Sistema de supervisión del elemento de maniobra del sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta.

Sistema de supervisión del elemento de maniobra del sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta.



Sistema de supervisión del elemento de maniobra del sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta (1) con excitación indirecta a través de una máquina excitatriz (2) y puente rectificador giratorio (8), caracterizado porque comprende:

- un subsistema de medida de la tensión (13) o de la corriente rotórica de la máquina principal (16) de la máquina síncrona principal (1);

- un subsistema de procesado de datos para la obtención del tiempo de desexcitación (17) a partir de los valores medidos en la máquina síncrona principal;

- un subsistema que compara el tiempo obtenido con el tiempo previamente ajustado (20) de forma que:

- en caso de funcionamiento correcto del sistema y/o del elemento de maniobra el tiempo obtenido es menor que el tiempo ajustado previamente;

- en caso de funcionamiento incorrecto del sistema y/o del elemento de maniobra el tiempo obtenido es mayor al tiempo ajustado previamente.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201431210.

Solicitante: UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: PLATERO GAONA,CARLOS ANTONIO, BLAZQUEZ GARCIA,FRANCISCO, REBOLLO LÓPEZ,Emilio, BLÁNQUEZ DELGADO,Francisco, PUIGMAL PÉREZ,Francisco.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H02K19/38 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02K MAQUINAS DINAMOELECTRICAS (relés dinamoeléctricos H01H 53/00; transformación de una potencia de entrada en DC o AC en una potencia de salida de choque H02M 9/00). › H02K 19/00 Motores o generadores síncronos (teniendo imanes permanentes H02K 21/00). › Asociación estructural de los generadores síncronos con máquinas de excitación.
  • H02P9/12 H02 […] › H02P CONTROL O REGULACION DE MOTORES ELECTRICOS, GENERADORES ELECTRICOS O CONVERTIDORES DINAMOELECTRICOS; CONTROL DE TRANSFORMADORES, REACTANCIAS O BOBINAS DE CHOQUE.H02P 9/00 Disposiciones para el control de generadores eléctricos con el propósito de obtener las características deseadas en la salida. › para desmagnetizar; para reducir los efectos del magnetismo remanente; para evitar una inversión de la polaridad.

Fragmento de la descripción:

La presente invención tiene por objeto presentar un nuevo sistema para vigilar el correcto funcionamiento del sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta mediante diodos rotativos. Con este sistema se vigila el sistema de desexcitación en caso de que el elemento de maniobra haya quedado en cerrado o cortocircuito y esto produzca un mal funcionamiento durante la operación normal de la máquina. El sistema de desexcitación se basa en la inserción de una resistencia en el circuito de excitación gracias a la apertura de un elemento de maniobra. El sistema descrito en la presente patente vigila la correcta apertura del elemento de maniobra, en caso de desexcitación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta descrito en la Patente de Invención ES2325729 "Sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta" consigue mejorar la respuesta dinámica y la seguridad a la hora de desexcitar la máquina, lo que implica que en caso de cortocircuito interno los daños en la máquina serían mucho menores.

La Patente de Invención ES2394329 "Sistema y método de vigilancia de un sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta" garantiza la vigilancia del sistema de desexcitación rápida y protege al generador supervisando el correcto funcionamiento del conjunto del sistema. Sin embargo, se centra en detectar si el elemento de maniobra (9) está conectado o desconectado y por tanto si circula corriente por la resistencia de desexcitación (10).

Por la experiencia adquirida en el desarrollo a nivel industrial de la patente ES2325729 se sabe que los elementos de maniobra utilizados en la misma se quedan en cortocircuito, es decir, cerrados en caso de dañarse. Por ello, en el

momento de actuación del sistema de desexcitación, éste está fuera de servicio ya que el elemento de maniobra está cerrado de forma permanente y por tanto el sistema de excitación pasa a ser un sistema con configuración indirecta convencional. Esta situación no es peligrosa, sin embargo es importante conocerla para poder reparar o sustituir el elemento de maniobra.

Por ello la patente ES2394329 realiza una supervisión sobre el estado del elemento de maniobra (9), es decir, se centra en supervisar si en funcionamiento convencional (régimen permanente) el elemento de maniobra (9) se abre de manera intempestiva, bien por fallo del propio elemento de maniobra o bien por fallo del sistema de control.

No obstante, podría producirse el fallo de forma que elemento de control quede permanentemente conectado, por el mal funcionamiento de alguno de los elementos adicionales de la instalación, como puede ser el circuito de control (11) o el elemento de maniobra (9). En este caso el generador principal (1) realizaría una desexcitación convencional. En este caso, el sistema de desexcitación rápida no se encuentra funcionando de manera correcta y por tanto la protección no funcionaría en caso de una falta. Este tipo de defectos no sería detectado por el sistema de la patente ES2394329.

Por ello se hace necesario el desarrollo de un sistema adicional que vigile el correcto funcionamiento del sistema siempre que se produzca una desexcitación, generando una alarma en caso de que el conjunto de sistemas implementados anteriormente no se encuentre funcionando de manera correcta.

Para ello se realizará la comparación del tiempo de desexcitación obtenido en las pruebas de puesta en servicio (19) con el tiempo medido (18) siempre que el generador realice una desexcitación. En caso de ser mayor el tiempo medido que el umbral ajustado en la puesta en servicio el sistema debe generar una alarma (21) que indique que alguno de los sistemas o partes de la instalación se encuentran funcionando de manera incorrecta.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El presente sistema se basa en comparar el tiempo de desexcitación obtenido a partir de la medida de tensión en el estátor (14) o de la corriente en el circuito rotórico (16) del generador principal (4) con un valor ajustado en la puesta en servicio. En caso de que el tiempo de desexcitación sea mayor que el umbral ajustado, el sistema generará una alarma (21) que indicará que alguna de las partes de la instalación se encuentra funcionando de manera incorrecta. La medida del tiempo de desexcitación se realizará siempre que el generador realice una desexcitación, ya sea por disparo o por parada programada del grupo.

El método de supervisión del elemento de maniobra del sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta comprende:

Una etapa de medida de la tensión del estátor (13) o de la corriente rotórica (15) del generador principal (4).

Una etapa de análisis (17) del tiempo de desexcitación procesando los datos obtenidos en la etapa anterior.

Una comparación (20) del tiempo obtenido con el umbral ajustado previamente:

en funcionamiento correcto el tiempo de desexcitación debe ser menor al umbral ajustado previamente con los datos obtenidos durante la puesta en servicio.

en funcionamiento anómalo el tiempo de desexcitación obtenido será mayor al umbral previamente ajustado y se genera una alarma (21).

En caso de que el tiempo medido sea muy superior al previamente ajustado esto indica que el sistema de desexcitación rápida no está funcionando correctamente, es decir, que el elemento de maniobra (9) no realiza la apertura de manera adecuada en el momento de la desexcitación.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de

la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS.

FIG. 1 muestra un esquema del sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta con el sistema de vigilancia objeto de la presente invención, donde se emplean las siguientes referencias:

- Máquina síncrona (1).

- Máquina excitatriz (2).

- Componentes giratorios (3).

- Estátor (4) de la máquina síncrona (1).

- Devanado inductor (5) de la máquina síncrona (1).

- Devanado inductor (6) de la máquina excitatriz (2).

- Devanado inducido (7) de la máquina excitatriz (2).

- Puente rectificador giratorio (8).

- Elemento de maniobra (9).

- Impedancia de desexcitación (10).

- Circuito de control (11) del elemento de maniobra (9).

- Sistema de supervisión del elemento de maniobra del sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta (12).

- Sistema de medida de la tensión (13) del estátor del generador principal.

- Medida de la tensión (14) del estátor del generador principal.

- Sistema de medida de la corriente (15) del circuito rotórico del generador principal.

- Medida de la corriente (16) del circuito rotórico del generador principal.

FIG. 2 muestra un diagrama de bloques interno del sistema de supervisión del elemento de maniobra del sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta, objeto de la presente invención, donde se emplean las siguientes referencias:

- Medida de la tensión (14) del estátor del generador principal.

- Medida de la corriente (16) del circuito rotórico del generador principal.

- Sistema de tratamiento de datos para obtención del tiempo de desexcitación (17).

- Tiempo de desexcitación calculado (18).

- Umbral ajustable con el que se compara el tiempo de desexcitación (19).

- Sistema de comparación del tiempo (20) de medido con el ajustado previamente tomado como umbral.

- Señal digital que indica un anómalo funcionamiento del sistema de desexcitación rápida y por ende una anomalía en el elemento de maniobra (21).

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

El principio de funcionamiento de este sistema se basa en la comparación entre el tiempo de desexcitación (18) obtenido a partir de la medida de la tensión estatórica (14) y el máximo admisible obtenido durante en la puesta en servicio (19).

La realización preferente...

 


Reivindicaciones:

1.- Sistema de supervisión del elemento de maniobra del sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta (1) con excitación indirecta a través de una máquina excitatriz (2) y puente rectificador giratorio (8), caracterizado porque comprende:

- un subsistema de medida de la tensión estatórica (13) o de la corriente rotórica (15) de la máquina síncrona principal (1);

- un subsistema de procesado de datos para la obtención del tiempo de desexcitación (17) a partir de los valores medidos en la máquina síncrona principal;

- un subsistema que compara el tiempo obtenido con el tiempo previamente ajustado (20) de forma que :

en caso de funcionamiento correcto del sistema y/o del elemento de maniobra el tiempo obtenido es menor al tiempo ajustado previamente.

en caso de funcionamiento incorrecto del sistema y/o del elemento de maniobra el tiempo obtenido es mayor al tiempo ajustado previamente.

2.- Sistema de supervisión del elemento de maniobra del sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se utiliza la evolución de la corriente rotórica para obtener el tiempo de desexcitación y se compara con un umbral previamente definido.

3.- Sistema de supervisión del elemento de maniobra del sistema de desexcitación rápida para máquinas síncronas con excitación indirecta de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se utiliza la evolución de la tensión estatórica para obtener el tiempo de desexcitación y se compara con un umbral previamente definido.


 

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