TRANSFORMADOR DE TENSIóN ELéCTRICA CONTROLADA, MéTODO PARA AJUSTAR LA RELACIóN DE TRANSFORMACIóN Y DISPOSITIVO DE

CONMUTACIóN DE TOMAS

CAMPO TéCNICO DE LA INVENCIóN

La invención se refiere a los transformadores de tensión eléctrica controlada, y más particularmente a un transformador de tensión eléctrica controlada, a un método para ajustar Ia relación de transformación y a un dispositivo de conmutación de tomas a base de electrónica de estado sólido, con el fin de regular Ia relación de transformación entre el devanado primario y el devanado secundario dentro de un alcance determinado de valores de ajuste al llevar a cabo Ia conmutación de una toma al inicio de un semiciclo de Ia corriente eléctrica alterna suministrada al transformador y conmutar otra toma o Ia misma al inicio de otro semiciclo de Ia corriente eléctrica alterna.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIóN

En las redes de distribución de energía eléctrica se hace uso de partes de Ia red que tienen distintos niveles de tensión eléctrica que generalmente están acoplados mutuamente por medio de transformadores cuya relación de transformación (también conocida como relación de espiras) entre Ia tensión eléctrica del lado primario y Ia tensión eléctrica del lado secundario puede ser regulada o es ajustable de manera escalonada dentro de ciertos límites como resultado de equipar al menos uno de los devanados del transformador con tomas que pueden seleccionarse por medio de un dispositivo conmutador.

Dependiendo de Ia aplicación deseada para el transformador, ésta puede involucrar un ajuste o regulación de Ia relación de transformación en uno o más escalonamientos bajo carga por medio de conmutadores de tomas en carga, o un ajuste semi-permanente de Ia relación de transformación en uno o más escalonamientos al estar el transformador en el estado desconectado por medio de selectores de tomas. El ajuste o regulación de Ia relación de transformación de los transformadores en Ia red de distribución es necesaria para poder garantizar un determinado o cierto nivel de tensión eléctrica dentro de los límites fijos en caso de situaciones de carga divergentes tanto de naturaleza de corto como largo plazo en los puntos de distribución asociados a los consumidores de Ia energía eléctrica.

A partir de las mediciones y cálculos se ha encontrado que, con las instalaciones actuales de regulación y ajuste de transformadores, Ia variación de tensión eléctrica en las redes urbanas es de aproximadamente un 7 % de Ia tensión eléctrica nominal, en tanto que en las redes rurales existe una variación de tensión eléctrica de aproximadamente 14 %. Además se encuentra que Ia tensión eléctrica promedio en todos los puntos de distribución es de un 2 % a un 4 % más alto que Ia tensión eléctrica nominal. Como resultado de ello, ocurren pérdidas innecesarias en los transformadores y los consumidores tienen en promedio un alto consumo en forma indebida.

Contemplando el tema desde Ia parte de Ia generación hacia Ia parte de Ia distribución, Ia causa de Ia variación de Ia tensión eléctrica en las redes de distribución radica en los efectos acumulativos de las caídas de tensión eléctrica en Ia red de media tensión eléctrica, en el transformador de baja tensión eléctrica y en Ia red de baja tensión eléctrica, en relación con Io cual desempeñan un papel Ia regulación escalonada del transformador de media tensión eléctrica y un sistema que influencia Ia corriente eléctrica y que no pueden ser ajustado con precisión. Además, las fases de

cables sometidos a cargas desiguales o Ia generación de energía descentralizada dan lugar a diferencias de tensión eléctrica en Ia red.

Una alternativa de solución actual es Ia descrita por Hiromichi Sato y otros en Ia publicación de solicitud de patente japonesa JP-2001044051, donde se muestra un transformador variable que tiene un circuito de control magnético del flujo, donde un devanado primario y un devanado secundario están arrollados a un núcleo magnético. En una parte del núcleo magnético se encuentra una ventana u orificio, en Ia cual dos bobinas de control, conectadas en serie, están arrolladas alrededor de dos lados de Ia ventana. Una tensión eléctrica inducida se genera en las bobinas de control, pero éstas al estar conectadas en serie cancelan Ia tensión eléctrica inducida. Por consecuencia, una tensión eléctrica inducida no es aplicada a un circuito de control. La estructura del devanado es similar a un transformador monofásico ordinario, pero con Ia diferencia que esta incluye un circuito de control magnético de flujo controlable que consiste de una ventana con Ia bobinas de control, en un núcleo magnético y un circuito de control. Esta solución actual presenta Ia desventaja de requerir uno o varios devanados adicionales y circuitos de control de corriente eléctrica que aumentan Ia complejidad del transformador y que por ende producen perdidas adicionales mayores a las perdidas que el invento, que más adelante se describe, pueda producir.

También es común el empleo de devanados entrelazados o cruzados, como Io describe André Kislovski en Ia patente española ES-2,001,118, donde se muestra un elemento inductivo de construcción eléctricamente regulable que está constituido de dos núcleos ferromagnéticos magnéticamente independientes entre sí, iguales, cerrados en sí anularmente, que llevan individualmente los devanados parciales de un devanado de inducción y conjuntamente una bobina reguladora de maniobra. El sentido del arrollamiento de los devanados parciales y de inducción es tal que en uno

de los núcleos se debilitan mutuamente los campos magnéticos generados por corrientes eléctricas a través de los devanados, por el contrario en el otro núcleo se refuerzan. Esta solución actual tiene las desventajas de producir una cantidad inaceptable de armónicos producto de Ia saturación del núcleo donde se refuerzan los campos magnéticos y de requerir energía adicional que se extrae del sistema. Aunado a esto, esta solución actual puede requerir de una cantidad desproporcionada de material magnético, de por Io menos del doble de Io necesario, para llevar a cabo Ia función del invento que más adelante se describe.

Otra alternativa de solución actual para proveer un transformador variable, es emplear dos o más núcleos magnéticos eslabonados con elementos de núcleo en común, como Io describe Gregory Leibovich en Ia patente estadounidense US- 4,837,497, que ilustra un transformador o reactor variable que tiene como base Ia combinación de por Io menos dos núcleos con un yugo común; el devanado primario está dividido en dos sistemas independientes de devanados de fase arrollados en dirección opuesta, dispuestos en las piernas o columnas simétricas de los núcleos y separados por el yugo común; el devanado secundario con cada devanado fase está dividido en dos y están arrollado en porciones en direcciones opuestas en las piernas simétricas de Ia base, adyacente a las porciones del devanado primario y separadas por el yugo común. El devanado de cortocircuitos secundario del transformador o reactor se reduce por Io menos a un lazo con las porciones del lazo separadas por el yugo común. El aparato polifásico tiene al menos un devanado primario por sistema, que incluye un dispositivo controlable en Ia relación del circuito, Io que permite el control de un devanado primario en relación al otro, en cuanto a Ia magnitud de corriente eléctrica o en desplazamiento de fase de corriente eléctrica. El dispositivo controlable que es un rectificador, TRIAC o transistor. Por Io que al contar con un control continuo dol dispositivo controlable se obtiene un aparato con parámetros de salida variables. Esta solución actual tiene las desventajas de producir una gran

cantidad de armónicos de orden superior y de requerir energía adicional que se extrae del sistema para llevar a cabo el control del campo magnético en el núcleo. Aunado a esto, esta solución actual puede requerir de una cantidad adicional de material magnético para llevar a cabo Ia función del invento que más adelante se describe.

Otra alternativa para aportar un transformador variable consiste en formar un transformador con un núcleo magnético cuya estructura tiene elementos movibles o con desplazamiento que permiten formar un espacio de aire variable en el núcleo, Io cual propicia un cambio en el flujo magnético inducido por los devanados, permitiendo así un control de Ia tensión eléctrica de forma lineal o gradual. El control del movimiento de los elementos movibles, para Ia abertura y cerrado del espacio de aire variable del núcleo, puede llevarse a cabo con mecanismos de control de desplazamiento manuales, semi-automáticos o automáticos. Ejemplo de esta aplicación Ia describe Steven Hahan en Ia patente estadounidense US-4,540,931, Ia cual muestra un transformador que incluye un sistema para el control de Ia tensión eléctrica de salida que emplea un núcleo con estructura movible. La tensión eléctrica de salida del transformador es percibida y ésta se hace corresponder a un predeterminado movimiento estándar de Ia estructura movible, Ia cual entonces al estar posicionada en Ia correcta ubicación es trabada. Los cambios de tensión eléctrica son libres de escalonamientos y el control lineal de Ia tensión eléctrica con respecto al tiempo es alcanzado a través del movimiento no-lineal de Ia estructura movible, permitiendo un rango amplio de variación de Ia tensión eléctrica de salida. Esta solución actual presenta Ia desventaja de que el núcleo está sujeto a grandes fuerzas mecánicas causadas por el flujo de dispersión y que originan que el mecanismo para Ia abertura del núcleo se desgaste en poco tiempo. Aunado a esto, Ia solución actual requiere de tiempos excesivamente largos, que pueden ser varios segundos, para lograr el control de Ia tensión eléctrica de salida, en comparación con el tiempo de respuesta, de fracciones de segundo, del invento que más adelante se describe.

Una solución actual para lograr un ajuste de tensión eléctrica con precisión y rapidez es empleando conmutadores electrónicos de potencia bajo Ia forma de transistores o tiristores. Tal solución es descrita por Paulus G. J. M. Asselman y otros en Ia publicación de solicitud de patente mexicana MX-9800816, Ia cual hace mención a un método y un dispositivo para ajustar continuamente, dentro de un determinado intervalo de ajuste, Ia relación de transformación o de número de espiras entre el devanado primario y el devanado secundario de un transformador de potencia dotado de al menos un devanado de regulación, donde una primera toma se conecta durante una parte de un ciclo de Ia tensión eléctrica alterna del transformador y una segunda toma se conecta durante otra parte de ese ciclo de Ia tensión eléctrica alterna. Esta solución actual tiene Ia desventaja de necesitar elementos de estado sólido adicionales o de elementos de estado sólido de mayores capacidades o prestaciones para llevar a cabo Ia función de conmutación de tomas por modulación de ancho de pulso a diferencia del método de conmutación de tomas del invento que más adelante se describe y que requiere de menos elementos de estado sólido e inclusive de menores prestaciones.

Asimismo, en Ia actualidad se ha empleado el concepto de modulación de ciclo discreto (DCM), que consiste en construir por unos ciclos una forma de onda de voltaje con una magnitud, seguido por otro número de ciclos con magnitud diferente.

Repitiendo éste patrón de modulación se crea un tensión eléctrica que está entre las dos magnitudes. La desventaja de ésta técnica es Ia presencia de un armónico que conduce a una oscilación de tensión eléctrica. Además, se requiere una complicada estrategia de control y arreglos de dispositivos. Se han realizado muchos estudios de un cambiador de derivación de estado sólido bajo Ia suposición de una corriente de carga de estado estacionario. Sin embargo, en Ia práctica habrán de considerarse algunos aspectos adicionales. (/) El sistema debe ser capaz de manejar el transitorio

debido a Ia energización del transformador. (//) Debe medirse Ia corriente y el ángulo de fase para definir el ángulo de conmutación α. (/77) La medición del voltaje y Ia lógica de conmutación para proporcionar el control requerido de Ia tensión eléctrica. (/V) Debe inhibirse el cambio de derivación ante condiciones inseguras, como pueden ser las debidas a una componente de CD en Ia corriente de carga o un cambio súbito de ésta, (v) Una rápida detección de condiciones de falla y el inicio de una acción para proteger los tiristores. (v¡) La capacidad de soportar sobrevoltajes por maniobra o descarga.

Las soluciones antes descritas representan sistemas complejos de control que requieren de equipos conmutadores de tomas controladas por dispositivos mecánicos, electromecánicos y/o equipos electrónicos de potencia; reconfiguración del arrollamiento de devanados o del núcleo magnético; y/o empleo de equipos mecánicos o servo-mecanismos aplicables a Ia formación de espacios de aire variables en el núcleo magnético, todo esto con el fin de proveer un transformador de tensión eléctrica controlada. Por Io que es necesario aportar un transformador de tensión eléctrica controlada, que de manera sencilla y económica, permita ajustar Ia tensión eléctrica bajo carga o sin carga, en las redes de distribución con mayor precisión, rapidez y amplio ^r ango de operación en comparación con el estado de Ia técnica, mediante el empleo de un dispositivo de conmutación de tomas que permita ajustar Ia relación de transformación entre el devanado primario y el devanado secundario, dentro de un alcance determinado de valores de ajuste, al conmutar una toma al inicio de un semiciclo de Ia corriente eléctrica alterna suministrada al transformador y conmutar otra toma o Ia misma al inicio de otro semiciclo de Ia corriente eléctrica alterna.

SUMARIO DE LA INVENCIóN

En vista de Io anteriormente descrito y con el propósito de dar solución a las limitantes encontradas, es objeto de Ia invención ofrecer un transformador de tensión eléctrica controlada que está formado por al menos un núcleo magnético; al menos un devanado primario; al menos un devanado secundario, tal que el devanado primario o el devanado secundario o ambos devanados cuentan con una serie de tomas; y un dispositivo de conmutación de las tomas para ajustar, dentro de un alcance determinado de valores de ajuste, Ia relación de transformación entre el devanado primario y el devanado secundario, tal que el dispositivo de conmutación conmuta alguna toma, de Ia serie de tomas, al inicio de un semiciclo de Ia corriente eléctrica alterna suministrada al transformador.

Es también objeto de Ia invención ofrecer un método para ajustar Ia relación de transformación de un transformador que está formado por al menos un núcleo magnético, al menos un devanado primario, al menos un devanado secundario, tal que el devanado primario o el devanado secundario o ambos devanados cuentan con una serie de tomas conectadas a una serie de dispositivos interruptores, el método comprende los pasos de determinar que un ajuste en Ia relación de transformación entre el devanado primario y el devanado secundario es requerido, tal que el ajuste está dentro de un alcance determinado de valores de ajuste; y conmutar alguna toma, de Ia serie de tomas, al inicio de un semiciclo de Ia corriente eléctrica alterna suministrada al transformador.

Finalmente es objeto de Ia invención ofrecer un dispositivo de conmutación de tomas de un transformador para ajustar Ia relación de transformación, el transformador está formado por al menos un núcleo magnético, al menos un devanado primario, al menos un devanado secundario, tal que el devanado primario o el devanado secundario o ambos devanados cuentan con una serie de tomas, el dispositivo de conmutación cuenta con una serie de dispositivos interruptores, cada

uno provisto de una primera terminal y una segunda terminal, tal que, Ia primera terminal está conectada a una de las tomas y Ia segunda terminal está conectada a una primera terminal o a una segunda terminal de otro dispositivo interruptor de Ia serie de dispositivos interruptores, en donde cada dispositivo interruptor es accionado por una señal de disparo para efectuar una conducción unidireccional o una conducción bidireccional; y una unidad de control para suministrar las señales de disparo para accionar a los dispositivos interruptores, tal que Ia unidad de control, al requerirse un ajuste en Ia relación de transformación, suministra una señal de disparo cuando percibe el inicio de un semiciclo de Ia corriente eléctrica alterna, a fin de que con Ia señal de disparo suministrada a un dispositivo interruptor se conmute una toma al inicio de un semiciclo de Ia corriente eléctrica alterna.

DESCRIPCIóN BREVE DE LAS FIGURAS

Los detalles característicos de Ia invención se describen en los siguientes párrafos en conjunto con las figuras que Io acompañan, los cuales son con el propósito de definir al invento pero sin limitar el alcance de éste.

Figura 1 ilustra un diagrama de un transformador de tensión eléctrica controlada de acuerdo al invento.

Figura 2 ilustra un diagrama de bloques de un método para ajustar Ia relación de transformación de un transformador de acuerdo al invento.

Figura 3 ilustra una secuencia de señales de disparo de manera síncrona con Ia frecuencia de corriente eléctrica alterna para accionar dispositivos interruptores para el ajuste de transformación de acuerdo al invento.

DESCRIPCIóN DETALLADA DE LA INVENCIóN

Un transformador de tensión eléctrica controlada de acuerdo al invento puede ser del tipo de una, tres o varias fases y constar de uno o más núcleos magnéticos de cualquier diseño, como por ejemplo, tipo columna o acorazado. En Ia Figura 1 se muestra una realización del invento con referencia a un transformador de tensión eléctrica controlada IO monofásico, él cual cuenta con un devanado primario 20, un devanado secundario 30 y un dispositivo de conmutación 40.

En una realización preferente del invento, el devanado primario 20 está provisto de una serie de tomas identificadas con las etiquetas 5OA, 5OB, 5OC y 5OD, sin embargo, puede ser que inclusive el devanado secundario 30 o ambos devanados 20 y 30 cuenten con una serie de tomas.

En esta realización del invento, Ia parte del devanado que está provista de Ia serie de tomas identificadas con las etiquetas 5OA, 5OB, 5OC y 5OD está situada en un extremo del devanado primario 20 próximo al línea de alimentación del transformador. Sin ambargo otras alternativas de realización del invento implican que Ia parte del devanado que está provista de Ia serie de tomas puede estar situada en el extremo del devanado primario 20 próximo al neutro del transformador o en Ia porción central del devanado primario "20.

El contar con Ia parte del devanado que está provista de Ia serie de tomas en el extremo del devanado primario 20 próximo al neutro del transformador 10 implica contar con las ventajas de reducir Ia tensión eléctrica que aparece entre las tomas y entre las tomas y tierra durante los transitorios de tensión eléctrica súbita, por ejemplo, descargas atmosféricas o sobretensiones por maniobra, entre otros fenómenos que causan sobretensiones. A su vez tiene el potencial de reducir

substancialmente las dimensiones de los aislamientos requeridos para soportar estas u otras condiciones de operación, además de proporcionar potencialmente una vida útil mayor de los elementos semiconductores debidos a Ia disminución de los esfuerzos dieléctricos aplicados a estos.

El dispositivo de conmutación de tomas 40 está provisto de una serie de dispositivos interruptores 6OA, 6OB, 6OC y 6OD, y de una unidad de control 70. Cada uno de estos dispositivos interruptores a su vez están provistos de al menos un par de dispositivos de estado sólido, por ejemplo, Tiristores, Transistores Bipolares de Puerta Aislada (IGBT) o Conmutadores de Corte de Puerta (GTO). En esta realización del invento cada dispositivo interruptor está formado por al menos un par de Tiristores 8OA y 8OB conectados en antiparalelo y cuya conexión cuenta con una primera terminal 90 y una segunda terminal 100. Cada una de las primeras terminales 90, de cada uno de los dispositivos interruptores 6OA, 6OB, 6OC y 6OD, está conectada a cada una de las tomas 5OA, 5OB, 5OC y 5OD, del devanado primario 20, respectivamente. Mientras que cada una de las segundas terminales 100, de cada uno de los dispositivos interruptores 6OA, 6OB, 6OC y 6OD, está a su vez conectada a una primera terminal 90 o a una segunda terminal 100 de otro dispositivo interruptor de Ia serie de dispositivos interruptores 6OA, 6OB, 6OC y 6OD. Los Tiristores 8OA Y 8OB pueden ser, por ejemplo, del tipo Rectificador Controlado de Silicio (SCR).

Cada uno de los dispositivos interruptores 6OA, 6OB, 6OC y 6OD funciona sobre Ia base de una conmutación natural, por Io que son particularmente adecuados para el control de fase para el ajuste de Ia relación de transformación entre el devanado primario 20 y el devanado secundario 30, al ser cada uno accionado individualmente, para efectuar una conducción unidireccional o una conducción bidireccional, por medio de una señal de disparo generada por Ia unidad de control 70. El termino "accionado", como es empleado en el contexto de Ia presente

descripción, denota Ia capacidad del dispositivo interruptor de ser conectado o desconectado dependiendo del dispositivo de estado sólido empleado o de Ia configuración que presente a fin de llevar a cabo Ia conmutación de las tomas.

La unidad de control 70 suministra las señales de disparo para accionar a los dispositivos interruptores 6OA, 6OB, 6OC y/o 6OD que han sido seleccionados conforme al ajuste de transformación requerido. La señal de disparo es suministrada, al respectivo dispositivo interruptor 6OA, 6OB, 6OC y/o 6OD seleccionado, cuando Ia unidad de control 70 percibe el inicio de un semiciclo de Ia corriente eléctrica alterna suministrada al transformador 10, a fin de que el dispositivo interruptor seleccionado 6OA, 6OB, 6OC y/o 6OD conmute alguna toma 5OA, 5OB, 5OC o 5OD al inicio de un semiciclo de Ia corriente eléctrica alterna suministrada al transformador 10 y alternativamente Ia unidad de control 70 suministra otra señal de disparo a otro dispositivo interruptor seleccionado 6OA, 6OB, 6OC o 6OD a fin de conmutar otra toma o Ia misma toma 5OA, 5OB, 5OC o 5OD al inicio de otro semiciclo de Ia corriente eléctrica alterna suministrada. Por Io que, Ia unidad de control 70 suministra las señales de disparo de manera síncrona con Ia frecuencia de Ia corriente eléctrica alterna, produciéndose así, una conmutación de tomas 5OA, 5OB, 5OC o 5OD de manera síncrona con dicha frecuencia y sólo al inicio de cada semiciclo a fin de obtener una tensión eléctrica de salida controlada en el transformador 10.

La unidad de control 70 junto con los dispositivos interruptores 6OA, 6OB, 6OC y 6OD del dispositivo de conmutación de tomas 40 están activos durante el estado de funcionamiento en régimen estacionario normal del transformador 10, es decir, bajo carga, al obtener Ia energía eléctrica necesaria del propio transformador 10. Sin embargo también pueden estar activos durante el estado de no conexión del transformador 10, es decir, sin carga, al obtener Ia energía eléctrica de otra fuente.

La Figura 2 muestra un diagrama de bloques de un método para ajustar Ia relación de transformación de acuerdo al invento, el método se describe con apoyo en conjunto con Ia Figura 1. En el paso 200, Ia unidad de control 70 supervisa, de forma continua o en intervalos, Ia tensión eléctrica de salida del transformador 10 en el lado del devanado bajo control, en este caso, en el devanado secundario 30 a través al menos un sensor de tensión eléctrica 110.

El nivel de tensión eléctrica de salida supervisado es comparado dentro de un alcance determinado de valores de ajuste determinados, por Io que sí el valor absoluto de Ia diferencia entre el nivel de Ia tensión eléctrica de salida y el valor de ajuste determinado es superior a una tolerancia previamente fijada, entonces Ia unidad de control 70 determina, en el paso 210, que un ajuste en Ia relación de trasformación es requerido.

En el paso 220, Ia unidad de control 70 selecciona, en función del valor de ajuste determinado, una o más tomas 5OA, 5OB, 5OC o 5OD a ser conmutadas por medio de los dispositivos interruptores 6OA, 6OB, 6OC y/o 6OD para lograr esa relación de trasformación requerida. La selección de Ia toma adecuada, por parte de Ia unidad de control 70, se logra, por ejemplo, al consultar una tabla (almacenada en memoria programable) que está formada por cada uno de los valores de ajuste determinados, que a su vez cada uno está asociado a cuáles tomas conmutar y por ende a cuáles dispositivo interruptor accionar para llevar a cabo Ia conmutación de Ia toma.

Una vez seleccionada Ia toma 5OA, 5OB, 5OC y/o 5OD a conmutar, en el paso

230, Ia unidad de control 70 mide Ia señal de frecuencia de Ia corriente eléctrica alterna suministrada al transformador 10 a través al menos un sensor de corriente eléctrica 120, para entonces, el paso 240, determinar el inicio de un semiciclo de Ia

frecuencia de Ia corriente eléctrica alterna y proceder a generar, en el paso 250, una señal de disparo para accionar a los dispositivos interruptores 6OA, 6OB, 6OC o 6OD que permitan conmutar Ia toma 5OA, 5OB, 5OC o 5OD seleccionada para lograr ese valor de ajuste en Ia relación de trasformación que es requerido.

En una realización alternativa del invento, en el paso 260, Ia unidad de control 70 genera otra señal de disparo al inicio de otro semiciclo para accionar a los dispositivos interruptores 6OA, 6OB, 6OC o 6OD que permitan conmutar otra toma 5OA, 5OB, 5OC o 5OD que ha sido seleccionada o Ia misma toma antes seleccionada y conmutada para lograr ese valor de ajuste en Ia relación de trasformación que es requerido.

Cabe mencionar que Ia modificación de las posiciones de las tomas del transformador se realizan a través del dispositivo de conmutación de tomas, mediante el tratamiento de las señales de tensión eléctrica adquiridas en el devanado bajo control del transformador y señales de corrientes adquiridas en el devanado que contiene las tomas, y medidas mediante los sensores antes descritos, cuyas señales son acondicionadas. Las señales de tensión eléctrica acondicionadas se comparan con un valor de referencia pre-determinado, incluyendo un valor de tolerancia igualmente pre-determinados; si el valor absoluto de Ia diferencia entre el tensión eléctrica rms actual y el de referencia está por encima de dicha tolerancia, se ejecuta una modificación hacia una posición de tomas conveniente, de tal manera, que el valor absoluto de Ia diferencia de tensiones eléctricas mencionada se reduzca al mínimo. Si después de un tiempo de retardo pre-determinado, el valor absoluto de Ia diferencia de tensión eléctrica se mantiene por encima de Ia tolerancia mencionada, se realiza una nueva actualización de Ia toma. Este procedimiento continúa hasta lograr establecer Ia tensión eléctrica del devanado bajo control del transformador en un valor próximo al valor de referencia, o hasta que se haya alcanzado Ia última posición de las

tomas disponibles en el transformador, en cuyo caso se emite una señal eléctrica, electromagnética u óptica de precaución, indicando que a pesar de los cambios de derivación efectuados, el valor rms de Ia tensión eléctrica actual no se ajusta al de referencia más-menos el valor de tolerancia pre-determinado.

Como se observa en Ia Figura 3, las señales de disparo 300 son generadas por Ia unidad de control 70 de forma síncrona con Ia frecuencia de Ia corriente eléctrica alterna 310 suministrada al transformador 10, de tal forma que tales señales de disparo 300 están formadas por una serie de impulsos generados al inicio de un semiciclo hasta no más de Ia mitad del semiciclo dependiendo del tipo y características del dispositivo interruptor 6OA, 6OB, 6OC o 6OD a ser accionado. La frecuencia de cada una de las series de impulso puede ir desde los 50 Hz a 5000 Hz.

Las ventajas de conmutar al inicio de un semiciclo son aparentes al considerar que para conmutar en otros instantes de tiempo distintos al inicio de cada semiciclo, se debe con anterioridad haber extinguido Ia corriente, Io cual hace necesario el uso de dispositivos adicionales para obtener dicha función. La no necesidad de incluir dispositivos adicionales, y Ia simplicidad de Ia operación, así como Ia disminución de los armónicos generados al conmutar a velocidad distintas a Ia síncrona, además de Ia reducción de Ia energía requerida durante Ia conmutación, son las principales ventajas de operar conmutando solamente durante el inicio de cada semiciclo y esperar Ia extinción natural de Ia conducción de los dispositivos durante el cruce por cero de Ia corriente a través del dispositivo.

Hay que señalar que en el dispositivo de conmutación de tomas y el método para ajustar Ia relación de transformación del transformador de acuerdo a Ia invención no es necesario accionar siempre dispositivos interruptores de dos tomas adyacentes. El dispositivo de conmutación de tomas puede ser también diseñado para conmutar

entre cualesquiera de las tomas n-ésima y m-ésima, siendo n y m números naturales positivos cuya diferencia absoluta entre ellos es mayor que 1.

Basado en las realizaciones descritas anteriormente, se contempla que las modificaciones de los ambientes de realización descritos, así como los ambientes de realización alternativos serán considerados evidentes para una persona experta en el arte de Ia técnica bajo Ia presente descripción. Es por Io tanto, contemplado que las reivindicaciones abarcan dichas modificaciones y alternativas que estén dentro del alcance del presente invento o sus equivalentes.