DISPOSITIVO DE CONTROL DE POTENCIA EN RED ELÉCTRICA.

1. Dispositivo (1) de control de potencia en red eléctrica caracterizado porque comprende:

- un transformador que a su vez comprende:

- un bobinado secundario que a su vez está conectado en serie con una carga de la instalación y que comprende una salida conectada a red, y

- un bobinado primario que comprende tres entradas, dos de dichas entradas correspondientes a 0, y conectado a la salida del bobinado secundario para la realimentación del bobinado primario, y

- un módulo de control (2) de potencia que comprende:

- un elemento de control conectado para su alimentación a la salida del bobinado secundario y que presenta al menos una salida de tensión conectada a una placa de disparo, la cual controla un disparo de al menos un módulo electrónico de control (2) de potencia destinado a controlar una tensión RMS aplicada al bobinado primario, y

- al menos un relé, el cual se encuentra conectado a neutro (5) y con al menos una de sus salidas conectada a dos entradas de las tres entradas del bobinado primario, donde dichas dos de tres entradas son aquellas entradas correspondientes a 0.

2. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el transformador tiene una relación de transformación comprendida entre 2/1 y 30/1.

3. Dispositivo (1) según reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el bobinado primario comprende una serie de conexiones con una relación 0-n-0, siendo n un valor comprendido entre 20 V y 30 V.

4. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el módulo de control (2) de potencia comprende al menos dos tiristores dispuestos en antiparalelo.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo de control de red destinado a instalaciones trifásicas y monofásicas.

Más concretamente, la invención se enmarca en el campo de control de red eléctrica, especialmente en tareas de estabilización de la tensión de red, filtrado de ruidos eléctricos, para evitar picos de tensión, y atenuación de picos de sobre-intensidad transitoria.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La sociedad y la industria presentan un gran número de equipamientos electrónicos de diversas generaciones, como aquellos vinculados al control de procesos, accionamiento, procesamiento de datos, comunicaciones y transmisión de información, dispositivos domésticos, comerciales y de entretenimiento.

Por otra parte, el uso extendido y progresivo de fuentes alternativas de energía renovable, como la eólica y la solar, hace uso de generadores con inversores con esquemas híbridos en muchos casos conectados a las redes de distribución. El proceso de conversión necesario conlleva siempre una eventual generación de armónicos.

Una insuficiente calidad en el suministro de la energía eléctrica afecta, en mayor o menor grado, a otras tecnologías y procesos industriales, donde las pérdidas económicas que se generan por este concepto pueden llegar a ser muy importantes. En este sentido, con parámetros de tensión diferentes a los nominales o de trabajo, ocurre una aceleración del envejecimiento del aislamiento de los equipos eléctricos como consecuencia de un calentamiento intensivo y, en una serie de casos, como resultado del reforzamiento de procesos de ionización; todo ello se deriva en una intensificación de las tasas de averías.

Asimismo, las desviaciones de tensión eléctrica conllevan un aumento del calentamiento de motores eléctricos con momentos constantes de carga (carga tipo transportador, elevador etc.) , acelerando el envejecimiento del aislamiento, y un derroche de energía. Por ejemplo, una elevación de la tensión por encima de la tensión nominal conlleva una disminución del tiempo de vida útil de lámparas y un mayor consumo que puede llevar a averías o incremento en los costos de operación y mantenimiento que, al final, redundan en el cliente final con cuantiosas pérdidas.

Por otra parte, la asimetría en la tensión también conlleva al calentamiento adicional del equipamiento de fuerza y disminuye su vida útil y aumenta el consumo. Este defecto también influye negativamente en el funcionamiento de algunos esquemas de protecciones por relés, provocando operaciones erráticas y provocando un mal funcionamiento de equipos alimentados por energía eléctrica. La aparición de variaciones rápidas en la asimetría de las tensiones trifásicas conllevan la variación de los momentos de torque en los motores eléctricos, lo que es causa de aparición de esfuerzos adicionales en las cabezas de las bobinas de las máquinas, su vibración y tensiones de fatiga en elementos mecánicos constructivos del propio motor y el accionamiento, lo que trae como resultado una disminución de su tiempo de vida y considerables picos de consumo.

Las variaciones de la tensión actúan de diferente manera en los distintos tipos de equipamiento eléctrico. Por ejemplo, en las baterías de condensadores utilizados para la compensación de potencia reactiva, provoca procesos transitorios que conducen a la sobrecarga de los condensadores por corriente y, en casos, por tensión, como resultado de lo cual la batería puede quedar fuera de servicio, donde el período que tarda la batería en pasar de servicio a fuera de servicio puede ser más o menos largo en función de la magnitud de la perturbación: cuanto mayor es la magnitud, menor es el período.

En el caso de los motores, las variaciones de tensión conducen al calentamiento adicional y a la variación del momento con respecto del eje. Los bajones de tensión para los motores asincrónicos tienden a frenarlos y a necesitar de eventuales procesos de re-arranque, pudiendo llegar a situaciones de disparo de protecciones, sobretodo, cuando se trabaja con grupos de motores simultáneamente.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo de control de red de energía eléctrica en una instalación cuya carga viene de dicha red. El dispositivo de control aquí descrito presenta un transformador específico y un circuito de chequeo de red, el cual actúa conectado entre una entrada u otra del bobinado primario del transformador y controla la tensión con un único juego de electrónica de potencia y elimina la necesidad de usar varios juegos de semiconductores a la par que es aplicable a cualquier tipo de transformadores además de ser capaz de controlar la tensión voltio a voltio y no por escalones programados.

El dispositivo objeto de la invención permite controlar la totalidad de la intensidad aplicada mediante actuación sobre un porcentaje de la misma, permitiendo que los eventuales aparatos receptores que se alimentan de ésta consuman la potencia que realmente tienen que consumir, nominal o cercana, y alargar así la vida útil de los mismos.

El propósito de la presente invención, es poder ajustar la tensión de red a un rango mucho más estable con posibilidad de ajustar la tensión de red con un margen muy pequeño de error, en el orden de milivoltios.

El dispositivo de la siguiente invención consigue que la potencia y/o tensión de la red eléctrica de entrada a una instalación sea totalmente estable, además de reducir un gran porcentaje de ruidos entrantes, producidos por la gran cantidad de sistemas electrónicos conectados a las redes de distribución.

En una realización preferida, el dispositivo aquí descrito hace uso de al menos un estabilizador tipo “booster” y de unos medios de control de potencia basados en semiconductores que hacen que una vez instalados se pueda chequear y gestionar la entrada de red de cualquier instalación, para posteriormente controlarla y ajustarla a los parámetros indicados.

En una realización más preferida también se contempla la posibilidad de añadir un componente de control de salida para chequear y comprobar la salida del dispositivo que va hacia la instalación; de manera que se puede ajustar o modificar la operación de circuito, o incluso anularlo, si se tiene que el componente de control muestra datos que así lo requieran, como por ejemplo valores bajos que no son de utilidad para la instalación eléctrica a la entrada de la cual se encuentra conectada la salida del dispositivo objeto de la invención.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

FIG. 1 Muestra un diagrama del estabilizador tipo “booster”. FIG. 2 Muestra un diagrama del circuito basado en semiconductores utilizado para la gestión y control. FIG. 3 Muestra una gráfica donde se aprecia la regulación de potencia aplicada. FIG. 4 Muestra un diagrama del dispositivo objeto de la invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Seguidamente se describe, con ayuda de las figuras anteriormente mencionadas, un ejemplo detallado de una realización preferente de la presente invención, a partir de unos ensayos realizados por los inventores, que ponen de manifiesto la efectividad del dispositivo para control de potencia en red eléctrica de la invención.

En una realización preferente del dispositivo (1) para control de potencia en red eléctrica de la invención se tiene que, tal y como se observa en la figuras 1 y 2, el dispositivo (1) de control de potencia en red eléctrica objeto de la invención hace uso de un circuito estabilizador tipo “booster” como el mostrado en la figura 1. En este tipo de estabilizador, la corriente total de una carga no circula por los elementos de conmutación (que una realización preferente de la invención son Triacs) , sino que circula sólo una fracción proporcional de la misma.

Cuando una eventual elevación ó reducción de tensión de entrada (7) , la cual se encuentra asociada a un interruptor electromagnético (5) , tiene lugar en un transformador cuyo bobinado secundario está en serie con la línea y la carga, se consigue una regulación de tensión de salida (8) variando la tensión de un bobinado primario de dicho transformador.

La propia inductancia del transformador puede ejercer como factor de...

1. Dispositivo (1) de control de potencia en red eléctrica caracterizado por que comprende:

-un transformador que a su vez comprende:

- un bobinado secundario que a su vez está conectado en serie con una carga de la instalación y que comprende una salida conectada a red, y

-un bobinado primario que comprende tres entradas, dos de dichas entradas correspondientes a 0, y conectado a la salida del bobinado secundario para la realimentación del bobinado primario, y

- un módulo de control (2) de potencia que comprende:

-un elemento de control conectado para su alimentación a la salida del bobinado secundario y que presenta al menos una salida de tensión conectada a una placa de disparo, la cual controla un disparo de al menos un módulo electrónico de control (2) de potencia destinado a controlar una tensión RMS aplicada al bobinado primario, y

-al menos un relé, el cual se encuentra conectado a neutro (5) y con al menos una de sus salidas conectada a dos entradas de las tres entradas del bobinado primario, donde dichas dos de tres entradas son aquellas entradas correspondientes a 0.

2. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado por que el transformador tiene una 20 relación de transformación comprendida entre 2/1 y 30/1.

3. Dispositivo (1) según reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el bobinado primario comprende una serie de conexiones con una relación 0-n-0, siendo n un valor comprendido entre 20 V y 30 V.

2.

4. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones, anteriores caracterizado por que el módulo de control (2) de potencia comprende al menos dos tiristores dispuestos en antiparalelo.