MX2014012566A - Monitor de transformador mecanico y electrico hibrido. - Google Patents

Abstract

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un monitor de temperatura de trasformador mecánico y eléctrico híbrido. El mecanismo de detección mecánica impulsa interruptores mecánicos, una pantalla local y una entrada de detección al lado eléctrico del monitor. La porción eléctrica del monitor de temperatura tiene la capacidad de calcular la temperatura de devanado (con un sensor de corriente adicional), registrar datos, activar interruptores eléctricos y tiene una pantalla local para la temperatura de devanado.

Description

MONITOR DE TRANSFORMADOR MECÁNICO Y ELÉCTRICO HÍBRIDO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un aparato para medir temperaturas de aceite y devanado en un transformador y, más particularmente, con el uso de medios mecánicos para medir la temperatura de aceite y medios eléctricos para medir la temperatura de devanado.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA Los transformadores de energía son una parte integral y costosa de la red de energía. Ya que son un activo tan costoso es el mejor interés de los servicios públicos maximizar la duración del servicio de sus transformadores y una forma para hacer esto es monitorear y controlar la temperatura de los transformadores. Los materiales de aislamiento de transformador se deterioran con el tiempo y la temperatura a un índice de acuerdo con una adaptación de la teoría de reacción de Arrhenius así que medir las temperaturas de aceite y devanado de un transformador puede utilizarse para 1) controlar el índice de enfriamiento, 2) brindar orientación sobre como cargar el transformador, y 3) calcular el tiempo de vida consumido del transformador.

Históricamente medidores mecánicos han medido las temperaturas de aceite de transformador utilizando tubos bourdon, fuelles o bi metales y después se calcularon las temperaturas de devanado al agregar una fuente o elemento calentado, a la temperatura de aceite. Los medidores eléctricos han medido las temperaturas de aceite de transformador utilizando las RTD (Detectores de Temperatura de Resistencia) o termopares y después calculan las temperaturas de devanado al medir la corriente de carga. La ventaja principal de un monitor de aceite mecánico es que no requiere electricidad para operar. Puede activar los interruptores de enfriamiento o alarma utilizando únicamente el calor generado a partir del aceite en el transformador. También tiene una larga historia en la industria y es el instrumento más simple y familiar para el gran número de operaciones/personal de mantenimiento. Las ventajas de los monitores eléctricos incluyen la facilidad de calibración, programación, protocolos digitales, registro de datos, la capacidad para hacer cálculos, medir las temperaturas de devanado, y flexibilidad. Se propone combinar los sistemas de medición mecánicos y eléctricos en un dispositivo Híbrido maximizando así las características de ambos y minimizando sus limitaciones. Al tener el elemento mecánico midiendo la temperatura de aceite y controlando los interruptores mecánicos el monitor Híbrido podría seguir funcionando incluso con pérdida de energía eléctrica. La porción eléctrica del monitor Híbrido sería capaz de proporcionar todas las características y ventajas que vienen con un dispositivo electrónico tal como pero no limitado a protocolos digitales, registro de datos, medición de temperaturas de devanado, facilidad de calibración, y similares .

En la industria de la energía existen monitores/controladores mecánicos que miden la temperatura de aceite utilizando tubos bourdon o bi metales. Las temperaturas de devanado se simulan con fuentes o elementos calentados que elevan la temperatura del elemento de detección de aceite del monitor/controlador mecánico.

Los medidores eléctricos miden las temperaturas de aceite de transformador utilizando los RTD o termopares. Las temperaturas de devanado son ya sea simuladas utilizando corrientes de carga para agregarse a la temperatura de aceite o medidas directamente utilizando sondas de fibra óptica.

Los medidores mecánicos tienen una funcionalidad muy limitada de que solo son capaces de activar interruptores para alarma local o control de enfriamiento.

Los medidores eléctricos tienen un problema inherente con la pérdida de energía de suministro. Cualquier pérdida de energía de suministro significa una pérdida completa de funcionalidad. Es posible respaldar los medidores eléctricos con baterías u otra circuitería pero eso eleva el costo y complejidad del producto. Seria ventajoso proporcionar un monitor de transformador que tenga un sensor mecánico que proporcione una entrada de temperatura de aceite para activar interruptores mecánicos e interruptores eléctricos.

También seria ventajoso proporcionar un monitor de transformador que pudiera funcionar con pérdida de energía eléctrica .

También sería ventajoso tener redundancia en un monitor de transformador para medir la temperatura de aceite tanto mecánica como eléctricamente.

También sería ventajoso proporcionar un monitor de transformador que tuviera la capacidad de medir la temperatura de devanado.

También sería ventajoso proporcionad un monitor de temperatura de transformador que tuviera pantallas locales para las temperaturas de aceite y devanado.

También sería ventajoso proporcionar un monitor de temperatura de transformador que tuviera capacidades expandidas tales como registro de datos, simulación de devanado, pérdida de cálculos de vida, etc.

BREVE COMPENDIO DE LA INVENCIÓN Establecido brevemente y de acuerdo con un aspecto de la presente invención, un monitor de transformador mecánico y eléctrico híbrido para medir la temperatura de aceite y devanado en un transformador incluye un traductor mecánico para convertir la entrada de temperatura de aceite en un desplazamiento mecánico, uno o más interruptores electromecánicos conectados al traductor mecánico para proporcionar uno o más contactos de activación mecánica en respuesta al desplazamiento, un controlador de microprocesador conectado a los contactos de activación mecánica para proporcionar control para la circuitería electrónica, al menos un relé conectado al controlador de microprocesador para proporcionar una o más salidas de activación controladas eléctricamente, una entrada de detección mecánica conectada al traductor mecánico para proporcionar mediciones de temperatura de aceite o medios mecánicos, una entrada de detección de temperatura eléctrica conectada al controlador de microprocesador para proporcionar entrada eléctrica para medir la temperatura de devanado, una pantalla mecánica conectada al mecanismo de traducción mecánico para proporcionar una pantalla local de la temperatura de aceite, y una pantalla eléctrica conectada al controlador de microprocesador para proporcionar una pantalla local de la temperatura de devanado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS DIVERSAS VISTAS DE LOS DIBUJOS Aunque los aspectos novedosos de la invención se establecen con particularidad en las reivindicaciones anexas, varias modalidades de la invención pueden entenderse mejor con referencia a la siguiente descripción detallada de la misma tomada en conjunto con los dibujos anexos en los cuales : La Figura 1 es una vista en detalle frontal de un monitor de temperatura de transformador híbrido.

Para propósitos de claridad y brevedad, elementos y componentes similares portarán las mismas designaciones y números en todas las Figuras.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 es un diagrama de bloque del monitor 10 de temperatura de transformador híbrido. Para el propósito de esta solicitud el término entrada 14 de detección mecánica se refiere a cualquier medio mecánico para medir la temperatura de líquido en un transformador y producir un desplazamiento mecánico en respuesta a un cambio en la temperatura. Esos incluirán pero no se limitarán a: bimetales, tubos bourdon o fuelles de detección y otros elementos que producen un desplazamiento en respuesta a un cambio de temperatura. La entrada 15 de salida de detección de temperatura eléctrica se referirá a los medios para medir la temperatura de devanado en un transformador y producir una señal eléctrica correspondiente a la temperatura de devanado y esto incluirá pero no se limitará a: dispositivos de medición actuales o sondas de fibra óptica. La pantalla 16 mecánica se referirá a cualquier pantalla mecánica que sea sensible a la entrada de detección mecánica e incluirá pero no se limitará a: diales con punteros que se mueven en respuesta a un desplazamiento. La pantalla 17 eléctrica se referirá a cualquier pantalla eléctrica que sea sensible a la señal producida por la entrada de detección de temperatura eléctrica e incluirá pero no se limitará a: LCD, LED, o pantallas de neón.

El monitor de temperatura de transformador híbrido funciona como dos monitores en uno. El monitor mide la temperatura de aceite a través de la entrada 14 de detección mecánica y después a través de un traductor 10 mecánico que despliega la temperatura de aceite en las pantallas 16 mecánica. La entrada de detección mecánica y el traductor mecánico también controlan y activan los interruptores 11 electromecánicos para generar alarmas y controlar el enfriamiento. Un transductor mecánico-eléctrico acoplado al traductor mecánico o la entrada 14 de detección genera señales eléctricas correspondientes al controlador 12 de microprocesador correspondiente a la temperatura de aceite. El controlador 12 de microprocesador utiliza esta señal de temperatura de aceite para calcular las temperaturas de devanado y las transmiten como señales eléctricas a través de protocolos digitales. El controlador 12 de microprocesador también recibe entradas eléctricas desde dispositivos de detección de temperatura para ya sea que se utilicen en cálculos de temperatura de devanado o para medir las temperaturas de devanado directamente. El controlador 12 de microprocesador también puede utilizar la temperatura de aceite y la temperatura de devanado para controlar y activar los relés 13 para controlar el enfriamiento y/o generar alarmas o para otras funciones.

El monitor de temperatura de transformador híbrido incluirá pero no se limitará a: la capacidad de registrar datos de temperatura de devanado y aceite, calcular el consumo de vida útil del transformador, calcular la carga del transformador, realizar pruebas de equipo de enfriamiento y protocolos digitales (por ejemplo DNP 3.0, Modbus, IEC 60870, IEC 61850) .

Ya que otras modificaciones y cambios variaron para adaptarse a los requerimientos y entornos de operación particulares será aparente para aquellos experimentados en la técnica, la invención no se considera limitada al ejemplo elegido para propósitos de descripción, y cubre todos los cambios y modificaciones la cuales no constituyen desviaciones del espíritu y alcance verdaderos de esta invención .

Habiendo así descrito la invención, lo que se desea que se proteja por los Títulos de Patente se presenta en las reivindicaciones anexadas posteriormente. Ya que otras modificaciones y cambios variaron para ajustarse a requisitos y entornos de operación particulares serán aparentes para aquellos experimentados en la técnica, la invención no se considera limitada al ejemplo elegido para propósitos de descripción, y cubre todos los cambios y modificaciones que no constituyen desviaciones del espíritu y alcance verdadero de esta invención.

Habiendo así descrito la invención, lo que se desea proteger por los Títulos de Patente se presenta en las reivindicaciones anexadas posteriormente.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Un monitor de transformador mecánico y eléctrico híbrido para medir temperaturas de aceite y devanado en un transformador, caracterizado porque comprende: un traductor mecánico, para convertir la entrada de temperatura de aceite en un desplazamiento mecánico; uno o más interruptores electromecánicos, conectados al traductor mecánico para proporcionar una o más entradas eléctricas en respuesta al desplazamiento mecánico; un controlador de microprocesador, conectado al traductor mecánico, para controlar la circuitería electrónica; al menos un relé, conectado al controlador de microprocesador, para proporcionar uno o más contactos de activación controlados eléctricamente; una entrada de detección mecánica, conectada al traductor mecánico, para proporcionar una medición de temperatura de aceite a través de medios mecánicos; un sensor de temperatura eléctrico, conectado al controlador de microprocesador, para proporcionar una entrada eléctrica al controlador para medir la temperatura de devanado; un transductor mecánico-eléctrico conectado al traductor mecánico y que proporciona una señal eléctrica al controlador de microprocesador proporcional a la temperatura de aceite; una pantalla mecánica, conectada al traductor mecánico y sensible al desplazamiento, para proporcionar una pantalla local de la temperatura de aceite; y una pantalla eléctrica, conectada al controlador de microprocesador, para proporcionar una pantalla local de la temperatura de devanado.

2. El monitor de transformador mecánico y eléctrico híbrido de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque al menos un relé permite al menos uno de generar alarmas y controlar el enfriamiento del transformador.

3. El monitor de transformador mecánico y eléctrico híbrido de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el controlador de microprocesador recibe entradas eléctricas del transductor mecánico-eléctrico y el sensor de temperatura eléctrico para calcular o medir las temperaturas de devanado.

4. El monitor de transformador mecánico y eléctrico híbrido de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el controlador de microprocesador es sensible a tanto las señales eléctricas del transductor mecánico-eléctrico como la entrada eléctrica del sensor de temperatura eléctrico para control de al menos un relé para controlar el enfriamiento y/o generar una alarma.

5. El monitor de transformador mecánico y eléctrico híbrido de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el monitor de transformador permite el registro de datos de temperatura de aceite y devanado, calcular el consumo de vida útil del transformador, calcular la carga de transformador, y realizar pruebas de equipo de enfriamiento y protocolos digitales. RESUMEN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la presente invención, se proporciona un monitor de temperatura de trasformador mecánico y eléctrico híbrido. El mecanismo de detección mecánica impulsa interruptores mecánicos, una pantalla local y una entrada de detección al lado eléctrico del monitor. La porción eléctrica del monitor de temperatura tiene la capacidad de calcular la temperatura de devanado (con un sensor de corriente adicional), registrar datos, activar interruptores eléctricos y tiene una pantalla local para la temperatura de devanado.