Die Erfindung betrifft einen Spannungsregler zur Regelung der AusgangsSpannung mindestens eines Transformators mit Stufensσhalter.

Es ist bekannt, die Spannung bei Großtransformatoren mit einem Stufenschalter einzustellen. Dieser befindet sich im Gehäuse des Transformators und schaltet iσklungsteile der Hauptwicklung .oder der Regelwiσklung zu oder ab. Um dies bewerkstelligen zu können ist es notwendig die Transformatorspannung auf jener Seite zu messen auf der sich der Stufensσhalter befindet. Dieser Spannungsistwert wird in einem analogen Spannungsregler mit einem Span- nungssoliwert verglichen und entsprechend der Regeldif¬ ferenz wird der Stufenschalter verstellt. Bei diesen Reglern ist die Einstellung der verschiedenen Parameter jedoch sehr kompliziert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, einen neuen Spannungsregler für Stufensσhalter von Transformatoren zu schaffen, welcher genauer, zuverlässiger und auch in moderne digitale Leitsysteme integrierbar ist.

Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Diese ist dadurch gekennzeichnet, da3 ein als digitaler Toleranz¬ bandregler arbeitender Mikroprozessor vorgesehen ist, an den mindestens zwei A/D- andler, von denen einer mit der Sekundärseite eines Spannungswandlers und der andere mit der Sekundärseite eines Stromwandlers verbunden ist,

Schnittstellen, wobei vorzugsweise als Ausgabeschnitt¬ stellen Relaistreiber und als Eingabeschnittstellen Optokoppler vorgesehen sind, eine alphanumerische Anzei¬ ge, vorzugsweise ein LCD-Display, ein Hauptschalter und Einstellorgane, mit denen veränderbare Parameter aufruf- bar, einstellbar und abspeicherbar sind, angeschlossen sind, und da3 der Mikroprozessor einerseits die

Phasenverschiebung der Sekundärsignale der Strom- und Spannungswandler erfaßt und daraus den ~o~ (f> ermittelt und andererseits aus den aufbereiteten bzw. digitali¬ sierten Sekundärsignalen die Frequenz, die Wirkleistung, die Scheinleistung und den Blindstrom errechnet, und daß bei einer Abweichung der Transformatorspannung vom eingestellten Toleranzband zum vorgewählten Spannungs- sollwert eine Verzögerungsstufe im Mikroprozessor an¬ spricht und nach Ablauf der Verzogerungszeit, soferne der Spannungsistwert noch außerhalb des Toleranzbandes liegt, der Stufensσhalter des Transformators entsprechend verstellt wird. Dadurch wird sichergestellt, daß eine Verstellung des Stufensσhalters nur dann erfolgt, wenn der Spannungsistwert für längere Zeit einen Toleranzbe- reich übersσhreitet. Weiters ist die Bedienung des Spannungsreglers durch eine geringe Anzahl von über¬ sichtlichen Tasten und der LCD-Anzeige sehr komfortabel.

Von Vorteil ist, daß die Werte für den Strom, die Span- nung und die Phasenverschiebung zwischen Strom und

Spannung jeweils nach konstanten Zeitintervallen vom Mikroprozessor, vorzugsweise immer dreimal hintereinan¬ der, erfaßt werden. Durch die mehrmalige Messung nach jeder Zykluszeit werden falsσhe Meßwerte vermieden.

Naσh einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Verzöge¬ rungsstufe ein Zähler mit einstellbarem Höσhstwert, der naσh Erreiσhen dieses Höσhstwertes ein Signal abgibt, welσhes über einen Relaistreiber das Relais für den Motorantrieb des Stufenschalters des Transformators entsprechend ansteuert.

Naσh einer Weiterbildung nimmt die Verzögerungszeit invers proportional zur Größe der Über- bzw. Unter- sσhreitung der Grenzen des Toieranzbändes durσh den Spannungsistwert ab, wobei die eingestellte Verzöge¬ rungszeit nur dann auftritt, wenn die Abweiσhung vom

Spannungssollwert genau dem Toleranzband entspricht. Dadurch erfolgt abhängig von der Größe der Soll-Istwert- differenz ein Eingreifen des Reglers.

Ein weiterer Vorteil ist, daß eine serielle Schnittstelle und/oder eine Schnittstelle für eine externe Anzeige an den Mikroprozessor angeschlossen ist. Über diese Schnitt¬ stelle kann eine Anzeige in einer zentralen Warte ange- sσhlossen werden.

Vorteilhaft ist, daß bei Untersσhreiten einer Spannungs- untergrenze keine Sσhaltvorgänge des Stufensσhalters mehr erfolgen, und daß naσh einer Verzögerungszeit ein Relais anspriσht, welches Schaltversuσhe beim Stufenschalter verhindert und so lange aktiviert bleibt, bis die Span¬ nungsuntergrenze wieder überschritten ist. Dies ist eine sogenannte Unters annungsblockierung. In gleicher Weise kann auch eine Überstrombloσkierung beim Spannungsregler vorgesehen sein.

Ebenfalls vorteilhaft ist, daß immer die aktuellste Stellung des Stufenschalters des Transformators in der Anzeige darstellbar ist. Dies ist die Standardanzeige am Display des Spannungsreglers. Eine Umsσhaltung auf andere Werte, wie z. B. den Strom oder die Spannung, kann mit den Einstellorganen erfolgen.

Eine zusätzliσhe Ausgestaltung ist darin zu sehen, daß naσh jeder Sσhalthandlung eine Plausibilitätsprüfung erfolgt, welσhe aus einer Überprüfung der Stufensσhal- terstellung besteht, wobei der Stufenschalter bei der kleinsten, größten und mittleren Stufe einen Meldekontakt aufweist, welσhe bei entspreσhender Stufensσhalterstel- lung ein Signal an den Mikroprozessor abgeben, und daß dieser die tatsäσhliche, durch das Signal bestimmte,

Stufensσhalterstellung mit der intern im Mikroprozessor ermittelten Stufenschaltersteilung vergleicht.

Entsprechend dem obigen Zusatz beim Stufenschalter kann auf einfache Weise die Plausibilitätsprüfung durchgeführt werden, wodurch die Sicherheit des Betriebes des Reglers erhöht wird.

Letztlich ist von Vorteil, daß die Meldekontakte an eine Batterie angeschlossen sind. Dies ist zur sicheren Übertragung der Signale der Meldekontakte notwendig.

An Hand der Zeiσhnungen wird die Erfindung nun noσh näher erläutert.

Die Fig. 1 zeigt den Spannungsregler als Bloσksσhaltbild, die Fig. 2 stellt ein Spannungs-Zeit-Diagramm bei An- εpreσhen von-zwei Verzogerungsstufen dar, aus Fig. 3 ist ein Spannungs-Zeit-Diagramm bei Anspreσhen von nur einer Verzögerungsstufe ersiσhtlich und das Flußdiagramm in Fig. 4 zeigt den Programmablauf bei einer Soll-Istwert- Differenz.

Bei dem Blocksσhaltbild des Spannungsregler in Fig. 1 ist ein als digitaler Toleranzbandregler arbeitender Mikro¬ prozessor 1 zu sehen, an diesen sind mindestens zwei A/D-Wandler 2 angeschlossen, von denen einer mit der Sekundärseite eines Spannungswandlers 7 und der andere mit der Sekundärseite eines Stromwandlers 8 verbunden ist. Weiters sind auσh Schnittstellen an den Mikropro¬ zessor 1 angeschlossen, wobei als Ausgabeschnittstellen Relaistreiber 5 und als Eingabesσhnittstellen Optokoppler 6 vorgesehen sind. Eine alphanumerische Anzeige 3, z. B. ein LCD-Display, ein Hauptschalter 11 und vier Taster 4, mit denen veränderbare Parameter aufrufbar, einstellbar und abspeicherbar sind, sind ebenfalls an den Mikropro¬ zessor 1 angeschlossen. Der Mikroprozessor 1 erfaßt einerseits die Phasenversσhiebung der Sekundärsignale der Strom- 8 und Spannungswandler 7 über die Komparatoren 12, 13 und ermittelt daraus den cos^. und andererseits

errechnet der Mikroprozessor aus den aufbereiteten bzw. digitalisierten Sekundärsignalen der Spannungs- 7 und Stromwandler 8 die Frequenz, die Wirkleistung, die Scheinleistung und den Blindstrom. Bei einer Abweichung der Transformatorspannung vom eingestellten Toleranzband zum vorgewählten SpannungsSollwert üsoii spricht eine Verzogerungsstufe im Mikroprozessor 1 an. Nach Ablauf der Verzogerungszeit, soferne der Spannungsistwert Uiβ noch außerhalb des Toleranzbandeε liegt, wird der Stufen- Schalter des Transformators entsprechend verstellt. Dies erfolgt durch Einschalten des Motorantriebes 10 über ein Signal vom Mikroprozessor 1.

Die Werte für den Strom, die Spannung und die Phasenver- sσhiebung zwisσhen Strom und Spannung werden jeweils naσh konstanten Zeitintervallen vom Mikroprozessor 1, z. B. immer dreimal hintereinander, erfaßt.

Die Verzogerungsstufe ist ein Zähler im Mikroprozessor 1 mit einstellbarem Höσhstwert, der naσh Erreiσhen dieses Höσhstwertes ein Signal abgibt, welches über den Relais¬ treiber 5 das Relais 14 oder 15 für den Motorantrieb 10 des Stufensσhalters des Transformators entsprechend ansteuert.

Eine serielle Schnittstelle 9 und/oder eine Schnittstelle für eine externe Anzeige 10 ist ebenfalls an den Mikro¬ prozessor 1 angeschlossen. Weiters sind noch Ausgänge 16, 17, 18, 19, 20, 21 für Systemmeldungen vorgesehen. Davon gibt einer ein Signal bei einem Überstrom, einer bei einer Überspannung und einer bei einer Unterspannung ab. Einer dieser Ausgänge dient zur Signalisierung der maximalen und einer zur minimalen Stufenschalterstellung und einer zur Systemstörungsmeldung.

Zur Plausibilitätsprüfung der Stufenschalterstellung dienen die Meldekontakte 22, 23, 24 die von der Batterie

25 versorgt werden. Mit den Meldekontakten 26, 27, 28 kann eine Plausibilitätsprüfung des Motorantriebes 10 vorgenommen werden.

Bei den Fig. 2 und 3 stellen üsoix, <_ und Usoix, «. die

Toleranzbandgrenzen dar. Tl ist die Verzögerungszeit der einen Verzogerungsstufe und T2 jene der Zweiten und Mt ist die Stufenstellmotor Laufzeit. Aus beiden Fig. ist ersichtliσh, daß bei einer großen Übersσhreitung des Toleranzbandes die Verzögerungszeit Tl kleiner als bei einer kleinen Übersσhreitung ist. Bei Fig. 2 ist T2 größer als 0 gewählt, wobei T2 nur auftritt, wenn die Regelabweichung größer als zwei Stufen ist.

Bei Untersσhreiten einer Spannungsuntergrenze erfolgen keine SσhaltVorgänge des Stufensσhalters mehr, und naσh einer Verzogerungszeit spriσht ein Relais an, welσhes Sσhaltversuche beim Stufenschalter verhindert und so lange aktiviert bleibt, bis die Spannungsuntergrenze wieder überschritten ist.

Der Programmablauf, wie er in Fig. 4 dargestellt ist wird von einem Watchdog K gesteuert. Bei A erfolgt ein ^' "restart" und bei B eine Initialisierung. Erst nach Überprüfung der gemessenen Eingangsgrößen bei C, erfolgt die Berechnung der erforderlichen Werte in D. Danach wird in E festgelegt, ob der Stufensσhalter betätigt wird oder nicht. Nach Ablauf der Verzogerungszeit wird eine Schalt¬ handlung F durchgeführt. Bei G erfolgt eine Überprüfung des Informationsaustausches und bei I eine Kontrolle der Eingabetasten und des Displays. Die Blöcke H und I bedeuten jeweils Service der vorher überprüften Hardware.