ES2932840T3 - Aparato y sistema para la medición de temperatura para un transformador de tipo seco - Google Patents

Aparato y sistema para la medición de temperatura para un transformador de tipo seco Download PDF

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Abstract

Un aparato (210, 410) comprende un sensor de temperatura (220, 420) configurado para medir la temperatura de un transformador de tipo seco (100), y el sensor de temperatura (220, 420) está dispuesto sobre o cerca de un conductor (240) del transformador tipo seco (100) y está cubierto por una capa aislante (250) del conductor (240). el aparato (210, 410) comprende además un módulo de comunicación inalámbrico pasivo (230, 430) configurado para transmitir la temperatura medida a un lector (610). La temperatura del transformador de tipo seco (100) se puede medir con precisión, mejorando así la fiabilidad y seguridad del transformador de tipo seco (100). Por consiguiente, la medición de la temperatura para el transformador de tipo seco (100) puede funcionar adecuadamente de manera rentable y eficiente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato y sistema para la medición de temperatura para un transformador de tipo seco
Campo
Las realizaciones ejemplares dadas a conocer en la presente memoria generalmente se refieren a la medición de temperatura y, más particularmente, a un aparato y sistema de medición para medir la temperatura de un transformador de tipo seco.
Antecedentes
Un transformador es un dispositivo eléctrico que transfiere energía eléctrica entre dos o más circuitos a través de la inducción electromagnética, y el transformador generalmente se divide en un transformador de tipo aceite y un transformador de tipo seco (también conocido como transformador seco). El transformador de tipo aceite utiliza aceite de aislamiento como material de aislamiento, mientras que el transformador de tipo seco es aquel en el que el núcleo y las bobinas del transformador no están sumergidos en un líquido. Es decir, en el transformador de tipo seco, se utiliza aire como medio de enfriamiento en lugar de aceite.
En términos generales, el transformador de tipo seco se puede diseñar para operar a temperaturas más altas que el transformador de tipo aceite. Durante la operación del transformador de tipo seco, la temperatura del transformador de tipo seco puede aumentar hasta, por ejemplo, 180 °C. Así, es necesario monitorizar el estado de operación del transformador tipo seco para garantizar la seguridad y la calidad de la energía.
Tradicionalmente, se utiliza un par térmico cableado para medir la temperatura del transformador de tipo seco, lo cual es muy inconveniente. Además, las formas tradicionales no pueden obtener la temperatura precisa del transformador de tipo seco y es muy costoso medir la temperatura del transformador de tipo seco. Por consiguiente, las formas tradicionales de medir la temperatura del transformador de tipo seco son inexactas e ineficientes. Se hace referencia a este respecto a los documentos US6808669 B2 y CN201837467 U.
Compendio
Las realizaciones ejemplares dadas a conocer en la presente memoria proponen una solución para medir la temperatura del transformador de tipo seco utilizando un aparato de medición inalámbrico pasivo.
En un primer aspecto, las realizaciones ejemplares dadas a conocer en la presente memoria proporcionan un aparato de medición. El aparato de medición según la presente invención comprende un sensor de temperatura configurado para medir la temperatura de un transformador de tipo seco, en donde el sensor de temperatura está configurado para colocarse sobre o cerca de un conductor del transformador de tipo seco y para estar cubierto por una capa aislante del conductor. El aparato de medición según la presente invención comprende además un módulo pasivo de comunicación inalámbrica configurado para transmitir la temperatura medida a un lector.
Según la presente invención, la capa aislante se forma envolviendo un material aislante, preferiblemente una resina epoxi, sobre el conductor y el sensor de temperatura, y el conductor es uno de los siguientes:
un devanado de alta tensión (HV) del transformador de tipo seco, un devanado de baja tensión (LV) del transformador de tipo seco, un núcleo del transformador de tipo seco y un terminal de tomas del transformador de tipo seco.
Según la presente invención, el módulo pasivo de comunicación inalámbrica está conectado al sensor de temperatura mediante un cable, y una extremidad del cable sobresale de la capa aislante.
En algunas realizaciones, el sensor de temperatura está dispuesto en una parte superior del devanado HV o el devanado LV a lo largo del núcleo.
En algunas realizaciones, el módulo pasivo de comunicación inalámbrica está dispuesto sobre o dentro de un área de cúpula del devanado HV y, preferiblemente, cerca de un cambiador de tomas o un terminal de conexión de cables en el área de cúpula.
En algunas realizaciones, el módulo pasivo de comunicación inalámbrica está cubierto por una capa aislante del área de cúpula, o está dispuesto dentro de una ranura del área de cúpula, y una parte del cable está dispuesta en la ranura para conectar el módulo pasivo de comunicación inalámbrica y el sensor de temperatura.
En algunas realizaciones, el sensor de temperatura está conectado al conductor mediante una capa termoconductora dentro de la capa aislante.
En algunas realizaciones, el sensor de temperatura está empaquetado dentro del módulo pasivo de comunicación inalámbrica y un terminal del sensor de temperatura está expuesto fuera del módulo pasivo de comunicación inalámbrica. Además, la capa aislante se forma envolviendo un material aislante, preferiblemente una resina epoxi, sobre el conductor y el módulo pasivo de comunicación inalámbrica.
En algunas realizaciones, el aparato de medición está hecho de un material blando y está dispuesto sobre una superficie curvada del transformador de tipo seco, preferiblemente cubierto por una capa aislante de la superficie curvada.
En algunas realizaciones, el módulo pasivo de comunicación inalámbrica incluye una etiqueta de identificación por radiofrecuencia pasiva (RFID) o una etiqueta de onda acústica superficial (SAW).
En un segundo aspecto, las realizaciones ejemplares dadas a conocer en la presente memoria proporcionan un sistema para medir la temperatura de un transformador de tipo seco. El sistema comprende el aparato de medición del primer aspecto, el lector y el transformador de tipo seco.
En algunas realizaciones, el lector está dispuesto dentro del transformador de tipo seco, preferiblemente en un compartimiento de baja tensión (LV) del transformador de tipo seco.
En algunas realizaciones, el lector está configurado para proporcionar energía de radiofrecuencia inalámbrica para alimentar el aparato de medición mediante una o más antenas.
En algunas realizaciones, el sistema comprende además una o más antenas configuradas para recibir la temperatura medida desde el módulo pasivo de comunicación inalámbrica, y al menos una de las una o más antenas está dispuesta en medio del transformador de tipo seco para habilitar una comunicación inalámbrica entre la al menos una antena y el módulo pasivo de comunicación inalámbrica.
En algunas realizaciones, el sistema comprende además otro aparato de medición del primer aspecto dispuesto en una ubicación diferente del aparato de medición.
En algunas realizaciones, el sistema comprende además un controlador configurado para, en respuesta a que la temperatura medida esté por encima de un umbral predefinido, encender un dispositivo de enfriamiento para disminuir la temperatura del transformador de tipo seco.
En un tercer aspecto, las realizaciones ejemplares dadas a conocer en la presente memoria proporcionan el uso del aparato de medición del primer aspecto para medir la temperatura de un transformador de tipo seco.
En un cuarto aspecto, que no forma parte de la presente invención, las realizaciones ejemplares dadas a conocer en la presente memoria proporcionan un método para instalar un aparato de medición. El método comprende ensamblar el sensor de temperatura del aparato de medición del primer aspecto a una superficie de un conductor de un transformador de tipo seco y envolver un material aislante sobre el conductor y el sensor de temperatura de tal manera que el sensor de temperatura no sea desmontable.
En un quinto aspecto, que no forma parte de la presente invención, las realizaciones ejemplares dadas a conocer en la presente memoria proporcionan un método para separar un aparato de medición. El método comprende separar el módulo pasivo de comunicación inalámbrica del aparato de medición del primer aspecto de una ranura de un área de cúpula. El método comprende además ensamblar un nuevo módulo pasivo de comunicación inalámbrica en la ranura del área de cúpula y conectar el nuevo módulo pasivo de comunicación inalámbrica a un cable que está dispuesto en la ranura.
Según las realizaciones de la presente exposición, la temperatura del transformador de tipo seco se puede medir con precisión, mejorando por ello la fiabilidad y seguridad del transformador de tipo seco. Por consiguiente, la medición de temperatura para el transformador de tipo seco puede funcionar adecuadamente de una manera rentable y eficiente.
Breve descripción de los dibujos
A través de las siguientes descripciones detalladas con referencia a los dibujos adjuntos, los anteriores y otros objetivos, características y ventajas de las realizaciones ejemplares dadas a conocer en la presente memoria serán más comprensibles. En los dibujos, varias realizaciones ejemplares dadas a conocer en la presente memoria se ilustrarán a modo de ejemplo y de manera no limitativa, en donde:
La Fig. 1 ilustra un diagrama esquemático de un ejemplo de un transformador de tipo seco;
La Fig. 2 ilustra un diagrama esquemático de un entorno en el que se utiliza un aparato de medición para medir la temperatura de un transformador de tipo seco según las realizaciones de la presente invención;
La Fig. 3 ilustra un diagrama esquemático de otro entorno en el que se utiliza un aparato de medición para medir la temperatura de un transformador de tipo seco;
La Fig. 4 ilustra un diagrama esquemático de otro entorno en el que se utiliza un aparato de medición para medir la temperatura de un transformador de tipo seco según las realizaciones que no forman parte de la presente invención; La Fig. 5 ilustra un diagrama esquemático del transformador de tipo seco en el que se han montado los aparatos de medición; y
La Fig. 6 ilustra un diagrama de bloques de un sistema para medir la temperatura de un transformador de tipo seco. A lo largo de los dibujos, los números de referencia iguales o similares se refieren a elementos iguales o similares.
Descripción detallada
El objeto descrito en la presente memoria se dará a conocer ahora con referencia a varias realizaciones ejemplares. El término "comprende" o "incluye" y sus variantes se han de leer como términos abiertos que significan "incluye, pero no se limita a". El término "o" se ha de leer como "y/o" a menos que el contexto indique claramente lo contrario. El término "basándose en" se ha de leer como "basándose al menos en parte en". El término "estando configurado para" significa que una función, una acción, un movimiento o un estado que pueden lograrse mediante una operación inducida por un usuario o un mecanismo externo. El término "una realización" y "una realización" se han de leer como "al menos una realización". El término "otra realización" se ha de leer como "al menos otra realización". A menos que se especifique o se limite de otro modo, los términos "montado", "conectado", "soportado" y "acoplado" y variaciones de los mismos se utilizan ampliamente y abarcan montajes, conexiones, soportes y acoplamientos directos e indirectos. Además, "conectado" y "acoplado" no se limitan a conexiones o acoplamientos físicos o mecánicos. A continuación se pueden incluir otras definiciones, explícitas e implícitas.
Tradicionalmente, se utiliza un par térmico cableado para medir la temperatura del transformador de tipo seco, y la sonda de medición generalmente se ubica en el conducto de aire. Sin embargo, el aparato de medición con cable es muy inconveniente, lo que hará que la disposición de las líneas sea compleja, y a menudo se requiere una batería para alimentar el aparato de medición con cable. Además, el aparato de medición tradicional no puede obtener la temperatura precisa del transformador de tipo seco y la temperatura de la olla caliente del transformador de tipo seco, y generalmente es costoso medir la temperatura del transformador de tipo seco. Por consiguiente, las formas tradicionales de medir la temperatura del transformador de tipo seco son inexactas e ineficientes.
En general, según las realizaciones de la presente exposición, se proporciona un aparato y un sistema de medición para medir la temperatura de un transformador de tipo seco, que puede medir la temperatura del transformador de tipo seco con precisión. Además, el aparato de medición propuesto es pasivo e inalámbrico; así, el aparato de medición se puede colocar de manera flexible en el transformador de tipo seco y también se puede mejorar la fiabilidad y seguridad del transformador de tipo seco. Por consiguiente, según las realizaciones de la presente exposición, la medición de la temperatura para el transformador de tipo seco puede funcionar de manera rentable y eficiente. Algunas realizaciones ejemplares de la presente exposición se describen a continuación con respecto a las Figs. 1-6.
La Fig. 1 ilustra un diagrama esquemático de un ejemplo de un transformador 100 de tipo seco. Como se muestra en la Fig. 1, el transformador 100 de tipo seco es un transformador de tipo seco trifásico sin el gabinete, que utiliza tres grupos de conductores para la corriente alterna trifásica generada. Cada uno de los tres grupos comprende un núcleo, un devanado o bobina (no mostrado) de baja tensión (LV), y un devanado o bobina de alta tensión (HV). Por ejemplo, el primer grupo comprende un núcleo 110 y un devanado HV 111, el segundo grupo comprende un núcleo 120 y un devanado HV 121, y el tercer grupo comprende un núcleo 130 y un devanado HV 131.
En general, ya que el transformador 100 de tipo seco utiliza aire como medio de enfriamiento en lugar de aceite, es necesario el aislamiento entre los conductores del transformador 100 de tipo seco y, así, cada conductor se puede fundir con una capa aislante. Para el devanado LV y el devanado HV, una corriente variable en un devanado produce un campo magnético variable, que a su vez induce una tensión en otro devanado. Por consiguiente, se puede transferir energía entre los devanados a través del campo magnético sin una conexión metálica entre los devanados.
Aún con referencia a la Fig. 1, el transformador 100 de tipo seco comprende además una abrazadera 140 superior y una abrazadera 150 inferior. En la abrazadera 140 superior, hay dispuestos una pluralidad de terminales HV, tales como terminales HV 141, 142 y 143. Uno o más dispositivos de enfriamiento están dispuestos cerca de la abrazadera 150 inferior con el objetivo de enfriar el transformador 100 de tipo seco juntos o por separado. Los ejemplos de los dispositivos de enfriamiento comprenden, pero no se limitan a, los ventiladores 151, 152 y 153. Ha de comprenderse que el transformador 100 de tipo seco puede comprender uno o más componentes adicionales además de los que se muestran en la Fig. 1. Adicionalmente, aunque el transformador de tipo seco trifásico se muestra como ejemplo, transformador de tipo seco de otra fase (tal como una sola fase) también puede ser posible. La Fig. 2 ilustra un diagrama esquemático de un entorno 200 en el que se utiliza un aparato de medición para medir la temperatura de un transformador de tipo seco. Como se muestra en la Fig. 2, se utiliza un aparato 210 de medición para medir la temperatura de un conductor 240, el conductor 240 puede ser cualquier conductor en el transformador 100 de tipo seco con referencia a la Fig. 1, que incluye, entre otros, los devanados HV 111, 121, 131 del transformador 100 de tipo seco, los devanados LV del transformador 100 de tipo seco, los núcleos 110, 120, 130 del transformador 100 de tipo seco, terminales de tomas, salidas HV, salidas LV, etc.
Como se muestra en la Fig. 2, el aparato 210 de medición comprende un sensor 220 de temperatura y un módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica. El sensor 220 de temperatura está configurado para medir la temperatura de una ubicación del transformador 100 de tipo seco donde está situado el sensor 220 de temperatura. El módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica está configurado para transmitir la temperatura medida a un lector. Según las realizaciones de la presente exposición, el aparato 210 de medición no tiene ningún circuito de fuente de alimentación, sino que utiliza la energía de radiofrecuencia inalámbrica recibida para alimentarse. Así, las realizaciones que se describen en la presente memoria son significativamente diferentes de las soluciones tradicionales en términos de mecanismos de encendido y comunicación.
En algunas realizaciones, el sensor 220 de temperatura puede ser un par térmico o un termistor, y está dispuesto sobre o cerca del conductor 240 con el objetivo de obtener directamente la temperatura del conductor 240. En aquellas realizaciones donde el sensor 220 de temperatura está cerca al conductor 240, puede estar dispuesta una capa térmicamente conductora entre el sensor 220 de temperatura y el conductor 240. De esta manera, el sensor 220 de temperatura y el conductor 240 pueden estar bien conectados con el objetivo de obtener la temperatura precisa del conductor 240. Ya que el sensor 220 de temperatura está ubicado directamente en el conductor, puede responder al aumento de temperatura en tiempo real y monitorizar la temperatura con precisión.
Como se muestra en la Fig. 2, el conductor 240 tiene una capa 250 aislante para aislamiento, y el sensor 220 de temperatura está dispuesto para estar cubierto por la capa 250 aislante del conductor 240. En algunas realizaciones, la capa 250 aislante se forma envolviendo un material aislante en el conductor 240 y en el sensor 220 de temperatura. Por ejemplo, la capa 250 aislante se puede formar fundiendo una resina epoxi en el conductor 240 y el sensor 220 de temperatura. Para otro ejemplo, la capa 250 aislante se puede formar enrollando una cinta aislante en el conductor 240 y en el sensor 220 de temperatura. De esta manera, el sensor 220 de temperatura puede estar dispuesto para medir durante la fabricación del transformador 100 de tipo seco, lo que no cambiará la apariencia del transformador 100 de tipo seco. Además, ya que la resina epoxi es un material polimérico que se puede utilizar como aislante de alta tensión y tiene una resistividad de volumen alta, es más liviana, tiene una alta resistencia de aislamiento y tiene buena resistencia mecánica, es adecuado para servir como capa 250 aislante.
En algunas realizaciones, el sensor 220 de temperatura se puede conectar al módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica mediante un cable 225. Una extremidad del cable 225 puede sobresalir de la capa 250 aislante, como se muestra en la Fig. 2. De esta manera, si el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica no es resistente al calor, puede estar dispuesto para estar separado del sensor 220 de temperatura que está ubicado directamente en el conductor 204 y puede tener una temperatura muy alta. Además, ya que el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica probablemente se averiará durante la operación, disponer tal módulo fuera del transformador 100 de tipo seco sería beneficioso para su reparación. Ha de comprenderse que si el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica está hecho de un material resistente al calor, no es necesario separarlo del sensor 220 de temperatura. A continuación se describe con referencia a la Fig. 4 una realización donde el módulo pasivo de comunicación inalámbrica y el sensor de temperatura están dispuestos juntos.
El módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica puede transmitir la temperatura medida obtenida del sensor 220 de temperatura a un lector a través de comunicación inalámbrica. Además, ya que el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica es pasivo, no necesita batería ni cable de alimentación para funcionar. En cambio, el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica puede obtener energía de radiofrecuencia inalámbrica del lector con el objetivo de alimentar el aparato 210 de medición.
El módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica comprende una antena para comunicación inalámbrica. En algunas realizaciones, el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica puede comprender una etiqueta de identificación por radiofrecuencia pasiva (RFID) o una etiqueta de onda acústica superficial (SAW). RFID utiliza campos electromagnéticos para identificar y rastrear automáticamente las etiquetas de seguimiento adheridas a los objetos y es adecuado para servir como módulo pasivo de comunicación inalámbrica. Una etiqueta RFID sería beneficiosa ya que es segura y flexible y no necesita mantenimiento debido a que no necesita batería ni reemplazo y es rentable. Además, la etiqueta RFID es de tamaño pequeño y, así, el aparato de medición se puede colocar en muchos lugares diferentes en el transformador de tipo seco. SAW es una clase de sistemas microelectromecánicos (MEMS) que se basan en la modulación de ondas acústicas superficiales para detectar un fenómeno físico (tal como la temperatura).
Según las realizaciones de la presente exposición, la temperatura del transformador de tipo seco se puede medir con precisión, mejorando por ello la fiabilidad y seguridad del transformador de tipo seco. Por consiguiente, la medición de temperatura para el transformador de tipo seco puede funcionar adecuadamente de una manera rentable y eficiente.
La Fig. 3 ilustra un diagrama esquemático de otro entorno 300 en el que se utiliza el aparato de medición para medir la temperatura de un transformador de tipo seco. Como se muestra, el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica puede estar dispuesto sobre o dentro de un área 112 de cúpula del devanado HV (tal como el devanado HV 111). Tal como se utiliza en la presente memoria, el área de cúpula representa un área del devanado HV de la que sobresalen los terminales de conexión de cables. Ya que el área 112 de cúpula está lejos del conductor 240, puede tener la temperatura más baja. Esto protege al módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica de quemarse. Opcionalmente, en algunas realizaciones, el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica puede estar cubierto por una capa 260 aislante del área 112 de cúpula para proteger el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica y proporcionar un efecto estético para el transformador 110 de tipo seco. Alternativamente, en otras realizaciones, el área 112 de cúpula se puede remover con una ranura en la que está dispuesta una extremidad del cable 225, y el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica puede estar dispuesto dentro de la ranura para conectar el sensor 220 de temperatura mediante el cable 225, que puede también protege el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica y proporciona un efecto estético para el transformador 110 de tipo seco.
La Fig. 4 ilustra un diagrama esquemático de otro entorno 400 en el que se utiliza un aparato de medición para medir la temperatura de un transformador de tipo seco según las realizaciones que no forman parte de la presente invención. Como se muestra en la Fig. 4, el aparato 410 de medición está dispuesto sobre el conductor 240 o cerca del mismo con el objetivo de medir la temperatura del transformador de tipo seco. El sensor 420 de temperatura está empaquetado dentro del módulo 430 pasivo de comunicación inalámbrica para formar un aparato 410 de medición de etiquetas duras, que es más estable.
Por ejemplo, el módulo 430 pasivo de comunicación inalámbrica puede ser una etiqueta SAW (SAW no tiene chip y puede soportar altas temperaturas), o un tipo específico de etiqueta RFID que es resistente al calor. Ya que las etiquetas SAW se identifican por banda de frecuencia, la cantidad máxima de etiquetas RAW en un sistema de medición está limitada a 12. En comparación con las etiquetas SAW, no hay límite para la cantidad de etiquetas RFID en un sistema de medición. Para medir la temperatura, puede estar dispuesto un terminal del sensor 420 de temperatura para que quede expuesto fuera del módulo 430 pasivo de comunicación inalámbrica con el objetivo de contactar con el conductor 240. Además, para mejorar la calidad de la comunicación inalámbrica, la antena en el módulo 430 pasivo de comunicación inalámbrica puede estar dispuesto para estar orientado hacia el exterior.
En algunas realizaciones, la capa 250 aislante se forma envolviendo un material aislante sobre el conductor 250 y el módulo 430 pasivo de comunicación inalámbrica, y el material aislante puede ser una resina epoxi. De esta forma, todos los componentes del aparato 410 de medición pueden fundirse en la capa aislante durante la fabricación del transformador de tipo seco, lo que puede proteger el aparato de medición y proporcionar un efecto estético al transformador de tipo seco.
La Fig. 5 ilustra un diagrama esquemático del transformador 100 de tipo seco en el que se han montado los aparatos de medición. Como se muestra en la Fig. 5, hay una pluralidad de (en este caso, tres) áreas 112, 122, 132 de cúpula en el transformador 100 de tipo seco. El área 112 de cúpula comprende terminales 113, 114 de conexión de cables y un cambiador 115 de tomas que incluye terminales 116 de tomas HV y conexión HV 117, el área 122 de cúpula comprende terminales 123, 124 de conexión de cables y un cambiador 125 de tomas que incluye terminales 126 de tomas HV y conexión HV 127, y el área 132 de cúpula comprende terminales 133, 134 de conexión de cables y un cambiador 135 de tomas que incluye terminales 136 de tomas HV y conexión HV 137. Los terminales 141, 142, 143, 113, 114, 123, 124, 133 y 134 pueden conectarse a través de barras de conexión HV, como se muestra en la Fig. 5. Como se muestra en la Fig. 5, el aparato 210 de medición descrito con referencia a las figs. 2 y 3 y el aparato 410 de medición como se describe con referencia a la Fig. 4 están montados en el transformador 100 de tipo seco. Por ejemplo, el sensor 220 de temperatura del aparato 210 de medición se puede fundir en la capa aislante del devanado HV 111, y el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica del aparato 210 de medición puede estar dispuesto en el área 112 de cúpula, en donde el sensor 220 de temperatura y el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica están conectados mediante el cable 225.
Al disponer el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica sobre o dentro del área 112 de cúpula que tiene una temperatura baja, la realización que se muestra en la Fig. 5 es especialmente beneficiosa cuando el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica no puede soportar una temperatura alta tal como 180 °C (en este caso, el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica puede ser una etiqueta RFID). Esto protege al módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica de quemarse. Por ejemplo, la temperatura en el sensor 220 de temperatura puede ser tan alta como 180 °C, mientras que la temperatura en el módulo 23 pasivo de comunicación inalámbrica puede ser inferior a 120 °C.
En otro ejemplo, si el módulo 430 pasivo de comunicación inalámbrica del aparato 410 de medición es resistente al calor, puede conectarse directamente al devanado HV 131 y no se quemará. En algunas realizaciones, algunos otros aparatos de medición pueden estar directamente pegados o atados en la superficie del conducto, o pueden estar ubicados entre los discos del devanado HV o del devanado LV, o pueden estar ubicados en el tornillo o la barra colectora del transformador 100 de tipo seco.
En algunas realizaciones, el módulo 230 pasivo de comunicación inalámbrica puede estar dispuesto cerca del cambiador 115 de tomas o del terminal 113 de conexión de cables en el área 112 de cúpula. De esta manera, el riesgo de aislamiento puede reducirse.
En algunas realizaciones, ya que la parte superior del transformador de tipo seco tiene una temperatura más alta que la parte inferior, los sensores 220, 420 de temperatura pueden estar dispuestos en la parte superior de los devanados HV 111, 121, 131 o de los devanados LV a lo largo de los núcleos 110, 120, 130. De esta forma, se puede obtener la alta temperatura del transformador 100 de tipo seco con el objetivo de garantizar la fiabilidad y seguridad del transformador de tipo seco. En algunas realizaciones, algunos sensores de temperatura también pueden estar dispuestos en una parte inferior de los devanados HV o de los devanados LV para la compasión de temperatura.
En algunas realizaciones, el aparato de medición puede estar hecho de un material blando para formar un aparato de medición de etiqueta blanda, que es adecuado para una superficie curvada del transformador 100 de tipo seco. En este caso, el aparato de medición puede estar cubierto por una capa aislante de la superficie curvada. Ha de comprenderse que el aparato de medición de etiquetas blandas también puede estar dispuesto sobre una superficie plana.
La Fig. 6 ilustra un diagrama de bloques de un sistema 600 para medir la temperatura de un transformador de tipo seco. Como se muestra en la Fig. 6, el sistema 600 comprende un lector 610, una antena 620, aparatos 210 y 410 de medición según las realizaciones de la presente exposición y el transformador 100 de tipo seco. El lector 610 está configurado para proporcionar energía de radiofrecuencia inalámbrica para alimentar los aparatos 210 y 410 de medición, y los aparatos 210 y 410 de medición utilizan la energía de radiofrecuencia recibida para funcionar con el objetivo de obtener las temperaturas del transformador 100 de tipo seco. La antena 620 está conectada al lector mediante un cable RF o un cable coaxial y está configurado para recibir las temperaturas medidas de los aparatos 210 y 410 de medición.
Por ejemplo, el lector 610 puede preguntar a todos los aparatos 210 y 410 de medición por códigos de productos electrónicos (EPC), los aparatos 210 y 410 de medición devuelven los EPC al lector 610 y comienzan a funcionar. A continuación, el lector 610 comienza a obtener temperaturas de los aparatos 210 y 410 de medición, y cada aparato de medición devuelve la temperatura al lector 610 en tiempo real.
En algunas realizaciones, el lector 610 está dispuesto dentro del transformador 100 de tipo seco, por ejemplo, puede estar dispuesto en un compartimiento LV del transformador de tipo seco. En algunas realizaciones, la antena está dispuesta en la pared interna o en medio del transformador 100 de tipo seco para habilitar las comunicaciones inalámbricas entre la antena 620 y los módulos 230, 430 pasivos de comunicación inalámbrica. Por ejemplo, se garantiza que no haya ningún elemento metálico colocado entre la antena 620 y los módulos 230, 430 pasivos de comunicación inalámbrica con el objetivo de no interrumpir las comunicaciones inalámbricas.
En algunas realizaciones, el sistema 600 puede comprender un controlador 630 al que el lector envía la temperatura obtenida. Por ejemplo, el controlador 630 puede controlar el tiempo de operación y el estado de operación del lector 610. El controlador 630 está configurado para, en respuesta a que la temperatura medida esté por encima de un umbral predefinido, encender un dispositivo de enfriamiento (por ejemplo, el ventilador 151, 152 o 153) para disminuir la temperatura del transformador 100 de tipo seco. Por ejemplo, si la temperatura detectada por el sensor 220 de temperatura es demasiado alta, el controlador 630 puede encender el ventilador 151. En algunas realizaciones, el controlador 630 puede ser un dispositivo informático en local o en una nube.
Ha de comprenderse que aunque en la Fig. 6 se muestran dos aparatos de medición, el sistema 600 puede incluir menos o más aparatos de medición. Además, para mejorar la calidad de la comunicación en el caso de una gran cantidad de aparatos de medición, se pueden proporcionar en el sistema 600 múltiples antenas ubicadas en diferentes ubicaciones del transformador de tipo seco.
En algunas realizaciones, el aparato de medición de la presente exposición se puede utilizar para medir la temperatura del transformador de tipo seco. El aparato de medición según las realizaciones de la presente exposición se puede utilizar para monitorizar la temperatura del transformador de tipo seco de manera inteligente, y los cambios de temperatura en diferentes ubicaciones también se pueden monitorizar de manera rápida y precisa.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1 Un aparato (210) de medición que comprende:
    un sensor (220) de temperatura configurado para medir la temperatura de un transformador (100) de tipo seco, estando configurado el sensor (220) de temperatura para estar dispuesto sobre o cerca de un conductor (240) del transformador (100) de tipo seco y estar cubierto por una capa (250) aislante del conductor (240), en donde:
    la capa (250) aislante se forma envolviendo un material aislante sobre el conductor (240) y el sensor (220) de temperatura, y
    el conductor (240) es uno de los siguientes:
    un devanado de alta tensión (HV) (111, 121, 131) del transformador (100) de tipo seco, un devanado de baja tensión (LV) del transformador (100) de tipo seco, un núcleo (110, 120, 130) del transformador (100) de tipo seco, y un terminal (116, 126, 136) de tomas del transformador (100) de tipo seco;
    estando el aparato (210) de medición caracterizado por que comprende además un módulo (230) pasivo de comunicación inalámbrica configurado para transmitir la temperatura medida a un lector (610), en donde el módulo (230) pasivo de comunicación inalámbrica está conectado al sensor (220) de temperatura mediante un cable (225), y una extremidad del cable (225) sobresale de la capa (250) aislante.
  2. 2. - El aparato (210) de medición según la reivindicación 1, en donde el material aislante es una resina epoxi.
  3. 3. - El aparato (210) de medición según la reivindicación 1, en donde el sensor (220) de temperatura está configurado para estar dispuesto en una parte superior del devanado HV (111, 121, 131) o del devanado LV a lo largo del núcleo (110, 120, 130).
  4. 4. - El aparato (210) de medición según la reivindicación 1, en donde
    el módulo (230) pasivo de comunicación inalámbrica está dispuesto sobre o dentro de un área (112, 122, 132) de cúpula del devanado HV (111, 121, 131) y, preferiblemente, cerca de un cambiador (115, 125, 135) de tomas o un terminal (113, 114, 123, 124, 133, 134) de conexión de cables en el área (112, 122, 132) de cúpula.
  5. 5. - El aparato (210) de medición según la reivindicación anterior, en donde
    el módulo (230) pasivo de comunicación inalámbrica está cubierto por una capa (260) aislante del área (112, 122, 132) de cúpula, o dispuesto dentro de una ranura del área (112, 122, 132) de cúpula, y una parte del cable (225) está dispuesto en la ranura para conectar el módulo (230) pasivo de comunicación inalámbrica y el sensor (220) de temperatura.
  6. 6. - El aparato (210) de medición según la reivindicación 1, en donde el sensor (220) de temperatura está conectado al conductor (240) mediante una capa termoconductora dentro de la capa (250) aislante.
  7. 7. - El aparato (210) de medición según la reivindicación 1, en donde el aparato (210) de medición está hecho de un material blando y está dispuesto sobre una superficie curvada del transformador (100) de tipo seco, preferiblemente cubierto por una capa aislante de la superficie curvada.
  8. 8. - El aparato (210) de medición según la reivindicación 1, en donde el módulo (230) pasivo de comunicación inalámbrica incluye una etiqueta de identificación por radiofrecuencia pasiva (RFID) o una etiqueta de onda acústica superficial (SAW).
  9. 9. - Un sistema (600) que comprende:
    un aparato (210) de medición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores;
    el lector (610); y
    el transformador (100) de tipo seco.
  10. 10. - El sistema (600) según la reivindicación 9, en donde el lector (610) está dispuesto
    dentro del transformador (100) de tipo seco, preferiblemente en un compartimiento de baja tensión (LV) del transformador (100) de tipo seco.
  11. 11. - El sistema (600) según la reivindicación 9, en donde el lector (600) está configurado para proporcionar energía de radiofrecuencia inalámbrica para alimentar el aparato (210) de medición mediante una o más antenas (620).
  12. 12. - El sistema (600) según la reivindicación 9, que comprende además:
    una o más antenas (620) configuradas para recibir la temperatura medida desde el módulo (230) pasivo de comunicación inalámbrica, estando dispuestas al menos una de las una o más antenas (620) en medio del transformador (100) de tipo seco para habilitar una comunicación inalámbrica entre la al menos una antena (620) y el módulo (230) pasivo de comunicación inalámbrica.
  13. 13. El sistema (600) según la reivindicación 9, que comprende además:
    otro aparato (210) de medición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 dispuesto en una ubicación diferente del aparato (210) de medición.
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