CN104205274B - 用于平衡负荷分级开关的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于平衡负荷分级开关的方法，所述负荷分级开关用于在分级变压器的不同线圈抽头之间进行转换。总的发明构思在于，通过在调试负荷分级开关后由一个参数化的控制装置沿第一旋转方向起动电机驱动的方式，达到负荷分级开关的一个预先定义的工作位置，从而负荷分级开关朝第一线圈抽头方向开始跑完其稳态的各工作位置，也就是分级变压器的不同线圈抽头，其中借助控制装置识别负荷分级开关的终端位置的达到，其中重新随后沿第二旋转方向起动电机驱动，从而负荷分级开关紧接着朝相反的转换方向跑完调节区域直至达到第一稳态的工作位置，并且其中紧接着借助控制装置的非易失性存储的参数将第一稳态的工作位置配置为预先定义的工作位置。

Description

用于平衡负荷分级开关的方法

技术领域

本发明涉及一种用于平衡负荷分级开关的方法，该负荷分级开关用于在分级变压器的不同线圈抽头之间进行转换。

背景技术

许多年以来，为了在分级变压器的不同线圈抽头之间进行无中断转换，在世界范围内大量地使用负荷分级开关。在北美特别流行的所谓电抗开关都具有能够实现缓慢、持续转换的转换电抗。根据电阻快速交换原则，负荷分级开关通常包括一个用于无功率选择分级变压器的要转换到其上的相应的线圈抽头的选择器，和一个用于从以前的预选线圈抽头实际转换到新的预选线圈抽头上的负荷转换开关。负荷转换开关为此通常具有开关触点和电阻触点。开关触点在此用于直接连接具有负荷引线的相应的线圈抽头，而电阻触点用于暂时接线，也就是说借助一个或多个转换电阻桥接。然而近些年来的发展远离了具有在绝缘油中的机械开关触点的负荷转换开关。取而代之的是，复制地将真空开关单元用作开关元件。

一种此类型的具有真空开关管的负荷分级开关例如由DE 10 2009 043 171 A1公开。在这里负荷转换开关支承有一个由蓄电池可驱动的带有至少一个凸轮盘的主动轴。凸轮盘具有多个控制凸轮，其中两个在端侧设置在凸轮盘上的控制凸轮根据凸轮类型具有与圆形不同的轮廓，在所述轮廓上分别接触锁合地引导一个经由摇杆与真空开关管连接的辊，所述辊截取相应控制凸轮的成型轮廓。

通常由现有技术中已知的负荷分级开关作为完成安装的产品提供给客户并且由该客户在现场装配到现存的分级变压器中。对此制造商附上操作说明，该操作说明简单易行地记录和描述分级调节装置的装配。分级调节装置连同电机驱动与分级变压器和其控制电子装置的调试即耦合在各个安装步骤中需要对分级变压器的调节线圈的不同分级位置进行手工控制的接线，通过的方式是将分级调节装置在相邻的、与调节线圈电连接的固定触点之间进行转换。根据现有技术，这一过程是耗时的且时常出错。

由DE 197 05 576 A1已知一种用于负荷分级开关的位置信号装置。位置信号装置作为分级开关或类似物的电机驱动的组成部分用于电气采集和传输分级开关或类似物的相应位置；这又一方面是对于原来的位置指示的起始点而另一方面作为实际值是随后的控制或调节功能的基础。

用于分级开关的已知的位置信号装置包括大量信号触点的圆形装置，其中至少每一个信号触点分配有分级开关类似物的一个工作位置。信号触点在此借助一个可旋转的中心的信号触点操纵杆进行接线，所述信号触点操纵杆与分级开关更准确的说与分级开关的电机驱动相连接。在此，在每一次改变分级开关的工作位置时，也就是在从一个线圈抽头转换到另一个线圈抽头上时，信号触点操纵杆仅仅运动一个转接相角，所述转接相角等于两个相邻的信号触点的间距。然而，由于信号触点操纵杆的持续运动，导致触点分离很慢，依赖于相应的开关过程，很慢的触点分离可能延续数秒。如果以直流工作的电路要经由信号触点接通或通常要接通较高的电流，那么这种位置信号装置是不适合的。

因此在这种由现有技术已知的位置信号装置中，每个信号触点分配有分级开关的一个固定的工作位置，即分级变压器的调节线圈的线圈抽头。同样在这里，分级开关与位置信号显示的机械耦合或者校准必须按照固定定义的电路图进行，因为否则的话位置信号装置会显示错误的工作位置。

发明内容

由此出发，本发明的任务在于，提供一种用于平衡负荷分级开关的方法，该负荷分级开关用于在分级变压器的不同线圈抽头之间进行转换，该方法能够实现负荷分级开关的预先定义的工作位置的校准，而无需对调节线圈的不同分接位置进行手动控制接线。

该目的通过一种用于平衡负荷分级开关的方法得以解决，所述负荷分级开关用于在分级变压器的不同线圈抽头之间进行转换，该方法具有下列方法步骤：-根据负荷分级开关的调试，由参数化的控制装置沿第一旋转方向起动电机驱动，从而负荷分级开关朝第一线圈抽头方向开始跑完其各稳态工作位置，也就是分级变压器的不同线圈抽头，-借助控制装置检测负荷分级开关的终端位置的达到，-沿第二旋转方向起动电机驱动，从而负荷分级开关紧接着朝相反的转向方向跑完调节区域直至达到第一稳态工作位置，-并且紧接着借助控制装置的非易失性存储的参数将第一稳态工作位置配置为预先定义的工作位置。“平衡”在本发明框架内被理解为达到负荷分级开关的预先定义的工作位置。

总的发明构思在于，通过在调试负荷分级开关后由一个参数化的控制装置沿第一旋转方向起动电机驱动的方式，达到负荷分级开关的预先定义的工作位置，从而负荷分级开关朝第一线圈抽头方向开始跑完其各稳态工作位置，也就是分级变压器的不同线圈抽头，其中借助控制装置识别负荷分级开关的终端位置的达到，其中重新随后沿第二旋转方向起动电机驱动，从而负荷分级开关紧接着朝相反的转换方向跑完调节区域直至达到第一稳态工作位置，并且其中紧接着借助控制装置的非易失性存储的参数将第一稳态工作位置配置为预先定义的工作位置。因此，根据本发明的方法按照负荷分级开关的调试自主地将一个第一稳态工作位置定义为用于所有随后的开关操作的基准量。由于这个定义的工作位置软件支持地非易失性地被存储，因此在每一个较晚的时刻都可了解，沿负荷分级开关的哪个转换方向执行了多少转换，继而最终负荷分级开关当前位于哪个稳态工作位置。因此换句话说，按照本发明的本质采用负荷分级开关的调节区域的机械的止挡，以便随后标定成负荷分级开关的一个定义的稳态工作位置。

根据本发明的一种特殊扩展方案，通过在沿第一旋转方向起动电机驱动后非易失性地存储其电流强度并以定义的时间间隔将该电流强度与一个在控制装置中参数化为电流极限值的最高值进行比较的方式，控制装置识别负荷分级开关的调节区域的机械的终端止挡。在此如果当前测定的电流值超出定义的额定值，则产生一个电信号，所述电信号将负荷分级开关的机械的终端止挡报告给控制装置。

再次根据本发明的另一种实施方式，通过借助一个传感器以规定的时间间隔检测电机驱动的主动轴的转速的方式，经由控制装置检测负荷分级开关的调节区域的机械的终端止挡。如果转速的测定值等于0，则产生一个电信号，所述电信号将负荷分级开关的机械的终端止挡报告给控制装置。

又根据本发明的另一种实施方式，在沿第一旋转方向跑完负荷分级开关的调节区域时在每次达到最近的稳态工作位置时，对一个信号触点进行接线，其中借助控制装置非易失性存储触发时刻即信号触点的接线，其中将在两个触发时刻之间的时间与一个最大允许的极限值进行比较，其中在超出最大允许的极限值时产生一个电信号，所述电信号将负荷分级开关的机械的终端止挡报告给控制装置。这可以例如通过以下方式实现，即，使至少一个凸轮盘与电机驱动的主动轴旋转啮合，所述凸轮盘本身在凸轮盘每旋转一转时操纵至少一个微型开关。根据传动比的情况，凸轮盘旋转一转可以与负荷转换开关从第一稳态工作位置到相邻的第二稳态工作位置的一次转换同步进行。因此凸轮盘每旋转一转继而每次转换，也就是负荷分级开关允许的稳态工作位置的每次转换，微型开关都触发一次继而发出成功结束的转换过程的信号。

附图说明

下面还要示例性地结合附图进一步阐述根据本发明的方法。

图1示出根据本发明的方法的示意流程图。

具体实施方式

调试带有分级变压器的负荷分级开关构成根据本发明的方法的出发点。在调试时，将负荷分级开关以其联接触点连接在分级变压器的调节线圈上、装配电机驱动并且将负荷分级开关连同电机驱动一起连接至一个软件支持的电子的控制装置，该控制装置本身又可以与一个输出装置连接。控制装置在调试时要被参数化，尤其是在此要定义电机驱动的主动轴的初始运动方向，此外要给出并最终定义负荷分级开关的允许的稳态工作位置的数量，在这些地方有调节区域的始端即允许的第一稳态工作位置，和调节区域的终端，也就是负荷分级开关的最后允许的工作位置。这些参数被非易失性存储在控制装置中。如已经阐述的那样，负荷分级开关通常具有一个用于无功率选择分级变压器的要转换到其上的相应的线圈抽头的选择器，和一个用于从以前的预选线圈抽头实际转换到新的预选线圈抽头的负荷转换开关。依赖于以负荷分级开关为基础的开关类型，在一个例如带有5个线圈抽头的调节线圈上根据电阻快速交换原则允许5个稳态工作位置并且根据电抗器开关原则允许9个稳态工作位置，因为在这里允许中间位置作为稳态工作位置。

随后由接着参数化的控制装置沿第一旋转方向起动电机驱动，从而负荷分级开关朝第一线圈抽头方向开始跑完其各稳态工作位置，也就是分级变压器的不同线圈抽头。在这里调节线圈的与分级变压器的主线圈最近的线圈抽头被认为是第一线圈抽头，也就是分级变压器的调节区域的开始。电机驱动例如是由现有技术已知的步进电动机。

在又一个后续的方法步骤中，借助控制装置识别终端位置的达到。终端位置在本发明框架内负荷分级开关的机械的终端止挡，如果负荷分级开关已达到其调节区域的始端或者终端，负荷分级开关的活动部分运行到终端止挡上。这可以例如通过以下方式实现，即通过在沿第一旋转方向起动电机驱动后非易失性地存储其电流强度并以定义的时间间隔将该电流强度与一个在控制装置中参数化为电流极限值的最高值进行比较的方式，控制装置识别负荷分级开关的调节区域的机械的终端止挡。在此如果当前测定的电流值超出定义的额定值，则产生一个电信号，所述电信号将负荷分级开关的机械的终端止挡报告给控制装置。作为备选方案还可能的是，通过借助一个传感器以规定的时间间隔不检测电机驱动的主动轴的转速的方式，经由控制装置检测负荷分级开关的调节区域的机械的终端止挡。如果转速的被测定值等于0，则产生一个电信号，所述电信号将负荷分级开关的机械的终端止挡报告给控制装置。又根据本发明的另一种实施方式，在沿第一旋转方向跑完负荷分级开关的调节区域时在每次达到最近的稳态工作位置时，对一个信号触点进行接线，其中借助控制装置非易失性存储触发时刻即信号触点的接线，其中将两个触发时刻之间的时间与一个最大允许的极限值进行比较，其中在超出最大允许的极限值时产生一个电信号，所述电信号将负荷分级开关的机械的终端止挡报告给控制装置。这也可以例如通过以下方式实现，即，使至少一个凸轮盘与电机驱动的主动轴旋转啮合，所述凸轮盘本身在凸轮盘每旋转一转时操作至少一个微型开关。根据传动比的情况，凸轮盘旋转一转可以与负荷转换开关从第一稳态工作位置到相邻的第二稳态工作位置的一次转换同步进行。因此凸轮盘每旋转一转继而每次转换，也就是负荷分级开关允许的稳态工作位置的每次转换，微型开关都触发继而发出成功结束的转换过程的信号。

在接下来的方法步骤中，由控制装置沿第二旋转方向起动电机驱动，从而选择器紧接着朝相反的转换方向跑完调节区域直至达到第一稳态工作位置，并且在达到第一稳态工作位置时停止。

最后借助控制装置的非易失性存储的参数将第一稳态工作位置配置为预先定义的工作位置。由此根据本发明的方法按照负荷分级开关的调试自主地将一个第一稳态工作位置定义为用于所有随后的开关操作的基准量。由于这个定义的工作位置软件支持地非易失性地被存储，因此在每一个较晚的时刻都可了解，沿负荷分级开关的哪个转换方向执行了多少转换，继而最终负荷分级开关当前位于哪个稳态工作位置。换句话说，按照本发明的本质因此采用负荷分级开关的调节区域的机械止挡，以便随后标定成负荷分级开关的一个定义的稳态工作位置。

Claims (4)

1.用于平衡借助电机驱动可操纵的负荷分级开关的方法，所述负荷分级开关用于在分级变压器的不同线圈抽头之间进行转换，其特征在于具有下列方法步骤：

-根据负荷分级开关的调试，由参数化的控制装置沿第一旋转方向起动电机驱动，从而负荷分级开关朝第一线圈抽头方向开始跑完其各稳态工作位置，也就是分级变压器的不同线圈抽头，

-借助控制装置检测负荷分级开关的终端位置的达到，

-沿第二旋转方向起动电机驱动，从而负荷分级开关紧接着朝相反的转向方向跑完调节区域直至达到第一稳态工作位置，

-并且紧接着借助控制装置的非易失性存储的参数将第一稳态工作位置配置为预先定义的工作位置。

2.根据权利要求1所述的用于平衡借助电机驱动可操纵的负荷分级开关的方法，其特征在于，通过在沿第一旋转方向起动电机驱动后非易失性地存储其电流强度的方式，借助控制装置检测负荷分级开关的终端位置的达到，以定义的时间间隔将该非易失性存储的电流强度与一个在控制装置中参数化为电流极限值的最高值进行比较，并且在当前测定的电流强度超出一个预先定义的额定值时，则由控制装置产生一个电信号，从而控制装置报告负荷分级开关的机械的终端止挡。

3.根据权利要求1所述的用于平衡借助电机驱动可操纵的负荷分级开关的方法，其特征在于，通过借助一个传感器以规定的时间间隔检测电机驱动的主动轴的转速的方式，借助控制装置检测负荷分级开关的终端位置的达到，在转速的测定值达到0时，则由控制装置产生一个电信号，从而控制装置报告负荷分级开关的机械的终端止挡。

4.根据权利要求1所述的用于平衡借助电机驱动可操纵的负荷分级开关的方法，其特征在于，通过在沿第一旋转方向跑完负荷分级开关的调节区域时在每次达到最近的稳态工作位置时对一个信号触点进行接线的方式，借助控制装置检测负荷分级开关的终端位置的达到，借助控制装置非易失性存储触发时刻即信号触点的接线，将在两个触发时刻之间的时间与一个最大允许的极限值进行比较，并且在超出最大允许的极限值时产生一个电信号，从而控制装置报告负荷分级开关的机械的终端止挡。