MXPA06002635A - Monitor para ciclo de trabajo y derivacion para mantenimiento preventivo para un regulador de voltaje. - Google Patents

Abstract

Se describe una tecnica de derivacion para el mantenimiento preventivo que incluye registrar una posicion de toma de un variador de toma bajo carga y registrar el tiempo en el cual se mantiene esa posicion. La duracion en la que se mantiene la posicion de toma se compara con un valor umbral y la posicion de toma cambia si la posicion de toma se ha mantenido durante un periodo mayor al valor umbral. En forma similar, una tecnica para monitorizar el ciclo de trabajo para monitorizar la vida de los contactos del variador de toma bajo carga incluye detectar la formacion de un arco. Se identifican las superficies formadoras de arco involucradas en la formacion del arco y se calculan los efectos de la formacion del arco sobre las superficies formadoras de arco. Las estimaciones de la erosion sobre las superficies formadoras de arco se actualizan y las estimaciones se comparan con un valor umbral. Cuando a estimacion excede el valor umbral, se genera una senal que indica la necesidad de dar mantenimiento.

Description

MONITOR PARA CICLO DE TRABAJO Y DERIVACIÓN PARA MANTENIMIENTO PREVENTIVO PARA UN REGULADOR DE VOLTAJE CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN Este documento se relaciona con un sistema para monitorizar y mantener un variador de toma bajo carga en un regulador de voltaje.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un regulador de voltaje o variador de toma bajo carga utiliza un variador de toma que emplea un detector de circuito secundario para accionar un enlace mecánico que acopla selectivamente tomas o terminales de una sección derivada del devanado para mantener un voltaje sustancialmente constante en una salida del regulador en respuesta a variaciones del voltaje en una entrada del mismo. La formación de arcos ocurre durante los cambios de posición de las tomas, lo que resulta en la erosión de los contactos involucrados. Esta erosión del contacto prosigue hasta que se lleva a cabo el mantenimiento en el variador de toma y se reemplazan los contactos o hasta que se erosionan los contactos a un punto en que éstos no hacen contacto eléctrico entre si, dando como resultado un corte eléctrico. Debido a esto, el periodo de vida restante del contacto tiene un impacto sobre el programa de mantenimiento y la confiabilidad del servicio del regulador de voltaje. Un fenómeno distinto, conocido como coquizado, ocurre si los contactos del variador de toma se quedan en una determinada posición durante un periodo de tiempo prolongado. El coquizado se refiere a la formación de depósitos de carbón en los contactos del variador de toma. Estos depósitos acortan el periodo de vida y pueden dar como resultado una interrupción debido a la necesidad de un servicio de mantenimiento prematuro. Se requiere mover o "limpiar" periódicamente los contactos del variador de toma para evitar que ocurra el coquizado. Para evitar esto, el variador de toma puede derivarse para limpiar los depósitos de carbón en los contactos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Se pueden acumular depósitos de carbón en los contactos de un variador de toma bajo carga que funciona en una posición durante un periodo de tiempo prolongado. Dependiendo del estado del sistema, se puede llevar a cabo una secuencia de cambios en la derivación luego de cierto periodo de tiempo para limpiar los depósitos de carbón en los contactos, lo cual reduce la necesidad de mantenimiento de los mismos. Este proceso de cambiar la posición del variador de toma para limpiar los depósitos de carbón en los contactos se llama derivación para mantenimiento preventivo o PMT (derivación para mantenimiento preventivo, por sus siglas en inglés) . La monitorización del ciclo de trabajo o DCM (monitorización del ciclo de trabajo, por sus siglas en inglés) se utiliza para mantener la estimación del periodo de vida restante de los contactos del variador de toma bajo carga. Se detecta una formación de arco asociada con un cambio en la posición de la toma y se identifican los contactos involucrados con la formación del arco. Se calcula una pérdida de vida útil por unidad para cada uno de los contactos identificados como resultado de la formación de arco detectada. Se usa la pérdida de vida útil por unidad para actualizar la estimación de pérdida de vida útil de las superficies formadoras de arco de los contactos identificados. Se comparan las estimaciones actualizadas de pérdida de vida útil con el valor de umbral definido por el usuario y se generan señales cuando la estimación actualizada excede los valores de umbral. En un aspecto general, el cambio automático de la posición de la toma en un variador de toma bajo carga incluye registrar la posición de la toma y la duración que mantiene esa posición. La duración por la que la toma se mantiene en esa posición se compara con un valor umbral y la posición de la toma se cambia si ésta se ha mantenido durante un periodo de tiempo mayor que el valor umbral. Las modalidades pueden incluir una o más de las siguientes características. Por ejemplo, el registro de la duración en la que la toma se ha mantenido cierta posición puede comprender registrar el valor en un temporizador de cuenta regresiva. Inicialmente, se puede ajustar el temporizador de cuenta regresiva al valor umbral. El temporizador de cuenta regresiva puede restaurarse al valor umbral luego de cada cambio de la posición de la toma. La comparación de la duración en la que se ha mantenido la posición de la toma con respecto al valor umbral puede incluir verificar si el valor del temporizador de cuenta regresiva es cero. El valor umbral puede ser un parámetro configurable por el usuario. El valor umbral puede ser cualquier cantidad de dias completos entre 1 y 99. El cambio de la posición de la toma puede incluir mover la posición de la toma por encima de una posición inicial de la toma, mover la posición de la toma por debajo de una posición inicial de la toma y regresar la toma a su posición inicial. La posición de la toma por encima de la posición inicial de la toma puede ser una posición encima de la posición inicial. La posición de la toma por debajo de la posición inicial de la toma puede ser una posición abajo de la posición inicial. El cambio de la posición de la toma puede incluir mover la toma desde una posición inicial de la toma y regresar la toma a su posición inicial. Por ejemplo, mover la toma desde su posición inicial puede incluir mover la toma una posición desde su posición inicial. El cambio de la posición de la toma puede incluir mover la toma desde una posición inicial de la toma hacia una posición por encima o debajo de la neutra y regresar la toma a su posición inicial. Por ejemplo, mover la toma hacia una posición por encima o por debajo de la neutra puede incluir mover la toma una posición por encima o debajo de la neutra. El cambio de la posición de la toma también puede incluir mover la toma a una posición por encima de la neutra, mover la toma a una posición por debajo de la neutra y regresar la toma a la posición neutra. Se puede registrar la información que identifica el cambio de la posición de la toma que se señalizó. La información que identifica puede incluir la hora y fecha del cambio de la toma asi como el modo usado para dictar el cambio de la posición de la toma. También se puede generar una señal que indique que se ha de cambiar la posición de la toma cuando ésta se ha mantenido durante un lapso mayor de tiempo que el valor umbral. La generación de la señal indicativa de que la posición de la toma se ha de cambiar puede incluir dar como salida un voltaje indicativo de un futuro cambio en la posición de la toma o enviar una comunicación digital indicativa de un futuro cambio de la posición de la toma. El cambio de la posición de la toma también puede incluir registrar un momento actual y verificar si éste se encuentra dentro de un intervalo de tiempo especificado durante el cual puede ocurrir un cambio de la posición de la toma. Cuando el momento actual no se encuentra dentro del intervalo especificado, el cambio de la posición de la toma también incluye monitorizar el momento actual hasta que éste se encuentre dentro del intervalo especificado y sólo cambiar la posición de la toma hasta que el momento actual se encuentre dentro del intervalo especificado. Los intervalos de tiempo durante los cuales puede ocurrir un cambio de la posición de la toma puede ser un parámetro configurable por el usuario y se puede especificar mediante un tiempo de inicio y un tiempo de finalización del intervalo. El cambio de la posición de la toma también puede incluir verificar si la posición actual de la toma se encuentra dentro de un intervalo especificado de posiciones dentro de las cuales puede ocurrir un cambio de la toma. Cuando la posición actual de la toma no se encuentra dentro del intervalo especificado, el cambio de la posición de la toma también incluye monitorizar la posición actual de la toma hasta que ésta se encuentre dentro del intervalo especificado. La gama de posiciones dentro de las cuales puede ocurrir un cambio de la toma puede ser un parámetro configurable por el usuario y se puede especificar con un solo número que defina el valor absoluto de las posiciones finales del intervalo especificado. El cambio de la posición de la toma también puede incluir medir la magnitud de la corriente de carga que fluye a través del variador de toma y verificar si la magnitud es menor que el valor umbral. Cuando la magnitud no es menor que el valor umbral, el cambio de la posición de la toma también puede incluir monitorizar la magnitud hasta que ésta sea menor que el valor umbral y cambiar la posición de la toma sólo hasta que la magnitud sea menor que el valor umbral. El valor umbral puede ser un parámetro configurable por el usuario y se puede especificar mediante un porcentaje de la carga de corriente con régimen máximo especificado para un regulador que incluye al variador de toma bajo carga. El cambio de la posición de la toma puede incluir verificar que el estado de funcionamiento del variador de toma bajo carga cumpla con los requisitos para permitir un cambio de la posición de la toma y cambiarla cuando se cumplan los requisitos. También se puede recibir una señal que indique que deberá ocurrir un cambio de la posición de la toma. Se puede cambiar la posición de la toma como respuesta a la recepción de esa señal. En otro aspecto general, la monitorización de la duración de los contactos del variador de toma bajo carga incluye detectar la formación de arcos e identificar las superficies donde se forman los arcos al momento en que se presenta la formación de arcos . Como resultado de la formación de arcos se calcula una pérdida de vida útil por unidad para las superficies identificadas como punto de formación de arcos, y se actualizan las estimaciones de erosión acumulativa para las superficies donde se forman los arcos. Las estimaciones actualizadas de erosión acumulativa se comparan con un primer valor umbral y la acción se señaliza cuando al menos una de las estimaciones actualizadas de la erosión acumulativa excede el primer valor umbral . Las modalidades pueden incluir una o más de las siguientes características. Por ejemplo, las estimaciones de erosión acumulativa para las superficies donde se forman los arcos pueden ser estimaciones de vida útil restante para los contactos . El primer valor umbral puede ser la mínima vida útil restante y permisible de una superficie formadora de arco antes de que la superficie formadora de arcos amerite servicio de mantenimiento. La señalización para accionamiento cuando al menos una de las estimaciones actualizadas de erosión acumulativa excede el primer valor umbral puede incluir la señalización para el accionamiento cuando al menos una de las estimaciones actualizadas de vida útil restante es menor a la vida útil restante que puede permitirse para un contacto. Las estimaciones de erosión acumulativa para las superficies formadoras de arco pueden ser estimaciones de pérdida de vida útil de los contactos. El primer valor umbral puede ser una máxima vida útil permisible en una superficie formadora de arco antes de que la superficie formadora de arco necesite un servicio de mantenimiento. La señalización para el accionamiento cuando al menos una de las estimaciones de erosión acumulativa excede el primer valor umbral puede incluir la señalización para el accionamiento cuando una de las estimaciones actualizadas de vida útil perdida es mayor que la máxima vida útil permitida . El variador de toma bajo carga puede incluir contactos móviles o estacionarios, los cuales individualmente incluyen superficies de formación de arco. La identificación de los contactos involucrados en la formación de arco puede incluir la identificación de los contactos móviles y estacionarios involucrados y también puede incluir la identificación de las superficies formadoras de arco de esos contactos. El cálculo de la pérdida de vida útil para las superficies formadoras de arco como resultado de la formación de arco puede incluir el cálculo de una corriente de interrupción y un voltaje de recuperación del variador de toma bajo carga. Se puede calcular la pérdida de vida útil para las superficies formadoras de arco identificadas, como resultado de la formación del arco, con base en la corriente de interrupción y el voltaje de recuperación, mediante el uso de una ecuación de vida útil del contacto que está basada en probar la vida útil de contacto en una cantidad estadísticamente grande de variadores de toma a una corriente de interrupción especifica y niveles de voltaje de recuperación específicos. La actualización de una estimación de vida útil restante de los contactos puede incluir la recopilación de las estimaciones recuperadas de la erosión de los contactos, actualizar las estimaciones recuperadas para incluir la pérdida de vida útil de las superficies formadoras de arco y guardar las estimaciones actualizadas, incluyendo el efecto de la formación de arco, como estimaciones actualizadas. Al incluir, en las estimaciones guardadas, la perdida de vida útil de las superficies formadoras de arco identificadas, puede incluir agregar la pérdida de vida útil de las superficies formadoras de arco identificadas a las estimaciones de erosión acumulativa para las superficies formadoras de arco identificadas o restar la pérdida de vida útil de las superficies formadoras de arco identificadas a partir de las estimaciones de erosión acumulativa para las superficies formadoras de arco identificadas. Las estimaciones actualizadas de erosión acumulativa pueden compararse con un segundo valor umbral que es un indicativo de la interrupción del servicio, cuando se ha excedido ese valor. Puede tenerse una señalización de la falla cuando al menos uno de las estimaciones actualizadas de erosión acumulativa excede el segundo valor umbral. Puede obtenerse una estimación del momento en el cual será necesario que una superficie formadora de arco reciba mantenimiento. Esto puede incluir, por ejemplo, recuperar una estimación de la erosión acumulativa en una superficie formadora de arco. Puede obtenerse la estimación de una cantidad de eventos de formación de arco necesaria para hacer que la estimación de la erosión acumulativa para las superficies formadoras de arco exceda el primer valor umbral, con base en un promedio de pérdida de vida calculado para un caso de formación de arco en las superficies formadoras de arco. Puede estimarse la proporción con que se presentan los casos de formación de arco, asi como el momento en el que una superficie formadora de arco necesita mantenimiento, lo que se sabrá con base en el Índice de ocurrencia estimado y la cantidad estimada de casos de formación de arcos. En otro aspecto general, un sistema para cambiar automáticamente la posición de contactos móviles de un variador de toma bajo carga incluye un procesador que puede hacerse funcionar para determinar la posición de los contactos móviles en un variador de toma de carga de un regulador de voltaje y la cantidad de tiempo que ha permanecido sin cambio esa posición. El sistema también incluye un actuador que se puede accionar para cambiar la posición de los contactos móviles. El actuador cambia la posición de los contactos móviles en respuesta a una señal proveniente del procesador que indica que la posición será cambiada debido a que los contactos móviles no se han movido por más tiempo que el valor umbral. Las modalidades pueden incluir una o más de las siguientes características. Por ejemplo el procesador y el actuador pueden estar eléctricamente conectados al variador de toma bajo carga. El procesador puede tener acceso a un reloj para determinar la cantidad de tiempo durante el cual la posición de los contactos móviles se ha mantenido sin cambio y para determinar si los contactos móviles han permanecido sin moverse por un tiempo mayor a un valor umbral . Puede incluirse una memoria que puede operar para almacenar los datos que especifican la posición de los contactos móviles y los cambios en la posición de los contactos móviles . Los datos que especifican los cambios en la posición de los contactos móviles pueden incluir la hora, la fecha y un modo de operación para cada cambio en la posición de los contactos móviles. El procesador puede hacerse funcionar para determinar un punto determinado en el tiempo. El procesador puede enviar una señal para que ocurra un cambio en la posición de los contactos móviles si el punto determinado en el tiempo se encuentra dentro del período de tiempo diario especificado. El procesador puede hacerse funcionar para obtener una medida de la magnitud de la corriente de carga que fluye a través del regulador de voltaje. El procesador puede enviar una señal para que ocurra un cambio en la posición de los contactos móviles y la medición de la corriente está por debajo del valor umbral. El procesador puede hacerse funcionar para que envíe una señal a un procesador secundario y recibir una señal de un procesador primario. El procesador puede enviar una señal a procesadores secundarios antes de cada cambio en la posición de los contactos móviles como resultado por no haber cambio en la posición de los contactos móviles durante un período de tiempo mayor al valor umbral . La señal puede indicarle a los procesadores secundarios hacer un cambio en la posición de los contactos móviles asociados con cada uno de los procesadores secundarios. El procesador puede recibir una señal del procesador primario y hacer un cambio en la posición de los contactos móviles como respuesta a la señal. En otro aspecto general, un sistema para monitorizar la vida útil de los contactos de un variador de toma bajo carga incluye un procesador que puede funcionar para calcular la pérdida de vida útil de una superficie que forma arcos de un variador de toma bajo carga como resultado de la formación de un arco. El sistema también incluye una memoria que funciona para almacenar una estimación de la erosión acumulativa sobre la superficie que forma arcos . El procesador incluye la pérdida de vida útil de la superficie que forma arcos en la estimación de la erosión acumulativa almacenada en la memoria y la memoria almacena el resultado de la inclusión como una estimación actualizada de la erosión acumulativa sobre el contacto. Las modalidades pueden incluir una o más de las siguientes características. Por ejemplo, el procesador puede utilizar mediciones de voltaje y corriente del regulador y diseñar parámetros del regulador al momento de que ocurra la formación de arco para calcular la pérdida de vida útil de la superficie formadora de arco. El procesador puede funcionar para enviar una señal para el mantenimiento del variador de toma bajo carga basándose en una comparación entre la estimación de la erosión acumulativa sobre la superficie formadora de arco y un valor umbral. Otras características son evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, incluyendo los dibujos y reivindicaciones.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama de bloque de un sistema eléctrico que incluye un variador de toma bajo carga. La Figura 2 es un diagrama de bloques de un variador de toma bajo carga. La Figura 3 es un diagrama de flujo de un proceso de derivación para mantenimiento preventivo de un variador de toma bajo carga. La Figura 4 es un diagrama de bloques de un sistema eléctrico polifásico que incluye múltiples variadores de toma bajo carga. La Figura 5 es un diagrama de flujo de un proceso para la monitorización del ciclo de trabajo de los contactos del variador de toma bajo carga. Los símbolos de referencia iguales en los diversos dibujos indican elementos iguales.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Haciendo referencia a la Figura 1, un sistema (100) eléctrico incluye un regulador (102) de voltaje. El regulador (102) de voltaje monitoriza el voltaje en un conductor (106) de salida y regula el voltaje en el conductor (106) de salida a un nivel predeterminado. La salida producida por el regulador (102) de voltaje en el conductor (106) de salida es una versión regulada del voltaje en un conductor (104) de entrada. El regulador (102) de voltaje regula el voltaje de la salida al conectar la toma de un variador de toma bajo carga (108) del regulador (102) de voltaje. En una modalidad, el variador de toma bajo carga (108) puede ser un variador de toma de 32 saltos que regula con exactitud el voltaje en salto de 5/8% a partir de "10% incremento" a "10% disminución" en los circuitos de distribución clasificados como de 2400 voltios (6 kV BIL) hasta 34,500 voltios (200 kV BIL) para los sistemas ya sea de 50 ó 60 Hz. En otras modalidades, el variador de toma bajo carga (108) puede tener una diferente cantidad de posiciones de las tomas o un tamaño de salto diferente y se puede aplicar al circuito de distribución con diferentes nominaciones . El regulador (102) de voltaje utiliza el variador de toma bajo carga (108) para regular las variaciones de voltaje debido a cambios de carga o cambios del voltaje en el conductor (104) . Con más particularidad, un controlador del regulador (102) de voltaje utiliza el variador de toma bajo carga (108) para regular las variaciones del voltaje. De otra forma, se puede utilizar el variador de toma bajo carga (108) para mantener un voltaje constante en el conductor (106) de salida incluso si el voltaje detectado en el conductor (104) de entrada cambia. Como se muestra en la Figura 2, el variador de toma bajo carga (108) emplea un detector (200) de voltaje de circuito secundario para accionar un enlace (202) mecánico y conectar selectivamente las diferentes tomas (204) de una sección con derivaciones del devanado (206) como respuesta a las variaciones del voltaje a fin de controlar el voltaje de salida del regulador (102) de voltaje. El enlace (202) mecánico incluye contactos (208) fijos a los cuales los contactos móviles del variador de toma bajo carga (108) se conectan eléctricamente para acoplar las tomas (204) correspondientes. Mientras que las Figuras 1 y 2 ilustran un regulador de voltaje monofásico, los variadores de toma también pueden utilizarse para controlar los sistemas multifásicos como pueden ser los sistemas trifásicos y las técnicas descritas a continuación se pueden aplicar por igual a estos sistemas. En el caso de un sistema trifásico, se pueden utilizar múltiples variadores de toma bajo carga (108) . En una modalidad, el variador de toma bajo carga (108) puede variar la relación entre el voltaje de entrada y de salida de un dispositivo de control eléctrico en el intervalo de +10% a partir de un valor nominal. Por ejemplo, el variador de toma bajo carga (108) puede incluir 16 tomas (204), cada una ajusta la relación en 5/8%, de manera tal que el total ajuste posible puede ser hasta 10% (esto es, 16 x 5/8%) . Un conmutador (210) inverso o de polaridad permite que este ajuste sea positivo o negativo. El regulador (102) de voltaje incluye un controlador (212) que determina cuándo deberá usarse el variador de toma bajo carga (108) para acoplar diferentes tomas (204) del devanado (206) para controlar el voltaje de salida del regulador (102) de voltaje. Cuando se lleva a cabo esta determinación, el controlador envía una señal al variador de toma bajo carga (108) para cambiar la posición de la toma y éste responde cambiando la posición de la toma. El controlador (212) recibe mediciones del voltaje y corriente a partir del regulador (102) de voltaje para ayudar a determinar cuándo cambiar la posición de la toma.

Un sensor o transformador de corriente proporciona mediciones de la corriente al controlador (212) y un sensor o transformador o de potencia proporciona mediciones de voltaje al controlador (212) . El transformador de corriente y de potencia puede incluirse dentro del regulador (102) de voltaje o puede encontrarse externamente del regulador (102) de voltaje. En algunas modalidades, el regulador (102) de voltaje utiliza dos sensores o transformadores de potencia . El controlador (212) incluye un procesador (214) que procesa las instrucciones que ejecuta el aparato y una memoria (216) que almacena la información necesaria para el procesador (214). Éste lleva a cabo cálculos basados en las mediciones de corriente y voltaje y otras señales como la dirección del variador de toma y almacena los resultados de esos cálculos en la memoria (216) . El controlador (212) ejecuta uno o más procesos de temporización que pueden accederse por otros procesos ejecutándose en el controlador (212) . El procesador (214) ejecuta múltiples procesos para monitorizar y mantener el variador de toma bajo carga (108) dentro del regulador (102) de voltaje. Por ejemplo, el procesador (214) ejecuta un proceso de derivación para mantenimiento preventivo (PMT) y un proceso de monitorización del ciclo de trabajo (DCM) para incrementar la vida útil del variadores de toma (108) y disminuir la cantidad de interrupciones por servicio planeadas o no planeadas. El proceso de derivación para mantenimiento preventivo aumenta la vida útil de los contactos evitando que ocurra la formación de depósitos de carbón o coque. Al calcular la erosión hasta la fecha y el tiempo restante de vida útil de los contactos, el proceso de monitorización del ciclo de trabajo permite una mejor programación del mantenimiento de manera que éste no se lleve a cabo con demasiada regularidad sino lo suficientemente seguido para evitar cortes o interrupciones no planeadas. Los contactos móviles del variadores de toma (108) pueden mantenerse en una posición particular durante períodos prolongados de tiempo cuando el voltaje en el conductor (104) de entrada permanece constante, cuando se evitan explícitamente los cambios de la posición de la toma o debido a otras razones. Como se indica anteriormente, cuando los contactos móviles permanecen en una sola posición durante períodos prolongados de tiempo, puede ocurrir la formación de coque. Se pueden llevar a cabo cambios manuales de las tomas en un intento de prolongar la vida útil del contacto pero estos cambios se hacen sin saber la duración de la inactividad del variador de toma. Refiriéndose a la Figura 3, a fin de evitar la acumulación de carbón en los contactos móviles, un proceso (300) de derivación para mantenimiento preventivo hace que la posición de la toma cambie luego de cumplirse una serie de criterios, incluyendo el tiempo de inactividad del variador de toma. Por ejemplo, el proceso (300) se ejecuta mediante el procesador (214) del controlador (212). El proceso (300) envía señales para que ocurra un cambio en la posición de la toma cuando el variador de toma ha estado en cierta posición de toma durante un período mayor al tiempo de umbral. Puede haber múltiples modos para cambiar la posición de la toma luego de que los contactos han estado demasiado tiempo en cierta posición de toma. Inicialmente, se registra (302) la posición actual de los contactos del variador de toma bajo carga y se monitoriza (304) la duración en la que los contactos se han mantenido en aquella posición. Por ejemplo, en una modalidad, se utilizan temporizadores de cuenta regresiva para monitorizar el período de tiempo durante el cual los contactos se han mantenido en cierta posición de toma. En una modalidad, los temporizadores indican una cantidad de tiempo en días restantes antes de que deba cambiarse la posición de toma. Los temporizadores de cuenta regresiva pueden fijarse inicialmente con el tiempo máximo permitido entre los cambios de toma, en donde, la modalidad registrada, es un parámetro configurable que puede tardar cualquier cantidad de días completos que se encuentra entre 1 y 99 (aunque otras modalidades pueden utilizar otros valores e intervalos) . Se puede tener acceso a los temporizadores de cuenta regresiva mediante una interconexión hombre-máquina o HMI (interconexión hombre-máquina, por sus siglas en inglés) y la interconexión de comunicación del controlador. Si se cambia (306) subsiguientemente la posición de la toma debido a una variación en el voltaje de entrada o de salida del regulador de voltaje o debido a otras razones, se registra (302) la nueva posición del contacto. Se reinicia el temporizador de cuenta regresiva hasta el tiempo máximo permitido entre las variaciones de toma y se utiliza para monitorizar la duración del tiempo en el que no se ha cambiado la posición (304) del variador de toma. Si no se detectan cambios en la posición del variador de toma, pero el variador de toma ha estado en su posición actual durante menos del tiempo límite (308), el proceso (300) continúa monitorizando el tiempo durante el cual el variador de toma ha estado en su posición actual. En general, un temporizador de cuenta regresiva que tenga un valor que no sea cero, indica que el variador de toma ha estado en su posición actual durante un período menor al tiempo límite . Si los contactos móviles del variador de toma han permanecido en una posición durante más del tiempo límite (308) (es decir, que los temporizadores de cuenta regresiva tienen valores en cero), el procesador (214) hace que el controlador (212) envíe una señal para que inicie las secuencias de mantenimiento preventivo que hace un cambio en la posición (310) del variador. El usuario puede controlar la forma en la cual cambia la posición del variador seleccionando un modo particular. Cada modo puede apagarse y encenderse independientemente de manera tal que se pueda utilizar tal cantidad de modos. Antes de que inicie la secuencia de derivación del mantenimiento preventivo, el controlador (212) registra la hora, la fecha y el modo de uso. En una modalidad, un modo simple, llamado el modo A, limita la derivación para mantenimiento a un intervalo que no exceda un variador más arriba o un variador más abajo que la posición inicial del variador. N será la posición del variador de toma cuando inicia una secuencia de derivación para mantenimiento preventivo según el modo A simple. En una modalidad del modo simple, el variador es elevado a la posición N+l y luego es bajado a la posición N-l antes de regresar a la posición N inicial. En otra modalidad del modo simple, el variador es elevado a la posición N+l y luego es regresado a la posición N. En otra modalidad adicional del modo simple, el variador es bajado a la posición N-l antes de regresar a la posición N. En términos generales, el modo simple puede utilizarse para promover el variador de toma a una posición no restringida del variador antes de regresar a su posición inicial. Existe un modo más complejo, llamado el modo B que pretende operar el conmutador inverso interno del variador de toma siempre y cuando se haya cumplido con una serie de requisitos. Cuando se selecciona el modo B e inicia una secuencia de derivación para el mantenimiento preventivo, la posición del variador de toma se mueve a través de una posición neutra para operar el conmutador inverso. La cantidad de posiciones a través de las cuales se mueve el variador de toma depende de la posición inicial de la toma. Por ejemplo, si la posición del variador que presenta inicialmente una elevación a partir de la posición neutra, la posición del variador disminuye un salto por debajo de la posición neutra antes de elevarse nuevamente a su posición original. Por otra parte, si la posición del variador encuentra inicialmente una posición por debajo de la posición neutra, la posición del variador se eleva un salto por encima de la posición neutra antes de bajarse nuevamente a su posición original. Si la posición del variador se encuentra inicialmente en posición neutra, la posición del variador se mueve una posición por encima de la posición neutra y luego la posición por debajo de la posición neutra antes de que la posición del variador regrese a su posición neutra. En términos más generales, el modo B no limita las posiciones del variador de toma bajo carga en las cuales se puede mover la toma, para que la toma pueda moverse a cualquier posición cuando se utilice el modo B. Estas secuencias de movimiento están diseñadas para operar el conmutador inverso en el variador de toma bajo carga, erosionando los depósitos de carbón que dan como resultado la formación de coque en los contactos del conmutador inverso. El proceso (300) de derivación para el mantenimiento preventivo emplea un parámetro de intervalo configurable de horario que define el intervalo al tiempo aceptable durante el cual se puede iniciar una secuencia de derivación para mantenimiento preventivo. Si el temporizador de cuenta regresiva expira durante un período de tiempo que no se encuentre dentro del parámetro de intervalo de horario, la secuencia de derivación para el mantenimiento preventivo a la que se ha enviado la señal permanece pendiente hasta un horario dentro del cual se alcance un parámetro de intervalo. El parámetro de intervalo de horario incluye un tiempo de inicio y un tiempo de finalización. En una modalidad, los tiempos pueden tener valores dentro del intervalo entre 00:00 a 23:59 que represente tiempos válidos. El tiempo de inicio define el comienzo del intervalo de tiempos durante el cual se puede iniciar una secuencia de derivación para el mantenimiento preventivo y el tiempo de finalización define el término del intervalo. Un segundo parámetro utilizado por el proceso (300) de derivación del mantenimiento preventivo es la desviación máxima a partir del parámetro de la posición neutra, que define el valor absoluto de los límites de la posición de la toma externa, más allá del cual el controlador no inicia una secuencia de derivación para el mantenimiento preventivo en el modo B. Por ejemplo, si la desviación máxima a partir del parámetro en la posición neutra se determina en 5 y el variador de toma se encuentra en cierta posición de toma de -7, la secuencia de derivación para el mantenimiento preventivo a la que se ha enviado la señal permanece pendiente hasta que el variador de toma ha tomado una posición dentro del intervalo permitido por la desviación máxima a partir del parámetro de posición neutra, que en este caso es -5 a +5. En el caso de un variador de toma bajo carga que tenga 16 tomas, la desviación máxima a partir del parámetro de posición neutra puede tener un valor integral entre 1 y 16. También se puede considerar un parámetro de límite de corriente cuando se lleva a cabo una secuencia de derivación para el mantenimiento preventivo. El parámetro de límite de corriente evita el inicio de una secuencia de derivación para el mantenimiento preventivo cuando la corriente de carga excede el umbral indicado. Este parámetro configürable por el usuario adquiere la forma de un porcentaje de la corriente de carga de máxima nominación del regulador de voltaje. El controlador del regulador de voltaje puede tener una entrada y una salida a través de la cual existe una comunicación con los controladores de los reguladores de voltaje. Por ejemplo, en el sistema (400) eléctrico polifásico que se muestra en la Figura 4, los reguladores (102a-102c) de voltaje incluyen cada uno, uno de los variadores de toma bajo carga (108a-108c) . También, cada uno de los reguladores (102a-102c) de voltaje incluye uno de los controladores (212a-212c) . Uno de los reguladores de voltaje, como el regulador (102a) de voltaje, puede designarse como un regulador de voltaje primario mientras que los demás reguladores de voltaje como los reguladores (102b) y (102c) pueden designarse como reguladores de voltaje secundarios. En tal configuración, el controlador (212a) puede designarse como un controlador primario y los controladores (212b) y (212c) pueden designarse como controladores secundarios. Similarmente, el variador de toma bajo carga (108a) puede designarse como un variador de toma bajo carga primario y los variadores de toma bajo carga (108b) y (108c) pueden designarse como variadores de toma bajo carga secundarios. El controlador (212a) y el regulador (102a) de voltaje primario puede enviar una señal a través de la salida correspondiente que le indica a los controladores (212b) y (212c) de los reguladores (102b) y (102c) de voltaje secundarios que el controlador (212a) primario ha iniciado una secuencia de derivación para mantenimiento preventivo. Luego de recibir esta señal en las entradas respectivas, los controladores (212b) y (212c) envían una señal para las secuencias de derivación para mantenimiento preventivo en los variadores secundarios de toma bajo carga (108b) y (108c) . En una modalidad, se puede producir un solo voltaje en la salida del controlador (212a) primario para indicar que se ha iniciado una secuencia PMT para el variador de toma bajo carga (108a) primario.

Particularmente, la presencia de voltaje en la salida indica que la secuencia PMT se ha iniciado y que la posición de las tomas del variador de toma bajo carga (108a) será cambiada. En otra modalidad, se puede enviar una comunicación digital a través de la salida del controlador (212a) . La comunicación digital puede indicar que la secuencia PMT ha sido iniciada y puede incluir detalles sobre el cambio que se ha de hacer en la posición de las tomas. Los controladores (212b) y (212c) de los reguladores (102b) y (102c) de voltaje secundario que pueden utilizar los detalles incluidos para especificar cómo las posiciones de toma de los variadores secundarios de toma bajo carga (108b) y (108c) deberán cambiarse. El envío de señales que indica que la secuencia PMT ha sido iniciada antes de que la posición de la toma del variador de toma bajo carga (108a) primario ha cambiado les permite a los variadores de toma bajo carga (108a-108c) cambiar las posiciones de la toma ocurre sustancialmente al mismo tiempo . En esta característica, el controlador (212a) primario lleva a cabo el proceso (300) de derivación para el mantenimiento preventivo basándose en la configuración interna del variador de toma bajo carga (108a) primario. Los controladores (212b) y (212c) secundarios, por otra parte, no llevan a cabo el proceso (300) de derivación para el mantenimiento preventivo basándose en la configuración interna de los variadores secundarios de toma bajo carga (108b) y (108c) . En vez de esto, los controladores (212b) y (212c) secundarios sólo inician una secuencia de derivación para mantenimiento preventivo cuando se recibe la señal apropiada del controlador (212a) primario con respecto a las entradas de los controladores (212b) y (212c) secundarios. En otras modalidades, un solo controlador puede controlar directamente múltiples variadores de toma bajo carga.

La secuencia de derivación para el mantenimiento preventivo puede limitarse mediante la configuración del control del hardware y la memoria física. Por ejemplo, si el conmutador de la función de control del controlador está en posición "apagado" o "manual", se impide físicamente la secuencia de derivación para el mantenimiento preventivo y no comenzará hasta que el conmutador de la función de control regrese a la posición "auto/remoto" y que se cumpla con otros requisitos para iniciar una secuencia PMT. El intervalo -de derivación para el mantenimiento preventivo puede limitarse por restricciones físicas como pueden ser interruptores de límite en el variador de toma bajo carga o en el indicador de posición y parámetros de la memoria fija como pueden ser los límites de SOFT-ADD-AMP y la característica de toma en neutro. Si es así, la secuencia de derivación para el mantenimiento preventivo no intenta exceder aquellos límites . Si está activa la característica de toma a neutro, la posición de la toma no cambia. El usuario puede enviar una instrucción manual para hacer que el variador de toma lleve a cabo una operación de derivación para mantenimiento para el mantenimiento preventivo, usando cualquiera de los modos disponibles, antes de que los temporizadores de cuenta regresiva hayan expirado. Esto le permite al usuario atajar el proceso (300) de derivación para el mantenimiento preventivo para llevar a cabo un cambio en la posición de las tomas cuando sea necesario. En una modalidad, se puede enviar la instrucción manual a través de HMI . En otra modalidad, la instrucción puede enviarse a través de un dispositivo de comunicación como un dispositivo de computadora portátil que sea capaz de conectarse al controlador del regulador de voltaje y enviar una señal para una operación de derivación para el mantenimiento preventivo. En otra modalidad, se puede utilizar un sistema de adquisición de datos y control administrativo o SCADA (sistema de adquisición de datos y control administrativo, por sus siglas en inglés) para enviar la instrucción al controlador. El proceso de derivación para el mantenimiento preventivo puede prolongar la vida de los contactos evitando la acumulación de carbón sobre las superficies de contacto. La acción mecánica de limpieza por contacto que ocurre durante una secuencia de cambio de tomas produce la cantidad de formación de coque que ocurre. Esto da como resultado un menor costo en el mantenimiento del tiempo de vida y un tiempo de vida prolongado del regulador de voltaje. En términos generales, se ha monitorizado previamente la vida útil del contacto del variador de toma bajo carga mediante una inspección visual. Para hacer esto, un regulador que incluye un variador de toma bajo carga y los contactos asociados se retira del servicio para la inspección visual de los contactos. Cuando se retira del servicio, el regulador puede puentearse sin ser reemplazado en cuyo caso el voltaje de circuitos ya no está regulado por el regulador de voltaje y el equipo en el circuito se expone a un voltaje no regulado. El regulador que se ha retirado también puede puentearse y reemplazarse lo cual es algo intensivo en cuanto a recursos e indeseable si no es necesario. Si el regulador no se puentea, la línea que obtiene el servicio del regulador se queda sin energía lo cual resulta en una pérdida de energía para el equipo en el circuito. Además, puede ser necesario llevar el regulador a una instalación del servicio para trabajo de mantenimiento lo cual aumenta la duración del corte energético. La monitorización de la cantidad de operaciones de cambio de tomas en un intento para determinar cuándo debe darse servicio a los contactos proporciona cierto grado de conocimiento sobre qué tan seguido ocurren la formación de arcos pro excluye los detalles concernientes a la cantidad de erosión de los contactos en cada borde de arcos y las condiciones a las cuales se expusieron los contactos . Las condiciones a las cuales se expusieron los contactos son factores importantes para determinar los efectos de la formación de arco sobre la expectativa de arco de los contactos. Refiriéndose a la Figura 5, un proceso (500) para monitorizar el ciclo de trabajo estima la pérdida de vida para todas las superficies de arco de los contactos en un variador de toma bajo carga de un regulador de voltaje. Cuando la pérdida de vida estimada para cualquier superficie formadora de arcos excede los umbrales definidos por el usuario, se proporcionan alarmas o advertencias por medio de un controlador del regulador de manera tal que el usuario pueda planear el mantenimiento del equipo en un momento apropiado para reemplazar los contactos viejos y el variador de toma. Las alarmas o advertencias proporcionadas durante el proceso (500) de monitorización del ciclo de trabajo le permiten al usuario programar de manera óptima el mantenimiento y evitar las interrupciones por servicios en los circuitos conectados al regulador. El proceso (500) para calcular la pérdida acumulada de la vida de los contactos utiliza datos de las pruebas de la vida del contacto del variador de toma. A partir de datos de prueba en modelos específicos de variadores de toma, la vida del contacto puede relacionarse a la interrupción de la corriente y recuperación del voltaje. Las magnitudes de estos valores son funciones de los parámetros de circuito, la posición de la toma, la dirección del recorrido del variador de toma y la información específica del diseño del regulador. La formación de arcos da como resultado un volumen de material erosionado de los contactos implicados en la formación del arco. Si se llevan a cabo una cantidad estadísticamente elevada de cambios de tomas a una interrupción de corriente constante y recuperación del voltaje iniciando con los nuevos contactos y continuando hasta una erosión completa, que puede calcular el promedio de la pérdida de vida por unidad por formación de arco para esa interrupción de corriente y recuperación de voltaje específicos. Los puntos de datos sobre la vida del contacto en diferentes niveles de interrupción de corriente y recuperación de voltaje permiten crear un conjunto de curvas de vida del contacto para un modelo específico del variador de toma y escribir una ecuación de la vida del contacto. El proceso (500) comienza con la detección de una formación (502) de arco. La formación del arco ocurre en cada cambio de la toma de manera que el controlador identifica la formación de arco al detectar un cambio de la toma. Durante un cambio de tomas, se interrumpe la corriente en una primera superficie formadora de arco y éste establece una segunda superficie formadora de arco pero no se interrumpe en este momento el servicio al circuito al cual se conecta el regulador. Conforme se interrumpe la corriente en la primera superficie formadora de arco, se forma un arco, el cual erosiona una porción del volumen del material del contacto. Las superficies de formación de arcos involucradas en la formación de arco detectada simplifican para que la pérdida de vida por unidad causada por la formación del arco pueda atribuirse a aquellas superficies (504) con formación de arco. Se consideran las superficies formadoras de arco de dos tipos de contactos del variador de toma, contactos móviles y contactos fijos. Los contactos móviles hacen contacto eléctrico con contactos fijos apropiados para ajustar la proporción de vueltas del regulador para que se mantenga un voltaje regulado relativamente constante. El variador de toma bajo carga incluye dos juegos de contactos móviles, y cada juego de contactos móviles incluye dos superficies de formación de arco. Además, cada contacto fijo tiene dos superficies formadoras de arcos. Todas las superficies formadoras de arcos de los contactos móviles y fijos se monitorizan durante el proceso (500) . Una superficie formadora de arco móvil y una fija están involucradas en cada evento con formación de arco. Cuando se lleva a cabo un cambio de la toma, el controlador identifica las superficies formadoras de arco de los contactos móviles y fijos involucradas en la formación del arco basándose en la posición del variador de toma antes del cambio de la toma y la dirección del recorrido del variador de toma. Luego de haberse identificado las superficies formadoras de arco involucradas, el controlador calcula la interrupción de corriente y recuperación de voltaje. Como se menciona previamente, la magnitud de la interrupción de corriente y la recuperación del voltaje son funciones de los parámetros de circuito, la posición de la toma, la dirección del recorrido del variador de toma y la información del diseño específica para e regulador. Se proporcionan parámetros del circuito al controlador mediante dispositivos auxiliares como transformadores de corriente o potencia. La posición de la toma y la dirección del recorrido se detectan por el controlador mediante señales proporcionadas por el variador de toma. Se proporciona la información específica del diseño del regulador y se proporcionan como una entrada hacia el controlador . La pérdida por unidad de la vida del contacto para las superficies formadoras de arco involucradas en el evento con formación de arcos se calcula utilizando una ecuación (506) de la vida del contacto. La ecuación de la vida del contacto se desarrolla usando los datos de la prueba de la vida del contacto para modelos específicos del variador de toma como se describe anteriormente. La ecuación de la vida del contacto es una función para interrumpir la corriente y recuperación del voltaje y utiliza constantes determinadas de los datos de pruebas de la vida del contacto. La pérdida de vida por unidad para las superficies específicas con formación de arco se calcula y acumulan tanto para los contactos móviles como fijos en una memoria mantenida por el controlador. Los eventos subsiguientes son cumulativos y una pérdida de vida como resultado de una formación de arco se agrega a la estimación de pérdida de vida para cada superficie formadora de arco involucrada en la formación del arco. Para cada superficie formadora de arco involucrada en la formación del arco, se almacenan en la memoria del controlador (508) las nuevas estimaciones acumuladas de la pérdida de vida de cada contacto. Las estimaciones actualizadas de la pérdida de vida se comparan con los valores (510) de umbral definidos por el usuario. Si las estimaciones acumuladas para cualquier superficie formadora de arco excede el valor umbral definido por el usuario, el regulador envía una señal mediante el controlador de que se requiere (512) la acción del usuario. Por ejemplo, el controlador puede indicar que se ha exhibido un umbral mediante el HMI, SCADA o mediante una operación de un contacto de contactos de alarma. En una modalidad, se utilizan dos umbrales definidos por el usuario. Un umbral pretende indicarle al usuario que deberá programarse el mantenimiento del equipo. Un segundo umbral se especifica en un nivel más elevado y pretende avisarle al usuario que puede ser inminente una interrupción del servicio causada por el regulador. Después de darse la alarma o advertencia, el proceso (500) continúa y se sigue acumulando pérdida de vida. Si ninguna estimación acumulada de pérdida de vida excede cualquier nivel de umbral, no se dan alarmas ni advertencias y continúa el proceso (500) . El proceso (500) de monitorización del ciclo de trabajo es ejecutado para cada formación de arco que ocurre dentro del variador de toma. La monitorización de la pérdida de vida de las superficies formadoras de arco del contacto y el envío de señales cuando se exceden los umbrales da como resultado una programación de mantenimiento mejorada y menores interrupciones de servicio causadas por una completa erosión de los contactos del variador de toma. El usuario puede reiniciar las estimaciones de pérdida de vidas de todas las superficies formadoras de arco luego de haberse reemplazado los contactos y de que el regulador está nuevamente en servicio. Además de esto, el usuario puede ingresar las estimaciones acumuladas iniciales de pérdida de vida para las superficies formadoras de arco cuando se coloca un controlador en un regulador que ha estado en servicio durante cierto período de tiempo de manera tal que el variador de toma ha experimentado una formación de arco. En este caso, el usuario especifica las estimaciones acumuladas de pérdida de vida en las superficies formadoras de arco de contacto e ingresa las estimaciones en el controlador. En otras modalidades, la vida restante de la superficie formadora de arco puede estimarse en vez de la pérdida de vida acumulada. En esta modalidad, la pérdida de vida por unidad calculada para los contactos involucrados en la formación de arco detectada se resta de la estimación del resto de la vida de la superficie de la formación de arco para las superficies formadoras de arco involucradas. Además, el controlador puede estimar una fecha en la cual sea necesaria el mantenimiento o una fecha del término de vida del contacto. Más particularmente, los parámetros históricos incluyendo la carga del regulador, los niveles de voltaje, la actividad del variador de toma y el intervalo de tomas puede monitorizarse y usarse para calcular un promedio de pérdida de vida por formación de arcos para las superficies formadoras de arcos involucradas. La ecuación de la vida del contacto puede utilizarse para calcular el resto de vida esperada de las superficies formadoras de arco del contacto. Una fecha de mantenimiento o de término de vida puede entonces calcularse usando los valores típicos de la actividad del variador de toma y del circuito, asumiendo que la actividad del variador de toma y los parámetros del circuito permanezcan algo constantes ya que se utilizan valores históricos . Se utiliza un regulador de voltaje para referirse genéricamente a un dispositivo eléctrico que detecta un voltaje en una entrada y produce en una salida un voltaje regulado y correspondiente. El regulador de voltaje puede ser un regulador de voltaje escalonado o un regulador de voltaje de tipo inducción. Más aún, en esta descripción, el término "regulador de voltaje" se refiere a un transformador que transforma un voltaje detectado en una entrada en un voltaje en una salida. El transformador puede ser un transformador variador de toma bajo carga o LTC (transformador variador de toma bajo carga, por sus siglas en inglés) , o un transformador con relación variable bajo carga o TCUL (transformador con relación variable bajo carga, por sus siglas en inglés) . Por ejemplo, el regulador de voltaje puede ser un regulador monofásico, un regulador polifásico, un regulador autotransformador o un regulador bidevanado. La toma del regulador de voltaje puede incluir cualquier cantidad de graduaciones, incluyendo cero, como en el caso de un regulador tipo inducción. Se entiende que se pueden llevar a cabo diversas modificaciones. Por ejemplo, aún se pueden lograr resultados ventajosos si se llevan a cabo los pasos de las técnicas descritas en diferente orden y/o si los componentes en los sistemas descritos se combinan en forma diferente y/o si se reemplazan o suplementan por otros componentes. En consecuencia, otras modalidades se encuentran dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (55)

1. REIVINDICACIONES : 1. Un método para cambiar automáticamente la posición de la toma en un variador de toma bajo carga, caracterizado porque el método comprende: registrar una posición de la toma; registrar una duración durante la cual se ha mantenido la posición de la toma; comparar la duración en la que se ha mantenido la posición de la toma con respecto a un valor umbral; y cambiar la posición de la toma si ésta se ha mantenido durante un período de tiempo mayor al valor umbral .
2. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el paso de registrar la duración a la cual se ha mantenido la posición de la toma comprende registrar el valor de un temporizador de cuenta regresiva.
3. 3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el temporizador de cuenta regresiva se fija inicialmente en el valor umbral.
4. 4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque el temporizador de cuenta regresiva se reinicia en el valor umbral luego de cada cambio en la posición de toma.
5. 5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado además porque la comparación de la duración a la cual se ha mantenido la posición de toma con respecto al valor umbral comprende verificar si el valor del temporizador de cuenta regresiva es cero.
6. 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el valor umbral es un parámetro configurable por el usuario.
7. 7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el valor umbral es una cantidad de días completos entre 1 y 99.
8. 8. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el cambio de la posición de toma comprende: mover la toma a una posición por encima de una posición de toma inicial; mover la toma a una posición por debajo de la posición de toma inicial; y regresar la toma a la posición de toma inicial.
9. 9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque al mover la toma a una posición por encima de la posición de toma inicial comprende mover la toma a una posición por encima de la posición inicial.
10. 10. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque mover la posición de la toma por debajo de la posición inicial de la toma comprende mover la toma una posición por debajo de su posición inicial.
11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque cambiar la posición de la toma comprende: mover la toma desde una posición de toma inicial; y regresar la toma a la posición de toma inicial.
12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado además porque mover la toma desde la posición inicial de la toma comprende mover la toma una posición a partir de su posición inicial.
13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque cambiar la posición de la toma comprende: mover la toma desde una posición inicial de la toma a una posición por encima de la posición neutra; y regresar la toma a la posición de toma inicial.
14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado además porque mover la toma a una posición por encima de la neutra comprende mover la toma una posición por encima de la neutra.
15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque cambiar la posición de la toma comprende: mover la toma desde una posición de toma inicial a una posición por debajo de la neutra; y regresar la toma a la posición de toma inicial.
16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque mover la toma a una posición por debajo de la neutra comprende mover la toma una posición por debajo de la neutra.
17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque cambiar la posición de la toma comprende: mover la toma a una posición por encima de la neutra; mover la toma a una posición por debajo de la neutra; y regresar la toma a una posición neutra.
18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende registrar la información que identifica el cambio a la posición de la toma que fue señalizada.
19. 19. El método de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado además porque la información de identificación incluye el tiempo y fecha del cambio de la toma así como el modo usado para dictar el cambio de la posición de la toma.
20. 20. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende generar una señal que indica que la posición de la toma se ha de cambiar para que la posición de la toma sea mantenida durante un período mayor que el valor umbral.
21. 21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque la generación de una señal indicadora de que la posición de la toma se ha de cambiar comprende dar salida a un voltaje indicador de un futuro cambio de la posición de la toma.
22. 22. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado además porque la generación de una señal indicadora de que la posición de la toma se ha de cambiar comprende enviar una comunicación digital indicadora de un futuro cambio en la posición de la toma .
23. 23. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque cambiar la posición de la toma además comprende: registrar un punto determinado en el tiempo; verificar si el punto determinado en el tiempo está dentro del intervalo especificado de tiempo durante el cual puede ocurrir un cambio en la posición de la toma; cuando el punto determinado en el tiempo no está dentro del intervalo especificado, monitorizar el punto determinado en el tiempo hasta que éste esté dentro del rango especificado; cambiar la posición de la toma sólo después de que el punto determinado en el tiempo esté dentro del intervalo especificado.
24. 24. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque el intervalo de tiempo durante los cuales puede ocurrir un cambio en la posición de la toma es un parámetro configurable por el usuario.
25. 25. El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque el intervalo de tiempo durante el cual puede ocurrir un cambio en la posición de la toma está especificado por un tiempo de inicio y un tiempo de finalización del intervalo.
26. 26. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el cambio de la posición de la toma además comprende: verificar si la posición de la toma actual está dentro del intervalo especificado de posiciones dentro del cual puede ocurrir un cambio de la toma; cuando la posición de la toma presente no esté dentro del intervalo especificado, monitorizar la posición de la toma actual hasta que la posición de la toma actual esté dentro del intervalo especificado; y cambiar la posición de la toma sólo después de que la posición de la toma esté dentro del intervalo especificado .
27. 27. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el intervalo de posiciones dentro de las cuales puede ocurrir un cambio de la toma es un parámetro configurable por el usuario.
28. 28. El método de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el intervalo de posiciones dentro de las cuales puede ocurrir un cambio de la toma está especificado por un solo número que define el valor absoluto de las posiciones terminales del intervalo especificado.
29. 29. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el cambio de la posición de la toma además comprende: medir a magnitud de la corriente de carga que fluye a través del variador de toma; verificar si la magnitud es menor que el valor umbral; cuando la magnitud no sea menor que el valor umbral, monitorizar la magnitud hasta que éste sea menor que el valor umbral; y cambiar la posición de la toma sólo después de que la magnitud sea menor que el valor umbral.
30. 30. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque el valor umbral es un parámetro configurable por el usuario.
31. 31. El método de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque el valor umbral está especificado por el porcentaje de corriente de carga de máxima nominación especificada para un regulador que incluye un variador de toma bajo carga.
32. 32. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el cambio de la posición de la toma comprende: verificar que las condiciones de funcionamiento del variador de toma bajo carga cumplan con los requisitos para permitir un cambio de la posición de la toma; y cambiar la posición de la toma cuando se cumpla con los requisitos.
33. 33. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende: recibir una señal indicadora de que deberá ocurrir un cambio en la posición de la toma; y cambiar la posición de la toma.
34. 34. Un método para monitorizar la vida de los contactos del variador de toma bajo carga, caracterizado porque el método comprende: detectar la formación de un arco; identificar las superficies formadoras de arco involucradas en la formación del arco; calcular la pérdida de vida por unidad para la superficies formadoras de arco identificadas como resultado de la formación del arco; actualizar las estimaciones de la erosión acumulativa de las superficies formadoras de arco; comparar las estimaciones actualizadas de la erosión acumulativa con respecto a un primer valor umbral; y señalizar la acción cuando al menos una de las estimaciones actualizadas de la erosión acumulativa exceda el primer valor umbral .
35. 35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque: las estimaciones de la erosión acumulativa de las superficies formadoras de arco son estimaciones del resto de vida de los contactos; el primer valor umbral es el mínimo permisible de vida útil restante de la superficie con formación del arco antes de que se requiera servicio de la superficie formadora de arco; y señalizar la iniciación de acción cuando al menos una de las estimaciones actualizadas de la erosión acumulativa exceda el primer valor umbral comprende señalizar la iniciación de acción cuando al menos una de las estimaciones actualizadas del resto de vida sea menor que el mínimo permisible del resto de vida del contacto.
36. 36. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque: las estimaciones de la erosión • acumulativa de la superficie formadora de arco son estimaciones de la pérdida de vida de los contactos; el primer valor umbral es el máximo permisible de pérdida de vida de una superficie formadora de arco antes de que se requiera dar servicio a esta superficie; y la señalización de iniciación de acción cuando al menos una de las estimaciones actualizadas de erosión acumulativa exceda el primer valor umbral comprende señalizar la iniciación de acción cuando las estimaciones actualizadas de pérdida de vida sean mayores que el máximo permisible de pérdida de vida.
37. 37. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque: el variador de toma bajo carga incluye contactos móviles y fijos que incluyen cada uno superficies formadoras de arco; y el paso de identificar los contactos involucrados en la formación del arco que comprende: identificar los contactos móviles involucrados; identificar los contactos fijos involucrados; e identificar las superficies formadoras de arco de los contactos móviles identificados y de los contactos fijos identificados que estén involucradas en la formación del arco.
38. 38. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque el cálculo de la pérdida de vida útil para las superficies formadoras de arco identificadas como resultado de una formación de arco comprende: calcular una corriente de interrupción del variador de toma bajo carga; calcular un voltaje de recuperación del variador de toma bajo carga; y calcular la pérdida de vida para las superficies formadoras de arco identificadas como resultado de la formación del arco, basándose en la corriente interrumpida y la recuperación de voltaje usando la ecuación de vida de contacto que está basada en probar la vida de contacto en una cantidad estadísticamente significativa de variaciones de toma a niveles específicos de interrupción de corriente y niveles de recuperación de voltaje.
39. 39. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque la actualización de una estimación del resto de vida útil de los contactos comprende: recuperar las estimaciones guardadas de la erosión de los contactos; actualizar las estimaciones guardadas para que incluyan la pérdida de vida de las superficies formadoras de arco; y guardar las estimaciones actualizadas que incluyen el efecto de la formación de arco, como estimaciones actualizadas.
40. 40. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado además porque el paso de incluir la pérdida de vida de las superficies formadoras de arco identificadas en las estimaciones guardadas comprende agregar la pérdida de vida de las superficies formadoras de arco identificadas con respecto a las estimaciones de la erosión acumulativa para las superficies formadoras de arco identificadas .
41. 41. El método de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado además porque el paso de incluir la pérdida de vida de las superficies formadoras de arco identificadas en las estimaciones guardadas comprende restar la pérdida de vida de las superficies formadoras de arco especificadas de las estimaciones de la erosión acumulativa de las superficies formadoras de arco identificadas.
42. 42. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque comprende: comparar las estimaciones actualizadas de la erosión acumulativa con un segundo valor de umbral que es indicativo de la interrupción del servicio cuando se exceda el valor; y señalizar una interrupción del servicio cuando al menos una de las estimaciones actualizadas de la erosión acumulativa exceda el segundo valor umbral.
43. 43. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado además porque comprende estimar un tiempo en el cual será necesario el mantenimiento de la superficie formadora de arco.
44. 44. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado además porque la estimación del tiempo en el cual será necesario el mantenimiento de la superficie formadora de arco comprende: recuperar una estimación de la erosión acumulativa de la superficie formadora de arco; estimar una cantidad de eventos de formación de arco necesarios para hacer que la estimación de la erosión acumulativa para la superficie formadora de arco exceda el primer valor umbral, basándose en la pérdida de vida promedio calculada por formación de arco para la superficie formadora de arco; estimar una velocidad a la cual ocurren los eventos de formación de arco; y estimar un momento en el cual será necesario el mantenimiento de la superficie formadora de arco basándose en la tasa estimada y la cantidad estimada de formaciones de arco.
45. 45. Un sistema para cambiar automáticamente la posición de los contactos móviles de un variador de toma bajo carga, caracterizado porque el sistema comprende: un procesador operable para determinar una posición de contactos móviles en un variador de toma bajo carga de un regulador de voltaje en una cantidad de tiempo durante la cual la posición no ha sido cambiada; y un accionador operable para cambiar la posición de los contactos móviles; donde el accionador cambia la posición de los contactos móviles en respuesta a una señal del procesador que informa que la posición ha de cambiarse debido a que los contactos móviles no se han movido durante un período mayor al valor umbral.
46. 46. El sistema de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado además porque el procesador y el accionador están eléctricamente conectados al variador de toma bajo carga.
47. 47. El sistema de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado además porque el procesador tiene acceso a un reloj para determinar la cantidad de tiempo durante el cual la posición de los contactos móviles no ha cambiado y para determinar si los contactos móviles no se han movido durante un período mayor al de umbral .
48. 48. El sistema de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado además porque comprende una memoria operable para almacenar datos que especifican la posición de los contactos móviles y los cambios de la posición de los contactos móviles.
49. 49. El sistema de conformidad con la reivindicación 48, caracterizado además porque los datos que especifican los cambios de la posición de los contactos móviles incluyen un tiempo, una fecha y un modo de operación para cada cambio en la posición de los contactos móviles .
50. 50. El sistema de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado además porque: el procesador puede operar para determinar un punto determinado en el tiempo; y el procesador envía un cambio para la posición de los contactos móviles si el punto determinado en el tiempo se encuentra dentro de un período de tiempo diario especificado.
51. 51. El sistema de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado además porque: el procesador es operable para obtener una medición de la magnitud de la corriente de carga que fluye a través del regulador de voltaje; y el procesador señaliza un cambio en la posición de los contactos móviles si la medición de la corriente está por debajo de un valor umbral.
52. 52. El sistema de conformidad con la reivindicación 45, caracterizado además porque: el procesador puede operar para enviar una señal para un procesador secundario y recibir una señal de un procesador primario; el procesador envía una señal a los procesadores secundarios antes de que ocurra cada cambio en la posición de los contactos móviles, como resultado de la ausencia de cambios en la posición de los contactos móviles durante un período mayor que el valor umbral, en donde la señal le indica a los procesadores secundarios hacer un cambio de la posición de los contactos móviles asociados con cada uno de los procesadores secundarios; y el procesador recibe una señal del procesador primario y hace un cambio en la posición de los contactos móviles como respuesta a la señal.
53. 53. Un sistema para monitorizar la vida de los contactos de un variador de toma bajo carga, caracterizado porque el sistema comprende: un procesador que puede operar para calcular la pérdida de vida de una superficie formadora de arco de un variador de toma bajo carga, como resultado de la formación de un arco; y una memoria capaz de funcionar para almacenar una estimación de la erosión acumulativa sobre la superficie formadora de arco; donde el procesador incluye la pérdida de vida calculada para la superficie formadora de arco en la estimación de la erosión acumulativa almacenada en la memoria y la memoria almacena el resultado de la inclusión como una estimación actualizada de la erosión acumulativa en el contacto.
54. 54. El sistema de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado además porque el procesador utiliza las mediciones de corriente y mediciones de voltaje del regulador y diseña parámetros del regulador al momento de que ocurre la formación del arco para calcular la pérdida de vida de la superficie formadora de arco.
55. 55. El sistema de conformidad con la reivindicación 53, caracterizado además porque el procesador puede operar para mantener una señal para el mantenimiento del variador de toma bajo carga, basándose en una comparación entre la estimación de la erosión acumulativa sobre la superficie formadora de arco y un valor umbral.