BR112017015960B1 - Aparelho para verificar um parâmetro de um transformador, sistema e método para verificar um parâmetro de um transformador - Google Patents
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Abstract
DISPOSITIVO E MÉTODO PARA DETERMINAR UM PARÂMETRO DE UM TRANSFORMADOR. A presente invenção refere-se à verificação de um parâmetro de um transformador (40) que é dotado de um lado de alta voltagem (41) e de um lado de baixa voltagem (43), um sinal de teste gerado por uma fonte (13) é impresso no lado de baixa voltagem (43). Uma resposta de teste do transformador (40) é registrada. A reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador (40) é determinada por um dispositivo de avaliação (18) de um aparelho (10) com base na resposta de teste do transformador (40).
Description
[001] Modalidades exemplificativas da presente invenção se referem a um aparelho, um sistema e um método para verificar pelo menos um parâmetro de um transformador. Exemplos de modalidades da presente invenção se referem particularmente aos referidos aparelhos e métodos na medida em que permitem conclusões sejam traçadas sobre a reatância.
[002] Transformadores são usados como as partes de sistemas de fornecimento de energia. Transformadores podem ser usados para conversão de voltagem a partir de um primeiro valor em um lado de alta voltagem a um segundo valor que é mais baixo do que o primeiro valor, em um lado de baixa voltagem.
[003] Determinar as propriedades de um transformador usando um teste de transformador que envolve um ou mais parâmetros característicos do transformador sendo verificado por medição é necessário para garantir a confiabilidade, para acionamento ou por razoes adicionais, por exemplo. Exemplos das referidas medições incluem não só determinação de uma resistência estática ou de uma proporção de transformação, mas também a determinação da indutância de vazamento ou reatância de vazamento. Com base na reatância de vazamento, é possível se identificar os desvios a partir dos parâmetros do transformador que são definidos em uma folha de dados, que pode ser causada por deformação de um enrolamento, por exemplo.
[004] Há uma necessidade para aparelhos e métodos que pode ser usado para verificar de modo eficiente pelo menos um parâmetro de um transformador. Há uma necessidade para aparelhos e métodos que permitam a automação da verificação dos referidos parâmetros.
[005] De acordo com os exemplos de modalidades, um aparelho e um método para verificar um parâmetro de um transformador são indicados que são ajustados para imprimir um sinal de teste em um lado de baixa voltagem de um transformador e de obter uma resposta de teste como uma base para verificar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador.
[006] Um aparelho configurado desse modo e um método configurado desse modo proporcionam maior flexibilidade para a verificação de parâmetros, uma vez que o sinal de teste pode ser impresso no lado de baixa voltagem. A reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento pode ser verificada de modo automático. A reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento pode ser verificada sem que isso necessariamente requeira a religação das conexões entre o aparelho de teste de transformador e o transformador.
[007] O aparelho usado para verificar o parâmetro pode compreender um meio de comutação controlável que é usado para formar curtos no lado de alta voltagem do transformador ao mesmo tempo em que o sinal de teste é impresso no lado de baixa voltagem. A verificação automática em sequência de múltiplos parâmetros é desse modo facilitada.
[008] A fonte do aparelho de teste de transformador pode ser configurada de modo que a mesma é seletivamente operável como uma fonte de corrente ou como uma fonte de voltagem.
[009] O meio de comutação controlável pode ser um relé ou pode compreender um relé. O meio de comutação controlável pode ser um transistor bipolar de porta isolada (IGBT) ou um transistor de efeito de campo (FET) ou pode compreender um IGBT ou um FET.
[0010] Um aparelho de acordo com um exemplo de modalidade é ajustado para verificar um parâmetro de um transformador que é dotado de um lado de alta voltagem e um lado de baixa voltagem. O aparelho compreende terminais para conectar de modo destacável o aparelho ao lado de baixa voltagem do transformador. O aparelho compreende uma fonte para gerar um sinal de teste, cuja fonte é acoplada aos terminais de modo a imprimir o sinal de teste no lado de baixa voltagem do transformador. O aparelho compreende um dispositivo de avaliação que é ajustado para determinar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador com base em uma resposta de teste do transformador.
[0011] O dispositivo de avaliação pode compreender pelo menos um circuito semicondutor integrado que avalia a resposta de teste.
[0012] O aparelho pode compreender terminais adicionais para conectar de modo destacável o aparelho ao lado de alta voltagem do transformador.
[0013] O aparelho pode compreender um dispositivo de medição, acoplado aos terminais adicionais, para registrar a resposta de teste. O dispositivo de medição pode compreender um voltímetro.
[0014] O aparelho pode compreender um meio de comutação controlável, conectada aos terminais adicionais, para realizar o curto do lado de alta voltagem.
[0015] O meio de comutação controlável pode ser integrado em um alojamento do aparelho. O meio de comutação controlável pode ser um relé ou outro comutador que é ajustado para comutar um circuito de carga sob o controle de um circuito de controle. O meio de comutação controlável pode ser um transistor bipolar de porta isolada (IGBT) ou um transistor de efeito de campo (FET) ou pode compreender um IGBT ou um FET.
[0016] O aparelho pode ser ajustado para controlar o meio de comutação controlável de modo que o lado de alta voltagem é posto em curto ao mesmo tempo em que o sinal de teste é impresso no lado de baixa voltagem.
[0017] O dispositivo de avaliação pode ser ajustado para determinar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador com base na resposta de teste e com base na reatância e/ou na indutância de pelo menos uma linha que conecta os terminais adicionais ao lado de alta voltagem.
[0018] O dispositivo de avaliação pode ser ajustado para determinar a reatância e/ou a indutância da pelo menos uma linha de modo automático.
[0019] O aparelho pode ser ajustado para determinar a reatância e/ou a indutância da pelo menos uma linha sem religação entre o aparelho e o transformador.
[0020] O dispositivo de avaliação pode ser ajustado para determinar a partir de uma resposta de teste a reatância total que é causada pelas linhas e a reatância de vazamento do transformador, e para determinar a reatância de vazamento a partir da reatância total e a reatância da pelo menos uma linha.
[0021] O dispositivo de avaliação pode ser ajustado para determinar a impedância de curto-circuito do transformador com base na resposta de teste do transformador.
[0022] O dispositivo de avaliação pode ser ajustado para determinar a impedância de curto-circuito do transformador com base na resposta de teste e com base em uma impedância de pelo menos uma linha que conecta os terminais adicionais ao lado de alta voltagem.
[0023] O dispositivo de avaliação pode ser ajustado para determinar a partir de uma resposta de teste a impedância total que é causada pelas linhas e a impedância de vazamento do transformador, e para determinar a impedância de vazamento a partir da impedância total e da impedância da pelo menos uma linha.
[0024] O aparelho pode ser ajustado para determinar um fator de transmissão do transformador. O dispositivo de avaliação pode ser ajustado para determinar a reatância de vazamento com base no fator de transmissão.
[0025] O aparelho pode compreender uma interface de usuário. O dispositivo de avaliação pode ser ajustado para verificar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador como uma resposta a uma entrada na interface de usuário.
[0026] A interface de usuário pode ser ajustada de modo que a interface de usuário pode ser usada para exibir um diagrama de circuito equivalente do transformador. A interface de usuário pode ser ajustada para uso da interface de usuário para ilustrar o diagrama de circuito equivalente com uma indicação da determinada reatância de vazamento e/ou da indutância de vazamento.
[0027] O dispositivo de avaliação pode ser ajustado para adotar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador como uma base para a identificação de desvios em relação aos dados nominais do transformador. Os dados nominais podem ser armazenados em um modo não volátil em uma memória do aparelho ou pode ser recuperado a partir de uma memória remota pelo aparelho de modo automático. Alternativamente ou adicionalmente, o aparelho pode ser ajustado para uso da interface de usuário para receber os dados nominais. O aparelho pode ser ajustado para recuperar os dados nominais com base em uma entrada de usuário que indica o tipo do transformador, e para comparar os referidos dados nominais com a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento verificada do transformador. O aparelho pode ser ajustado para adotar a comparação como uma base para emitir informação sobre uma discrepância entre os dados nominais e a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento verificada do transformador.
[0028] O aparelho pode ser configurado como um testador móvel do transformador.
[0029] O aparelho pode ser configurado como um testador portátil do transformador.
[0030] Um sistema de acordo com um exemplo de modalidade compreende um transformador que é dotado de um lado de alta voltagem e um lado de baixa voltagem. O sistema compreende um aparelho de acordo com um exemplo de modalidade que é conectada ao transformador.
[0031] Um método de acordo com um exemplo de modalidade é ajustado para verificar um parâmetro de um transformador que é dotado de um lado de alta voltagem e um lado de baixa voltagem. O método compreende imprimir um sinal de teste no lado de baixa voltagem. O método compreende registrar uma resposta de teste do transformador. O método compreende determinar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador com base na resposta de teste do transformador.
[0032] O sinal de teste pode ser um sinal de AC ou um sinal de voltagem AC.
[0033] O método pode ser realizado por um aparelho que é dotado de terminais para conexão de modo destacável ao lado de baixa voltagem do transformador de modo a imprimir o sinal de teste e terminais adicionais para conectar de modo destacável o aparelho ao lado de alta voltagem do transformador.
[0034] Para o método, o aparelho pode compreender um dispositivo de medição, acoplado aos terminais adicionais, para registrar a resposta de teste. O dispositivo de medição pode compreender a voltímetro.
[0035] O método pode compreender colocar em curto o lado de alta voltagem por um meio de comutação controlável do aparelho.
[0036] Para o método, o meio de comutação controlável pode ser integrado em um alojamento do aparelho. Para o método, o meio de comutação controlável pode ser um relé ou outro comutador que é ajustado para comutar um circuito de carga sob o controle de um circuito de controle. Para o método, o meio de comutação controlável pode ser um transistor bipolar de porta isolada (IGBT) ou um transistor de efeito de campo (FET) ou pode compreender um IGBT ou um FET.
[0037] O método pode compreender controlar o meio de comutação controlável, de modo que o lado de alta voltagem é posto em curto ao mesmo tempo em que o sinal de teste é impresso no lado de baixa voltagem.
[0038] O método pode envolver a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador sendo determinada com base na resposta de teste e com base em uma reatância e/ou uma indutância de pelo menos uma linha que conecta os terminais adicionais ao lado de alta voltagem.
[0039] O método pode envolver a reatância e/ou a indutância de linhas entre o aparelho e o transformador sendo de modo automático determinada pelo aparelho.
[0040] O método pode envolver a reatância e/ou a indutância da pelo menos uma linha sendo determinada sem religação entre o aparelho e o transformador.
[0041] O método pode envolver o aparelho determinar a partir de a resposta de teste a reatância total que é causada pelas linhas e a reatância de vazamento do transformador. O método pode envolver o aparelho determinar a reatância de vazamento a partir da reatância total e a reatância da pelo menos uma linha.
[0042] O método pode envolver o aparelho determinar a impedância de curto-circuito do transformador com base na resposta de teste do transformador.
[0043] O método pode envolver o aparelho determinar a impedância de curto-circuito do transformador com base na resposta de teste e com base em uma impedância de pelo menos uma linha que conecta os terminais adicionais ao lado de alta voltagem.
[0044] O método pode envolver o aparelho determinar a partir de uma resposta de teste da impedância total que é causada pelas linhas e da impedância de vazamento do transformador. O método pode envolver o aparelho determinar a impedância de vazamento a partir da impedância total e da impedância da pelo menos uma linha.
[0045] O método pode envolver o aparelho determinar a fator de transmissão do transformador. A reatância de vazamento pode ser determinada com base no fator de transmissão, por exemplo, por converter parâmetros de transformador preparados em parâmetros de transformador não preparados.
[0046] O método pode envolver a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador sendo verificado em resposta a uma entrada na interface de usuário.
[0047] O método pode envolver a interface de usuário sendo usada para exibir um diagrama de circuito equivalente do transformador. Opcionalmente, uma reatância de vazamento e/ou uma indutância de vazamento verificada pode ser ilustrada no diagrama de circuito equivalente.
[0048] O método pode envolver a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador sendo obtida como uma base para a identificação de desvios a partir dos dados nominais do transformador. Os dados nominais podem ser armazenados em modo não volátil na memória do aparelho que realiza a checagem ou podem ser recuperados a partir da memória remota pelo aparelho de modo automático. Alternativamente ou adicionalmente, a interface de usuário pode ser usada para receber os dados nominais de modo a permitir que o usuário dê entrada aos dados nominais. O método pode envolver os dados nominais sendo recuperados com base em uma entrada de usuário usado para indicar o tipo do transformador e sendo comparados com a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento verificada do transformador. Com base na comparação, a informação sobre a discrepância entre os dados nominais e a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento verificada do transformador pode ser emitida.
[0049] O aparelho usado para realizar o método pode ser configurado como um testador móvel do transformador.
[0050] O aparelho usado para realizar o método pode ser configurado como um testador portátil do transformador.
[0051] O método pode ser realizado pelo aparelho de acordo com um exemplo de modalidade.
[0052] Aparelhos, métodos e sistemas de acordo com os exemplos de modalidades permitem uma eficiente verificação da reatância de vazamento e/ou da indutância de vazamento de um transformador. Aparelhos, métodos e sistemas de acordo com os exemplos de modalidades permitem a verificação de parâmetros adicionais para um teste sem que isso requeira linhas elétricas entre o aparelho e o objeto de teste a ser religado. Como um resultado, o teste pode ser realizado mais rapidamente. Aparelhos, métodos e sistemas de acordo com os exemplos de modalidades podem ser usados para produzir um curto- circuito de baixa impedância durante pelo menos parte de um teste, de modo a alcançar um resultado de teste não corrompido.
[0053] A presente invenção é explicada em mais detalhes abaixo com base em modalidades preferidas com referência aos desenhos. Nos desenhos, os símbolos de referência idênticos denotam elementos idênticos.
[0054] A figura 1 mostra um sistema tendo um aparelho de acordo com um exemplo de modalidade.
[0055] A figura 2 mostra um sistema tendo um aparelho de acordo com um exemplo de modalidade.
[0056] A figura 3 mostra um diagrama de circuito equivalente de um transformador para explicar a operação do aparelho de acordo com um exemplo de modalidade.
[0057] A figura 4 mostra um diagrama de circuito equivalente de um transformador para explicar a operação do aparelho de acordo com um exemplo de modalidade.
[0058] A figura 5 é um gráfico de fluxo para um método de acordo com um exemplo de modalidade.
[0059] A presente invenção é explicada em mais detalhes abaixo com base em modalidades preferidas com referência aos desenhos. Nas figuras, os símbolos de referência similares denotam elementos semelhantes ou similares. As figuras são ilustrações esquemáticas de várias modalidades da presente invenção. Os elementos ilustrados nas figuras não são necessariamente ilustrados em escala. Em vez disso, os vários elementos ilustrados nas figuras são reproduzidos de modo que a função dos mesmos e os seus objetivos se tornam compreensíveis daqueles versados na técnica.
[0060] As conexões e acoplamentos ilustrados nas figuras entre as unidades funcionais e os elementos podem também ser implementados como uma conexão ou acoplamento indireto. A conexão ou acoplamento pode ser implementado em uma forma com fio ou sem fio.
[0061] Aparelhos e métodos para verificar um parâmetro de um transformador são descritos em detalhes abaixo. O transformador pode ser um transformador para as redes de média ou alta voltagem. O transformador pode ser um transformador instalado em uma estação ou subestação de energia. O aparelho pode ser um aparelho móvel que permite o desempenho das medições no transformador instalado.
[0062] O aparelho é ajustado para verificar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador. Para esse fim, um sinal de teste, por exemplo uma corrente alternada, é fornecida no lado secundário. O aparelho pode registrar uma resposta de teste. Uma fase da resposta de teste relativa ao sinal de teste pode ser avaliada de modo a verificar a indutância de vazamento. A avaliação da resposta de teste pode ser efetuada de modo automático por um dispositivo de avaliação do aparelho.
[0063] Para os aparelhos e métodos, a reatância e/ou a indutância de pelo menos uma linha entre o aparelho e o transformador pode ser levada em consideração de modo a verificar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador. A resposta de teste pode compreender, por meio de exemplo, uma primeira voltagem registrada e a segunda voltagem registrada. A partir da magnitude e da fase da primeira voltagem registrada e da segunda voltagem registrada, é possível se determinar não só a reatância e/ou a indutância da linha entre o aparelho e o transformador, mas também a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador.
[0064] O aparelho pode verificar parâmetros adicionais do transformador de modo automático. Por meio de exemplo, o aparelho pode ser ajustado para verificar a proporção de transformação do transformador de modo automático. A proporção de transformação pode ser usada para computar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento, por exemplo, de modo a realizar a conversão a partir do que são conhecidos como os parâmetros preparados com relação aos parâmetros não preparados do transformador. O processamento de computação correspondente pode ser realizado de modo automático pelo dispositivo de avaliação do aparelho.
[0065] A figura 1 mostra um sistema 1 tendo um aparelho 10 para verificar um parâmetro de um transformador 40 de acordo com um exemplo de modalidade.
[0066] O sistema 1 compreende um transformador 40 e o aparelho 10. O aparelho 10 pode ser na forma de um único utensílio tendo um alojamento 11. O aparelho 10 pode consistir de um arranjo de múltiplos utensílios ou dispositivos. Os múltiplos utensílios ou dispositivos podem nesse caso ser controlados por um controlador central. O aparelho 10 pode ser na forma de um aparelho móvel e particularmente na forma de um utensílio portátil. Se o aparelho 10 consistir de múltiplos utensílios, então cada um dos utensílios pode ser na forma de um utensílio portátil.
[0067] O transformador 40 pode ser um transformador de energia de um dispositivo de fornecimento de energia elétrica. O transformador 40 pode ser instalado de modo permanente em uma estação ou subestação de força enquanto o aparelho 10 é usado para realizar um teste de transformador. O transformador 40 pode ser um transformador de voltagem ou um transformador de corrente. O transformador 40 pode ser um transformador de voltagem ou transformador de corrente que opera com base em um princípio operacional de indução.
[0068] O transformador 40 compreende pelo menos um primeiro enrolamento 42 e pelo menos um segundo enrolamento 44. O pelo menos um primeiro enrolamento 42 pode ser proporcionado em um lado de alta voltagem 41 do transformador 40. O pelo menos um segundo enrolamento 44 pode ser proporcionado em um lado de baixa voltagem 43. O transformador 40 pode opcionalmente também ter um enrolamento terciário.
[0069] O aparelho 10 compreende uma pluralidade de terminais 12 para conexão ao transformador 40, uma fonte 13 para um sinal de teste que é aplicada a ou impressa no transformador 40 como o sujeito do teste durante o teste de transformador e um dispositivo de avaliação 18. Um ou mais dispositivos de medição 14, 16 para registrar uma resposta de teste do transformador 40 podem ser integrados no aparelho 10.
[0070] A pluralidade de terminais 12 compreende terminais 31 que são ajustados para acoplamento ao enrolamento de baixa voltagem 44 do transformador 40. A fonte 13 é acoplada aos terminais 31 de modo a imprimir o sinal de teste no lado de baixa voltagem 43. A pluralidade de terminais 12 compreende terminais adicionais 33, 34 que são ajustados para acoplamento ao enrolamento de alta voltagem. O dispositivo de medição 14 pode ser conectado ao lado de baixa voltagem 43 por meio das linhas 36. O dispositivo de medição 16 pode ser conectado ao lado de alta voltagem 41 por meio das linhas 38. A conexão entre o aparelho 10 e o transformador 40 pode ser destacável de modo a permitir a verificação dos parâmetros durante o uso no campo.
[0071] O dispositivo de avaliação 18 é ajustado para avaliar a resposta de teste do transformador 40 de modo a determinar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador 40, como descrito ainda em mais detalhes abaixo.
[0072] A fonte 13 pode ser uma fonte de corrente que é controlável de modo a gerar uma corrente alternada as um sinal de teste. A fonte 13 pode ser controlável de modo a gerar correntes alternadas em múltiplas diferentes frequências como um sinal de teste. A fonte 13 pode também ser a fonte de voltagem. A fonte 13 pode ser operável em diferentes modos de operação, por exemplo, como a fonte de corrente ou como a fonte de voltagem e/ou como uma fonte de um sinal que é constante com o tempo ou de um sinal de AC. O sinal de teste gerado pela fonte 13 pode ser impresso no lado de baixa voltagem 43 por meio dos terminais 13 e as linhas 35.
[0073] O aparelho 10 pode compreender dispositivos adicionais. O aparelho 10 pode compreender um dispositivo de controle 17 para o controle elétrico automático da fonte 13. O primeiro dispositivo de medição 14 e o segundo dispositivo de medição 16 podem ser ajustados para a medição de voltagem, por exemplo. As funções do dispositivo de controle 17 e/ou do dispositivo de avaliação 18 podem ser realizadas por um processador 19 ou outro circuito semicondutor integrado 19.
[0074] O aparelho 10 pode compreender um meio de comutação controlável 15. O meio de comutação controlável 15 pode ser ajustado para seletivamente formar um curto no enrolamento de alta voltagem 42. Desse modo, a resposta de teste do transformador pode ser registrada for um curto-circuito no lado de alta voltagem 41. É também possível se registrar a resposta de teste não só para um curto-circuito no lado de alta voltagem 41, mas também durante tempo ocioso para uma chave aberta 15. O meio de comutação controlável 15 pode ser acionado pelo dispositivo de controle 18 de modo automático. O meio de comutação controlável 15 pode ser conectado em modo de condução ao enrolamento de alta voltagem 42 por meio de terminais adicionais 33 e das linhas 37 entre os terminais adicionais 33 e o enrolamento de alta voltagem 42. O meio de comutação controlável 15 pode ser uma chave convencional, uma chave mecânica/elétrica, um relé, um FET, um IGBT ou outro componente que é adequado para produzir uma conexão eletricamente condutora entre os terminais 33 com base em um estado do meio de comutação 15.
[0075] O aparelho 10 pode determinar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador 40 em diferentes modos. Por meio de exemplo, o dispositivo de controle 17 pode controlar a fonte 13 de modo que o sinal de teste seja impresso no lado de baixa voltagem 43. O sinal de teste pode ser um sinal de AC. É possível para as frequências sequencialmente diferentes do sinal AC a ser ajustado em uma base definida pelo usuário ou de modo automático.
[0076] O aparelho 10 pode verificar a amplitude e a fase de uma resposta de teste do transformador 40. Por meio de exemplo, um dispositivo de medição 14 pode ser usado para registrar a voltagem no lado de baixa voltagem 43 como uma primeira resposta de teste. Um dispositivo de medição adicional 16 pode ser usado para registrar a voltagem no lado de alta voltagem 41 como uma segunda resposta de teste. O aparelho 10 pode determinar não só a fase da primeira resposta de teste, mas também da segunda resposta de teste com relação ao sinal de teste da fonte 13. Isso pode ser realizado em diferentes modos. Por meio de exemplo, um intervalo de tempo entre cruzamento zeros no sinal de teste e em uma das respostas de teste pode ser identificado. Um intervalo de tempo entre um cruzamento zero do sinal de teste e um cruzamento zero do sinal de referência pode ser determinado, e é possível haver intervalos de tempo adicionais entre um cruzamento zero em cada uma das respostas de teste e o sinal de referência a ser determinado. Os intervalos de tempo e a frequência do sinal de referência podem ser usados para determinar a fase. Alternativamente ou adicionalmente, a multiplicação do sinal de teste e a resposta de teste em combinação com a média ao longo do tempo pode ser usada de modo a determinar a fase a partir da média ao longo do tempo e as amplitudes dos sinais multiplicados.
[0077] O aparelho 10 pode determinar a amplitude de uma ou mais respostas de teste de modo automático. O dispositivo de avaliação 18 pode computar um quociente a partir da amplitude de uma resposta de teste e a amplitude do sinal de teste.
[0078] O dispositivo de avaliação 18 pode determinar a reatância da série total do transformador a partir de um desvio de fase em a primeira resposta de teste com relação ao sinal de teste, um desvio de fase da segunda resposta de teste com relação ao sinal de teste e as amplitudes da primeira e segunda respostas de teste. O dispositivo de avaliação 18 pode verificar a reatância da série total como um parâmetro preparado do transformador 40. O dispositivo de avaliação 18 pode opcionalmente ser ajustado para determinar a reatância da série total como um parâmetro não preparado por meio de dimensionamento com o quadrado da proporção de transformação do transformador 40.
[0079] Em uma configuração, como descrito ainda em mais detalhes com referência à figura 4, o dispositivo de avaliação 18 pode ser ajustado para determinar a impedância total, que é a soma da impedância em série do transformador e a impedância das linhas 37, a partir da fase e da amplitude da voltagem registrada usando o dispositivo de avaliação 14. O dispositivo de avaliação 18 pode ser ajustado para determinar a impedância das linhas 37 a partir da fase e da amplitude da voltagem registrada usando o dispositivo de avaliação 16. O dispositivo de avaliação 18 pode ser ajustado para determinar a reatância da série total do transformador 40 como a diferença entre a parte imaginária da impedância total e a parte imaginária da impedância das linhas 37. O dispositivo de avaliação 18 pode ser ajustado para converter a reatância da série total determinada desse modo em um parâmetro não preparado do transformador por meio de dimensionamento com o quadrado da proporção de transformação.
[0080] Em uma configuração adicional, o dispositivo de avaliação 18 pode ser ajustado para determinar a reatância da série total do transformador 40 a partir da impedância total e da resistência total. A resistência total pode ser verificada por meio da medição de resistência estática ou por meio de avaliação da primeira e da segunda resposta de teste.
[0081] O dispositivo de avaliação 18 pode ser ajustado para verificar a indutância total de vazamento do transformador 40. Para esse fim, o dispositivo de avaliação 18 pode dividir a reatância de vazamento pela frequência angular do sinal de teste.
[0082] O aparelho 10 pode ser ajustado para determinar a proporção de transformação do transformador 40 de modo automático e para levar em consideração como um parâmetro não preparado quando se computa a reatância de vazamento ou a indutância de vazamento. Por meio de exemplo, para esse fim, a fonte 13 pode ser operada como uma fonte de voltagem AC e a voltagem no lado de alta voltagem 41 pode ser registrada de modo a determinar a proporção de transformação do transformador. Outras técnicas podem ser usadas para determinar a proporção de transformação.
[0083] O aparelho 10 pode compreender a interface de usuário 20. A interface de usuário 20 pode ser uma interface gráfica de usuário 20 que é ajustada para permitir a estipulação definida por usuário de medições que são realizadas pelo aparelho 10. A fonte 13 e/ou o meio de comutação controlável 15 pode ser operada em modo dependente de tempo de modo a determinar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador 40.
[0084] O aparelho 10 pode ser ajustado de modo que diferentes medições podem ser efetuadas sem as conexões 35-38 entre o aparelho 10 e o transformador 40 tendo que ser rompidas e/ou conectadas de modo diferente. As diferentes medições podem ser realizadas sem a necessidade de o objeto de teste ser religado. As medições podem ser realizadas pelo aparelho 10 em um modo completa ou parcialmente automatizada, isto é, sem a interação do usuário entre as medições. Desse modo, é possível não só se determinar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador 40, mas também se registrar pelo menos um parâmetro adicional, por exemplo, uma resistência dinâmica ou estática.
[0085] O aparelho 10 pode ser ajustado para realizar as múltiplas diferentes medições sequencialmente, as medições e opcionalmente também a ordem das mesmas sendo capazes de ser estipulada em uma base definida pelo usuário por meio da interface 20. A interface 20 pode ser usada para ilustrar um diagrama de circuito equivalente do transformador 40, por exemplo, no qual o usuário pode selecionar quais parâmetros têm que ser medidos. Alternativamente ou adicionalmente, o dispositivo de avaliação 18 pode controlar a interface 20 de modo que um diagrama de circuito equivalente do transformador 40 é ilustrada na qual a determinada reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador 40 é indicada.
[0086] Embora a figura 1 ilustre um aparelho 10 para o qual o meio de comutação controlável 15 é integrado no aparelho 10, a determinação da reatância de vazamento e/ou da indutância de vazamento do transformador 40 pode também ser efetuada quando o aparelho 10 tem no meio de comutação controlável para realizar o curto do lado de alta voltagem 41.
[0087] O aparelho 10 pode ser ajustado para realizar etapas de processo adicionais com base na determinada reatância de vazamento e/ou da indutância de vazamento. Por meio de exemplo, o aparelho 10 pode ser ajustado para identificar os desvios a partir dos dados nominais do transformador 40. Os dados nominais podem ser armazenados em modo não volátil na memória do aparelho 10. Os dados nominais podem ser recuperados a partir da memória remota pelo aparelho 10 de modo automático, por exemplo, por meio de uma rede de área ampla ou uma rede de área local com fio ou sem fio. Alternativamente ou adicionalmente, o aparelho 10 pode ser ajustado para receber os dados nominais por meio da interface 20. O aparelho 10 pode ser ajustado para recuperar os dados nominais com base em uma entrada de usuário usado para indicar o tipo do transformador, e para comparar os referidos dados nominais com a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento verificada do transformador 40. O aparelho 10 pode ser ajustado para adotar a comparação como uma base para emitir informação sobre a discrepância entre os dados nominais e a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento verificada do transformador 40.
[0088] A figura 2 é uma ilustração de um sistema 1 tendo um aparelho 10 de acordo com um exemplo de modalidade adicional. O aparelho 10 pode, mas não tem que ter nenhum meio de comutação controlável 15 para realizar o curto do lado de alta voltagem 41. Para determinar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento, o enrolamento de alta voltagem 42 pode entrar em curto a uma linha 39, de modo que o curto-circuito não é encaminhado por meio do aparelho 10.
[0089] A configuração e a operação adicional do aparelho 10 podem ser como descritos com referência ao aparelho 10 da figura 1.
[0090] O aparelho 10 pode compreender uma fonte de sinal de referência 21. A fonte de sinal de referência 21 pode gerar um sinal sinusoidal ou outro sinal AC a uma frequência que corresponde à frequência do sinal de teste gerado pela fonte 13. O dispositivo de avaliação 18 pode verificar um desvio de fase ou um deslocamento de tempo entre a resposta de teste e o sinal de teste por determinar a fase do sinal de teste com relação ao sinal de referência da fonte de sinal de referência 21 e por determinar a fase da resposta de teste com relação ao sinal de referência da fonte de sinal de referência 21.
[0091] A figura 3 e a figura 4 mostram um diagrama de circuito equivalente para explicar a operação do aparelho de acordo com um exemplo de modalidade.
[0092] A figura 3 mostra um diagrama de circuito equivalente do transformador 40. A resistência de enrolamento R1 do lado de alta voltagem 41 pode ser representada por um resistor 51. A resistência de enrolamento transformada R2’ do lado de baixa voltagem 43 pode ser representada por um resistor 54. A indutância de vazamento Loi do lado de alta voltagem 41 pode ser representada por uma indutância 52. A indutância de vazamento transformada LO2’ do lado de baixa voltagem 43 pode ser representada por uma indutância 53. As resistências 51, 54 e as indutâncias 52, 53 definem a indutância de série total do transformador. As indutâncias 52, 53 definem a indutância de vazamento total, não transformada, isto é, não preparada que pode ser convertida em um parâmetro preparado do transformador por meio de dimensionamento com o quadrado da proporção de transformação em um modo que é conhecido em si.
[0093] Uma indutância principal que realiza a corrente de magnetização pode ser levada em consideração por uma indutância 55. A modelagem linear de perdas no núcleo do transformador pode ser proporcionada por um resistor 56.
[0094] O aparelho de acordo com um exemplo de modalidade é ajustado para imprimir o sinal de teste no lado de baixa voltagem e para adotar a resposta de teste como uma base para determinar pelo menos a reatância da série total e/ou a indutância total de vazamento do transformador 40.
[0095] A figura 4 mostra um diagrama de circuito equivalente para adicionalmente explicar a operação do aparelho 10 de acordo com os exemplos de modalidades.
[0096] O aparelho 10 pode fornecer o sinal de teste da fonte 13 no lado de baixa voltagem do transformador. Um voltímetro 65 ou outro dispositivo de medição de voltagem pode registrar a voltagem VL no lado de baixa voltagem como a primeira resposta de teste. Um voltímetro 66 ou outro dispositivo de medição de voltagem pode registrar a voltagem VH no lado de alta voltagem como a segunda resposta de teste. A primeira e segunda respostas de teste podem ser avaliadas como descrito acima, por exemplo, de modo a determinar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador 40.
[0097] A figura 4 ilustra a impedância em série transformada total por meio do resistor 61 e a indutância 62. As linhas 37 entre o aparelho 10 e o transformador 40 têm uma impedância de linha a qual uma linha resistência 63 e uma linha indutância 64 pode contribuir.
[0098] Por avaliar a fase e amplitude da voltagem VH no lado de alta voltagem com relação ao sinal de teste e por avaliar a fase e amplitude da voltagem VL no lado de baixa voltagem com relação ao sinal de teste, é possível se verificar a resistência de série transformada total 61 e a reatância de série transformada total, que é proporcional à indutância de vazamento transformada total 62. Por meio de exemplo, a impedância total pode ser verificada a partir da fase e da amplitude da voltagem VH no lado de alta voltagem com relação ao sinal de teste. A impedância da linha pode ser verificada a partir da fase e amplitude da voltagem VH no lado de alta voltagem com relação ao sinal de teste. A reatância de vazamento transformada pode ser determinada como a diferença entre a parte imaginária da impedância total e a impedância da linha. O dimensionamento com o quadrado da proporção de transformação permite que a reatância de vazamento seja determinada como um parâmetro não preparado do transformador.
[0099] A avaliação e as etapas de computação para determinar a reatância de vazamento podem ser realizadas pelo dispositivo de avaliação 18 de modo automático.
[00100] A figura 5 é um gráfico de fluxo para um método 70 de acordo com um exemplo de modalidade. O método 70 pode ser realizado pelo aparelho 10 de acordo com um exemplo de modalidade de modo automático.
[00101] Na etapa 71, uma impedância de linha e/ou reatância de linha de pelo menos uma linha entre o aparelho 10 e o transformador 40 pode ser verificado. Para esse fim, a fonte 13 pode gerar um sinal de teste.
[00102] Na etapa 72, um sinal de teste gerado pela fonte 13 é impresso no lado de baixa voltagem do transformador 40. O sinal de teste pode ser um sinal de AC.
[00103] Na etapa 73, uma resposta de teste do transformador pode ser registrada. A resposta de teste pode compreender uma voltagem AC através de um enrolamento de alta voltagem e uma voltagem AC adicional através de um enrolamento de baixa voltagem, que são registradas em uma base dependente de tempo.
[00104] Na etapa 74, a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento do transformador 40 são determinadas. A reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento determinada pode corresponder à reatância da série total e à indutância total de vazamento do transformador.
[00105] O método 70 pode conter etapas adicionais. Por meio de exemplo, a proporção de transformação pode ser de modo automático determinada. A proporção de transformação pode ser usada para converter os parâmetros transformados em parâmetros não transformados.
[00106] O método 70 pode compreender a avaliação da entrada de usuário que é usada para estipular, em uma base definida pelo usuário, cujos parâmetros do transformador 40 são determinados.
[00107] O método 70 pode compreender o acionamento de uma interface gráfica de usuário de modo que a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento verificada é ilustrada.
[00108] Embora os exemplos de modalidades tenham sido descritos em detalhes com referência às figuras, exemplos de modalidades adicionais podem envolver características alternativas ou adicionais sendo usadas. Embora, por meio de exemplo, etapas de processamento particulares para verificar a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento tenham sido descritos por meio de exemplo, outras técnicas de processamento podem ser usadas. Por meio de exemplo, a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento podem ser verificadas por resolver um sistema de equação de matriz em elementos de uma matriz de mapeamento que mapeia os componentes sinusoidais e cossinusoidais do sinal de teste em componentes correspondentes de uma ou mais respostas de teste.
[00109] Embora os exemplos de modalidades possam envolver o aparelho que compreende um meio de comutação controlável para realizar o curto de um enrolamento do transformador, o mesmo pode também ter dois ou mais do que dois meios de comutação controláveis para realizar o curto de múltiplos enrolamentos do transformador ou no referido meio de comutação controlável. O aparelho pode ser ajustado para formar curtos de múltiplos enrolamentos simultaneamente ou em tempos sequenciais.
[00110] Embora os exemplos de modalidades possam envolver um procedimento que inclui a determinação de múltiplos parâmetros do transformador sendo realizados de modo automático, o aparelho e o método de acordo com os exemplos de modalidades podem também ser usados quando apenas um parâmetro do transformador, por exemplo, apenas a reatância de vazamento, é medida antes de uma nova entrada de usuário ser necessária.
[00111] Embora o transformador possa ser instalado em uma estação ou subestação de força de um sistema de fornecimento de energia, o aparelho e o método de acordo com os exemplos de modalidades podem também ser usados para transformadores menores.
[00112] Aparelhos, métodos e sistemas de acordo com os exemplos de modalidades permitem a verificação de parâmetros tais como a reatância de vazamento e/ou a indutância de vazamento com uma automação mais extensiva para o teste de transformador.
Claims (13)
1. Aparelho para verificar um parâmetro de um transformador (40) que é dotado de um lado de alta voltagem (41) e de um lado de baixa voltagem (43), o aparelho (10) compreendendo: terminais (31) para conectar de modo destacável o aparelho (10) ao lado de baixa voltagem (43) do transformador (40), terminais adicionais (33, 34) para conectar de modo destacável o aparelho (10) ao lado de alta voltagem (41) do transformador (40), um dispositivo de chave controlável (15), conectado aos terminais adicionais (33, 34), para realizar o curto do lado de alta voltagem (41) do transformador (40), uma fonte (13) para gerar um sinal de teste, cuja fonte é conectada aos terminais (31) de modo a imprimir o sinal de teste no lado de baixa voltagem (43) do transformador (40), e um dispositivo de avaliação (18) que é ajustado para determinar pelo menos uma entre a reatância de vazamento e a indutância de vazamento do transformador (40) com base em uma resposta de teste do transformador (40), caracterizado pelo fato de que que o dispositivo de avaliação (18) é ainda ajustado para recuperar um dado nominal do transformador (40) e comparar os dados nominais do transformador (40) com a reatância de vazamento ou a indutância de vazamento do transformador (40) para identificar de modo automático o desvio a partir de dados nominais do transformador (40).
2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende, um dispositivo de medição (16), acoplado aos terminais adicionais (33, 34), para registrar a resposta de teste.
3. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o aparelho (10) é ajustado para controlar o dispositivo de chave controlável (15) de modo que o lado de alta voltagem (41) é posto em curto enquanto o sinal de teste é impresso no lado de baixa voltagem (43).
4. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de avaliação (18) é ajustado para determinar pelo menos uma entre a reatância de vazamento e a indutância de vazamento do transformador (40) com base na resposta de teste e com base em pelo menos uma entre uma reatância e uma indutância de pelo menos uma linha (37), que conecta os terminais adicionais (33) ao lado de alta voltagem (41).
5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de avaliação (18) é ajustado para determinar pela menos uma entre a reatância e a indutância da pelo menos uma linha (37) de modo automático.
6. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o aparelho (10) é ajustado para determinar pelo menos uma entre a reatância e a indutância da pelo menos uma linha (37) sem religação entre o aparelho (10) e o transformador (40).
7. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de avaliação (18) é adicionalmente ajustado para determinar a impedância de curto-circuito do transformador (40) com base na resposta de teste do transformador (40).
8. Aparelho, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de avaliação (18) é ajustado para determinar a impedância de curto-circuito do transformador (40) com base na resposta de teste e com base em uma impedância de pelo menos uma linha (37) que conecta os terminais adicionais ao lado de alta voltagem (41).
9. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que compreende uma interface de usuário (20), sendo que o dispositivo de avaliação (18) é ajustado para verificar pelo menos uma entre a reatância de vazamento e a indutância de vazamento do transformador (40) como uma resposta a uma entrada na interface de usuário (20).
10. Sistema, que compreende um transformador (40) que é dotado de um lado de alta voltagem (41) e de um lado de baixa voltagem (43), caracterizado pelo fato de que ainda compreende um aparelho (10) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9 que é conectado ao transformador (40).
11. Método para verificar um parâmetro de um transformador (40) que é dotado de um lado de alta voltagem (41) e um lado de baixa voltagem (43), o método compreendendo colocar em curto o lado de alta voltagem (41) do transformador (40) usando um dispositivo de chave controlável (15), imprimir um sinal de teste no lado de baixa voltagem (43), registrar uma resposta de teste do transformador (40), determinar pelo menos uma entre a reatância de vazamento e a indutância de vazamento do transformador (40) com base na resposta de teste do transformador (40), o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende ainda recuperar dados nominais do transformador (40), e comparar os dados nominais do transformador (40) com a reatância de vazamento ou a indutância de vazamento do transformador (40) para identificar de modo automático o desvio a partir de dados nominais do transformador (40).
12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende controlar o dispositivo de chave controlável (15) de modo que o lado de alta voltagem (41) é posto em curto enquanto o sinal de teste é impresso no lado de baixa voltagem (43).
13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que é realizado usando o aparelho (10) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.
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