Disposición y método para evitar corrientes parásitas en plantas de generación eólica.

Una disposición para evitar corrientes parásitas en una planta de generación eólica

(100), que comprende una fuente de potencia aislada (1) que tiene un lado secundario desacoplado galvánicamente, una carga eléctrica (8) acoplada al lado secundario de la fuente de potencia aislada a través de un conductor eléctrico (4) y un componente mecánico (7) sensible a las corrientes parásitas de la planta de generación eólica (100), estando situada la fuente de potencia aislada (1) en un primer lado del componente mecánico (7) sensible a las corrientes parásitas y estando situada la carga en un segundo lado del componente mecánico (7) sensible a las corrientes parásitas, en el que el conductor eléctrico (4) está acoplado a un potencial de tierra (10) común en el segundo lado.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11170387.

Solicitante: Areva Wind GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Am Lunedeich 156 27572 Bremerhaven ALEMANIA.

Inventor/es: HAGEDORN,RALF.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA... > CIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O DISTRIBUCION... > Circuitos para redes principales o de distribución,... > H02J3/38 (Disposiciones para la alimentación en paralelo de una sola red por dos o más generadores, convertidores o transformadores)

PDF original: ES-2488392_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

Disposición y método para evitar corrientes parásitas en plantas de generación eólica Campo de la invención La invención se refiere a una disposición para evitar corrientes parásitas en una planta de generación eólica, un método correspondiente.

Antecedentes Las corrientes de falla o corrientes parásitas en redes de potencia complejas difícilmente son evitadas completamente. Pueden aparecer como corrientes parásitas, por ejemplo en los filtros electrónicos o como corrientes de falla debido a deficiencias de aislamiento de los equipos electrónicos. Los sistemas que usan redes de potencia con puesta a tierra en los que el punto neutro o conductor neutro se pone a tierra tienen un riesgo particularmente elevado de producir corrientes de falla. Normalmente, se proporciona una conexión entre la red y tierra próxima a la fuente de potencia para mantener pequeña la resistencia entre la red y tierra. La corriente de falla retornará entonces al origen de la potencia a través de los sistemas de igualación de potencial. Dado que han de incluirse en el sistema de igualación de potencial todas las partes de conducción de corriente de una instalación, es inevitable que las corrientes de falla o parásitas fluyan a través de estos componentes conductores. De acuerdo con la construcción específica de las instalaciones, las corrientes de falla o parásitas pueden circular también a través de cojinetes u otros dispositivos mecánicos produciendo de ese modo daños en estas partes mecánicas sensibles a las corrientes parásitas. Otro riesgo reside en la corrosión electroquímica de partes de la estructura producidas por las corrientes parásitas. Una posibilidad para evitar daños en las partes mecánicas consiste en implementar la red de potencia como una red de TI aislada. Sin embargo, las redes de TI tienen la desventaja de que los errores de aislamiento de primer orden normalmente permanecen ocultos, dado que no tienen lugar corrientes de falla. En caso de un error de un primer aislamiento, el potencial de tierra se iguala a la tensión de falla y pueden surgir situaciones peligrosas. Solo un segundo error de aislamiento podría disparar los dispositivos de protección, tales como por ejemplo un fusible. Para detectar un primer error de aislamiento, han de implementarse sistemas de detección de errores de aislamiento que son caros y complejos.

Una segunda posibilidad consiste en la implementación de la red como una red limitada localmente. Esto facilita que las corrientes de falla solamente puedan aparecer dentro de un área limitada. Las corrientes de falla aún no quedan completamente eliminadas, pero se pueden evitar las corrientes a través de componentes mecánicos sensibles por medio de un arreglo o disposición adecuado de la instalación. Sin embargo, esto requiere la implementación de subsistemas. La fuente de potencia se dispone entonces próxima al subsistema. Si la fuente de potencia se suministra entonces mediante una red con puesta a tierra separada, las corrientes de falla aún pueden surgir.

Una tercera posibilidad consiste en proporcionar recorridos de corriente específicos paralelos a las partes mecánicas. Esto se realiza normalmente mediante contactos deslizantes. Sin embargo, la cantidad de corriente de falla que puede circular a través de contactos deslizantes en lugar de las partes mecánicas depende de la relación de las impedancias. Estudios han mostrado que la impedancia de las partes mecánicas es a menudo suficientemente baja para permitir que las corrientes de falla circulen aún a través de las partes mecánicas.

Un intento para evitar las corrientes parásitas a través de partes mecánicas en una planta de generación eólica se conoce por el documento WO 2007/107158 A1. Esta solución consiste en la colocación de dos conexiones a tierra (una de las cuales proporciona solamente un recorrido de corriente en corriente alterna) en ambos lados del eje de accionamiento de la planta de generación eólica.

Sumario Es un objetivo de la invención proporcionar un conjunto o disposición y un método para evitar corrientes parásitas en una planta de generación eólica que sea menos complejo y más fiable que las soluciones conocidas.

En un primer aspecto de la invención, se proporciona un conjunto o disposición para evitar corrientes parásitas en una planta de generación eólica. El conjunto/disposición comprende una fuente de potencia aislada que tiene un lado secundario desacoplado galvánicamente. El lado secundario es entonces la salida de la fuente de potencia aislada (a veces también denominada como salida flotante) . Hay una carga eléctrica acoplada al lado secundario de la fuente de potencia aislada. Hay un conductor eléctrico entre el lado secundario de la fuente de potencia aislada y la carga eléctrica. El conductor eléctrico se dispone de modo que contornee un componente mecánico sensible a las corrientes parásitas de la planta de generación eólica. La fuente de potencia aislada se sitúa en el primer lado del componente mecánico sensible a las corrientes parásitas. La carga se sitúa en un segundo lado del componente mecánico sensible a las corrientes parásitas. El conductor eléctrico se acopla (o conecta) a un potencial de tierra común en el segundo lado. La fuente de potencia aislada tiene un lado primario. El lado primario se acopla (o conecta) también a un potencial de tierra común en el primer lado. El potencial de tierra común en el primer lado y el potencial de tierra común en el segundo lado pueden ser los mismos potenciales de tierra de la planta de generación

eólica a los que se conectan todas las partes eléctricamente conductoras de la planta de generación eólica. Sorprendentemente, este aspecto de la invención facilita que las corrientes de falla solamente retornen a la fuente de potencia a través del conductor eléctrico. Se evitan las corrientes parásitas a través de los componentes sensibles a corrientes parásitas de la planta de generación eólica.

La fuente de potencia aislada puede ser o comprender un transformador de aislamiento para proporcionar una salida aislada (galvánicamente desacoplada) en el lado secundario de la fuente de potencia aislada. El lado primario del transformador de aislamiento puede acoplarse a una red de potencia externa. La red de potencia externa puede estar puesta a tierra.

El primer lado puede ser cualquier localización dentro de la góndola de la planta de generación eólica. Preferentemente, el primer lado es una parte no rotativa de la planta de generación eólica. El segundo lado puede localizarse entonces en el buje de la planta de generación eólica. En particular, el segundo lado puede localizarse en una parte rotativa de la planta de generación eólica.

En un aspecto de la invención, la carga puede ser entonces un accionador del paso angular de la planta de generación eólica. Las plantas de energía eólica modernas proporcionan un control de la potencia y de la velocidad del rotor cambiando la fuerza aerodinámica que se aplica al rotor. Habitualmente, esto se realiza cambiando el paso angular de las palas del rotor. Típicamente, el accionador del paso comprende un motor eléctrico que se monta en un engranaje adecuado por ejemplo un engranaje epicicloidal que tiene una relación de engranajes elevada. Un accionador cónico que se monta en el eje accionado (salida) del engranaje epicicloidal típicamente se acopla con un engranaje anular o anillo dentado que se fija a la pala del rotor.

Es particularmente ventajoso que la fuente de potencia aislante no se disponga en las partes rotativas (por ejemplo en el buje) de la planta de generación eólica. La góndola es una localización preferida para la fuente de potencia aislada debido a las condiciones medioambientales mejores dentro de la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una disposición para evitar corrientes parásitas en una planta de generación eólica (100) , que comprende una fuente de potencia aislada (1) que tiene un lado secundario desacoplado galvánicamente, una carga eléctrica (8)

acoplada al lado secundario de la fuente de potencia aislada a través de un conductor eléctrico (4) y un componente mecánico (7) sensible a las corrientes parásitas de la planta de generación eólica (100) , estando situada la fuente de potencia aislada (1) en un primer lado del componente mecánico (7) sensible a las corrientes parásitas y estando situada la carga en un segundo lado del componente mecánico (7) sensible a las corrientes parásitas, en el que el conductor eléctrico (4) está acoplado a un potencial de tierra (10) común en el segundo lado.

2. La disposición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la fuente de potencia aislada (100) tiene un lado primario (2) que está desacoplado galvánicamente del lado secundario, y en el que el lado primario está conectado al potencial de tierra (11) común en el primer lado.

3. La disposición de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en la que el lado primario (2) está en una góndola (21) de la planta de generación eólica y el segundo lado está en un buje (9) de la planta de generación eólica (100) .

4. La disposición de acuerdo con la reivindicación 3, en la que la carga eléctrica (8) es un accionador del ángulo de paso para el ajuste del ángulo de paso de una pala (14) de la planta de generación eólica (100) , y el componente 20 mecánico (7) sensible a las corrientes parásitas es un cojinete de la planta de generación eólica.

5. Una planta de generación eólica que comprende la disposición de acuerdo con cualquier reivindicación previa.

6. Un parque eólico que comprende plantas de generación eólica de acuerdo con la reivindicación 5. 25

7. Un método para evitar corrientes parásitas en una planta de generación eólica (100) , comprendiendo el método las etapas de: disposición de la fuente de potencia aislada (1) en una primera localización en la planta de generación eólica (100) , disposición de una carga eléctrica (8) en una segunda localización en la planta de generación eólica, estando la primera y segunda localizaciones en lados opuestos de un componente mecánico (7) sensible a las corrientes parásitas de la planta de generación eólica, que conecta el lado secundario (3) desacoplado galvánicamente de la fuente de potencia aislada (1) a través de un conductor eléctrico (4) a la carga eléctrica (8) , que conecta el conductor eléctrico (4) a un potencial de tierra (10) común del segundo lado.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende adicionalmente: la conexión de un lado primario (2) 35 de la fuente de potencia aislada (1) a un potencial de tierra (11) común del primer lado.