CZ323398A3 - Způsob kontroly stupňového spínače - Google Patents

Description

(54) Název přihlášky vynálezu:

Způsob kontroly stupňového spínače (57) Anotace:

Při způsobu se ze změřených efektivních hodnot proudu a napětí stanoví točivý moment hnacího hřídele, který se vede od přiřazeného motorového pohonu ke stupňovému spínači, a pomocí rozdílných uvedených způsobových kroků se porovnají s příslušnými předem stanovenými plánovanými hodnotami typickými pro zařízení. Podle výsledku tohoto srovnání se generují výroky o trendu, při nebezpečných odchylkách se provádí rychlé odpojení motorového pohonu.

U 3i3i - // t l

Způsob kontroly stupňového spínače

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu kontroly stupňového spínače, který slouží k nepřetržitému přepínání mezi odběry stupňového transformátoru.

Dosavadní stav techniky

Z patentového spisu DE 42 14 431 je již známé, že motorový pohon přirazený příslušnému stupňovému spínači dodává stanovené informace. Jsou to informace o nastavení stupňů, o aktuálním nastavení během přepínání, o dosažení horní a spodní koncové polohy, o zvoleném druhu chodu, o vypojení ochranného spínače motoru a podobně. Tyto informace však nemusí být ke kontrole příslušného stupňového spínače z hlediska spolehlivosti chodu, to značí k odvození monitorovacích funkcí dostatečné.

Dále je známý mikroprocesorem řízený regulátor napětí typu TCS {viz firemní prospekt strojírenského podniku Reinhausen GmbH: Mikroprozessorgesteuerter Spannungsregler TSC, tiráž VK34/96 de-0896/1000), který rovněž realizuje jisté kontrolní funkce, jako je například:

- kontrola obvodové jalové složky proudu mezi dvěma paralelně zapojenými transformátory,

- realizace nadproudového blokování stupňového spínače,

- kontrola podpětí,

- kontrola přepětí s bezpečnostním odpojením,

- porovnání plánovaných a existujících hodnot řízeného napětí. Také přitom se neevidují žádná data, která dovolují přímou • ·· * I • · ♦ b · · • · • ·· kontrolu stavu chodu příslušného stupňového spínače. Jako vstupní veličiny přitom vystupují jen proud a napětí, které

Λ ΙΊ Tř vr 4- Λ 1f rt V» Λ « r, « 1 rt 1Γ r, 1Γ Λ V» 1 VS P Λ· Η* #» X» t

U t £l 4. 14 X X 1U U J. ........ 1 V\ 1 k A o v X a X U X uLÍ postupu ke zpracování informací žádnou vhodnou výpověď o stavu chodu.

Dále je z japonské patentové přihlášky JP-60-176213 A již známé evidovat točivý moment hnacího hřídele, který je veden z motorového pohonu k stupňovému spínači, k porovnání skutečného průběhu točivého momentu s charakteristickým plánovaným točivým momentem. Podobný způsob je ještě jednou později popsán v patentu DD 246409, podle něho se má rovněž měřit časový průběh točivého momentu při přepnutí a výsledek se má porovnat s pro stupňový spínač typickým časovým průběhem točivého momentu. Jestliže přitom vzniká nedovolená odchylka existujícího průběhu a požadovaného průběhu, musí se provést rozepnutí. Z důvodu obtížné evidence točivých momentů se však tento způsob dosud nemohl prosadit.

Dále bylo také jíž navrženo, neměřit točivý moment přímo mechanickými prostředky, nýbrž nepřímo pomocí evidence činného výkonu hnacího motoru vytvářejícího točivý moment. Také toto nebylo dosud realizováno.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je vytvořit způsob kontroly stupňového spínače, který vychází z jednoduše měřitelných elektrických veličin a umožňuje spolehlivou kontrolu stupňového spínače a dovoluje při vzniku detekovaných chybných funkcí odpovídající reakci na tuto odchylku od normy.

Tento úkol se vyřeší způsobem podle vynálezu

- 3 • *Φ · « * · ·· ΦΦΦ ΦΦΦ

ΦΦΦ Φ Φ «4 φ φ φ · φ »

Φ · ·Φ φφφφ Φ φ Φ Φ *> ΦΦ stanoveným v rovnocenných patentových nárocích 1 a 2. Oba způsoby se používají jako rovnocenná alternativní řešení stejného úkolu. Vedlejší řešení se týkají zvláště výhodných dalších provedení způsobu podle vynálezu.

Tento způsob dovoluje jednoduchou kontrolu stupňového spínače během celého časového intervalu přepnutí zátěže, to znamená během ovládání připojenéh.o motorového pohonu. Způsobem podle vynálezu je jednoduše možné přiřadit pomocí zjištěného průběhu točivého momentu stanoveným částem těchto průběhů točivého momentu odpovídající časové intervaly přepínacího postupu. Tím mohou nastat pomocí funkce jednotlivých součástí stupňového spínače, jako předvoliče, respektive reverzátoru, jemného voliče a přepínače pod zátěží, zpětná spojení, která se u každého přepnutí pod zátěží ovládají po sobě ve stanovených sekvencích typických pro spínač.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je v následujícím blíže objasněn na příkladech provedení pomocí výkresů. Na obrázcích znázorňuje:

obr. 1 schématické znázornění průběhu, který zakládá způsob popsaný v patentových nárocích 1 a 2, obr. 2a, 2b dva typické evidované průběhy točivého momentu, přičemž a) a b) uvádí tento průběh v obráceném směru otáčení motorového pohonu, obr. 3 další schématické znázornění, které je oproti obr. 1 rozšířeno o další, přídavně zohledněné měřené veličiny a modely a •« ·♦ ► * · « » · ·· »·* » « • · i ·· ·· obr. 4 schématické znázornění obecných monitorovacách kroků použitých u způsobu podle vynálezu.

a· • ··

Příklady provedení vynálezu

Nejprve je blíže objasněn obr. 1.

V motorovém pohonu přiřazeném stupňovému spínači se při přepnutí pod zátěží zjišťuje efektivní hodnota proudu a napětí, z toho se známou cestou vypočítá činný výkon a z něho opět příslušný točivý moment. Současně nastává stanovení polohy v motorovém pohonu, to znamená zjišťuje se, která oblast spínací sekvence aktuálně přímo při přepínání probíhá. 2 toho lze odvodit, ve které aktuální poloze se nachází přímo jednotlivé součásti, jako předvolič, volič a přepínač pod zátěží, uvnitř celé probíhající spínací sekvence. Tato evidence polohy nastává zvláště výhodně pomocí resolveru, který dovoluje kontinuální evidenci.

Podle prvního způsobu podle vynálezu, popsaného v patentovém nároku 1, se následně jednak z poloh během přepínání pod zátěží, které se mohou odstupňovat, to znamená rastrovat, prakticky libovolně jemně, a jednak hodnot točivého momentu, zjištěných při těchto hodnotách vytvoří páry hodnot.

Tyto zjištěné páry hodnot se porovnají s uloženými pro spínač specifickými páry hodnot, plánovanými hodnotami a hraničními hodnotami.

Podle výsledku tohoto srovnání se vydá stanovené hlášení statutu. Jestliže je výsledkem srovnání souhlas koresponujících existujících s plánovanými páry hodnot, vydá se hlášení “o.k., které se však také může potlačit. Jestliže se •

·· • 0 0 * 0 «0 • ·· ··

I* · · *

0 0 «0 * *0 · · * 0 0 · · « »00 0* 0· obdrží při dříve popsaném srovnání odchylky uvnitř stanovených hranic a/nebo jen při předem stanoveném počtu párů hodnot, vydá se hlášení, které odkazuje na prošlou udržbu, aniž se přeruší běžný chod stupňového spínače.

Jestliže se obdrží odchylky, které vychází přes rovněž stanovenou míru, vytvoří se hlášení chyby, které uvádí motorový pohon do klidu.

Další způsob podle vynálezu popsaný v patentovém nároku 2 obsahuje tytéž první způsobové kroky. Také zde se zjišťují efektivní hodnoty proudu a napětí a nastává současně stanovení polohy, jak již bylo uvedeno.

Následně nastává při tomto způsobu přiřazení odpovídajícího točivého momentu v čase, které opět koresponduje s úhlem natočení při přepnutí pod zátěží. Přitom je existující hodnota točivého momentu vytvořena ve zpravidla krátkých časových intervalech, například každých 20 ms a uložena ve vyrovnávací paměti. Následně nastává synchronizace pomocí synchronizačního impulzu. Takový synchronizační impulz vytváří na začátku zvláště charakteristický funkční průběh během přepnutí v čase tsyn. Zvláště výhodně se může použít k vytvoření tohoto synchronizačního impulzu například rozpojení akumulátoru energie. Přepočtení měřených hodnot tedy nastává podle známého principu přechodového registračního přístroje.

Výhody způsobu jsou blíže objasněny pomocí obr. 2. Obr. 2a znázorňuje změřený průběh točivého momentu během doby t. přepínání, případně na dráze s^, kterou vykoná stupňový spínač při přepínání. Pod ním ležící obr. 2b znázorňuje další změřený průběh točivého momentu při obráceném směru otáčení hnacího hřídele, to znamená při obráceném směru sepnutí. Je z toho patrné, že na základě mechanických tolerancí v hnacím ústrojí

- 6 »·

9«« *9 časově normovat. Rovněž Následně se při tomto synchronizovaný průběh díly, tak zvaná okna.

a jiných vlivů se v závislosti na směru otáčení obdrží odlišné časy po startu motorového pohonu v čase ts startu až k prvnímu charakteristickému bodu průběhu točivého momentu v čase to v charakteristickém bodě. Odpovídající průběhy tedy nejsou bez dalšího srovnatelné a musí se nejprve se to děje již uvedenou synchronizací druhém způsobu podle vynálezu rozloží točivého momentu na charakteristické

Přitom každé okno odpovídá charakteristickému dílu probíhající sekvence přepínání. Taková okna mohou například zahrnovat časové intervaly ovládání předvoliče, jemného voliče nebo také spínače pod zátěží. Každé okno je přitom ohraničeno dvěma charakteristickými časovými body, které časově stanoví začátek a konec okna to znamená časovými úseky to-ti ..... ta vn -tn .

Každé toto okno se charakteristickými hodnotami. Touto metodou lze detekovat nejen odchylky požadovaných hodnot točivého momentu porovná s selektivní uloženými srovnávac í existujících hodnot od a tím chyby, nýbrž lze také vznikající chybu přiřadit stanovené konstrukční skupině, která ji způsobuje. Vedle popsané selektivní detekci chyb se současně umožňuje trendová analýza mechanických komponent.

Přídavně je samozřejmě u obou způsobů podle vynálezu také možné využít maximální hodnotu točivého momentu, při jejímž překročení, nezávisle od ostatních kriterií, nastává ihned uvedení motorového pohonu do klidu.

V dalším vytvoření vynálezu je možné do způsobu podle vynálezu přídavně zahrnout také kontrolu dalších veličin. To je znázorněno na obr. 3, přitom se přídavně k popsané evidenci jednak činného výkonu motoru a tím točivého momentu a jednak evidence polohy stupňového spínače ještě bere zřetel na změřené teploty izolačního média v zátěžovém spínači, *· ··

• » · * • · ··

transformátorového oleje, ve kterém je obvykle také umístěn volič stupňového spínače, a teploty okolního vzduchu. Dále se může přídavně zjišťovat také opal kontaktu na zátěžovém spínači a stanovit pracovní stav.

Podstatu způsobu podle vynález lze ještě jednou shrnout pomocí obr. 4.

Během přepínání se evidují charakteristické měrné hodnoty, v tomto případě proud a napětí, z nichž se vytvoří informace o existujícím činném proudu a tím aktuální točivý moment. Následně nastává srovnání s plánovanými veličinami a vyhodnocení srovnání. V důsledku toho se vytvoří informace, případně přihlášky, které mohou vyjadřovat různé priority. Při značných odchylkách od plánovaných hodnot může být žádoucí rychlé rozepnutí, například když točivý moment během sepnutí pod zátěží překročí ještě dovolenou absolutní, extrémní plánovanou hodnotu. Při odchylkách v nekritické oblasti, které se ihned nedotýkají bezpečnosti, se mohou vydat informace, které doporučují včasnou údržbu, odkazují na konec očekávané Životnosti nebo podávají výroky o trendu vývoje.

• · · · ^w • · ·· ·· Φ · · * · · »» ·· » · • ··

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (4)

1. Způsob kontroly stupňového spínače, vyznačující se tí·, že se provádí v následujících krocích:

během přepnutí pod zátěží, to znamená manipulace stupňového spínače, se měří efektivní hodnoty napětí a proudu na hnacím motoru přiřazeného motorového pohonu, z těchto hodnot se vypočítá činný výkon a zjistí se z něho točivý moment, současně nastává evidence aktuální polohy stupňového spínače , zjištěný točivý moment se přiřadí příslušné poloze, při které vzniká, a vytvoří se odpovídající pár hodnot, tyto páry hodnot se porovnají s páry plánovaných hodnot specifickými pro zařízení změřenou okolní teplotu, při vzájemných odchylkách které překračují stanovené, a korigovanými rovněž na srovnávaných párů hodnot, předem nastavené prahy, se generují hlášení, která motorový pohon a tím stupňový spínač uvádí do klidu nebo odkazují na údržbu.

2. Způsob kontroly stupňového spínače, vyznačující se tím, že se provádí v následujících krocích:

během přepnutí pod zátěží, to znamená manipulace stupňového spínače, se měří efektivní hodnoty napětí a proudu na hnacím motoru přirazeného motorového pohonu, z těchto hodnot se vypočítá činný výkon a zjistí se z něho točivý moment, současně nastává evidence aktuální polohy stupňového spí nače , hodnoty točivého momentu zjištěné v čase se uloží, následně nastává synchronizace pomocí synchronizačního impulzu, který se vytvoří při dosažení

• »· • · fe • * · • fe ·· · · · fe * * * ·· « to · ·· » · · · • · · ···« • fe • · · »· ·· ··« ·· fefe fe· - 9 - charakteristického stavu při sepnut í při zátěži ve stanoveném Časovém okamžiku { ts y n ) , napři klad při rozpojení akumulátoru energie,

následně se normovaný průběh točivého momentu rozloží na typické časové úseky (to-ti, .··, tmyn-tn), které odpovídají stanoveným částem přepínací sekvence specifickým pro spínač, hodnoty těchto časových úseků (to-ti, ..., tiyn-tn), tak zvaná okna, se porovnají s uloženými charakteristickými plánovanými hodnotami, při vzájemných odchylkách srovnávaných párů hodnot, které překračují stanovené, předem nastavené prahy, se generují hlášení, která motorový pohon a tím stupňový spínač uvádí do klidu nebo odkazují na údržbu.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se evidence polohy provádí pomocí rozkládače.

4. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že se přídavně při vyhodnocení, to znamená při porovnání existujících hodnot a plánovaných hodnot používají další měřící veličiny, jako teplota oleje zátěžového spínače, teplota transformátorového oleje, teplota okolního vzduchu a/nebo opal mechanických kontaktů spínače.