CONVERTIDOR DE POTENCIA.

Campo técnico Este invento se refiere a un convertidor de potencia conectado en serie con una línea tal como una línea de transporte de alta tensión, una línea de distribución o un conductor de corriente alterna monofásica, y particularmente a un convertidor de potencia capaz de continuar funcionando después de sufrir un fallo parcial. Técnica anterior La fig. 8 es un diagrama de circuito que muestra la construcción de un convertidor de potencia de la técnica relacionada descrito por ejemplo en el documento USP 5.646.511. En este convertidor de potencia, un transformador en serie que tiene su arrollamiento primario conectado en serie con una línea de alta tensión, una línea de distribución o un conductor de corriente alterna monofásica para un tren eléctrico o similar (en lo que sigue abreviado a línea) y múltiples transformadores en agrupación en el lado secundario de este transformador en serie son combinados en dos etapas para conectar unidades convertidoras de corriente alterna a corriente continua a la línea. Este convertidor de potencia tiene la función de un aparato de control de corriente de flujo de potencia de línea. En la figura, el arrollamiento primario 201 de un transformador en serie 200 está conectado entre el lado 1 de alimentación de potencia de una línea y un lado 2 de alimentación de potencia o lado de carga de la línea. Los arrollamientos primarios 411 a 441 de los transformadores en agrupación 410 a 440 (se ha mostrado el caso de una agrupación de cuatro etapas) están conectados en serie con el arrollamiento secundario 202 del transformador en serie 200. Los lados de corriente alterna de las unidades 510 a 540 convertidoras de corriente alterna a corriente continua están conectados respectivamente a los arrollamientos secundarios 412 a 442 de los transformadores en agrupación 410 a 440, y los lados de corriente continua de las cuatro unidades 510 a 540 convertidoras de corriente alterna a corriente continua están conectados a un circuito común 511 de corriente continua. A causa de que los convertidores de potencia de la técnica relacionada han sido construidos como éste, incluso si falla una de las múltiples unidades 510 a 540 convertidoras de corriente alterna a corriente continua, debido a que es imposible mantener la tensión de corriente continua del circuito 511 de corriente continua, ninguna de las unidades convertidoras de corriente alterna a corriente continua, puede ser hecha funcionar, y ha sido necesario desconectar el convertidor de potencia. Y ha existido el problema de que el convertidor de potencia ha de ser desconectado hasta que esté completada la reparación o comprobación periódica, y la disponibilidad del sistema falla. El presente invento ha sido concebido para resolver estos problemas, y es un objeto del invento proporcionar un convertidor de potencia capaz de continuar funcionando como un sistema incluso cuando una de las múltiples unidades convertidoras de corriente alterna a corriente continua, falla o es detenida para una comprobación periódica. Exposición del Invento El invento proporciona un convertidor de potencia que tiene un transformador en serie con su arrollamiento primario conectado en serie con una línea, múltiples transformadores en agrupación conectados en serie con el arrollamiento secundario de este transformador en serie, interruptores normalmente en conexión, conectados en serie con los extremos de los arrollamientos primarios de los transformadores en agrupación, dispositivos de derivación o bypass de corriente normalmente fuera de conexión, conectados en paralelo con las conexiones en serie de los arrollamientos primarios de los transformadores en agrupación y los interruptores en sus extremos, unidades convertidoras de corriente alterna a corriente continua, que tienen sus lados de corriente alterna conectados a cada uno de los arrollamientos secundarios de los múltiples transformadores en agrupación, y circuitos de corriente continua, mutuamente independientes conectados de diversas maneras a los lados de corriente continua, de las unidades convertidoras de corriente alterna a corriente continua, en que conectando el dispositivo de derivación o bypass de corriente del arrollamiento primario de un transformador especificado de la agrupación y desconectando los interruptores en los extremos de ese arrollamiento primario, el transformador especificado de la agrupación y la unidad convertidora de corriente alterna a corriente continua conectada a él son aislados. Por este medio es posible no solamente aumentar la disponibilidad y la fiabilidad del aparato como un todo, sino también elevar la capacidad del aparato haciendo adiciones al mismo fácilmente. El documento WO 03/092148 es considerado como la técnica anterior más cercana en el tiempo y describe un convertidor de potencia de acuerdo con el preámbulo de las reivindicaciones 1 a 4. El documento US-A-5.818.387 también representa la técnica anterior en el campo de los convertidores de potencia. El invento también proporciona un convertidor de potencia que incluye múltiples transformadores en agrupación que tienen sus arrollamientos primarios conectados a una línea en serie, interruptores normalmente en conexión, conectados en serie con los extremos de los arrollamientos primarios de los transformadores en agrupación, 2 primeros dispositivos de derivación de corriente normalmente desconectados, conectados en paralelo con las conexiones en serie de los arrollamientos primarios de los transformadores en agrupación y los interruptores conectados a sus extremos, unidades convertidoras de corriente alterna a corriente continua tienes sus lados de corriente alterna conectados a los arrollamientos secundarios de cada uno de los transformadores en agrupación, circuitos de corriente continua mutuamente independientes conectados a los lados de corriente continua de las unidades convertidoras de corriente alterna a corriente continua, y un segundo dispositivo de derivación de corriente normalmente fuera de conexión, conectado en paralelo con todos los transformadores en agrupación conectados en serie, en el que conectando el primer dispositivo de derivación de corriente del arrollamiento primario de un transformador especificado de la agrupación y desconectando los interruptores en los extremos de ese arrollamiento primario, el transformador especificado de la agrupación y la unidad convertidora de corriente alterna a corriente continua, conectada a él, son aislados. Por este medio es posible no sólo aumentar la disponibilidad y la fiabilidad del aparato como un todo sino también elevar la capacidad del aparato haciendo adiciones al mismo fácilmente. Breve descripción de los dibujos La fig. 1 es un diagrama de circuito que muestra la construcción de una primera realización preferida de un convertidor de potencia de acuerdo con el invento; La fig. 2 es un diagrama de circuito que muestra la construcción de un convertidor de potencia de una segunda realización preferida; La fig. 3 es un diagrama de circuito que muestra la construcción de un convertidor de corriente alterna a corriente continua monofásico ordinario; La fig. 4 es un diagrama de circuito que muestra la construcción de un convertidor de potencia de una tercera realización preferida; La fig. 5 es un diagrama de circuito que muestra la construcción de un convertidor de potencia de una cuarta realización del invento; La fig. 6 es un diagrama de circuito que muestra la construcción de un convertidor de potencia de una quinta realización del invento; La fig. 7 es un diagrama de circuito que muestra la construcción de una convertidor de potencia de otro ejemplo del invento; y La fig. 8 es un diagrama de circuito que muestra la construcción de un convertidor de potencia de la técnica relacionada. Mejor modo para la puesta en práctica del Invento ES 2 365 917 T3 Primera realización preferida La fig. 1 es un diagrama de circuito que muestra la construcción de una primera realización preferida de un convertidor de potencia de acuerdo con el invento. (A todo lo largo de las figuras, los mismos números de referencia indican las mismas partes o partes equivalentes y a continuación a las que se ha hecho referencia con el mismo significado). En la fig. 1, el arrollamiento primario 201 de un transformador en serie 200 está conectado en serie entre un lado 1 de alimentación de corriente de una línea y un lado 2 de alimentación de corriente o lado de carga de la línea. Los arrollamientos primarios 411 a 441 de los transformadores en agrupación 410 a 440 (se ha mostrado el caso de una agrupación de cuatro etapas) están conectados en serie al arrollamiento secundario 202 del transformador en serie 200. Los lados de corriente alterna de cuatro unidades 510 a 540 convertidoras de corriente alterna a corriente continua están conectados respectivamente a los arrollamientos... [Seguir leyendo]

- un transformador en serie (200) con su arrollamiento primario (201) conectado en serie con una línea (1, 2); múltiples transformadores en agrupación (410, 420, 430, 440) conectados en serie con el arrollamiento secundario (202) de este transformador en serie (200); - unidades (510, 520, 530, 540) convertidoras de corriente alterna a corriente continua que tienen sus lados de corriente alterna conectados por separado a cada uno de los arrollamientos secundarios (412, 422, 432, 442) de los transformadores en agrupación (410, 420, 430, 440); y - circuitos de corriente continua mutuamente independientes (511, 521, 531, 541) conectados por separado a los lados de corriente continua de las unidades (510, 520, 530, 540) convertidoras de corriente alterna a corriente continua, caracterizado porque además comprende: - interruptores normalmente en conexión (311, 312; 321, 322; 331, 332; 341, 342) conectados en serie con los extremos de cada uno de los arrollamientos primarios (411, 421, 431, 441) de los transformadores en agrupación (410, 420, 430, 440); - dispositivos de derivación de corriente normalmente fuera de conexión (310, 320, 330, 340) conectados en paralelo con las conexiones en serie de cada uno de los arrollamientos primarios (411, 421, 431, 441) de los transformadores en agrupación (410, 420, 430, 440) y los interruptores (311, 312; 321, 322; 331, 332; 341, 342) en sus extremos; - en los que conectando el dispositivo de derivación de corriente (310) del arrollamiento primario (411) de un transformador especificado (410) de la agrupación y desconectando los interruptores (311, 312) en los extremos de ese arrollamiento primario (411), el transformador especificado (410) de la agrupación y la unidad convertidora de corriente alterna a corriente continua (510) conectada a él son aislados. 2.- El convertidor de potencia de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las unidades (550, 560, 570, 580) convertidoras de corriente alterna a corriente continua conectadas a cada uno de los arrollamientos secundarios (452, 462) de cada uno de los transformadores en agrupación (450, 460) en sus lados de corriente alterna son varias y en los lados de corriente continua de la pluralidad de unidades (550, 570) convertidoras de corriente alterna a corriente continua del arrollamiento secundario (452) de cada uno de los transformadores en agrupación (450, 460) está previsto un circuito de corriente continua común (551, 552), y el circuito de corriente continua común (551, 552) es independiente de los circuitos de corriente continua comunes (561, 562) previstos en los lados de corriente continua de la pluralidad de unidades (560, 580) convertidoras de corriente alterna a corriente continua conectadas a los arrollamientos secundarios (462) de los otros transformadores en agrupación (460). 3.- El convertidor de potencia según la reivindicación 1, en el que los transformadores en agrupación (801, 802) están compuestos cada uno de una pluralidad de transformadores (810, 820, 830, 840) conectados en serie. 4.- Un convertidor de potencia, que comprende: - múltiples transformadores en agrupación (410, 420, 430, 440) que tienen sus arrollamientos primarios (411, 421, 431, 441) conectados a una línea en serie; - unidades (510, 520, 530, 540) convertidoras de corriente alterna a corriente continua que tienen sus lados de corriente alterna conectados por separado a cada uno de los arrollamientos secundarios (412, 422, 432, 442) de los transformadores en agrupación (410, 420, 430, 440); - circuitos de corriente continua mutuamente independientes (511, 521, 531, 541) conectados respectivamente a los lados de corriente continua de las unidades (510, 520, 530, 540) convertidoras de corriente alterna a corriente continua, caracterizado porque además comprende: ES 2 365 917 T3 - interruptores normalmente en conexión (311, 312; 321, 322; 331, 332; 341, 342) conectados respectivamente en serie con los extremos de cada uno de los arrollamientos primarios (411, 421, 431, 441) de los transformadores en agrupación (410, 420, 430, 440); - dispositivos de derivación de corriente normalmente fuera de conexión (310, 320, 330, 340) conectados en paralelo con las conexiones en serie de cada uno de los arrollamientos primarios (411, 421, 431, 441) de los 8 ES 2 365 917 T3 transformadores en agrupación (410, 420, 430, 440) y los interruptores (311, 312; 321, 322; 331, 332; 341, 342) en sus extremos; - un segundo dispositivo de derivación de corriente normalmente fuera de conexión (300) conectado en paralelo con toda los transformadores en agrupación conectados en serie (410, 420, 430, 440), 5 - en los que conectando el primer dispositivo de derivación de corriente (310) del arrollamiento primario (411) de un transformador especificado (410) de la agrupación y desconectando los interruptores (311, 312) en los extremos de dicho arrollamiento primario (411), el transformador especificado (410) de la agrupación y la unidad convertidora de corriente alterna a corriente continua (510) conectada a él son aislados. 10 5.- El convertidor de potencia según la reivindicación 4, en el que las unidades (550, 560, 570, 580) convertidoras de corriente alterna a corriente continua conectadas a cada uno de los arrollamientos secundarios (452, 462) de cada uno de los transformadores en agrupación (450, 460) en sus lados de corriente alterna son varias y en los lados de corriente continua de la pluralidad de unidades (550, 570) convertidoras de corriente alterna a corriente continua del arrollamiento secundario (452) de cada uno de los 15 transformadores en agrupación (450, 460) se ha previsto un circuito de corriente continua común (551, 552), y el circuito de corriente continua común (551, 552) es independiente de los circuitos de corriente continua comunes (561, 562) previstos en los lados de corriente continua de la pluralidad de unidades (560, 580) convertidoras de corriente alterna a corriente continua conectadas a los arrollamientos secundarios (462) de los otros transformadores en agrupación (460). 20 6.- El convertidor de potencia según la reivindicación 4, en el que los transformadores en agrupación (801, 802) están constituidos de una pluralidad de transformadores (810, 820, 830, 840) conectados en serie. 9 ES 2 365 917 T3 ES 2 365 917 T3 11 ES 2 365 917 T3 12 ES 2 365 917 T3 13 ES 2 365 917 T3 14 ES 2 365 917 T3 ES 2 365 917 T3 16