ES2606680T3 - Disposición de desconexión para una red de corriente continua de alta tensión - Google Patents
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Abstract
Disposición de desconexión (10) para una red de corriente continua de alta tensión con - un primer dispositivo de desconexión (12), que comprende una primera unidad de conmutación de semiconductor (16) y - un segundo dispositivo de desconexión (14), conectado en paralelo a un primer dispositivo de desconexión (12), y ese segundo dispositivo de desconexión comprende una primera unidad de conmutación mecánica (18) y un dispositivo de conmutación auxiliar (20) conectada en serie a la primera unidad de conmutación mecánica (18), en donde - el dispositivo de conmutación auxiliar (20) comprende una segunda unidad de conmutación de semiconductor (22), caracterizada porque - el dispositivo de conmutación auxiliar (20) comprende una segunda unidad de conmutación mecánica (24) que se encuentra conectada en paralelo a la segunda unidad de conmutación de semiconductor (22).
Description
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DESCRIPCION
Disposicion de desconexion para una red de corriente continua de alta tension
La presente invention hace referencia a una disposicion de desconexion para una red de corriente continua de alta tension. La presente invencion hace referencia, ademas, a un procedimiento para la operation de una disposicion de desconexion para una red de corriente continua de alta tension.
En redes de alta tension generalmente se utilizan disposiciones de desconexion, con las que la corriente en caso de error (as! como tambien corrientes de servicio) puede ser desconectada. Especialmente para la desconexion de corrientes continuas en redes de alta tension los conmutadores electricos no pueden asumir solos el proceso de conmutacion. El motivo es que la tension del arco voltaico que se genera usualmente en los contactos del conmutador mecanico es muy baja respecto de la tension de red impulsora. Es por ello que para la interruption de corrientes continuas por lo general se utilizan as! llamados conmutadores hlbridos o conmutadores de potencia de corriente continua hlbridos que se componen de una combination de conmutador de potencia electronica y mecanica. En ese caso, la corriente electrica es conducida en estado normal por el conmutador mecanico. En el caso de un proceso de desconexion la corriente primero con conmutada del conmutador mecanico a la derivation de semiconductor. Para que el arco voltaico en el conmutador mecanico se extinga, el conmutador de semiconductor primero debe ser conmutado al estado conductor. Luego de la extincion del arco voltaico y un tiempo para la resolidificacion del trayecto de aislamiento se accionan correspondientemente los conmutadores de semiconductor, de manera que se crea una tension con la que se desconecta la corriente en la red de CC. Sin embargo, para este proceso es necesario que la tension de arco voltaico generada en el conmutador mecanico sea lo suficientemente grande para que el proceso de conmutacion pueda tener lugar. Especialmente se debe superar estaticamente la tension umbral de conmutadores de semiconductor utilizado hoy en dla y conectados en serie de forma masiva. Adicionalmente, para el proceso dinamico tambien se deben considerar los descensos de tension que se producen a traves de las inductancias de dispersion en el circuito de conmutacion.
En disposiciones de desconexion utilizadas hoy en dla, para la desconexion de corrientes continuas en una red de alta tension se conectan en serie, por ejemplo 10 conmutadores mecanicos, con una tension electrica de 300 kV. Estos conmutadores mecanicos generalmente se encuentran conformados como tubos de conmutacion de vaclo. Cada uno de los tubos de conmutacion de vaclo genera, despues de abrir los contactos, una tension de arco voltaico de aprox. 30 voltios, lo que corresponde a una tension de conmutacion total de 300 voltios. En el caso de una tension de red de 300 kV se deben conectar en serie, por ejemplo 140 conmutadores de semiconductor en forma de IGBT con una respectiva tension de bloqueo de 3,3 kV, para poder generar una tension de bloqueo adecuada. Cada conmutador de semiconductor presenta una tension de flujo de aprox. 3 voltios, lo que corresponde a una tension de conmutacion minima de 420 voltios. Por ello, en esta disposicion ejemplar, la corriente no conmutarla del conmutador mecanico a la derivacion de semiconductor y por ello no serla posible una desconexion de la corriente.
En este contexto, la WO 2011 057 675 A1 revela un dispositivo para desconectar una corriente continua en una red de alta tension con un primer dispositivo de desconexion, que comprende una multiplicidad de conmutadores de semiconductor conectados en serie. En paralelo al primer dispositivo de desconexion se encuentra conectado un segundo dispositivo de desconexion que comprende una conexion en serie de un conmutador mecanico y de un conmutador de semiconductor. Ademas, en la publication de J. Hafner y B. Jacobson "Proactive Hybrid HVDC Breakers - A key innovation for reliable HVDC grids" presentada en "The electric power system of the future - Integration supergrids and microgrids", International Symposium en Bolona, Italia, 2011 se describe una disposicion de desconexion en la que un primer dispositivo de desconexion comprende una multiplicidad de conmutadores de semiconductor conectados en serie. El segundo dispositivo de desconexion, conectado en paralelo al primer dispositivo de desconexion comprende, como conmutador mecanico un as! llamado desconector rapido, que se encuentra conectado en serie con un dispositivo de conmutacion auxiliar que comprende un conmutador de semiconductor. Con el correspondiente accionamiento del conmutador de semiconductor en el dispositivo de conmutacion auxiliar se puede generar una tension electrica, que sobrepasa considerablemente la calda de tension en el primer dispositivo de desconexion y, de este modo, permite el proceso de conmutacion en el primer dispositivo de desconexion. Desventajoso en una disposicion de este tipo es, que durante el funcionamiento normal la corriente siempre fluye a traves del conmutador de semiconductor en el dispositivo de conmutacion auxiliar y, de este modo, permanentemente se generan perdidas que requieren del correspondiente esfuerzo permanente de refrigeration. Ademas, en el caso de una falla de la disposicion de desconexion total y una consecuente corriente de cortocircuito no influenciada puede producirse una destruction del dispositivo de conmutacion auxiliar, ya que la corriente de cortocircuito que fluye sobrepasa la corriente de saturation del conmutador de semiconductor en el dispositivo de conmutacion auxiliar.
Otra posibilidad consiste en generar una tension negativa en la derivacion de semiconductor del primer dispositivo de desconexion a los fines de la conmutacion. Esto es posible, por ejemplo, si en la derivacion de semiconductor se implementan, as! llamadas, conexiones de puente integral con acumuladores de energla, por ejemplo condensadores.
Esto necesita, sin embargo, la implementation de modulos de puente integral, que por ejemplo presentan, en cada caso, cuatro derivaciones IGBTZ.
Finalmente, la DE 694 08 811 T2 describe un disyuntor de corriente continua para altas potencias y para ser utilizado en una llnea de alta tension de corriente continua. En este caso se encuentra conectado un elemento de semiconductor 5 en paralelo a un conmutador mecanico. Cuando se abre el conmutador mecanico, en los contactos del conmutador mecanico existe una tension de arco voltaico. Si esta tension del arco voltaico sobrepasa un valor llmite predeterminado, mediante un generador de impulso de control se pone a disposition una senal de encendido para el elemento semiconductor. De este modo se cierra el elemento semiconductor y as! se conduce corriente a traves del elemento semiconductor.
10 Es objeto de la presente invention, poner a disposicion una disposicion de desconexion de la clase antes mencionada, que pueda ser operada de forma mas eficiente y fiable.
Conforme a la presente invencion el objeto es resuelto por una disposicion de desconexion con las caracterlsticas de la reivindicacion 1, as! como por un procedimiento con las caracterlsticas de la reivindicacion 10. En las reivindicaciones secundarias se indican perfeccionamientos ventajosos de la presente invencion.
15 La disposicion de desconexion conforme a la invencion para una red de corriente continua de alta tension comprende un primer dispositivo de desconexion, que comprende una unidad de semiconductor y un segundo dispositivo de desconexion, conectado en paralelo al primer dispositivo de desconexion, y ese segundo dispositivo de desconexion comprende una primera unidad de conmutacion mecanica y un dispositivo de conmutacion auxiliar conectado en serie a la primera unidad de conmutacion mecanica, en donde el dispositivo de conmutacion auxiliar comprende una 20 segunda unidad de conmutacion de semiconductor y en donde el dispositivo de conmutacion auxiliar comprende una segunda unidad de conmutacion mecanica que se encuentra conectada en paralelo a la segunda unidad de conmutacion de semiconductor.
La disposicion de desconexion puede ser utilizada, especialmente, para la desconexion de corrientes continuas en redes de alta tension. Con la disposicion de desconexion puede ser desconectada la corriente en caso de error, as! 25 como tambien la corriente de trabajo. En lo sucesivo, todas las desconexiones son denominadas "caso de error" por una cuestion de simplicidad, en donde se hace referencia tambien a desconexiones normales. La primera unidad de semiconductor del primer dispositivo de desconexion puede comprender multiples conmutadores de semiconductor, que se encuentran conectadas electricamente en serie. Los respectivos conmutadores de semiconductor pueden estar conformados, por ejemplo, como IGBT (Isolated Gate Bipolar Transistor). La utilization de modulos semipuente 30 tambien es posible. La primera unidad de conmutacion mecanica en el segundo dispositivo de desconexion puede estar conformada por multiples conmutadores mecanicos, conectados en serie. Para los conmutadores mecanicos pueden ser utilizados, preferentemente, tubos de conmutacion en vaclo. De este modo, por ejemplo, pueden estar conectados en serie diez tubos de conmutacion en vaclo, en donde cada uno de los tubos de conmutacion en vaclo puede aislar una tension electrica de 30 kV. De este modo, con la primera unidad de conmutacion mecanica se puede 35 poner a disposicion una tension total de bloqueo de 300 kV. El dispositivo de conmutacion auxiliar conectado en serie a la primera unidad de conmutacion mecanica comprende una conexion en paralelo de una segunda unidad de conmutacion de semiconductor y una segunda unidad de conmutacion mecanica. La segunda unidad de conmutacion mecanica en el segundo dispositivo de desconexion puede estar conformada por multiples conmutadores mecanicos, conectados en serie. Para la realization de la segunda unidad de conmutador de semiconductor se puede utilizar, por 40 ejemplo, un conmutador de semiconductor, conformado por ejemplo como IGBT. En la practica, por cuestiones de redundancia es mas aconsejable la conexion en serie de menos conmutadores de semiconductor. Tambien se puede pensar en la utilizacion de dos IGBT conectados de manera antiserie en el caso de una conmutacion que trabaje de forma activa bipolar. Ademas se puede utilizar un semipuente o un puente integral con condensadores conectados.
Con el dispositivo de conmutacion auxiliar se puede generar la tension electrica necesaria con la desconexion de la 45 corriente continua, para conmutar la corriente electrica del segundo dispositivo de desconexion al primer dispositivo de desconexion. En el funcionamiento normal la corriente electrica puede fluir a traves de la primera y segunda unidad de conmutacion mecanica. De este modo se pueden reducir considerablemente las perdidas y se puede renunciar completamente a una refrigeration permanente de los conmutadores de semiconductor. Ademas, en el caso de una falla generalizada de toda la disposicion de desconexion, se pueden cerrar la primera y la segunda unidad de 50 conmutacion. De este modo, en el caso de un error dentro de la disposicion de desconexion se descarta una destruction de los elementos de conmutacion semiconductores.
Preferentemente, la disposicion de desconexion comprende un dispositivo de control para accionar la primera unidad de conmutacion mecanica, la segunda unidad de conmutacion mecanica, la primera unidad de conexion de semiconductor y la segunda unidad de conexion de semiconductor. El dispositivo de control puede comprender un 55 dispositivo de detection o estar conectado a uno, con el que se puede detectar una corriente erronea en la red de corriente continua de alta tension. En caso de error la primera y la segunda unidad de conmutacion mecanica as! como la primera y la segunda unidad de conmutador de semiconductor pueden ser accionados de forma independiente entre
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si. En el primer conmutador de semiconductor de la primera unidad de desconexion los IGBT eventualmente pueden ser accionados de forma individual. Mediante correspondientes descargadores instalados en paralelo a estos IGBT se puede ajustar de manera variable una contratension de desconexion. El circuito puede ser utilizado, ademas, para la limitacion de corriente. De esta manera se puede garantizar un funcionamiento fiable de la disposition de desconexion.
En una forma de ejecucion una tension en estado de conduction de la segunda unidad de conmutador de semiconductor es menor que una tension electrica, existente en contactos de la segunda unidad de conmutacion mecanica cuando se abre la segunda unidad de conmutacion mecanica. Cuando se abre la segunda unidad de conmutacion mecanica en el dispositivo de conmutacion auxiliar se puede formar una tension de arco voltaico. Si la segunda unidad de conmutacion mecanica se encuentra conformada como tubo de conmutacion en vaclo, esta tension de arco voltaico puede ser, por ejemplo, de 30 voltios. Esta tension es suficiente para superar la tension en estado de conduccion o tension umbral de la segunda unidad de conmutador de semiconductor, conectada en sentido de conduccion. En ese caso, la segunda unidad de conmutador de semiconductor solo puede comprender uno o pocos IGBT, conectados electricamente en serie. Asl, en el caso ideal no se genera un arco voltaico en la segunda unidad de conmutacion mecanica, ya que la segunda unidad de conmutador de semiconductor es conectada mas rapido en el sentido de conduccion de lo que se abre el conmutador mecanico. Debido a la baja tension en estado de conduccion de la segunda unidad de conmutador de semiconductor, que por ejemplo solo puede ascender a pocos voltios, no se puede alcanzar la tension minima de alumbrado para el arco voltaico. Por lo demas, no es necesario un dispositivo de ajuste adicional, con el que se controle la tension electrica en la segunda unidad de conmutacion mecanica y con el que se abre la segunda unidad de conmutador de semiconductor mediante una senal de control correspondiente. De esta forma se puede operar de manera especialmente eficiente la disposicion de desconexion.
En otro diseno, el dispositivo de control se encuentra conformado para cerrar la primera y la segunda unidad de conmutacion mecanica para el funcionamiento normal de la red de corriente continua de alta tension. De este modo, en el funcionamiento normal, la corriente electrica fluye a traves de la primera y la segunda unidad de conmutacion mecanica. Debido a esto se generan solo pocas perdidas electricas y se puede reducir el costo de refrigeration. De esta forma se puede operar de manera especialmente eficiente en cuanto a la energla la disposicion de desconexion.
En otro diseno, el dispositivo de control se encuentra conformado para abrir la segunda unidad de conmutacion mecanica en el caso de error en la red de corriente continua de alta tension. Si la corriente continua en la red de alta tension debe ser abierta debido a un caso de error o corriente erronea, la segunda unidad de conmutacion mecanica puede ser abierta de manera bastante rapida. De esta manera puede iniciarse de manera fiable la desconexion de la corriente electrica.
De manera preferentemente, el dispositivo de control se encuentra conformado para conmutar en sentido de conduccion la segunda unidad de conmutador de semiconductor en el caso de error. En este caso tambien puede estar previsto, que la segunda unidad de conmutador de semiconductor del dispositivo de conmutacion auxiliar en modo de funcionamiento normal se encuentre conectado en paso. A mas tardar cuando la corriente en la red de alta tension deba ser desconectada, se conecta la segunda unidad de conmutador de semiconductor en sentido de conduccion. Si se abre la segunda unidad de conmutacion mecanica, entre sus contactos existe una tension electrica. En ese caso tambien puede suceder, que entre los contactos de la segunda unidad de conmutacion mecanica se forme un arco voltaico. La tension electrica entre los contactos es suficiente para superar la tension umbral de la segunda unidad de conmutador de semiconductor. Cuando la corriente electrica fluye a traves de la segunda unidad de conmutador de semiconductor, se extingue un posible arco voltaico en los contactos de la segunda unidad de conmutacion mecanica. Ahora la unidad de conmutacion mecanica puede receptar inmediatamente tension electrica.
En otro diseno, el dispositivo de control se encuentra conformado para abrir la primera unidad de conmutacion mecanica de la disposicion de desconexion simultaneamente con la segunda unidad de conmutacion mecanica o un tiempo predeterminado despues de la segunda unidad de conmutacion mecanica. La primera unidad de conmutacion mecanica puede ser abierta simultaneamente con la segunda unidad de conmutacion mecanica. En este caso tambien se puede pensar, en que la segunda unidad de conmutacion mecanica sea abierta un tiempo predeterminado despues de la segunda unidad de conmutacion mecanica, por ejemplo 0,1 hasta algunos 10 milisegundos. Esto hace posible, accionar la primera unidad de conmutacion mecanica de forma individual e independiente de la segunda unidad de conmutacion mecanica.
De manera preferentemente, el dispositivo de control se encuentra conformado para conmutar la segunda unidad de conmutacion de semiconductor, despues de abrir la primera unidad de conmutacion mecanica, a un funcionamiento de bloqueo. De esta manera, con la segunda unidad de conmutador de semiconductor, conformada por uno o multiples IGBT, se puede poner a disposicion una tension de bloqueo, por ejemplo de 2 kV. Cuando se abre la primera unidad de conmutacion mecanica, entre los contactos de la primera unidad de conmutacion mecanica se puede conformar un arco voltaico y, de esta manera, existir una tension de arco voltaico entre los contactos. La tension de bloqueo puesta a disposicion por la segunda unidad de conmutador de semiconductor se encuentra en serie con la tension de arco voltaico en la primera unidad de conmutacion mecanica. La tension de bloqueo, generada en la segunda unidad de conmutador de semiconductor, es suficiente para conmutar la corriente electrica del segundo dispositivo de
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desconexion al primer dispositivo de desconexion. Cuando la corriente electrica fluye a traves del primer dispositivo de desconexion, tambien el arco voltaico en la primera unidad de conmutacion mecanica puede extinguirse y se puede comenzar la desconexion en si misma de la corriente electrica.
De manera alternativa, el dispositivo de control puede estar conformado para abrir la primera unidad de conmutacion mecanica solo despues de que una corriente electrica del segundo dispositivo de desconexion conmuta al primer dispositivo de desconexion. Si la primera unidad de conmutacion mecanica se abre solo cuando la corriente electrica se ha conmutado completamente al primer dispositivo de desconexion o a la primera unidad de conmutador de semiconductor, entonces la primera unidad de conmutacion mecanica idealmente se puede abrir sin corriente y no se genera arco voltaico en los contactos de la primera unidad de conmutacion mecanica. De este modo se puede evitar de manera efectiva el desgaste de los contactos de la primera unidad de conmutacion mecanica.
El procedimiento conforme a la invencion para la operation de una disposition de desconexion para una red de corriente continua de alta tension comprende la puesta a disposicion de un primer dispositivo de desconexion, que comprende una primera unidad de conmutacion de semiconductor y la puesta a disposicion de un segundo dispositivo de desconexion, conectado en paralelo a un primer dispositivo de desconexion, y ese segundo dispositivo de desconexion comprende una primera unidad de conmutacion mecanica y un dispositivo de conmutacion auxiliar conectado en serie a la primera unidad de conmutacion mecanica, en donde el dispositivo de conmutacion auxiliar comprende, al menos, una segunda unidad de conmutacion de semiconductor y la puesta a disposicion de una segunda unidad de conmutacion mecanica en el dispositivo de conmutacion auxiliar, que se encuentra conectada en paralelo a la segunda unidad de conmutacion de semiconductor.
Las ventajas y los perfeccionamientos descritos en relation con la disposicion de desconexion conforme a la invencion pueden ser transferidos de igual manera al procedimiento conforme a la invencion.
Ahora la presente invencion se explica mas detalladamente con ayuda de los dibujos adjuntos. En este caso, la unica figura muestra una representation esquematica de una disposicion de desconexion para una red de corriente continua de alta tension.
El ejemplo de ejecucion explicado en detalle a continuation representa una forma de ejecucion preferente de la presente invencion.
La figura muestra en su totalidad una disposicion de desconexion identificada con 10. La disposicion de desconexion 10 puede ser utilizada para una red de alta tension. La red de alta tension puede presentar, por ejemplo, una tension nominal de 300 kV. El dispositivo de desconexion 10 se encuentra conectado con una llnea 26 de la red de corriente continua de alta tension. La disposicion de desconexion 10 presenta un primer dispositivo de desconexion 12 y un segundo dispositivo de desconexion 14, que se encuentran conectados electricamente en paralelo. El primer dispositivo de desconexion 12 comprende una primera unidad de conmutador de semiconductor 16. La primera unidad de conmutador de semiconductor 16 comprende una multiplicidad de conmutadores de semiconductor o componentes de semiconductor conectados en serie. Los conmutadores de semiconductor pueden estar conformados, respectivamente, como IGBT. El segundo dispositivo de desconexion 14 comprende una primera unidad de conmutacion mecanica 18, que en la presente se encuentra representada por la conexion en serie de dos conmutadores individuales. Generalmente la primera unidad de conmutacion mecanica comprende una multiplicidad de tubos de conmutacion en vaclo, que se encuentran conectados en serie. Ademas, el segundo dispositivo de desconexion 14 comprende un dispositivo de conmutacion auxiliar 20, que se encuentra conectada electricamente en serie a la primera unidad de conmutacion mecanica 18.
El dispositivo de conmutacion auxiliar 20 comprende una conexion en paralelo de una segunda unidad de conmutacion mecanica 24 y una segunda unidad de conmutador de semiconductor 22. La segunda unidad de conmutacion mecanica 24 puede estar formada por una o multiples tubos de conmutacion en vaclo. La segunda unidad de conmutador de semiconductor 22 puede estar formada por uno o multiples IGBT. La segunda unidad de conmutador de semiconductor 22 tambien puede estar conformada por dos IGBT conectados en antiserie, por un semipuente o un puente integral con acumuladores de energla conectados en forma de condensadores.
Durante el funcionamiento normal de la red de corriente continua de alta tension, la primera unidad de conmutacion mecanica 18 y la segunda unidad de conmutacion mecanica 24 se encuentran cerradas. Tambien la segunda unidad de conmutador de semiconductor 22 puede estar conmutada generalmente a estado de flujo durante el funcionamiento normal de la red de alta tension. A mas tardar con el comienzo de una desconexion necesaria se conmuta inmediatamente en sentido de conduction a la segunda unidad de conmutador de semiconductor 22. Si se produce un caso de error en la red de corriente continua de alta tension, el flujo de corriente en la llnea electrica 26 debe ser desconectado o interrumpido. Para ello se abre primero la segunda unidad de conmutacion mecanica 24. Si los contactos de la segunda unidad de conmutacion mecanica 24 se abren, en los contactos puede producirse un arco voltaico. Como consecuencia del arco voltaico existe una tension de arco voltaico de, por ejemplo, 30 voltios entre los contactos de la segunda unidad de conmutacion mecanica 24. Esta tension electrica es suficiente para superar la
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tension umbral de la segunda unidad de conmutador de semiconductor 22. En el caso ideal no se genera un arco voltaico en los contactos de la segunda unidad de conmutacion mecanica 24, ya que la segunda unidad de conmutador de semiconductor 22 es conectada mas rapido en la direccion de paso de lo que se abre la segunda unidad de conmutacion mecanica 24. Por lo demas, debido a la baja tension en estado de conduction de la segunda unidad de conmutador de semiconductor 22, que por ejemplo puede ascender solo a unos pocos voltios, no se puede alcanzar la tension minima de alumbrado para un arco voltaico en la segunda unidad de conmutacion mecanica 24.
Simultaneamente o un tiempo predeterminado de, por ejemplo, 0,1 a como maximo algunos 10 milisegundos despues de abrir la segunda unidad de conmutacion mecanica 24 tambien se abre la primera unidad de conmutacion mecanica 18. Cuando la corriente electrica fluye a traves de la segunda unidad de conmutador de semiconductor 22, se extingue el arco voltaico en los contactos de la segunda unidad de conmutacion mecanica 24. Ahora la segunda unidad de conmutacion mecanica 24 puede receptar inmediatamente tension electrica.
A continuation se acciona la segunda unidad de conmutador de semiconductor 22 de manera tal, que en ella se genera una tension de bloqueo alta. Asl, por ejemplo, con un IGBT se puede poner a disposition una tension de bloqueo de 2 kV. Despues de abrir la primera unidad de conmutacion mecanica 18, en los contactos de la primera unidad de conmutacion mecanica 18 se forma, generalmente, un arco voltaico y entre los contactos existe una tension de arco voltaico. La tension de bloqueo generada por la segunda unidad de conmutador de semiconductor 22 se encuentra en serie con esta tension de arco voltaico. Es suficiente para conmutar la corriente electrica del segundo dispositivo de desconexion 14 al primer dispositivo de desconexion 12. Cuando la corriente electrica se ha conmutado al primer dispositivo de desconexion 12 o la primera unidad de conmutador de semiconductor 16, el arco voltaico en los contactos de la primera unidad de conmutacion mecanica 18 se extingue y se puede comenzar la desconexion en si misma de la corriente electrica.
En una forma de ejecucion alternativa, la primera unidad de conmutacion mecanica 18 solo se abre cuando la corriente electrica se ha conmutado por completo del segundo dispositivo de desconexion 14 al primer dispositivo de desconexion 12. De esta manera, la primera unidad de conmutacion mecanica 18 idealmente se abre sin corriente y no se genera arco voltaico en los contactos de la primera unidad de conmutacion mecanica 18. De este modo se puede evitar un desgaste de los contactos de la primera unidad de conmutacion mecanica 18 debido a un arco voltaico.
Para proteger a la segunda unidad de conmutador de semiconductor 22 de sobretensiones y sobrecorrientes, la segunda unidad de conmutacion mecanica 24 del dispositivo de conmutacion auxiliar 20 se vuelve a cerrar despues del proceso de desconexion. De este modo se protege tambien en caso de una falla de la desconexion de la corriente electrica en la primera unidad de conmutador de semiconductor 16 y/o de la primera unidad de conmutacion mecanica 18 a la segunda unidad de conmutador de semiconductor 22 de sobretensiones y sobrecorrientes. Para la protection contra sobretensiones o para la proteccion de los semiconductores, en paralelo a cada IGBT se deben prever descargadores. Es decir, la unidad de conmutador de semiconductor 16 y 22 puede comprender un IGBT y un descargador conectado en paralelo al IGBT. Tambien metodos usuales en la electrotecnia para la limitation de tension, como por ejemplo la conexion en paralelo a la unidad de conmutador de semiconductor 22 de componentes limitadores de la tension, son adecuados para proteger a la unidad de conmutador de semiconductor 22 de sobretensiones. Componentes limitadores de la tension adecuados son, por ejemplo, diodos de avalancha, diodos Zener o varistores de oxido de metal, asl como los asl llamados circuitos snubber de condensadores, resistencias y, eventualmente, diodos.
La disposicion de desconexion 10 presenta la ventaja, de que la corriente electrica en estado normal solo fluye a traves de la primera unidad de conmutacion mecanica 18 y la segunda unidad de conmutacion mecanica 24. De este modo se producen menos perdidas y se puede mantener bajo el costo de refrigeration. Ademas, en caso de una falla de la disposicion de desconexion 10 se puede volver a cerrar la primera unidad de conmutacion mecanica 18 y la segunda unidad de conmutacion mecanica 24, por lo que en caso de una corriente de cortocircuito demasiado alta queda excluida la destruction de la segunda unidad de conmutador de semiconductor 22. En el marco de una, asl llamada, proteccion de backup, la declaration de error es asumida por un conmutador adicional.
Claims (10)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Disposicion de desconexion (10) para una red de corriente continua de alta tension con- un primer dispositivo de desconexion (12), que comprende una primera unidad de conmutacion de semiconductor (16) y - un segundo dispositivo de desconexion (14), conectado en paralelo a un primer dispositivo de desconexion (12), y ese segundo dispositivo de desconexion comprende una primera unidad de conmutacion mecanica (18) y un dispositivo de conmutacion auxiliar (20) conectada en serie a la primera unidad de conmutacion mecanica (18), en donde- el dispositivo de conmutacion auxiliar (20) comprende una segunda unidad de conmutacion de semiconductor (22), caracterizada porque- el dispositivo de conmutacion auxiliar (20) comprende una segunda unidad de conmutacion mecanica (24) que se encuentra conectada en paralelo a la segunda unidad de conmutacion de semiconductor (22).
- 2. Disposicion de desconexion (10) conforme a la reivindicacion 1, caracterizada porque la disposicion de desconexion (10) comprende un dispositivo de control para accionar la primera unidad de conmutacion mecanica (18), la segunda unidad de conmutacion mecanica (24), la primera unidad de conmutacion de semiconductor (16) y la segunda unidad de conmutacion de semiconductor (22).
- 3. Disposicion de desconexion (10) conforme a la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque una tension en estado de conduccion de la segunda unidad de conmutacion de semiconductor (22) es menor que una tension electrica, que se produce al abrir la segunda unidad de conmutacion mecanica (24) en contactos de la segunda unidad de conmutacion mecanica (24)
- 4. Disposicion de desconexion (10) conforme a la reivindicacion 2 o 3, caracterizada porque el dispositivo de control se encuentra conformado para cerrar la primera y la segunda unidad de conmutacion mecanica (18, 24) para el funcionamiento normal de la red de corriente continua de alta tension.
- 5. Disposicion de desconexion (10) conforme a una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque el dispositivo de control se encuentra conformado para abrir la segunda unidad de conmutacion mecanica (24) en el caso de error en la red de corriente continua de alta tension.
- 6. Disposicion de desconexion (10) conforme a una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizada porque el dispositivo de control se encuentra conformado para conmutar en sentido de conduccion la segunda unidad de conmutacion de semiconductor (22) en caso de error.
- 7. Disposicion de desconexion (10) conforme a una de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizada porque el dispositivo de control se encuentra conformado para abrir la primera unidad de conmutacion mecanica (18) en el caso de error simultaneamente con la segunda unidad de conmutacion mecanica (24) o un tiempo predeterminado despues de la segunda unidad de conmutacion mecanica (24).
- 8. Disposicion de desconexion (10) conforme a una de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizada porque el dispositivo de control se encuentra conformado para conmutar la segunda unidad de conmutacion de semiconductor (22), despues de abrir la primera unidad de conmutacion mecanica (18), a un funcionamiento de bloqueo.
- 9. Disposicion de desconexion (10) conforme a una de las reivindicaciones 2 a 8, caracterizada porque el dispositivo de control se encuentra conformado para, abrir la primera unidad de conmutacion mecanica (18) solo despues de que una corriente electrica del segundo dispositivo de desconexion (14) conmuta al primer dispositivo de desconexion (12).
- 10. Procedimiento para la operacion de una disposicion de desconexion (10) para una red de corriente continua de alta tension mediante- puesta a disposicion de un primer dispositivo de desconexion (12), que comprende una primera unidad de conmutacion de semiconductor (16) y- puesta a disposicion de un segundo dispositivo de desconexion (14), conectado en paralelo a un primer dispositivo de desconexion (12), y ese segundo dispositivo de desconexion comprende una primera unidad de conmutacion mecanica (18) y un dispositivo de conmutacion auxiliar (20) conectado en serie a la primera unidad de conmutacion mecanica (18), en donde el dispositivo de conmutacion auxiliar (20) comprende, al menos, una segunda unidad de conmutacion de semiconductor (22),caracterizado por- puesta a disposicion de una segunda unidad de conmutacion mecanica (24) en el dispositivo de conmutacion auxiliar (20), que se encuentra conectada en paralelo a la segunda unidad de conmutacion de semiconductor (22).
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