专利名称：监测抽头选择器的功能性能的方法
技术领域：
本发明涉及一种监测抽头选择器，尤其是在抽头变压器的抽头之间起不间断转换作用的抽头选择器的功能性能的方法。
从联邦德国专利说明书4214431已知和抽头选择器有关的电动传动装置能够提供特定的数据。这些数据是关于抽头设置，负荷转换过程中抽头选择器的相应实际设置，上端及下端设置的到达，选定的工作模式及电动机断路器的断开等等的数据。但是这些数据不足以监测抽头选择器的工作性能。
已知一种TCS类型的微处理器控制的调压器(参见company brochureof Maschinenfabrik Reinhausen GmbH:MikroprozessorgesteuerterSpannungsregler TCS,imprint VK34/96 de-0896/1000)实现了一定的监测功能，例如监测两个并联变压器之间的电路无功电流，在安全断开的情况下，监测欠压和过压，及比较调节电压的目标值和实际值。这种情况下，没有检测允许直接监测抽头选择器工作状态的数据。只提供了电流值和电压值作为输入量，在没有其它数据及特殊数据处理方法的情况下，这些数据不能给出关于工作状态的适当陈述。
另外，从日本专利申请JP-60-176213A已知检测并存储从电动传动装置导向抽头选择器转换系统的驱动轴的转矩，以便把实际转矩和特定于所属类型的特征目标转矩过程进行比较。稍后民主德国专利DD246409中描述了一种类似的方法；根据该方法，在负荷转换过程中，测量该时间内的转矩过程，并将结果和相应抽头选择器的时间范围内的典型过程相比较。如果实际过程偏离目标过程的偏差不被许可，则将断路。由于难以测量转矩，该方法在过去没有得到实际应用。最后曾有人提出不用机械测量装置来直接确定转矩，而是通过检测产生转矩的驱动电动机的实际功率来间接确定转矩，同样该方法在过去也没有得到实现。
本发明的目的是提供一种监测抽头选择器功能性能的方法，尤其是这样一种方法，通过该方法，根据易于确定的电测量数值，能够可靠地监测抽头选择器，并且一旦检测到故障功能，就可作出适当的反应。
根据本发明的第一方面，提供一种监测抽头选择器的方法，其特征在于下述步骤在负荷转换，即抽头选择器的开动过程中，测量相关电动传动装置的驱动电动机上的电流和电压的有效值，根据上述有效值计算实际功率，并根据计算得到的实际功率确定转矩，同时检测抽头选择器的相应实际设置的位置，使分别确定的转矩和转矩在其处发生的相关位置联系起来，并形成相应的数值对，把这些数值对和先前存储的目标数值对进行比较，目标数值对特定于抽头选择器，并且可选择地根据测得的环境温度进行校正，如果进行比较的数值对之间的偏差超过预定门限值，则产生停止电动传动装置，从而停止抽头选择器的信号，或者产生指示维护的信号。
根据本发明的第二方面，提供一种监测抽头选择器的方法，其特征在于下述步骤在负荷转换，即抽头选择器的开动过程中，测量相关电动传动装置的驱动电动机上的电流和电压的有效值，根据上述有效值计算实际功率，并根据计算得到的实际功率确定转矩，同时检测抽头选择器的相应实际设置的位置，存储时间范围内检测到的转矩的数值，随后由同步脉冲实现同步，同步脉冲在达到负荷转换中的特征状态的特定时刻产生，例如触发力存储装置时产生，接下来标准化的转矩过程被分解为典型的时间段，时间段对应于特定于抽头选择器的转换顺序的确定部分，分别把这些时间段的数值和先前存储的特征目标值进行比较，并且如果进行比较的数值对之间的偏差超过预定门限值，则产生停止电动传动装置，从而停止抽头选择器的信号，或者产生指示维护的信号。
例证本发明的方法可以以一种简单的方式，在负荷转换，即耦接的电动传动装置的整个启动时间内监测抽头选择器。根据所确定的转矩过程，能够把这些转矩过程的各个特定部分和负荷转换顺序的对应时间段联系起来。这样，可以作出关于抽头选择器的各个部分，例如预选器或换向器，微选择器及负荷转换开关的功能的结论，所述这些部件在每个负荷转换中以特定于抽头选择器的独特顺序被连续启动。
下面参考附图来详细说明本发明方法的例子，其中
图1图解说明了例证本发明的方法中的步骤；图2a)和2b)表示了在由例证本发明的方法监测的抽头选择器的电动传动装置的相反旋转方向上检测到的两个典型转矩过程；图3图解说明了例证本发明的修改方法中的步骤。
参考图1，图1中表示了监测带有电动传动装置的抽头选择器的功能性能的步骤，借助于该电动传动装置，驱动抽头选择器以实现负荷转换。开始，在每个负荷转换确定传动装置上的电流和电压的有效值，并根据这些有效值用已知方法计算实际功率，随后根据计算得到的实际功率计算相应的转矩。同时在电动传动装置中进行位置确定，即确定在负荷转换过程中，刚刚通过了转换顺序的哪一部分。根据位置确定结果，可确定各个部件，例如预选器，选择器及负荷转换开关在转换顺序中所处的实际位置。可借助于许可连续检测的解析器以一种特别有利的方法进行位置检测。
接下来，按照例证本发明的第一方法，一方面根据负荷转换过程中确定的位置，另一方面根据在这些位置确定的转矩值构成数值对，所述位置可以按期望细微地步进。把所确定的这些数值对和先前存储的数值对，特定于抽头选择器的目标值和极限值进行比较。根据比较结果给出具体的状态报告。如果比较表明各个相应的实际数值对和目标数据对一致，则给出“OK”报告，但是可以省略给出“OK”报告的步骤。如果比较表示出在一定的预定极限内和/或只在类似的预定数目的数据对上的偏差，则给出表明继续操作的报告，而不中断抽头选择器的正常运转。但是，如果偏差超出预定极限值，则给出停止传动装置的错误报告。
按照例证本发明的第二方法，执行同样的初始步骤，即确定电流和电压的有效值，同时进行位置确定。随后在第二方法中，在时间范围内进行所确定的转矩的结合，该时间对应于负荷转换过程中覆盖的旋转角。这种情况下，均匀间隔较短的时间(例如20微秒)产生转矩的实际值，并存储在环形缓冲器中。随后借助同步脉冲实现同步。这样的同步脉冲从负荷转换顺序中特定的特征功能开始降低时，在时刻tsyn产生(图2a)和2b))。引起负荷转换开关突然启动的力存储装置的触发可用来一起产生该同步脉冲。这样就产生了按照瞬变记录器的已知原理的测量值记录。
下面参考图2a)和2b)来说明该过程的优点。图2a)表示了在负荷转换过程的时间t内或在负荷转换过程中抽头选择器走过的路程s上，电动传动装置的驱动轴的一个旋转方向上所测得的转矩过程。图2b)表示了在驱动轴的相反旋转方向，即相反的开关方向上测得的另一个转矩过程。从图中可以看出，由于齿轮系中的机械公差，初始的起步转矩，及其它影响因素，并且取决于旋转方向，在时刻ts启动电动传动装置之后，直到在时刻t0到达转矩过程的第一个特征点的时间不同，从而在没有进一步的测量的情况下，对应的过程是不可比的，并且对应的过程首先必须根据时间进行标准化。这是由前面提到的同步来实现的。随后，在第二方法中，以这种方式同步的转矩过程被分解为特征部分，即所谓的窗口。这种情况下，每个窗口对应于过去的负荷转换顺序。这样的窗口可包括预先器，微选择器或者负荷转换开关的启动时间段。每个窗口以两个特征时刻为界，该特征时刻依据时间来确定窗口的开始和终止，即t0-t1,t1…,…,tsyn-tn。把这些窗口的每一个和先前存储的目标值进行比较。通过这种选择性的比较，不仅可以检测转矩的实际值和目标值的偏差，从而可检测故障，而且可把产生的故障归因于导致该故障的具体部件。除了描述的故障检测之外，同时也可进行机械构件的趋势分析。
另外，显然例证本发明的两种方法都可预先设定转矩的最大值，一旦转矩超过该值，则独立于其它准则立即停止电动传动装置。
在改进方法中，如图3所示，可以考虑涉及抽头选择器的其它参数的数值。这种情况下，除了一方面检测实际的电动机功率，从而检测转矩，另一方面检测抽头选择器的位置之外，还应考虑测量负荷转换开关中的绝缘介质的温度，通常把抽头选择器的选择器放置在其中的变压器油的温度及环境空气的温度。此外，在确定工作状态时，借助于燃烧模型，可以确定并利用负荷转换开关的接触器的燃烧。
权利要求
1．一种监测可由电动传动装置启动进行负荷转换的抽头选择器的功能性能的方法，该方法包括下述步骤测量抽头选择器启动过程中传动装置的电动机上的电压和电流的有效值，根据这些测量值计算电动机的实际功率，根据计算得到的实际功率确定电动机转矩，检测抽头选择器启动过程中抽头选择器的实际设置，使所确定的转矩值和检测到的出现这些转矩值的抽头选择器的位置值联系起来，以便形成实际的数值对，把形成的实际数值对和存储的、特定于抽头选择器的目标数值对进行比较，当比较数值对之间的差值超过预定的门限值，就产生警告信号或关闭传动装置信号。
2．按照权利要求1所述的方法，包括根据测得的环境温度，校正存储的目标值对的步骤。
3．一种监测可由电动传动装置启动进行负荷转换的抽头选择器的功能性能的方法，该方法包括下述步骤测量抽头选择器启动过程中传动装置的电动机上的电压和电流的有效值，根据这些测量值计算电动机的实际功率，根据计算得到的实际功率确定电动机转矩，检测抽头选择器启动过程中抽头选择器的实际设置，存储所确定的转矩值以提供时间范围内的转矩过程，利用在特定时刻到达负荷转换顺序中的给定特征状态时产生的同步脉冲，使转矩过程相对于时间被标准化，把标准化的转矩过程分解为对应于负荷转换顺序的预定阶段的时间段，顺序阶段特定于各自的抽头选择器，把这些时间段的值和存储的目标值进行比较，当比较的数值之间的差值超过预定门限值，则产生警告信号或关闭传动装置信号
4．按照权利要求3所述的方法，其中负荷转换顺序中的给定特征状态是抽头选择器的开关转换装置中的力存储装置的触发。
5．按照前述任一权利要求所述的方法，其中利用解析器(resolver)连续地进行检测抽头选择器的实际设置。
6．按照前述任一权利要求所述的方法，其中在考虑到涉及抽头选择器运转的参数的测量数值的情况下，执行比较步骤。
7．按照权利要求6所述的方法，其中所述参数包括抽头选择器的负荷转换开关装置的油温，和抽头选择器有关的变压器的油温，环境空气温度及开关装置的机械接触器的燃烧程度中的至少一个。
全文摘要
一种监测抽头选择器的功能性能的方法,包括步骤:测量传动装置的电动机上的电压和电流的有效值,根据测量值计算电动机的实际功率,并根据计算得到的实际功率确定电动机转矩,检测抽头选择器的实际设置。使转矩值和位置值联系起来,并和存储的目标值进行比较。如果目标值和实际值的比较结果表明它们之间的差值超过预定的门限值,就发出警告信号或关闭传动装置信号。
文档编号H01H9/00GK1215215SQ9811979
公开日1999年4月28日 申请日期1998年10月8日 优先权日1997年10月8日
发明者迪特·多纳尔, 曼福雷德·斯塔德美尔, 卡斯登·威里克 申请人:赖茵豪森机械制造公司