与电网同步地切换功率开关的方法及执行该方法的装置 【技术领域】
本发明涉及一种如权利要求1的前序部分所述的用于与电网同步地切换功率开关的方法和一种如权利要求3的前序部分所述的用于执行该方法的装置。
背景技术
已经公知，在配电网中可以在切换时如此地操作功率开关，使得各个功率开关的负荷尽可能地低，这尤其也是鉴于触点烧损或取决于各个切换操作而产生的过压或过流。
在文献DE 1565995中公开过一种能与电网同步地触发交流功率开关的设备。在该设备中设有测流器和测压器，由它们产生两个被馈给原本地控制装置以用于同步的测试信号。这种测试通常是在功率开关的电网侧进行的，因为在该侧时常存在电网电压以用作与电网同步地进行切换的参考值。在功率开关的负荷侧没有装设测压器，因为在负荷被关断时在该侧不存在可以被用于与网络同步地进行切换的参考值。
但存在一些开关装置结构，其中负荷流向不是通过功率开关唯一地确定的。在这种开关装置中，利用所述的设备并不能在所有的工作情况下实现与网络同步地切换。
【发明内容】
如同在独立权利要求的特征部分所述的一样，本发明是解决以下任务，即提供一种与负荷流向无关且与电网同步地切换功率开关的方法，以及提供一种用于执行该方法的装置。
用于与电网同步地切换功率开关的方法，包括以下方法步骤：
-测试通过功率开关的电流和位于该功率开关的第一侧的电网电压，
-另外还在所述功率开关的第二侧测试电压，
-把所有的测试信号馈入一个控制装置，
-在所述的控制装置内，借助在那儿针对所有可能的切换情况所存储的特征数据来判断将哪个测试信号用作为与电网同步地触发所述功率开关的参考值，
-在该判断之后在所述的控制装置内产生一个切换指令，以便触发与电网同步地切换所述的功率开关，以及
-由所述的功率开关执行所述的指令。
由所述的控制装置检测所有可能的切换情况，并触发与各个切换情况相对应的与电网同步的切换。
用于执行一种与电网同步地切换功率开关的方法的装置，具有电流转换器和在功率开关的第一侧具有电压转换器。同时在所述功率开关的第二侧设有另一个电压转换器。所述的电流转换器和所述的两个电压转换器的测试信号被连接到控制装置。在所述的控制装置内设有一个存储器，其中具有用于所有可能的切换情况的特征数据，根据该特征数据来判断可把哪个测试信号用作为与电网同步地触发所述功率开关的参考值。在所述的控制装置内设有能够产生一个切换指令以便触发与电网同步地切换所述的功率开关的装置。
本发明及其改进方案及由此可实现的优点将在下面借助附图来详细阐述，其中该附图只示出了一个可能的实施方法。
【附图说明】
唯一的附图示出了配电网的开关装置的、被简化地用单相示出的部分。
为直接理解本发明所不需要的所有元件都没有被示出和阐明。
【具体实施方式】
图1描绘了开关装置的被简化地用单相示出的部分，该开关装置可被视为未详细画出的配电网的一部分。该开关装置例如包括两个汇流排1和2。从汇流排1的一个接线端子分支出一个线路4，该线路与汇流排2的接线端子5相连接。在接线端子3和一个可能与线路4相连的接线端子6之间布置了一个功率开关7，该开关可以断开线路4。在接线端子6和一个可能与线路4相连的接线端子8之间布置了第二功率开关9，该开关可以断开线路4。在接线端子8和接线端子5之间设有一个可以断开线路4的第三功率开关10。
从接线端子6分支出一个连接线路11，该连接线路把接线端子6连接到变压器12上。从变压器12输出线路13。该连接线路11根据配电网的工作状态可以用于馈电，或者通过线路13把电能输出给正好需要能量的电网部分。从接线端子8同样分支出一个线路14，该线路根据配电网的工作状态可以输入或输出电能。据此，通过线路4的功率通量取决于配电网的相应工作状态，并且可以较迅速地改变方向。
在接线端子6和功率开关9之间的连接中设有一个电流转换器15。另外在该与接线端子6相连接的区域还连接了一个电压转换器16。在接线端子8和功率开关9之间的区域内连接了另一个电压转换器17。所述的两个电压转换器16和17与控制装置18相连，由该控制装置进一步处理其测试信号。由电流转换器15接收的测试信号同样也在控制装置18内作进一步处理。控制装置18将所接收的测试信号与已存储的数据进行比较。
控制装置18被分配给功率开关9。在其内存储的数据包括所有在该构造位置可能的运行情况和故障情况的特性参数，并且是单值地定义它们的。另外，它还包括被用来针对每种特定的切换情况而确保与网络同步地相应触发功率开关9的算法。此外，还通过传感器测定和通过控制装置18相应地考虑关于当前的功率开关9的工作状态的数据，譬如取决于运行的本征时间的变化，取决于烧损的触点间隔的变化，等等。功率开关9与其所属的控制装置18一起适合于与电网同步地进行切换。因为此处在功率开关9的两侧都设有测压器，所以控制装置18也可以根据与其内所存储的数据所进行的比较来在各种可能的故障情况下确定：可以把功率开关9的哪一侧用作为与电网同步地进行切换的参考基准。尤其是还可以在正常工作时确保与电网同步地切换该功率开关9，而与通过功率开关9的负荷流向无关。
用虚线示出的作用线19是表示：当满足预定的触发判据之一时由控制装置18操作所述的功率开关9。于是功率开关9一直是被如此地触发，使得其可以与电网同步地进行切换。
为详细阐述该作用线，现详细讨论图1。如果功率开关9关断并且需要接通，则两个电压转换器16和17就提供与相应侧的电压相对应的测试信号。若在两侧存在相同的电压，则控制装置18可以识别这一点并毫无问题地进行接通。但倘若在功率开关9的一侧不存在电压，也即电网的该侧被关断，那么控制装置18就选择具有电压的另一侧作为与电网同步地进行切换的参考值。然后功率开关9通过控制装置18被如此地触发，使得在接触操作时不产生或只产生低的接通过压或过流。在该情形下，电网绝缘是根据电压而承受非标称值，由此有利地改善了电网的电介工作安全性。通过功率开关9两侧的测压以及测试值的比较，还阻止了可能互接因为干扰而异步运行的两个电网部分。这种故障电路可能引起大的损害。如果需要接通容性负载，则如此地触发功率开关9以便避免高的接通电流。
在短路断开的情况下，如此地触发功率开关9，使得在其内实现尽可能短的烧弧时间，由此减小其触点烧损，这会有利地导致触点使用寿命的延长。在关断空载的线路时，同样由控制装置18检测该切换情况，如此地触发功率开关9以至于不会太早地中断小的感应电流。另外，在根据运行而断开线路或者感性负载较小的情况下，由控制装置18调节一个较长的电弧时间，以便实现在消除电弧时在功率开关9内存在一个尽可能大的接触距离。该较大的接触距离将导致在功率开关9内实现较大的抗重燃性，这样，在配电网内就不可能出现因重点燃而激起的过压。在该情形下，电网的绝缘强度可以被有利地降低。
参考符号1，2 汇流排3 接线端子4 线路5，6 接线端子7 功率开关8 接线端子9，10 功率开关11 连接线路12 变压器13，14 线路15 电流转换器16，17 电压转换器18 控制装置19 虚线示出的作用线