ES2297327T3 - Procedimiento y dispositivo para la determinacion de datos nominales de transformadores. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la determinación de datos característicos nominales de un transformador (8), midiéndose por lo menos una propiedad eléctrica del transformador y seleccionándose en función de la por lo menos una propiedad eléctrica medida un dato característico nominal del transformador de un conjunto especificado de datos característicos nominales posibles de transformadores.

Description

Procedimiento y dispositivo para la determinación de datos nominales de transformadores.

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para la determinación de datos nominales de transformadores. Por datos nominales de transformadores se entienden datos de transformadores que dependen de un determinado tipo de transformador y lo caracterizan, por ejemplo un valor nominal de una intensidad de corriente en un arrollamiento secundario de un transformador o una relación de transformación nominal del transformador. La invención puede emplearse en particular para la identificación de transformadores de corriente, pero es también aplicable a otros tipos de transformadores como por ejemplo transformadores de tensión.

Los transformadores de corriente están normalizados según distintas normas, por ejemplo según IEC 60044-1 o IEC 60044-6. Los transformadores de corriente de este tipo presentan además en general una placa de características en la que se indican los datos nominales del transformador, por ejemplo una corriente nominal del arrollamiento secundario o datos que caracterizan un comportamiento cuando se excede la corriente nominal. Además, usualmente está indicada una denominación de una clase de la que pueden deducirse otras características del transformador de corriente, por ejemplo las características de histéresis. Estas consideraciones son válidas de manera similar para otros transformadores como por ejemplo transformadores de tensión.

De los documentos DE 100 48 962 A1 y EP 1 398 644 A1 se conocen procedimientos y dispositivos para la comprobación de transformadores, en particular dispositivos portátiles, con los cuales pueden determinarse características eléctricas como por ejemplo una resistencia de un arrollamiento secundario de un transformador de corriente. De esta manera puede comprobarse si un transformador cumple con los requisitos especificados en una determinada norma. En particular en transformadores más antiguos puede darse el problema de que se haya perdido la placa característica de un transformador o que sea en parte ilegible. Por lo tanto, no se conoce el tipo exacto del transformador y se dificulta una comprobación razonable del transformador correspondiente. Una determinación del tipo de transformador o de los correspondientes datos característicos nominales del transformador basada en mediciones usualmente realizadas es difícil incluso para especialistas.

Un objetivo de la presente invención consiste por lo tanto en proporcionar un procedimiento y un dispositivo para la determinación de datos característicos nominales de transformadores que permita determinar a partir de mediciones eléctricas en el transformador un tipo o una clase del transformador o por lo menos los datos característicos buscados del transformador. Preferentemente, un procedimiento y un dispositivo de este tipo deben poderse combinar en particular con procedimientos y dispositivos conocidos para la comprobación o verificación de transformadores en unidades móviles o portátiles.

Estos objetivos se consiguen mediante un procedimiento conforme a la reivindicación 1 y un dispositivo conforme a la reivindicación 17. En las reivindicaciones subordinadas se definen ejemplos de realización preferidos o ventajosos. Además, se proporciona un producto de programa de ordenador que puede servir en particular para controlar una unidad de comprobación de transformadores.

Conforme a la invención se propone para la determinación de datos característicos nominales de transformadores medir por lo menos una propiedad eléctrica del transformador y elegir un dato característico nominal del transformador de un conjunto predeterminado de posibles datos característicos nominales de transformadores en función de la propiedad eléctrica medida, en particular en función de una comparación de la propiedad eléctrica medida con por lo menos un valor umbral predeterminado. La invención aprovecha por lo tanto el hecho de que existe sólo una cantidad limitada de tipos de transformadores con los respectivos datos característicos nominales, por lo que es posible determinar con elevada seguridad uno o varios datos característicos nominales del transformador mediante medición de propiedades eléctricas del transformador.

El por lo menos un valor umbral predeterminado y/o el conjunto predeterminado de posibles datos característicos nominales de transformadores puede determinarse por ejemplo en base a una norma para transformadores o puede derivarse de un conjunto de datos característicos nominales de transformadores almacenados.

En lo anteriormente expuesto es posible que el usuario especifique una parte de los datos característicos nominales del respectivo transformador y sólo se determinen los datos característicos nominales no especificados del transformador. Esto permite determinar con mayor exactitud datos característicos nominales de transformadores desconocidos si se conocen algunos de los datos característicos nominales del transformador, por ejemplo de una placa de características sólo parcialmente legible.

La invención es particularmente apropiada para la determinación de datos característicos nominales de transformadores de corriente.

En lo anteriormente expuesto, la por lo menos una propiedad eléctrica puede comprender una resistencia de un arrollamiento secundario del transformador de corriente. Mediante comparación de esta resistencia del arrollamiento secundario con uno o varios valores umbral especificados puede determinarse un valor nominal de una corriente secundaria del transformador de corriente. Además, la por lo menos una propiedad eléctrica puede comprender una tensión en un punto de inflexión del transformador de corriente. En función de la tensión en el punto de inflexión puede determinarse a continuación si se trata de un llamado transformador de medición o de un llamado transformador de protección. Asimismo, puede determinarse un comportamiento respecto a sobrecorrientes como dato característico nominal del transformador.

Finalmente, la por lo menos una propiedad eléctrica puede ser también una relación de espiras del transformador de la que puede determinarse en particular con conocimiento de la corriente nominal en el arrollamiento secundario una corriente nominal en el arrollamiento primario del transformador así como un coeficiente de error.

La invención se describe a continuación más detalladamente con referencia al dibujo adjunto y a ejemplos de realización preferidos. En las figuras se muestran:

Fig. 1 Esquema de bloques de un dispositivo conforme a la invención para la determinación de datos característicos nominales de un transformador.

Fig. 2 Curva de excitación de un transformador para la determinación de un punto de inflexión.

Fig. 3 Primer diagrama de flujo de un procedimiento conforme a la invención para la determinación de datos característicos nominales de un transformador de corriente.

Fig. 4 Segundo diagrama de flujo de otro procedimiento conforme a la invención para la determinación de datos característicos nominales de un transformador de corriente.

Fig. 5 Tercer diagrama de flujo de un procedimiento conforme a la invención para la determinación de datos característicos nominales de transformadores de corriente según la norma IEC 60044-6.

Fig. 6 Cuarto diagrama de flujo de otro procedimiento conforme a la invención.

En la figura 1 se muestra un ejemplo de realización de un dispositivo conforme a la invención para la determinación de datos nominales de transformadores. El dispositivo según la invención comprende un dispositivo de medición 1 con conexiones de medición 4 y 5 en las cuales se conecta un transformador a medir, por ejemplo un arrollamiento secundario 8 de un transformador de corriente. Naturalmente, el número de conexiones de medición no está limitado a dos. Puede disponer por ejemplo también de cuatro bornes de conexión, por ejemplo para medir en transformadores de corriente con dos arrollamientos secundarios ambos arrollamientos secundarios por separado, o para conectar tanto un arrollamiento primario como uno secundario. Debe observarse que las mediciones en el transformador se llevan a cabo en general como mediciones en cuatro puntos. Para este fin, el dispositivo de medición 1 puede presentar también el número requerido de conexiones de medición 4, 5. Por ejemplo, cada una de las dos conexiones del arrollamiento secundario puede estar unida con dos conexiones de medición del dispositivo de medición 1, a través de una de las dos respectivas conexiones de medición se aplica una corriente en el arrollamiento secundario 8 y mediante la otra conexión de las dos respectivas conexiones de medición se mide una caída de tensión correspondiente. No obstante, en este caso también es posible prever en total sólo dos conexiones de medición en el dispositivo de medición 1 y llevar a cabo la "transformación" a las cuatro líneas de medición requeridas para una medición en cuatro puntos sólo dentro del dispositivo de medición 1.

El dispositivo de medición 1 comprende medios de medición 2 para la generación de corrientes de medición, tensiones de medición, así como para la medición de las respectivas corrientes, tensiones y similares. Asimismo, el dispositivo de medición 1 comprende un procesador digital 3 de señales para evaluar mediciones y para generar las señales digitales de medición. Dispositivos de medición de este tipo se explican con más detalle en los documentos DE 100 48 962 A1 y EP 1 398 644 A1 inicialmente mencionados. En estos documentos se encuentran también informaciones más detalladas sobre cómo pueden obtenerse determinados valores de medición usados a continuación de características eléctricas.

El dispositivo conforme a la invención comprende además un dispositivo de almacenamiento 6. En este dispositivo de almacenamiento están guardados datos de transformadores disponibles, datos relativos a normas para transformadores, así como datos para algoritmos para la determinación de datos característicos nominales de transformadores usados en los procedimientos que se describen a continuación. El procesador digital 3 de señales usa los datos guardados en el dispositivo de almacenamiento 6 para determinar datos característicos nominales de un transformador conectado a los bornes de conexión 4, 5. Estos datos se muestran a continuación en una unidad de visualización 7. La unidad de visualización 7 puede ser una pantalla de cualquier tipo, pero también son concebibles otros tipos de visualización, por ejemplo mediante impresión de los respectivos datos característicos determinados del transformador o también una salida de voz.

Como ejemplo de una medición realizada con el dispositivo de medición 1 según la figura 1 se muestra en la figura 2 una llamada curva de excitación ("Excitation Curve") de un arrollamiento secundario de un transformador de corriente. Para la captación de la curva de excitación 9 se mide la caída de tensión U en función de una corriente I aplicada en la bobina secundaria con una frecuencia apropiada. I y U se miden hasta predeterminados valores límite (Accuracy Limit) I_{aI} y U_{aI} y más allá de los mismos. La corriente I o la tensión U pueden indicarse como valor eficaz o valor medio cuadrado (RMS, Root Mean Square) o también como valor punta. Qué valor se emplea usualmente depende del tipo del respectivo transformador de corriente. Por ejemplo, para los llamados transformadores de corriente de la clase P se indica usualmente un promedio, mientras que para transformadores de corriente de la clase TP se indica el valor punta.

La curva 9 puede dividirse en dos zonas, una zona con fuerte inclinación a corrientes bajas y una zona de poca inclinación a corrientes altas. La transición entre estas dos zonas, que depende del respectivo transformador de corriente, se caracteriza mediante un llamado punto de inflexión con una corriente I_{k} del punto de inflexión y una tensión U_{k} del punto de inflexión. Según la norma IEC, el punto de inflexión está definido como el punto en el cual un aumento de la tensión en un 10% origina un aumento de la corriente en un 50%. Según la norma ANSI, el punto de inflexión es el punto en el que la tangente a la curva 9 tiene, en una representación en coordenadas doblemente logarítmicas, un ángulo de 45º, es decir, discurre en paralelo a la bisectriz del ángulo. Aunque de estas definiciones no se obtienen valores idénticos de U_{k} e I_{k}, son igualmente apropiadas para caracterizar la modificación del comportamiento de la curva 9.

Con ayuda de la curva de excitación 9 puede definirse una inductividad no saturada L_{u} que corresponde a la inclinación de la curva 9 para I<I_{k} dividido por 2nf, siendo f la frecuencia de excitación, y una inductividad saturada L_{s} usando la inclinación para I>>I_{k}.

En general, los transformadores de corriente pueden clasificarse en dos grupos: transformadores de medición y transformadores de protección. En inglés se denominan también "Measuring Cores" y "Protection Cores" con referencia a los núcleos de hierro (Cores) de los transformadores. Los transformadores de medición se emplean para medir corrientes altas, convirtiendo los transformadores de medición una corriente alta en una línea en una corriente más baja que puede medirse más fácilmente. En los transformadores de medición es importante una elevada exactitud de medición, es decir, una desviación pequeña de una relación de transformación nominal y un desplazamiento de fase reducido. Una tensión de saturación del transformador debería ser baja a elevadas corrientes, provocadas por ejemplo por un cortocircuito, para garantizar una protección de los aparatos de medición. Parámetros importantes son en este caso una carga nominal ("Burden") y la relación de transformación.

A diferencia de lo anteriormente expuesto, la exactitud es menos importante en transformadores de protección. Los transformadores de protección sirven por ejemplo para la activación de relés de protección. En este caso es importante un elevado factor de sobrecorriente, es decir, la saturación debe producirse tarde en estos transformadores.

Los transformadores de corriente de este tipo están normalizados según distintas normas. En particular deben mencionarse aquí la norma IEC 60044-1, la norma IEC 60044-6 y la norma ANSI 57.13 (IEEE C57.13). En particular, la norma IEC 60044-1 define los transformadores de protección con los símbolos P, PR, PX, significando P protección, R baja remanencia y X una baja inductividad de fuga. Los transformadores de medición se señalan con M.

La norma IEC 60044-6 define, en cambio, transformadores de protección caracterizados por su comportamiento transitorio (señalados en general con TP). Por ejemplo, para los transformadores de corriente del tipo TPX se especifica un límite para el error máximo de la corriente secundaria momentánea durante una secuencia de corriente definida, mientras que no está especificado un límite para el flujo remanente. En transformadores de corriente del tipo o de la clase TPY está especificado también un valor límite para el error máximo de la corriente secundaria momentánea del transformador de corriente. Adicionalmente, el flujo remanente debe ser inferior a un 10% del flujo de saturación. Finalmente, en la clase TPZ se especifica un valor límite del error de la componente de corriente alterna de la corriente secundaria en el caso de una corriente con un desplazamiento máximo de corriente continua y una definida constante de tiempo del circuito secundario del transformador de corriente, mientras que para un fallo de una componente de corriente continua no se especifica ningún límite. En este caso es preciso que el flujo remanente sea despreciable. Otra clase se señala con TPS. Con respecto a las definiciones exactas se remite a las normas mencionadas.

Asimismo, los transformadores de corriente se caracterizan por corrientes nominales predeterminadas en el circuito secundario y en el circuito primario, por relaciones de transformación especificadas y por otros datos característicos nominales del transformador. Por ejemplo, para el valor nominal de la corriente secundaria son usuales o comercialmente disponibles corrientes de 1 A y de 5 A. Estos valores están anotados usualmente en una placa de características en el transformador de corriente.

El dispositivo conforme a la invención según la figura 1 y los procedimientos de acuerdo con la invención descritos a continuación permiten detectar estos datos característicos cuando la placa de características resulta ilegible o inexistente.

En la figura 3 se representa un diagrama de flujo de un procedimiento para la determinación de datos característicos nominales de un transformador de corriente, aplicable en particular a transformadores de corriente según IEC-60044-1. Inicialmente es desconocido si se trata de un transformador de medición o de un transformador de protec-
ción.

El procedimiento se inicia con la etapa 10. En la etapa 11 se determina una resistencia del arrollamiento secundario del transformador de corriente. Debe observarse que la resistencia se mide usualmente a una temperatura de 75ºC. Esta medición puede llevarse a cabo mediante aplicación de una corriente continua especificada y medición simultánea de la caída de la tensión.

En la etapa 12 se comprueba si la resistencia determinada en la etapa 11 es inferior a 1 ohmio. En caso afirmativo de sí (rama "J") se determina en la etapa 13 que un valor nominal de la corriente secundaria es Isn = 5 A. En caso negativo (rama "N") se determina en la etapa 14 que el valor nominal de la corriente secundaria es Isn = 1 A. Conforme a la invención se aprovecha el hecho de que por un lado existen en lo esencial sólo dos valores nominales distintos de la corriente secundaria, es decir 1 A y 5 A, y que este valor nominal depende de la resistencia del arrollamiento secundario. En lo anteriormente expuesto debe tenerse en cuenta que el valor límite de 1 ohmio en la etapa 12 se ha seleccionado de tal manera que el valor nominal se detecte correctamente con alta probabilidad. Naturalmente es posible especificar también un valor umbral que difiere de 1 ohmio, por ejemplo 1,1 ohmio, o especificar un intervalo alrededor de 1 ohmio en el cual se avisa al usuario que eventualmente no es posible conseguir una detección segura, ya que el valor medido está cercano al valor límite. En transformadores en los que pueden darse más de dos valores nominales es posible especificar también un mayor número de valores umbral.

En la etapa 15 se mide la curva de excitación del transformador de corriente discutida anteriormente con referencia a la figura 2. De esta manera se obtiene, en particular junto con el valor nominal de la corriente secundaria Isn determinada en las etapas 11 a 14, una tensión asignada a este valor nominal y de esta manera también una potencia nominal como producto de esta tensión y del valor nominal de la corriente secundaria Isn. Asimismo, se determina la tensión del punto de inflexión U_{k} o la corriente del punto de inflexión I_{k} tal como se ha descrito anteriormente. En la etapa 16 se comprueba si la tensión del punto de inflexión es inferior al óctuplo del cociente de la potencia nominal y la corriente nominal, es decir si es vigente U_{k} < 8xPsn/Isn, siendo Psn la potencia nominal. En caso afirmativo se determina en la etapa 17 que se trata de un transformador de medición, en caso negativo se determina en la etapa 18 que se trata de un transformador de protección. Se aprovecha el hecho de que los transformadores de protección presentan una zona de comportamiento lineal mucho más ancha y por lo tanto una mayor tensión del punto de inflexión que los transformadores de medición. En vez del umbral 8xPsn/Isn puede especificarse también para cada corriente nominal un valor umbral independiente de la potencia nominal lo que, no obstante, conlleva en general una determinación menos exacta del tipo de transformador.

Cuando se ha detectado que se trata de un transformador de medición, en la etapa 19 se determina el llamado factor de sobrecorriente (factor FS). Este indica un aumento máximo de la tensión en el circuito secundario de la bobina secundaria o del arrollamiento secundario cuando está conectada una carga nominal, este factor puede determinarse por ejemplo a partir de la curva de excitación o mediante mediciones separadas. Para transformadores de protección se determina en la etapa 20 el factor ALF (Accuracy Limit Factor) que indica hasta qué múltiplo de la corriente nominal aumenta la tensión en el circuito en lo esencial de forma lineal.

Tanto en la etapa 19 como en la etapa 20 se emplea preferentemente la carga nominal o la potencia nominal. Si esta es desconocida, la determinación puede referirse también a una carga nominal especificada, por ejemplo 15 VA, que corresponde a un valor típico (la carga nominal se indica usualmente como potencia aparente para el valor nominal de la corriente secundaria).

Para ambos tipos de transformadores se mide en la etapa 21 una relación de transformación que depende de una relación de espiras de la bobina primaria y de la bobina secundaria. Para este fin es posible aplicar por ejemplo en la bobina secundaria una tensión, en particular una tensión alterna, y se mide la caída de tensión tanto en la bobina secundaria como en la bobina primaria. De la relación entre estas tensiones es posible determinar la relación de transformación, dado el caso teniendo en cuenta otras mediciones como una medición de una corriente de magnetización.

En la etapa 22 se determina a partir de esta relación de transformación medida un valor nominal de la relación de transformación, un error correspondiente y una corriente primaria. Para este fin se aprovecha el hecho de que para el valor nominal de la relación de transformación se emplea usualmente sólo un número limitado de valores. Para la corriente primaria existe en los transformadores de corriente comercialmente disponibles sólo una cantidad limitada de posibles valores nominales, en particular 10, 12, 12,5, 15, 20, 24, 25, 30, 36, 40, 48, 50, 60, 75 ó 80 A. Junto con los posibles valores nominales de la corriente secundaria de 1 A y de 5 A se obtienen mediante división posibles valores nominales de la relación de transformación. Multiplicando el valor nominal de la corriente secundaria determinada en las etapas 11 a 14 con la relación de transformación medida y comprobando a continuación a qué valor nominal de la corriente primaria se aproxima más este producto es posible determinar el valor nominal de la corriente primaria y de ésta y del valor nominal de la corriente secundaria el valor nominal de la relación de transformación. Un error se determina a continuación a partir de la desviación entre la relación de transformación medida y el valor nominal obtenido de la relación de transformación.

De esta manera ha sido posible determinar importantes datos característicos nominales del transformador de corriente mediante mediciones. En la etapa 23 finaliza el procedimiento, siendo posible decidir e indicar con alta probabilidad en base a los tipos o clases de transformadores de corriente almacenados y los valores determinados de qué clase se trata.

Debe observarse que, además de las mediciones anteriormente mencionadas, pueden llevarse a cabo también otras mediciones para la determinación de los datos característicos nominales, o varias mediciones pueden emplearse para determinar un dato característico. Por ejemplo, para determinar el valor nominal de la corriente secundaria pueden emplearse también el punto de inflexión y la relación de transformación, o se pueden evaluar adicionalmente la resistencia determinada en la etapa 12 y la relación de transformación para determinar si el transformador es un transformador de protección o un transformador de medición.

En principio es posible que se conozcan algunos datos característicos nominales del transformador, mientras que otros deben determinarse. En la figura 4 se muestra un diagrama de flujo de un procedimiento conforme a la invención para la determinación de datos característicos nominales de transformadores de corriente según IEC 60044-1 que permite tener en cuenta informaciones proporcionadas por los usuarios. El diagrama de flujo en la figura 4 debe leerse de izquierda a derecha, representando en la línea superior los elementos 24 a 28 encabezados de las columnas que indican qué parámetro se fija en la columna situada debajo de este encabezado.

En la columna 24 se indica en primer lugar la norma a seguir durante la comprobación, en este caso IEC 60044-1. A continuación, en la columna se especifica o un usuario introduce si se trata de un transformador de protección o un transformador de medición. El signo de interrogación "?" significa que no se conoce el tipo del transformador de corriente, "P" significa que se trata de un transformador de protección y "M" significa que se trata de un transformador de medición. Si no se conoce el tipo del transformador (entrada "?") se saltan las siguientes columnas 26 y 27 en las cuales es posible especificar más exactamente la clase del transformador.

En la columna 26 puede introducirse la clase exacta del respectivo transformador. Un signo de interrogación "?" significa nuevamente que esta clase no se conoce y, siempre que sea posible, debe determinarse mediante el dispositivo según la figura 1. En el caso de transformadores de protección son posibles las clases 5P, 10P, 5PX, 10PX, 5PR y 10PR, habiéndose explicado anteriormente el significado de las letras P, PX y PR. El número que antecede a la o las letras es una desviación máxima del comportamiento lineal de una corriente, del que resulta la corriente nominal multiplicada con el factor ALF de un valor esperado en caso de un comportamiento estrictamente lineal.. Son usuales un 5 para una desviación de un 5% y un 10 para una desviación de un 10%.

También en el caso de transformadores de medición un signo de interrogación "?" significa que el usuario no conoce la clase. Las denominaciones de las clases son en este caso 0,1; 0,2; 0,2S; 0,5; 0,5S; 1; 3 y 5. Para estas clases está definido según la norma IEC 60044-1 en qué medida puede desviarse una corriente real de una corriente especificada en función del valor nominal de la corriente secundaria. En todas las clases excepto 3 y 5 se especifica además la magnitud del error de fase admisible. Los valores exactos se desprenden de la norma indicada.

En la columna 27 puede especificarse un comportamiento del transformador de corriente a corrientes por encima del valor nominal de la corriente secundaria. Para transformadores de protección, este comportamiento está determinado por el factor ALF, tal como se ha explicado anteriormente. Éste se encuentra en un intervalo entre 1 y 200, siendo 10 un valor usual que se le ofrece al usuario como valor por defecto. Para facilitar la entrada, al usuario se le pueden ofrecer las llamadas teclas "Soft Key", de modo que puede seleccionar de manera sencilla factores ALF de 5, 10, 15, 20 y 30, que son particularmente frecuentes, tocando la pantalla en el lugar correspondiente. De manera similar puede especificarse el factor FS para transformadores de medición que se encuentra entre 1 y 30; también en este caso pueden estar previstas teclas Soft Key. En la columna 28 se representan todos los datos característicos que pueden determinarse por ejemplo tal como se muestra en la figura 3 y evaluarse mediante el dispositivo de medición. Como evaluación se entiende la comprobación de si los datos característicos del transformador cumplen las especificaciones de la respectiva norma (por ejemplo IEC 60044-1). En el caso de que no se hayan introducido informaciones, o que sólo se haya especificado que se trata de un transformador de protección, en el bloque 29 se representan en particular los datos característicos como el punto de inflexión (según la definición IEC), el factor ALF, la curva de excitación, la tensión y la corriente del punto de inflexión, la relación de transformación, la clase del transformador, la resistencia del arrollamiento secundario, la inductividad saturada y no saturada del transformador, una constante de tiempo T_{s} que corresponde al cociente de la inductividad saturada, denominada también inductividad de fuga, y la resistencia del arrollamiento secundario, así como un factor de remanencia K_{v} de la magnetización que se determinan por ejemplo mediante las mediciones anteriormente explicadas, siendo posible determinar este factor de remanencia mediante la captación de una curva de histéresis.

En el bloque 30 se muestra independientemente de lo anteriormente expuesto qué datos característicos se evalúan, es decir, se muestra si los datos característicos determinados son conformes a los datos característicos especificados. Debido a que en el caso del bloque 30 no se han especificado datos característicos (o sólo se ha indicado si se trata de un transformador de protección o de un transformador de medición), tampoco se evalúan los datos característicos.

Las parejas de bloques 31/32, 33/34 y 35/36 corresponden a los bloques 29 y 30, calculándose y mostrándose en función del tipo del transformador otros datos característicos y evaluándose los datos característicos correspondientes en función de los datos introducidos por el usuario.

En la figura 5 se muestra un diagrama de flujo correspondiente para transformadores de corriente según la norma IEC 60044-6, es decir, para transformadores de protección especificados por medio de su comportamiento transitorio. La estructura básica del diagrama de flujo según la figura 5 corresponde a la de la figura 4. Los mismos símbolos de referencia señalan columnas en las cuales se ejecutan las mismas funciones o funciones similares.

En la columna 24 se especifica como en la figura 4 la norma, en este caso IEC 60044-6. Se suprime la columna 25 según la figura 4, ya que los transformadores según IEC 60044-6 son siempre transformadores de protección. En la columna 26 se especifica la clase del transformador, significando el signo de interrogación "?" nuevamente que la clase del transformador es desconocida. De otro modo pueden especificarse TPS, TPX, TPY (factor de remanencia máximo Kr 10%) y TPZ. Cuando la clase es desconocida, en la columna 28 se llevan a cabo en los bloques 39 y 40 las mediciones o los cálculos de manera análoga a los bloques 29 y 30 en la figura 4.

Cuando al contrario se especifica una de las clases TPS, TPX, TPY o TPZ, en la columna 27 se calcula un llamado valor nominal del factor de cortocircuito simétrico (Rated Symmetrical Short Circuit Current Factor) K_{ssc} que está definido como la relación entre un valor nominal de la corriente de cortocircuito en el circuito primario y un valor nominal de la corriente en el circuito primario. El valor de K_{ssc} corresponde en lo esencial al factor ALF o al factor FS de transformadores de corriente según IEC 60044-1 y se encuentra usualmente en el intervalo entre 1 y 300. Como valor por defecto puede ofrecerse al usuario 10, mientras que mediante las teclas Soft Key anteriormente mencionadas pueden especificarse los valores típicos 5, 10, 30, 50 y 100.

No obstante, el usuario puede introducir también que no conoce el valor de K_{ssc} ("?"). Para transformadores de la clase TPY puede introducirse aquí adicionalmente la constante de tiempo T_{s}. En la columna 37 se introducen las llamadas definiciones ampliadas, es decir, valores típicos especificados para la respectiva clase. Para la clase TPS se introducen los valores I_{aI} y U_{aI}, o se introduce que estos valores son desconocidos (véase la figura 2). Para transformadores de la clase TPX y TPY se introduce un valor T_{p} que indica la constante de tiempo de la componente de corriente continua de la corriente en el circuito primario. Cuando no se introduce este valor, señalado con el símbolo de referencia 45, al usuario se le informa que en este caso es preciso llevar a cabo la prueba según la figura 4. Además puede introducirse un valor K_{dt}, que es un factor de dimensionamiento del comportamiento transitorio y es un valor teórico que representa el dimensionamiento necesario del comportamiento transitorio para un ciclo de trabajo especificado ("Duty Cycle"). Con respecto a lo anteriormente expuesto hay que observar que, a no ser que se indique lo contrario, las denominaciones usadas en la presente memoria descriptiva, en particular con referencia a las figuras 4 y 6, coinciden con las de los respectivas normas, por lo que respecto a definiciones más exactas se remite a las normas correspondientes. Un valor de Tp puede introducirse también para transformadores de la clase TPZ, siendo también en este caso posible introducir que este valor es desconocido.

En la columna 38 pueden introducirse para transformadores de las clases TPX y TPY definiciones de tiempo típicas o se puede indicar que son desconocidas. Debe observarse que los transformadores de protección correspondientes pueden usarse en dispositivos de protección con desconexión simple y en dispositivos de protección con reconexión. Una rama C-t_{1}-O señala dispositivos de protección con desconexión simple, representando C el disyuntor cerrado (close) y O el disyuntor abierto (open), mientras que t1 es una constante de tiempo que indica después de qué tiempo se lleva a cabo una desconexión, es decir una abertura del disyuntor, cuando se produce un determinado suceso de fallo. Este tiempo se señala según la norma IEC 60044-6 con t'. Una rama C-t1-O-t_{fr}-C-t2-O señala una función de protección con reconexión. Una vez abierto el disyuntor después del tiempo t1, t_{fr} señala un tiempo de espera después del cual el disyuntor se cierra de nuevo automáticamente. El tiempo t2, denominado t'' en la norma IEC 60044-6, indica después de qué tiempo el disyuntor se abre definitivamente después de haberse producido un error pre-
determinado.

En el caso de dispositivos de protección con desconexión simple es posible especificar, además de la constante de tiempo t1, una constante de tiempo t_{aI1} (en la norma t'_{a1}) o indicar que esta constante de tiempo es desconocida. Esta constante de tiempo indica durante qué intervalo de tiempo se mantiene una exactitud especificada durante un periodo de un ciclo de trabajo. Para dispositivos de protección con reconexión es posible introducir de manera análoga, además de las constantes de tiempo t1, t2, t_{fr}, constantes de tiempo t_{al1} y t_{al2} o indicar que estas son desconocidas (en la norma: t'_{al} y t''_{al}), correspondiendo estas constantes de tiempo a la constante de tiempo t_{al1} para dispositivos de protección con desconexión simple, refiriéndose t_{al1} al primer proceso de desconexión y t_{al2} al segundo proceso de desconexión.

Los valores de las constantes de tiempo t1, t2 y t_{fr} pueden estar por ejemplo en el intervalo entre 0,1 ms y 1.000 ms, siendo posibles también valores inferiores o superiores en función del transformador.

Las parejas de bloques 39/40, 41/42 y 43/44 corresponden de nuevo a los bloques 29 y 30 anteriormente descritos, determinándose o evaluándose aquí sólo los datos característicos relevantes para la norma IEC 60044-6.

Adicionalmente a los valores emitidos en el bloque 41 para transformadores de las clases TPX, TPY y TPZ se indican en el bloque 43 el valor Kdt y los valores t_{al1} y t_{al2}, además un error pico momentáneo \varepsilon que indica una corriente de fallo momentánea máxima para un determinado ciclo de trabajo en un tanto por ciento del valor pico momentáneo de la corriente nominal de cortocircuito en el circuito primario. Adicionalmente es posible indicar un intervalo de tiempo en el cual se alcanza un flujo máximo en el transformador. Como datos especificados se indican en el bloque 44 los valores de K_{ssc}, dado el caso los valores K_{dt}, la clase, dado el caso los valores t_{al1} y t_{al2}, así como para transformadores de la clase TPY adicionalmente el valor T_{S} y el hecho de que Kr < 10%.

En la figura 6 se muestra un diagrama de flujo que corresponde a las figuras 4 y 5 para la medición o determinación de transformadores de corriente especificados según la norma IEEE o ANSI C57.13. Debe observarse que en la figura 6 se muestran, por motivos del espacio disponible, en parte distintas columnas una debajo de otra. En la columna 24 se especifica nuevamente la norma, en este caso IEEE C57.13. Con respecto a este punto debe observarse que en un dispositivo dimensionado para la comprobación y determinación de transformadores de corriente según las normas IEC 60044-1, IEC 60044-6 o IEEE C57.13, la norma podría seleccionarse también por ejemplo mediante un interruptor giratorio. A continuación es posible especificar en la columna 25, de manera similar a la figura 4, si se trata de un transformador de protección ("P") o de un transformador de medición ("M"). Aunque no esté indicado de forma explícita en la figura 6, también aquí es concebible en principio que el tipo del transformador de corriente sea desconocido y debe determinarse por lo tanto automáticamente.

En la columna 26 puede especificarse una clase del transformador de corriente. Para transformadores de protección se prevén en la norma ANSI 57.13 las clases C, K y T presentando los transformadores de las clases C y K un flujo de dispersión en el núcleo del transformador que no presenta un efecto perceptible en la relación de transformación, mientras que en los transformadores de la clase T existe un efecto perceptible. Además, los transformadores de la clase K cumplen un valor límite de la tensión del punto de inflexión. Aquí puede especificarse también que la clase es desconocida ("?"). Para transformadores de protección puede introducirse a continuación en la columna 45 un valor de la tensión secundaria en los bornes. Este valor indica en lo esencial la tensión en los bornes a 20 veces el valor nominal de la corriente secundaria con una carga estándar y se denomina en la norma "Secondary Terminal Voltage Rating". No se sobrepasa un error de la relación de transformación de un 10%. Este valor se encuentra normalmente entre 100 y 1.200, pudiéndose especificar 100 como valor por defecto. Mediante teclas Soft Key pueden especificarse valores típicos de 10, 20, 50, 100, 200, 400 y 800.

Adicionalmente puede introducirse en la columna 52 en cualquier momento la respectiva carga para la que está dimensionado el transformador. Las posibles cargas de transformadores de protección se denominan en la norma ANSI 57.13 B-1, B-2, B-4 y B-8, estando especificados para cada una de estas cargas los valores como resistencia, inductividad, etc.

Nuevamente, los bloques 46 y 47 corresponden a los bloques 29 y 30, determinándose y evaluándose los datos característicos ahora conforme a la norma ANSI. Lo mismo es válido de manera análoga para los bloques 48 y 49.

Para transformadores de medición puede especificarse también en la columna 26 la clase del transformador. Están definidas las clases 0.3, 0.6 y 1.2 que especifican con qué exactitud se cumple la relación de transformación del transformador a una corriente nominal y a un 10% de la corriente nominal. 0.3 es la clase con mayor exactitud y 1.3 la clase con menor exactitud. Como valor por defecto se especifica 0.3. En la columna 45 es posible introducir un valor nominal de un factor térmico de corriente ("Thermal Current Rating Factor") que indica en qué medida la corriente primaria puede ser superior al valor nominal de la corriente secundaria sin que se produzca un aumento perceptible de la temperatura. Este factor se abrevia como RF, posibles valores son 1, 1.5, 2, 3 y 4. Para el usuario se especifica 1 como valor por defecto.

De manera análoga a la columna 52 para transformadores de protección puede especificarse en la columna 53 una carga para el transformador de medición. Para transformadores de medición, las cargas definidas en la norma ANSI se denominan B-0.1 a B-1.8. Para el usuario se especifica B-0.2. como valor por defecto. Los bloques 50 y 51 corresponden nuevamente a los bloques 29 y 30, igual que en los bloques 46 a 49 se aplica la norma ANSI.

Naturalmente, los diagramas de flujo representados en las figuras 3 a 6 sólo deben entenderse a título de ejemplo. En la figura 3 puede intercambiarse por ejemplo el orden de medición del punto de inflexión y de la curva de excitación y de la medición de la relación de transformación. Se sobrentiende también que sólo es preciso medir los parámetros que se necesitan realmente para determinar los datos característicos nominales buscados del transformador. En las figuras 4 a 6 puede emitirse en las respectivas columnas sólo una parte de los valores dados, o se pueden emitir también valores de medición adicionales. Asimismo, para los datos característicos no señalados expresamente con un signo de interrogación "?" es concebible facilitar al usuario la entrada de que no se conoce el dato característico correspondiente del transformador. Finalmente, los principios anteriormente expuestos son aplicables también a otros tipos de transformadores distintos de los transformadores de corriente. Además hay que observar que la medición y determinación de las magnitudes buscadas no tiene que llevarse a cabo necesariamente después de que el usuario haya realizado todas las entradas, es decir, en la columna 28 en las figuras 4 a 6. Por el contrario, las mediciones y los cálculos necesarios para determinar una magnitud pueden ejecutarse también inmediatamente después de la entrada por parte del usuario de que no conoce cierto dato característico solicitado del transformador. Finalmente debe observarse que el procedimiento conforme a la invención y el dispositivo conforme a la invención no están limitados a las normas mencionadas y que en particular es posible tener en cuenta ediciones posteriores de estas normas.

Un dispositivo para poner en práctica el procedimiento conforme a la invención puede comprender además medios para la simulación de un comportamiento de un transformador con datos característicos del mismo especificados para generar curvas "teóricas".

Claims (25)

1. Procedimiento para la determinación de datos característicos nominales de un transformador (8), midiéndose por lo menos una propiedad eléctrica del transformador y seleccionándose en función de la por lo menos una propiedad eléctrica medida un dato característico nominal del transformador de un conjunto especificado de datos característicos nominales posibles de transformadores.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, seleccionándose el dato característico nominal del transformador en función de una comparación de la por lo menos una propiedad medida con por lo menos un valor umbral especificado.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dato característico nominal del transformador se selecciona en función de una comparación de la por lo menos una propiedad eléctrica medida con datos característicos de transformadores especificados y/o normas especificadas.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la por lo menos una propiedad eléctrica comprende una resistencia de un arrollamiento secundario (8) del transformador.

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque en función de la resistencia del arrollamiento secundario (8) del transformador se determina como dato característico nominal del transformador un valor nominal de una corriente secundaria del transformador.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque el valor nominal de la corriente secundaria se determina en función de un punto de inflexión de una curva de excitación del transformador y/o de una relación de transformación del transformador.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la por lo menos una propiedad eléctrica comprende un punto de inflexión de una curva de excitación (9) del transformador.

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque en función del punto de inflexión se selecciona como dato característico del transformador si el transformador es un transformador de protección o un transformador de medición.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque en función de una relación de transformación del transformador y/o de una resistencia de un arrollamiento secundario del transformador se determina si el transformador es un transformador de medición o un transformador de protección.

10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la por lo menos una propiedad eléctrica comprende una relación de transformación del transformador.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque en función de la relación de transformación se determinan como datos característicos del transformador un valor nominal de la corriente primaria del transformador, un valor nominal de la relación de transformación y/o un error de la relación de transformación del transformador.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la por lo menos una propiedad eléctrica comprende una curva de excitación del transformador, una inductividad de saturación del transformador, una inductividad no saturada del transformador, una curva de histéresis del transformador y/o una constante de tiempo del transformador.

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se pueden especificar datos característicos del transformador para los datos característicos nominales del transformador, determinándose únicamente datos característicos nominales del transformador que no están especificados.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque se visualiza qué datos característicos nominales del transformador se determinan y/o qué datos característicos del transformador se han especificado.

15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el procedimiento para la determinación de datos característicos nominales de un transformador está configurado según IEC 60044-1, IEC 60044-6 o ANSI C57.13.

16. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se determina y visualiza por lo menos otra propiedad eléctrica del transformador.

17. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el transformador es un transformador de corriente.

18. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los datos característicos nominales del transformador comprenden una clase de transformador.

19. Dispositivo para la determinación de datos característicos nominales de un transformador (8), con medios de medición (2) para la medición de por lo menos una propiedad eléctrica del transformador (8) y con medios de evaluación (3) para elegir un dato característico nominal del transformador de un conjunto especificado de posibles datos característicos nominales de transformadores.

20. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque el dispositivo comprende un generador de señales para la generación de señales de medición, medios de control para poner en práctica la medición y/o medios de medición para medir corrientes o tensiones.

21. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque los medios de medición están configurados de tal manera que se generan y/o miden de forma electrónica señales para medir la por lo menos una propiedad eléctrica.

22. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 19 a 21, caracterizado porque el dispositivo comprende medios de almacenamiento (6) para guardar posibles datos característicos nominales de transformadores y/o normas de transformadores.

23. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 19 a 22, caracterizado porque el dispositivo está configurado de forma portátil.

24. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 19 a 23, caracterizado porque el dispositivo está configurado para poner en práctica el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 18.

25. Producto de programa de ordenador con un código de programa, caracterizado porque con la ejecución del código de programa en un equipo de procesamiento de datos se ejecuta el procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 18.