ES2318961A1 - Cambiador de tomas estatico optimizado para transformadores de alta/media tension (at/mt) y media/baja tension (mt/bt). - Google Patents
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Abstract
Cambiador de tomas estático optimizado para transformadores de alta/media tensión (AT/MT) y media baja tensión (MT/BT). La presente invención se refiere a un cambiador de tomas estático para transformadores de distribución AT/MT y MT/BT basados en tiristores conmutados que consigue un incremento del número de tensiones de salida de hasta el 50% para transformadores AT/MT con regulador basto/fino cuando se separa el devanado basto del fino. En los transformadores MT/BT se consigue el incremento de 5 a 9 tensiones de salida diferentes utilizando sólo 7 interruptores estáticos, permitiendo además el paso de la actual regulación manual de la tensión de salida a una regulación automática o telemandada.
Description
Cambiador de tomas estático optimizado para
transformadores de alta tensión/media tensión (AT/MT) y media
tensión/baja tensión (MT/BT).
La presente invención se refiere a un cambiador
de tomas estático para transformadores de distribución AT/MT y
MT/BT basados en tiristores conmutados que consigue un incremento
del número de tensiones de salida de hasta el 50% para
transformadores AT/MT con regulación lineal y hasta el 100% para
transformadores AT/MT con regulador basto/fino cuando se separa el
devanado basto del fino. En los transformadores MT/BT se consigue
el incremento de 5 a 9 tensiones de salida diferentes utilizando
sólo 7 interruptores estáticos, permitiendo además el paso de la
actual regulación manual de la tensión de salida a una regulación
automática o telemandada.
El mantenimiento de la tensión de salida de los
transformadores de distribución dentro de los márgenes permitidos o
deseados en función de las circunstancias de carga se viene
realizando tradicionalmente mediante el cambio de la relación de
transformación del transformador, de manera que la relación de
tensiones cambia consecuentemente. Para ello, se dotan a los
devanados principales de un conjunto de devanados auxiliares que
conectándose y desconectándose del principal, añaden o reducen
espiras, cambiando así la relación.
El proceso de conmutación se realiza en la
actualidad de dos maneras básicas: en carga o sin carga. La
conmutación en carga es habitual en los transformadores AT/MT (Alta
tensión/Media tensión), cuyo servicio no puede ser interrumpido sin
perjudicar gravemente el funcionamiento del sistema.
La conmutación sin carga es típica de los trafos
MT/BT de los Centros de Transformación, en los que el dispositivo
de conmutación en carga resulta demasiado voluminoso y costoso, por
lo que se admite que su servicio sea interrumpido mientras se
realiza la conmutación.
Para la conmutación en carga se usa un regulador
electromecánico muy voluminoso, con elementos miles, de
funcionamiento lento y que requiere un costoso mantenimiento,
siendo además fuente de numerosas averías a lo largo de la vida
útil del transformador por la aparición de arcos de
conmutación.
Los cambiadores de tomas en caga responden en
general a tres esquemas básicos:
- -
- Regulación lineal, en la que las tomas de regulación se van conmutando sucesivamente, añadiendo o detrayendo un número constante de espiras según el cambiador de tomas conmute en un sentido o en el contrario.
- -
- Regulación con preselector positivo-negativo, en el que el rango de regulación es dos veces la tensión del arrollamiento de regulación, conectando el arrollamiento principal a uno u otro extremo del de regulación y por tanto, sumando o restando la tensión del mismo.
- -
- Regulación con preselector basto-fino, que permite incluir o eliminar un arrollamiento sin tomas de regulación (basto) cuya tensión es igual a la del arrollamiento con tomas (fino), duplicando el rango de regulación del mismo.
Para la conmutación sin carga se usa en la
actualidad un cambiador de tomas bajo tapa, que de forma manual y
tras poner fuera de servicio previamente el transformador, permite
realizar puntualmente cambios en la relación de transformación. En
este caso, el número de tomas y tensiones posibles es muy
escaso.
Estas limitaciones quedan solventadas en gran
medida en la solicitud de patente P200500403, de título "
Cambiador de tomas para transformadores de media/baja tensión".
En dicha solicitud se presenta un nuevo enfoque de aplicación de
interruptores estáticos basados en tiristores conmutados aplicable
de forma casi inmediata a los transformadores de media/baja tensión
con la posibilidad de incrementar el número de tensiones de salida
de los 5 valores habituales hasta 9 valores diferentes sin que ello
signifique variación significativa de la disposición constructiva
del transformador actual, usando para ello 8 interruptores
estáticos.
Figura
1.-
Esquema de bobinas de una fase de un
transformador AT/MT con regulación lineal. La fase consta de un
arrollamiento principal (P) y otro de regulación dividido en grupos
de n espiras entre cada dos de los cuales hay tomas accesibles (t).
Un contacto móvil (c) puede desplazarse de forma automatizada o
telemandada de una a otra para añadir o detraer grupos de n espiras
al devanado principal, cambiando así la relación de transformación
del transformador y con ello la tensión de salida.
\newpage
Figura
2.-
Esquema de bobinas de una fase de un
transformador AT/MT con preselector
positivo-negativo. La fase consta de un
arrollamiento principal (P) y otro de regulación dividido en grupos
de n espiras entre cada dos de los cuales hay tomas accesibles (t).
El arrollamiento de regulación se une al principal a través de un
conmutador (cpn) para poder preseleccionar de esta manera el
sentido de la corriente por el arrollamiento de regulación. Un
contacto móvil (c) puede desplazarse de forma automatizada o
telemandada de una toma a otra para añadir o detraer grupos de n
espiras que a su vez se sumará n o restará n al devanado principal
según el sentido de la corriente, cambiando así la relación de
transformación del transformador y con ello la tensión de
salida.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura
3.-
Esquema de bobinas de una fase de un
transformador AT/MT con preselector basto-fino. La
fase consta de un arrollamiento principal (P), un arrollamiento de
regulación basto (B) en serie con el principal, con tomas accesibles
(t) en sus extremos, y otro de regulación fino dividido en grupos
de n espiras entre cada dos de los cuales hay tomas accesibles (t).
El arrollamiento de regulación se puede unir al basto o bien al
principal a través de un conmutador (cbf) para poder preseleccionar
de esta manera si el arrollamiento basto se hace intervenir o no.
Un contacto móvil (c) puede desplazarse de forma automatizada o
telemandada de una toma a otra para añadir o detraer grupos de n
espiras que a su vez se sumará n o restará n al arrollamiento basto
y al principal o bien sólo al devanado principal, cambiando así la
relación de transformación del transformador y con ello la tensión
de salida.
\vskip1.000000\baselineskip
Figura
4.-
Esta figura representa la manera de conectar los
interruptores estáticos basados en electrónica de potencia (I) a
las tomas de regulación de los transformadores AT/MT existentes en
la actualidad. Como se indica en la figura, sido han de conectarse
las tomas que correspondan a grupos de espiras del devanado de
regulación en las secuencias 1n, 3n, 3n,.., 3n, 2n para el caso de
ser el número de grupos de n espiras múltiplo de 3 (Figura A); 1n,
1n, 3n, 3n,.., 3n, 2n para el caso de ser el número de grupos de n
espiras múltiplo de 3 más 1 (figura B) o 1n, 3n, 3n,.., 3n, 2n, 2n
para el caso de ser el número de grupos de n espiras múltiplo de 3
más 2 (figura C).
\vskip1.000000\baselineskip
Figura
5.-
Esta figura representa la estructura
simplificada de uno de los devanados de Media tensión de un
transformador típico de distribución MT/BT. Cada fase del devanado
de media tensión está dividida en bobinas principales separadas en
dos partes (3), (3'), a cada una de las cuales se conectan dos
bobinas auxiliares (4), (5), (6), (7) mediante los puntos de unión
(8), (9), (10), (11), (12), (13). Dichos bornes pueden a su vez
conectarse o desconectarse mediante un conjunto de conexiones
mecánicas, (14).
\vskip1.000000\baselineskip
Figura
6.-
En la figura se representa una sola fase del
devanado de media tensión de un transformador MT/BT igual al
representado en la figura 5 utilizando 8 interruptores estáticos
basados en tiristores conmutados (16), (17), (18), (19), (20),
(21), (22), (23).
\vskip1.000000\baselineskip
Figura
7.-
En la figura se representa una sola fase del
devanado de media tensión de un transformador MT/BT igual al
representado en la figura 5 utilizando 7 interruptores estáticos
basados en tiristores conmutados (16), (17), (18), (19), (20),
(21), (22).
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Figura
8.-
En la figura se representa el esquema de una
sola fase del devanado de alta tensión de un transformador AT/MT
con la estructura correspondiente a una regulación lineal al que se
le ha sustituido el regulador electromecánico por interruptores
estáticos basados en electrónica de potencia. El arrollamiento de
regulación está dividido en grupos de bobinas de regulación con la
secuencia de espiras 1n, 3n,.., 3n, 2n, entre los cuales está n las
tomas de regulación a las que se conectan los interruptores
estáticos. Dicho arrollamiento de regulación se conecta en serie al
arrollamiento principal, representado en la figura con la letra
(P).
\newpage
Figura
9.-
En la figura se representa el esquema de una
sola fase del devanado de alta tensión de un transformador AT/MT
con la estructura correspondiente a una regulación con preselector
basto-fino, al que se le ha sustituido el regulador
electromecánico por interruptores estáticos basados en electrónica
de potencia. El arrollamiento de regulación fino está dividido en
grupos de bobinas de regulación con la secuencia de espiras 1n,
3n,.., 3n, 2n, entre los cuales está n las tomas de regulación a
las que se conectan los interruptores estáticos basados en
electrónica de potencia. Dicho arrollamiento de regulación fino
puede ser conectado al arrollamiento basto (B) de tres formas
distintas: directamente en serie con éste (figura I), a través de
dos interruptores estáticos que permitan añadirlo o puentearlo
(figura II), o a través de cuatro interruptores estáticos (figura
III) que permiten polarizarlo directamente o inversamente antes de
conectarlo o no al devanado principal (P).
\vskip1.000000\baselineskip
Figura
10.-
En la figura se representa el esquema de una
sola fase del devanado de alta tensión de un transformador AT/MT
con la estructura correspondiente a una regulación lineal al que se
le ha sustituido el regulador electromecánico por interruptores
estáticos basados en electrónica de potencia. El arrollamiento de
regulación está dividido en 5 grupos de bobinas de regulación con la
secuencia de espiras 1n, 3n, 3n, 3n, 2n, entre los cuales está n
las tomas de regulación a las que se conectan los interruptores
estáticos (10a, 10b,..,10l). Dicho arrollamiento de regulación se
conecta en serie al arrollamiento principal, representado en la
figura con la letra (P).
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Figura
11.-
En la figura se representa el esquema de una
sola fase del devanado de alta tensión de un transformador AT/MT
con la estructura correspondiente a una regulación con preselector
basto-fino, al que se le ha sustituido el regulador
electromecánico por interruptores estáticos basados en electrónica
de potencia . El arrollamiento de regulación fino está dividido en
5 grupos de bobinas de regulación con la secuencia de espiras 1n,
3n, 3n, 3n, 2n, entre los cuales está n las tomas de regulación a
las que se conectan los interruptores estáticos basados en
electrónica de potencia (11a, 11b,.., 11l). Dicho arrollamiento de
regulación fino se conecta al arrollamiento basto (B) a través de
dos interruptores estáticos (11m, 11q) que permitan añadirlo o
puentearlo antes de conectarlo al devanado principal (P).
La presente invención consiste en un cambiador
de tomas estático que permite versiones aplicables tanto a
transformadores reductores de alta tensión a media tensión
(transformadores AT/MT) como a transformadores reductores de media
tensión a baja tensión (transformadores MT/BT) basado en
electrónica de potencia con una configuración nueva de los elementos
que lo integran, de manera que en el caso de los transformadores
AT/MT se consigue la sustitución directa del cambiador de tomas
electromecánico por otro electrónico con minimización del número de
interruptores estáticos utilizados en el cambiador de tomas e
incluso el aumento del rango de regulación en los tipos de
regulación lineal y regulación con preselector
basto-fino, y en el caso de los transformadores
MT/BT se consiguen 9 tensiones de salida diferentes utilizando sólo
7 interruptores estáticos, sin que ello implique cambios relevantes
en la estructura y configuración de los transformadores
habitualmente empleados en las instalaciones actuales.
Este último caso mejora significativamente la
solución de 8 interruptores estáticos propuesta hasta ahora, dado
que disminuir el número de interruptores es un factor importante en
la aplicación práctica del sistema tanto técnica como
económicamente.
La invención consiste en una nueva forma de
reagrupar los devanados de regulación y las tomas que dan acceso a
los mismos, sustituyendo los cambiadores de tomas mecánicos y
electromecánicos por otros basados en interruptores estáticos que
permiten en todo caso la regulación en carga y automatizada o
telemandada.
Cada fase de un arrollamiento con tomas de
regulación puede representarse como se indica en la figura 1. Entre
cada dos tomas existe un número fijo de espiras n que
corresponde a un escalón de tensiones. A medida que el contacto
principal va recorriendo las tomas, se van sumando o restando
espiras en grupos de n unidades al devanado principal (P),
realizándose así la regulación. A su vez, si se cambia el sentido
de la corriente que recorre las espiras, la tensión correspondiente
a cada escalonamiento podrá restarse en vez de sumarse,
duplicándose así el rango de la regulación, como se indica en la
figura 2. Los sistemas mecánicos actuales conmutan de una toma a
otra mediante contactos móviles secuenciales que sólo permiten
lentas subidas o bajadas escalen a escalen y provocan arcos de
conmutación que obligan a un mantenimiento permanente. La
sustitución de estos contactos móviles por interruptores
electrónicos de potencia basados en tiristores conmutados evita
esos problemas, permitiendo saltos rápidos de cualquier magnitud
dentro del rango del regulador, sin arcos de conmutación.
La presente invención aprovecha esa capacidad de
los interruptores electrónicos para conseguir ventajas adicionales
sin que ello implique cambios en los propios devanados de
regulación.
Así, mediante el cambio de sentido de la
corriente que polariza las bobinas de regulación en sentido
inverso, puede conseguirse disminuir el número de tomas necesarias
agrupando los arrollamientos auxiliares de regulación, formados
originalmente por k grupos de n espiras en serie y tomas intermedias
entre cada dos de ellos, en conjuntos de 1n espiras, 2n espiras o
3n espiras conectados en serie en unas secuencias determinadas.
Estos agrupamientos son óptimos si se realizan en las secuencias
siguientes:
- \bullet
- 1n, 2n, para 3 grupos de n espiras.
- \bullet
- 1n, 1n, 2n, para 4 grupos de n espiras.
- \bullet
- 1n, 2n, 2n, para 5 grupos de n espiras.
- \bullet
- 1n, 3n, 2n, para 6 grupos de n espiras.
- \bullet
- 1n, 1n, 3n, 2n, para 7 grupos de n espiras.
- \bullet
- 1n, 3n, 2n, 2n, para 8 grupos de n espiras.
- \bullet
- 1n, 3n, 3n, 2n, para 9 grupos de n espiras. ...............
\vskip1.000000\baselineskip
Es decir, cada fase del arrollamiento de
regulación siempre tendrá un grupo inicial de 1n espiras y otro
final de 2n espiras. Si el número k de grupos de n espiras es
múltiplo de 3, las restantes espiras se agrupará n en
(k-3)/3 grupos de 3n espiras. Si el número k de
grupos de n espiras supera en una unidad a un múltiplo de 3, se
colocará un segundo grupo de 1n espiras y las restantes se agrupará
n en (k-4)/3 grupos de 3n espiras. Si el número k de
grupos de n espiras supera en dos unidades a un múltiplo de 3, se
colocará un penúltimo grupo de 2n espiras antes del último, y las
restantes se agrupará n en (k-5)/3 grupos de 3n
espiras.
Por tanto, las agrupaciones habrá n de hacerse
en la secuencia 1n, 3n, 3n, ..., 3n, 2n, para el caso de un
número de grupos de n espiras múltiplo de 3, o bien 1n, 1n, 3n,
..., 3n, 2n; y 1n, 3n, ..., 3n, 2n, 2n para los casos intermedios
entre dichos múltiplos.
Los esquemas correspondientes a cada una de las
agrupaciones se indican en los tres gráficos de la figura 4. En
ellos puede observarse que, según se abran o cierren los
interruptores estáticos, puede conseguirse añadir o detraer bobinas
en grupos de n espiras, dentro de un rango que va desde cero hasta
la suma total de espiras del arrollamiento de regulación, en
escalones regulares. Además para cada valor de tensión de salida
sólo han de cerrarse dos de los interruptores, estando todos los
demás abiertos, lo que implica que sólo habrá dos interruptores en
serie simultáneamente en cada caso. También puede observarse que se
hacen innecesarias dos tomas por cada grupo de 3n espiras y una
toma por cada grupo de 2n espiras.
La invención puede dividirse en dos sistemas
básicos, según se aplique a transformadores AT/MT o a
transformadores MT/BT.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención sustituye el modelo de
conmutador estático de tomas de 8 interruptores por otro que
realiza la misma función pero empleando sólo 7 interruptores, sin
más que reagrupar los devanados auxiliares de manera diferente,
como se indica a continuación:
La configuración habitual simplificada de un
transformador de distribución MT/BT se indica en la figura 5. En
ella se observa una de las tres fases del devanado de MT que se
compone de una bobina principal dividida en dos partes (3) y (3'),
cada una de NP/2 espiras, a cada una de las cuales se conectan dos
bobinas auxiliares (4), (5), (6), (7), cada una de N espiras. Los
puntos de unión (8), (9), (10), (11), (12), (13), son accesibles
mediante bornes soldados al efecto (tomas). En la configuración
actual dichos bornes pueden a su vez conectarse o desconectarse
mediante un conjunto de conexiones mecánicas, (14), que se accionan
manualmente a través de un mecanismo cuyo mando se encuentra
situado en la tapa de la cuba del transformador, y que responden al
esquema de conexiones de la figura. De esa manera, cerrando y
abriendo las conexiones, se van añadiendo las bobinas auxiliares a
las bobinas principales, cambiándose la relación de transformación
y con ello la tensión de salida del transformador, consiguiéndose 5
tensiones diferentes de salida para una misma tensión de entrada, o
bien una misma tensión de salida para 5 valores diferentes de la
tensión de entrada.
En la figura 6 se utilizan 8 interruptores
(16),(17),..,(23) y se consiguen 9 relaciones de transformación
diferentes y con ello 9 tensiones diferentes de salida sin cambiar
la estructura ni el número de las bobinas existentes actualmente en
los transformadores MT/BT. Sí se hace necesario separar las bobinas
auxiliares de las principales para adoptar la configuración del
esquema, lo que puede realizarse con una intervención mínima en los
transformadores ya existentes o de forma inmediata en los de
posterior fabricación. El incremento en el número de tensiones se
consigue porque el montaje permite la circulación de corriente
tanto en un sentido como en el contrario en cada bobina auxiliar,
según qué interruptores estén abiertos o cerrados, con lo que los
flujos generados pueden tanto sumarse como restarse, siendo esta
última posibilidad la que permite el incremento de valores de
tensión obtenibles, como se indica en la siguiente tabla:
De esta forma, el flujo generado se sumará o
restará al principal según sea la conexión, mientras que en los
montajes actuales sólo se suma, consiguiéndose así añadir cuatro
valores más a los 5 del montaje de la figura 5 sin cambios
significativos en la estructura habitual de los transformadores
actualmente en uso, como se indica en la tabla anterior.
Sin embargo, la presente invención propone una
configuración aún más económica que consigue igualmente 9
relaciones de transformación diferentes y con ello 9 tensiones de
salida, pero usando sólo 7 interruptores en vez de 8, con una
variación simple del esquema, como se observa en la figura 7, y en
los datos de la tabla siguiente:
Como puede observarse de la tabla y la figura 7,
mediante el accionamiento simultáneo de dos de los interruptores se
consigue que la corriente pueda tomar hasta nueve recorridos
posibles a través del devanado de media tensión; un primer
recorrido que evita los devanados auxiliares, cerrando los
interruptores (16) y (17), cuatro recorridos distintos que
atraviesan los devanados auxiliares en un sentido "positivo",
cerrando cada vez las parejas de interruptores ((16), (19)), ((16),
(20)), ((18), (22)), ((16), (22)), y cuatro recorridos que
atraviesan los devanados auxiliares en un sentido "negativo",
cerrando cada vez las parejas de interruptores ((17), (21)), ((19),
(21)), ((20), (21)), ((17), (18)), generándose nueve niveles de
tensión posibles a la salida del transformador.
Este último caso mejora significativamente la
solución de 8 interruptores estáticos propuesta hasta ahora, tanto
en viabilidad técnica como económica, pues el número de
interruptores estáticos es determinante, tanto por su coste, como
por el espacio que ocupan en el transformador y la necesidad de
control y refrigeración de los elementos de electrónica de potencia
empleados.
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Este tipo de regulación en carga utiliza un
conmutador de tomas en carga que va añadiendo o detrayendo paquetes
de n espiras, para regular la tensión de salida en escalones
iguales, según se indica en la figura 1. En la figura 8 se muestra
una configuración propuesta en esta patente. El arrollamiento
principal está indicado con la letra P, y puede observarse la
agrupación de tomas y disposición de los interruptores estáticos
del arrollamiento de regulación que propone la presente invención
para conseguir de forma óptima la regulación de tensiones con una
ampliación al doble del rango de regulación, al permitir la
polarización de las bobinas en ambos sentidos, de forma análoga al
método indicado en la aplicación a los transformadores MT/BT.
Además se disminuye sensiblemente el número de tomas necesarias en
el devanado de regulación.
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En este tipo de regulación, representado en la
figura 3, el arrollamiento con tomas se conecta al principal a
través de un conmutador que permite a su vez añadir o no un segundo
arrollamiento auxiliar (arrollamiento basto, indicado con la letra
B) con sólo dos tomas y con un número de espiras igual al total del
arrollamiento con tomas. En la figura 9 (I) se muestra la
configuración propuesta en esta patente capaz de realizar las
mismas funciones que la indicada en la figura 3, sin hacer cambios
en la estructura original de los devanados, con disminución del
número de tomas y eliminación del preselector (cbf). En la figura 9
(II) se indica la propuesta en esta invención que permite añadir un
50% más de escalones de tensión, al permitir invertir la
polarización del arrollamiento con tomas, agrupando éstas según la
disposición óptima ya indicada. Además se disminuye sensiblemente el
número de tomas necesarias sin cambiar la estructura de los
devanados, como en el caso anterior. También, si fuera posible
separar el arrollamiento basto del principal, se podrían aumentar
los escalones hasta un 100%, usando dos interruptores más que
permitan también polarizar inversamente el arrollamiento basto,
como se indica en la figura 9 (III).
\vskip1.000000\baselineskip
En este caso, el arrollamiento con tomas se
conecta al principal mediante un conmutador de manera que la
corriente puede polarizar los devanados auxiliares en ambos
sentidos, con lo que la tensión de cada escalen puede sumarse o
restarse a la del devanado principal, como se indica en la figura 2.
En la figura 8 se indica la configuración propuesta en esta patente
para este tipo de regulador, en la que también se disminuye el
número de tomas de regulación y se elimina el conmutador
correspondiente al preselector positivo-negativo
(cpn).
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A partir del esquema indicado en la figura 7
correspondiente a una fase del devanado de media tensión de un
transformador MT/BT, y considerando una relación de tensiones
típica de 20.000/400 V en condiciones nominales, se muestran
seguidamente los diferentes valores de tensiones de salida que
pueden obtenerse según el estado de los interruptores, suponiendo
una alimentación fija a 20.000 V.
Como puede observarse, la regulación de la
tensión de salida es mucho más amplia, permitiendo adaptarse a un
rango mayor de variaciones en la tensión de entrada o de caí das de
tensión, y además hacerlo automáticamente sin interrupción del
suministro.
Si consideramos el esquema de la figura 8 y se
aplica a un transformador 66/20 kV, cuyo arrollamiento de
regulación tiene 12 escalones de n espiras, como se indica en la
figura 10, cada uno de los cuales corresponde a un 1% de la tensión
nominal, se podrían obtener valores de salida desde 17600 V hasta
22400 V, en escalones de 200 V, de forma similar a la indicada en el
ejemplo anterior del transformador MT/BT.
Así, para conseguir la relación de tensiones
nominal, bastará cerrar los interruptores 9a y 9b, manteniendo
abiertos los demás. Para añadir 7n espiras habrán de cerrarse los
interruptores 9a y 9h. Para detraer 5n espiras (añadir 5n espiras
polarizadas inversamente) habrán de cerrarse los interruptores 9k y
9h. De forma análoga habrá de procederse con todos los demás
valores:
\newpage
Si se considera el esquema de la figura 9 (II) y
se aplica a un transformador 66/20 kV, cuyo arrollamiento de
regulación "fino" tiene 12 escalones de n espiras, como se
indica en la figura 11, cada uno de los cuales corresponde a un 1%
de la tensión nominal Un, y un arrollamiento de regulación
"basto", indicado en la figura con la letra B, de 12n espiras,
se podrían obtener valores de salida desde 15200 V hasta 22400 V en
escalones de 200 V, de forma similar a la indicada en el ejemplo
anterior del transformador MT/BT.
Así, para conseguir la relación de tensiones
nominal, bastará cerrar los interruptores 11a, 11b y 11m,
manteniendo abiertos los demás. Para añadir 7n espiras habrán de
cerrarse los interruptores 11a, 11h y 11m. Para detraer 5n espiras
(añadir 5n espiras polarizadas inversamente) habrán de cerrarse los
interruptores 11k, 11h y 11m. Para detraer 15n espiras habrán de
cerrarse por ejemplo los interruptores 1le, 11d y 11q. De forma
análoga habrá de procederse con todos los demás valores:
Procediendo de la manera indicada en la tabla
puede conseguirse el rango de tensiones indicado en el ejemplo.
De forma análoga se procedería con las otras dos
configuraciones posibles aplicables a transformadores con
preselector basto-fino indicadas en la figura 9 (I)
y 9 (III).
Claims (7)
1. Dispositivo cambiador de tomas para
transformadores de media/baja tensión, caracterizado por
estar constituido por un devanado principal dividido en dos partes
iguales (3), (3') y por una serie de devanados auxiliares (4), (5),
(6) y (7), que incorporan a las tomas de dichos devanados auxiliares
de regulación (16), (17), (18), (19), (20), (21) y (22), siete
interruptores electrónicos estáticos basados en electrónica de
potencia, de manera que seis de los siete interruptores
electrónicos (16), (17), (18), (19), (21) y (22) están distribuidos
de manera que tres de ellos (16), (18) y (21) conectan cada uno una
mitad del devanado principal (3) con una toma intermedia de los
devanados auxiliares (8), (9) y (13), y cada uno de los otros tres
(17), (19) y (22) conectan una de dichas tomas con la otra mitad
del devanado principal (3'); el séptimo interruptor (20) se conecta
entre la toma intermedia (10-11) y la segunda mitad
del devanado principal (3'), de tal manera que mediante el
accionamiento simultaneo de dos de los citados interruptores se
consiguen nueve recorridos posibles de la corriente a través del
devanado de media tensión; un primer recorrido que evita los
devanados auxiliares, cuatro recorridos distintos que atraviesan los
devanados auxiliares en un sentido "positivo" y cuatro
recorridos que atraviesan los devanados auxiliares en un sentido
"negativo", generándose nueve niveles de tensión posibles a la
salida del transformador.
2. Dispositivo cambiador de tomas para
transformadores de alta/media tensión según reivindicación 1ª
caracterizado porque el devanado de regulación está formado
por un número k de bobinas auxiliares múltiplo de tres,
capaz de sustituir al regulador electromecánico sin necesidad de
alterar la configuración de los devanados del transformador,
minimizando el número de interruptores estáticos (I) y de tomas de
regulación (t) utilizadas.
3. Dispositivo cambiador de tomas para
transformadores de alta/media tensión según reivindicaciones
anteriores, caracterizado por emplear interruptores
electrónicos distribuidos paralelamente dos a dos sobre las tomas,
agrupando para ello las bobinas auxiliares, cada una de n
espiras, en un primer grupo de n espiras, en serie con
(k-3)/3 grupos de 3n espiras y en serie con un
último grupo de 2n espiras, utilizándose sólo las tomas de
regulación existentes entre cada uno de estos grupos, a las que se
conectan los interruptores estáticos.
4. Dispositivo cambiador de tomas para
transformadores de alta/media tensión según reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque el devanado de regulación
esté formado por un número k de bobinas auxiliares múltiplo
de tres más uno, capaz de sustituir al regulador electromecánico sin
necesidad de alterar la configuración de los devanados del
transformador, minimizando el número de interruptores estáticos (I)
y de tomas de regulación (t) utilizadas.
5. Dispositivo cambiador de tomas para
transformadores de alta/media tensión que sustituye al cambiador de
tomas electromecánico de los transformadores dotados de regulador
con preselector basto-fino por otro que emplea
interruptores estáticos basados en electrónica de potencia, según
alguna de las configuraciones descritas en las reivindicaciones
anteriores para el devanado fino de regulación caracterizado
porque no altera su estructura original ni la del devanado
principal (P), no realiza regulación en el devanado basto (B),
eliminando la necesidad del preselector (I) y permitiendo el mismo
número de tensiones distintas que el regulador electromecánico al
que sustituye.
6. Dispositivo cambiador de tomas para
transformadores de alta/media tensión, que sustituye al cambiador
de tomas electromecánico de los transformadores dotados de
regulador con preselector basto-fino por otro que
emplea interruptores estáticos basados en electrónica de potencia,
según alguna de las configuraciones descritas en las
reivindicaciones anteriores para el devanado fino de regulación
caracterizado porque no altera su estructura original ni la
del devanado principal (P), permitiendo mediante dos interruptores
la circulación o no de la corriente por el devanado basto (B),
incrementando el número de tensiones distintas de salida posibles
en un 50% respecto del regulador electromecánico al que sustituye,
eliminando la necesidad del preselector.
7. Dispositivo cambiador de tomas para
transformadores de alta/media tensión que sustituye al cambiador de
tomas electromecánico de los transformadores dotados de regulador
con preselector basto-fino por otro que emplea
interruptores estáticos basados en electrónica de potencia según
alguna de las configuraciones descritas en las reivindicaciones
anteriores para el devanado fino de regulación,
caracterizado porque sin alterar su estructura original ni
la del devanado principal (P) y mediante el uso de 4 interruptores
estáticos y la separación física del devanado basto B del devanado
principal P permite la circulación de la corriente por el devanado
basto en ambos sentidos, incrementando el número de tensiones
distintas de salida posibles en un 100% respecto del regulador
electromecánico al que sustituye, eliminando la necesidad del
preselector.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| ES200601342A ES2318961B1 (es) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | Cambiador de tomas estatico optimizado para transformadores de alta/media tension (at/mt) y media/baja tension (mt/bt). |
| PCT/ES2007/000287 WO2007135209A1 (es) | 2006-05-19 | 2007-05-17 | Cambiador de tomas estático optimizado para tranformadores de alta tensión / media tensión (at/mt) y media tensión / baja tensión (mt/bt) |
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| ES200601342A ES2318961B1 (es) | 2006-05-19 | 2006-05-19 | Cambiador de tomas estatico optimizado para transformadores de alta/media tension (at/mt) y media/baja tension (mt/bt). |
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|---|---|---|---|
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| EP2815411B1 (de) | 2012-02-13 | 2017-05-31 | Maschinenfabrik Reinhausen GmbH | Transformator mit stufenschalteinrichtung |
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- 2007-05-17 WO PCT/ES2007/000287 patent/WO2007135209A1/es active Application Filing
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| Publication number | Publication date |
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