ES2203861T3 - Procedimiento para la vigilancia de un conmutador de contactos escalonados. - Google Patents
Procedimiento para la vigilancia de un conmutador de contactos escalonados.Info
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- H01H9/0005—Tap change devices
- H01H2009/0061—Monitoring tap change switching devices
Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA LA VIGILANCIA DE UN CONMUTADOR ESCALONADO. A PARTIR DE LOS VALORES EFICACES MEDIDOS DE TENSION E INTENSIDAD SE DETERMINA EL PAR DE GIRO DEL EJE DE ACCIONAMIENTO QUE VA DEL CORRESPONDIENTE ACCIONAMIENTO MOTORIZADO AL CONMUTADOR ESCALONADO, Y SE COMPARA CON UNOS VALORES DE CONSIGNA TIPICOS DEL APARATO PREVIAMENTE AJUSTADOS EMPLEANDO PARA ELLO UNAS OPERACIONES DE PROCESO DIVERSAS QUE ESTAN REPRESENTADAS CON MAYOR DETALLE. SEGUN EL RESULTADO DE ESTA COMPARACION SE GENERAN MANIFESTACIONES DE TENDENCIA, O EN EL CASO DE QUE HAYA DESVIACIONES GRAVES, SE LOGRA LA DESCONEXION INMEDIATA DEL ACCIONAMIENTO MOTORIZADO.
Description
Procedimiento para la vigilancia de un conmutador
de contactos escalonados.
La invención se refiere a un procedimiento para
la vigilancia de un conmutador de contactos escalonados, el cual
sirve para la conmutación sin interrupciones entre las derivaciones
de un transformador con tomas.
Es ya conocido del documento
DE-PS 42 14 431 que el accionamiento por motor
asignado al correspondiente conmutador de contactos escalonados
proporciona determinadas informaciones. Estas son informaciones
sobre la posición de los escalones, la posición actual respectiva
del conmutador de contactos escalonados durante un proceso de
conmutación, sobre si se alcanza la posición respectiva superior o
inferior, sobre la forma de funcionamiento elegida, sobre la
activación del conmutador de protección del motor, etc. No
obstante, estas informaciones no son suficientes para vigilar el
conmutador de contactos escalonados en su aptitud de funcionamiento,
es decir, para derivar funciones de monitorización.
Además, es conocido un regulador de corriente del
tipo TCS, controlado por microprocesadores (véase el prospecto de la
empresa Maschinenfabrik Rheinhausen GmbH: regulador de corriente
TCS, controlado por microprocesadores, nota de impresión VK34/96 de
- 0896/1000), el cual realiza asimismo ciertas funciones de
vigilancia, como por ejemplo
- -
- la vigilancia de la corriente circular reactiva entre dos transformadores conectados en paralelo
- -
- la realización del bloqueo de sobreintensidad de corriente del conmutador de contactos escalonados
- -
- una vigilancia del subvoltaje
- -
- una vigilancia de la sobretensión con desconexión de seguridad
- -
- una comparación entre el valor ideal y real del voltaje regulado.
Tampoco en este caso se registran datos que
permitan una vigilancia directa del estado de funcionamiento del
conmutador de contactos escalonados correspondiente. Como
magnitudes de entrada aparecen aquí solamente la corriente y la
tensión, las cuales no pueden proporcionar, sin otras informaciones
adicionales y sin procedimientos especiales para el procesamiento
de la información, ninguna información adecuada sobre el estado del
funcionamiento.
Además, es ya conocida de la solicitud japonesa
de patente JP-60-176213 A, el
captar y registrar el momento de giro el árbol de accionamiento que
va del accionamiento a motor hasta el conmutador de contactos
escalonados, a fin de comparar ese desarrollo real del momento de
giro con un desarrollo característico ideal del momento de giro
específico de ese tipo. Un procedimiento parecido está descrito
posteriormente de nuevo en la patente de la DDR DD 246 409; según
el mismo ha de ser medido asimismo el desarrollo en el tiempo del
momento de giro en una conmutación, y el resultado ha de ser
comparado con el desarrollo en el tiempo típico para el respectivo
conmutador de contactos escalonados. Si aparece en este caso una
desviación no permitida del desarrollo ideal respecto al desarrollo
real, ha de efectuarse una desconexión. Este procedimiento no ha
conseguido imponerse hasta ahora debido al difícil registro de los
momentos de giro.
Finalmente, se ha propuesto ya también el no
determinar directamente el momento respectivo de giro con medios
mecánicos de medición, sino indirectamente a través de la detección
de la potencia efectiva del motor de accionamiento que genera el
momento de giro respectivo. Esto tampoco se ha realizado que se sepa
hasta ahora.
El objetivo de la invención es el proporcionar un
procedimiento para la vigilancia de un conmutador de contactos
escalonados, el cual, partiendo de magnitudes eléctricas e medición
fáciles de determinar, posibilite una vigilancia fiable del
conmutador de contactos escalonados, y permita, en el caso de la
aparición de funciones erróneas detectadas, las correspondientes
reacciones a esa desviación de la norma.
Este objetivo se alcanza a través del
procedimiento, según la invención, caracterizado en las
reivindicaciones 1 y 2 adjuntas.
Ambos procedimientos están disponibles como
soluciones alternativas equivalentes del mismo cometido.
Las reivindicaciones subordinadas se refieren a
perfeccionamientos especialmente ventajosos del procedimiento según
la invención.
Este procedimiento según la invención permite, de
manera sencilla, una vigilancia del conmutador de contactos
escalonados durante el período completo de tiempo de la conmutación
de regulación en carga, es decir, de la operación del accionamiento
a motor que está conectado. Es posible de manera sencilla, en el
procedimiento según la invención, asignar los correspondientes
espacios de tiempo de los momentos de giro del proceso de
conmutación según el desarrollo respectivo del momento de giro de
determinadas piezas. Con ello pueden adoptarse conclusiones sobre
la función de los distintos grupos constructivos del conmutador de
contactos escalonados, como el preselector, o bien el inversor, el
selector fino y el interruptor de potencia, los cuales han de ser
accionados consecutivamente, en cada conmutación de potencia, según
una secuencia típica de los conmutadores.
Las invenciones han se ser aclaradas más
detalladamente a título de ejemplo según los dibujos:
Se muestran:
Fig. 1 una representación esquemática de los
desarrollos que toman como base los procedimientos descritos en las
reivindicaciones 1 y 2
Fig. 2 dos típicos desarrollos registrados,
representando a) y b) respectivamente uno de esos desarrollos en
dirección contrapuesta de giro del accionamiento a motor, es decir,
una vez con el accionamiento del conmutador de contactos escalonados
en la dirección "más alto", y la otra vez con el accionamiento
del conmutador de contactos escalonados en la dirección "más
bajo".
Fig. 3 otra representación esquemática, la cual
está ampliada, respecto a la figura 1, en otras dimensiones de
medición y modelos, tomados en adicionalmente en consideración.
Fig. 4 una representación esquemática de los
pasos de monitorización utilizados generalmente en el proceso según
la invención.
A continuación ha de ser aclarada más
detalladamente la figura 1.
En el accionamiento de motor asignado al
respectivo conmutador de contactos escalonados, se determina el
valor efectivo de la corriente y de la tensión en cada conmutación
de regulación en carga, y de aquí se calcula la potencia efectiva,
de la forma de por sí conocida, y de ella a su vez el
correspondiente momento de giro.
Al mismo tiempo tiene lugar una determinación de
posición en el accionamiento de motor, es decir, de determina que
parte de la secuencia de conmutación va a tener lugar justo
actualmente en la conmutación. De aquí puede deducirse en que
posición actual se encuentran en ese momento los grupos
constructivos como el preselector, el selector y el interruptor de
potencia dentro de la secuencia de conmutación que ha de tener
lugar. Esta determinación de posición tiene lugar de forma ventajosa
mediante un resolver, el cual permite una determinación
continua.
Tras el primer procedimiento según la invención
descrito en la reivindicación 1, se configuran a continuación, a
partir de las respectivas posiciones durante la conmutación de
regulación en carga, las cuales pueden ser escalonadas con precisión
prácticamente discrecional, es decir, pueden ser entalladas, por
una parte los valores del momento de giro determinados
respectivamente en esas posiciones, y por otra parte parejas de
valores.
Estas parejas de valores determinadas se comparan
con parejas de valores especificas del conmutador almacenadas
previamente, los valores reales y los valores límite.
Dependiendo del resultado de esa comparación se
emiten determinados mensajes de estado. Si en la comparación
resulta una coincidencia de las correspondientes parejas de valores
reales respectivos con las parejas de valores nominales, se genera
un mensaje de "o.k.", la cual, no obstante, puede ser
suprimida. Si en la comparación aquí descrita resultan desviaciones
dentro de unos determinados límites preajustados y/o solamente para
un número de parejas de valores, ajustados asimismo, se emite un
mensaje que hace referencia a un mantenimiento que va a ser
necesario, sin que se interrumpa el funcionamiento normal del
conmutador de contactos escalonados.
Si resultan desviaciones que sobrepasan la
dimensión que se ha descrito, se emite una señal de error que
detiene el accionamiento a motor.
El otro procedimiento según la invención,
descrito en la reivindicación 2, contiene las mismas fases del
procedimiento: también aquí se determinan los valores efectivos de
corriente y de tensión, y al mismo tiempo tiene lugar una
determinación de posición, tal como se explicó anteriormente. A
continuación, en ese procedimiento tiene lugar una asignación del
momento respectivo de giro a través del tiempo, el cual se
corresponde a su vez con el ángulo de giro recorrido en la
conmutación de regulación en carga. Se determina un valor real del
momento de giro en intervalos cortos y regulares de tiempo, por
ejemplo cada 20 mseg., y se almacenan en una memoria anular
intermedia. A continuación tiene lugar una sincronización mediante
un impulso de sincronización. Un impulso de sincronización de ese
tipo se genera durante la secuencia de conmutación a partir del
principio de un desarrollo especialmente característico de la
función, en un momento t_{syn}. De forma especialmente ventajosa
puede ser utilizada, por ejemplo, la resolución del acumulador de
energía, la cual activa a su vez el accionamiento brusco del
conmutador de regulación en carga para la generación de ese impulso
de sincronización. Tiene lugar por tanto un registro de valores de
medición según el principio, de por sí conocido, de un registrador
de transientes.
Las ventajas de este procedimiento han de ser
aclarados a continuación más detalladamente según la figura 2. La
figura 2 muestra una evolución medida de un momento de giro durante
el tiempo de la conmutación, o bien a través del camino s que
recorre el conmutador de contactos escalonados durante el tiempo t
de la conmutación. La figura 2b, situada debajo, muestra otra
evolución medida de un momento de giro, con un sentido de giro
opuesto del árbol de accionamiento, es decir, una dirección opuesta
de conmutación. De la misma se desprende que, debido a tolerancias
mecánicas en el tren de engranajes, a los llamados momentos de
arranque, y a otras influencias, resultan tiempos diferentes,
dependiendo de la dirección de giro, tras el arranque del
accionamiento a motor en el momento temporal t_{s} hasta el primer
punto característico de la evolución del momento de giro hacia un
punto temporal t_{o}. Las correspondientes evoluciones no serían
por tanto comparables sin más, y deben ser primeramente normalizados
en el tiempo. Justamente esto tiene lugar a través de la
sincronización anteriormente descrita. A continuación, en este
segundo procedimiento según la invención, la evolución del momento
de giro, sincronizado de esta forma, es separada en partes
características denominadas ventanas. Cada ventana corresponde a
una parte característica de la respectiva secuencia de conmutación
que ha finalizado. Este tipo de ventanas pueden abarcar, por
ejemplo, el intervalo de tiempo del accionamiento del preselector,
del selector fino, o también del conmutador de regulación en carga.
Cada ventana está limitada respectivamente a través de dos puntos
momentos temporales característicos, los cuales fijan temporalmente
el comienzo y el fin de la ventana:
t_{o}-t_{1}, t_{1}..., ...,
t_{syn}-t_{n}.
Cada una de esas ventanas es comparada con
valores característicos nominales previamente memorizados. A través
de ese método selectivo de comparación, no sólo se puede detectar
una desviación de los valores reales respecto de los valores
nominales del momento de giro, y con ello un error, sino que puede
asignarse un error que aparece a un determinado grupo constructivo,
que es el que lo ocasiona.
Junto a la detección selectiva descrita, se
posibilita al mismo tiempo un análisis de tendencias de los
componentes mecánicos.
Adicionalmente, es también posible, naturalmente,
en los dos procedimientos según la invención, el especificar un
valor máximo para el momento de giro, al sobrepasar el cual,
independientemente de otros criterios, se produce inmediatamente una
parada del accionamiento a motor.
En un perfeccionamiento de la invención, en el
procedimiento según la invención es posible también la vigilancia
de otras dimensiones adicionalmente. Esto está representado en la
figura 3; se consideran, adicionalmente a la captación descrita de
la potencia efectiva del motor, y con ello el momento de giro por
una parte, y por la otra la captación de la posición del conmutador
de contactos escalonados, además las temperaturas medidas del medio
de aislamiento en el conmutador de regulación en carga, del aceite
del transformador, en el que se encuentra usualmente también el
selector del conmutador de contactos escalonados, así como de la
temperatura ambiente. Además, puede determinarse también
adicionalmente el desgaste por quemadura de los contactos del
conmutador de regulación en carga, y ser consultado, a través de un
modelo de desgaste por quemadura, para la determinación del estado
de funcionamiento.
La esencia del procedimiento según la invención
se puede resumir nuevamente según la figura 4:
Se captan valores característicos de medición
durante el proceso de conmutación, en este caso corriente y
tensión, y de ello se genera una información sobre la respectiva
corriente efectiva imperante, y con ello del momento actual de giro.
A continuación se realizan la comparación con dimensiones nominales
y la valoración de la comparación. En el resultado se generan
informaciones, o bien avisos, que pueden manifestar diferente
prioridad. En el caso de desviaciones considerables del respectivo
valor ideal, puede ser necesaria una desconexión inmediata, por
ejemplo cuando el momento de giro sobrepasa, durante la conmutación
de regulación en carga, un valor ideal absoluto en el límite de la
aceptación (extremo). En el caso de desviaciones en una zona no
crítica, las cuales no pongan inmediatamente la seguridad en
peligro, pueden emitirse informaciones que aconsejen un próximo
mantenimiento, advertir sobre un fin de duración de vida a esperar,
o bien dar otras informaciones sobre tendencias.
Claims (4)
1. Procedimiento para la vigilancia de un
conmutador de contactos escalonados, caracterizado por las
siguientes fases del procedimiento:
- -
- durante la conmutación de regulación en carga, es decir, el accionamiento del conmutador de contactos escalonados, se miden los valores efectivos de tensión y corriente en el motor de accionamiento del correspondiente accionamiento a motor
- -
- a partir de estos valores se calcula la potencia efectiva, y de aquí se determina a su vez el momento de giro
- -
- al mismo tiempo tiene lugar una detección de la posición actual respectiva del conmutador de contactos escalonados
- -
- los respectivos momentos de giro determinados son asignados a la posición correspondiente en la que se han producido, y se configuran los correspondientes pares de valores
- -
- estos pares de valores son comparados con pares de valores nominales especificas de los aparatos, previamente memorizados y en su caso corregidos de acuerdo con la temperatura ambiente medida
- -
- en el caso de desviaciones de los pares de valores comparados entre sí, que sobrepasen determinados umbrales ajustados previamente, se generan avisos que detienen el accionamiento a motor, y con ello el conmutador de contactos escalonados, o bien advierten sobre mantenimientos.
2. Procedimiento para la vigilancia de un
conmutador de contactos escalonados, caracterizado por las
siguientes fases del procedimiento:
- -
- durante la conmutación de regulación en carga, es decir, el accionamiento del conmutador de contactos escalonados, se miden los valores efectivos de tensión y corriente en el motor de accionamiento del correspondiente accionamiento a motor
- -
- a partir de estos valores se calcula la potencia efectiva, y de aquí se determina a su vez el momento de giro
- -
- al mismo tiempo tiene lugar una detección de la posición actual respectiva del conmutador de contactos escalonados
- -
- los valores para el momento de giro determinados a través del tiempo son memorizados
- -
- a continuación tiene lugar una sincronización a través de un impulso de sincronización, el cual es generado al alcanzarse un estado característico en un determinado momento t_{i} de la conmutación de regulación en carga, por ejemplo al activarse el acumulador de energía
- -
- a continuación, el transcurso normalizado del momento de giro es dividido en dominios típicos de tiempo (t_{o}-t_{1}, ..., t_{i}-t_{n}), los cuales corresponden a partes específicas del conmutador de la secuencia de conmutación
- -
- los valores de estos dominios de tiempo (t_{o}-t_{1}, ..., t_{i}-t_{n}), las llamadas ventanas, son comparados respectivamente con valores nominales característicos memorizados previamente
- -
- en el caso de desviaciones de los pares de valores comparados entre sí, que sobrepasen determinados umbrales ajustados previamente, se generan avisos que detienen el accionamiento a motor, y con ello el conmutador de contactos escalonados, o bien advierten sobre mantenimientos.
3. Procedimiento según las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizado porque la captación de la posición tiene
lugar de forma continua mediante un resolvedor.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque otras
magnitudes de medida como las temperaturas del aceite del conmutador
de regulación en carga, del aceite del transformador que lo rodea,
del aire ambiente y/o el desgaste por quemadura de los contactos
mecánicos de conmutación, son consideradas adicionalmente en la
valoración, es decir, en la comparación de valor
nominal-valor real.
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