MXPA00003029A - Metodo y arreglo parala regulacion de un transformador/reactor y un trnasformador/reactor - Google Patents

Abstract

La invención es concerniente con un método para regular un voltaje reducido en un transformador, alternativamente la potencia reactiva de un reactor, en donde se obtiene un devanado (5;26) Con un conductor eléctrico aislante que incluye por lo menos un conductor portador de corriente, una primera capa que tiene propiedades semiconductoras arreglada para rodear el conductor, Una capa aislante sólida arreglada para rodear la primera capa y una segunda capa que tiene propiedades semiconductoras arreglada para rodear la capa aislante, en donde un devanado de regulación (3,22) es arreglado alrededor de un portador de flujo magnético (1) y en donde se hace variar la longitud del devanado de regulación alrededor del portador de flujo magnético. La invención también es concerniente con un arreglo para la realización del método y un transformador /reactor que incluye tal arreglo.

Description

MÉTODO Y ARREGLO PARA LA REGULACIÓN DE UN TRANSFORMADOR/REACTOR Y UN TRANSFORMADOR/REACTOR DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención es concerniente con un método y un arreglo para la regulación de un voltaje inducido en un transformador, alternativamente regulando la potencia reactiva de un reactor. La presente invención es concerniente además con un transformador/reactor tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 36. La presente invención es concerniente además con transformadores y reactores que tienen un núcleo, como se describe posteriormente en la presente, también como transformadores de núcleo de aire y reactores. Para toda transmisión y distribución de energía eléctrica, se utilizan transformadores y su tarea es permitir el intercambio de energía eléctrica entre dos o más sistemas eléctricos. Los transformadores están disponibles en todos los rangos de potencia desde unos pocos VA hasta la región de más de 1000 MVA. La designación de los transformadores de potencia es concerniente normalmente con transformadores con una salida nominal desde unos pocos cientos de KVA hasta más de 1000 MVA y con un voltaje nominal en el rango de 3-4 KV y muy altos voltajes de transmisión. REF.: 32965 Un transformador convencional de potencia incluye un núcleo de transformador, al que se hace referencia posteriormente en la presente como el núcleo, fabricado de metal laminar laminado, de preferencia orientado, usualmente acero al silicio. El núcleo consiste de un número de patas del núcleo conectadas mediante una horquilla. Un número de devanados son provistos alrededor de las patas del núcleo en forma de un devanado primario, secundario y de regulación. En los transformadores de potencia estos devanados son prácticamente siempre arreglados en una configuración concéntrica y distribuidos a lo largo de las patas del núcleo. Los transformadores de potencia convencionales en el extremo inferior de los rangos de potencia mencionados anteriormente, son a veces fabricados teniendo enfriamiento de aire para eliminar las pérdidas inevitables en forma de calor. Los transformadores de potencia más convencionales son no obstante enfriados por aceite y entonces como regla por medio del llamado enfriamiento por aceite forzado. Esto se aplica especialmente a transformadores de alta potencia. Los transformadores enfriados por aceite presentan un número de desventajas conocidas. Estos son entre otras cosas voluminosos, molestos y pesados contribuyendo especialmente a problemas de transporte mayores. También se necesitan cumplir requerimientos grandes con respecto a seguridad y equipo periférico, de los cuales el requerimiento de un tanque externo es especialmente digno de mención, en el cual el transformador será contenido en el caso de enfriamiento por aceite. Sin embargo se ha demostrado que es posible reemplazar los transformadores de potencia enfriados por aceite con transformadores secos, esto es, transformadores libres de aceite, de un nuevo tipo. Este nuevo tipo de transformador es provisto con un devanado diseñado con conductores eléctricos aislados de alto voltaje, que tienen aislamiento sólido, de un diseño similar a los cables usados para transmisión de potencia eléctrica (por ejemplo .los llamados cables XLPE) . Consecuentemente, transformadores secos de este nuevo tipo pueden ser usados potencias considerablemente más altas que lo que era posible con los transformadores secos de acuerdo con la técnica previa. Con respecto a los reactores, estos incluyen un núcleo el cual es usualmente provisto con solamente un devanado. Además, lo que se afirma en los transformadores mencionados anteriormente es en general también aplicable a los reactores. Esto es especialmente notable que los reactores grandes son también enfriados por aceite. Por distintas razones es frecuentemente necesario tener la capacidad de regular o ajustar el voltaje de potencia de un transformador. Esto puede ser por ejemplo aplicable al mantenimiento del voltaje secundario constante con un voltaje primario variable; variación del voltaje secundario; la provisión de un voltaje reducido con la finalidad de poner en marcha una máquina rotativa; la provisión de un punto neutral para conexión a tierra con corriente fuera de equilibrio en diferentes circuitos etc. Por esta razón los transformadores son provistos con un devanado ajustable, al que se hace referencia posteriormente en la presente como un devanado de regulación, el cual pueae ajustar la proporción del transformador. Con respecto a transformadores para bajos voltajes se sabe previamente de FR 805 544 y GB 1 341 050 cómo hacer variar la longitud efectiva del devanado por medio de un tambor de devanado de regulación en el cual el devanado es enrollado o desenrollado. Sin embargo, esta aplicación es estrictamente limitada a voltajes más bajos, debido al tipo completamente diferente de devanado usado en transformadores de alta potencia, en donde el devanado es rígido, además de problemas asociados con aislamiento con tal devanado. Técnicas conocidas para transformadores convencionales de potencia en los rangos de potencia más altos, esto es, ejemplo transformadores enfriados por aceite, son resumidas, por ejemplo en, "The J&P Transformer Book" (A.C. Franklin et al, llth Edition 1983), que describe cómo la regulación puede tener lugar de diferentes maneras .

Las dos maneras más comunes son, en primer lugar el uso de los llamados cambiadores de derivación sin carga, en los cuales la derivación se puede efectuar entre diferentes salidas de voltaje al interior del tanque del transformador, que solamente puede tener lugar cuando el transformador esta fuera de circuito y en segundo lugar el uso de los llamados interruptores desviadores en los cuales las derivaciones pueden tener lugar entre diferentes salidas de voltaje extendidas al exterior del tanque del transformador y el cual puede por consiguiente tener lugar en carga. Durante esta derivación, partes de tal devanado de regulación es así conectado al lado del devanado concerniente, de tal manera que se obtiene la regulación de voltaje deseada. Este debe tomar lugar gradualmente donde un valor típico las graduaciones entre derivaciones es de 10 vueltas de devanado. Este arreglo presenta la desventaja de que, a pesar de una cantidad relativamente grande de derivaciones, que son necesarias para dar una cantidad razonable de posibilidades de regulación, las posibilidades de regulación son aún limitadas y alejadas de una regulación sin escalas o graduaciones. Correspondientemente, se pueden proveer reactores con un devanado de regulación por medio del cual la potencia reactiva de el reactor puede ser regulada y que presente el problema correspondiente.

El objeto de la presente invención es el proveer un método y un arreglo para solucionar los problemas anteriormente mencionados y que permita posibilidades de regulación para transformadores, alternativamente reactores, especialmente del tipo seco, en el rango de alta potencia. Otro objeto es el de obtener tal transformador/reactor perfeccionados . Estos objetivos son obtenidos por medio de un método, como se define en la reivindicación 1, además como por un arreglo como se define en la reivindicación 10. El objeto es obtenido además por medio de un transformador/reactor como se define en la reivindicación 36. La presente invención se relaciona así con un método para la regulación del voltaje inducido en un transformador, alternativamente para regular la potencia reactiva en un reactor, en donde se obtiene un devanado con un conductor eléctrico aislante que incluye al menos un conductor portador de corriente, una primera capa que tiene propiedades semiconductoras arreglada para rodear el conductor, una capa de aislamiento sólida arreglada para rodear dicha primera capa y una segunda capa que tiene propiedades semiconductoras arreglada para rodear la capa aislante, en donde un devanado de regulación es arreglado alrededor de un portador de flujo magnético y donde la longitud de dicho devanado de regulación alrededor de el portador de flujo magnético se hace variar. El portador de flujo magnético puede ser un núcleo de transformador o un núcleo de reactor, como se describe anteriormente. Sin embargo, el método y el arreglo de acuerdo con la presente invención son aplicables también a transformadores de núcleo de aire y reactores, como se menciona anteriormente. De acuerdo con la invención, se define un arreglo correspondiente, en donde dicho transformador/reactor incluye al menos un portador de flujo magnético y un devanado obtenido con un conductor eléctrico aislante que incluye al menos un conductor portador de corriente, una primera capa con propiedades semiconductoras arreglada alrededor del conductor, una capa de aislamiento sólida arreglada para rodear la primera capa y una segunda capa que tiene propiedades semiconductoras arreglada para rodear la capa aislante, en donde dicho arreglo además incluye un devanado de regulación y medios de regulador, mediante el cual la longitud de dicho devanado de regulación alrededor del portador de flujo magnético se hace variar. El método y arreglo definidos tienen la ventaja de que la longitud del devanado de regulación puede ser regulada continuamente de un modo muy simple, también en transformadores y reactores de alto voltaje. Sin embargo, una precondición importante para hacer esto posible, es que el devanado del transformador/reactor esté diseñado como el tipo mencionado anteriormente de conductor eléctrico aislado de alto voltaje. Por medio del uso de tal conductor o cable, se obtiene una ventaja de que se resuelve el problema del aislamiento, que de otra manera se presentaría cuando un devanado convencional es enrollado sobre o desenrollado del tambor regulador. De ese modo, se hace posible el uso, por ejemplo, de la regulación del tambor del devanado también para altos voltajes, esto es, en transformadores de distribución y potencia. Así, los devanados, en el arreglo de acuerdo .con la invención, son preferentemente de un tipo correspondiente a cables que tienen aislamiento sólido, extruído, de un tipo ahora utilizado para distribución de potencia, tales como cables XLPE o cables con aislamiento EPR. Tal cable comprende un conductor interno compuesto de uno o más partes de hebar, una primera, capa semiconductora interna que rodea el conductor, una capa aislante sólida que rodea esta y una segunda capa semiconductora externa que rodea la capa aislante. Tales cables son flexibles, lo cual es una importante propiedad en este contexto, puesto que la tecnología para el arreglo de acuerdo con la invención esta basada primariamente en sistemas de devanado en los cuales el devanado está formado de un cable el cual es doblado durante el montaje. La flexibilidad de un cable de XLPE normalmente corresponde a un radio de curvatura de aproximadamente 20 cm para un cable con un diámetro de 30 mm y un radio de curvatura de aproximadamente 65 cm para un cable con un diámetro de 80mm. En la presente solicitud, el termino "flexible" es usado para indicar que el devanado es flexible hasta un radio de curvatura en el orden ae cuatro veces el diámetro del cable, preferentemente de 8 a 12 veces el diámetro del cable. El devanado debe ser construido para retener sus propiedades aún cuando sea doblado y cuando sea sometido a esfuerzos térmicos o mecánicos durante la operación. Es vital que las capas retengan su adhesión entre sí en este contexto. Las propiedades del material de las capas son decisivas en la presente, particularmente su elasticidad y coeficientes relativos de expansión térmica. En un cable de XLPE, por ejemplo, la capa aislante consiste de polietileno de baja densidad reticulado y las capas semiconductoras consisten de polietileno con partículas de hollín y metal mezcladas. Los cambios en el volumen como resultado de las fluctuaciones de temperatura son absorbidos completamente como cambios en el radio del cable y gracias a la comparativamente ligera diferencia entre los coeficientes de expansión térmica en las capas en relación con la elasticidad de estos materiales, la expansión radial se puede llevar a cabo sin que se pierda la adhesión entre las capas . Las combinaciones de materiales resumidas anteriormente deben ser consideradas solamente como ejemplos. Otras combinaciones que satisfacen las condiciones especificadas y también la condición de ser semiconductores, esto es, que tienen una resistividad en el rango de 10"1 - 10° ohm-cm, por ejemplo 1-500 ohm-cm o 10-200 ohm-cm, también cae naturalmente en el alcance de la invención. La capa aislante puede consistir por ejemplo de un material termoplástico sólido tal como polietileno de baja densidad (LDPE) , polietileno de alta densidad (HDPE) , polipropileno (PP) , polibutileno (PB) , polimetilpenteno ("TPX") , materiales reticulados tales como polietileno reticulado (XLPE) o hule (caucho) tales como hule de etileno propileno (EPR) o hule de silicio. Las capas semiconductoras interna y externas (primeras y segundas) pueden ser del mismo material básico pero con partículas de material conductor tales como hollín o polvo de metal mezcladas. Las propiedades mecánicas de estos materiales, particularmente sus coeficientes de expansión térmica, son afectadas relativamente poco por si el hollín o polvo de metal es mezclado en o no por lo menos en las proporciones requeridas para obtener la conductividad necesaria de acuerdo con la invención. Así, la capa aislante y las capas semiconductoras tienen sustancialmente los mismos coeficientes de expansión térmica. Un hule de copolímero de etileno - acetato de vinilo/nitrilo (EVA/NBR) , polietileno injerto de butilo, copolímeros de etileno - actilato de butilo (EBA) y copolímeros de etileno - acrilato de etilo (EEA) también pueden constituir materiales apropiados para las capas semiconductoras . Aún cuando diferentes tipos de materiales son utilizados como base en las varias capas, es deseable que sus coeficientes de expansión térmica sean del mismo orden de magnitud. Este es el caso con la combinación de los materiales enlistados anteriormente. Los materiales enlistados anteriormente tienen una elasticidad relativamente buena, con un módulo E de E<500 MPa, de preferencia < 200 MPa. La elasticidad es suficiente para que cualesquier diferencias menores entre los coeficientes de expansión térmica para los materiales en las capas sean absorbidas en la dirección radial de la elasticidad de tal manera que no aparezcan fisuras u otros daños y de tal manera que las capas no sean liberadas entre sí. El material en las capas es elástico y la adhesión entre las capas es por lo menos de la misma magnitud como el más débil de los materiales.

La conductividad de las dos capas semiconductoras es suficiente para igualar sustancialmente el potencial a lo largo de cada capa. La conductividad de la capa semiconductora externa es suficientemente grande para contener el campo eléctrico en el cable, pero suficientemente pequeña para no dar surgimiento a pérdidas significativas debidas a corrientes inducidas en la dirección longitudinal de la capa. Así, cada una de las dos capas semiconductoras constituye esencialmente una superficie equipotencial y estas capas encerrarán sustancialmente el campo eléctrico entre las mismas . Por supuesto, no hay nada que impida que una o más capas semiconductoras adicionales sean arregladas en la capa aislante. Un ejemplo de un conductor aislando o cable adecuado a ser usado por la presente invención es descrito en más detalle en WO 97/45919 y WO 97/45847. Descripciones adicionales del conductor aislado o del cable que son de especial interés pueden ser encontrados en WO 97/45918, WO 97/45930 y WO 97/45931. De acuerdo con la presente invención, el método puede ser caracterizado porque tal devanado de regulación es arreglado sobre medios de regulación, tales medios de regulación son giratorios alrededor de tal portador de flujo magnético. Como otra característica, una parte variable del devanado de regulación es transferida a o desde al menos un medio de almacenamiento. Una característica preferida adicional es que el método está caracterizado porque el transformador/reactor incluye un devanado principal el cual puede ser conectado al devanado de regulación. El método está caracterizado además porque, empezando de una posición cero en la cual no hay vueltas en el tambor del devanado de regulación, el voltaje inducido/potencia reactiva de un transformador/reactor respectivamente, es incrementado en tanto que el devanado es enrollado sobre los medios de devanado de regulación en la misma dirección como la dirección del devanado principal y que el voltaje inducido/potencia reactiva de un transformador/reactor respectivamente, es disminuido en que el devanado es enrollado sobre los medios de devanado de regulación en la dirección opuesta a la dirección del devanado principal, lo cual la máxima variación del número de vueltas del devanado es +-N, en donde N es el número de vueltas del devanado que están disponibles en los medios de devanado de regulación. La ventaja obtenida mediante esto es que el devanado puede ser variado sin graduaciones o mediante un número opcional de vueltas, a diferencia de la técnica previa en la cual solamente combinaciones predeterminadas de el número de vueltas era posible.

De acuerdo con una característica particular los medios de regulación incluyen un tambor de devanado de regulación giratorio. Al devanar el devanado de regulación en una dirección corresponde naturalmente a un desenrollamiento del devanado del regulador en la dirección opuesta. Si todo el devanado del regulador se enrollara en una dirección, que se supone que es la misma como la dirección de devanado del devanado principal, obteniendo por consiguiente un voltaje inducido/potencia reactiva máximos, una reducción del voltaje/potencia se efectúa naturalmente al desenrollar el devanado de regulación en primer lugar antes de comenzar, el devanado en la dirección opuesta. El arreglo, de acuerdo a la presente invención, pueden más aún ser caracterizado en que el devanado de regulación es arreglado en dicho medio regulador y que el medio regulador es giratorio alrededor de dicho portador de flujo magnético. Como una característica más, este incluye medios para la transferencia de una parte variable del devanado de regulación a o desde por lo menos un medio de almacenamiento. Para continuar, incluye la característica preferida de que el medio de regulador incluye un tambor de devanado de regulación giratorio y que los medios de almacenamiento incluyen un tambor de almacenamiento giratorio. El devanado y el desdevanado de preferencia se llevan a cabo al arreglar el devanado de regulación sobre medios giratorios, tales como dicho tambor, pero otras soluciones son también posibles. También otras soluciones con respecto al medio de almacenamiento son concebibles, tales como varios tambores, un carrete o bobina, etc., o nada . De acuerdo con otra característica preferida el devanado de regulación puede ser arreglado sobre una pata del portador de flujo magnético perteneciente a una fase de un sistema polifásico y el devanado principal puede ser arreglado sobre una pata del portador de flujo magnético perteneciente a otra fase del sistema polifásico. Este tiene la ventaja de permitir un desplazamiento de fase. De acuerdo con todavía otra característica preferida los medios de almacenamiento pueden incluir un segundo devanado arreglado alrededor de un portador de flujo magnético perteneciente a otra fase del sistema polifásico que el devanado de regulación. Con este arreglo se puede obtener el control del voltaje, por medio del devanado de regulación y desplazamiento de fase, por medio del devanado secundario . El arreglo esta caracterizado además porque el transformador/reactor incluye un devanado principal y porque el devanado de regulación es provisto con medios para conexión eléctrica al devanado principal. El arreglo está caracterizado también de una manera particularmente preferida en que, empezando de una posición cero, en el cual no hay vueltas en el tambor del devanado de regulación, el voltaje inducido/potencia reactiva de un transformador/reactor respectivamente, es incrementado en que los medios para transferir el devanado están adaptados para devanar el devanado sobre el tambor de regulación en la misma dirección como la dirección del devanado principal y porque voltaje inducido/potencia reactiva de un transformador/reactor respectivamente, es reducido en que los medios de transferencia están adaptados para devanar el devanado sobre el tambor del devanado de regulación en la dirección opuesta a la dirección del devanado principal, mediante lo cual la variación máxima de 1 número de vueltas del devanado es +-N, en donde N es el número de vueltas del devanado que están disponible en el tambor del devanado de regulación . El arreglo muestra además la característica preferida de que los medios de transferencia incluyen medios de accionamiento para la rotación de un tambor de regulación y medios de accionamiento para la rotación de un tambor de almacenamiento. Esos medios de accionamiento están de preferencia en forma de por lo menos un motor y un dispositivo para impulsar mediante banda el tambor respectivo. Así es que un motor común accione el tambor del devanado de regulación, también como el tambor de almacenamiento. Cada tambor que tenga su propio motor es otra posibilidad. El transformador puede también ser de un tipo polifásico. En un transformador del tipo trifásico, por ejemplo, teniendo mediante esto tres devanados ae regulación, que pueden ser independientes entre sí, es concebible que cada uno de los devanados reguladores sea impulsado por su propio motor, de tal manera que en total haya tres, alternativamente seis motores, o que todas las fases sean reguladas en el mismo modo, sumando entonces uno o dos motores, dependiendo si el respectivo tambor de almacenamiento es también impulsado por este motor. Otras alternativas diferentes a la impulsión de banda son naturalmente factibles. De acuerdo con otra característica, el tambor del devanado de regulación y el tambor de almacenamiento son giratorios respectivamente en dos direcciones. Los medios para conexión eléctrica al devanado principal están, de acuerdo con una característica, caracterizados porque pueden incluir un interruptor desviador. El devanado puede ser variado por una vuelta de devanado a la vez con la ayuda de un interruptor desviador. Esto tiene la ventaja de producir una significativamente alta resolución y posibilitar una más precisa regulación que en la previa técnica conocida.

El núcleo puede ser alternativamente interrumpido mediante elementos de aislamiento, mediante lo cual la conexión a tierra, alternativamente al devanado principal, s lleva a cabo por medio de un conductor saliente, de los medios de aislamiento. Los medios de aislamiento son diseñados de preferencia como un disco giratorio de un material aislante o un dispositivo correspondiente. Una variación sin graduación de la longitud del devanado de regulación, el cual es ventajoso, es posible con la ayuda de un disco rotativo. Ya que el tambor del devanado de regulación es preferiblemente arreglado alrededor del núcleo, . es preferible construirlo afuera de al menos dos partes de tambor que son unidas en la dirección radial con el fin de formar el tambor. De acuerdo con una característica particularmente preferida, el conductor eléctrico aislante de dicho devanado tiene una segunda capa que es conectada a un potencial predeterminado, de preferencia potencial de tierra. Como se menciona, esto tiene la ventaja de que el campo eléctrico generado por el conductor portador de corriente es encerrado dentro de la capa aislante sólida. Puesto que esto tiene el resultado de que no existe campo eléctrico fuera del devanado, se obtiene una ventaja adicional en que en general será posible aplicar una técnica que es previamente solo conocida del rango de bajo voltaje y el campo de componentes electrónicos . De acuerdo con arreglo de la invención, el conductor de alto voltaje eléctrico puede ser diseñado para tomar ventaja de muchas formas. Tiene de preferencia, entre otras coas, un diámetro en el intervalo de 20-250 mm y un área en el intervalo de 80-300 mm2. La primera capa está además al mismo potencial como el conductor portador de corriente. La segunda capa es de preferencia arreglada de manera que forma una superficie substancialmente equipotencial que rodea el conductor/conductores portadores de corriente. De acuerdo con otros diseños al menos dos capas adyacentes tienen esencialmente el mismo coeficiente de expansión térmica, el conductor portador de corriente puede incluir una pluralidad de hebras, mediante lo cual solamente unas pocas hebras están aisladas entre sí y finalmente cada una de las tres capas pueden ser conectadas con seguridad a la capa adyacente a lo largo de esencialmente toda la superficie de contacto. Otra característica definida es que al menos uno de, y posiblemente ambos, del tambor del devanado de regulación o el tambor de almacenamiento sean provistos con medios para conexión de la dicha segunda capa de el devanado, que tiene propiedades semiconductoras, a un potencial predeterminado, de preferencia potencial a tierra. Esos medios pueden ser diseñados de muchas formas. El tambor del devanado de regulación es también preferiblemente provisto con un medio mediante el cual se conecta a tierra los conductores en el devanado. Este medio se encuentra de preferencia en forma de un contacto deslizante, por ejemplo de dos mitades. La presente invención será descrita en detalle, a manera de ejemplo, con particular referencia a los dibujos adjuntos que muestran diferentes modalidades y partes de la invención en las cuales: La figura 1 es un diagrama que muestra el principio de un arreglo de acuerdo con la invención; La figura 2 es un diagrama que muestra el principio de una modalidad del arreglo de acuerdo con la invención, en donde el número de vueltas del devanado de regulación se hace variar por una vuelta a la vez por medio de un interruptor desviador; La figura 3 es un diagrama que muestra el principio de otra modalidad de la invención donde el devanado puede ser variado con controles sin graduación. La figura 4 es un diagrama que muestra el principio de una variante de conexión a tierra del devanado; La figura 5 es un diagrama que muestra el principio de otra variante de conexión a tierra del devanado; La figura 6 es una vista en perspectiva de un contacto conveniente para conexión a tierra; La figura 7 muestra una vista en sección transversal de un contacto en la figura 6; La figura 8 ilustra un detalle de el contacto en la figura 6; y La figura 9 muestra una vista en sección transversal de un conductor aislado adecuado para ser usado en la presente invención. La figura 1 muestra un núcleo de transformador 1 consistente de una horquilla y dos patas, en el cual un devanado principal 2 es aplicado alrededor de una pata y un devanado de regulación 3 es arreglado alrededor de otra pata. El devanado principal puede además ser formado de un devanado primario o un devanado secundario. El devanado de regulación es así usado para hacer variar la relación del transformador. El devanado de regulación 3 es arreglado en forma de vueltas 5 del devanadas enrolladas en un tambor giratorio 6. Como se puede ver, el tambor 6 es dividido en dos mitades de tambor 7, 8. Otras formas de dividir el tambor son también concebibles así para facilitar la instalación alrededor de las patas del núcleo. El tambor es provisto con al menos un reborde para impulsión de banda por medio de un motor (no mostrado) . El devanado de regulación funciona así como una bobina variable. El número de vueltas del devanado en el tambor 6 del devanado de regulación se hace variar con la ayuda de un tambor 12 de almacenamiento del devanado giratorio, para el devanado 5. El tambor de almacenamiento 12 es de igual modo preferentemente impulsado mediante banda por un motor. En las siguientes figuras, las mismas o partes correspondientes, como se refieren en la figura 1, sen designadas por el mismo número. El símbolo A y B en la figura 2, 4 y 5 muestran en general puntos de conexión para los devanados, por ejemplo para el devanado principal o tierra . La modalidad mostrada en la figura 2 se refiera a un devanado de regulación en donde la longitud del devanado es variado gradualmente por una vuelta de devanado a la vez. Esto se lleva a cabo por medio de un interruptor desviador 15 el cual es conocido como tal (alternativamente llamado acoplador de carga) . En la figura 3 se muestra otra modalidad en donde el devanado en el tambor del devanado de regulación puede ser variado por un control sin graduación. Un núcleo 18 es mostrado aquí el cual está dividido en dos partes 18a, 18b por medio de un disco 20 de material aislante. El disco es giratorio y está conectado, en su centro, a un conductor saliente 21, 21a, el cual pasa hacia adentro y hacia afuera a través de la parte núcleo 18b y esta también conectado a un conductor radial 22a en el disco y el conductor está conectado al devanado de regulación 22. Los conductores 21, 21a son así conectados al devanado 22 vía el conductor 22a. El devanado 22 sobre el tambor de regulación 23 es conectado al devanado principal, un conductor de salida o a potencial de tierra, vía los conductores 22a, 21 y 21a pasa a través de dicho medio aislante 20 tal como se muestra en la figura. Al hacer girar el disco un flujo magnético regulado sin graduación a través de la ultima vuelta es producida por los conductores 22a, 21 y 21a. Este flujo puede ser variado desde cero al flujo a través de una vuelta completa en el devanado 22. El conductor 21 puede además estar también aislado o en contacto con el núcleo 18. El contacto de la segunda capa semiconductora en el devanado se puede obtener por medio de un contacto deslizante. En las figuras 6, 7 y 8 se ilustra un dispositivo de contacto deslizante 60 el cual es particularmente apropiado para conexión a tierra de la segunda capa semiconductora. El contacto es arreglado en una punta de el tambor giratorio en cual el devanado de regulación 22 esta provisto. El contacto deslizante incluye un tubo exterior 62 y un tubo interior 63, situado dentro del tubo exterior.

Ambos tubos son doblados para formar un elemento substancialmente anular localizado alrededor del núcleo 1. Entre los dos tubos se montan uno o varios tubos helicoidales deformados o en espiral 63. Ambos tubos, también como muelle (s) helicoidal (es) son fabricados de un material eléctricamente conductor. El tubo interno está en contacto eléctrico con el tubo exterior por medio del muelle. El tubo exterior 62 es provisto con una ranura axial 67 extendiéndose alrededor de su circunferencia exterior y a lo largo de la toda la longitud axial del tubo. Un conductor saliente 68 es conectado al tubo interno, para conexión a tierra. Este conductor se extiende libremente fuera a través de la ranura. Cuando el tambor regulador gira, el tubo exterior, conectado al tambor, gira también y ambos tubos en contacto eléctrico entre sí por medio del muelle helicoidal, funcionando como un contacto deslizante. El tubo exterior es mediante esto conectado a tierra. Como una alternativa a lo anterior, el tubo interior puede ser la parte móvil mientras que el tubo exterior es la parte estacionaria provista con el conductor de salida. El tubo exterior 62 debe ser dividido con el fin de lograr una interrupción eléctrica en la circunferencia alrededor del núcleo. Esto puede ser resuelto al proporcionar una o varias interrupciones 70 cercanas entre sí. Cuando el contacto deslizante, esto es, el muelle, pasa por estas interrupciones, una corriente no deseada puede ser producida en el resorte,, el cual puede dañar el resorte. Para prevenir esto, el dispositivo es provisto con otro tipo de contacto 72 el cual conmuta esta corriente, por ejemplo un contacto de carbono cargado mediante muelle. La figura 4 ilustra un principio para conectar a tierra la segunda capa semiconductora del devanado. El tambor regulador es provisto con al menos un anillo débilmente o moderadamente conductor 28 en una de sus puntas. Este anillo es altamente resistente, al menos de 100 ohms y en general de 1000 ohms, para impedir cortocircuitos. La resistencia del anillo puede estar distribuida uniformemente a lo largo del anillo o concentrado en áreas que tengan alta resistencia que serán conectadas a un buen material conductor. A lo largo del tambor, por ejemplo en dirección axial y sobre el exterior de el tambor, aún bajo el devanado del mismo, hay una pluralidad de medios alargados 29, hechos de un material conductor, y arreglados en intervalos regulares. Estos son conectados al anillo 28 y mediante esto conectados entre sí. La conexión a tierra del devanado se lleva a cabo por medio de contacto en la segunda capa exterior del devanado que tiene propiedades semiconductoras. El tambor de almacenamiento 12 puede también ser provisto con un arreglo correspondiente 30.

La figura 5 muestra una variante de la conexión a tierra de la segunda capa exterior del devanado que tiene propiedades semiconductoras. El tambor regulador es también provisto aquí con un anillo 38 el cual es conectado a un potencial de tierra y localizado en una punta de este tambor y que se extiende alrededor de la circunferencia del tambor. Anillos adicionales 40, elaborados de material conductor, son arreglados a intervalos regulares de espacio, alrededor de la capa semiconductora en el aislamiento de el conductor 36, de tal manera que los anillos de una vuelta del devanada está en contacto con los anillos correspondientes de las vueltas del devanado adyacentes. En esta forma estos anillos forman al menos una continua conexión eléctrica 42 a través del devanado y dicha conexión es conectada a tierra a través de contacto en el extremo del tambor con el primer anillo 38 localizado ahí. Alternativamente, el tambor de almacenamiento 12 puede ser conectado a tierra en una forma correspondiente o ambos tambores pueden ser conectados a tierra . Finalmente, en la figura 9 se representa un cable el cual es particularmente adecuado para ser usado como un devanado en el transformador/reactor de acuerdo con la invención. El cable 50 incluye al menos un conductor portador de corriente 51 rodeado por una primera capa semiconductora 52. Al exterior de dicha primera capa se proporciona una capa de aislante sólido 53. Rodeando la capa aislante se proporciona entonces una segunda capa semiconductora 54. El conductor portador de corriente puede incluir un número de hebras 56, de las cuales al menos algunas están aisladas entre sí. Las tres capas del cable, por ejemplo las dos capas semiconductoras y la capa aislante, son arregladas para adherirse unas a otras incluso cuando el cable es doblado. El cable es consecuentemente flexible y esta propiedad es mantenida durante la vida entera del cable. El cable ilustrado también difiere del convencional cable de alto voltaje en el cual este no incluye ninguna capa exterior para protección mecánica .del cable, ni tiene que incluir ninguna protección blindada la cual normalmente es provista en tales cables. Las modalidades mencionadas anteriormente y de variaciones de las mismas se considerarán solo a manera de ejemplo de una naturaleza no limitante de la invención y así puede ser variada en el alcance de las reivindicaciones adjuntas . Se hace constar que, con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (37)

1. REIVINDICACIONES 1. Un método para la regulación de un voltaje inducido en un transformador, alternativamente regulando la potencia reactiva de un reactor, en donde se obtiene un devanado con un conductor eléctrico aislado que incluye al menos un conductor portador de corriente, una primera capa que tiene propiedades semiconductoras arregladas para rodear el conductor, una capa sólida aislada arreglada para rodear dicha primera capa y una segunda capa que tiene propiedades semiconductoras arregladas para rodear la capa aislante, en donde un devanado de regulación es arreglado alrededor de un portador de flujo magnético y en donde se hace variar la longitud de dicho devanado de regulación que rodea el portador de flujo magnético.
2. 2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque tal devanado de regulación es arreglado sobre medios de devanado de regulación, dichos medios de regulación son giratorios alrededor del portador de flujo magnético .
3. 3. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque una parte variable del devanado de regulación es transferida a o desde al menos un medio de almacenamiento .
4. 4. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el transformador/reactor incluye un devanado principal con el cual el devanado de regulación puede ser conectado.
5. 5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque, partiendo de una posición de cero en la cual no hay ningún devanado en los medios de regulación, la el voltaje inducido/potencia reactiva de un transformador/reactor es incrementada de tal manera que el devanado es enrollado en un medio devanado de regulación en la misma dirección que la dirección de los medios de devanado y porque el voltaje inducido/potencia reactiva de un transformador/reactor respectivamente, es disminuido en el devanado es enrollado en los medios de devanado, de regulación en dirección contraria a la dirección del devanado principal, mediante lo cual la máxima variación de el número de vueltas del devanado es +-N, donde N es el numero de vueltas del devanado que están disponible en el medio devanado de regulación.
6. 6. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4-5, caracterizado porque la longitud existente del devanado en los medios de devanados reguladores se hacen variar sin control de graduación, en el que un voltaje inducido y la potencia reactiva respectivamente, son variadas por un control sin graduación.
7. 7. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4-5, caracterizado porque la longitud existente del devanado en los medios de devanado de regulación se hace variar por al menos una vuelta de devanado a la vez, de acuerdo con el cual el voltaje inducido y la potencia reactiva respectivamente, son variadas en pasos correspondientes a una vuelta del devanado .
8. 8. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 3-7, caracterizado porque un medio de almacenamiento incluye un tambor de almacenamiento giratorio, con el que el medio devanado de regulación es girado mediante medios de accionamiento, de tal manera que el devanado es transferido de los medios de devanado de regulación al tambor de almacenamiento o viceversa.
9. 9. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2-8, caracterizado porque el medio regulador incluye un tambor de devanado de regulación.
10. 10. Un arreglo para regular el voltaje inducido en un transformador, alternativamente regulando una potencia reactiva de un reactor, en donde dicho transformador/reactor incluye al menos un portador de flujo magnético y un devanado obtenido logrado con un conductor eléctrico aislado que incluyendo al menos un conductor portador de corriente, una primera capa que tiene propiedades semiconductoras arreglada para rodear el conductor, una capa sólida aislada arreglada para rodear dicha primera capa, y una segunda capa que tiene propiedades semiconductoras arregladas para rodear la capa aislante, en donde dicho arreglo además incluye un devanador regulador arreglado alrededor de un portador de flujo magnético y un medio regulador, por medio del cual la longitud de dicho devanado de regulación alrededor del portador de flujo magnético se hace variar.
11. 11. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque dichas capas son arregladas para adherirse entre sí cuando el conductor aislado es doblado.
12. 12. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 10 ó 11, caracterizado porque el devanado de regulación es arreglado en dicho medio regulador y que dicho medio regulador es giratorio alrededor de dicho portador magnético .
13. 13. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-12, caracterizado porque esta incluye al menos un medio devanado de almacenamiento a o desde al menos dicho medio de almacenamiento.
14. 14. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-13, caracterizado porque el medio regulador incluye un tambor devanado de regulación giratorio.
15. 15. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13-14, caracterizada porque el medio de almacenamiento incluye un tambor de almacenamiento giratorio .
16. 16. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13-158-10, caracterizado porque el medio de almacenamiento incluye un segundo devanado arreglado alrededor de un portador de flujo magnético.
17. 17. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13-16, caracterizado porque el devanado de regulación es arreglado en un pata portadora de flujo magnético perteneciente a una fase o a un sistema polifásico y porque el medio de almacenamiento incluye un devanado arreglado en una pata del portador de flujo magnético perteneciente a otra fase del sistema polifásico.
18. 18. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el transformador/reactor incluye un devanado principal y porque el devanado de regulación es provisto con medios para una conexión eléctrica al devanado principal.
19. 19. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado porque, partiendo de una posición de cero en la cual no hay ningún devanado en el tambor del devanado de regulación, el voltaje inducido/potencia reactiva de un transformador/reactor respectivamente, es incrementado por dichos medios de devanado de transferencia son aptos para enrollar el devanado en el tambor del devanado de regulación en la misma dirección que la dirección del devanado principal y porque la potencia reactiva del voltaje inducido de un transformador/reactor respectivamente, es reducida por dicho medio por transferencia son aptos para enrollar el devanado en el tambor del devanado de regulación en la dirección contraria a la dirección del devanado principal, de acuerdo con el cual la variación de las vueltas de devanado son +-N, donde N es el número de vueltas de devanadas las cuales están disponibles en el tambor devanado de regulación.
20. 20. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14-19, caracterizada porque dicho medio de transferencia incluye un medio accionador para la rotación de un tambor devanado de regulación y medios de accionamiento para la rotación de un tambor de almacenamiento .
21. 21. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizada porque los medios de accionamiento se encuentran en forma de por lo menos un motor y un dispositivo accionador de banda del tambor respectivo.
22. 22. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15-21, caracterizado porque el tambor del devanado de regulación y tambor de almacenamiento respectivamente, son giratorios en dos direcciones.
23. 23. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18-22, caracterizado porque el medio de conexión eléctrica al devanado principal incluye un interruptor desviador por medio del cual la longitud del devanado es variada por una vuelta del devanado en una ocasión .
24. 24. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18-22, caracterizado porque el portador de flujo magnético es un núcleo sólido y que dicho núcleo es interrumpido por un medio aislante, de acuerdo con el cual la conexión de un devanado de regulación toma lugar a través de dicho medio aislante y a través del núcleo, obteniendo mediante esto una variación sin graduación de la longitud del devanado de regulación.
25. 25. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 24, caracterizado porque al menos la ultima vuelta del devanado de regulación rodea un flujo magnético el cual puede variar entre cero y el flujo a través de la vuelta completa del devanado.
26. 26. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 24-25, caracterizado porque dicho medio aislante esta compuesto de un disco giratorio elaborado de un material aislante.
27. 27. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la segunda capa del conductor eléctrico aislado es conectado a un predeterminado potencial .
28. 28. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15-27, caracterizado porque al menos uno de los tambores reguladores y el tambor de almacenamiento respectivamente, están provistos con medios para conectarse con dicha segunda capa que tiene propiedades semiconductoras, a un determinado potencial.
29. 29. Un arreglo de acuerdo con las reivindicaciones 27-28, caracterizado porque el potencial predeterminado es potencial aterrizado.
30. 30. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28 ó 29, caracterizado porque el medio para conectar la segunda capa de un potencia predeterminado comprende un contacto deslizante, que incluye un tubo exterior y un tubo interno, situado dentro de tubo exterior, tales tubos son doblados para formar un elemento sustancialmente anular rodeando el núcleo, adyacente a una punta del medio regulador, porque uno de dichos tubos es arreglado para girar con dicho medio regulador y porque el otro de dichos tubos es conectado a tierra, aún más incluyendo al menos un muelle helicoidal montado entre dichos tubos, dichos tubos y dichos resortes están siendo fabricados de un material eléctricamente conductor, tal contacto eléctrico es mantenido entre el tubo interior y el tubo exterior por medio de dicho resorte cuando el medio regulador gira y la longitud de dicho devanado de regulación alrededor del núcleo es variada, de acuerdo con el cual el aterrizaje es logrado.
31. 31. Un arreglo de acuerdo con la reivindicación 30, caracterizado porque además incluye un conductor de salida, porque el tubo exterior es provisto con una ranura axial extendiéndose a través de su circunferencia exterior, y que dicho conductor se extiende libremente a través de dicha ranura cuando uno de los tubos gira con el medio regulador.
32. 32. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28-29, caracterizado porque dicho medio para conexión a un potencial predeterminado incluye al menos un anillo parcialmente conductor el cual es conectado al potencial predeterminado y localizado en una de las puntas de el tambor además de extenderse a lo largo de su circunferencia, el anillo está siendo conectado por medio de una pluralidad de medios alargados, hecho de un material conductor y arreglado axialmente, sobre un lado de el tambor, en intervalos regulares, de acuerdo con el cual el devanado es provisto en el exterior de dichos medios alargados así la segunda capa, tiene propiedades semiconductoras, esté en 'contacto con dicho medio alargado y la conexión al potencial predeterminado de el devanado de acuerdo con el cual toma lugar en intervalos regulares.
33. 33. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 28-29, caracterizado porque dicho medio para conexión a un predeterminado potencial incluye al menos un primer anillo parcialmente conductor conectado a un potencial predeterminado y localizado en un extremo del tambor además de extenderse a través de la circunferencia del tambor, una pluralidad de otros anillos, elaborado de un material conductor, el cual está arreglado alrededor de un conductor aislado del devanado en intervalos regulares el uno del otro, tal que anillos de una vuelta del devanado están en contacto con anillos correspondientes de una vuelta devanada adyacente, dichos anillos así formando al final una conexión eléctrica continua a través del devanado, y que dicha conexión es conectada a dicho potencial predeterminado en una de las puntas de el devanado por medio de contacto con dicho primer anillo.
34. 34. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 32-33, caracterizado porque el parcialmente conductor (primero) anillo tiene una alta resistencia.
35. 35. Un arreglo de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14-34, caracterizado porque el tambor devanado de regulación consiste de al menos dos partes del tambor, los cuales están unidos juntos en una dirección radial para formar un tambor.
36. 36. Un transformador/reactor, que incluye un portador de flujo magnético y un devanado de regulación, caracterizado porque incluye una distribución de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-35.
37. 37. Un transformador/reactor de acuerdo con la reivindicación 36, caracterizado porque este es ur. transformador/reactor seco. TRANSFORMADOR/REACTOR Y UN TRANSFORMADOR/REACTOR RESUMEN DE LA INVENCIÓN La invención es concerniente con un método para regular un voltaje inducido en un transformador, alternativamente la potencia reactiva de un reactor, en donde se obtiene un devanado (5; 26) con un conductor eléctrico aislante que incluye por lo menos un conductor portador de corriente, una primera capa que tiene propiedades semiconductoras arreglada para rodear el conductor, una capa aislante sólida arreglada para rodear la primera capa y una segunda capa que tiene propiedades semiconductoras arreglada para rodear la capa aislante, en donde un devanado de regulación (3, 22) es arreglado alrededor de un portador de flujo magnético (1) y en donde se hace variar la longitud del devanado de regulación alrededor del portador de flujo magnético. La invención también es concerniente con un arreglo para la realización del método y un transformador/reactor que incluye tal arreglo.