ES2680487A1 - Regulador de tensión automático en carga - Google Patents
Regulador de tensión automático en carga Download PDFInfo
- Publication number
- ES2680487A1 ES2680487A1 ES201890042A ES201890042A ES2680487A1 ES 2680487 A1 ES2680487 A1 ES 2680487A1 ES 201890042 A ES201890042 A ES 201890042A ES 201890042 A ES201890042 A ES 201890042A ES 2680487 A1 ES2680487 A1 ES 2680487A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- box
- central control
- power
- control board
- regulator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
- G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
- G05F1/16—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices
- G05F1/20—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using tap transformers or tap changing inductors as final control devices combined with discharge tubes or semiconductor devices semiconductor devices only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/02—Casings
- H01F27/04—Leading of conductors or axles through casings, e.g. for tap-changing arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
- H01F29/02—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
- H01F29/04—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings having provision for tap-changing without interrupting the load current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P13/00—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output
- H02P13/06—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output by tap-changing; by rearranging interconnections of windings
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
Abstract
Regulador de tensión automático en carga, de estado sólido, que permite conmutar entre las distintas tomas de un transformador mediante dispositivos puramente electrónicos y eliminando todo tipo de partes móviles que comprende: una envolvente con una caja por cada fase, que comprende: una placa de potencia equipada con interruptores de estado sólido; una placa de control, que monitoriza y controla la placa de potencia y recibe/emite señales por fibra óptica de la placa de control central; fuente de alimentación de salida múltiple y elementos de protección, varistores, transformadores de tensión, careciendo cada caja de partes móviles.
Description
5
10
15
20
25
30
35
REGULADOR DE TENSIÓN AUTOMÁTICO EN CARGA
DESCRIPCIÓN
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se engloba en el campo de los reguladores de tensión en carga.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El control de tensión en las redes de distribución está ganando protagonismo en el contexto de las redes inteligentes, asociadas con la penetración de recursos energéticos renovables y/o distribuidos, así como con las infraestructuras necesarias para la implantación masiva de vehículos eléctricos. El mercado eléctrico demanda un aumento cualitativo y cuantitativo en la capacidad de control sobre el perfil de tensiones en la red de distribución.
Los transformadores de distribución están equipados de “cambiadores de tomas manuales”, que son reguladores de tensión que necesitan ser operados manualmente (por un operario físicamente situado frente al transformador) y sin carga, i.e., con la línea eléctrica cortada y el suministro a los clientes interrumpidos. Son dispositivos puramente mecánicos, a base de una manivela que acciona un mecanismo que transforma el movimiento giratorio en lineal, desplazando una pletina de contacto que conmuta dos contactos contiguos cerrando el circuito formado por el devanado de media tensión de cada fase. Suelen ser una fuente problemas y necesitan abundante mantenimiento.
Desde hace tiempo, se viene buscando una solución innovadora para poder equipar tanto los transformadores de distribución como los transformadores de parques eólicos y otros sistemas de generación distribuida con equipos de regulación de tensión que sean automáticos y que puedan operar en carga, i.e., que puedan regular la tensión sin que haya que interrumpir el suministro.
Muy pocos de estos equipos se han puesto en el mercado, y los únicos que se
conocen se basan en la utilización de un motor eléctrico para mover el mismo conjunto
2
5
10
15
20
25
30
35
de contactos móviles que en el caso manual/sin carga, combinado con un conjunto de interruptores eléctricos de vacío que permiten conmutar entre las distintas tomas del transformador, aun cuando haya tensión entre ellas y esté pasando corriente (es decir, que conmuten, como ya se ha dicho anteriormente, "en carga”). Este tipo de dispositivos se pueden calificar de “electromecánicos” y mantienen la existencia de partes móviles: un motor y un juego de contactos que se deslizan sobre una placa dentro del transformador.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención queda establecida y caracterizada en las reivindicaciones independientes, mientras que las reivindicaciones dependientes describen otras características de la misma.
El objeto de la invención es un regulador de tensión automático en carga, de estado sólido, que permite conmutar entre las distintas tomas de las bobinas de un transformador tanto de aislamiento dieléctrico liquido como seco mediante dispositivos puramente electrónicos, eliminando todo tipo de partes móviles. El problema técnico a resolver es configurar el regulador para alcanzar el objeto citado.
Las ventajas del regulador son:
- ausencia de partes móviles;
- modularidad: se trata de dispositivos “plug & play” en el que un elemento defectuoso puede intercambiarse por uno nuevo en cuestión de minutos, tal y como se ilustra en la composición del equipo por tres unidades monofásicas independientemente controlables;
- independencia de fases: la configuración preferente consiste en tres elementos independientes, uno por fase, que pueden regular cada fase de forma independiente (al igual que, por supuesto, pueden regular las tres fases de forma idéntica y simultánea);
- disponibilidad de regulación, monitorización y obtención de medidas eléctricas de forma local o remota;
- alta eficiencia y fiabilidad;
- alta compactación;
- alta integración en las redes inteligentes;
3
5
10
15
20
25
30
35
- bajo mantenimiento;
- posibilidad de mejorar las prestaciones a medida que la electrónica de potencia vaya mejorando los dispositivos comerciales disponibles.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de figuras, ilustrativas del ejemplo preferente, en este caso un transformador con aislamiento dieléctrico líquido, y nunca limitativas de la invención.
La figura 1 representa una vista en perspectiva del regulador con tres cajas pues en la configuración mostrada es trifásico.
La figura 2 representa una vista en perspectiva de una envolvente y de una caja para una fase.
La figura 3 representa una vista en perspectiva del interior de una caja con sus diferentes elementos electrónicos.
La figura 4 representa una cara de la placa de potencia.
La figura 5 representa la otra cara de la placa de potencia.
La figura 6 representa un esquema de la conexión del regulador con el control central. EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
A continuación, se muestra una realización de la invención con apoyo en las figuras para el caso de su uso en transformador con aislamiento dieléctrico líquido. No obstante, la realización es igualmente aplicable al caso de un transformador de los llamados "tipo seco”.
En las figuras 1 y 2 se muestra un regulador de tensión automático en carga, que comprende : una envolvente (1) receptora de conexión por cada fase conectada a las
tomas de regulación de cada una de las bobinas de media tensión del transformador,
4
5
10
15
20
25
30
35
en la que se aloja y conexiona una caja (2) por cada fase que contiene los elementos electrónicos de regulación y control, ambas envolvente (1) y caja (2) son estancas y realizadas en material plástico adecuado para operar bajo altas temperaturas, de hasta 95°C, ambientes ácidos, y con elevada rigidez dieléctrica, suficientemente elevada como para aislar un regulador de entre 24 y 36 kV.
La caja (2) está formada por los siguientes elementos, de acuerdo a las figuras 3 a 5:
a. una placa de potencia (2.1) equipada con interruptores de estado sólido (2.11) y su electrónica de funcionamiento asociada (2.12) que además opcionalmente comprende: resistencias de transición, drivers, elementos de protección y seguridad, además de conectores para señales de control y de potencia, disipador térmico adaptado a los componentes antes mencionados con sus correspondientes elementos de ventilación;
b. una placa de control (2.2), que se encarga de monitorizar y controlar la placa de potencia (2.1) así como la emisión/recepción de señales por fibra óptica (5) que interactúan con un control central (3), la placa de control (2.2) comprende opcionalmente los distintos componentes de adaptación de señales, microcontrolador, conectores de señales ópticas y sensores de control de temperatura, tensión e intensidad;
c. fuente de alimentación (2.3) de salida múltiple;
d. elementos de protección (2.4), varistores y transformadores de tensión; careciendo cada caja (2) de partes móviles.
Opcionalmente, los interruptores de estado sólido (2.11) pueden estar formados por tiristores, IGBTs, MOSFETs, ó JBTs.
En definitiva, los componentes aquí arriba descritos están configurados de manera que se alojan dentro de las cajas (2) para permitir empaquetar el mayor número de componentes en el menor espacio posible, respetando la integridad de las señales.
Opcionalmente, el cuadro de control central (3), Fig 6, comprende:
a. una placa de control central que monitoriza y controla cada una de las placas de control (2.2) de cada una de las fases mediante fibra óptica (5), formada por un microprocesador, por un microcontrolador de señales y la electrónica asociada a los mismos;
b. una unidad remota de comunicaciones (4) con entradas y salidas de conexión con la placa de control central, para monitorización, control, regulación y medida remota de la regulación automática de tensión en carga;
c. pantalla (“display”),
5 d. armario continente protector.
Claims (3)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. - Regulador de tensión automático en carga para transformadores tanto de tipo secocomo aislados en aceite o cualquier otro líquido dieléctrico, que comprende una envolvente (1), caracterizado por que en dicha envolvente (1) se aloja una caja (2) por cada fase, ambas envolvente (1) y caja (2) son estancas y en material plástico de rigidez dieléctrica suficientemente elevada como para aislar un regulador de entre 24 y 36 kV, adecuado para operar a temperaturas de hasta 95°C y ambientes ácidos, y la caja (2) comprende:a. una placa de potencia (2.1) equipada con interruptores de estado sólido (2.11) y su electrónica de funcionamiento asociada (2.12);b. una placa de control (2.2), que se encarga de monitorizar y controlar la placa de potencia, así como la emisión/recepción de señales por fibra óptica (5) que interactúan con un control central (3), dicho control central (3) a su vez comprende:i. una placa de control central que monitoriza y controla cada una de las placas de control (2.2) de cada una de las fases mediante fibra óptica (5), formada por un microprocesador, por un microcontrolador de señales y la electrónica asociada a los mismos;ii. una unidad remota de comunicaciones (4) con entradas y salidas de conexión con la placa de control central, para monitorización, control, regulación y medida remota de la regulación automática de tensión en carga;iii. pantalla;iv. armario continente protector;c. fuente de alimentación de salida múltiple;d. elementos de protección (2.4), varistores y transformadores de tensión; careciendo cada caja (2) de partes móviles.
- 2. - Regulador según la reivindicación 1 en el que los interruptores de estado sólido(2.11) son tiristores, IGBTs, MOSFETs, ó JBTs.
- 3. - Regulador según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2 en el que la placa depotencia (2.1) además comprende resistencias de transición y drivers de disparo de7los componentes que lo integran, elementos de protección y seguridad, además de conectores para señales de control y de potencia, disipador térmico adaptado a los componentes antes mencionados con sus correspondientes ventiladores.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/ES2015/070925 WO2017103296A1 (es) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | Regulador de tensión automático en carga |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2680487A1 true ES2680487A1 (es) | 2018-09-07 |
| ES2680487B1 ES2680487B1 (es) | 2019-06-19 |
Family
ID=59055983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201890042A Active ES2680487B1 (es) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | Regulador de tension automatico en carga |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2680487B1 (es) |
| WO (1) | WO2017103296A1 (es) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2597801A (en) * | 2020-08-07 | 2022-02-09 | Bristol Bluegreen Ltd | An apparatus for regulating the voltage delivered to a load |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2521250B2 (ja) * | 1984-10-24 | 1996-08-07 | 三菱電機株式会社 | 負荷時タツプ切換装置 |
| US5581173A (en) * | 1991-01-03 | 1996-12-03 | Beckwith Electric Co., Inc. | Microcontroller-based tap changer controller employing half-wave digitization of A.C. signals |
| ES2318961B1 (es) * | 2006-05-19 | 2010-02-04 | Universidad De Sevilla | Cambiador de tomas estatico optimizado para transformadores de alta/media tension (at/mt) y media/baja tension (mt/bt). |
| US8013702B2 (en) * | 2009-06-11 | 2011-09-06 | Abb Research Ltd. | Versatile distribution transformer |
| US20150243428A1 (en) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Varentec, Inc. | Methods and systems of field upgradeable transformers |
-
2015
- 2015-12-18 ES ES201890042A patent/ES2680487B1/es active Active
- 2015-12-18 WO PCT/ES2015/070925 patent/WO2017103296A1/es active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2680487B1 (es) | 2019-06-19 |
| WO2017103296A1 (es) | 2017-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101223687B1 (ko) | 접속반의 구조 | |
| ATE550822T1 (de) | Mittel oder hochspannungsenergieverteilungsschrank mit integrierter digitalen kommunikation und multifunktionsbaustein dazu | |
| KR100990736B1 (ko) | 보호 배전반의 상태를 감시하고 제어하는 보호 시스템 | |
| RU2014143007A (ru) | Многофазная система переключателя с соединением короткого замыкания | |
| CN204696516U (zh) | 一种智能型低压环网柜 | |
| ES2680487B1 (es) | Regulador de tension automatico en carga | |
| KR101905844B1 (ko) | 폭발 방지형 수배전반 | |
| KR101261496B1 (ko) | 피엠에이 방식을 이용한 지능형 접지 회로 | |
| CN203799946U (zh) | 三工位隔离开关及固体绝缘柜 | |
| CN208751732U (zh) | 一种高压设备温度监测系统 | |
| CN104538259A (zh) | 一种断路器就地操作把手应急遥控装置 | |
| CN203326376U (zh) | 一种安装紧凑的小型配电箱 | |
| CN204333634U (zh) | 一种新型交流低压配电柜 | |
| CN203951080U (zh) | 小型化移开式交流金属封闭开关柜 | |
| RU2719552C1 (ru) | Телеуправляемый разъединитель индикаторного типа | |
| CN203260920U (zh) | 散热除湿的高压开关柜 | |
| CN107611788B (zh) | 一种降温绝缘性开关柜 | |
| CN101989733B (zh) | 一种复合式高压组合电器 | |
| RU143536U1 (ru) | БЛОЧНОЕ КОМПЛЕКТНОЕ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ 6(10) кВ КУСТОВ СКВАЖИН НЕФТЯНЫХ (ГАЗОВЫХ) МЕСТОРОЖДЕНИЙ "БКРУ Аракуль" | |
| CN104091503A (zh) | 220kV开关非全相保护教学培训装置 | |
| CN204375672U (zh) | 一种断路器就地操作把手应急遥控装置 | |
| KR101748725B1 (ko) | 개폐장치 | |
| CN205049987U (zh) | 一种配电室风冷控制电路 | |
| RU88856U1 (ru) | УСТРОЙСТВО СЕКЦИОНИРОВАНИЯ ВОЗДУШНЫХ И КАБЕЛЬНЫХ ЛИНИЙ ДЛЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 35 кВ | |
| KR102000978B1 (ko) | 2단 폐쇄 배전반 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BA2A | Patent application published |
Ref document number: 2680487 Country of ref document: ES Kind code of ref document: A1 Effective date: 20180907 |
|
| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2680487 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20190619 |