BR112019002768B1 - Dispositivo de monitoramento para monitorar um transformador e método para o monitoramento de um transformador - Google Patents

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo de monitoramento, a um método e a um produto de programa de computador para monitorar um transformador que compreende um comutador de derivação. O transformador tem pelo menos dois enrolamentos acoplados de maneira magnética e um comutador de derivação que compreende os elementos de impedância e um comutador configurado para passar de forma gradual os elementos de impedância ao comutar entre duas posições do comutador de derivação durante uma operação de comutação de derivação. O método é realizado no dispositivo de monitoramento e compreende: obter (50) as formas de onda de propriedades de transmissão de energia medidas registradas no primeiro e no segundo lado do transformador; processar (52, 54, 56) as formas de onda registradas para obter pelo menos uma forma de onda (Ploss) que representa uma operação de comutação; e extrair (56, 60) a informação indicativa do desempenho da comutação de derivação a partir de pelo menos uma forma de onda que representa a operação de comutação de derivação.

Description

Campo de Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de monito ramento, a um método e a um produto de programa de computador para o monitoramento de um transformador que compreende um comutador de derivação.

Antecedentes

[0002] Os transformadores equipados com comutadores de deri vação são frequentemente usados em diferentes tipos de ambientes de transmissão de energia, como em 10 kV e acima. Um transformador que compreende um comutador de derivação é capaz de alterar a relação de voltas entre os enrolamentos para, assim, alterar os níveis de tensão. Essa habilidade está em muitos sistemas usados para controlar a liberação de energia.

[0003] Os transformadores são, em geral, confiáveis. A probabili dade de falha é baixa, como cerca de 1%. No entanto, de 1% que falha, em geral, 20 a 40% são devido às falhas no comutador de derivação.

[0004] A razão para isso é que o comutador de derivação é a úni ca parte do transformador que possui elementos que se movem de maneira mecânica. Portanto, esta parte do transformador tem maior probabilidade de causar uma falha do que o resto do transformador.

[0005] Ao monitorar um transformador, portanto, seria de interesse monitorar uma operação de comutador de derivação quando a relação de voltas é alterada. Se tal monitoramento for realizado, então, pode ser possível prever quando o comutador está prestes a se desgastar. Assim, a manutenção pode ser mais facilmente planejada, o que é vantajoso tanto em relação à confiabilidade quanto em relação à economia.

[0006] O monitoramento do comutador é descrito em vários docu mentos.

[0007] A US 2012/0173180 revela, por exemplo, um método e um aparelho para avaliar a integridade de um comutador de derivação. A integridade é avaliada através da separação de um segundo sinal de descarga de um primeiro sinal de descarga com o uso de um terceiro sinal de descarga e determinando a integridade através da comparação do segundo sinal de descarga e um primeiro valor inicial. O terceiro sinal de descarga pode ser um segundo valor inicial ou um quarto sinal de descarga. O primeiro valor inicial é um sinal gerado no comutador de derivação e o segundo valor inicial é um sinal gerado em um tanque principal do transformador, enquanto os primeiro e quarto sinais de descarga são correntes de alta frequência em uma linha ater-rada do comutador de derivação. O documento também menciona o uso de um detector de tensão de saída que detecta a tensão de saída de uma bobina secundária e usada no controle do comutador de derivação.

[0008] O documento EP 2541 572 divulga uma disposição de pro teção para um comutador de derivação, onde a corrente através do comutador de derivação é detectada e utilizada para gerar um sinal de indicação de corrente. A duração dos sinais de indicação atuais é, em seguida, comparada a um limite, e um sinal de indicação de falha é gerado se for.

[0009] JPH 08-213257 refere-se à obtenção de uma medida da integridade de um comutador de derivação com base em um sinal de corrente que corresponde à corrente através do comutador de derivação.

[0010] JP 2000-208340 refere-se ao uso de uma forma de onda obtida através da medição das propriedades de transmissão de energia em um lado de um transformador.

[0011] No entanto, uma comutador de derivação não é facilmente detectada nas formas de onda que estão disponíveis para fins de mo-nitoramento. Isso é especialmente o caso quando o transformador é usado em altas cargas. Além disso, muitas vezes não é suficiente apenas detectar uma comutação de derivação em uma forma de onda. Pode ser necessário também extrair as informações indicativas da integridade do comutador dessas formas de onda. Assim, pode ser visto que pode ser muito difícil determinar a integridade de um transformador com o uso das formas de onda disponíveis.

[0012] Portanto, é de interesse monitorar um transformador equi pado com um comutador de derivação, de modo que a informação que indica o desempenho do comutador de derivação pode ser extraída com o uso das formas de onda disponíveis e utilizado para fins de monitoramento de condição.

[0013] A presente invenção refere-se a tal monitoramento de transformador.

Sumário da Invenção

[0014] A presente invenção refere-se, portanto, ao monitoramento de um transformador em relação à operação do comutador de derivação.

[0015] Esse objetivo está de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção alcançado através de um dispositivo de monitoramento para monitorar um transformador constituído por um comutador de derivação, em que o transformador tem pelo menos dois enrolamentos acoplados de maneira magnética dispostos em um primeiro e em um segundo lado do transformador e o comutador de derivação compreende os elementos de impedância e um interruptor configurado para passar de forma gradual os elementos de impedância ao comutar entre duas posições do comutador de derivação durante uma operação de comutação de derivação. O dispositivo de monitoramento, por sua vez, compreende: um analisador de forma de onda que opera para: obter as formas de onda das propriedades de transmissão de energia medidas registradas no primeiro e no segundo lado do transformador, as ditas propriedades de transmissão de energia medidas são correntes e/ou tensões; processar as formas de onda registradas para obter pelo menos uma forma de onda que representa uma operação de comutação de derivação; e extrair as informações indicativas da integridade da comutação de derivação a partir da dita pelo menos uma forma de onda que representa a operação de comutação de derivação; em que a informação extraída compreende um tempo de duração da operação que cobre pelo menos uma parte da operação de comutação de derivação e/ou uma amplitude da dita pelo menos uma forma de onda que representa a operação de comutação de derivação.

[0016] Esse objetivo está de acordo com um segundo aspecto al cançado através de um método para o monitoramento de um transformador que compreende um comutador de derivação. O transformador tem pelo menos dois enrolamentos acoplados de modo magnético e o comutador de derivação compreende os elementos de impedância e um interruptor configurado para passar de forma gradual os elementos de impedância ao comutar entre duas posições do comutador durante a operação de comutador de derivação. O método é realizado em um dispositivo de proteção e compreende: obter as formas de onda de propriedades de transmissão de energia medidas no primeiro e no segundo lado do transformador, as ditas propriedades de transmissão de energia medidas são correntes e/ou tensões. processar as formas de onda registradas para obter pelo menos uma forma de onda que representa uma operação de comutação de derivação; e extrair a informação indicativa da integridade da comutação de derivação a partir da dita pelo menos uma forma de onda que representa a operação de comutação de derivação; em que a informação extraída compreende um tempo de duração da operação que cobre pelo menos uma parte da operação de comutação de derivação e/ou uma amplitude da dita pelo menos uma forma de onda que representa a operação de comutação de derivação.

[0017] O objetivo está de acordo com um terceiro aspecto da pre sente invenção alcançado através de um produto de programa de computador para o monitoramento de um transformador que compreende um comutador de derivação. O transformador tem pelo menos dois enrolamentos acoplados de maneira magnética e o comutador de derivação inclui os elementos de impedância e um comutador configurado para passar de forma gradual os elementos de impedância ao comutar entre as duas posições do comutador de derivação durante uma operação de comutação. O produto de programa de computador que compreende um suporte de dados com o código de programa de computador configurado para fazer com que um analisador de forma de onda de um dispositivo de monitoramento: obtenha as formas de onda de propriedades de transmissão de energia medidas gravadas no primeiro e no segundo lado do transformador, as ditas propriedades de transmissão de energia medidas são correntes e/ou tensões; processe as formas de onda gravadas para a obtenção de pelo menos uma forma de onda que representa uma operação de comutador de derivação; e extraia a informação indicativa da integridade da comutação de derivação da dita pelo menos uma forma de onda que representa a operação de comutação de derivação; em que a informação extraída compreende um tempo de duração da operação que cobre pelo menos uma parte da operação de comutação de derivação e/ou uma amplitude da dita pelo menos uma forma de onda que representa a operação de comutação de derivação .

[0018] A presente invenção tem várias vantagens. Ela fornece um monitoramento aprimorado de um transformador equipado com comutador de derivação, em que é possível avaliar o desempenho do comutador de derivação. Assim, um planejamento de manutenção mais confiável pode ser feito. Isso também é feito sem a necessidade de monitorar as propriedades dedicadas do comutador de derivação, mas usando apenas as quantidades de medição tradicionalmente disponíveis para um transformador. Assim, o monitoramento aprimorado também é obtido com o uso de um mínimo de hardware adicional e evitando a introdução de sensores adicionais e a adaptação de gravadores de forma de onda.

Breve Descrição dos Desenhos

[0019] A presente invenção será descrita a seguir, sendo feita re ferência aos desenhos anexos, em que:

[0020] A figura 1 mostra de maneira esquemática um transforma dor equipado com um comutador de derivação;

[0021] a figura 2 mostra de maneira esquemática o comutador de derivação e um enrolamento do transformador na figura 1;

[0022] a figura 3 mostra, de maneira esquemática, a perda de energia no transformador que ocorre durante uma operação de comu- tação de derivação;

[0023] a figura 4 mostra de maneira esquemática um gravador de forma de onda em conjunto com um analisador de forma de onda para monitorar o transformador;

[0024] a figura 5 mostra um bloco esquemático de um bloco de manutenção de perda de energia no analisador de forma de onda;

[0025] a figura 6 mostra um fluxograma de etapas do método em uma primeira modalidade de um método para o monitorando do transformador sendo executado pelo bloco de manipulação de perda de energia no analisador de forma de onda;

[0026] a figura 7 mostra um bloco esquemático de um bloco de manutenção de perda de corrente no analisador de forma de onda,

[0027] a figura 8 mostra um fluxograma de etapas do método em uma segunda modalidade do método de monitoramento do transformador sendo executado pelo bloco de manutenção de diferença de corrente no analisador de forma de onda;

[0028] a figura 9 mostra um bloco esquemático de um bloco de processamento de domínio de frequência no analisador de forma de onda;

[0029] a figura 10 mostra um fluxograma das etapas do método em uma terceira modalidade do método de monitoramento do transformador sendo executado pelo bloco de processamento no domínio da frequência no analisador de formas de onda; e

[0030] a figura 11 mostra de maneira esquemática um produto de programa de computador na forma de um suporte de dados que compreende o código de programa de computador para implementar a unidade de análise de forma de onda

Descrição Detalhada da Invenção

[0031] A seguir, uma descrição detalhada das modalidades prefe renciais da invenção será apresentada.

[0032] A figura 1 mostra um transformador 10 que tem um primeiro enrolamento 12 e um segundo enrolamento 14 acoplados de maneira magnética um ao outro. Esses enrolamentos formam, assim, um par, muitas vezes indicado como enrolamentos primários e secundários. O primeiro enrolamento 12 está, além disso, conectado a um comutador de derivação 16. Na figura também são mostradas várias propriedades de transmissão de energia do transformador que podem ser medidas durante a operação. Existe uma corrente de entrada In alimentada para dentro e uma tensão de entrada Uin aplicada sobre o primeiro enrolamento 12. Existe também uma corrente de saída Iou liberada a partir de uma tensão de saída Uout fornecida pelo segundo enrolamento 14. A corrente de entrada In e a tensão de entrada Uin são grandezas de medição que são medidas em um primeiro e um segundo terminal de medição MT1 e MT2 do primeiro enrolamento 12, caracterizado pelo fato de que o primeiro terminal de medição MT1 é fornecido em uma primeira extremidade do primeiro enrolamento 12 e o segundo terminal de medição MT2 em uma segunda extremidade do primeiro enrolamento 12. A corrente de saída Iout e a tensão de saída Uout são grandezas de medição medidas em um terceiro e um quarto terminal de medição MT3 e MT4 do segundo enrolamento 14, em que o terceiro terminal de medição MT3 é fornecido em uma primeira extremidade e o quarto terminal de medição MT4 é fornecido em uma segunda extremidade do segundo enrolamento 14. Pode assim ser visto que a energia eléctrica entra e sai do transformador nos terminais de medição. O exemplo acima descrito assume uma transferência de energia através do transformador do primeiro para o segundo enrolamento. Desse modo, o primeiro enrolamento 12 forma um lado de entrada, e o segundo enrolamento 14 um lado de saída do transformador 10. No entanto, deve ser observado que a energia pode ser transferida na direção oposta, caso em que a corrente de entrada e a tensão de entra- da seriam medidas nos terceiro e quarto terminais de medição MT3 e MT4, enquanto a corrente de saída e a tensão de saída seriam medidas nos primeiro e segundo terminais de medição MT1 e MT2. Então, o segundo enrolamento 14 formaria o lado de entrada e o primeiro enrolamento 12 formaria o lado de saída. As quantidades de medição são, portanto, também as propriedades de transmissão que são medidas nos terminais de medição.

[0033] O transformador mostrado é representado de maneira es quemática. Deve-se perceber que também pode compreender um núcleo de ferro. Também deve ser observado que um transformador, em muitos casos, é um transformador trifásico. Isso significa que haveria três pares de enrolamentos. Um transformador pode também compreender mais de um enrolamento secundário acoplado de maneira magnética ao mesmo enrolamento primário. O comutador de derivação pode, como alternativa, também ser conectado ao segundo enrolamento.

[0034] A figura 2 mostra de maneira esquemática o primeiro enro lamento 12 em conjunto com um comutador de derivação que compreende um enrolamento de regulação 19. O primeiro enrolamento tem uma primeira e uma segunda extremidade, com a primeira extremidade conectada ao primeiro terminal de medição MT1 e a segunda extremidade que pode ser conectada ao enrolamento de regulação 19. O enrolamento de regulação 19 também tem uma primeira e uma segunda extremidade. O comutador de derivação, além disso, compreende um desviador 20 e um seletor 18 que seleciona um número de voltas do enrolamento de regulação 19 que devem ser conectadas ao enrolamento primário 12.

[0035] O seletor 18 tem um interruptor de seletor 24 que é usado para inverter a orientação do enrolamento de regulação 19 e, portanto, tem uma primeira extremidade conectada à segunda extremidade do primeiro enrolamento 12, e uma segunda extremidade móvel entre duas posições, uma primeira posição na primeira extremidade do enrolamento de regulação 19 e uma segunda posição na segunda extremidade do enrolamento de regulação 19. Cada enrolamento 12 e 19 compreende um número de voltas de condutor elétrico. Além disso, o enrolamento de regulação 19 compreende um número de pontos de derivação, dos quais seis 1 2, 3, 4, 5 e 6 são mostrados como um exemplo. Os pontos de derivação são usados para determinar quantas voltas do enrolamento de regulação 19 que devem ser conectadas ao primeiro enrolamento 12 por um primeiro braço do seletor conectado a um primeiro terminal do desviador DT1 e um segundo braço do seletor conectado a um segundo terminal do desviador DT2.

[0036] O desviador 20, por sua vez, compreende um interruptor de desviador 22 com uma primeira extremidade conectada ao segundo terminal de medição MT2 e uma segunda extremidade que pode ser conectada entre quatro posições de contato, em que uma primeira posição de contato P1 leva ao primeiro terminal do desviador DT1 através de um primeiro braço de desviador, uma segunda posição de contato leva ao primeiro terminal do desviador DT1 através de um elemento de impedância na forma de um primeiro resistor R1, uma terceira posição de contato leva ao segundo terminal do desviador DT2 através de um elemento de impedância na forma de um segundo resistor R2 e uma quarta posição de contato P4 leva diretamente ao segundo terminal do desviador DT2 através de um segundo braço de desviador. O desviador 20 é fornecido para comutar uma carga entre os dois braços do seletor.

[0037] Deve ser observado aqui que essa é apenas uma realiza ção de um seletor e comutador de derivação de desviador. Há vários outros tipos de seletores e comutadores de derivação de desviador. Há também outros tipos de comutadores de derivação. Outro tipo é, por exemplo, um comutador de derivação de chave seletora, que combina a seleção e a comutação em um movimento, mas possui uma sequência de contato semelhante ao seletor e comutador de derivação. Ainda outro exemplo é um comutador de derivação a vácuo, em que a sequência de contato é frequentemente modificada, mas ainda inclui um tempo em que a energia é perdida em elementos de impedância. O comutador de derivação mostrado também inclui resistores como elemento de impedância. No entanto, também é conhecido o uso de outros tipos de elementos de impedância, como indutores. Além disso, no comutador de derivação mostrado há dois elementos de impedân- cia. Deve-se perceber que também é possível com menos, como um ou mais, como três ou quatro.

[0038] O que é comum a todos os comutadores de derivação é que, durante uma comutação de derivação, há um movimento gradual de um comutador de derivação entre duas posições, que no caso do comutador de derivação na figura 2 é o interruptor de desviador 22 que se move entre a primeira e a quarta posição P1 e P4. Quando uma comutação de derivação é desejada um dos braços do seletor é inicialmente conectado entre uma posição de derivação e o terminal do desviador correspondente. Como exemplo, o primeiro braço do seletor pode ser conectado entre a segunda posição de derivação 2 mostrada na figura 2 e o primeiro terminal de desviador DT1 e, ao mesmo tempo, o interruptor de desviador 22 está na primeira posição de contato P1. Assim, o primeiro braço do seletor é carregado, isto é, uma corrente de carga passa, assim, através do primeiro braço de desviador e para o primeiro braço do seletor. Uma posição de derivação que obtém uma mudança desejada na relação de voltas é, em seguida, selecionada para o braço do seletor não carregado, que nesse exemplo é o segundo braço do seletor. O segundo terminal do desviador DT2, portanto, conecta o segundo braço do seletor descarregado à posição de derivação selecionada, que no exemplo da figura 2 é a primeira posição de derivação 1. Para comutar a carga, isto é, para realizar a alteração da relação de voltas, o interruptor de desviador 22 é, em seguida, movido de forma gradual a partir da primeira para a quarta posição de contato. Neste movimento gradual, o interruptor de desviador 22 estabelece primeiro contato com a primeira resistência R1 ao mesmo tempo em que há o contato com a primeira posição de contato P1. Em seguida, o interruptor de desviador 22 quebra o contato com a primeira posição de contato P1 e o primeiro braço de desviador. A corrente de carga passará agora somente através do primeiro resistor R1 para o primeiro braço do seletor. Depois disso, o interruptor de desviador se conecta ao segundo resistor R2. Nesse momento, a corrente de carga passará através de ambos os resistores R1 e R2 para o primeiro e para o segundo braço do seletor. Haverá também uma corrente circulante que é gerada através da diferença de tensão entre os terminais do desviador DT1 e DT2. Isto é seguido pelo interruptor de desviador 22 que rompe a conexão com o primeiro resistor R1 e, com isso, a corrente de carga somente passa através do segundo resistor R2 para o segundo braço do seletor. Por fim, o interruptor de desviador alcançará a quarta posição de contato P4 e, em seguida, a corrente de carga passará através do segundo braço de desviador para o segundo braço do seletor. Assim, a operação de comutação de derivação é concluída. Pode-se verificar que, durante tal movimento, a energia é carregada ou depositada em pelo menos um elemento de impedância e no exemplo da figura 2 em dois resistores R1 e R2, essa energia é consumida no caso de um resistor, mas armazenada apenas temporariamente no caso de um indutor.

[0039] Através da acima mencionada acima do comutador de deri vação na figura 2, isto é, durante a mudança gradual entre as posições P1 e P4, as impedâncias R1 e R2 serão conectadas entre os terminais de medição MT3 e MT4 e, portanto, a energia será depositada nelas. No presente exemplo, a energia real é perdida, uma vez que as impe- dâncias são resistores. Se as impedâncias fossem indutivas, em seguida, a energia reativa seria armazenada.

[0040] A perda de energia instantânea pode, por exemplo, ser de terminada de acordo com a equação (1) abaixo:

[0041] A equação, que é fornecida para um sistema trifásico, defi ne a perda de energia de um transformador trifásico. A perda de energia instantânea Ploss é assim calculada com base nas medições de propriedades de transmissão de energia obtidas pelo primeiro, segundo, terceiro e quarto terminais de medição MT1, MT2, MT3 e MT4 como a tensão de entrada Uin vezes a corrente de entrada In menos a tensão de saída Uouu vezes a corrente de saída Iout, onde três dessas diferenças são obtidas, uma para cada fase.

[0042] É possível obter a perda de energia real da equação (1) como uma média da perda de energia instantânea em um período e a perda de energia reativa como uma oscilação com uma média de zero.

[0043] A forma como a perda de energia aparece com uma carga baixa de um transformador trifásico desse tipo equipado com comutador de derivação pode ser vista na figura 3. Na figura, é mostrada a perda de energia para cada fase através de uma operação de comutação de derivação ajustada nas três fases. Existe uma energia Ploss_A em uma primeira fase, uma perda de energia Ploss_B em uma segunda fase e uma perda de energia Ploss_C em uma terceira fase. Estas três perdas de energia são, além disso, somadas a uma perda total de energia Ploss, e a perda total de energia Ploss tem a forma de um "pulso". Na figura, pode-se verificar que a operação de comutação de derivação é realizada entre 0,00 e 0,02s. Pode ser visto que o "pulso" ou esse intervalo como um exemplo tem uma largura de 20 ms e a lar- gura é um tempo de duração de pico de uma deposição de energia ou um tempo de deposição de energia de duração de pico e nesse intervalo, cada fase experimenta a perda de energia. Esse tempo de duração de pico é um tempo de duração de operação ODT entre uma borda ascendente e uma borda descendente do "pulso". Este tempo é denominado tempo de duração da operação porque o tempo de duração corresponde à duração de pelo menos algumas etapas na operação do comutador de derivação. Assim, abrange pelo menos uma parte da operação de comutação de derivação. Pode, mais particularmente, ser visto que o tempo de duração de operação ODT corresponde, mais ou menos, ao tempo em que o interruptor do desviador 22 está unicamente conectado aos resistores R1 e R2. Também pode ser visto que a perda de energia durante a operação de comutador de derivação tem uma amplitude AMP. A amplitude e o tempo de duração da operação ODT são exemplos de informações que são indicativas do desempenho do comutador de derivação ou da integridade do comutador de derivação, podem ser obtidas através de formas de onda gravadas e podem ser usadas para fins de monitoramento.

[0044] Os transformadores são, em geral, confiáveis. A probabili dade de falha é baixa, como cerca de 1%. No entanto, de 1% que falha, tipicamente 20 a 40% são devido à falha no comutador de derivação.

[0045] Como mencionado acima, os únicos elementos móveis de um transformador estão incluídos no comutador de derivação. Assim, pode-se ver que o comutador de derivação é relevante para a confiabilidade.

[0046] Se o transformador for monitorado com relação à operação do comutador de derivação, por exemplo, através da análise das mudanças do tempo de duração da operação e amplitude nos "pulsos" da comutação de derivação ao longo do tempo, é possível determinar a integridade do comutador de derivação e, assim, também a integridade do transformador. Isso pode ser usado para melhorar o planejamento da manutenção do transformador. Um tempo de comutação muito curto pode ser arriscado, devido ao fato de que possíveis arcos são resfriados com mais confiabilidade nos cruzamentos de zero de corrente. Isso significa que o tempo de duração da operação deve ser maior que meio período. Se o arco for capaz de sobreviver à operação, haverá um curto-circuito dos enrolamentos de regulação, o que por sua vez irá desenvolver uma grande quantidade de energia e fazer com que o transformador desligue. Um tempo de duração de operação muito curto pode, portanto, corresponder a um comutador de derivação com falha. Por outro lado, tempos longos de comutação indicam que há atrito no sistema, mas não há indicação de desligamento. Um longo tempo de duração da operação é, portanto, uma indicação de que o serviço é necessário. Através do monitoramento das comutações no tempo de duração da operação é, assim, possível prever quando uma falha poderia ocorrer, bem como planejar a manutenção do transformador. A amplitude AMP, por sua vez, indica o tamanho da resistência. Se a amplitude mudar, então, a resistência muda. Além disso, uma alta amplitude corresponde a uma baixa resistência e uma baixa amplitude a uma alta resistência. A amplitude pode ser importante se nenhum "pulso" puder ser visto, o que significaria que ou o comutador não se moveu ou que a resistência está próxima de infinito, isto é, que o resistor quebrou. Ambas as situações são casos de falhas importantes, sendo que a última poderá dar origem a arcos que causam curto-circuito no enrolamento de regulação.

[0047] No entanto, existe um problema pelo fato de que não é possível monitorar diretamente o comutador de derivação. Os transformadores normalmente não possuem nenhuma grandeza de medição diretamente relacionada à operação de comutação de derivação. O monitoramento da integridade do transformador, no que diz respeito ao comutador teria, por conseguinte, de ser feito com o uso de grandezas gerais de medição do transformador, como correntes de entra- da/saída e tensões.

[0048] Além disso, essas grandezas gerais de medição nem sem pre são fáceis de usar. Como pode ser visto na figura 3, é possível obter as informações que podem ser usadas com o propósito de monitorar o comutador de derivação, por exemplo, com base na perda de energia. No entanto, como mencionado anteriormente, a figura 3 mostra a perda de energia em cargas baixas. Se o transformador experimentar uma carga alta, então, não é tão fácil extrair a informação indicativa do desempenho do comutador de derivação a partir das formas de onda medidas disponíveis, como na figura 3 parece sugerir. As informações indicativas do desempenho do comutador podem, então, ser "afogadas" nos dados de estado estacionário, devido à perda reativa no enrolamento devido à indução, cuja perda é proporcional à corrente de carga.

[0049] Portanto, pode-se observar que há uma necessidade de processar as formas de onda do transformador gerais disponíveis a fim de se obter as informações indicativas do desempenho de uma operação de comutação de derivação, cujas informações podem ser estudadas a fim de, por exemplo, planejar a manutenção.

[0050] A invenção aborda esse problema.

[0051] Uma maneira de abordar esse problema é através do uso de um dispositivo de monitoramento.

[0052] Uma maneira de realizar um dispositivo de monitoramento 25 é mostrada na figura 4. O dispositivo de monitoramento 25 compreende um registrador de forma de onda 26, que compreende um bloco de registro de forma de onda WFR 28 que recebe as quantidades de medição do transformador na forma de propriedades de transmissão de energia medidas, Uin, Iout e Oout, bem como um sinal de controle do comutador de derivação de TC_ CTRL, que é um sinal de controle enviado ao comutador de derivação, a fim de realizar controle ou iniciar uma operação de comutador de derivação. Tal sinal de controle é normalmente enviado a partir de uma unidade de controle do comutador de derivação que, como um exemplo, pode ser associado ao controle de energia de um sistema de transmissão de energia. O registrador de forma de onda 26 também compreende uma memória de forma de onda WFM 30, na qual as formas de onda gravadas são armazenadas. Quando o sinal de controle do comutador de derivação TC_CTRL é obtido pelo registrador de forma de onda 26, o bloco de gravação de forma de onda 28 registra um número de formas de onda de correntes de entrada e de saída e tensões de entrada e de saída (se disponíveis) e as armazena na memória de forma de onda 30. A obtenção ou recepção do sinal de controle de comutador de derivação TC_CTRL desencadeia assim o registro das formas de onda que, em seguida, continua o registro por um tempo predeterminado, tal como durante 10 segundos. Isto tem a vantagem de proporcionar formas de onda que claramente coincidem com uma operação do comutador de derivação. Além disso, o comprimento é tal que permite que previsão de forma de onda seja feita de forma segura. Além disso, o sinal de controle tipicamente precede a operação atual do comutador de derivação, de tal modo que uma previsão confiável de uma forma de onda operacional de estado estável pode ser feita

[0053] O dispositivo de monitoramento 25 também compreende um analisador de forma de onda 34, que compreende um bloco de manutenção de perda de energia PLH 36, um bloco de manutenção de diferença de corrente CDH 38 e um bloco de processamento de domínio de frequência FDP 40. Cada um desses blocos fornece uma forma separada de se obter pelo menos uma forma de onda a partir da qual é possível extrair a informação indicativa de uma comutação de derivação. Por fim, o analisador de forma de onda 34 compreende um bloco de análise de informação IA43 e uma memória de dados de integridade HDM 42, na qual as informações de indicação de desempenho das formas de onda (tempo estampado) e/ou do comutador de derivação (tempo estampado) são armazenadas com o propósito de monitorar a condição.

[0054] O analisador de formas de onda 34 pode ser implementado através de um computador ou processador com memória de programa associada que compreende as instruções de computador que implementam os blocos descritos acima. Ele também pode ser realizado por meio de um ou mais componentes dedicados, como Circuitos Integrados da Aplicação Específica (ASICS) ou Arranjos de Porta de Campo Programável (FPGAs) que realiza os blocos. Também deve ser entendido que o analisador de forma de onda às vezes precisa apenas compreender um bloco de manipulação de perda de energia 36, um bloco de manipulação de diferença de corrente 38 e um bloco de processamento de domínio de frequência 40. Também deve ser percebido que é possível que o bloco de análise de informação 43 seja omitido e sua funcionalidade seja fornecida em outra entidade, como um computador de monitoramento separado.

[0055] A realização de um registador de forma de onda 26 é, como tal conhecida, mas pode em alguns aspectos também ser realizada da mesma forma que o analisador de forma de onda 34. Pode, contudo, também compreender os conversores analógico/digital (A/D) e, possivelmente, também as unidades de escala para analisar pelo menos alguns dos sinais recebidos.

[0056] Uma maneira de operar o analisador de forma de onda 26, a fim de monitorar o transformador 10, será agora descrita com referência também à figura 5, que mostra um bloco esquemático do bloco de manipulação de perda de energia 36 e da figura 6, que mostra um fluxograma de várias etapas do método em um método de monitoramento do transformador 10 realizado no bloco de manipulação de perda de energia 36.

[0057] O bloco de manipulação de perda de energia 36 compreen de um elemento de determinação de perda de energia PLD 44, um elemento de previsão de perda de energia PLP 46, um elemento de forma de onda de perda de energia PLWF 48 e um elemento analisador de forma de onda WFA 49.

[0058] Como mencionado acima, o registrador de forma de onda 26 registra as formas de onda que aparecem nos terminais de medição quando há uma operação de comutação de derivação acionada pelo sinal de controle de comutador TC_CTRL, cujas formas de onda são armazenadas na memória de forma de onda 30.

[0059] As formas de onda registradas também possuem um ponto inicial e um ponto final.

[0060] De modo a obter uma forma de onda que seja indicativa do desempenho de uma comutação de derivação, o elemento de determinação de perda de energia 44 do bloco de manipulação de perda de energia 36 obtém as formas de onda gravadas In, Uin, Ipout e Uout da memória de forma de onda 30 da forma de onda gravador 26, etapa 50, que são assim as formas de onda das propriedades de transmissão de energia registradas no primeiro e no segundo lado do transformador.

[0061] Depois disso, o bloco de manipulação de perda de energia processa as formas de onda registradas para obter pelo menos uma forma de onda que representa uma operação de comutação de derivação.

[0062] O processamento dessa primeira modalidade envolve o processamento de uma diferença entre uma propriedade de transmis- são de energia em ambos os lados do transformador, com o uso das propriedades de transmissão de energia medidas. Nessa primeira modalidade, a propriedade de transmissão de energia em questão é a propriedade derivada de energia e a diferença entre os dois lados é a perda de energia através do transformador expressa como uma forma de onda de perda de energia. O processamento dessa primeira modalidade ainda envolve prever pelo menos uma forma de onda do mesmo tipo da forma de onda de diferença e obter cada forma de onda que representa a operação de comutação de derivação como uma diferença entre a forma de onda de diferença e a forma de onda prevista correspondente, onde há uma forma de onda prevista uma forma de onda de diferença nessa primeira modalidade.

[0063] Por conseguinte, o elemento de determinação 44 determina a perda de energia do transformador com o uso das formas de onda de corrente de entrada e de saída In, Uin, Iout e Oout, etapa 52. A perda de energia pode, nesse caso, ser determinada da maneira mostrada na equação (1) acima.

[0064] Ao mesmo tempo, o elemento de previsão de perda de energia 46 prevê a mesma perda de energia, etapa 54.

[0065] Essa previsão pode compreender uma previsão das formas de onda estacionárias de corrente e tensão no primeiro e no segundo lado do transformador 10. Cada um desses sinais Uin, In, Uout, Iout pode ser previsto a partir de observações anteriores através da geração de um espectro a partir de um sinal oscilante e extraindo as amplitudes de frequência importantes. A partir dessas amplitudes, a forma de onda em tempos futuros pode ser prevista. O método de previsão é descrito em mais detalhes na U.S. 8.095.326, que é aqui incorporada a título de referência.

[0066] As formas de onda previstas podem, portanto, corresponder às formas de onda estacionárias das correntes e tensões no primeiro e no segundo lado do transformador, isto é, formas de onda sem qualquer informação de comutação de derivação incorporada. Essas formas de onda previstas podem então ser usadas na formação de uma perda de energia prevista, etapa 54.

[0067] Depois disso, o elemento de forma de onda de forma de onda de perda de energia 48 determina a diferença entre a perda de energia determinada e prevista para obter uma forma de onda que define a operação de comutação de derivação, etapa 56. A diferença é, em seguida, usada como uma forma de onda que define a operação de comutação de derivação. Como mencionado acima, a previsão de perda de energia representaria a perda de energia em regime permanente sem a operação de comutação de derivação. Portanto, em tal forma de onda de diferença, essencialmente, apenas o "pulso" mostrado anteriormente da figura 3 deve estar presente e, portanto, a in-formação indicativa do desempenho de comutação de derivação pode ser facilmente extraída da forma de onda.

[0068] A diferença pode, como exemplo, ser obtida como

[0069] Uma maneira pela qual isso pode ser feito é através de

[0070] A equação (3) mostra uma determinação de uma mudança de energia de entrada ou de saída, onde i, assim, codifica o lado de entrada ou de saída e ΔI e ΔV são as diferenças entre as formas de onda de corrente e tensão previstas e reais.

[0071] A diferença de perda de energia entre a perda de energia real e a prevista será então:

[0072] Assim, os componentes do estado estacionário foram re movidos e o resultado é uma forma de onda que representa a operação de comutação de derivação e que, em essência, apenas compre- ende a perda de energia devido à operação de comutação de derivação. Nessa forma de onda é, então, fácil determinar a largura ou o tempo de duração da operação ODT, por exemplo, através da identificação do tempo entre a borda ascendente e a borda descendente na forma de onda, etapa 58, bem como a amplitude AMP, etapa 60, cujas determinações podem ser realizadas pelo elemento de análise de forma de onda 49. A informação indicativa do desempenho da operação de comutação de derivação, isto é, a amplitude AMP e o tempo de duração da operação ODT pode então ser armazenada, possivelmente com o tempo estampado, juntamente com a forma de onda da diferença de perda de energia na memória de dados de integridade 42 para a utilização na monitorização de condições do transformador, etapa 62. A este respeito, também podem ser armazenadas outras informações, tais como posições de derivação inicial e final, correntes de carga, etc.

[0073] As determinações e previsões de integridade podem então ser realizadas pelo bloco de análise de informação 43. O bloco de análise de informação 43 pode assim analisar a informação ODT e AMP indicativa da operação de comutação de derivação que é armazenada na memória 42 pelo elemento de análise de forma de onda 49, estimar o desgaste do transformador e determinar quando a manutenção deve ser feita, ou melhor, determinar em qual intervalo de serviço o transformador deve ser substituído ou reparado. Como alternativa, é possível que o elemento de análise de perda de energia 49 seja omitido e o elemento de formação de onda de perda de energia 48 armazena a forma de onda de diferença de perda de energia na memória de dados de integridade 42. Nesse caso, o bloco 43 de anise de informação pode obter a diferença de perda de energia forma de onda da memória de dados de integridade 42 e extrair as informações ODT e AMP indicativas da operação de comutação de derivação a partir da determinação da integridade do transformador.

[0074] Pode ser visto desse modo que é possível identificar uma operação de comutação de derivação, bem como extrair a informação de indicação de desempenho de comutação de derivação com o uso das formas de onda disponíveis, independente do tamanho da carga. Assim, o planejamento da manutenção pode ser melhorado.

[0075] Em suma, pode-se ver que é obtido um monitoramento aprimorado de um transformador equipado com um comutador, onde é possível avaliar o desempenho do comutador. Assim, um planejamento de manutenção mais confiável pode ser feito. Isso também é feito sem a necessidade de sensores de monitoramento dedicados ao comutador de derivação, mas usando apenas quantidades de medição tradicionalmente disponíveis para um transformador. Dessa forma, o monitoramento aprimorado é obtido com o uso de um mínimo de hardware adicional e também sem introdução de sensores adicionais e reforma de gravadores de forma de onda.

[0076] Sabe-se que em algumas subestações, todas as tensões não são acessíveis, pois algumas tensões podem ser medidas em uma subestação distante na mesma linha. Em tal caso, não há formas de onda de tensão disponíveis e, portanto, a perda de energia é impossível de usar para obter as formas de onda a partir das quais informações de indicação de comutação de derivação podem ser extraídas.

[0077] Uma segunda modalidade, na qual a previsão também é usada, aborda essa situação.

[0078] Esta segunda modalidade será agora descrita com referên cia também às figuras 7 e 8, em que a figura 7 mostra um bloco esquemático do bloco de manipulação de diferença de corrente 38 e a figura 8 mostra um fluxograma de várias etapas do método no método de monitoramento do transformador e sendo executado pelo bloco de manipulação de diferença de corrente 38.

[0079] O bloco de manipulação de diferença de corrente 38 com preende um elemento de determinação de diferença de corrente CDD 64, um elemento de previsão de diferença de corrente CDP 66, um elemento de determinação de forma de onda de desvio de corrente CDWF 68 e um elemento de anise de diferença de corrente 69.

[0080] Também nesta modalidade existe o processamento de uma diferença entre uma propriedade de transmissão de energia em ambos os lados do transformador com o uso das propriedades de transmissão de energia medidas. Nessa segunda modalidade, a propriedade de transmissão de energia em questão é a propriedade de transmissão de energia medida da corrente e a diferença entre os dois lados é a diferença de corrente entre os dois lados. Também nesse caso, o processamento envolve a previsão de formas de onda do mesmo tipo que a forma de onda de diferença, isto é, a previsão de formas de onda de diferença de corrente. O processamento também compreende a obtenção de cada forma de onda que representa a operação de comutação de derivação como uma diferença entre a forma de onda de diferença e a forma de onda prevista correspondente. Nessa segunda modalidade, duas formas de onda são previstas, uma para frente no tempo e outra para trás no tempo a partir da forma de onda de diferença e a obtenção de pelo menos uma forma de onda compreende a obtenção de duas formas de onda de desvio; um como uma diferença entre a forma de onda da diferença e uma primeira das formas de onda previstas e outra como uma diferença entre a forma de onda de diferença e uma segunda das formas de onda previstas.

[0081] De modo a obter pelo menos uma forma de onda que é in dicativa do desempenho do comutador de derivação, o elemento de determinação de diferença de corrente 66 do bloco de manipulação de diferença de corrente 38 obtém primeiro as formas de onda gravadas In e Iout de todas as fases da memória de forma de onda 30 do regis- tador de forma de onda 26, etapa 70, em que as formas de onda das propriedades de transmissão de energia medidas nessa modalidade compreendem apenas as formas de onda de corrente gravadas no primeiro e no segundo lado do transformador.

[0082] Em seguida, o elemento de determinação da diferença de corrente 64 determina uma diferença de corrente Idiff entre as correntes nos dois lados do transformador, etapa 72.

[0083] A diferença de corrente pode ser baseada na determinação de diferenças de corrente parcial para as diferentes fases.

[0084] Para uma fase p, a diferença de corrente parcial correspon dente pode ser obtida como em que é uma relação efetiva da fase específica que é obtida usando um cálculo da Transformação Discreta de Fourier (DFT) das amplitudes de corrente e depende da razão de giro e um erro de cali- bração do sensor de corrente.

[0085] A diferença de corrente total para todas as fases pode, a partir daí, ser determinada como:

[0086] É possível fazer previsões das diferenças de corrente com o uso da mesma técnica de previsão descrita acima.

[0087] Portanto, nesta modalidade, o elemento de previsão de di ferença de corrente 66 prevê uma primeira corrente de diferença. A previsão pode ser feita com base nas mesmas equações (5) e (6) acima que foram modificadas de acordo com as equações (2) e (3). Além disso, neste caso, a previsão é feita na direção de avanço, a partir do início da forma de onda e no final da gravação, etapa 74.

[0088] O elemento de determinação da forma de onda de desvio de corrente 68 obtém ou determina então uma primeira forma de onda de desvio de corrente como a diferença entre as primeiras formas de onda da diferença de corrente prevista atual, etapa 76. Nesta forma de onda é então possível para o elemento de análise de diferença de corrente 69 detectar o início da operação de comutação, etapa 78, por exemplo, através da detecção de uma borda ascendente ou derivada de tempo positivo elevado da forma de onda. Também é possível detectar uma amplitude.

[0089] No entanto, o final da operação de comutação de derivação não é tão fácil de detectar com o uso da primeira forma de onda de desvio de corrente porque as formas de onda estacionárias foram alteradas. Portanto, a fim de detectar o fim da operação de comutação de derivação, o elemento de previsão de diferença de corrente 66 prevê uma segunda diferença de corrente na direção para trás, isto é, começando no final do registro da forma de onda e indo para trás no tempo, etapa 80.

[0090] Isto é seguido pelo elemento de determinação da forma de onda de desvio atual 68, obtendo ou determinando uma forma de onda de desvio de segunda corrente como a diferença entre a segunda forma de onda de diferença de corrente prevista, etapa 82. Nessa forma de onda é então possível detectar o fim da operação de comutação de derivação, etapa 84, por exemplo através da detecção de uma borda descendente ou derivada de tempo negativo grande da forma de onda. Também aqui é possível detectar uma amplitude.

[0091] Através da combinação das duas formas de onda de desvio de corrente é então possível para o elemento de análise de diferença de corrente 69 determinar a largura de pulso ou duração de tempo de operação, etapa 86, e ao analisar qualquer uma das formas de onda de desvio de corrente, também a amplitude pode ser determinada ou obtida, etapa 88. A informação indicativa do desempenho da comutação de derivação pode ser armazenada, possivelmente, com hora marcada, na memória de dados de integridade 42, etapa 90. Também aqui podem ser armazenadas outras informações, tais como posições inicial e final de derivação, correntes de carga, etc. É também possível que o elemento de determinação da forma de onda de desvio de corrente 66 armazene as formas de onda do primeiro e segundo desvios de corrente na memória 42.

[0092] O bloco de análise de informação 43 pode, depois, analisar as informações armazenadas e/ou as formas de onda para fins de monitoramento de condições. Também aqui é possível que o bloco de análise de informação 43 extraia as informações de indicação de desempenho de comutação de derivação das formas de onda de desvio atuais se isto ainda não tiver sido feito.

[0093] A segunda modalidade é, assim, uma alternativa à primeira modalidade, quando não há tensões medidas disponíveis no registrador de forma de onda 26.

[0094] Ambas as modalidades descritas acima baseiam-se na operação de comutação de derivação em conjunto nas três fases. No entanto, para algumas instalações de comutador de derivação, principalmente quando há três comutadores de derivação separados, um para cada fase, a operação de comutação das diferentes fases pode não ser combinada. A operação de comutação de derivação pode, assim, ser realizada independente uma da outra nas diferentes fases. Portanto, pode ser necessário monitorar o transformador em relação a uma operação de comutação separadamente para as três fases.

[0095] As abordagens de perda de energia e diferença de corrente descritas acima são difíceis de usar para esse cenário.

[0096] Uma terceira modalidade que é direcionada para extrair in formação indicativa do desempenho de comutação de derivação indi-vidualmente para as diferentes fases será agora descrita com referência às figuras 9 e 10, em que a figura 9 mostra um bloco esquemático do bloco 40 de processamento do domínio da frequência e a figura 10 mostra um fluxograma de várias etapas do método no método de monitoramento do transformador sendo executado pelo bloco de processamento do domínio da frequência 40.

[0097] O bloco de processamento no domínio da frequência 40 compreende um elemento de processamento DFT 92 DFT, um elemento de formação de sinal de diferença DSF 94 e um elemento de manipulação de sinal de diferença DSH 96.

[0098] O elemento de processamento DFT 92 do bloco de proces samento de domínio de frequência obtém as formas de onda gravadas In e Iout de todas as fases a partir da memória de forma de onda 30 do registrador de forma de onda 26, etapa 98.

[0099] Também nessa modalidade existe o processamento de uma diferença entre uma propriedade de transmissão de energia em ambos os lados do transformador com base nas propriedades de transmissão de energia medidas. Também nessa terceira modalidade, a propriedade de transmissão de energia é a corrente e a diferença entre os dois lados é a diferença de corrente entre os dois lados. No entanto, ao contrário das modalidades anteriores, existe nesse caso uma determinação de um fasor da Transformada Discreta de Fourier (DFT) dependente do tempo no primeiro e no segundo lado do transformador e a formação de um fasor diferencial dependente do tempo como uma diferença entre estes dois fasores DFT. Portanto, a informação é extraída do fasor de diferença dependente do tempo.

[00100] A operação da terceira modalidade é mais particularmente a seguinte:

[00101] Em seguida, extrai os fasores DFT com o uso da unidade de transformação DFT, etapa 100.

[00102] Um fasor DFT pode ser obtido como uma amplitude de DFT variável de tempo complexo em uma análise de frequência que é feita para a frequência operacional da corrente, que pode ser de 50 Hz.

[00103] Um fasor DFT pode, por exemplo, ser obtido como: em que N = ts/T com ts sendo o intervalo de tempo de amostragem, T o período fundamental, tk as instâncias de tempo de amostragem e I(ti+k), a corrente em uma instância de tempo ti+k para um cálculo em torno de tk.

[00104] O cálculo acima mencionado pode então ser repetido em toda a forma de onda e aumentando k com pelo menos um entre cada cálculo.

[00105] Posteriormente, o elemento de formação de sinal de diferença 94 forma um sinal de diferença ou fasor de diferença de corrente por fase e, isto é, feito através da obtenção de uma diferença entre os dois fasores de corrente de uma fase, etapa 102.

[00106] A diferença pode ser mais particularmente obtida como em que IDFT é novamente um fasor DFT e n é uma razão.

[00107] Um fasor de diferença de corrente pode ser complementado com o uso de um valor de n que é a média das estimativas complexas da razão DFT antes e depois da operação de comutação de derivação.

[00108] Os fasores de diferença de corrente podem fornecer uma forma de onda para uma fase com largura e amplitude que pode ser detectada.

[00109] O sinal de diferença de fasor é, em seguida, fornecido ao elemento de manipulação de sinal de diferença 96, que determina a duração do tempo de operação, etapa 104, e amplitude, etapa 106, para cada fase e armazena-os, possivelmente marcados com hora, na memória de dados de integridade 42 para uso no monitoramento de condição, etapa 108. Também é possível que o elemento de formação de sinal de diferença 94 armazene os sinais de diferença nessa memória 42. Também nesse caso outras informações podem ser armazenadas, tais como as posições inicial e final de derivação, correntes de carga etc.

[00110] Os sinais de diferença são, portanto, sinais a partir dos quais a informação indicativa do desempenho do comutador de derivação pode ser extraída, como a duração e a amplitude do tempo de operação. Desse modo, uma amplitude e uma duração de tempo de operação podem ser obtidas para cada fase. Isto é assim feito para cada fase e, portanto, é possível determinar a integridade também para um comutador em que a operação de comutação de derivação em relação às diferentes fases é mais ou menos independente uma da outra.

[00111] Assim, é possível obter as medidas individuais da integridade do comutador de derivação por fase, que também podem ser usadas no monitoramento de condições. Isto pode ser utilizado em conjunto com qualquer um dos métodos de monitoração mencionados anteriormente utilizados na primeira ou segunda modalidade.

[00112] Há inúmeras variações que podem ser feitas além daquelas já descritas. É possível, por exemplo, que o dispositivo de monitoramento compreenda apenas o analisador de forma de onda que está configurado para se comunicar com o registrador de forma de onda. Também é possível que o dispositivo de monitoramento seja fornecido como parte de um Dispositivo Eletrônico Inteligente (IED) fornecido para o transformador.

[00113] O analisador de formas de onda pode ser realizado na forma de componentes discretos. No entanto, pode também ser implementado na forma de um processador com memória de programa anexo que compreende o código de programa de computador que executa a funcionalidade de controle desejada quando está sendo executado no processador. Um produto de programa de computador que transporta este código pode ser fornecido como suporte de dados, como um ou mais discos de CD-ROM ou um ou mais cartões de memória contendo o código de programa de computador, que executa a funcionalidade do analisador de forma de onda descrita acima quando carregada em um analisador de forma de onda. Um desses portadores de dados na forma de um disco de CD Rom 110 que carrega o código de programa de computador 102 é mostrado na figura 11.

[00114] A partir da discussão anterior é evidente que a presente invenção pode ser variada de várias maneiras. Consequentemente, deve-se entender que a presente invenção é apenas limitada pelas reivindicações a seguir.

Claims (14)

1. Dispositivo de monitoramento (25) para monitorar um transformador (10) que compreende um comutador de derivação (16), o dito transformador (10) que tem pelo menos dois enrolamentos acoplados de maneira magnética (12, 14) dispostos em um primeiro e um segundo lado do transformador e o comutador de derivação (16) que compreende os elementos de impedância (R1, R2) e um comutador (22) configurado para passar de forma gradual os elementos de impe- dância ao comutar entre as duas posições do comutador (P1, P4) durante uma operação de comutação de derivação, o dispositivo de monitoramento compreendendo: um analisador de forma (34) caracterizado pelo fato de que opera para obter as formas de onda de propriedades de transmissão de energia medida (Iin, uin, Iout, Uout) gravadas no primeiro e no segundo lado de transformador, as ditas propriedades de transmissão de energia medida sendo correntes e/ou tensões; processar as formas de onda gravadas para a obtenção de pelo menos uma onda de forma que representa uma operação de comutação de derivação; e extrair a informação (ODT, AMP) indicativa da integridade da comutação de derivação da dita pelo menos uma forma de onda que representa a operação de comutação de derivação; em que a informação extraída compreende um tempo de duração da operação (ODT) que cobre pelo menos uma parte da operação de comutação de derivação e/ou uma amplitude (AMP) da dita pelo menos uma forma de onda que representa a operação de comutação de derivação.

2. Dispositivo de monitoramento (25), de acordo com a rei-vindicação 1, caracterizado pelo fato de que o analisador de forma de onda (30) durante o processamento gravado em formas de onda é adicionalmente operativo para determinar uma diferença de forma de onda que define a diferença entre uma propriedade de transmissão de energia sobre os dois lados do transformador baseado nas propriedades de transmissão de energia medidas.

3. Dispositivo de monitoramento (25) de acordo com a rei-vindicação 2, caracterizado pelo fato de que a forma de onda de diferença é uma forma de onda de diferença de uma propriedade de transmissão de energia nos dois lados do transformador e o analisador de forma de onda ao processar as formas de onda opera ainda para prever pelo menos uma forma de onda do mesmo tipo da forma de onda de diferença e para obter cada forma de onda que representa a operação de comutação de derivação como uma diferença entre a forma de onda de diferença e a forma de onda prevista correspondente.

4. Dispositivo de monitoramento (25), de acordo com a rei-vindicação 3, caracterizado pelo fato de que as propriedades de transmissão de energia medidas compreendem correntes e tensões, a propriedade de transmissão de energia da onda de diferença é a energia, a forma de onda de diferença de energia é uma forma de onda de perda de energia e existe uma forma de onda prevista e uma forma de onda de diferenças.

5. Dispositivo de monitoramento (25), de acordo com a rei-vindicação 3, caracterizado pelo fato de que as propriedades de transmissão de energia medidas compreendem as correntes, a propriedade de transmissão de energia da forma de onda de diferença é a corrente e a unidade de analisador de forma de onda, quando prever pelo menos uma forma de onda, opera para prever duas formas de onda, uma para a frente no tempo e uma para trás no tempo, a partir da forma de onda de diferença e quando obter a dita pelo menos uma forma de forma opera para obter duas formas de onda de desvio, uma como uma diferença entre a forma de onda da diferença e uma primeira das formas de onda previstas e a outra como uma diferença entre a forma de onda da diferença e uma segunda das formas de onda previstas.

6. Dispositivo de monitoramento (25), de acordo com a rei-vindicação 2, caracterizado pelo fato de que as propriedades de transmissão de energia medidas compreendem as correntes, a propriedade de transmissão de energia da forma de onda de diferença é a corrente e o analisador de forma de onda (26) ao processar as formas de onda das propriedades de transmissão de energia medidas opera ainda para determinar fasores de transformada de Fourier dependente de tempo discreto (DFT) no primeiro e no segundo lado do transformador e, em que a forma de onda de diferença é um fasor de diferença dependente do tempo entre esses fasores de DFT e para extrair a dita informação do fasor de diferença dependente do tempo.

7. Dispositivo de monitoramento, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o transformador é um transformador trifásico e o analisador de forma de onda é configurado para executar o processamento de forma separada em relação a cada fase a fim de obter uma forma de onda para a operação de comutação de derivação de cada fase a partir da qual a informação é extraída.

8. Método para o monitoramento de um transformador (10) que compreende um comutador de derivação (16), o dito transformador que tem pelo menos dois enrolamentos acoplados de maneira magnética (12, 14) e o comutador de derivação (16) que compreende os elementos de impedância (R1, R2) e um comutador (22) configurado para passar de forma gradual os elementos de impedância ao comutar entre duas posições do comutador de derivação (P1, P4) durante uma operação de comutação de derivação, o método sendo realiza- do em um dispositivo de proteção (25), caracterizado pelo fato de que compreende: obter as formas de onda (50; 70; 98) das propriedades de transmissão de energia medidas (Iin, Uin, Iout, Uout) registradas no primeiro e no segundo lado do transformador, as ditas propriedades de transmissão de energia medidas sendo correntes e/ou tensões; processar (52, 54, 56; 72, 74, 76, 78, 80, 82, 84; 100, 102) as formas de onda gravadas para obter pelo menos uma forma de onda que representa uma operação de comutação de derivação; e extrair (58, 60; 86, 88; 104; 106) as informações (ODT, AMP) indicativas da integridade da comutação de derivação a partir da dita pelo menos uma forma de onda, que representa a operação de comutação de derivação; em que a informação extraída compreende um tempo de duração da operação (ODT) que cobre pelo menos uma parte da operação de comutação de derivação e/ou uma amplitude (AMP) da dita pelo menos uma forma de onda que representa a operação de comutação de derivação.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o processamento de formas de onda registradas compreende ainda determinar (52; 72, 102) uma forma de onda de diferença que estabelece uma diferença entre uma propriedade de transmissão de energia nos dois lados do transformador com base nas propriedades de transmissão de energia medidas.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a forma de onda de diferença é uma forma de onda de diferença de uma propriedade de transmissão de energia sobre os dois lados do transformador e o processamento de formas de onda gravadas compreende ainda prever (54; 74, 80) pelo menos uma forma de onda do mesmo tipo da forma de onda da diferença e obter (56; 76, 82) cada forma de onda que representa a operação de comutação de derivação como uma diferença entre a forma de onda da diferença e a forma de onda prevista correspondente.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as propriedades de transmissão de energia medidas compreendem as correntes (In, Iout) e as tensões (Uin, Uout), a propriedade de transmissão de energia da forma de onda de diferença é a energia, a forma de onda de diferença de energia é uma forma de onda de perda de energia (Ploss) e há uma forma de onda prevista e a forma de onda de diferença.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que as propriedades de transmissão de energia medidas compreendem as correntes (In, Iout), a propriedade de transmissão de energia da forma de onda de diferença é a corrente e a previsão de pelo menos uma forma de onda compreende prever (74, 80) duas formas de onda, uma para frente no tempo e outra para trás no tempo, da forma de onda da diferença e da obtenção da dita pelo menos uma forma de onda que compreende (76, 82) duas formas de onda de desvio como diferença entre a forma de onda da diferença e uma primeira das formas de onda previstas e outra como uma diferença entre a forma de onda da diferença e uma segunda das formas de onda previstas.

13. Método, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as propriedades de transmissão de energia medidas compreendem as correntes (In, Iout), a propriedade de transmissão de energia da forma de onda de diferença é a corrente e o processamento das formas de onda das propriedades de transmissão de energia medidas compreende ainda determinar (100) fasores de transformada de Fourier dependentes de tempo discreto (DFT) no primeiro e no segundo transformador, em que a forma de onda de diferença fasor de diferença dependente do tempo entre esses fasores DFT, e o extração da dita informação compreende extrair a informação do fasor de diferença dependente de tempo.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o transformador é um transformador trifásico e o processamento é realizado de modo separado em relação a cada fase, de modo a obter uma forma de onda para a operação de comutação de derivação de cada fase a partir da qual a informação é extraída.