Red de corriente continua para un submarino.

Red de corriente continua (1) para un submarino con dos subredes (2,

3) que se encuentran conectadas una a laotra mediante un acoplamiento de red (4), donde ambas subredes (2, 3) respectivamente presentan al menos unaunidad de generación de energía (G) y una unidad de consumo de energía (M) que se encuentran conectadas una ala otra mediante una o varias combinaciones realizadas respectivamente en base a un punto de fusiónpredeterminado (5) y a un disyuntor (6) que se encuentra conectado en serie con respecto a éste, caracterizadaporque el acoplamiento de red (4) presenta una combinación de fusibles (7) que, en el caso de un cortocircuito enuna de las subredes (2, 3) presenta un tiempo de reacción más breve que las combinaciones realizadas en base aun punto de fusión predeterminado (5) y a un disyuntor (6).

Red de corriente continua para un submarino La presente invención hace referencia a una red de corriente continua para un submarino conforme a la reivindicación 1.

Las redes de corriente continua para submarinos diseñadas como equipos de propulsión eléctricos y redes de a bordo se caracterizan como redes isla y durante su funcionamiento se encuentran sujetas a exigencias especiales. Por lo general se encuentran diseñadas como redes de baja tensión con tensiones de servicio o potenciales de hasta DC 1000 V.

Una red de corriente continua para un submarino de esta clase presenta elementos generadores de energía, por ejemplo, generadores, baterías o eventualmente celdas de combustible, que abastecen de energía eléctrica a uno o varios consumidores de energía, como por ejemplo motores de traslación o una red de a bordo para la alimentación de accionamientos auxiliares. Los generadores de energía y los consumidores de energía se encuentran conectados unos a otros mediante elementos de protección y de conmutación que, por una parte, deben posibilitar una conexión o desconexión operativa (por ejemplo para regular diferentes controladores) y, por otra parte, en caso de un fallo, en particular en el caso de un cortocircuito, deben permitir la desconexión individual de los consumidores de energía, de los generadores de energía o de determinadas partes de la red de corriente continua.

Para mejorar el comportamiento operativo, para aumentar la estabilidad de la tensión y para reducir las repercusiones en la red, las redes de corriente continua para submarinos se diseñan con una impedancia muy baja. Al mismo tiempo, estas redes, en particular en submarinos con accionamientos de alta potencia con una forma de construcción moderna, presentan una pluralidad de generadores de energía, por ejemplo hasta 8 baterías y generadores. A consecuencia de ello, en las redes de esta clase son posibles corrientes de cortocircuito acumuladas extraordinariamente elevadas, de gran energía y que permanecen de forma relativamente prolongada, de hasta más de 300 kA. Las corrientes de cortocircuito acumuladas elevadas de esta clase no pueden ser limitadas o desconectadas con las combinaciones de puntos de fusión predeterminados y disyuntores convencionales que pueden adquirirse a través del comercio, puesto que los puntos de fusión predeterminados por lo general limitan sólo corrientes de cortocircuito de hasta aprox. 200 kA y lo disyuntores por lo general sólo pueden desconectar corrientes de cortocircuito de hasta aprox. 100 kA.

Por la solicitud WO 02/15361 es conocido el hecho de limitar las corrientes elevadas de cortocircuito acumuladas arriba mencionadas a través de limitadores de corriente de superconductividad de alta temperatura (HTS, por sus siglas en alemán) , y seguidamente realizar una desconexión mediante disyuntores. Los limitadores de corriente HTS de esta clase, a modo de ejemplo, son comercializados por la solicitante bajo la denominación comercial de SINAVYCIS HTS FCL.

Es objeto de la presente invención el indicar una red de corriente continua para un submarino que, sin emplear la tecnología HTS, en el caso de corrientes de cortocircuito acumuladas, extraordinariamente elevadas, de gran energía y que permanecen de forma relativamente prolongada, de hasta más de 300 kA, posibilite una protección frente al cortocircuito, donde al mismo tiempo pueda garantizarse una gran disponibilidad de la red.

Este objeto se alcanzará gracias a que la red de corriente continua para un submarino presenta dos subredes que se encuentran conectadas una a la otra mediante un acoplamiento de red, donde las dos subredes respectivamente presentan al menos una unidad de generación de energía y una unidad de consumo de energía que se encuentran conectadas una a la otra mediante una o varias combinaciones realizadas respectivamente en base a un punto de fusión predeterminado y a un disyuntor que se encuentra conectado en serie con respecto a éste. El acoplamiento de red presenta una combinación de fusibles que, en el caso de un cortocircuito en una de las subredes presenta un tiempo de reacción más breve que las combinaciones realizadas en base a un punto de fusión predeterminado y a un disyuntor conectado en serie con respecto a éste. Como una combinación de fusibles se comprende aquí una conexión paralela de dos o más fusibles (individuales) .

En las reivindicaciones dependientes se indican conformaciones ventajosas de la presente invención.

A través de la división de la red en dos subredes, que respectivamente presentan al menos una unidad de generación de energía y una unidad de consumo de energía, y del acoplamiento de estas dos subredes mediante un acoplamiento de red, en el caso de un cortocircuito en una de las dos subredes, las corrientes de cortocircuito de la otra subred que no presenta fallos fluyen mediante la combinación de fusibles hacia el acoplamiento de red. Debido a que el tiempo de reacción de la combinación de fusibles es más breve que el de las combinaciones en base al punto de fusión predeterminado y al disyuntor en la ruta del cortocircuito, en el caso de un cortocircuito, una separación de las dos subredes tiene lugar muy rápidamente, antes de que se produzca una reacción de las combinaciones en base al punto de fusión predeterminado y al disyuntor. A través de la supresión de la corriente de cortocircuito de la subred libre de fallos, la corriente de cortocircuito acumulada en la subred averiada se reduce a un valor que posibilita una limitación a través del punto de fusión predeterminado en la ruta del cortocircuito y una desconexión consecutiva a través de un disyuntor. Puesto que la separación de la red tiene lugar antes de una reacción eventual de los puntos de fusión predeterminados individuales en la subred libre de fallos puede mantenerse la capacidad de funcionamiento de la subred libre de fallos y, con ello, la disponibilidad de la red de corriente continua.

La distribución de la red de corriente continua para un submarino en dos subredes y el acoplamiento acorde al funcionamiento de estas dos subredes, en caso de una avería relativa a la generación de energía en una subred, posibilita un suministro de energía de esa subred mediante el acoplamiento de red a través de la otra subred, gracias a lo cual puede aumentarse en su totalidad la disponibilidad de la red de corriente continua.

De forma preferente, la combinación de fusibles se encuentra diseñada de acuerdo con la máxima corriente de funcionamiento continuo que pueda presentarse mediante el acoplamiento de red y con puntas de corrientes temporales. Esta corriente de funcionamiento continuo puede ser definida a través de la corriente mediante el acoplamiento de red durante el funcionamiento normal de la red de corriente continua en el caso de circuitos determinados conforme al funcionamiento de los generadores y consumidores de energía, o a través de la corriente mediante el acoplamiento de red en caso de un fallo durante el abastecimiento de energía de una subred a través de la otra subred.

La separación rápida requerida de las dos subredes, por ejemplo dentro de aprox. 5 a 10 ms, no es posible con un fusible único, diseñado de acuerdo con la corriente de funcionamiento continuo, puesto que su tiempo de reacción sería demasiado largo. En lugar de un único fusible de gran tamaño, en el acoplamiento de red se proporciona por tanto una combinación de varios fusibles con tiempos de reacción más breves, los cuales se encuentran conectados de forma paralela. A través de la conexión paralela de varios fusibles (individuales) que respectivamente sólo pueden mantener una parte, pero que en una conexión paralela pueden mantener toda la corriente de funcionamiento continuo que fluye mediante el acoplamiento de red conforme al funcionamiento, mediante el acoplamiento de red, puede posibilitarse al mismo tiempo un tiempo de rección breve para una separación rápida de las dos subredes y una corriente de funcionamiento continuo elevada.

De este modo, a través de la interacción de las medidas acordes a la invención, sin emplear la tecnología HTS, es posible alcanzar una disponibilidad elevada de la red y, al mismo tiempo, una protección frente a cortocircuitos en el caso de corrientes de cortocircuito de más de 300 kA.

Puede lograrse una reacción lo más precisa posible de los fusibles individuales de la combinación de fusibles debido a que la distribución de corriente se efectúa del modo más uniforme posible en los fusibles individuales de la combinación de fusibles. Esto es posible gracias a que todas las rutas paralelas de la combinación de fusibles presentan respectivamente la misma resistencia eléctrica. A modo de ejemplo, esto es posible gracias a... [Seguir leyendo]

1. Red de corriente continua (1) para un submarino con dos subredes (2, 3) que se encuentran conectadas una a la otra mediante un acoplamiento de red (4) , donde ambas subredes (2, 3) respectivamente presentan al menos una unidad de generación de energía (G) y una unidad de consumo de energía (M) que se encuentran conectadas una a la otra mediante una o varias combinaciones realizadas respectivamente en base a un punto de fusión predeterminado (5) y a un disyuntor (6) que se encuentra conectado en serie con respecto a éste, caracterizada porque el acoplamiento de red (4) presenta una combinación de fusibles (7) que, en el caso de un cortocircuito en una de las subredes (2, 3) presenta un tiempo de reacción más breve que las combinaciones realizadas en base a un punto de fusión predeterminado (5) y a un disyuntor (6) .

2. Red de corriente continua (1) para un submarino conforme a la reivindicación 1, caracterizada por una distribución uniforme de corriente en los fusibles individuales (17 ó 18) de la combinación de fusibles (7) .

3. Red de corriente continua (1) para un submarino conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por un disyuntor (9) que se encuentra conectado de forma paralela con respecto a la combinación de fusibles (7) .

4. Red de corriente continua (1) para un submarino conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por un disyuntor (60, 61) que se encuentra conectado en serie con respecto a la combinación de fusibles (7) .

5. Red de corriente continua (1) para un submarino conforme a la reivindicación 4, caracterizada porque el disyuntor

(60) es bipolar, donde una mitad de los fusibles (18) de la combinación de fusibles (7) se encuentra conectada en serie a uno de los dos polos (60a) y la otra mitad de los fusibles (18) de la combinación de fusibles (7) se encuentra conectado en serie al otro de los dos polos (60b) .

6. Red de corriente continua (1) para un submarino conforme a la reivindicación 4, caracterizada porque el disyuntor

(61) es tripolar y con sus tres polos (61a, 61b, 61c) puede conectarse al acoplamiento de red (4) de modo tal, que los campos de dispersión magnéticos producidos por las corrientes que fluyen a través de los tres polos (61a, 61b, 25 61c) se compensan recíprocamente al menos de forma parcial.

7. Red de corriente continua (1) para un submarino conforme a una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las dos subredes (2, 3) presentan una estructura simétrica una con respecto a la otra.