ES2325902B2 - Banco de ensayo de equipos electricos, generadores o consumidores, frente a huecos de tension. - Google Patents
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Abstract
Banco de ensayo de equipos eléctricos,
generadores o consumidores, frente a huecos de tensión.
Banco de ensayo de equipos eléctricos frente a
huecos de tensión que comprende un perfil programable de tensión
consistente en:
(a) un módulo de potencia que integra una
máquina eléctrica rotativa síncrona de (5) que dispone de un
automatismo de conexión (14) específico, compuesto por al
menos:
- cuatro elementos de maniobra (18, 19, 20 y 21)
de baja o media tensión y
- un sistema integrado de limitación de
corriente de conmutación, compuesto a su vez por, al menos:
- dos impedancias (22 y 23) asociadas a un
sistema para adaptación de tensiones (11) compuesto por dos
transformadores trifásicos iguales (15, 16), con un nivel de
tensión asignada adaptable mediante tomas;
donde dicho módulo eléctrico rotativo síncrono
(5) está accionada a través de un módulo de accionamiento síncrono
(12) que mantiene constante la velocidad de giro; y
(b) un sistema de control (9) sobre el sistema
de potencia (5) anteriormente descrito consistente en un
dispositivo programable que envía órdenes de conexión y desconexión
al automatismo de conexión (14) y que controla la tensión de
excitación del módulo (5) en función de la consigna de evolución
temporal deseada para la tensión.
Description
Banco de ensayo de equipos eléctricos,
generadores o consumidores, frente a huecos de tensión.
La presente invención tiene por objeto presentar
un generador de huecos de tensión de perfil temporal programable,
compuesto por dispositivos electromagnéticos y electromecánicos que
es capaz de reproducir la evolución temporal que adoptaría la onda
de tensión en los terminales de conexión de un equipo, generador o
receptor, conectado a una red eléctrica de alta tensión, durante
las circunstancias correspondientes a "huecos de tensión",
incluyendo el intervalo en que se mantiene la falta, y el intervalo
de recuperación después de despejada la misma, tal como se ha
definido anteriormente. Dicho dispositivo proporciona una
herramienta de ensayo y homologación de generadores/receptores
(especialmente relevante en el caso de aerogeneradores) conectados
a la red de distribución y/o transporte, frente a "huecos de
tensión" con diferentes perfiles de evolución temporal
adaptables al "patrón" establecido por la normativa aplicable
en cada caso y sin necesidad de provocar fallos "reales" en la
red.
La invención se encuadra en el sector técnico de
la calidad y fiabilidad del servicio eléctrico, más concretamente
en lo relativo a los sistemas de evaluación de la respuesta de
generadores y receptores eléctricos frente a perturbaciones,
fundamentalmente frente a huecos de tensión.
Se entiende por "hueco de tensión" en un
punto de la red eléctrica, la permanencia del valor eficaz de la
tensión de la red por debajo del 80% de su valor asignado, durante
un periodo menor o igual a un segundo. Habitualmente estos huecos
están provocados por la influencia sobre el punto en cuestión, de
un cortocircuito o "fallo" en algún otro punto de la red, más o
menos distante, que es despejado correctamente por la actuación de
las protecciones. El periodo a considerar incluye el tiempo en que
se ha mantenido el fallo y el tiempo de recuperación, después de
que actúen las protecciones.
Una de las mayores preocupaciones actuales del
operador del sistema eléctrico, para asegurar su fiabilidad, es
conocer la capacidad que tienen los nuevos sistemas de generación
eléctrica con energías renovables y, en particular, los
aerogeneradores de los parques eólicos, para mantenerse conectados
durante huecos severos de tensión provocados por fallos en la red,
y poder así contribuir a la recuperación del sistema una vez
despejada la falta:
Asimismo la legislación vigente incentiva
mediante un complemento específico (5% de la tarifa), a las
instalaciones eólicas que puedan contribuir a la continuidad de
suministro frente a huecos de tensión, e instalen el equipo de
regulación necesario para ello. (Real Decreto 436/2004, BOE nº. 75,
27 de marzo de 2004).
Es, por tanto, de gran interés desarrollar un
equipo "generador de huecos de tensión de perfil programable",
de modo que, conectado a los terminales eléctricos del sistema de
generación, permita reproducir las condiciones a que éste se ve
sometido durante situaciones de defecto en la red y, de ese modo,
poder analizar su capacidad de contribuir a la recuperación del
sistema una vez despejada la falta.
Los generadores de huecos de tensión
actualmente. existentes, se utilizan en Calidad de Servicio
eléctrico y su diseño está orientado a la acreditación del
comportamiento de equipos receptores, tales como accionamientos
industriales y todo tipo de dispositivos semiconductores, frente a
la aparición de huecos en la tensión de alimentación, conforme a
distintas normativas internacionales (SEMI F47, ITIC, CBEMA o
IEC6100-4-11).
Además conviene tener en cuenta una serie de
patentes y prototipos relacionados con la invención. Por ejemplo,
la patente US6285169 titulada "SAG GENERATOR WITH SWITCH MODE
IMPEDANCE" y la patente US 20030230937 "SAG GENERATOR WITH
PLURALITY OF SWITCH TECHNOLOGIES", corresponden a equipos de
generación de huecos que emplean equipos electrónicos cuya máxima
potencia alcanzable está limitada a un valor menor de 100 kW, para
poder generar la onda correctamente. Este límite es claramente
inferior al necesario para el ensayo de aerogeneradores o grandes
receptores (2-3MW), aplicación a la que se destina
principalmente la invención.
Los equipos referidos tanto en la patente
WO0060430 "Non rotating portable voltage sag generator", como
en el artículo de Collins ER, Morgan RL "A
Three-phase Sag Generador for Testing Industrial
Equipment" (IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 11, No. 1.
January 1996), así como también en el artículo de JL. Rodríguez
"Procedimiento de medida de la respuesta de Aerogeneradores ante
huecos de tensión con la unidad móvil ULISES" (Revista Energía,
No. 191. Mar/Abril 2006), no tienen esta limitación de potencia al
estar compuestos por dispositivos electromagnéticos, por tanto se
aproximan más al objetivo de la invención. En los dos primeros se
utilizan auto-transformadores, mientras que, en el
citado en último lugar, se emplea un generador síncrono. Estos
equipos sí podrían manipular valores de potencia del orden de las
requeridas por los sistemas de generación eólica o grandes
receptores (2-3 MW), aunque plantean diversos
problemas asociados al escalado, debidos al uso de electrónica de
potencia. Sin embargo, el perfil temporal del hueco de tensión que
se genera con dichos equipos difiere del que es exigible a los
sistemas de generación eólica, en lo relativo a la evolución
temporal de la tensión durante su recuperación (P.0.12.3 BOE 254 de
24 Octubre 2006). Mientras que ésta debe presentar un perfil con
una caída inicial brusca, seguida de una recuperación progresiva en
forma de rampa, los antedichos generadores de huecos sólo son
capaces de provocar caídas y recuperaciones de tensión bruscas.
La presente invención es un generador de huecos
de tensión de perfil temporal programable, compuesto por
dispositivos electromagnéticos y electromecánicos que es capaz de
reproducir la evolución temporal que adoptaría la onda de tensión en
los terminales de conexión de un equipo, generador o receptor,
conectado a una red eléctrica de alta tensión, durante las
circunstancias correspondientes a "huecos de tensión",
incluyendo el intervalo en que se mantiene la falta, y el intervalo
de recuperación después de despejada la misma, tal como se ha
definido anteriormente. Dicho dispositivo proporciona una
herramienta de ensayo y homologación de generadores/receptores
(especialmente relevante en el caso de aerogeneradores) conectados
a la red de distribución y/o transporte, frente a "huecos de
tensión" con diferentes perfiles de evolución temporal
adaptables al "patrón" establecido por la normativa aplicable
en cada caso y sin necesidad de provocar fallos "reales" en la
red. El generador objeto de la invención comprende, al menos, los
siguientes subsistemas:
(i) Un primer sistema de potencia MSPP
(Máquina eléctrica rotativa Síncrona de Perfil Programable) que, a
su vez, comprende al menos:
- (a)
- una máquina eléctrica rotativa síncrona con un sistema de excitación estática, donde dicho sistema de excitación estática está compuesto por:
- -
- un transformador de excitación,
- -
- un rectificador controlado, y
- -
- un transformador de tensión para la medición de la tensión de salida de la máquina eléctrica rotativa síncrona.
(ii) Un segundo sistema de conmutación CF
(Conmutador de Fuentes) configurado para conmutar la tensión que
proporciona la red y la tensión que proporciona la máquina eléctrica
rotativa síncrona, y que consta de cuatro elementos de maniobra
contactores o interruptores automáticos y dos impedancias.
(iii) Un tercer sistema de selección de fase
SF (Selector de Fases), que permite seleccionar en cada una
de las tres fases del sistema trifásico, independientemente:
- -
- si la alimentación es a través de la tensión de la red, o
- -
- si la alimentación es a través de la salida del módulo conmutador de fases.
De tal forma que se puedan realizar huecos
monofásicos, bifásicos o trifásicos.
(iv) Un cuarto sistema de control REG
(Regulación) que controla, por un lado, la tensión de la máquina
eléctrica rotativa síncrona a través de la alimentación del devanado
rotórico con el rectificador controlado, y por otro lado la
posición de los contactores del módulo de conmutación CF.
(v) Un quinto sistema de accionamiento síncrono
AS (Accionamiento Síncrono), que consta de una segunda
máquina eléctrica rotativa síncrona, con su sistema de excitación
comprendiendo a su vez:
- -
- un transformador de excitación, y
- -
- un rectificador controlado, cuyo eje está unido con el eje de la primera máquina eléctrica rotativa síncrona del sistema. MSPP y tiene como objetivo mantener la velocidad de sincronismo, de forma que la tensión generada sea de la misma frecuencia que la red.
(vi) Un sexto sistema de regulación de factor de
potencia RFP (Regulación del factor de potencia) que
controla la tensión de excitación de la máquina eléctrica rotativa
síncrona del módulo de accionamiento síncrono y tiene como objetivo
mantener el factor de potencia de entrada del equipo a un valor de
referencia, para que no haya fluctuaciones de potencia reactiva en
la red mientras se realizan ensayos.
(vii) Un séptimo sistema de adaptación de
tensiones ADT (Adaptador de Tensiones) constituido por dos
transformadores idénticos con múltiples relaciones de tensión, para
adaptar la tensión de la red a la tensión de las máquinas
eléctricas rotativas síncronas que se utilizan, interruptores
automáticos de entrada y salida, así como transformadores de medida
de corriente y tensión.
Gracias al sistema así descrito se consigue un
perfil de la evolución de amplitud de la tensión del "hueco"
ajustable a las rampas de recuperación de un hueco de tensión real.
Por otro lado, al no emplear convertidores electrónicos para real
izar la regulación continua de la tensión en el circuito de
potencia, no introduce distorsión alguna en las ondas de tensión y
de corriente, durante el hueco.
El sistema proporciona una regulación continua
de las pendientes de cada rampa de tensión durante el periodo de
recuperación, modificando directamente la corriente de excitación
de una máquina eléctrica rotativa síncrona, lo que proporciona ondas
senoidales de amplitud regulable. Además, mantiene la frecuencia de
la tensión durante el hueco, sin emplear reguladores de velocidad,
siendo la propia de la red la que fija la frecuencia del generador
de huecos al emplear el accionamiento síncrono.
En el punto de la red donde el generador de
huecos está conectado, al ser regulable el factor de potencia, se
puede conseguir que sólo haya flujo de potencia activa, por lo que
se reduce la corriente que la realización de un hueco real
inyectaría en la red. Por ello la red no va a tener ninguna
perturbación por el hecho de estar realizando ensayos, con la
consiguiente ventaja para los elementos cercanos.
En un segundo aspecto de la presente invención
el procedimiento de operación del sistema objeto de la invención
comprende, al menos, las siguientes etapas:
(i) Una primera etapa de adaptación de la
tensión de los transformadores del módulo ADT según la tensión de
la red donde se va a realizar el ensayo y se seleccionan las fases
que van a ser afectadas por el hueco en el módulo SF.
(ii) Una segunda etapa de conexión de la red a
las bornas de entrada del generador de huecos y las bornas de
salida del equipo al equipo que se quiere someter al ensayo.
(iii) Una tercera etapa donde se cierra el
interruptor automático de entrada del generador de huecos,
arrancando posteriormente la máquina eléctrica rotativa síncrona del
módulo de accionamiento a través de su elemento de maniobra.
(iv) Una cuarta etapa donde se alimenta a
tensión asignada el equipo objeto de ensayo para lo que se cerrarán
los interruptores automáticos correspondientes.
(v) Una quinta etapa donde se arrancan el módulo
de accionamiento síncrono, alimentando la máquina eléctrica
rotativa síncrona a tensión asignada, utilizando el elemento de
maniobra correspondiente. El método de arranque de la máquina puede
ser arranque asíncrono, mediante un variador de velocidad.
Posteriormente, se sincroniza la máquina eléctrica rotativa
síncrona del modulo de potencia MSPP a las barras de salida del
modulo CF a través de la impedancia. El modulo de regulación REG
realiza esta maniobra midiendo la tensión de la máquina y de las
barras a través de sendos transformadores de tensión y cuando
detecta condiciones de sincronismo eléctrico envía orden de cierre
al interruptor.
(vi) Una sexta etapa donde una vez que la
máquina está acoplada el módulo de regulación ajusta la tensión de
la misma hasta el valor de inicio del hueco. Esta maniobra está
programada en el modulo de regulación REG.
(vii) Una séptima etapa donde el módulo de
regulación REG envía órdenes al modulo de conmutación CF, para que
la alimentación del transformador de salida, que se realizaba a
través del transformador de entrada con tensión asignada pase a ser
alimentado por la tensión de la máquina eléctrica rotativa síncrona
del modulo de potencia MSPP.
(viii) Una última etapa donde el sistema de
regulación controla el rectificador controlado de forma que la
tensión de la máquina síncrona y por tanto la de salida del equipo
es la deseada, previamente programada en el sistema de regulación,
reproduciendo fielmente el perfil deseado para la evolución
temporal del "hueco de tensión".
A continuación se pasa a describir de manera muy
breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la
invención y que se relacionan expresamente con una realización de
dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de
ésta.
Figura 1.- Representa un esquema general del
conjunto de la invención, donde se representan los componentes
fundamentales que constituyen su estructura.
Figura 2.- Representa un esquema de detalle del
módulo REG para regulación dinámica del perfil de tensión
generado; por la máquina eléctrica rotativa síncrona del módulo
MSPP.
Figura 3.- Muestra un ejemplo de perfil de la
evolución temporal de la tensión de un hueco para la homologación
de aerogeneradores.
Figura 4.- Muestra un hueco realizado en el
laboratorio por un prototipo del generador de huecos objeto de la
presente patente.
Se describe, a continuación, un modo de
realización del equipo, que puede servir como ejemplo de
aplicación, a la vez que permite describir lo que se puede realizar
con la invención. Tal y como se puede observar en la figura 1 los
terminales de entrada 2 se deben conectar, en secuencia
directa, a la línea trifásica de acometida 1. Los terminales
de salida 3 deben conectarse, en secuencia directa, a los
terminales del equipo objeto de ensayo 4. El sistema objeto
de la invención comprende los siguientes subsistemas o módulos:
(a) Módulo MSPP (Máquina eléctrica
rotativa Síncrona Perfil Programable) referenciado como 5,
que es el equipo de potencia que genera una tensión de valor eficaz
variable, comprendiendo:
- -
- una máquina eléctrica rotativa síncrona 6,
- -
- transformador de excitación 7,
- -
- un rectificador controlado 8, y
- -
- un transformador de tensión 10.
(b) Módulo ADT (Adaptador de Tensión)
referenciado como 11, que es el equipo de adaptación de niveles de
tensión, comprendiendo, al menos:
- -
- dos transformadores, uno reductor 15 y otro elevador 16 con niveles de tensión adaptables mediante tomas.
(c) Módulo CF (Conmutador de Fuentes)
referenciado como 14, comprendiendo al menos:
- -
- una salida 47, y
- -
- dos entradas de potencia, donde una primera entrada 33 proviene del modulo ADT 11, y una segunda entrada 32 proveniente del módulo MSPP 5; Donde, además, este módulo CF 14 conmuta entre las dos entradas (32,33) siendo la salida la encargada de alimentar al transformador elevador 16 que posteriormente alimentará al equipo ensayado 4.
(d) Módulo SF (Selector de Fases) 39
comprendiendo, al menos:
- -
- tres conmutadores monofásicos de media tensión independientes con accionamiento manual o motorizado, que permite la alimentación de cada una de las fases que el transformador de salida 16, desde la red 46 o bien desde la salida 47 del conmutador de fuentes 14, permitiendo generar huecos monofásicos, bifásicos y trifásicos, en función de la posición de los tres selectores.
(e) Módulo AS (Accionamiento Síncrono)
12, que consta de una máquina eléctrica rotativa síncrona 34, con
su sistema de excitación formado por un transformador de excitación
13 y un rectificador controlado 25, cuyo eje 35 está unido con el
eje 36 de máquina del sistema de potencia 6 y tiene como objetivo
mantener la velocidad de sincronismo, de forma que la tensión
generada sea de la misma frecuencia que la red.
(f) Módulo RFP (Regulador Factor de
Potencia) 24, que controla la tensión de excitación de la máquina
eléctrica rotativa síncrona 34 del módulo de accionamiento síncrono
12 y tiene como objetivo mantener el factor de potencia de entrada
del equipo a un valor de referencia, de forma que se puede
seleccionar como consigna el tener un factor de potencia en la
entrada del equipo (2) igual a la unidad, y se consigue que sólo se
intercambie potencia activa con la red (1) durante la realización
del hueco, por lo que la corriente inyectada a la red (1) es similar
a la corriente en funcionamiento en régimen permanente del equipo a
ensayar (4) suponiendo una gran ventaja desde el punto de vista de
los usuarios de la red que no se verán perturbados por la
realización de ensayos.
(g) Módulo REG (Regulación) 9 para la
regulación dinámica del perfil de tensión generado por la máquina
eléctrica rotativa síncrona 6, donde la señal de consigna de tensión
41, es programable y puede realizar múltiples tipos de huecos, y
comprende
- -
- un adaptador de medida de la tensión 40 que convierte la tensión del generador procedente de los transformadores de medida (10).
Dicha tensión trifásica y alterna, es convertida
en un valor continuo proporcional al valor eficaz de la misma. Este
valor es comparado con la consigna de tensión 41, y la señal
resultante 42 pasa a través de un regulador tipo PID 43 que genera
una señal de salida 44. Esta señal es convertida a través de una
tarjeta de control 45, en pulsos para disparar los semiconductores
del puente controlado 8. La salida de potencia del puente controla
la tensión del devanado de campo de la máquina eléctrica rotativa
síncrona 6, y de esta forma la tensión en bornas de la misma. El
módulo REG puede ser realizado mediante un PLC, un PC o cualquier
equipo de control.
\newpage
La tensión asignada de las máquinas síncronas
eléctricas rotativas (6,34) se elegirán entre los valores
normalizados (6,6kV; 6kV; 4,16kV; 3,3kV, 690V, 400V; etc.) en
función de la potencia del equipo.
Modificando la corriente del devanado de campo
de la máquina eléctrica rotativa síncrona (6) a través del
rectificador controlado (8), se modifica la amplitud de la tensión
resultante sin modificar ni la frecuencia ni la forma de onda
sinusoidal.
La expresión que establece la relación entre
tensión de salida U_{e} y la corriente en el devanado de campo
I_{f}, es:
Donde I es la comente en el inducido de la
máquina eléctrica rotativa síncrona y X es la reactancia interna de
la misma.
La salida del módulo REG (9) está conectada al
rectificador controlado (8) y, a través de él, regula la tensión de
excitación de la máquina eléctrica rotativa síncrona (6).
En este módulo se programa desde un controlador
PC o PLC, la evolución temporal del perfil deseado de la señal de
consigna (41) que debe seguir el valor eficaz de la tensión aplicada
al equipo a ensayar. Este bloque (41) permite programar in
situ el perfil de tensión deseado para la señal. Posteriormente
se realiza la regulación de tensión, a través del regulador PID (43)
comparando la consigna (41) con la medida de la tensión (40) del
generador (6).
El conexionado secuencial de la invención al
equipo a ensayar, se establece a través del módulo CF. Se trata de
un conjunto de 4 contactores o interruptores automáticos (18, 19, 20
y 21) de actuación rápida, para posibilitar la maniobra segura de
conexión y desconexión del grupo durante el ensayo, y su
circuitería de control. Se conectan de la siguiente forma:
- El grupo de contactores o interruptores
automáticos denominados como (20) y (21) se conecta directamente la
red, al equipo a ensayar.
- El accionamiento síncrono se debe arrancar,
utilizado cualquier método: arranque asíncrono, variador de
velocidad, etc.., provocando que ambas máquinas eléctricas rotativas
síncronas (6) y (34) giren a velocidad de sincronismo.
- La máquina eléctrica rotativa síncrona de
perfil programable se sincroniza con la red cerrando el contactor o
interruptor (18) a través de la impedancia (22), estando el
contactor o interruptor automático (19) abierto.
- Una vez realizada la maniobra de
sincronización se disminuye la intensidad de excitación del la
máquina eléctrica rotativa síncrona (6) hasta tener en sus
terminales la tensión deseada en el fondo del hueco.
La secuencia de actuación de dichos contactores
para la maniobra de inicio del ensayo y conmutación, se recoge en
la siguiente tabla:
La tensión de la línea de conexión de los
equipos que se pretenden ensayar con esta invención, está
habitualmente comprendida entre 10 y 30kV, mientras que la tensión
asignada de las máquinas eléctricas rotativa síncronas, que
establecen el perfil temporal de la tensión durante el ensayo, es
diferente (6,6kV, 6kV; 3,3kV; 690V; 400V etc.; según el caso). El
módulo ADT (11) dispone de dos transformadores idénticos, uno en la
entrada (15) y otro en la salida (16), para adaptar estos niveles
de tensión.
El lado de mayor tensión del transformador de la
entrada (15) debe conectarse a los terminales de la línea de
acometida, y el lado de menor tensión debe conectarse,
simultáneamente, a los terminales de entrada del módulo MSPP (5) y
los terminales (33) del módulo CF (14). El lado de mayor tensión
del transformador de la salida (16) debe conectarse a los
terminales de salida hacia el equipo a ensayar (3), y el lado de
menor tensión en los terminales de salida del módulo CF (14).
Por tanto, el generador de huecos de la presente
invención permite el ensayo de generadores o receptores, pudiendo
ser el flujo de potencia desde el generador de huecos hacia la red
o desde la red al generador de huecos respectivamente. En el caso de
realizar ensayos de generadores la máquina síncrona 34 funciona
como generador y la máquina síncrona 6 funciona como motor. En el
caso, que el equipo a ensayar 4 sea un receptor, la máquina síncrona
34 funciona como motor y la máquina síncrona 6 funciona como
generador.
A continuación, y a modo de ejemplo, se describe
el procedimiento de utilización y el funcionamiento de la invención
presentada para lograr reproducir el perfil de tensión de la figura
3 en bornes de un aerogenerador (equipo a ensayar) conectado a una
línea.
- -
- Módulo CF. Se mantiene desactivado este módulo con todos los contactores o interruptores automáticos (18, 19, 20 y 21) en posición de abierta. Este módulo realizará las conexiones necesarias para ejecutar la maniobra.
- -
- Módulo SF. Se deben seleccionar las posiciones de los conmutadores dependiendo del tipo de hueco que se quiera realizar; trifásico, bifásico o monofásico.
- -
- Módulo ADT se prepara la conexión de ambos transformadores para la tensión del equipo a ensayar, para lo que se ajustarán las tomas en los transformadores de entrada y salida (15) y (16).
- -
- Módulo REG (Fig 2). Se programa el perfil de tensión temporal definido (ver figura 3) para lo ajustará la referencia (41).
- -
- Posteriormente se cierran los contactores (19) y (21) quedando alimentado el equipo objeto de ensayo (4) a tensión y frecuencia asignada. Este estado corresponde al estado (1) de la secuencia del estado de los contactores.
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- -
- Módulo CF. Partiendo del estado de la secuencia 1 de la tabla, que corresponde con el equipo objeto de ensayo alimentado desde la red, se debe sincronizar la máquina eléctrica rotativa síncrona (6) a través de la impedancia (22) cerrando los contactores (18). En este momento el estado de los contactores corresponde al estado "2" de la tabla.
- -
- En este momento el módulo REG ajusta la tensión en boinas de la máquina (6) al valor de comienzo del hueco (20% en este caso), para posteriormente modificar el estado de los contactores desde el estado "2" hasta el estado "5", pasando por los estados "3" y "4".
- -
- El módulo de regulación (9) una vez que comienza la transición mantiene la tensión en boinas de la máquina (6) según la consigna (41). En este caso el hueco corresponde con el recogido en la figura 3. Durante el periodo "1-2" (500 ms), el dispositivo de regulación mantiene la tensión al 20% del valor asignado de la tensión del generador. Durante el periodo "2-3" (500 ms), el módulo REG (8) hace seguimiento de la rampa de recuperación de tensión hasta el 80% del valor asignado de la tensión. Durante el periodo "3-4" (14 s), el módulo REG (8) hace seguimiento de una nueva rampa de recuperación de tensión, desde el 80% al 95% del valor asignado. Llegado este punto, finaliza el ensayo siguiendo el protocolo habitual de desconexión del aerogenerador.
Claims (6)
1. Banco de ensayo de equipos eléctricos,
generadores o consumidores, frente a huecos de tensión, que permite
obtener un perfil programable de tensión, caracterizado
porque comprende:
(a) una primera máquina eléctrica rotativa
síncrona (6) encargada de generar una tensión de valor eficaz
variable y excitada por un primer transformador de excitación (7) y
un primer rectificador controlado (8);
(b) una segunda máquina eléctrica rotativa
síncrona (34) acoplada a la red (1), cuyo eje (35) está unido con
el eje (36) de la primera máquina eléctrica rotativa síncrona (6)
para mantener la velocidad de sincronismo;
(c) un conmutador de fuentes (14), compuesto por
al menos:
- -
- cuatro contactores (18, 19, 20 y 21) y
- -
- un sistema integrado de limitación de corriente de conmutación, compuesto a su vez por, al menos:
- -
- dos impedancias (22 y 23);
disponiendo dicho conmutador de fuentes (14)
de:
- -
- una salida (47) encargada de alimentar al equipo objeto de ensayo (4), y
- -
- dos entradas de potencia, una primera entrada (33) proveniente de la red (1) y una segunda entrada (32) proveniente de la primera máquina eléctrica rotativa síncrona (6);
estando configurado el conmutador de fuentes
(14) para conmutar entre las dos entradas (32,33); y
(d) un sistema de control (9) consistente en un
dispositivo programable encargado de controlar la posición de los
contactores (18, 19, 20 y 21) del conmutador de fuentes (14) y de
controlar la tensión de excitación de la primera máquina eléctrica
rotativa síncrona (6) en función de la consigna de evolución
temporal deseada para la tensión.
2. Banco de ensayo según reivindicación 1,
caracterizado porque comprende además un módulo de selección
de fases (39) compuesto por tres conmutadores monofásicos con
control independiente, que permite la alimentación de cada una de
las fases del equipo objeto de ensayo (4) desde la red (1) o desde
la salida (47) del conmutador de fuentes (14), permitiendo generar
huecos monofásicos, bifásicos y trifásicos en función de la posición
de dichos tres conmutadores.
3. Banco de ensayo de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque además
incluye un regulador de factor de potencia (24) encargado de
controlar la tensión de excitación de la segunda máquina eléctrica
rotativa síncrona (34) para mantener el factor de potencia de
entrada a un valor de referencia.
4. Banco de ensayo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque además
comprende un sistema para adaptación de tensiones (11) para adaptar
la tensión de la red a la tensión de las máquinas eléctricas
rotativas síncronas, comprendiendo dos transformadores, uno
reductor (15), conectado entre la red (1) y la segunda máquina
eléctrica rotativa síncrona (34), y otro elevador (16), conectado
entre la salida (47) del conmutador de fuentes (14) y el equipo
objeto de ensayo (4).
5. Banco de ensayo de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque además
incluye medios para tratamiento de señales de tensión, corriente y
potencia para el registro de medidas para los ensayos a los que está
destinado.
6. Método de ensayo implementado en el banco de
las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque para
realizar el ensayo de equipos eléctricos conectados a redes
eléctricas frente a "huecos de tensión" comprende la siguiente
secuencia de actuaciones:
- Primero, con el mecanismo de cambio de tomas
de los transformadores, se adapta la tensión de los transformadores
del módulo ADT (11) al valor de las tensiones de red en el punto de
conexión, posteriormente, en el dispositivo de selección de fases
(39), se programa el tipo de ensayo (hueco monofásico, bifásico o
trifásico) y en el módulo de control (9) el perfil deseado para la
evolución temporal del "hueco de tensión" durante el ensayo; a
continuación, se conecta el sistema a la línea de acometida (2) y
se mantiene en vacío el dispositivo, desconectado del equipo a
ensayar (4); así dispuesto el sistema, se ejecuta la maniobra
programada para realizar los ajustes en vacío;
- Una vez realizados los ajustes anteriores y,
mediante la actuación coordinada sobre la unidad de control REG (8)
y sobre el automatismo de conexión (14), se activa el sistema y se
realiza el protocolo de maniobras que reproducen el perfil deseado
para la evolución temporal del "hueco de tensión" en cada una
de las fases de la red, durante el ensayo.
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|---|---|---|---|
| ES200803087A ES2325902B2 (es) | 2008-10-30 | 2008-10-30 | Banco de ensayo de equipos electricos, generadores o consumidores, frente a huecos de tension. |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| ES200803087A ES2325902B2 (es) | 2008-10-30 | 2008-10-30 | Banco de ensayo de equipos electricos, generadores o consumidores, frente a huecos de tension. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2325902A1 ES2325902A1 (es) | 2009-09-23 |
| ES2325902B2 true ES2325902B2 (es) | 2010-02-08 |
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|---|---|
| ES (1) | ES2325902B2 (es) |
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|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (3)
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|---|---|---|---|---|
| US4663536A (en) * | 1985-03-04 | 1987-05-05 | Precise Power Corporation | A.C. motor-generator |
| US5311062A (en) * | 1991-04-04 | 1994-05-10 | Otto Farkas | Transient-free synchronous electrical power machine |
| US5990590A (en) * | 1996-09-10 | 1999-11-23 | Precise Power Corporation | Versatile AC dynamo-electric machine |
-
2008
- 2008-10-30 ES ES200803087A patent/ES2325902B2/es active Active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
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| RAJPUT R.K. Utilisation of Electrical Power, Laxmi Publications Ltd., Nueva Delhi, 2006, págs. 273-276. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2325902A1 (es) | 2009-09-23 |
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