Cambiador de tomas bajo carga.

Cambiador de tomas bajo carga para el cambio sin interrupción entre diferentes tomas de arrollamiento de un transformador con tomas,

que presenta medios para seleccionar la toma de arrollamiento respectiva del transformador con tomas a la que debe cambiarse, además medios para el cambio propiamente dicho desde la toma de arrollamiento conectada a la nueva seleccionada, al menos una resistencia de paso, al menos un anillo de blindaje dispuesto en el cambiador de tomas para el apantallamiento dieléctrico de campos eléctricos, un cilindro de material aislante lleno de aceite que aloja al menos al cambiador de tomas bajo carga, una cabeza de cambiador de tomas dispuesta en la zona superior del cilindro de material aislante y una tapa que obtura el cilindro de material aislante, caracterizado por que en la zona superior de la cabeza (1) del cambiador de tomas está previsto un dispositivo de refrigeración (3) por el que puede fluir un medio de refrigeración que circula por separado y que está diseñado como un circuito cerrado de refrigeración, por que el dispositivo de refrigeración (3) está integrado en el al menos un anillo de blindaje (5) y por que el dispositivo de refrigeración (3) está realizado esencialmente periférico en el lado interior del anillo de blindaje (5).

Cambiador de tomas bajo carga La presente invención se refiere a un cambiador de tomas bajo carga para el cambio sin interrupción entre diferentes tomas de arrollamiento de un transformador con tomas según el preámbulo de la primera reivindicación.

Los cambiadores de tomas bajo carga son empleados en grandes cantidades universalmente desde hace muchos años para el cambio ininterrumpido entre diferentes tomas de arrollamiento de transformadores con tomas. Tales cambiadores de tomas bajo carga normalmente constan de un selector para la selección sin corriente de la toma de arrollamiento respectiva del transformador con tomas, a la que debe cambiarse, y un cambiador de tomas bajo carga para el cambio propiamente dicho desde la toma de arrollamiento anterior a la nueva toma de arrollamiento preseleccionada. El cambiador de tomas bajo carga presenta para ello habitualmente contactos de conmutación y contactos de resistencia. Los contactos de conmutación sirven así para la conexión directa de la toma de arrollamiento respectiva a la derivación de carga y los contactos de resistencia para la conmutación a corto plazo, es decir, el puenteado mediante una o varias resistencias de paso. Sin embargo, los desarrollos de los últimos años se alejaron de los cambiadores de tomas bajo carga con contactos de conmutación mecánicos en aceite aislante. En lugar de ello, se ha incrementado el uso de células de conmutación de vacío como elementos de conmutación. En el futuro, probablemente se utilizarán también elementos de conmutación de semiconductores.

En un tipo particular de cambiadores de tomas bajo carga, los llamados selectores de toma bajo carga, los medios descritos para la selección de una nueva toma de arrollamiento y los medios para el cambio de toma bajo carga propiamente dicho están combinados constructivamente y son operados juntos.

Dependiendo del principio de cambio y el tipo de construcción del cambiador de tomas bajo carga respectivo, o bien todo el cambiador de tomas bajo carga, o por lo menos el cambiador de tomas bajo carga separado, es montado en un recipiente de aceite separado del aceite del transformador. El aceite sirve así tanto para el aislamiento eléctrico o aumento de la rigidez dieléctrica entre partes bajo tensión del cambiador de tomas, como para el enfriamiento simultáneo de componentes muy cargados térmicamente, como por ejemplo las resistencias de paso, durante el cambio propiamente dicho. Además, el aceite sirve para mejorar la extinción del arco y durante el funcionamiento reduce la energía mecánica que se gasta debido a la buena característica de lubricación. El efecto de refrigeración del aceite aislante también es necesario porque durante el cambio en la resistencia de paso (eventualmente estrangulación) se genera una alta energía térmica y es disipada a través del aceite.

Sin embargo, ciertos ámbitos de aplicación de un cambiador de tomas bajo carga requieren un cambio frecuente entre las tomas de arrollamiento del transformador con tomas debido a la regulación frecuente o a situaciones de perturbación imprevistas. Los cambios frecuentes por unidad de tiempo podrían calentar el aceite aislante en el recipiente de aceite del cambiador de tomas por encima de límites técnicamente admisibles. A pesar de la conformidad de los valores límite de temperatura con las normas pertinentes, los casos prácticos de aplicación especiales no pueden ser cubiertos sin medidas adicionales. Un ejemplo de cambiador de tomas bajo carga se da a conocer en el documento DE-A-4006985.

Por tanto, el objeto de la presente invención es proporcionar un cambiador de tomas bajo carga en el que a pesar de una pluralidad de cambios consumados dentro de un período relativamente corto de tiempo, no se excedan los valores límite de la temperatura del aceite aislante dentro del recipiente de aceite.

Este objeto se consigue mediante un cambiador de tomas bajo carga con las características de la primera reivindicación. Las reivindicaciones dependientes se refieren a perfeccionamientos especialmente ventajosos de la invención.

La idea general de la invención consiste en prever en la zona de la cabeza del cambiador de tomas un dispositivo de refrigeración que pueda ser atravesado con un medio de refrigeración que circula por separado y que está diseñado como un circuito cerrado de refrigeración y por medio del cual puede ser disipada la energía térmica en exceso del aceite aislante del recipiente de aceite del cambiador de tomas bajo carga. La energía térmica disipada puede ser cedida al medio ambiente a través de componentes disponibles en el mercado (por ejemplo intercambiadores de calor fluido-aire) u otros medios de refrigeración (por ejemplo intercambiadores de calor fluido-fluido) . Si ahora la temperatura del aceite aislante en el recipiente de aceite por el dispositivo de refrigeración previsto adicionalmente, que funciona a modo de un intercambiador de calor, se mantiene en un nivel bajo definible, es posible con el cambiador de tomas bajo carga según la invención realizar una pluralidad de cambios de toma de arrollamiento del transformador con tomas dentro de un corto período de tiempo y, sin embargo, asegurar una refrigeración suficiente de los componentes cargados térmicamente del cambiador de tomas bajo carga. Puesto que debido a la convección natural en el interior del recipiente de aceite el disipador de calor es atravesado obligatoriamente por el aceite aislante caliente que va hacia arriba, el posicionamiento apropiado del dispositivo de refrigeración en la zona superior del recipiente de aceite del cambiador de tomas bajo carga garantiza un incremento adicional en la eficiencia de intercambio de calor entre el medio de refrigeración frío y el aceite aislante caliente. Dependiendo de la diferencia de temperatura existente entre el medio de refrigeración y el aceite aislante la eficiencia de refrigeración puede ser controlada de forma selectiva tanto por el flujo volumétrico del medio de refrigeración, como por la 2 5

temperatura del mismo. Como medios de refrigeración pueden ser empleados esencialmente todos los fluidos que tengan una gran capacidad de calor específico, en particular el propio aceite aislante.

Según una forma de realización preferida de la invención, el disipador de calor del dispositivo de refrigeración está diseñado como una espiral sumergida en el aceite aislante del recipiente de aceite, de modo que los respectivos extremos de la espiral constituyan por un lado la entrada, y por otro lado la salida del medio de refrigeración. Por la configuración con forma espiral del disipador de calor se consigue un aumento de la superficie que puede ser atravesada por el aceite aislante caliente, lo que contribuye a un aumento en la potencia de refrigeración del dispositivo de refrigeración. Para aplicaciones especiales que hacen necesario un cambio muy frecuente entre las diferentes tomas de arrollamiento del transformador con tomas, la configuración con forma espiral del disipador de calor en el marco de esta forma realización puede también duplicarse o ser aumentada en múltiples veces, es decir, tres, cuatro o cinco veces. Además del número total de espirales, la eficiencia de refrigeración del dispositivo de refrigeración también puede ser influida por el número de vueltas individuales de la espiral respectiva. Por tanto, el dispositivo de refrigeración no está limitado al número de espirales representadas en este ejemplo de realización, ni al número representado de vueltas.

Según otra forma de realización preferida, el dispositivo de refrigeración con un medio de refrigeración que circula por separado puede ser integrado en los anillos de blindaje dispuestos en el cambiador de tomas bajo carga. Los anillos de blindaje de este tipo para cambiadores de toma bajo carga son conocidos por ejemplo por el documento DE 10011966 que procede de la solicitante. La integración del dispositivo de refrigeración en los anillos de blindaje ya presentes del cambiador de tomas bajo carga, por la fusión funcional de propiedades de refrigeración y dieléctricas en un único componente, concretamente los anillos de blindaje perfeccionados, ofrece una solución que particularmente ahorra espacio para el dispositivo de refrigeración previsto adicionalmente con medio de refrigeración separado.

Según aún otra forma de realización, el dispositivo de refrigeración adicional está realizado como un sistema de tuberías periférico integrado en la pared lateral de la cabeza del cambiador de tomas. Puesto que en esta forma realización no tienen que ser conducidas tuberías de entrada y salida para el medio refrigerante que circula del disipador de calor dentro del recipiente de aceite y además no está previsto en el recipiente... [Seguir leyendo]

1. Cambiador de tomas bajo carga para el cambio sin interrupción entre diferentes tomas de arrollamiento de un transformador con tomas, que presenta medios para seleccionar la toma de arrollamiento respectiva del transformador con tomas a la que debe cambiarse, además medios para el cambio propiamente dicho desde la toma 5 de arrollamiento conectada a la nueva seleccionada, al menos una resistencia de paso, al menos un anillo de blindaje dispuesto en el cambiador de tomas para el apantallamiento dieléctrico de campos eléctricos, un cilindro de material aislante lleno de aceite que aloja al menos al cambiador de tomas bajo carga, una cabeza de cambiador de tomas dispuesta en la zona superior del cilindro de material aislante y una tapa que obtura el cilindro de material aislante, caracterizado por que en la zona superior de la cabeza (1) del cambiador de tomas está previsto un dispositivo de refrigeración (3) por el que puede fluir un medio de refrigeración que circula por separado y que está diseñado como un circuito cerrado de refrigeración, por que el dispositivo de refrigeración (3) está integrado en el al menos un anillo de blindaje (5) y por que el dispositivo de refrigeración (3) está realizado esencialmente periférico en el lado interior del anillo de blindaje (5) .

2. Cambiador de tomas bajo carga para el cambio sin interrupción entre diferentes tomas de arrollamiento de un transformador con tomas, que presenta medios para la selección de la toma de arrollamiento respectiva del transformador con tomas a la que debe cambiarse, además medios para el cambio propiamente dicho de la toma de arrollamiento conectada a la nueva seleccionada, al menos una resistencia de paso, al menos un anillo de blindaje dispuesto en el cambiador bajo carga para el apantallamiento dieléctrico de los campos eléctricos, un cilindro de material aislante lleno de aceite que aloja al menos al cambiador de tomas bajo carga, una cabeza de cambiador de tomas dispuesta en la zona superior del cilindro de material aislante y una tapa que obtura el cilindro de material aislante, caracterizado por que está previsto un dispositivo de refrigeración (3) por el que puede fluir un medio de refrigeración que circula por separado y que está diseñado como un circuito cerrado de refrigeración, por que el dispositivo de refrigeración (3) está integrado en la pared lateral de la cabeza (1) del cambiador de tomas (1) y por que el dispositivo de refrigeración (3) está realizado como sistema de tubos o perfil hueco periférico en al menos un plano horizontal.