ES2576352T3 - Procedimiento para el control de un interruptor de contactos escalonados - Google Patents

Abstract

Procedimiento para el control de un interruptor de contactos escalonados, en el que un momento de torsión en un motor de accionamiento se detecta durante el accionamiento del interruptor de contactos escalonados, teniendo lugar al mismo tiempo una detección de la posición de la posición actual respectiva del interruptor de contactos escalonados, teniendo lugar después un almacenamiento de los valores de la evolución del momento de torsión determinados a lo largo del tiempo, teniendo lugar a continuación una sincronización mediante un impulso de sincronización y la evolución del momento de torsión se descompone en intervalos de tiempo típicos, en los que se realiza una comparación separada del valor nominal con el valor actual, caracterizado por que se determina de forma continua una corriente I que aparece en un conmutador de toma de carga, por que, a continuación, se determina, asimismo de forma continua, el valor eficaz Ieff de la corriente I en el conmutador de toma de carga por que, a continuación, se diferencia el correspondiente valor eficaz Ieff de la corriente en el conmutador de toma de carga, de tal manera que resulta**Fórmula** por que, de nuevo, a continuación, se determina el máximo del total de la evolución**Fórmula** y se asocia al correspondiente momento t2 en el que aparece y se evalúa el momento t2 de la aparición del máximo del total como momento del salto del conmutador de carga tLU para utilizar éste como momento de sincronización para el impulso de sincronización.

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DESCRIPCION

Procedimiento para el control de un interruptor de contactos escalonados

La invention se refiere a un procedimiento para el control de un interruptor de contactos escalonados, que sirve para la conmutacion ininterrumpida entre tomas de un transformador con tomas.

Interruptores de contactos escalonados tienen aplicacion en gran numero desde hace muchos anos, a escala mundial, en la conmutacion ininterrumpida entre diferentes tomas de derivation de transformadores con tomas. Tales interruptores de contactos escalonados en el sentido de la presente invencion constan de un selector para la selection sin potencia de la respectiva toma de derivacion del transformador con tomas a la que debe conmutarse y un conmutador de toma de carga para la conmutacion propiamente dicha de la toma de derivacion conectada a la nueva toma previamente seleccionada. La conmutacion brusca, tambien llamada salto del conmutador de toma de carga, tiene lugar, por lo general, con ayuda de un acumulador de energla, con cuya liberation se gira rapidamente un arbol de embrague. El conmutador de toma de carga presenta, ademas, habitualmente contactos de conmutacion y contactos de resistencia. Los contactos de conmutacion sirven, ademas, para la union directa de la correspondiente toma de derivacion con la derivacion de resistencia de carga, los contactos de resistencia para una breve conexion, es decir, el puenteo por medio de una o mas resistencias de paso.

Un procedimiento de este tipo es conocido por el documento DE 197 44 465 C1 o el documento DE 10 2010 033 195 B3, que forma la clausula precaracterizante de la revindication 1 de la presente invencion. En este procedimiento conocido, se detecta el momento de torsion en el motor de accionamiento durante el accionamiento del interruptor de contactos escalonados, al mismo tiempo tiene lugar una detection de la position de las posiciones respectivas actuales del interruptor de contactos escalonados. A continuation tiene lugar un almacenamiento de los valores de la evolution del momento de torsion determinados a lo largo del tiempo, descomponiendo la evolution del momento de torsion en intervalos de tiempo tlpicos en los que se realiza, en cada caso, una comparacion separada entre el valor nominal y el valor real.

En el procedimiento conocido tiene lugar, por lo tanto, una asignacion de los correspondientes momentos de torsion a lo largo del tiempo que, por otra parte, se corresponde con el angulo de giro recorrido en la conmutacion de carga.

A continuacion tiene lugar una sincronizacion por medio de un impulso de sincronizacion, el cual es generado al alcanzar un estado caracterlstico en la conmutacion del conmutador de carga en un momento determinado, definido. Con ayuda de la sincronizacion se normaliza la evolucion del momento de torsion y, a continuacion, se subdivide en intervalos de tiempo tlpicos, las ventanas de control, que corresponden a determinadas partes especlficas del interruptor de la secuencia de conmutacion. A continuacion tiene lugar una comparacion de los valores del momento de torsion de las distintas ventanas de control, con valores nominales caracterlsticos almacenados de antemano. Esta division de la evolucion del momento de torsion en ventanas individuales ya es objeto del documento DE 197 44 465 C1 mencionado. Para la sincronizacion descrita y, con ello, la generacion del impulso de sincronizacion, se utiliza en el procedimiento conocido expuesto, preferiblemente el momento de liberacion del acumulador de energla, que por su parte, de nuevo, libera el movimiento brusco del conmutador de toma de carga. Esta liberacion del acumulador de energla, as! como el subsiguiente salto del conmutador de toma de carga, representan un resultado tlpico, que se desarrolla rapidamente y, con ello, facilmente detectable y asociado a un momento breve en cada accionamiento del interruptor de contactos escalonados.

En el procedimiento conocido para el control de un interruptor de contactos escalonados por medio de la "tecnica de la ventana" es imprescindible, por lo tanto, determinar de la forma mas exacta posible el momento de liberacion del acumulador de energla y, con ello, el salto del conmutador de toma de carga para poder deducir de ello la sincronizacion explicada. Para ello sirve, por lo general, un control de la conmutacion conocida en el interruptor de contactos escalonados o en el accionamiento por motor asociado. Sin embargo, si falla este control de la conmutacion, ya no es posible una sincronizacion. Ademas, hay numerosos interruptores escalonados que, de fabrica, no disponen de un control de la conmutacion.

Sin embargo, una sincronizacion deficiente conduce a que, condicionado por fluctuaciones de temperatura, diferentes momentos de liberacion independientes del sentido de giro del tren de engranajes entre el accionamiento por motor y el interruptor de contactos escalonados y otras influencias externas, puede llegar a calculos erroneos del momento de torsion, referidos al momento respectivo, o bien, a la ventana correspondiente y, como consecuencia de ello, puede llevar a avisos de advertencia falsos o no justificados o, incluso, a desconectar el accionamiento por motor sin error real del interruptor de contactos escalonados.

A partir del documento DE 10 2010 033 195 B3 tambien es conocido un procedimiento que determina el salto del conmutador de toma de carga mediante un momento de torsion diferenciado en una ventana de evaluation delimitada. En este caso, se diferencia la evolucion del momento de torsion detectada en una conmutacion, a continuacion se determina el mlnimo de la evolucion del momento de torsion diferenciado y se valora el momento del

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mlnimo determinado de esta manera como momento del salto del conmutador de toma de carga, que con esto genera el impulso de sincronizacion.

Este proceso perfeccionado tiene, sin embargo, diferentes desventajas. En el caso de algunos interruptores de contactos escalonados la ventana temporal (demasiado corta) no es suficiente desde el salto del conmutador de toma de carga hasta el estado de parada del accionamiento por motor, de manera que la posicion del salto del conmutador de toma de carga no puede ser detectada con certeza. Adicionalmente, hay que tener en cuenta que, tensiones de alimentacion del accionamiento por motor, fuertemente afectadas por ondas armonicas, conducen a una evolucion del momento de torsion disipada, por lo cual no estan descartadas interpretaciones erroneas de la diferenciacion de la evolucion del momento de torsion y, con ello, posiciones del salto del conmutador de toma de carga determinadas que se desvlan. De ello resulta una dispersion considerable que impide una sincronizacion fiable.

La mision de la invencion es indicar un procedimiento perfeccionado para el control de un interruptor de contactos escalonados, que permita de manera sencilla y fiable determinar el momento de liberacion del acumulador de energla y, con ello, del salto del conmutador de toma de carga y, con ello, una sincronizacion fiable.

Este problema se resuelve mediante un procedimiento para el control de un interruptor de contactos escalonados con las caracterlsticas de la primera reivindicacion. Las reivindicaciones subordinadas se refieren a perfeccionamientos de la invencion particularmente ventajosos.

La idea general de la invencion consiste en utilizar la modificacion de la corriente de carga, es decir, de la corriente en el interruptor de contactos escalonados durante una conmutacion de carga, para la determinacion de un impulso de sincronizacion. Dentro de una conmutacion de carga se modifica la corriente del interruptor de contactos escalonados, condicionado por el breve contacto electrico en las dos tomas de derivacion contiguas del transformador y de la subsiguiente conmutacion realizada a la nueva toma de derivacion, es decir, el siguiente escalon. De acuerdo con la invencion, esta modificacion de la corriente se realiza mediante una generacion deslizante del valor eficaz y una subsiguiente diferenciacion del valor eficaz. A continuacion, se determina el valor maximo del valor eficaz diferenciado de la corriente; el momento de su aparicion, es decir, del valor maximo, se asocia al momento del salto del conmutador de toma de carga, por lo tanto al momento de liberacion del acumulador de energla, y se toma como momento de sincronizacion para el impulso de sincronizacion, con el fin de lograr con ello una normalization del proceso de control sobre el suceso caracterlstico definido de antemano, es decir, el salto del conmutador de toma de carga durante la conmutacion del interruptor de contactos escalonados. Al haber definido de acuerdo la invencion el salto del conmutador de toma de carga como momento de sincronizacion, a continuacion, conociendo su momento de liberacion segun la denominada tecnica de la ventana, que se describe en detalle en el documento DE 197 46 574 C1, se puede determinar la situation de las ventanas individuales y, con ello, alcanzar conclusiones sobre la funcion de los distintos subgrupos constructivos del interruptor de contactos escalonados, tales como preselector o bien inversor, selector de precision o conmutador de toma de carga, que son accionados con cada conmutacion de carga en una secuencia determinada uno detras de otro.

Es particularmente ventajoso para compensar posibles interrupciones de la corriente y evitar sincronizaciones erroneas, adicionalmente tener en cuenta la corriente antes y despues del maximo determinado del valor eficaz diferenciado. En el caso de que no se pueda diferenciar la corriente antes y despues de la conmutacion de carga detectada, no ha tenido lugar una conmutacion de carga, mas bien, se trata de una interruption de la corriente. En este caso, el valor detectado se rechaza y no se utiliza para la sincronizacion.

Ademas, puede ser ventajoso para de esta manera evitar una detection erronea, que la corriente solo se controle en una ventana de evaluation temporal estrecha y se diferencie su valor eficaz, en el que se espera el salto del conmutador de toma de carga en el caso de un correcto regimen del interruptor de contactos escalonados,.

Es particularmente ventajoso en la invencion que a partir del registro continuo de la corriente se pueda determinar una conmutacion de carga con el transformador conectado, directamente a partir de la corriente variable en una conmutacion y, por lo tanto, independientemente de influencias mecanicas. Tambien es ventajoso que, tambien en el caso de un accionamiento manual del interruptor de contactos escalonados, es decir, en caso de accionamiento del manubrio sin accionamiento por motor movido electricamente, se pueda aplicar el procedimiento de acuerdo con la invencion. Esto no es posible en el estado de la tecnica.

A continuacion se ha de explicar mas en detalle, a modo de ejemplo, por medio de dibujos el procedimiento de acuerdo con la invencion para el control de un interruptor de contactos escalonados.

Muestran:

La Figura 1: El diagrama de operaciones esquematico de un procedimiento de acuerdo con la invencion

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La Figura 2: El tlpico recorrido de la corriente, as! como los correspondientes recorridos despues de la diferenciacion conforme al procedimiento de acuerdo con la invencion en una conmutacion de carga del interruptor de contactos escalonados

La Figura 3: Un perfeccionamiento ventajoso del procedimiento de acuerdo con la invencion representado en la Figural.

En la siguiente descripcion del procedimiento para el control de un interruptor de contactos escalonados se explican esencialmente los pasos del procedimiento de acuerdo con la invencion para la determinacion del momento de liberacion del acumulador de energla. Ciertamente se citan los pasos restantes del procedimiento, sin embargo, se presuponen como conocidos para el especialista aqul implicado, debido a que ya fueron explicados en detalle en los documentos de patente alemanes DE 197 46 574 C1, DE 197 44 465 C1 as! como DE 10 2010 033 195 B3 pertenecientes asimismo a la solicitante.

En la Figura 1 se representa esquematicamente el procedimiento de acuerdo con la invencion. En el caso del accionamiento del interruptor de contactos escalonados, es decir, la introduccion de una conmutacion de una toma de derivacion a otra contigua, se determina primeramente una corriente I que aparece en un conmutador de toma de carga del interruptor de contactos escalonados. Para ello estan disponibles diferentes medios en el estado de la tecnica.

A continuation, de una manera conocida, se realiza la detection de la position del interruptor de contactos escalonados, es decir, su posicion relativa a lo largo del tiempo t durante la conmutacion completa. De ello se puede deducir, en que posicion actual se encuentran precisamente los subgrupos constructivos individuales, tales como preselector, selector y conmutador de toma de carga, dentro de la secuencia de conmutacion a recorrer en total. Esta deteccion de la posicion se lleva a cabo de manera especialmente ventajosa por medio de un dispositivo de resolution que permite una deteccion continua. Ademas, durante el accionamiento se detecta el momento de torsion de un motor de accionamiento correspondiente al interruptor de contactos escalonados. Esto se puede determinar de una manera particularmente simple, por ejemplo, al detectar el valor eficaz de la corriente y la tension del motor de accionamiento asociado al interruptor de contactos escalonados, para a partir de ello determinar de una manera en si conocida la potencia real, para, a partir de ello, de nuevo calcular el momento de torsion correspondiente. A continuacion, tiene lugar un almacenamiento de los valores determinados de la corriente I a lo largo del tiempo t en el conmutador de toma de carga.

A continuacion, de nuevo, tiene lugar, de acuerdo con la invencion, una generation del valor eficaz leff de la corriente I en el conmutador de toma de carga. Esto se realiza de forma continua.

A continuacion, se diferencia el correspondiente valor eficaz leff de la corriente en el conmutador de toma de carga;

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de esto resulta ~dT. A continuacion, de nuevo, se busca el maximo o bien el minimo del valor diferenciado TiT y se asigna al momento correspondiente t2 en el que aparece. La justification de esto es que, dependiendo de si un recorrido de la corriente ascendente o descendente esta ligado al salto del conmutador de toma de carga, resulta un maximo o un minimo en el recorrido diferenciado. En otras palabras: se detecta un maximo (sin signo) del total. Ese momento de aparicion del maximo o bien del minimo t2 se define como momento del salto del conmutador de toma de carga t_u, por lo tanto, el momento de liberacion del acumulador de energia. De este modo se determina un momento de sincronizacion inequivoco. Se realiza la sincronizacion.

Inmediatamente despues tiene lugar - despues de una sincronizacion exitosa - de manera conocida, la descomposicion de la evolution del momento de torsion del motor de accionamiento en intervalos de tiempo tipicos, es decir, "ventanas". En este caso, cada una de las ventanas corresponde a una parte caracteristica de la secuencia de conmutacion que discurre en cada caso. Este tipo de ventanas comprenden, p. ej., el periodo de accionamiento del preselector, del selector de precision o tambien del conmutador de toma de carga. En este caso, cada una de las ventanas esta delimitada por dos momentos caracteristicos, que establecen cronologicamente el comienzo y el fin de la ventana: to - t1, t1,..., tsyn - tn. Cada una de estas ventanas se compara con valores nominales caracteristicos almacenados de antemano. Mediante el metodo de comparacion selectivo, no solo se detecta una desviacion de los valores reales con los valores nominales del momento de torsion y, con ello, un error, sino que con ello tambien se puede asociar un error que aparece en un grupo constructivo determinado que lo haya causado y, con ello, alcanzar conclusiones acerca de la funcion de los grupos constructivos individuales del interruptor de contactos escalonados, tales como preselector o bien inversor, selector de precision o conmutador de toma de carga, que son accionados con cada conmutacion de carga en un secuencia determinada uno detras de otro.

La Figura 2 muestra, en representation esquematica, los correspondientes recorridos durante una conmutacion. Primero se muestra la correspondiente corriente I en el conmutador de toma de carga, ademas, su valor limite superior lg. Esta corriente I, ademas, se somete a una generacion del valor eficaz; el valor eficaz Ieff respectivo esta representado engrosado. En un momento t1 se acciona el conmutador de toma de carga LU, comienza la conmutacion de carga propiamente dicha. Despues de un determinado lapso de tiempo, comienza entonces la

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conmutacion electrica propiamente dicha entre las tomas de derivacion. Tiene lugar, como ya se ha explicado, una

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diferenciacion del valor eficaz ~dF. El maximo tambien esta representado engrosado, que se produce brevemente durante la conmutacion de carga.

El trasfondo de esto es que durante la conmutacion de carga propiamente dicha se eleva brevemente la corriente I en el interruptor de contactos escalonados y, con ello, tambien su valor eficaz leff, condicionado por el breve contacto electrico de los contactos del conmutador de toma de carga en dos tomas de derivacion, es decir, la toma anterior, as! como la toma nueva a la que se conmuta. Esto es habitual en todos los interruptores de contactos escalonados segun el principio del conmutador rapido de resistencia, conocido por el estado de la tecnica y por el experto en la materia. Ese aumento de la corriente rapido, breve, que, como se ha explicado, esta limitado por la

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funcion, conduce a un maximo del valor diferenciado ~dT. El momenta de aparicion del maximo de representado, se asocia a un momento t2 y, de acuerdo con la invention, se califica como momento del salto del conmutador de toma de carga ti_u, que es la base de la subsiguiente sincronizacion.

Se puede ver que, antes de la conmutacion de carga propiamente dicha, el valor eficaz de la corriente leff 1 es mayor o menor que el valor eficaz de la corriente leff 2 despues de la conmutacion de carga. El que sea mayor o menor depende de la direction en la que sea accionado el interruptor de contactos escalonados, es decir, si tiene lugar un aumento de la tension o una reduction de la tension.

Este efecto puede ser utilizado de manera util para un perfeccionamiento del procedimiento de acuerdo con la invencion que esta representado en la Figura 3. En este caso, entre los momentos senalados con a y b en la Figura 1 del desarrollo del procedimiento de acuerdo con la invencion, aun esta incluido el procedimiento parcial mostrado en la Figura 3. Con ello se compara el valor eficaz de la corriente Ieff1 antes del momento t2 con el valor eficaz de la corriente Ieff2 despues del momento t2. Si los dos valores eficaces Ieff1 y Ieff2 son claramente diferentes entre si, esto vale como indicio para una conmutacion de carga de acuerdo con la norma y el momento t2 determinado se acepta como momento del salto del conmutador de toma de carga tLU y sirve para la sincronizacion. Si este no es el caso, se supone que no ha tenido lugar conmutacion de carga alguna. Esto puede conducir a la conclusion de eventuales interrupciones de la corriente; en un caso como este no se realiza una sincronizacion, ya que el momento t2 que sirve de base es en un caso como este erroneo y no representa un momento de una conmutacion de carga.

En el marco de la invencion tambien es posible realizar el control de la corriente I unicamente en una ventana temporal de evaluation (especlfica para interruptores con contactos escalonados), de manera que - bajo funcion de acuerdo con la norma del interruptor con contactos escalonados - se espera el salto del conmutador de toma de carga.

A partir de la determination continua de la corriente I y de la subsiguiente generation del valor eficaz y diferenciacion de acuerdo con la invencion, se puede determinar con mucha exactitud, por consiguiente, el momento de una conmutacion de carga con el transformador conectado; ademas, este es independiente de influencias mecanicas.

Una ventaja adicional del procedimiento de acuerdo con la invencion consiste en que tambien es utilizable con un accionamiento de manubrio, es decir, sin accionamiento por motor movido electricamente.

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REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para el control de un interruptor de contactos escalonados,

en el que un momento de torsion en un motor de accionamiento se detecta durante el accionamiento del interruptor de contactos escalonados,

teniendo lugar al mismo tiempo una deteccion de la posicion de la posicion actual respectiva del interruptor de contactos escalonados,

teniendo lugar despues un almacenamiento de los valores de la evolucion del momento de torsion determinados a lo largo del tiempo,

teniendo lugar a continuacion una sincronizacion mediante un impulso de sincronizacion

y la evolucion del momento de torsion se descompone en intervalos de tiempo tlpicos, en los que se realiza una comparacion separada del valor nominal con el valor actual, caracterizado por que

se determina de forma continua una corriente I que aparece en un conmutador de toma de carga,

por que, a continuacion, se determina, asimismo de forma continua, el valor eficaz leff de la corriente I en el

conmutador de toma de carga

por que, a continuacion, se diferencia el correspondiente valor eficaz leff de la corriente en el conmutador de toma de carga, de tal manera que resulta

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por que, de nuevo, a continuacion, se determina el maximo del total de la evolucion

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y se asocia al correspondiente momento t2 en el que aparece y se evalua el momento t2 de la aparicion del maximo del total como momento del salto del conmutador de carga ti_u para utilizar este como momento de sincronizacion para el impulso de sincronizacion.

2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que despues de determinar el maximo de la evolucion

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diferenciada y de asociarlo al correspondiente momento t2 en el que aparece, se realiza otra comparacion del valor eficaz de la corriente leffl antes del momento t2 con el valor eficaz de la corriente Ieff2 despues del momento t2 y por que solo entonces t2 es aceptado como momento del salto del conmutador de carga ti_u y sirve para la sincronizacion, si los dos valores eficaces leffl y Ieff2 son claramente diferentes entre si.

3 Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la determination de la corriente I solo se realiza en una ventana temporal de evaluation especlfica para el interruptor de contactos escalonados en la que se espera el salto del conmutador de toma de carga.