СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ ОТВОДОВ Российский патент 2003 года по МПК H02J13/00 G05F1/147 H01H9/00 

Настоящее изобретение относится к способу контроля функциональных возможностей переключателя отводов, приводимого в действие для переключения нагрузки.

Известен способ контроля функционирования переключателей отводов (см. публикацию патента Японии Hei-2-213105), при котором определяются измеренные значения различных параметров, таких как давление, нагрузка срабатывающих элементов, ток, степень загрязнения масла, причем указанные значения описывают реальное состояние переключателя отводов. Эти измеренные значения запоминаются и сравниваются с ранее запомненными заданными значениями величин, являющихся специфическими для конкретного переключателя отводов. Если в результате сравнения выявляются отклонения, то формируются сообщения, которые могут обеспечить не только предупреждение, но и немедленное отключение переключателя отводов.

Кроме того, известен способ определения установок в переключателе отводов (см. описание к патенту ФРГ 4214431, С2), при котором соответствующую установку приводного вала электропривода, связанного с переключателем отводов, определяют с помощью передатчика установок и преобразуют с помощью блока оценки в двоичное значение, которое может быть дополнительно обработано с избыточностью не только декодером аппаратных средств, но и микроконтроллером. Микроконтроллер, таким образом, контролирует перемещение приводного вала с использованием передатчика установок.

Также известен способ определения и запоминания вращающего момента приводного вала (см. заявку на патент Японии Sho-60-176213), ведущего от электропривода к средству переключения переключателя отводов, при каждом приведении в действие переключателя отводов для осуществления сравнения реальной кривой изменения вращающего момента с характеристической кривой вращающего момента, соответствующей конкретному типу переключателя отводов.

Аналогичный способ описан в патенте ГДР 246409. В соответствии с этим способом измеряется характеристика изменения вращающего момента в течение времени переключения нагрузки и результат сравнивается с типовой характеристикой изменения вращающего момента во времени для соответствующего типа переключателя отводов.

Измеренные значения, которые должны затем сравниваться с заданными значениями, как правило, хранятся в файле в коде ASCII (Американский стандартный код для обмена информацией). В таких случаях осуществляется сжатие данных для использования максимально возможного пространства на имеющемся носителе для хранения информации. Измеренные значения вводятся в файл в виде последовательности абсолютных значений в момент записи на носитель для хранения информации. Вывод о важности этих значений делается на базе располагаемой параметризации входного канала.

Известен способ (см. фирменные материалы HydroTEC HT2000 компании Deltatronic Instruments GmbH, Австрия), при котором данные об амплитуде и длительности измеренной величины запоминаются в файле в коде ASCII, причем в приведенной в конце описания табл.1 для этого требуется объем памяти 30 байт.

Еще один вариант запоминания измеренных данных известен из диссертации: Viereck, "Use of Sensors in Transformers" (Использование датчиков в трансформаторах), ТУ Дрезден, 1992. В данном варианте в пределах фиксированного периода времени, разделенного на определенные временные интервалы, с постоянным аналоговым значением, запоминается также номер временного интервала в виде шестнадцатеричного значения, так что переменные временные интервалы могут определяться только двумя адресами на носителе для хранения информации. Далее см. табл.2.

Таким образом, носитель для хранения информации содержит по адресам 03Н и 04Н информацию, состоящую в том, что для 14 интервалов (0ЕН) было получено измеренное значение 28(1СH).

Зная начальное время процесса измерений в компьютере управления и в предположении, что интервал измерений соответствует конкретному времени, например пяти минутам, относительно большие интервалы времени могут быть перекрыты при постоянном измерении.

Известный способ имеет ряд недостатков. Если сжатие данных выполняется обычными методами, то невозможно непосредственно сравнивать значения одно с другим без декомпрессии. Кроме того, запомненные данные содержат только выводы относительно абсолютного значения и, тем самым, могут сопоставляться только с измеренными значениями из других серий измерений. Кроме того, вывод о превышении предельных значений измеренных данных, специфических для конкретного образца переключателя отводов, требует индивидуального определения этих предельных значений. Например, в случае переключателей отводов, в которых вращающий момент определяется и оценивается в качестве индикации состояния переключателя отводов, фиксируют предельные значения в зависимости от номинального значения, причем при превышении такого предельного значения формируется соответствующее сообщение. Таким образом, например, можно установить, что превышение номинального значения вращающего момента на 300% всегда требует отключения привода. Однако превышение номинального вращающего момента на величину не более 150% может обусловить формирование сообщения "больше не допустимо", что не обязательно должно приводить к отключению, а, например, может регистрироваться и оцениваться системой текущего контроля для указания на то, что требуется текущее обслуживание. Номинальное значение вращающего момента во всех случаях находится ниже этих предельных значений, но данное номинальное значение, которое соответствует величине 100%, может различаться для разных типов переключателей отводов. Сравнение абсолютных значений в данном случае не позволяет получить необходимый результат. Наконец, недостаток известного способа состоит в том, что требуется существенный объем памяти, чтобы определять и оценивать соответствующие измеренные значения.

Задачей изобретения является создание способа, который обеспечивает оценку, соответствующую конкретному образцу переключателя отводов и индивидуальную относительно определяемых предельных значений, причем предпочтительно должно обеспечиваться сжатие данных таким образом, чтобы можно было осуществлять определение, сравнение и запоминание измеренных и сравниваемых значений, которые характеризуют контролируемый переключатель отводов, а также получаемых при этом выводов при пониженных требованиях к объему памяти.

Указанный результат в соответствии с настоящим изобретением обеспечивается заявленным способом контроля функциональных возможностей переключателя отводов, приводимого в действие для выполнения переключения нагрузок, согласно которому периодически измеряют параметр, указывающий на действительное состояние переключателя отводов, определяют положение переключателя отводов в процессе приведения его в действие для переключения нагрузки, сопоставляют измеренные значения с соответствующими значениями, характеризующими полученное положение, делят полный диапазон положений переключателя отводов в процессе переключения нагрузки или временной диапазон, занимаемый указанным диапазоном положений, на частичные диапазоны, которые соответствуют последовательным этапам процедуры переключения нагрузки, определяют характеристическое значение измеренных значений в пределах каждого частичного диапазона в соответствии с предварительно определенной вычислительной командой, сравнивают каждое полученное характеристическое значение с запомненным файлом параметров для классификации указанного значения путем присвоения ему идентификационного кода и обрабатывают только присвоенные коды для определения необходимости выработки сообщений, относящихся к функциональным возможностям переключателя отводов.

При этом после операции сопоставления предпочтительно осуществляют сравнение измеренных значений с запомненными предельными значениями и вырабатывают сообщение риска в случае, если измеренное значение превышает сравниваемое предельное значение.

Предпочтительно также, что в файле параметров запоминают отклонения измеренных значений от номинального значения параметра в процентах и идентификационные коды, соответственно связанные с указанными отклонениями в процентах.

Кроме того, предварительно измеряют значение параметра, когда переключатель отводов находится в функциональном состоянии, обеспечивающем получение номинального значения.

Причем в качестве параметра предпочтительно используют вращающий момент привода, приводящего в действие переключатель отводов, а в качестве характеристического значения используют среднеарифметическое значение.

В способе, соответствующем изобретению, выполняется многократное сжатие измеренных и сравниваемых значений, полученных в процессе контроля. Первое сжатие выполняется первоначально тем, что осуществляется привязка соответствующих измеренных значений к положению, т.е. к действительной установке переключателя отводов в процессе переключения нагрузки. Это положение может определяться непосредственно, например, с помощью счетно-решающего устройства (синусно-косинусного вращающегося трансформатора) или косвенным путем посредством измерения времени. Второе сжатие данных выполняется тем, что весь диапазон положений, который проходится в процессе полного переключения нагрузки, делится на индивидуальные частичные диапазоны, и каждому такому частичному диапазону присваивается индивидуальное характеристическое значение измеренной величины в соответствии с конкретными вычислительными командами. Наконец, третье сжатие выполняется тем, что полученное характеристическое значение сравнивается с ранее зарегистрированным файлом параметров и классифицируется и, в конечном счете, только проклассифицированные данные запоминаются и служат для выработки соответствующих сообщений и предупреждений. Результатом осуществления этого способа являются, таким образом, зашифрованные данные, которые сами по себе не обеспечивают никаких выводов относительно величин, полученных в процессе базовых измерений.

В соответствии с предпочтительным дальнейшим развитием данного способа можно установить предельные значения, специфические для конкретного образца переключателя отводов, путем определения соответствующего номинального значения и после этого на базе имеющихся предварительно установленных процентных величин относительно предельных значений можно определить и запомнить абсолютную амплитуду. Таким образом, необходимая параметризация содержит только относительные значения, которые находятся во взаимосвязи с номинальными значениями.

В итоге классификация данных производится в пределах временного диапазона или диапазона положений путем вычисления характеристического значения для зарегистрированных измеренных значений и присвоения ему идентификационного значения, которое хранится в файле параметров для данного характеристического значения и которое представляет указанный временной диапазон или диапазон положений. Таким образом, запоминаются только идентификационные значения, которые извлекают из файла параметров и которые описывают характеристические значения индивидуальных этапов процедуры переключения нагрузки. Действительные данные измерений выходного файла тем самым приобретают характер зашифрованных данных. Данный способ позволяет осуществлять непосредственное сравнение с данными для других устройств по отношению к значениям, которые были получены в процессе определения соответствующих номинальных значений, например значений, соответствующих 100%.

Исходные значения, однако, могут быть восстановлены при наличии данных из файла параметров и установленных правил классификации.

Примеры осуществления способа, соответствующего изобретению, будут описаны ниже более подробно со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - блок-схема, иллюстрирующая этапы первого варианта способа, соответствующего изобретению;
фиг. 2 - блок-схема, иллюстрирующая этапы второго варианта способа, соответствующего изобретению;
фиг. 3 - диаграммы, иллюстрирующие физическую последовательность оценки измеренных значений согласно способу по фиг.2.

На фиг. 1 показана последовательность операций способа контроля функциональных возможностей переключателя отводов, приводимого в действие для выполнения переключения нагрузок. На первом этапе измеренное значение параметра, пригодного для контроля функциональных возможностей конкретного переключателя отводов, определяется через короткие интервалы времени и регистрируется. Например, вращающий момент, обеспечиваемый приводным валом электромотора, который приводит в действие средство переключения переключателя отводов, может быть выбран в качестве параметра, однако для тех же целей могут служить и другие параметры. Затем осуществляют привязку запомненного измеренного значения с соответствующим действительным положением переключателя отводов в процессе переключения нагрузки. Определение положения может осуществляться либо непосредственно, например, с помощью счетно-решающего устройства (синусно-косинусного вращающего трансформатора), либо косвенным путем, например, путем измерений времени. В последнем случае измерение проходящего времени может начинаться в момент приведения в действие электропривода, т.е. в момент инициирования процедуры переключения нагрузки.

Затем весь диапазон положений или временной диапазон, который проходит переключатель отводов в каждой полной процедуре переключения нагрузок, подразделяется на частичные диапазоны, соответствующие последовательности переключения. Такие частичные диапазоны показаны на фиг.3. Моменты времени от t₀ до t₇ связаны с соответствующими последовательно проходимыми этапами в последовательности переключения и тем самым определяют соответствующие частичные диапазоны.

После этого для каждого частичного диапазона вычисляют характеристическое значение из записанных измеренных значений, в данном случае значение вращающего момента. Вычисление характеристических значений выполняется в соответствии с установленными правилами вычислений.

Затем выполняют присвоение каждому полученному характеристическому значению определенного идентификационного кода. Для этой цели используется файл параметров, содержащий команду классификации и хранящийся энергонезависимым способом. В этом файле параметров идентификационные коды связаны с индивидуальными измеренными значениями, например со значениями вращающих моментов. В частности предпочтительно, если эти измеренные значения запомнены в виде отклонений в процентах от номинального значения, например номинального значения вращающего момента. Для этой цели может быть предпочтительным осуществить нулевое измерение соответствующего параметра для определения его номинального значения. Полученное номинальное значение затем запоминается и служит в качестве базы для команды классификации файла параметров. Как указано выше, также возможно, что это номинальное значение параметра, например номинальное значение вращающего момента, будет различным в широких пределах соответственно конкретному типу переключателя отводов или соответственно конкретным экземплярам переключателя отводов одного и того же типа. Посредством вышеупомянутого нулевого измерения можно несмотря на различные начальные положения для сравнения измеренных значений ставить в соответствие значения отклонений в процентах непосредственно идентификационным кодам, содержащимся в файле параметров. И, наконец, эти и только эти короткие идентификационные коды запоминаются и используются для контроля функционирования. Необходимые сообщения или данные затем вырабатываются в зависимости от конкретных идентификационных кодов, которые получены в результате вышеописанного сравнения характеристических значений с файлом параметров. Это иллюстрируется на фиг. 3, откуда следует, что различные идентификационные коды могут привести к выработке одного и того же сообщения.

В варианте заявленного способа, иллюстрируемом с помощью фиг.2, осуществляется дополнительное сравнение зарегистрированного измеренного значения с допустимыми пределами параметров в диапазоне положений после того, как осуществлена привязка к соответствующему положению, полученному в результате измерения положения или времени. Для этой цели максимально допустимые предельные значения могут также запоминаться в файле параметров. В случае превышения этих максимально допустимых предельных значений вырабатывается сообщение текущего значения риска, которое может служить для немедленного отключения электропривода.

На фиг. 3 графически показана вся физическая процедура контроля функционирования. На верхней диаграмме представлен график записи измеренных значений выбранного параметра, в данном случае вращающего момента М_d на приводном валу электродвигателя переключателя отводов, в зависимости от положения при переключении или прошедшего времени t в процессе переключения нагрузки, реализуемом переключателем отводов. Эти измеренные значения увязаны на интервале времени определения t с соответствующими положениями переключателя отводов в процессе переключения нагрузки. Процедура переключения начинается в момент времени t₀ и завершается в момент времени t₇. Весь процесс переключения разделен на семь частичных диапазонов от t₀-t₁ до t₆-t₇, которые представлены на средней диаграмме на фиг.3 в табличном виде вместе с соответствующими этапами последовательности переключения. В той же самой таблице представлены максимально допустимые номинальные значения вращающих моментов от M1 до М7 для отдельных частичных диапазонов и характеристические значения от m1 до m7, которые получены из измеренных значений в каждом частичном диапазоне в соответствии с предварительно определенным вычислительным алгоритмом, в данном случае - правилом определения средних значений. На нижней диаграмме на фиг.3 для примера показан файл параметров, в котором отклонения измеренного значения вращающего момента М_d от соответствующего номинального вращающего момента M1...M7 связаны с соответствующими идентификационными кодами от 00Н до 09Н и от 0АН до 0DH. Отклонения от значений вращающего момента выражены в процентах от 0% до более чем 100% для превышения номинального значения вращающего момента и от 0% до менее чем 30% для падения ниже номинального значения вращающего момента. Различные идентификационные коды для соответствующих частичных диапазонов обеспечивают выработку различных сообщений в результате контроля функционирования. Таким образом, в случае больших отклонений вырабатывается сообщение "отключить", которое приводит к немедленному отключению привода. В случае менее серьезных отклонений вырабатывается сообщение "требуется техническое обслуживание", которое не препятствует продолжению работы переключателя отводов. В случае малых отклонений вращающий момент классифицируется, как соответствующий нормальному состоянию, и вырабатывается сообщение "вращающий момент в норме".

Изобретение относится к электротехнике. Техническим результатом является снижение объема памяти при контроле. Способ контроля функциональных возможностей переключателя отводов, приводимого в действие для выполнения переключения нагрузок, включает этапы периодического измерения параметра, например, вращающего момента приводного вала, переключателя отводов, определения положения переключателя отводов в процессе переключения нагрузки, сопоставления измеренных значений с соответствующими значениями положения и деления полного диапазона положений переключателя отводов на частичные диапазоны, которые соответствуют последовательным этапам процедуры переключения нагрузки. Затем определяют характеристическое значение, например среднее значение, измеренных значений в пределах каждого частичного диапазона и сравнивают с запомненным файлом параметров, в котором характеристическому значению присвоен идентификационный код. Полученные коды затем обрабатывают для определения необходимости выработки сообщений предупреждения или отключения привода. 5 з.п.ф-лы, 3 ил., 2 табл.

1. Способ контроля функциональных возможностей переключателя отводов, приводимого в действие для выполнения переключения нагрузок, отличающийся тем, что периодически измеряют параметр, указывающий на действительное состояние переключателя отводов, определяют положение переключателя отводов в процессе приведения его в действие для переключения нагрузки, сопоставляют измеренные значения, представляющие измеряемый параметр, с соответствующими значениями, представляющими полученное положение, делят полный диапазон положений переключателя отводов в процессе переключения нагрузки или временной диапазон, занимаемый указанным диапазоном положений, на частичные диапазоны, которые соответствуют последовательным этапам процедуры переключения нагрузки, определяют характеристическое значение измеренных значений в пределах каждого частичного диапазона в соответствии с предварительно определенной вычислительной командой, сравнивают каждое полученное характеристическое значение с запомненным файлом параметров для классификации указанного значения путем присвоения ему идентификационного кода и обрабатывают только присвоенные коды для определения необходимости выработки сообщений, относящихся к функциональным возможностям переключателя отводов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после операции сопоставления осуществляют сравнение измеренных значений с запомненными предельными значениями и вырабатывают сообщение риска в случае, если измеренное значение превышает сравниваемое предельное значение. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в файле параметров запоминают отклонения измеренных значений от номинального значения параметра в процентах и идентификационные коды, соответственно связанные с указанными отклонениями, в процентах. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что предварительно измеряют значение параметра, когда переключатель отводов находится в функциональном состоянии, обеспечивающем получение номинального значения. 5. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в качестве параметра используют вращающий момент привода, приводящего в действие переключатель отводов. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в качестве характеристического значения используют среднеарифметическое значение.