用于功能监控分级开关的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于功能监控借助电机驱动器操纵的分级开关的方法，该分级开关用于在分级变压器的线圈抽头之间进行不间断转换。在开始实际负荷转换之前，使分级开关首先优选朝随后负荷转换的相反方向运动一个微小量。在此检验分级开关是否运动，即是否离开了其之前的稳态位置，和/或在电机驱动器上的转矩是否超过了预先确定的极限值。只有在肯定的检验之后才进行实际负荷转换。
【专利说明】用于功能监控分级开关的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于功能监控分级开关的方法。
【背景技术】
[0002] 也被称为负荷分级开关的分级开关是一些用于在分级（调节）变压器的线圈抽头 之间进行不间断转换的已知装置。它们与分级变压器一起用于公共的或工业的能量供应和 能量分配网的电压调节。分级开关通常通过电机驱动器进行操纵，在每次从一个线圈抽头 转换到另一个线圈抽头上时，都操纵电机驱动器，并且其本身以确定的设备特定的开关顺 序操纵选择器触点、预/粗选器触点以及负荷转换开关触点。分级开关是用于无缺陷能量 供应的重要设备，对于这些设备来说，定期的功能监控是有意义的而且在许多情况下甚至 是必须的，以便及时地识别出功能失灵并且能够同时引入相应的补救措施或者还有安全措 施。
[0003] 由DE 197 44 465 C1已知一种用于监控分级开关的方法，在该方法中，在负荷转 换期间，即在操纵分级开关期间，测量在电机驱动器的驱动电动机中的电压和电流的有效 值并且根据这些值计算有效功率，并且由此再次求出转矩。同时，在这些已知的方法中，在 转换期间对分级开关的各个当前位置进行位置检测；接下来，分别将求出的转矩分配给其 中出现了这些转矩的位置。将这些值对与预先存储的额定值对进行比较。在实际值与额定 值的偏差超过一定阈值的情况下，生成信息，在极端情况下关闭分级开关。
[0004] 由DE 197 46 574 C1已知另一种此类方法。在该方法中，在操纵负荷转换开关时， 整个开关顺序被分割成一些确定的区域，即所谓的"窗口";在每个窗口中，将针对相应窗口 的实际值和额定值分开地相互进行比较。这种作为"窗口技术"已知的方法由 申请人:在由 其出售的设备系列TAPGUARD?的监控设备中实现。
[0005] 这些已知方法无例外回溯地工作。在一个线圈抽头上到一个新的线圈抽头上的负 荷转换中，首先存储整个转矩变化曲线。在负荷转换完成之后，可以比较相应的实际值与额 定值。这在"窗口技术"中也正好适用。在这里各个窗口的值比较也只在开关结束之后才 进行。
[0006] 换言之：如果在负荷转换期间出现故障，这些已知方法虽然能够通知该故障并且 阻止其他将来的操纵，但触发相应的报警信号的故障自身不再可能是"不曾发生"。这在极 端情况下可能由于该故障而导致损坏。
【发明内容】
[0007] 本发明的任务在于，提供一种用于功能监控分级开关的改进方法。
[0008] 该任务通过具有第一权利要求的特征的方法得以解决。从属权利要求特别涉及方 法的有利的扩展方案。
[0009] 总体的发明思想在于，已在设定的负荷转换开始之前就检测并监控分级开关的当 前状态继而确保在功能失灵时绝不能首先开始实际负荷转换。
[0010] 根据本发明，这通过这样的方式实现，即在开始负荷转换之前，电机驱动器首先驱 动分级开关一个微小量，在该微小量情况下，还没有对单个触点进行操纵。
[0011] 在此可以控制分级开关实际上是否运动。如果没这么做，则驱动链断开、出现锁止 或者存在其他故障。这被通知并且实际负荷转换不被允许。
[0012] 备选或附加地，也可以检测电机驱动器的转矩。如果它等于零，则电连接中断；电 机驱动器不运动。如果转矩大于一个预先确定的极限值，则存在电动机的锁止或者另一个 故障。在这样的情况下，这也可以被通知并且负荷转换被阻止。
[0013] 如果采用一个步进电动机，上面提及的电机驱动器首先操纵用于监控的分级开关 的"微小量"可以理解为少量的脉冲。在将一个传统电动机例如一个三相异步电动机用于 电机驱动器时，可以理解为例如通过定时器可调节的非常短的时间。
[0014] 在发明的框架内特别有利的是，为了功能监控，在设定的随后的负荷转换中，使分 级开关朝一个与开关方向相反的方向运动。
[0015] 根据本发明的方法将在下面示例性地进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图中示出了根据本发明的方法的示意性流程图。
【具体实施方式】
[0017] 在起始位置，分级开关处于位置n，即，它连接分级变压器的一个（任意的）线圈抽 头。
[0018] 分级开关通过一个电压调节器等收到一个用于负荷转换的指令，在这里例如转换 到相邻的抽头n+1上。负荷转换的方向，即从η到n+1上或备选地从η到n-1上，从执行指 令的信息得出，增加或减少电压。
[0019] 在开始实际负荷转换之前，使分级开关首先朝随后负荷转换的相反方向在这里也 就是朝Π -1方向运动一个微小量。朝随后负荷转换的相反方向运动是有利的，但对于根据 本发明的方法来说不是必要的。通过延长的转换路径，朝这个方向的运动具有在后续负荷 转换中加速度更高的优点。
[0020] 将步进电动机用于电机驱动器的情况下，所述运动的在实际负荷转换之前的微小 量可以通过这样的方式实现，即：该步进电动机仅接到少量的脉冲。在一个通常的驱动电动 机的情况下，这可以通过仅在例如100ms的很短的时间段上施加电流来实现。该运动的微 小量在任何情况下都这样安排，以致尚没有开始操纵分级开关的单个结构元件和触点，该 操纵在该负荷转换中以特定的开关顺序进行。
[0021] 借助对分级开关的所述微小量的运动的分析，可以已在实际负荷转换之前确定其 功能作用。
[0022] 这样可以例如检测所述分级开关总的来说是否运动。这可以通过这样的方式进行 测定，即通过探询相应的信号触点的方式来检验它是否开始离开其之前的稳态位置η。
[0023] 该运动还可以通过探询A0W传感器、Hall传感器或光学传感器进行测定。
[0024] 如果分级开关没有运动，则存在故障情况；驱动链中断，驱动电动机故障等。
[0025] 备选地或附加地，可以检测在瞬间的运动中在电机驱动器上的转矩是否超过一个 极限值。该转矩检测可以机械地例如通过测量套筒、或通过由现有技术已知的对负荷电流 的分析实现。如果超出极限值，则存在锁止、通过困难等一另一种故障情况。
[0026] 如果这些分析是肯定的，则分级开关正常；随后开始实际负荷转换，直到在这里所 示的实例中到达新的位置n+1为止。
[0027] 如果识别到故障，原则上有两种使用者可以选择的可能性：
[0028] 可以关闭分级开关。由此不可能进行负荷转换，直到故障被排除并且执行系统重 置。
[0029] 也可以只生成一个报警信息并且还是允许在某些情况下将另外的负荷转换限制 到确定的数量。
[0030] 总体而言，根据本发明的方法能够实现功能监控不是回溯地在负荷转换之后，而 是预防性地在负荷转换之前。通过已在负荷转换中在一个可能的故障之前识别到它并且可 以预防性地关闭分级开关的方式，这提高了能量供应的运行安全性和可靠性。此后，虽然直 到故障排除为止不再可能进行进一步的电压调节，然而预计电源不会损坏或崩溃。
【权利要求】
1. 用于功能监控借助电机驱动器操纵的分级开关的方法，该分级开关用于在分级变压 器的线圈抽头之间进行不间断转换，其特征在于具有下列方法步骤： -在收到用于负荷转换（η向n+1)的执行指令之后，瞬间起动所述电机驱动器继而瞬间 起动所述分级开关，其中在所述分级开关按规定作用期间，尚没有开始操纵所述分级开关 的结构元件和触点， -接下来检测所述分级开关是否运动，即是否离开了其之前的稳态位置，和/或在所述 电机驱动器上的转矩是否超过了预先确定的极限值， -如果所述分级开关已运动和/或在所述电机驱动器上的转矩没有超过所述极限值， 则开始向新的线圈抽头进行实际负荷转换， -如果所述分级开关没有运动和/或在所述电机驱动器上的转矩超过了所述极限值， 则生成一个故障信号和/或关闭所述分级开关。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 在收到用于负荷转换（η向n+1)的执行指令之后，朝相反方向（η向n-1)瞬间起动所 述电机驱动器继而瞬间起动所述分级开关。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于， 在生成所述故障信号之后，仍允许进行预先确定数量的负荷转换。
4. 根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于， 所述电机驱动器具有一个步进电动机，为了瞬间起动所述电机驱动器，仅以预先确定 数量的脉冲激发该步进电动机。
【文档编号】H01H9/00GK104272414SQ201380020747
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年3月25日 优先权日:2012年4月27日
【发明者】A·比林格尔, H·霍赫穆特, D·普利茨科, S·施密德 申请人:赖茵豪森机械制造公司