(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動部を用いて操作される、タップ変成器の巻線タップ間を無中断で切り換えるタップ切換器の機能監視方法において、
この方法が、
（ｎからｎ＋１への）負荷切換のセット命令を受けた後、タップ切換器の機能が正常な場合にタップ切換器の部品及び接点の操作が依然として開始されない程度のモータ駆動部の、およびこれに伴うタップ切換器の短時間の作動を行なう工程と、
次に、タップ切換器が動いた、即ち、従来の停止位置から離れたか、モータ駆動部の回転トルクが予め規定された限界値を上回ったか、或いはその両方であるか否かを検知する工程と、
タップ切換器が動いたか、モータ駆動部の回転トルクが限界値を上回らなかったか、或いはその両方である場合、新しい巻線タップへの本来の負荷切換を開始する工程と、
タップ切換器が動かなかったか、モータ駆動部の回転トルクが限界値を上回ったか、或いはその両方である場合、エラー信号を発生するか、タップ切換器を停止するか、或いはその両方を行なう工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
（ｎからｎ＋１への）負荷切換のセット命令を受けた後、モータ駆動部の、およびこれに伴うタップ切換器の短時間の作動が（ｎからｎ−１への）逆方向に行なわれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
エラー信号の発生後、予め規定された回数の負荷切換が依然として許容されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
モータ駆動部が、短時間の作動を行うために、規定された数のパルスが与えられるステッピングモータを備えていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タップ切換器の機能を監視する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
負荷時タップ切換器とも呼ばれる、タップ切換器は、タップ（制御）変成器の巻線タップ間を無中断で切り換えるための周知の機器である。それらは、タップ変成器と共に、公共又は産業用エネルギー供給網及び配電網の電圧を制御する役割を果たしている。タップ切換器は、通常モータ駆動部によって操作され、モータ駆動部自体は、一方の巻線タップから他方の巻線タップへの切換毎に、所定の機器特有の切換シーケンスでセレクタ接点、プレセレクタ接点、粗調整セレクタ接点及び負荷切換接点を操作する。タップ切換器は、誤りの無いエネルギー供給にとって重要な機器であり、そのためには、定期的な機能監視は有効であり、それどころか、多くの場合、機能障害を早めに検知し、それに対応した救済措置又は安全措置を適時に開始できるようにするために必要である。
【０００３】
特許文献１により、負荷切換中、即ち、タップ切換器の操作中に、モータ駆動部の駆動モータにおける電圧と電流の実効値を測定し、それらの値から有効電力を計算し、更に、それから回転トルクを算出するタップ切換器の監視方法が知られている。その周知の方法では、切換中のタップ切換器のそれぞれその時点の位置の検出を同時に行ない、それに続いて、それぞれ検出した回転トルクをそれらが生じた位置に対応付けている。これらの値の対は、予め保存しておいた目標値の対と比較される。実際値と目標値の偏差が一定の閾値を上回った場合、通報が発生され、極端な場合、タップ切換器が停止される。
【０００４】
特許文献２から、そのような別の方法が周知である。その方法では、負荷切換器の操作時の切換シーケンス全体が、所定の領域、所謂「タイムスロット」に分割され、そのタイムスロット毎に、別々に各タイムスロットに関して実際値と目標値を互いに比較している。「タイムスロット手法」として知られる、その方法は、本出願人によって、本出願人が販売している機器シリーズＴＡＰＧＵＡＲＤ（登録商標）の監視機器に実装されている。
【０００５】
これらの周知の方法は、例外無く事後方式で動作している。一つの巻線タップから新しい巻線タップへの負荷切換時の回転トルクの変化全体が先ず保存される。負荷切換の終了後、それに対応する実際値と目標値の比較が可能である。それは、正に「タイムスロット手法」でも言えることである。その場合でも、切換終了時に漸く個々のタイムスロットの値の比較が行なわれる。言い換えると、負荷切換中に誤動作が起こった場合、これらの周知の方法は、確かにそのことを信号伝送して、その後の更なる操作を阻止できるが、それに対応する警報信号を発出した誤動作自体を最早「起こらなかったことにする」ことはできない。極端な場合、その誤動作によって損傷を引き起こす可能性が有る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ドイツ特許第１９７４４４６５号明細書
【特許文献２】ドイツ特許第１９７４６５７４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、タップ切換器の改善された機能監視方法を提示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本課題は、請求項１に記載された特徴を有する方法によって解決される。従属請求項は、本方法の特に有利な改善構成に関する。
【０００９】
本方法の普遍的な考えは、予め規定された負荷切換の開始前に、負荷切換器のその時点の状態を事前に検出して監視し、それによって、誤動作時に本来の負荷切換が全く開始できないことを保証することである。
【００１０】
本発明では、そのことは、負荷切換の開始前に、モータ駆動部が、先ず個々の接点の操作を依然として起こさない程の僅かな程度でタップ切換器を駆動することによって実現される。
【００１１】
この場合、負荷切換器が実際に動いたか否かを制御することができる。それが動かなかった場合、駆動系統が遮断されているか、停止が起こっているか、或いはそれ以外の誤動作が発生している。そのことは、信号伝送されて、本来の負荷切換を許容しない。
【００１２】
それに代わって、或いはそれに追加して、モータ駆動部の回転トルクを検出することもできる。それがゼロの場合、電気接続が遮断されているか、モータ駆動部が動けなくなっている。この回転トルクが予め規定された限界値よりも大きい場合、モータの停止又はそれ以外の誤動作が発生している。そのような場合でも、そのことを信号伝送して、負荷切換を阻止することができる。
【００１３】
前述した監視のためにモータ駆動部が先ずタップ切換器を操作する「僅かな程度」とは、ステッピングモータを使用した場合、少数のパルスであると解釈することができる。モータ駆動部に従来のモータ、例えば、回転電流同期モータを使用した場合、例えば、タイマーによって設定可能な非常に短い時間であると解釈することができる。
【００１４】
本発明の範囲内では、機能の監視のために、その後の予め規定された負荷切換時の切換方向と逆の方向にタップ切換器を動かすのが特に有利である。
【００１５】
以下において、本発明による方法を例示して詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による方法の模式的なフロー図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
初期位置において、タップ切換器は、位置ｎに有る、即ち、タップ変成器の（任意の）一つの巻線タップに切り換えられている。タップ切換器は、電圧制御器などから、負荷切換命令、ここでは、例えば、隣のタップｎ＋１への切換命令を受ける。負荷切換方向、即ち、ｎからｎ＋１、或いはそれに代わってｎからｎ−１への負荷切換方向は、電圧を上昇又は下降させるとのセット命令の情報から得られる。
【００１８】
本来の負荷切換の開始前に、タップ切換器は、先ずその後の負荷切換方向と逆の方向に、ここでは、即ち、ｎ−１の方向に僅かな程度動かされる。このようなその後の負荷切換方向と逆の方向は有利であるが、本発明による方法に必要なことではない。この方向に動かすことの利点は、切換行程が延びることによって、その後の負荷切換時の加速度が大きくなることである。
【００１９】
前述した本来の負荷切換前に動かす僅かな程度は、モータ駆動部にステッピングモータを使用した場合、そのステッピングモータが少数のパルスだけを受け取ることによって実現することができる。従来の駆動モータの場合、それは、例えば、１００ｍｓの非常に短い時間の間だけ電流を流すことによって行なうことができる。全ての場合に、動かす僅かな程度の大きさは、負荷切換時に特定の切換シーケンスで行なわれる、タップ切換器の個々の部品及び接点の操作が依然として開始されないような大きさに規定される。
【００２０】
前述したタップ切換器を僅かな程度動かしたことを評価することにより、本来の負荷切換前のタップ切換器の機能性を事前に確認することができる。即ち、例えば、タップ切換器が凡そ動いたか否かを検知することができる。そのことは、タップ切換器が従来の停止位置ｎから離れ始めたか否かをそれに対応する検知接点を調べることにより検査することによって検知することができる。そのような動きは、ＡＯＷ、ホール又は光学センサの調査によっても検知することができる。タップ切換器が動かなかった場合、駆動系統が遮断されてたり、駆動モータが故障しているなどの障害が発生している
それに代わって、或いはそれに追加して、短時間の動きにおけるモータ駆動部の回転トルクが限界値を上回ったか否かを検知することができる。この回転トルクの検知は、機械的に、例えば、測定ハブによって、或いは従来技術で周知の負荷電流の評価によって行なうことができる。この限界値を上回った場合、停止、機能不全など別の障害が発生している。
【００２１】
この評価が正常となった場合、タップ切換器は問題が無く、それに続いて、ここに示された例では、新しい位置ｎ＋１に到達するまでの本来の負荷切換が開始される。
【００２２】
障害が検知された場合、基本的にユーザが選択できる二つの手法が有る。タップ切換器を停止することができる。それにより、障害が取り除かれて、システムのリセットが行なわれるまで、負荷切換が不可能となる。警報だけを発生して、それにも関わらず、場合によっては、所定の数に制限して、更なる負荷切換を許容することも可能である。
【００２３】
全体として、本発明による方法によって、負荷切換後の事後方式ではなく、負荷切換前の予防方式で機能を監視することが可能となる。そのことは、負荷切換時の起こり得る障害前に事前に障害を検知して、用心のためにタップ切換器を停止できることによって、エネルギー供給部の動作の安全性と信頼度を向上させる。そして、確かに障害を除去するまで、更なる電圧制御は最早不可能であるが、電圧供給部のその後の損傷又は破壊が想定されなくなる。
【図１】
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