Unidad de interruptor y método relacionado.

Unidad de interruptor que comprende:

- un dispositivo de conmutación corriente (4) accionable mediante un accionador electromagnético (5) para laabertura/cierre de un circuito eléctrico (100) asociado a dicha unidad de interruptor;

- medio de acumulación de energía (7) para almacenar una cantidad de energía eléctrica para dicho accionadorelectromagnético;

- medio de aparato de mando electrónico (8) para controlar un suministro de dicha cantidad de energía eléctrica dedicho medio de acumulación de energía (7) a dicho accionador electromagnético, dicho medio de aparato de mandoelectrónico (8) siendo suministrado por una línea de energía externa (3, PS);

caracterizado por el hecho de que comprende además un medio operativo de procedimiento de emergencia (20)asociado a dicho medio de aparato de mando electrónico (8) y provisto de otro medio de acumulación de energía (21,24), estando configurado dicho medio operativo de procedimiento de emergencia (20) para permitir el accionamiento dedicho dispositivo de conmutación corriente (4) y la abertura de dicho circuito eléctrico (100) en una condición deemergencia en la que se experimenta una falta o caída o suministro irregular de dicha línea de energía externa (3 PS).

Unidad de interruptor y método relacionado [0001] La invención se refiere a una unidad de interruptor, en particular una unidad de interruptor que es capaz de llevar a cabo de forma fiable operaciones de conmutación también en condiciones críticas tales como una caída o falta principal de energía debido a defectos o fallos, etc. La unidad de interruptor según la invención permite proteger eficazmente los dispositivos de usuario final o aparatos/equipos eléctricos que se conectan operativamente a ellos. Dicha unidad de interruptor es especialmente adecuada para ser usada en los paneles de media tensión o cuadros de distribución u otros aparatos de media tensión.

Para los objetivos de la presente aplicación, el término media tensión se refiere a aplicaciones en el rango entre 1 KV y algunas decenas de kV.

Se conoce un panel de media tensión que comprende un contacto para la abertura/cierre de un circuito eléctrico, siendo el contacto accionado por un accionador electromagnético, en particular un accionador de solenoide. El panel comprende un banco de condensadores que es cargado por un suministro principal de energía externa y que almacena una cantidad de energía eléctrica que se usa para la transmisión del accionador electromagnético. El panel incluye una placa electrónica que es suministrada mediante el suministro principal de energía externa. La placa electrónica funciona para permitir que el banco de condensadores se cargue mediante el suministro principal de energía externa y para ordenar la descarga eléctrica de energía eléctrica del banco del contactor al accionador electromagnético cuando se requiera por un operador.

Un inconveniente de los paneles de media tensión conocidos de los que se ha hablado anteriormente se presenta en sus límites de uso y en situaciones críticas del funcionamiento. En particular, en caso de una falta de energía principal externa, debido a por ejemplo defectos o fallos de la planta industrial en la que se instala el panel, la placa electrónica no está suministrada eléctricamente por la red de energía externa; como consecuencia, la placa electrónica no es capaz de accionar el contacto para abrir el circuito eléctrico. Por lo tanto, cualquier dispositivo eléctrico aguas abajo conectado operativamente al panel permanece conectado al último y sin estar aislado del circuito eléctrico. Como resultado, la integridad de tales dispositivos abajo o de otros dispositivos conectados a los paneles, no se conserva de forma segura, y puede arriesgarse de forma deseada e irremediable por posibles daños que afectan el panel o un sistema total en el que se incluye el panel.

El documento US 6 888 269 divulga un dispositivo según el preámbulo según la reivindicación 1.

Un objeto de la invención es mejorar paneles de media tensión conocido.

Otro objeto de la invención es proporcionar una unidad de interruptor, que se puede asociar a un panel de media tensión, que es capaz de funcionar de forma fiable también en condiciones críticas, tal como en caso de una falta o caída del suministro de energía principal externo debido, por ejemplo, a una deficiencia o fallo de la planta a la que la unidad de interruptor está conectada.

En un primer aspecto de la invención, se proporciona una unidad de interruptor tal y como se define en la reivindicación 1.

En un segundo aspecto de la invención, se proporciona un método para conmutación de un circuito eléctrico, tal y como se define en las reivindicaciones relacionadas anexas.

Gracias a la invención, es posible usar una cantidad almacenada de energía de forma óptima y se asegura una operación de conmutación de emergencia, si se solicita, aunque falte la energía principal externa.

En particular, como será mejor entendido de la descripción, la unidad de interruptor se configura para ser capaz de continuamente monitor un suministro de energía principal y para introducir un modo de consumo bajo cuando se detecta una falta de energía principal. Si un mando de abertura tiene lugar mientras se experimenta una falta de suministro de energía externo, o cuando el suministro de energía principal externo está por debajo de un umbral dado (es decir, es inferior a un valor operativo aceptable) , la unidad de interruptor reactiva temporalmente sólo los dispositivos periféricos o componentes asociados a ella que son necesarios para realizar el mando de abertura.

Otras características y ventajas de la invención resultarán de la descripción y de las reivindicaciones dependientes.

La invención se puede entender mejor e implementar con referencia a los dibujos unidos que ilustran algunas formas de realización de las mismas a modo de ejemplos no limitativos, en los que:

La figura 1 es un diagrama de bloques de circuito esquemático de una forma de realización de la unidad de interruptor según la invención;

La figura 2 es un diagrama de bloques de circuito esquemático de otra forma de realización de la unidad de interruptor de la invención;

La figura 3 es un organigrama que muestra los pasos operativos de la unidad de interruptor de la invención;

La figura 4 es un diagrama de comportamiento de la unidad de interruptor según la invención.

Con referencia a la figura 1, una unidad de interruptor 1 se muestra para abrir/cerrar un circuito eléctrico asociado esquemáticamente indicado por el número de referencia 100.

La unidad de interruptor 1 puede ser usada, en una vía no limitativa, en los paneles de media tensión o cuadros de distribución, o conmutador, o en relación con otros equipos de media tensión o dispositivos; sucesivamente, el circuito 100 puede ser por ejemplo, no limitante para, una sección de una rejilla, una carga, etc.

La unidad de interruptor 1 comprende un suministro de energía aislado 2 que es conectable a una línea/red de energía externa 3 donde la energía eléctrica se recibe para operar en condiciones normales.

La unidad de interruptor 1 incluye un dispositivo de conmutación corriente 4 para la abertura/cierre del circuito eléctrico. En particular, el dispositivo de conmutación comprende, preferiblemente, un contactor de media tensión 4. Por ejemplo, el contactor puede llamarse, "V-Contact VSC" comercializado por el grupo de ABB; alternativamente, pueden ser utilizados cualquier tipo de contactores adecuados para realizar las funciones requeridas.

Un accionador 5, por ejemplo, un accionador electromagnético biestable, se incluye en la unidad de interruptor 1 para accionar el contactor 4, y comprende al menos una bobina. Cualquier accionador electromagnético adecuado disponible en el mercado se puede usar en la unidad de conmutación 1 según la invención.

Un accionamiento de energía 6 se configura para activar eléctricamente la bobina del accionador 5 para mover un contacto móvil del contactor 4 abriendo o cerrando así el circuito eléctrico asociado 100. Por lo tanto, el accionamiento de energía 6 se configura para funcionar en condiciones de funcionamiento normales de la unidad de interruptor 1 y provocar (con el accionador 5 y el contactor 4) ambas, la abertura o el cierre del circuito eléctrico asociado según operaciones que son bien conocidas en la técnica y, por lo tanto, no será descrito aquí en detalles adicionales. La unidad de interruptor 1 dispone de un medio de acumulación de energía 7, que comprende particularmente una primera sección de banco de condensador 7, conectado operativamente al suministro de energía aislado 2 y al accionamiento de energía 6.

La primera sección de banco de condensador 7 se carga por el suministro de energía aislado 2 con energía eléctrica suministrada por la red de energía externa o línea 3. En particular, la primera sección de banco de condensador 7 suministra, en la solicitud, la cantidad almacenada de energía eléctrica al accionador 5, para abrir o cerrar el circuito eléctrico durante la operación normal de la unidad de interruptor 1, es decir, en condiciones de funcionamiento normales.

La unidad de interruptor 1 comprende, además, un medio de aparato de mando electrónico 8 para funciones básicas de manipulación y procedimientos de emergencia. Se realizan funciones básicas dentro de un modo B de gestión básica de operar la unidad de interruptor 1, como se muestra en la figura 3. Las funciones básicas Bf, u operaciones básicas, comprenden el accionamiento del contactor 4 en condiciones de funcionamiento normales, es decir, abertura o cierre del contactor 4, y otras actividades que son realizadas bajo condiciones de funcionamiento normales.

Diferentemente, con el término "procedimientos de emergencia" se hace referencia a una condición operativa que implica un... [Seguir leyendo]

1. Unidad de interruptor que comprende:

- un dispositivo de conmutación corriente (4) accionable mediante un accionador electromagnético (5) para la abertura/cierre de un circuito eléctrico (100) asociado a dicha unidad de interruptor; -medio de acumulación de energía (7) para almacenar una cantidad de energía eléctrica para dicho accionador electromagnético; -medio de aparato de mando electrónico (8) para controlar un suministro de dicha cantidad de energía eléctrica de dicho medio de acumulación de energía (7) a dicho accionador electromagnético, dicho medio de aparato de mando electrónico (8) siendo suministrado por una línea de energía externa (3, PS) ; caracterizado por el hecho de que comprende además un medio operativo de procedimiento de emergencia (20) asociado a dicho medio de aparato de mando electrónico (8) y provisto de otro medio de acumulación de energía (21, 24) , estando configurado dicho medio operativo de procedimiento de emergencia (20) para permitir el accionamiento de dicho dispositivo de conmutación corriente (4) y la abertura de dicho circuito eléctrico (100) en una condición de emergencia en la que se experimenta una falta o caída o suministro irregular de dicha línea de energía externa (3 PS) .

2. Unidad de interruptor según la reivindicación 1, donde dichos medios de acumulación de energía comprenden una primera sección de banco de condensador (7) , y dichos otros medios de acumulación de energía comprenden una sección de condensador de memoria (24) .

3. Unidad de interruptor según la reivindicación 2, donde dichos otros medios de acumulación de energía comprenden una segunda sección de banco de condensador (21) .

4. Unidad de interruptor según la reivindicación 3, donde dicha segunda sección de banco de condensador (21) y dicha primera sección de banco de condensador (7) son parte de un único contactor o de un único banco de condensadores.

5. Unidad de interruptor según una o varias de las reivindicaciones precedentes, donde dicho medio operativo de procedimiento de emergencia (20) comprende una sección de controlador principal de energía baja (22) incluida en dicho medio de aparato de mando electrónico (8) y suministrada por dicho otro medio de acumulación de energía (24) , estando configurada dicha sección de controlador principal de baja energía (22) para interrumpir o poner en modo de espera uno o más periféricos operativamente asociados a dicho medio de aparato de mando electrónico (8) cuando se introduce dicha condición de emergencia.

6. Unidad de interruptor según la reivindicación 5, donde dicha sección de controlador principal de baja energía (22) está configurada para poner dichos medios de aparato de mando electrónico en un modo de espera activa y para congelar la segunda sección de banco de condensador 21 con el nivel residual real de energía almacenada en este cuando se introduce dicha condición de emergencia.

7. Unidad de interruptor según una o varias de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un accionamiento de energía (6) suministrada por dicho medio de acumulación de energía (7) , para la transmisión de dicho accionador electromagnético (5) , donde dicho medio operativo de procedimiento de emergencia (20) comprende un accionamiento de energía de emergencia (25) suministrada por dicho otro medio de acumulación de energía (21) para la transmisión de dicho dispositivo de conmutación de corriente (4) en dicha condición de emergencia.

8. Unidad de interruptor según una o varias de las reivindicaciones precedentes, donde dicho medio operativo de procedimiento de emergencia (20) comprende un accionamiento de energía de refuerzo (26) que está operativamente conectado a dicha sección de controlador principal de baja energía (22) y que está configurado para la activación de dicho accionamiento de energía de emergencia (25) .

9. Unidad de interruptor según una o varias de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un puerto de señal abierta de entrada (11) y un puerto de señal de cierre de entrada (12) , para recibir respectivamente una orden de abertura de entrada externa (15) y una orden de cierre de entrada externa (16) para la abertura y el cierre de dicho circuito eléctrico durante las condiciones normales operativas, dicho medio operativo de procedimiento de emergencia

(20) que incluye un puerto abierto de entrada de emergencia (29) para recibir una orden de abertura de emergencia (15) para abrir dicho circuito eléctrico (100) en dicha condición de emergencia.

10. Unidad de interruptor según una o varias de las reivindicaciones precedentes, que comprenden además un detector de fallos de energía para detectar dicha condición de emergencia, estando configurado dicho medio operativo de procedimiento de emergencia (20) para el control de un estado de dicha línea de energía externa (3 PS) y controlar si dicho mando de abertura de emergencia (15a) se recibe durante la operación en dicha condición de emergencia.

11. Panel de media tensión que comprende una unidad de interruptor según la reivindicación 1.

12. Método para la conmutación de un circuito eléctrico (100) operativamente asociado a una unidad de interruptor que comprende un medio de acumulación de energía (7) , un medio de aparato de mando electrónico (8) y un dispositivo de

conmutación corriente (4) operativamente acoplado a un accionador electromagnético (5) , el método caracterizado porel hecho de que éste comprende los pasos de:

-proveer en dicha unidad de interruptor otros medios de acumulación de energía (21, 24) ;

-almacenar en dicho medio de acumulación de energía (7) una cantidad de energía eléctrica proporcionada por una línea de energía (3, PS) externa a la unidad de interruptor, la energía almacenada adecuada para ser suministrada a dicho accionador electromagnético (5) para la transmisión del dispositivo de conmutación corriente (4) para abrir/cerrar dicho circuito eléctrico asociado (100) , -introducir un modo de procedimiento de emergencia (Em, L) cuando se experimenta una condición de emergencia de un suministro deficiente o defectuoso o irregular de dicha línea de energía externa (3, PS) , -suministrar dicho medio de aparato de mando electrónico (8) a través de dichos otros medios de acumulación de energía para ser capaz de accionar dicho dispositivo de conmutación de corriente (4) y abrir dicho circuito eléctrico asociado (100) si un mando de abertura de emergencia (15a) se genera durante dicha condición de emergencia.

13. Método según la reivindicación 12 donde dicha introducción dicho modo de procedimiento de emergencia (Em, L) comprende, cuando se introduce dicha condición de emergencia, apagar o poner en modo de espera uno o más periféricos operativamente asociados a dichos medios de controlador electrónico (8) .

14. Método según la reivindicación 12 o 13 donde dicho modo de procedimiento de emergencia (Em, L) comprende la introducción de dicha condición de emergencia poniendo dichos medios de aparato de mando electrónico en un modo de espera y congelando al menos parte de dicho otro medio de acumulación de energía (21) con el nivel residual real de energía almacenado en él.

15. Método según una o más reivindicaciones 12 a 14, donde éste comprende el control de un estado de dicha línea de energía externa (3 PS) y el control si dicho mando de abertura de emergencia (15a) se recibe durante la operación en dicha condición de emergencia.

16. Método según una o más reivindicaciones 12 a 15, donde éste comprende:

-la entrada de un modo de gestión básica (B) de condiciones de funcionamiento normales, si una restauración de dicha línea de energía externa (3 PS) de dicha condición de emergencia es detectada; o -el suministro de la energía residual en dicha al menos parte del otro medio de acumulación de energía (21) para el movimiento de dicho accionador electromagnético (5) y la abertura de dicho circuito eléctrico asociado (100) si una orden de abertura de emergencia (15a) se recibe durante dicha condición de emergencia.