Batería Automática de condensadores con dispositivo regenerativo.

Batería automática de condensadores con dispositivo regenerativo (BACR) que modifica y mejora una Batería Automática de Condensadores (BAC),

dotándola con un dispositivo regenerativo, para que la energía eléctrica con la que se cargan los condensadores no se disipe en forma de calor en unas resistencias de descarga, sino que se entrega a una red o a una carga.

Batería automática de condensadores con dispositivo regenerativo.

Campo de la invención La presente invención se engloba dentro de la ingeniería eléctrica, y en el campo de las instalaciones eléctricas.

Base de funcionamiento de la invención

La presente invención se refiere a la modificación y mejora de una Batería Automática de Condensadores (BAC) , dotándola con un dispositivo regenerativo. A la invención la hemos denominado Batería Automática de Condensadores Regenerativa (BACR) .

La BAC, ver Fig. 1, es un dispositivo que permite mejorar el factor de potencia de las instalaciones eléctricas. Se conecta mediante el hornero 101 a la red eléctrica y mediante el hornero 102 a la carga o instalación eléctrica. Dispone de una batería de condensadores 114A, 114B, 114N, los cuales se conectan eléctricamente a la red mediante los contactores 112A, 112B, 112N, a través de unos contactos normalmente abiertos 111A, 111B, 111N, y se protegen mediante fusibles 110A, 110B, 110N. Cuando los condensadores se desconectan de la red, es imprescindible descargarlos, ya que si no la siguiente vez que se conecten producirán un cortocircuito. Se descargan mediante unos contactos normalmente cerrados 113A, 113B, 113N, que disponen los contactores anteriormente citados 112A, 112B, 112N, los cuales conectan cada condensador 114A, 114B, 114N a su correspondiente conjunto de resistencias 115A, 1158, 115N. La energía eléctrica almacenada por los condensadores se disipa en forma de calor en las resistencias. La BAC dispone de un Controlador Lógico Programable (PLC) 104, que mide el factor de potencia de la instalación mediante la lectura de la salida de intensidad de un trafo de intensidad 103 y mediante la lectura de la tensión de alimentación de la salida de los fusibles de maniobra 105, y comparando con un factor de potencia prefijado controla la conexión y desconexión de los contactores 112A, 112B, 112N.

Antecedentes de la invención En el estado de la técnica son conocidas distintas tipologías de BAC. Se conocen BAC que disponen de contactores, que son robustas, y de garantía de funcionamiento. También hay variantes en cuanto al PLC, aunque todas son muy similares. Todas disponen de resistencias para disipar en forma de calor la energía eléctrica acumulada por los condensadores.

BAC como las citadas pueden observarse, por ejemplo, en los documentos ES2301192T3 y ES2320396T3, así como en los enlaces www.lifasa.com o www.circutor.es, entre otros.

Estas BAC presentan una problemática, que se centra fundamentalmente en los siguientes aspectos:

- Requieren resistencias de descarga para descargar los condensadores, es decir convertir la energía eléctrica almacenada en el campo eléctrico de los condensadores en calor disipado en dichas resistencias.

- El calor disipado en las resistencias eleva la temperatura interior de la BAC, por lo que hay que sobredimensionar la disipación de calor del armario de la BAC.

- Se consume una cantidad de energía eléctrica de la red para luego tener que disiparla en forma de calor, lo que hace descender la eficiencia de la BAC.

El sistema que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos comentados.

Breve descripción de las figuras La figura 1, muestra el esquema de los dispositivos existentes de acuerdo al estado de la técnica anterior a esta invención (1) , donde se puede ver el esquema eléctrico unifilar de una Batería Automática de Condensadores (BAC) con sus elementos principales. Está formada por N grupos de condensadores, siendo el primero el denominado A, el segundo el denominado B, y el enésimo el denominado N. Cabe destacar las resistencias de descarga 115A, 115B, 115N, para descargar los condensadores 114A, 114B, 114N y convertir la energía eléctrica de los condensadores en energía disipada en forma de calor.

La figura 2, muestra una realización del dispositivo (2) , en la que se puede ver el esquema eléctrico unifilar de la invención denominada Batería Automática de Condensadores Regenerativa (BACR) con sus elementos principales.

Está formada por N grupos de condensadores, siendo el primero el denominado A, el segundo el denominado B, y el enésimo el denominado N. Cabe destacar las etapas de conmutación múltiple 116, de conversión de tri-filar rotativo a bi-filar 117, y de inversión 118, y el Controlador Lógico Programable (PLC) Modificado 104M, para realizar la función regenerativa descargando la energía eléctrica de los condensadores 114A, 114B, 114N y entregándola a la red 101 o a la carga 102.

La figura 3, muestra un esquema eléctrico multifilar de una realización de la etapa de conmutación múltiple 116 de una realización del dispositivo (2) , en la que puede observarse el bornero múltiple de entrada de cada condensador 113A1, 113A2, 113A3, 113B1, 113B2, 113B3, 113N1, 113N2, 113N3, y un único bornero de salida 1161, 1162, 1163, y pueden verse los contactores encargados de la conmutación 1164A, 1164B, 1164N, así como las conexiones de mando con el Controlador Lógico Programable (PLC) Modificado 104M.

La figura 4, muestra un esquema eléctrico multifilar de una realización de la etapa de conversión de tri-filar a bi-filar 117 de una realización del dispositivo (2) , en la que puede observarse un único bornero de entrada, tri-filar rotativo 1179, 11710, 11711, y un único bornero de salida, bi-filar 1171, 1172, y pueden verse los contactores encargados de la conversión 1173, 1174, 1175, 1176, 1177, 1178, así como las conexiones de mando con el Controlador Lógico Programable (PLC) Modificado 104M.

Descripción de una realización preferida La figura 1, muestra el esquema de los dispositivos existentes de acuerdo al estado de la técnica anterior a esta invención (1) , donde se puede ver el esquema eléctrico unifilar de una Batería Automática de Condensadores (BAC) con sus elementos principales. Está formada por N grupos de condensadores, siendo el primero el denominado A, el segundo el denominado B, y el enésimo el denominado N. Cabe destacar las resistencias de descarga 115A, 115B, 115N, para descargar los condensadores 114A, 114B, 114N y convertir la energía eléctrica de los condensadores en energía disipada en forma de calor. Los condensadores trifásicos se componen a su vez de tres condensadores monofásicos, que en baja tensión normalmente se conectan en triángulo. Las resistencias trifásicas de descarga, se componen a su vez de tres resistencias monofásicas conectadas en triángulo pero también es frecuente ver que están compuestas de dos resistencias monofásicas conectadas en un equivalente a estrella.

La figura 2, muestra una realización del dispositivo (2) , en la que se puede ver el esquema eléctrico unifilar de la invención denominada Batería Automática de Condensadores Regenerativa (BACR) con sus elementos principales. Está formada por N grupos de condensadores, siendo el primero el denominado A, el segundo el denominado B, y el enésimo el denominado N. Cabe destacar las etapas de conmutación múltiple 116, de conversión de tri-filar rotativo a bi-filar 117, y de inversión 118, que convierte un sistema bi-filar de corriente continua en un sistema trifásico de corriente alterna, y el Controlador Lógico Programable (PLC) Modificado 104M, para realizar la función regenerativa descargando la energía eléctrica de los condensadores 114A, 114B, 114N y entregándola a la red 101 o a la carga 102. Las etapas 116 y 117 se describen con detalle en la descripción de la figura 3, y de la figura 4. El PLC Modificado 104M, es un PLC estándar típico de BAC, pero como su nombre indica modificado. Se le dota de una salida digital extra por condensador, para la etapa 116, y se le dota de seis salidas digitales extra, para la etapa 117, así como de tres entradas analógicas extra, también para la etapa 117. También se le dota de código de programación extra para realizar la función de regeneración (consistente básicamente en que la energía eléctrica que almacenan los condensadores y que obligatoriamente hay que descargarlos, en lugar de disiparse en calor en resistencias, se entregue a la red 101 o a la carga 102) .

La figura 3, muestra un esquema eléctrico multifilar de una realización de la etapa de conmutación múltiple 116 de una realización del dispositivo (2) , en la que puede observarse el bornero múltiple de entrada de cada condensador 113A1, 113A2, 113A3, 113B1, 113B2, 113B3, 113N1, 113N2, 113N3, y un único bornero de salida 1161, 1162, 1163, y pueden verse los contactores encargados de la conmutación 1164A, 1164B, 1164N, así como las conexiones de mando con el Controlador Lógico Programable (PLC)...

1. Batería automática de condensadores con dispositivo regenerativo (2) , de las que disponen de una pluralidad de condensadores controlados por unos contactores, que monitoriza el factor de potencia de una instalación eléctrica cualquiera y que mejora el factor de potencia hasta un valor prefijado, conectando y desconectando los condensadores según se demande energía reactiva o no, caracterizada porque comprende al menos

- una etapa de conmutación múltiple 116 que conecta, una pluralidad de condensadores 114A, 114B, 114N cableados a un hornero múltiple de entrada de cada condensador 113A1, 113A2, 113A3, 113B1, 113B2, 113B3, 113N1, 113N2, 113N3, con un único hornero de salida 1161, 1162, 1163;

- una etapa de conversión de tri-filar rotatorio a bi-filar 117 que convierte, un sistema tri-filar rotativo de corriente continua, cableado a un hornero de entrada tri-filar rotativo 1179, 11710, 11711 y que proviene del hornero de salida de la etapa 116, a un sistema bi-filar de corriente continua estático cableado a un hornero de salida bi-filar 1171, 1172;

- una única etapa de inversión 118 que convierte, un sistema bi-filar de corriente continua y que proviene del hornero de salida de la etapa 117, en un sistema tri-fásico de corriente alterna y que se conecta en cualquier punto del cableado entre el hornero 101 de red eléctrica y el hornero 102 de carga o instalación eléctrica;

- un Controlador Lógico Programable (PLC) Modificado 104M que controla las etapas 116, 117 y 118;

2. Batería automática de condensadores con dispositivo regenerativo (2) , según la reivindicación 1, caracterizada porque la etapa de conmutación múltiple 116 se compone de un contactor 1164A, 1164B y 1164N por cada condensador 114A, 114B y 114N de que disponga la batería, conectando dicha etapa eléctricamente el condensador cargado que se haya desconectado de la red 101, con un hornero único de salida 1161, 1162 y 1163.

3. Batería automática de condensadores con dispositivo regenerativo (2) , según la reivindicación 1, caracterizada porque la etapa de conversión tri-filar rotatorio a bi-filar 117 se compone de seis contactares 1173, 1174, 1175, 1176, 1177 y 1178, convirtiendo dicha etapa un sistema tri-filar rotatorio que le llega por los bornes 1179, 11710, y 11711 a un sistema bi-filar a su salida por los bornes 1171, que será siempre positivo y 1172, que será siempre negativo.

4. Procedimiento de generación de energía eléctrica utilizando una Batería automática de condensadores con dispositivo regenerativo (2) , descrita en la reivindicación 1, caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

- Conexión y carga de un condensador 114A o 114B o 114N de una red 101, mediante el cierre de unos contactos normalmente abiertos 111A o 111B o 111N accionados por un contactar 112A o 112B o 112N;

- Desconexión manteniendo la carga de un condensador 114A o 114B o 114N de una red 101, mediante la apertura de unos contactos normalmente abiertos 111 A o 111 B o 111N accionados por un contactar 112A o 112B o 112N;

- Descarga de un condensador 114A o 114B o 114N de una red 101, mediante el cierre de unos contactos normalmente cerrados 113A o 113B o 113N accionados por un contactar 112A o 112B o 112N, conectando el condensador cargado a la etapa de conmutación múltiple 116, y ésta a su vez a la etapa de conversión tri-filar rotativo a bi-filar 117, y ésta a su vez a la etapa de inversión 118, convirtiéndose la energía de dicho condensador de tipo corriente continua a tipo corriente alterna, entregándose a una red 101 o a una carga 1 02;

- Reposo en espera del sistema hasta que se vuelva a iniciar la primera etapa.