié)合，該時(shí)間對(duì)應(yīng)于負(fù)荷轉(zhuǎn)換過程中覆蓋的旋轉(zhuǎn)角。這種情況下，均勻間隔較短的時(shí)間(例如20微秒)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的實(shí)際值，并存儲(chǔ)在環(huán)形緩沖器中。隨后借助同步脈沖實(shí)現(xiàn)同步。這樣的同步脈沖從負(fù)荷轉(zhuǎn)換順序中特定的特征功能開始降低時(shí)，在時(shí)刻tsyn產(chǎn)生(圖2a)和2b))。引起負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)突然啟動(dòng)的力存儲(chǔ)裝置的觸發(fā)可用來一起產(chǎn)生該同步脈沖。這樣就產(chǎn)生了按照瞬變記錄器的已知原理的測量值記錄。
下面參考圖2a)和2b)來說明該過程的優(yōu)點(diǎn)。圖2a)表示了在負(fù)荷轉(zhuǎn)換過程的時(shí)間t內(nèi)或在負(fù)荷轉(zhuǎn)換過程中抽頭選擇器走過的路程s上，電動(dòng)傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸的一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上所測得的轉(zhuǎn)矩過程。圖2b)表示了在驅(qū)動(dòng)軸的相反旋轉(zhuǎn)方向，即相反的開關(guān)方向上測得的另一個(gè)轉(zhuǎn)矩過程。從圖中可以看出，由于齒輪系中的機(jī)械公差，初始的起步轉(zhuǎn)矩，及其它影響因素，并且取決于旋轉(zhuǎn)方向，在時(shí)刻ts啟動(dòng)電動(dòng)傳動(dòng)裝置之后，直到在時(shí)刻t0到達(dá)轉(zhuǎn)矩過程的第一個(gè)特征點(diǎn)的時(shí)間不同，從而在沒有進(jìn)一步的測量的情況下，對(duì)應(yīng)的過程是不可比的，并且對(duì)應(yīng)的過程首先必須根據(jù)時(shí)間進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。這是由前面提到的同步來實(shí)現(xiàn)的。隨后，在第二方法中，以這種方式同步的轉(zhuǎn)矩過程被分解為特征部分，即所謂的窗口。這種情況下，每個(gè)窗口對(duì)應(yīng)于過去的負(fù)荷轉(zhuǎn)換順序。這樣的窗口可包括預(yù)先器，微選擇器或者負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)的啟動(dòng)時(shí)間段。每個(gè)窗口以兩個(gè)特征時(shí)刻為界，該特征時(shí)刻依據(jù)時(shí)間來確定窗口的開始和終止，即t0-t1,t1…,…,tsyn-tn。把這些窗口的每一個(gè)和先前存儲(chǔ)的目標(biāo)值進(jìn)行比較。通過這種選擇性的比較，不僅可以檢測轉(zhuǎn)矩的實(shí)際值和目標(biāo)值的偏差，從而可檢測故障，而且可把產(chǎn)生的故障歸因于導(dǎo)致該故障的具體部件。除了描述的故障檢測之外，同時(shí)也可進(jìn)行機(jī)械構(gòu)件的趨勢分析。
另外，顯然例證本發(fā)明的兩種方法都可預(yù)先設(shè)定轉(zhuǎn)矩的最大值，一旦轉(zhuǎn)矩超過該值，則獨(dú)立于其它準(zhǔn)則立即停止電動(dòng)傳動(dòng)裝置。
在改進(jìn)方法中，如圖3所示，可以考慮涉及抽頭選擇器的其它參數(shù)的數(shù)值。這種情況下，除了一方面檢測實(shí)際的電動(dòng)機(jī)功率，從而檢測轉(zhuǎn)矩，另一方面檢測抽頭選擇器的位置之外，還應(yīng)考慮測量負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)中的絕緣介質(zhì)的溫度，通常把抽頭選擇器的選擇器放置在其中的變壓器油的溫度及環(huán)境空氣的溫度。此外，在確定工作狀態(tài)時(shí)，借助于燃燒模型，可以確定并利用負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)的接觸器的燃燒。
權(quán)利要求
1．一種監(jiān)測可由電動(dòng)傳動(dòng)裝置啟動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)換的抽頭選擇器的功能性能的方法，該方法包括下述步驟測量抽頭選擇器啟動(dòng)過程中傳動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)上的電壓和電流的有效值，根據(jù)這些測量值計(jì)算電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率，根據(jù)計(jì)算得到的實(shí)際功率確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，檢測抽頭選擇器啟動(dòng)過程中抽頭選擇器的實(shí)際設(shè)置，使所確定的轉(zhuǎn)矩值和檢測到的出現(xiàn)這些轉(zhuǎn)矩值的抽頭選擇器的位置值聯(lián)系起來，以便形成實(shí)際的數(shù)值對(duì)，把形成的實(shí)際數(shù)值對(duì)和存儲(chǔ)的、特定于抽頭選擇器的目標(biāo)數(shù)值對(duì)進(jìn)行比較，當(dāng)比較數(shù)值對(duì)之間的差值超過預(yù)定的門限值，就產(chǎn)生警告信號(hào)或關(guān)閉傳動(dòng)裝置信號(hào)。
2．按照權(quán)利要求1所述的方法，包括根據(jù)測得的環(huán)境溫度，校正存儲(chǔ)的目標(biāo)值對(duì)的步驟。
3．一種監(jiān)測可由電動(dòng)傳動(dòng)裝置啟動(dòng)進(jìn)行負(fù)荷轉(zhuǎn)換的抽頭選擇器的功能性能的方法，該方法包括下述步驟測量抽頭選擇器啟動(dòng)過程中傳動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)上的電壓和電流的有效值，根據(jù)這些測量值計(jì)算電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率，根據(jù)計(jì)算得到的實(shí)際功率確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，檢測抽頭選擇器啟動(dòng)過程中抽頭選擇器的實(shí)際設(shè)置，存儲(chǔ)所確定的轉(zhuǎn)矩值以提供時(shí)間范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩過程，利用在特定時(shí)刻到達(dá)負(fù)荷轉(zhuǎn)換順序中的給定特征狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的同步脈沖，使轉(zhuǎn)矩過程相對(duì)于時(shí)間被標(biāo)準(zhǔn)化，把標(biāo)準(zhǔn)化的轉(zhuǎn)矩過程分解為對(duì)應(yīng)于負(fù)荷轉(zhuǎn)換順序的預(yù)定階段的時(shí)間段，順序階段特定于各自的抽頭選擇器，把這些時(shí)間段的值和存儲(chǔ)的目標(biāo)值進(jìn)行比較，當(dāng)比較的數(shù)值之間的差值超過預(yù)定門限值，則產(chǎn)生警告信號(hào)或關(guān)閉傳動(dòng)裝置信號(hào)
4．按照權(quán)利要求3所述的方法，其中負(fù)荷轉(zhuǎn)換順序中的給定特征狀態(tài)是抽頭選擇器的開關(guān)轉(zhuǎn)換裝置中的力存儲(chǔ)裝置的觸發(fā)。
5．按照前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中利用解析器(resolver)連續(xù)地進(jìn)行檢測抽頭選擇器的實(shí)際設(shè)置。
6．按照前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中在考慮到涉及抽頭選擇器運(yùn)轉(zhuǎn)的參數(shù)的測量數(shù)值的情況下，執(zhí)行比較步驟。
7．按照權(quán)利要求6所述的方法，其中所述參數(shù)包括抽頭選擇器的負(fù)荷轉(zhuǎn)換開關(guān)裝置的油溫，和抽頭選擇器有關(guān)的變壓器的油溫，環(huán)境空氣溫度及開關(guān)裝置的機(jī)械接觸器的燃燒程度中的至少一個(gè)。
全文摘要
一種監(jiān)測抽頭選擇器的功能性能的方法,包括步驟:測量傳動(dòng)裝置的電動(dòng)機(jī)上的電壓和電流的有效值,根據(jù)測量值計(jì)算電動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率,并根據(jù)計(jì)算得到的實(shí)際功率確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩,檢測抽頭選擇器的實(shí)際設(shè)置。使轉(zhuǎn)矩值和位置值聯(lián)系起來,并和存儲(chǔ)的目標(biāo)值進(jìn)行比較。如果目標(biāo)值和實(shí)際值的比較結(jié)果表明它們之間的差值超過預(yù)定的門限值,就發(fā)出警告信號(hào)或關(guān)閉傳動(dòng)裝置信號(hào)。
文檔編號(hào)H01H9/00GK1215215SQ9811979
公開日1999年4月28日 申請(qǐng)日期1998年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月8日
發(fā)明者迪特·多納爾, 曼福雷德·斯塔德美爾, 卡斯登·威里克 申請(qǐng)人:賴茵豪森機(jī)械制造公司