Ondulador (1) con un par de conducciones de entrada (2, 3) para conectar a una fuente de corriente continua y/otensión continua,

con un condensador tampón (6) activo entre las conducciones de entrada (2, 3), con una barraequipotencial (9) para conectar por lo menos a una instalación de puesta a tierra (13), con una instalación desupervisión del aislamiento para vigilar el aislamiento de por lo menos una de las conducciones de entrada (2, 3) conrespecto a la barra equipotencial (9) y con un dispositivo de derivación de la sobretensión para derivarsobretensiones de las líneas de entrada (2, 3) a la barra equipotencial (9), que presenta por lo menos un derivadorde sobretensiones (10), caracterizado porque el por lo menos un derivador de sobretensiones (10) de la instalaciónde derivación de sobretensiones está conectado entre la por lo menos una conducción de entrada (2) cuyoaislamiento respecto a la barra equipotencial (9) es vigilada por la instalación de supervisión del aislamiento, y labarra equipotencial (9), sin tener conectado en serie un fusible, mientras que cada uno de los derivadores desobretensión (40) de la instalación derivadora de sobretensiones, en la medida en que esta existe, esté conectadoentre la conducción de entrada (3) y la barra equipotencial (9) un fusible (41) en serie.

Protección contra el rayo para onduladores

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un ondulador con las características del preámbulo de la reivindicación independiente 1, así como a una planta solar equipada con un ondulador de esta clase. El ondulador conforme a la invención puede tener aplicación sin embargo también en combinación con otras fuentes de corriente continua o tensión continua.

La presente invención se refiere a la protección contra sobretensiones y en particular a la protección contra el rayo para esta clase de onduladores. Los problemas debidos a sobretensiones provocadas por rayos en los onduladores aparecen especialmente en aquellos onduladores en los que las fuentes de corriente continua o de corriente alterna están expuestas a la intemperie y por lo tanto tienen mayor riesgo de acoplamiento de rayos. Esto se refiere no solo a los generadores fotovoltaicos sino en particular también a los generadores eólicos.

ESTADO DE LA TÉCNICA

En un ondulador conocido con las características del preámbulo de la reivindicación independiente tal como se describe por ejemplo en HERNANDEZ J C ET AL: “Lightning and Surge Protection in Photovoltaic Installations” (Protección contra el rayo y sobretensiones en instalaciones fotovoltaicas) IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US LINKD- DOI; 10.1109/TPWRD, 2008.917886, Bd. 23. Nr. 4, 1, Octubre 2008 (2008/10/01) , páginas 1961-1971, XP011225303ISSN: 0885-8977, cada una de las dos líneas de entrada del ondulador está unida a la barra equipotencial del ondulador, puesta a tierra a través de un varistor empleado como descargador de sobretensiones. Una de las dos líneas de entrada puede estar conectada además a través de un GFDI, es decir un GroundFault Detector and Interrupter (detector de fallos a tierra e interruptor) para aplicar esta línea de entrada al potencial de tierra pero poder interrumpir automáticamente esta conexión a tierra en el caso de un fallo de puesta a tierra. Si debido a un rayo se acopla una sobretensión en las líneas de entrada de este ondulador conocido, está fluye a través de los varistores a la barra equipotencial y de ahí a tierra. En la medida en que en este caso los varistores no queden sobrecargados, vuelven después de la derivación de la sobretensión a su estado de alto valor óhmico. Pero si llega a producirse una sobrecarga, entonces en este ondulador conocido los varistores se vuelven permanentemente de bajo valor único. Si los varistores se sobrecargan entre las dos líneas de entrada y la barra equipotencial, esto significa un cortocircuito indeseado entre las dos líneas de entrada y por lo tanto de la fuente de corriente continua o tensión continua conectada a las líneas de entrada. Además existe una probabilidad no escasa de que este estado defectuoso no dé lugar a que caiga el GFDI, debido a que no detecta ningún fallo a tierra a causa del varistor que tiene conectado en paralelo y que se ha vuelto de bajo valor óhmico. Para eso es habitual conectar a cada uno de los dos varistores sendos fusibles en serie, lo cual sin embargo significa un trabajo adicional y los correspondientes costes adicionales. Mientras que los varistores con frecuencia no disponen de instalaciones para la comunicación de fallos, esto sí sucede normalmente en un GFDI, de modo que la caída de un GFDI se puede determinar y señalizar fácilmente como indicación de un fallo de un ondulador. Entre las líneas de entrada del ondulador conocido actúa un condensador tampón de cierta consideración, que también está en condiciones de absorber corrientes importantes en períodos de tiempo cortos.

En otro ondulador conocido están conectados dos varistores en serie entre las dos líneas de entrada. Su punto central está unido a la barra equipotencial de este ondulador conocido a través de otro derivador de sobretensiones basado en la distancia explosiva de chispas. A través de los dos varistores conectados en serie puede tener lugar una compensación de las sobretensiones entre las dos líneas de entrada. La compensación de sobretensiones respecto a la barra equipotencial puesta a tierra tiene lugar a través de una distancia explosiva de chispas que después de derivar las sobretensiones se apaga al volver a tener los varistores un valor óhmico elevado. Pero si como consecuencia de la sobrecarga un varistor se vuelve permanentemente de bajo valor óhmico ya no queda asegurado que se apague la distancia explosiva de chispas, y en el caso de sobrecarga de ambos varistores se produce un cortocircuito permanente entre las líneas de entrada.

Para proteger los onduladores contra el rayo también es habitual prever encima de la carcasa del ondulador unas barras captadoras del rayo que estén conectadas a una instalación de puesta a tierra. Las barras captadoras de rayo están altamente aisladas respecto a la carcasa del ondulador y las líneas desde las barras captadoras del rayo a la instalación de puesta a tierra también presentan aislamiento de alta tensión. Con este aislamiento de alta tensión se reduce la impedancia característica para las corrientes inducidas por un rayo que pasan a través de esta línea con el fin de que puedan derivar lo más rápidamente posible a tierra sin acoplarse en la carcasa del ondulador. Ahora bien, existe el riesgo no despreciable de que las corrientes a tierra procedentes de la instalación de puesta a tierra se acoplen en el ondulador a través de la puesta a tierra de la barra equipotencial del ondulador ya que dependiendo de la impedancia a tierra solamente pueden fluir hacia tierra a través de una gran superficie.

OBJETIVO DE LA INVENCION

La invención tiene como objetivo presentar un ondulador con las características del preámbulo de la reivindicación independiente 1 y una planta solar realizada con la utilización de éste, que evite los inconvenientes antes citados de los onduladores conocidos.

SOLUCIÓN

El objetivo de la invención se resuelve por medio del ondulador que presenta las características de la reivindicación independiente 1. Unas formas de realización preferentes del nuevo ondulador se definen en las reivindicaciones dependientes 2 a 12. Las reivindicaciones dependientes 13 a 15 definen una planta solar equipada por lo menos con uno de los nuevos onduladores.

DESCRIPCION DE LA INVENCION

En el nuevo ondulador, el por lo menos un derivador de sobretensión de la instalación de derivación de sobretensiones está conectado entre la línea de entrada, cuyo aislamiento con respecto a la barra equipotencial por lo menos está vigilada por la instalación de vigilancia del aislamiento, y la barra equipotencial, sin tener conectada en serie un fusible, mientras que cada derivador de sobretensión de la instalación derivadora de sobretensiones conectado entre la otra línea de entrada y la barra equipotencial, está protegido por un fusible conectado en serie, en la medida en la que aquel exista. Es decir que entre la otra línea de entrada y la barra equipotencial está, o bien conectado ningún derivador de sobretensión de la instalación derivadora de sobretensión, o este está protegido por un fusible conectado en serie.

En la invención se ahorra por lo tanto por lo menos un fusible que estaba conectado en serie con el por lo menos un derivador de sobretensiones de la instalación derivadora de sobretensiones. Pero con frecuencia el nuevo ondulador no requiere cada derivador de sobretensión de la instalación derivadora de sobretensiones conectado entre la otra línea de entrada y la barra equipotencial. Incluso en este caso la instalación derivadora de sobretensiones del nuevo ondulador es efectiva para sobretensiones tales como pueden estar relacionadas por ejemplo con un rayo, o también sobretensiones entre la otra línea de entrada y la barra equipotencial. El espectro de frecuencias de tales sobretensiones es tan elevado que el condensador tampón que generalmente es eficaz entre las líneas de entrada del ondulador para corrientes provocadas por las sobretensiones con las mismas frecuencias, representa solamente una impedancia característica muy reducida entre las dos líneas de entrada. Las sobretensiones en la otra línea de entrada del nuevo ondulador se pueden compensar por lo tanto mediante corrientes de una de las líneas de entrada a través del condensador tampón activo entre ellas. Las sobretensiones resultantes en esta una línea de entrada se pueden derivar entonces a través del o de los derivadores de sobretensión de la instalación derivadora de sobretensiones entre la una línea de entrada y la barra... [Seguir leyendo]

1. Ondulador (1) con un par de conducciones de entrada (2, 3) para conectar a una fuente de corriente continua y/o tensión continua, con un condensador tampón (6) activo entre las conducciones de entrada (2, 3) , con una barra equipotencial (9) para conectar por lo menos a una instalación de puesta a tierra (13) , con una instalación de supervisión del aislamiento para vigilar el aislamiento de por lo menos una de las conducciones de entrada (2, 3) con respecto a la barra equipotencial (9) y con un dispositivo de derivación de la sobretensión para derivar sobretensiones de las líneas de entrada (2, 3) a la barra equipotencial (9) , que presenta por lo menos un derivador de sobretensiones (10) , caracterizado porque el por lo menos un derivador de sobretensiones (10) de la instalación de derivación de sobretensiones está conectado entre la por lo menos una conducción de entrada (2) cuyo aislamiento respecto a la barra equipotencial (9) es vigilada por la instalación de supervisión del aislamiento, y la barra equipotencial (9) , sin tener conectado en serie un fusible, mientras que cada uno de los derivadores de sobretensión (40) de la instalación derivadora de sobretensiones, en la medida en que esta existe, esté conectado entre la conducción de entrada (3) y la barra equipotencial (9) un fusible (41) en serie.

2. Ondulador según la reivindicación 1, caracterizado porque la instalación de supervisión del aislamiento presenta un GDFI (11) conectado entre la otra conducción de entrada (3) y la barra equipotencial (9) .

3. Ondulador (1) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la instalación derivadora de sobretensiones no presenta más que el por lo menos un derivador de sobretensiones (10) .

4. Ondulador (1) según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada derivador de sobretensiones (10, 40) es un varistor, especialmente de un tipo de tal que en el caso de sobrecarga pasa a un estado de bajo valor óhmico.

5. Ondulador (1) según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores 1 y 2, caracterizado porque cada derivador de sobretensiones (10, 40) está basado en la distancia explosiva de chispas.

6. Ondulador (1) según la reivindicación 2, caracterizado porque el GFDI (11) está conectado en serie con una impedancia de choque (12) .

7. Ondulador (1) según la reivindicación 2 ó 6, caracterizado porque el GFDI (11) está conectado a una instalación de aviso de fallos.

8. Ondulador (1) según las reivindicaciones 2, 6 ó 7, caracterizado porque el GFDI (11) se puede rearmar de forma motorizada.

9. Ondulador (1) según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las conducciones de entrada (2, 3) presentan impedancias de choque (7, 8) por el lado de entrada.

10. Ondulador (1) según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una carcasa metálica (16) del ondulador (1) está conectada a la barra equipotencial (9) .

11. Ondulador (1) según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por estar prevista por lo menos una línea de conexión (15) con aislamiento de alta tensión para conectar la barra equipotencial (9) o por lo menos una barra pararrayos (17) a por lo menos otra instalación de puesta a tierra (14) .

12. Ondulador (1) según la reivindicación 11, caracterizado porque la línea de conexión (15) tiene una longitud de 10 a 30 m.

13. Planta solar con por lo menos un ondulador (1) según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las líneas (23, 24) que conducen la corriente continua procedente de varios generadores fotovoltaicos (20) a las conducciones de entrada (2, 3) del ondulador (1) , están conectadas en instalaciones colectoras de corriente (30) alejadas del ondulador (1) , cada una a través de por lo menos un varistor (25, 31, 32) como un derivador de tensión a una barra equipotencial (27) puesta a tierra de la instalación colectora de corriente (30) , siendo cada varistor (25, 31, 32) , de un tipo que en caso de sobrecarga pasa a un estado de bajo valor óhmico, y donde está conectado en serie un fusible (26, 33, 34) por lo menos con uno de los varistores (25, 31, 32) .

14. Planta solar según la reivindicación 13, caracterizada porque las líneas (23, 24) que conducen por parejas la corriente continua están conectadas cada una a través de un varistor (31) a un punto intermedio (35) , estando conectado el fusible (33) en serie con por lo menos uno de estos varistores (31) y porque el punto intermedio (35) está conectado a la barra equipotencial (27) de la instalación colectora de corriente (30) a través de por lo menos otro varistor (32) .

15. Planta solar según la reivindicación 13 ó 14, caracterizada porque entre cada una de las líneas (23, 24) que conducen la corriente continua y la barra equipotencial (27) de la instalación colectora de corriente (30) está conectado por lo menos un fusible (26, 33, 34) en serie con uno de los varistores (25, 31, 32) .