Equipo generador de huecos de tensión, en el que se disponen impedancias (Z{sub,

1}) y (Z{sub,2}) monofásicas y determinadas mediante inductancias secas con núcleo ferromagnético, con una saturación ajustada, disponiendo dichas impedancias (Z{sub,1}) y (Z{sub,2}) de tomas intermedias para adecuar las condiciones de ensayo en la generación de huecos de tensión; disponiéndose en relación con las impedancias (Z{sub,1}) interruptores (I{sub,A}, I{sub,B}, I{sub,C}) automáticos unipolares con control de apertura y cierre independiente por polo en el paso por cero de la corriente eléctrica, y en relación con las impedancias (Z{sub,2}) interruptores (I{sub,a}, I{sub,b}, I{sub,c}) automáticos unipolares con control de cierre independiente por polo en el máximo de la tensión y control de apertura independiente por polo en el paso por cero de la corriente instantánea

Equipo generador de huecos de tensión.

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con el ensayo de sistemas de generación eléctrica y de dispositivos FACTS (Flexible AC Transmissions Systems) para determinar su comportamiento ante perturbaciones originadas en el sistema eléctrico de potencia, como por ejemplo cortocircuitos, proponiendo un equipo generador de huecos de tensión implementado según una configuración y un equipamiento que permite realizar los ensayos con absoluta seguridad y gran eficacia.

Estado de la técnica

En el sistema eléctrico de potencia pueden producirse cortocircuitos que dan lugar a huecos de tensión.

Un hueco de tensión es una disminución brusca de la tensión seguida de su restablecimiento después de un corto lapso de tiempo. Por convenio, un hueco de tensión dura de 10 ms a 1 minuto.

Desde hace unos años, conforme aumenta la penetración de la generación eléctrica no convencional en los sistemas eléctricos de potencia, se están estableciendo diversos requisitos a la generación eléctrica no convencional que definen su comportamiento requerido ante huecos de tensión.

Los dispositivos FACTS pueden ayudar a cumplir los requisitos establecidos a la generación eléctrica no convencional.

Los generadores de huecos de tensión permiten ensayar los sistemas de generación eléctrica, sistemas combinados generador-FACTS y dispositivos FACTS para determinar su comportamiento ante huecos de tensión.

Existen para tal fin equipos generadores de huecos de tensión configurados como divisores de tensión inductivos que se disponen entre el sistema de generación eléctrica y/o dispositivo FACTS a ensayar y la red de conexión correspondiente.

Los equipos existentes bajo dicha configuración, normalmente hacen uso de bobinas de núcleo de aire que presentan los problemas de espacio asociados a no tener confinado el flujo magnético, la dificultad de establecer un número elevado de tomas intermedias en el caso de media o alta tensión y la ausencia de saturación lo cual provoca que se refleje en la tensión todo transitorio de corriente aunque no sea deseado.

Se pueden encontrar además equipos generadores de huecos de tensión que hacen uso de transformadores trifásicos convencionales los cuales, aunque disponen de núcleo ferromagnético, éste es común para las tres fases y por lo tanto presenta el problema de la falta de flexibilidad para generar huecos de tensión específicos.

Existen otras configuraciones de equipos generadores de huecos de tensión que hacen uso de autotransformadores, las cuales están basadas en un principio de funcionamiento diferente al divisor de tensión inductivo y han sido diseñadas únicamente para potencias bajas y operar en baja tensión.

Por otro lado, en los equipos existentes generalmente se utilizan interruptores automáticos trifásicos convencionales los cuales no permiten un control preciso por fase de los instantes de apertura y cierre y de los efectos transitorios asociados a ellos, lo cual puede dar origen a la generación de componentes eléctricas transitorias no representativas de un hueco de tensión originado en el sistema eléctrico de potencia.

Objeto de la invención

De acuerdo con la invención se propone un equipo generador de huecos de tensión, destinado a las funciones indicadas de ensayo de sistemas de generación eléctrica, de sistemas combinados generador-FACTS y de dispositivos FACTS, con el fin de determinar su comportamiento ante huecos de tensión, habiéndose desarrollado la realización de este equipo con unas características que mejoran de un modo ventajoso los inconvenientes de los dispositivos convencionales.

Este equipo objeto de la invención consta de respectivos conjuntos de una impedancia y un interruptor en paralelo, que se disponen en montaje trifásico y en serie respecto de las lineas de la conexión del sistema de aplicación, mientras que de las lineas de conexión se extraen unas derivaciones que se establecen conectadas en estrella y, opcionalmente, a tierra, incluyendo en cada una de dichas derivaciones a su vez una impedancia y un interruptor dispuestos en serie.

Se obtiene así un conjunto en el que disponiendo cerrados los interruptores de las lineas de conexión y abiertos los de las derivaciones, resultan unas condiciones normales de conexión del sistema de aplicación, mientras que abriendo los interruptores de las lineas de conexión y cerrando los de las derivaciones, se establecen debido a las impedancias unas condiciones de variación de tensión en la conexión del sistema de aplicación que generan un hueco de tensión.

Según la invención, las impedancias del equipo preconizado se determinan con inductancias secas monofásicas con núcleo ferromagnético, lo cual por un lado reduce considerablemente los problemas asociados a las bobinas con núcleo de aire y elimina los problemas asociados al empleo de transformadores trifásicos. Por otro lado, favorece el comportamiento funcional ya que el ajuste del punto de saturación del núcleo ferromagnético limita la generación de componentes eléctricas transitorias no representativas de un hueco de tensión originado en el sistema eléctrico de potencia.

Dichas impedancias disponen a su vez de tomas intermedias las cuales permiten la adaptación del equipo a los requisitos de ensayo de cada sistema de aplicación.

Según otra característica de la invención, en el equipo preconizado, para la generación del hueco de tensión, se disponen en las derivaciones interruptores unipolares con control de cierre independiente por polo en el máximo de la tensión instantánea medida en las lineas de conexión del sistema de aplicación y control de apertura independiente por polo en el paso por cero de la corriente instantánea medida en las derivaciones. Así mismo, dichos interruptores disponen de elementos de disipación del arco generado durante los transitorios de apertura y cierre para disminuir los efectos no deseados del mismo.

Estas características permiten la generación de huecos de tensión disminuyendo la aportación de componentes transitorias no representativas de los huecos de tensión originados en el sistema eléctrico de potencia, un notable aumento del periodo de vida del equipo generador de huecos y para una potencia nominal determinada, reducir considerablemente el espacio requerido para alojar las impedancias.

Por otro lado, el empleo de interruptores unipolares con control de apertura independiente por polo, la disposición de tomas intermedias en las impedancias y la conexión opcional a tierra de las derivaciones, permite generar huecos de tensión trifásicos equilibrados o desequilibrados y aislados o a tierra, bifásicos equilibrados o desequilibrados y aislados o a tierra y monofásicos.

Por todo ello dicho equipo objeto de la invención resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de los dispositivos conocidos de la misma función.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra un esquema unifilar del sistema de potencia del equipo generador de huecos de tensión según la invención.

La figura 2 es una gráfica comparativa de la evolución del flujo magnético de las inductancias con núcleo de aire y de las inductancias con núcleo magnético, con el aumento de la intensidad eléctrica que circula por ellas.

Descripción detallada de la invención

El objeto de la invención se refiere a un equipo destinado a generar, de forma controlada y segura, huecos de tensión en los sistemas de generación eléctrica, de los sistemas combinados generador-FACTS y de los dispositivos FACTS, con el fin de determinar el comportamiento de éstos frente a huecos de tensión.

El equipo preconizado corresponde a una configuración de divisor inductivo trifásico, estando diseñado para su conexión en serie entre la red de conexión eléctrica y los sistemas de aplicación.

De acuerdo con ello, según la figura 1, el equipo comprende una impedancia (Z₁) dispuesta en serie respecto de cada una de las lineas (A, B, C) de conexión eléctrica del sistema de aplicación y respectivos interruptores (I_A, I_B, I_C) en paralelo con cada una de dichas impedancias (Z₁).

A continuación de dicha disposición, desde cada una de las lineas...

1. Equipo generador de huecos de tensión, para ensayo de sistemas de generación eléctrica, de sistemas generador-FACTS y de dispositivos FACTS, del tipo que determina una disposición de divisor inductivo trifásico, con impedancias (Z₁) y respectivos interruptores (I_A, I_B, I_C) incorporados sobre las lineas (A, B, C) de la conexión eléctrica del sistema a ensayar, y unas derivaciones (a, b, c) desde dichas lineas (A, B, C), con impedancias (Z₂) y respectivos interruptores (I_a, I_b, I_c) en dichas derivaciones, caracterizado porque las impedancias (Z₁) y (Z₂) son monofásicas y se determinan mediante inductancias secas con núcleo ferromagnético, con una saturación ajustada para limitar la generación de componentes eléctricas transitorias no representativas de un hueco de tensión originado en el sistema eléctrico de potencia; y las impedancias (Z₁) y (Z₂) disponen de tomas intermedias que permiten la adecuación de las condiciones de ensayo y ajustar las características del hueco de tensión generado; y los interruptores (I_A, I_B, I_C), de las lineas de conexión (A, B, C), son automáticos unipolares con control de apertura y cierre independiente por polo en el paso por cero de la corriente instantánea medida en las lineas (A, B, C); y los interruptores (I_a, I_b, I_c) de las derivaciones (a, b, c), son automáticos unipolares con control de cierre independiente por polo en el máximo de la tensión instantánea medida en las lineas (A, B, C) y control de apertura independiente por polo en el paso por cero de la corriente instantánea medida en las derivaciones (a, b, c); y que tanto los interruptores (I_A, I_B, I_C) como los interruptores (I_a, I_b, I_c) disponen de elementos de disipación del arco generado durante los transitorios de apertura y cierre para disminuir los efectos no deseados del mismo.

2. Equipo generador de huecos de tensión, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque las impedancias (Z₁) y (Z₂) son de una relación X/R mayor de diez.

3. Equipo generador de huecos de tensión, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque las derivaciones (a, b, c) se disponen conectadas en estrella y con una conexión opcional de tierra (T), permitiendo generar huecos de tensión trifásicos equilibrados o desequilibrados y aislados o a tierra, bifásicos equilibrados o desequilibrados y aislados o a tierra y monofásicos, mediante la adecuada selección de tomas intermedias de las impedancias (Z₁) y (Z₂) y la adecuada gestión de las combinaciones de cierre de los interruptores (I_a, I_b, I_c).