СПОСОБ КОНТРОЛЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ СТУПЕНЕЙ Российский патент 2018 года по МПК G01R31/327 

Изобретение относится к способу контроля функционирования переключателя ступеней. Переключатели ступеней, также называемые переключателями ступеней нагрузки, являются известными устройствами для безразрывного переключения между отводами обмотки ступенчатого (регулируемого) трансформатора. Они служат совместно со ступенчатым трансформатором для регулирования напряжения общественных и промышленных сетей энергоснабжения и распределительных сетей. Переключатели ступеней, как правило, приводятся в действие моторным приводом, при каждом переключении с одного отвода обмотки на другой отвод моторный привод приводится в действие и со своей стороны приводит в действие контакты селектора, предварительного селектора/селектора грубого регулирования и переключателя нагрузки в определенной, специфической для устройства последовательности переключения. Переключатели ступеней представляют собой важные устройства для безаварийного энергоснабжения, для которого регулярный контроль функционирования является целесообразным и даже требуется, чтобы своевременно распознавать нарушения функционирования и иметь возможность своевременно принимать соответствующие меры по устранению неисправностей или также меры по обеспечению безопасности.

Из DE 19744465 С1 известен способ контроля функционирования переключателя ступеней, в котором во время переключения нагрузки, то есть во время приведения в действие переключателя ступеней, эффективные значения напряжения и тока на приводном двигателе моторного привода измеряются и из этих значений вычисляется эффективная мощность и на их основе, в свою очередь, определяется крутящий момент. Одновременно в этом известном способе осуществляется определение позиции соответствующего текущего положения переключателя ступеней во время переключения; затем соответственно определенные крутящие моменты соотносятся с позицией, в которой они возникают. Эти пары значений сравниваются с заранее сохраненными номинальными парами значений. При отклонениях фактических значений от номинальных значений, которые превышают определенный порог, генерируются уведомления, в экстремальном случае переключатель ступеней останавливается.

Из DE 19746574 С1 известен другой подобный способ. В этом способе вся последовательность переключения при активировании переключателя ступеней подразделяется на определенные диапазоны, так называемые «окна»; в каждом из этих окон фактические и номинальные значения отдельно для соответствующего окна сравниваются друг с другом. Этот способ, известный как «оконный метод», реализован заявителем в приборах контроля продаваемой им серии приборов TAPGUARD®.

Эти способы все без исключения функционируют ретроспективно. Вся характеристика крутящего момента при переключении нагрузки с одного отвода обмотки на новый отвод обмотки сначала сохраняется. По окончании переключения нагрузки возможно сравнение соответствующих фактических и номинальных значений. Это справедливо также для «оконного метода». И в данном методе осуществляется сравнение значений отдельных окон только по окончании переключения.

Иными словами, если во время переключения нагрузки возникает сбой функционирования, эти известные способы, хотя и могут сигнализировать это и предотвращать другие последующие активирования, однако сам сбой функционирования, приведший к соответствующим предупредительным сигналам, уже состоялся. В экстремальном случае это может привести к повреждениям из-за этого сбоя функционирования.

Задачей изобретения является предоставить усовершенствованный способ для контроля функционирования переключателя ступеней.

Эта задача решается способом с признаками первого пункта формулы изобретения. В зависимых пунктах раскрываются при этом особенно предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Общая идея изобретения состоит в том, чтобы уже перед началом предусмотренного переключения ступеней регистрировать и контролировать текущее состояние переключателя ступеней и тем самым обеспечить, чтобы при нарушении функционирования собственно переключение нагрузки не начиналось.

В соответствии с изобретением это достигается тем, что перед началом переключения нагрузки моторный привод переключателя ступеней сначала приводится на малую величину, при которой еще не осуществляется приведение в действие отдельных контактов.

При этом может контролироваться, фактически ли перемещается переключатель ступеней. Если он не делает этого, то тяга привода прервана, возникла блокировка или имеется иной сбой функционирования. Это сигнализируется, и собственно переключение нагрузки не допускается.

Альтернативно или дополнительно, может также регистрироваться крутящий момент моторного привода. Если он равен нулю, то электрическое соединение прервано; моторный привод не движется. Если крутящий момент больше, чем заранее установленное предельное значение, то имеет место блокировка двигателя или иной сбой функционирования. Также в таком случае это может сигнализироваться, и переключение нагрузки предотвращается.

Под вышеупомянутой «малой величиной», на которую моторный привод сначала активирует переключатель ступеней для контроля, могут пониматься несколько импульсов, если применяется шаговый двигатель. При применении обычного двигателя в моторных приводах, например, асинхронного двигателя трехфазного тока, под этим может пониматься очень короткое время, которое может устанавливаться, например, таймером.

Особенно предпочтительным является, в рамках изобретения, для контроля функционирования перемещать переключатель ступеней в направлении против направления переключения при предусмотренном последующем переключении нагрузки.

Соответствующий изобретению способ далее поясняется в качестве примера более подробно.

На фигуре представлена блок-схема способа, соответствующего изобретению.

В исходной позиции переключатель ступеней находится в положении n, то есть он подключает некоторый (любой) отвод обмотки трансформатора со ступенчатым регулированием напряжения. Посредством регулятора напряжения или тому подобного он получает команду на переключение нагрузки, в данном случае, например, на соседний отвод n+1. Направление переключения нагрузки, то есть с n на n+1 или альтернативно с n на n-1 получается из информации исполнительной команды повысить или снизить напряжение.

Перед началом собственно переключения нагрузки переключатель ступеней сначала перемещается в противоположном направлении относительно последующего переключения нагрузки, в данном случае, таким образом, в направлении n-1, чтобы переместиться на малую величину. Перемещение в противоположном направлении по отношению к последующему переключению нагрузки является предпочтительным, но для способа, соответствующего изобретению, не является необходимым. Перемещение в этом направлении имеет преимущество более высокого ускорения при последующем переключении нагрузки за счет увеличенного пути переключения.

Малая величина упомянутого перемещения перед собственно переключением нагрузки, может быть реализована при применении шагового двигателя тем, что шаговый двигатель получает лишь несколько импульсов. В случае обычного моторного привода это может осуществляться посредством подвода тока только в течение очень короткого временного интервала, например, 100 мс. Малая величина перемещения во всех случаях должна быть выбрана такой, чтобы еще не начиналось активирование отдельных компонентов и контактов переключателя ступеней, которое при переключении нагрузки осуществляется в конкретной последовательности переключения.

На основе описанного перемещения переключателя ступеней на малую величину его работоспособность может устанавливаться уже перед собственно переключением нагрузки.

Так, например, может регистрироваться, перемещается ли вообще переключатель ступеней. Это может определяться тем, что проверяется, начинает ли он покидать свое предшествующее стационарное положение n, путем опроса соответствующего контакта сигнализации. Перемещение может также определяться путем опроса AOW-датчика (ПАВ-датчика), датчика Холла или оптического датчика.

Если переключатель ступеней не перемещается, то имеет место неисправность; прервана тяга привода, приводной двигатель неисправен и тому подобное.

Альтернативно или дополнительно может регистрироваться, превышает ли крутящий момент на моторном приводе при кратковременном перемещении предельное значение. Эта регистрация крутящего момента может осуществляться механически, например, посредством измерительную втулку или посредством известной из уровня техники оценки нагрузочного тока. Если предельное значение превышено, то имеет место блокировка, затрудненность подвижности или тому подобный другой случай неисправности.

Если эти оценки положительны, то переключатель ступеней в порядке; затем начинается собственно переключение нагрузки, пока в показанном здесь примере не будет достигнуто новое положение n+1.

Если распознается неисправность, то в принципе имеется две возможности, которые может выбирать пользователь:

Переключатель ступеней может быть остановлен. Тем самым переключение нагрузки не возможно, пока неисправность не будет устранена, и предпринимается установка системы в исходное состояние.

Но также возможно генерировать только предупредительное сообщение, и все же допускать последующие переключения нагрузки, при известных обстоятельствах, ограниченным образом до определенного числа.

В целом, соответствующий изобретению способ обеспечивает контроль функционирования не ретроспективно после переключения нагрузки, а профилактически, перед переключением нагрузки. Это повышает эксплуатационную надежность и надежность энергоснабжения, при этом уже перед возможной неисправностью при переключении нагрузки она распознается, и переключатель ступеней может предусмотрительно останавливаться. Правда в этом случае - до устранения неисправности - более невозможны дальнейшие регулирования напряжения, однако исключаются последующие неисправности или выход из строя системы электроснабжения.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в обеспечении способа контроля функционирования переключателя ступеней, приводимого в действие моторным приводом для безразрывного переключения между отводами обмотки ступенчатого трансформатора. Перед, собственно, переключением нагрузки переключатель ступеней сначала перемещается предпочтительно в противоположном направлении относительно последующего переключения нагрузки на малую величину. При этом проверяется, перемещается ли переключатель ступеней, то есть покинул свое предшествующее стационарное положение, и/или крутящий момент на моторном приводе превысил заранее установленное предельное значение. Только после положительной проверки осуществляется, собственно, переключение нагрузки. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля функционирования переключателя ступеней, приводимого в действие моторным приводом для безразрывного переключения между отводами обмотки ступенчатого трансформатора,

отличающийся следующими этапами способа:

- после получения исполнительной команды на переключение нагрузки (с n на n+1) осуществляют кратковременное активирование моторного привода и тем самым переключателя ступеней, при котором при надлежащем функционировании переключателя ступеней еще не начинают приводить в действие его конструктивные элементы и контакты,

- затем регистрируют, перемещается ли переключатель ступеней, то есть покинул ли свое текущее положение и/или превысил ли крутящий момент на моторном приводе заранее установленное предельное значение,

- если переключатель ступеней перемещается и/или крутящий момент на моторном приводе не превысил предельное значение, то начинают собственно переключение нагрузки на новый отвод обмотки,

- если переключатель ступеней не перемещается и/или крутящий момент на моторном приводе превысил предельное значение, то генерируют сигнал неисправности и/или останавливают переключатель ступеней.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после получения исполнительной команды на переключение нагрузки (с n на n+1) осуществляют кратковременное активирование моторного привода и тем самым переключателя ступеней в противоположном направлении (с n на n-1).

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что после генерации сигнала неисправности допускают заранее установленное число переключений нагрузки.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что после генерации сигнала неисправности допускают заранее установленное число переключений нагрузки.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что моторный привод имеет шаговый двигатель, который возбуждается для кратковременного активирования моторного привода только с заранее установленным числом импульсов.