BR112014021840B1

BR112014021840B1 - método para monitoramento de funcionamento de um comutador de derivação

Info

Publication number: BR112014021840B1
Application number: BR112014021840-4A
Authority: BR
Inventors: Alfred Bieringer; Harald Hochmuth; Dominik Plitzko; Sebastian Schmid
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen Gmbh
Priority date: 2012-04-27
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2021-02-02
Also published as: KR102008351B1; JP6310905B2; DE102012103736A1; EP2842147A1; US20150035538A1; US9835686B2; KR20150003168A; EP2842147B1; UA112888C2; EP2842147B8; RU2014147680A; HK1203104A1; CN104272414B; WO2013160046A1; JP2015515759A; RU2671810C1; CN104272414A

Abstract

MÉTODO PARA MONITORAMENTO DE FUNCIONAMENTO DE UM COMUTADOR DE DERIVAÇÃO. A invenção diz respeito a um método para monitoramento de funcionamento de um comutador de derivação atuado por meio de um acionamento motor para comutação ininterrupta entre derivações de bobinagem de um transformador de derivação. Antes do início da comutação efetiva de carga, o comutador de derivação é movido primeiramente em curta distância, preferencialmente em direção contrária à última comutação de carga. Nesse sentido, verifica-se se o comutador de derivação se moveu, ou seja, se abandonou sua posição até então estacionária e/ou se o torque no acionamento motor excedeu um valor limite pré-determinado. Somete após teste positivo ocorre a comutação efetiva de carga.

Description

[0001] A invenção diz respeito a um método para monitoramento de funcionamento de um comutador de derivação. Comutadores de derivação, também designados como comutadores de derivação em carga, são equipamentos conhecidos para executar comutação ininterrupta entre derivações de bobinagem de um transformador (regulador) de derivação. Eles servem, juntamente com o transformador de derivação, para regulagem de voltagem de redes de distribuição e fornecimento de energia públicas ou industriais. Comutadores de derivação são atuados, via de regra, por meio de um acionamento motor, em que em cada comutação de uma derivação de bobinagem para uma outra derivação de bobinagem o acionamento motor é atuado e atua, por sua vez, contatos de seletor, contatos de pré-seletor/seletor inicial e contatos de comutador de carga em uma sequência de comutação determinada específica ao aparelho. No caso de comutadores de derivação, tratam-se de aparelhos importantes para um fornecimento de energia livre de falhas, para os quais um monitoramento regular de funcionamento é importante e, em muitos casos, é até imperativo, a fim de detectar a tempo problemas de funcionamento e de poder adotar medidas corretivas correspondentes ou também medidas de segurança.

[0002] A partir do documento DE 197 44 465 C1 é conhecido um método para monitoramento de um comutador de derivação, no qual durante a comutação de carga, ou seja, durante a atuação do comutador de derivação, os valores efetivos de voltagem e corrente no motor de acionamento do acionamento motor são medidos e, a partir desses valores, a força ativa é calculada e, a partir disso, por sua vez, o torque é determinado. Ao mesmo tempo ocorre, em se tratando desses métodos conhecidos, uma detecção de posição da posição atual correspondente do comutador de derivação durante a comutação; subsequentemente, os torques correspondentes determinados são atribuídos à posição na qual incidiram. Esses pares de valores são comparados com pares de valores de referência pré-armazenados. No caso de desvios dos valores atuais em relação aos de referência, os quais excedem uma onda conhecida, são gerados relatórios - em casos extremos, o comutador de derivação é desligado.

[0003] A partir do documento DE 197 46 574 C1 é conhecido outro método dessa natureza. Nesse método toda a sequência de comutação é repartida quando de uma atuação do comutador de carga em determinadas faixas, as assim chamadas “janelas”; em cada uma dessas janelas são comparados separadamente entre si os valores atuais e os de referência para a janela correspondente. Esse método, conhecido como “técnica de janela”, é realizado pela requerente nos aparelhos de monitoramento da série de aparelhos TAPGUARD® operada por aqueles.

[0004] Esses métodos conhecidos trabalham, sem exceção, de maneira retrospectiva. O curso geral de torque quando de uma comutação de carga em uma derivação de bobinagem é armazenado primeiramente em uma nova derivação de bobinagem. Após o término da comutação de carga é possível uma comparação dos valores atuais e de referência correspondentes. Isso também vale para a “técnica de janela”. Aqui também a comparação de valores das janelas individuais ocorre apenas após o término da comutação. Noutras palavras: caso ocorra um funcionamento falho durante uma comutação de carga, os métodos conhecidos podem de fato sinalizar isso e impedir outras atuações futuras, no entanto, o próprio funcionamento falho disparando sinais de alerta correspondentes não pode mais ficar como “não-feito”. Em casos extremos, isso pode levar a danos por meio desse funcionamento falho.

[0005] Tarefa da invenção é indicar um método melhorado para monitoramento de funcionamento de um comutador de derivação.

[0006] Essa tarefa é resolvida por meio de um método com as características da primeira reivindicação. As reivindicações dependentes dizem respeito especialmente a configurações vantajosas do método.

[0007] A ideia geral da invenção consiste em detectar e monitorar, já antes do início de uma comutação de carga pré-determinada, o estado atual do comutador de derivação e, com isso, garantir que no caso de um problema de funcionamento a comutação de carga efetiva sequer possa começar.

[0008] De acordo com a invenção, consegue-se isso pelo fato de que antes do início de uma comutação de carga o acionamento motor aciona o comutador de derivação primeiramente em torno de um pequeno valor, no qual ainda não ocorre atuação dos contatos individuais. Nesse sentido, pode ser controlado se o comutador de derivação se move de fato. Caso ele não faça isso, então o trem de acionamento quebrou, ocorreu um bloqueio ou está presente um funcionamento falho excepcional. Isso é sinalizado, e a comutação de carga efetiva não é autorizada. Alternativa ou adicionalmente o torque do acionamento motor também pode ser detectado, Caso seja igual a zero, a conexão elétrica é interrompida; o acionamento motor não se moveu. Caso o torque seja maior do que um valor limite pré-determinado, estará presente um bloqueio do motor ou um outro funcionamento falho. Também num caso como esse, o bloqueio ou o funcionamento falho pode ser sinalizado e a comutação de carga pode ser impedida.

[0009] Por “pequeno valor” citado acima, em torno do qual o acionamento motor atua primeiramente o comutador de derivação para monitoramento, pode-se entender poucos impulsos, caso seja usado um motor de passo. No caso do uso de um motor convencional em acionamentos motores, por exemplo, do uso de um motor assíncrono de três fases, um tempo muito curto pode ser entendido, o qual pode ser ajustado por meio de um timer.

[0010] É especialmente vantajoso no contexto da invenção, para monitoramento de funcionamento, mover o comutador de derivação em uma direção contrária à direção de comutação durante a comutação de carga futura desejado,

[0011] O método de acordo com a invenção deve ser explicado mais detalhadamente a seguir, a título de exemplo.

[0012] A Figura mostra uma um plano esquemático de curso do método de acordo com a invenção

[0013] Na posição de partida o comutador de derivação se encontra na posição n, ou seja, ele conecta uma derivação de bobinagem (qualquer uma) do transformador de derivação. Por meio de um regulador de voltagem ou outro, ele obtém um comando para uma comutação de carga, aqui, por exemplo, para a derivação adjacente n+1. A direção da comutação de carga, ou seja, a partir de n para n+1 ou, alternativamente, de n para n-1, resulta da informação do comando de ajuste, no sentido de aumentar ou de reduzir a voltagem. Antes do início da comutação de carga efetiva, o comutador de derivação é movido primeiramente em direção contrária da comutação de carga futura, aqui, portanto, em direção n-1, em torno de um valor pequeno. O movimento em direção contrário da comutação de carga futura é vantajoso; contudo, não é necessário para o método de acordo com a invenção. Um movimento nessa direção tem a vantagem de uma maior aceleração quando de uma comutação de carga subsequente por meio do curso ampliado de comutação.

[0014] O pequeno valor do movimento citado anterior à comutação de carga efetiva pode ser realizado, quando da utilização de um motor de passo no acionamento motor, pelo fato de que o motor de passo contém apenas poucos impulsos. No caso de um motor convencional de acionamento, isso pode ocorrer por meio de uma aplicação de corrente apenas através de um período de tempo bastante curto de, por exemplo, 100 ms. O pequeno valor do movimento deve ser medido de tal forma em todos os casos, que a atuação dos componentes individuais e dos contatos do comutador de derivação, a qual ocorre quando da comutação de carga em uma sequência específica de comutação, ainda não tenha ocorrido.

[0015] Com base na avaliação do movimento explicado do comutador de derivação em torno de um pequeno valor, sua funcionalidade pode ser estabelecida já antes da comutação de carga efetiva. Assim, pode-se detectar se o comutador de derivação de fato se move. Isso pode ser calculado pelo fato de que se verifica se ele começa a abandonar sua posição até então estacionária, em que o contato correspondente de relatório é consultado. O movimento também pode ser calculado por meio da consulta a um sensor óptico, sensor Hall ou sensor AOW. Caso o comutador de derivação não se mova, está presente um caso de falha; o curso de acionamento é interrompido, o motor de acionamento está com defeito ou algo parecido.

[0016] Alternativa ou adicionalmente, pode ser detectado se o torque no acionamento motor excede, durante o movimento de curto período, um valor limite. Essa detecção de torque pode ocorrer mecanicamente, um pouco por meio de um dínamo de cubo, ou por meio da avaliação conhecida a partir do estado da técnica da corrente de carga. Caso o valor limite seja excedido, está presente um bloqueio, uma força de resistência ou algo parecido - portanto, um outro caso de falha.

[0017] Caso essas avaliações corram positivamente, o comutador de derivação está em ordem; subsequentemente, inicia-se a comutação de carga efetiva, até que se alcance, no exemplo aqui mostrado, a nova posição n+1.

[0018] Caso um erro seja detectado, passam a existir duas possibilidades básicas, as quais o usuário pode escolher: o comutador de derivação pode ser desativado. Com isso, nenhuma comutação de carga é possível até que a falha seja solucionada e uma reinicialização do sistema seja efetuada. Também é possível gerar apenas um relatório de alerta e permitir outras comutações de carga, limitadas, todavia, em alguns casos a um número limitado.

[0019] No geral, o método de acordo com a invenção possibilita um monitoramento de funcionamento não retrospectivo após uma comutação de carga, mas sim profilático antes de uma comutação de carga. Isso aumenta a segurança de funcionamento e confiabilidade do fornecimento de energia, em que já antes de um possível erro durante uma comutação de carga este mesmo erro é detectado e o comutador de derivação pode ser parado por precaução. Como consequência, até eliminação da falha, outras regulagens de voltagem não são mais de fato possíveis; no entanto, espera-se que danos ou mesmo um colapso do fornecimento de voltagem não aconteçam.

Claims

1. Método para monitoramento de funcionamento de um comutador de derivação atuado por meio de um acionamento motor para comutação ininterrupta entre derivações de bobinagem de um transformador de derivação, caracterizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas de método: - após recebimento de um comando de ajuste para comutação de carga (n para n+1), ocorre uma ativação de curto período do acionamento motor e, com isso, do comutador de derivação, na qual, em caso de funcionamento correto do comutador de derivação, ainda nenhuma atuação de seus elementos construtivos e contatos é iniciada; - subsequentemente, verifica-se se o comutador de derivação se move, ou seja, se ele abandonou sua posição até então estacionária e/ou se o torque no acionamento motor excedeu um valor limite pré- determinado; - caso o comutador de derivação tenha se movido e/ou caso o torque no acionamento motor não tenha excedido o valor limite, inicia-se a comutação efetiva de carga para a nova derivação de bobinagem; - caso o comutador de derivação não tenha se movido e/ou caso o torque no acionamento motor tenha excedido o valor limite, um sinal de erro é gerado e/ou o comutador de derivação é parado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, após recebimento de um comando de ajuste para comutação de carga (n para n+1), ocorre a ativação de curto período do acionamento motor e, com isso, do comutador de derivação na direção contrária (n para n- 1).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que após geração do sinal de erro um número pré-determinado de comutações de carga ainda é permitido.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o acionamento motor possui um motor de passo que é excitado para ativação de curto período do acionamento motor apenas com um número pré-determinado de impulsos.