Unidad de alimentación de CC para una unidad de suministro de potencia.

Unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) para una unidad de suministro de potencia (D1;

D2; E) para usar en una red de alimentación de CC (1), en el que la unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) comprende:

un primer dispositivo de bloqueo de corriente (17) dispuesto para permitir el paso de corriente en una primera dirección (19-1) a través del primer dispositivo de bloqueo de corriente (17), siendo dicha primera dirección (19-1) la dirección de paso de corriente durante el funcionamiento normal de la red de alimentación de CC (1), y para bloquear la corriente que pasa en una segunda dirección (19-2) opuesta a la primera dirección, y una primera unidad de conmutación (21) dispuesta en conexión antiparalela al primer dispositivo de bloqueo de corriente (17), en el que la primera unidad de conmutación (21) se puede controlar para establecerla selectivamente en un estado encendido durante el funcionamiento normal con el fin de permitir el paso de corriente inversa a través de la primera unidad de conmutación (21) en la segunda dirección (19-2) para así no pasar por el primer dispositivo de bloqueo de corriente (17) y en un estado apagado para bloquear la corriente en la segunda dirección (19-2) cuando se produce un fallo en la red de alimentación de CC.

Unidad de alimentación de CC para una unidad de suministro de potencia Campo técnico La presente descripción se refiere en general a sistemas de potencia y, en particular, a una unidad de alimentación de CC para una unidad de suministro de potencia que se utiliza en un entorno de redes de alimentación de CC.

Antecedentes Los sistemas de potencia comprenden normalmente una pluralidad de componentes, tales como una o más fuentes de generación de potencia, accionadores y módulos de almacenamiento de energía. Estos componentes están normalmente interconectados por medio de un sistema de barras colectoras por el que pueden pasar corrientes para proporcionar potencia a una o más cargas conectadas al sistema de potencia.

En algún momento, un fallo, tal como un cortocircuito, se producirá inevitablemente en el sistema de potencia, ya sea en el sistema de barras colectoras, en uno de los componentes del sistema o en una carga. En caso de fallo, es importante aislar el fallo de la parte sana del sistema de tal manera que el suministro de potencia normal pueda continuar a través de la parte sana, y evitar que se dañen las partes sanas. Para este propósito, un sistema de protección se incluye normalmente en el sistema de potencia.

Un sistema de protección dispuesto para controlar fallos en un sistema de potencia normalmente comprende equipos de supervisión dispuestos para supervisar parámetros eléctricos tales como corrientes en el sistema de potencia y disyuntores controlados por los equipos de supervisión. Los disyuntores están dispuestos de tal manera en el sistema de potencia que se puede obtener el aislamiento de fallo selectivo en caso de un fallo.

El documento DE 10 2008 056864 describe un método que consiste en medir la corriente que pasa a través de un conmutador cerrado mediante un dispositivo de medición de corriente y comparar la corriente medida con un valor de conmutación almacenado en una memoria de una unidad de control. El conmutador se abre si la corriente medida es menor que el valor de conmutación. El conmutador se abre si la corriente medida es menor que el valor umbral. Todavía se puede suministrar corriente a la carga por medio del diodo, pero la corriente inversa es bloqueada por el diodo.

Sin embargo, los sistemas de protección existentes en algunas aplicaciones pueden ser muy caros y ocupar mucho espacio.

Resumen Los disyuntores de corriente continua (CC) son particularmente grandes, pues al contrario que los disyuntores de corriente alterna (CA) , no pueden depender de los cruces por cero. Por lo tanto, se necesitan espacios de aire más grandes para los disyuntores de CC a fin de garantizar una protección adecuada. Como resultado de ello, los disyuntores de CC normalmente ocupan grandes cantidades de espacio y son caros de fabricar.

En vista de las consideraciones anteriores, un objeto general de la presente descripción es proporcionar una unidad de alimentación de CC que permita la creación de un disyuntor de red de alimentación de CC que pueda controlar fallos de manera selectiva.

La presente invención se define en las reivindicaciones adjuntas.

En general, todos los términos utilizados en las reivindicaciones deben interpretarse de acuerdo con su sentido normal en el campo técnico, a menos que se especifique lo contrario en el presente documento. Todas las referencias a "un / una / el elemento, el aparato, el componente, el medio, etc., deben ser interpretadas abiertamente como una referencia a al menos un ejemplo del elemento, el aparato, el componente, el medio, etc., a menos que se indique expresamente lo contrario.

Breve descripción de los dibujos Las realizaciones específicas del concepto inventivo se describirán ahora, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 es un diagrama esquemático de una red de alimentación de CC en la que se puede utilizar una unidad de alimentación de CC junto con unidades de suministro de potencia;

La figura 2a es un diagrama esquemático de un primer ejemplo de una unidad de alimentación de CC;

La figura 2b es un diagrama esquemático de un segundo ejemplo de una unidad de alimentación de CC;

La figura 2c es un diagrama esquemático de un tercer ejemplo de una unidad de alimentación de CC;

La figura 3a muestra un ejemplo de cómo puede funcionar la unidad de alimentación de CC de la figura 2a en condiciones de funcionamiento normal;

La figura 3b muestra otro ejemplo de cómo puede funcionar la unidad de alimentación de CC de la figura 2a en condiciones de funcionamiento normal; y La figura 3c muestra un ejemplo de cómo puede funcionar la unidad de alimentación de CC de la figura 2a en una condición de fallo en la red de alimentación de CC a la que está conectada la red de alimentación de CC.

Descripción detallada El concepto inventivo se describirá con más detalle a continuación con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que se muestran realizaciones ejemplares. El concepto inventivo, sin embargo, puede incorporarse de muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitado a las realizaciones expuestas en el presente documento; sino más bien, estas realizaciones se proporcionan a modo de ejemplo para que esta descripción sea minuciosa y completa y transmita completamente el ámbito de aplicación del concepto inventivo a los expertos en la técnica. Los números iguales se refieren a elementos similares en toda la descripción.

La figura 1 representa un diagrama esquemático de un ejemplo de una red de alimentación de CC 1 en el que puede ser utilizada una unidad de alimentación de CC de acuerdo con esta descripción. La red de alimentación de CC 1 comprende una barra colectora principal de CC 3 que tiene una primera barra colectora 3-1 y una segunda barra colectora 3-2 que se pueden separar mediante un interruptor de enlace de barras 5, una primera unidad de generación de potencia P1, una segunda unidad de generación de potencia P2, una tercera unidad de generación de potencia P3, una cuarta unidad de generación de potencia P4, una unidad de almacenamiento de energía E, una primera unidad de accionamiento D, una segunda unidad de accionamiento D2 y unidades de alimentación de CC 9.

La primera unidad de accionamiento D1 y la segunda unidad de accionamiento D2 están dispuestas para alimentar motores eléctricos o equipos similares. Ejemplos de tales unidades de accionamiento son accionadores individuales, accionadores múltiples o transformadores de frecuencia estáticos destinados a suministrar a usuarios de CA normales con 50 Hz o 60 Hz de potencia de CA.

Las unidades de accionamiento D1, D2 y la unidad de almacenamiento de energía E son ejemplos de lo que en términos más generales se van a denominar unidades de suministro de potencia en esta descripción.

La red de alimentación de CC 1 comprende además conmutadores de aislamiento 7, es decir, seccionadores, asociados a una unidad de generación de potencia correspondiente P1, P2, P3, P4 para poder desconectar las unidades de generación de potencia P1, P2, P3, P4 de la barra colectora principal de CC 3. De esta manera, cada unidad de generación de potencia puede ser aislada de un fallo, por ejemplo, en la barra colectora principal de CC 3, o se pueden aislar con fines de mantenimiento.

La primera unidad de generación de potencia P1 está dispuesta para alimentar la barra colectora principal de CC 3, y se puede conectar a la barra colectora principal de CC 3 a través de un conmutador de aislamiento 7. De acuerdo con el ejemplo de la figura 1, la primera unidad de generación de potencia P1 se puede conectar a la primera barra colectora 3-1.

La segunda unidad de generación de potencia P2 está dispuesta para alimentar la barra colectora principal de CC 3, y se puede conectar a la barra colectora principal de CC 3 a través de un conmutador de aislamiento 7. De acuerdo con el ejemplo de la figura 1, la segunda unidad de generación de potencia P2 se puede conectar a la primera barra colectora 3-1.

La tercera unidad de generación de potencia P3 está dispuesta para alimentar la barra colectora principal de CC 3, y se puede conectar a la barra colectora principal de CC 3 a través de un conmutador de aislamiento 7. De acuerdo con el ejemplo de la figura 1, la tercera unidad de generación de potencia P3 se puede conectar a la segunda barra colectora 3-2.

La cuarta unidad de generación de potencia P4 está dispuesta para alimentar la barra colectora principal de CC 3, y se puede conectar a la barra colectora principal de CC 3 a través de un conmutador de aislamiento 7. De acuerdo con el ejemplo de la figura 1, la cuarta unidad de generación de potencia P1... [Seguir leyendo]

1. Unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) para una unidad de suministro de potencia (D1; D2; E) para usar en una red de alimentación de CC (1) , en el que la unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) comprende:

un primer dispositivo de bloqueo de corriente (17) dispuesto para permitir el paso de corriente en una primera dirección (19-1) a través del primer dispositivo de bloqueo de corriente (17) , siendo dicha primera dirección (19-1) la dirección de paso de corriente durante el funcionamiento normal de la red de alimentación de CC (1) , y para bloquear la corriente que pasa en una segunda dirección (19-2) opuesta a la primera dirección, y una primera unidad de conmutación (21) dispuesta en conexión antiparalela al primer dispositivo de bloqueo de corriente (17) , en el que la primera unidad de conmutación (21) se puede controlar para establecerla selectivamente en un estado encendido durante el funcionamiento normal con el fin de permitir el paso de corriente inversa a través de la primera unidad de conmutación (21) en la segunda dirección (19-2) para así no pasar por el primer dispositivo de bloqueo de corriente (17) y en un estado apagado para bloquear la corriente en la segunda dirección (19-2) cuando se produce un fallo en la red de alimentación de CC.

2. Unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende un primer conductor (16-1) y un segundo conductor (16-2) para conectar la unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) a la red de alimentación de CC (3) y a la unidad de suministro de potencia (D1; D2; E) , en el que cada uno del primer dispositivo de bloqueo de corriente (17) y de la primera unidad de conmutación (21) tiene un terminal de entrada (171.

2. 1) y un terminal de salida (17-2.

2. 2) correspondientes conectados al segundo conductor (16-2) .

3. Unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el primer dispositivo de bloqueo de corriente (17) es un dispositivo de bloqueo de corriente pasivo.

4. Unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el primer dispositivo de bloqueo de corriente (17) es un diodo.

5. Unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, que comprende un inductor (27) conectado al segundo conductor (16-2) .

6. Unidad de alimentación de CC (9-2) de acuerdo con la reivindicación 5, en el que el primer dispositivo de bloqueo de corriente (17) está conectado en paralelo a la primera unidad de conmutación (21) y al inductor (27) de tal manera que la corriente que pasa en la primera dirección no pasa por el inductor (27) .

7. Unidad de alimentación de CC (9-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende una segunda unidad de conmutación (29) conectada en paralelo al primer dispositivo de bloqueo de corriente (17) .

8. Unidad de alimentación de CC (9-3) de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la segunda unidad de conmutación (29) es un tiristor.

9. Unidad de alimentación de CC (9-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 8, que comprende un tercer dispositivo de bloqueo de corriente (31) conectado en paralelo a la segunda unidad de conmutación (29) , estando el tercer dispositivo de bloqueo de corriente (31) dispuesto para permitir que pase corriente en la segunda dirección (19-2) a través del tercer dispositivo de bloqueo de corriente (31) , y en el que el tercer dispositivo de bloqueo de corriente (31) está dispuesto para bloquear la corriente que pasa en la primera dirección (19-1) .

10. Unidad de alimentación de CC (9-3) de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la segunda unidad de conmutación (29) está dispuesta en paralelo al tercer dispositivo de bloqueo de corriente (31) de tal manera que la corriente que pasa en la primera dirección (19-1) no pasa por el tercer dispositivo de bloqueo de corriente (31) .

11. Unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la primera unidad de conmutación (21) comprende un transistor bipolar de puerta aislada.

12. Unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la unidad de suministro de potencia (D1; D2; E) es una unidad de accionamiento (D1; D2) .

13. Unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que la unidad de suministro de potencia (D1; D2; E) es una unidad de almacenamiento de energía (E) .

14. Unidad de suministro de potencia (D1; D2; E) que comprende una unidad de alimentación de CC (9-1; 9-2; 9-3) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.