ES2279902T3 - Dispositivo con impedancia controlable. - Google Patents

Abstract

Un sistema para controlar la impedancia de una línea (12) de transmisión, que comprende una unidad (2) de medición para medir parámetros acerca del funcionamiento de línea (U, l cos F, P, Q, S, f), una unidad (4) de procesamiento con al menos una entrada y una salida, en la que la entrada se conecta a la unidad (2) de medición, y unidad de procesamiento en la que se comparan los valores de medida se comparan con valores de funcionamiento deseados para la línea con el fin de derivar una señal de salida que constituye una señal de corriente de control, y un componente (L1) de circuito con impedancia controlable con un bobinado (A1) principal para la conexión a la línea de transmisión y un bobinado (A2) de control para la conexión a la unidad de procesamiento, caracterizado porque los bobinados principal y de control se enrollan alrededor de un mismo cuerpo en ángulos rectos el uno respecto al otro de manera que se evita en gran parte una conexión de transformación entre los bobinados principal y de control y el bobinado de control puede operar para provocar que cambie la permeabilidad relativa del material del cuerpo, de ese modo cambiando la impedancia del componente de circuito cuando la señal de corriente de control se alimenta al bobinado de control desde la unidad de procesamiento, de ese modo controlando el funcionamiento de la línea en base a la relación entre los resultados de medida y los valores deseados.

Description

Dispositivo con impedancia controlable.

La invención se refiere a un componente de circuito con una impedancia controlable del tipo descrito en la solicitud de patente internacional con el número de publicación WO 01/90835. En dicha solicitud de patente se describe un componente de circuito que comprende un cuerpo de material que puede magnetizarse, un bobinado principal que se enrolla alrededor del cuerpo en un primer eje y un bobinado de control que se enrolla alrededor del cuerpo en un segundo eje. Mediante la alteración de la corriente en el bobinado de control será posible cambiar la reluctancia del componente de circuito y por tanto la impedancia independientemente de las variaciones de frecuencia en el circuito en el que se conecta el bobinado principal.

La publicación de patente de los EE.UU. US 3 757 201 describe un sistema de regulación o control de potencia eléctrica que comprende una parte de núcleo de imán principal de transformador que forma una primera abertura de bucle, una parte de núcleo de control magnético que forma una segunda abertura de bucle, que se contrae y fusiona de manera magnética con dicho núcleo principal. La segunda abertura está fuera y separada de la abertura de núcleo principal. Los bobinados primario y secundario principales se disponen en la parte de núcleo principal y pasan a través de la primera abertura. Los bobinados de control se disponen en la parte de núcleo de control y pasan a través de la segunda abertura mientras que permanecen libres de la primera abertura. El flujo magnético que entrelaza los bobinados primario y secundario en la parte de núcleo principal puede controlarse mediante la variación de la excitación de los bobinados de control. La segunda parte de núcleo se extiende o bien en un plano normal al de la primera abertura de bucle o bien se extiende por la parte de núcleo principal en el mismo plano que la anterior y tiene dimensiones más grandes para que las dos aberturas de bucle estén sustancialmente en el mismo plano.

La solicitud de patente internacional número WO 94/11891 describe un inductor con inductancia variable basándose en el principio de magnetización ortogonal, es decir, el control de la permeabilidad del material magnético con la ayuda de un campo de control direccional - transversal. El inductor tiene un bobinado principal previsto para alternar corriente y que rodea un núcleo tubular enrollado de material magnético formado de cinta. El núcleo se compone de una pluralidad de núcleos de anillo que están apilados coaxialmente uno encima del otro y que están divididos axialmente y desplazados de manera angular uno respecto del otro. Axialmente a través del núcleo se extiende un bobinado de control previsto para una corriente continua. Al cambiar la corriente en el bobinado de control, se cambia la permeabilidad del núcleo en su dirección axial y por tanto también, la inductancia del inductor. Las pérdidas de corriente de Foucault en el núcleo pueden reducirse considerablemente mediante el ahusamiento cónico del núcleo hacia sus extremos o disponiendo los denominados conductos de flujo con laminaciones radicalmente en hojas cerca de los extremos del núcleo. El inductor es especialmente adecuado para el uso en plantas de energía, por ejemplo en filtros de armónicos sintonizables para corriente continua de alto voltaje.

La solicitud de patente internacional número WO 97/34210 describe un dispositivo para realizar, individualmente o en combinación entre sí, las funciones de control de voltaje, corrección del factor de potencia, limitación de corriente y filtrado de armónicos en una red, con un voltaje U_{0} de línea y un voltaje U de carga, con la ayuda de un voltaje \DeltaU de control. El dispositivo comprende un reactor controlable que comprende al menos un bobinado de control y al menos un bobinado de potencia para generar el voltaje \DeltaU de control, así como una unidad de control que, a través de al menos un amplificador de potencia, suministra una corriente I_{s} de control al bobinado de control. El bobinado de potencia se conecta en serie con la carga y a través de él fluye una corriente I_{0} de carga. Un elemento de medición detecta el flujo magnético del reactor controlable y suministra un voltaje V\Phi de flujo proporcional a éste. A través de elementos de medición, aquellas señales que corresponden al voltaje U_{0} de línea, al voltaje U de carga, al voltaje \DeltaU de control, a la corriente I_{0} de carga y al voltaje V\Phi de flujo se alimentan de vuelta a la unidad de control que, en función de ello, a través de(l) (los) amplificador(es) de potencia, suministra una corriente I_{s} de control tal al bobinado de control que el voltaje \DeltaU de control inducido en el bobinado de potencia complementa el voltaje U_{0} de línea de tal manera que se consigue/n la/s funciones o función pertinente/s.

La invención se refiere a un sistema para controlar la impedancia de una línea de transmisión según la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen características opcionales de la invención. Una ventaja principal de la invención es que no requiere piezas móviles o circuitos complicados para controlar el valor de impedancia.

El principio sobre el que se basa la invención se ilustra en la figura 1. En esta figura se ilustra un cuerpo 1 de un material que puede magnetizarse, que puede ser ferrita o hierro u otros materiales adecuados que pueden magnetizarse. Alrededor del cuerpo 1 se enrolla un bobinado A1 principal, que se conectará al circuito en el punto en el que se requiere la introducción de una impedancia variable. A1 se enrolla en una primera dirección, que en el caso ilustrado en la figura 1A coincide con la circunferencia del cuerpo 1. Un segundo bobinado, el bobinado A2 de control, también se enrolla alrededor del cuerpo 1, pero el eje de bobinado forma ángulos rectos (perpendiculares) con el eje de bobinado para A1, evitando de este modo en gran parte la conexión de transformación entre A1 y A2, teniendo lugar la única conexión dentro del material que puede magnetizarse. En principio la conexión se manifestará como un cambio en la \mu_{r} del material. Basándose en las ecuaciones conocidas: Rm = 1/\mu_{r}\mu_{0}A, L = N^{2}/Rm y X_{L} = jwL puede observarse que un cambio en \mu_{r} conducirá a un cambio en L y por lo tanto, en X_{L}.

Esta característica de la invención es particularmente útil con respecto a la regulación, que actualmente se lleva a cabo por medio de electrónica de potencia.

Un ejemplo comparativo de una implementación del componente de circuito descrita en el presente documento es para la compensación en serie en líneas de transmisión (figura 2). La compensación en serie se emplea en el caso de una línea 12 de potencia en la que la conexión de diversos equipos produce que la impedancia total de la línea tenga un factor inductor excesivamente alto. Con el fin de compensar el factor inductor, se insertan condensadores C1. El componente L1 se conectará entonces en serie a la línea 12 en la que va a realizarse la compensación (es decir el bobinado A1 principal en el componente L1 se conecta en serie a la línea 12). Al mismo tiempo el componente L1 se conectará en paralelo a un condensador C1 o batería de condensadores. Por medio del bobinado A2 de control en L1 será posible controlar la impedancia L1 del componente desde un valor muy bajo (en el que la corriente en la línea 12 pasa a través del componente L1 y no a través del condensador C1) hasta un valor alto (en el que la corriente en la línea 12 pasa en gran parte a través del condensador C1). Una segunda aplicación de compensación en serie es para cambiar el valor de impedancia para una línea de transmisión y con ello controlar el flujo de potencia entre varias líneas paralelas. En el caso ilustrado en la figura 1 será posible por medio del componente L1 controlar la impedancia en la línea 12 y con ello la distribución de carga entre las líneas 12 y 13. Según la técnica anterior así es posible realizar la regulación del flujo de carga (limitación de corriente o redistribución de flujo de potencia) y el control de estabilidad.

Según la técnica anterior una compensación en serie de este tipo se lleva a cabo por medio de un condensador en serie controlado por tiristor o conectado por tiristor (CSCS, TSSC). Por lo tanto se requiere un grupo de tiristores y dispositivos de control para activar los diferentes tiristores. Esto es pesado y caro.

Una realización de la invención comprende una unidad 2 de medición para medir parámetros acerca del funcionamiento de la línea (U, I cos \varphi, P, S, f), una unidad de procesamiento con entradas y salidas en la que una primera entrada se conecta a la unidad de medición de tal manera que los resultados de la medición se transmiten a la unidad de procesamiento, una segunda entrada se conecta a una unidad de entrada para la entrada de los valores deseados, y al menos una salida, en la que la señal de salida se convierte en una señal de control de corriente con una frecuencia (esta corriente puede ser corriente continua o corriente alterna) e intensidad deseada, y un componente de circuito con impedancia controlable que comprende un bobinado principal para conectar a la línea de transmisión y un bobinado de control para conectar a la unidad de procesamiento, con el resultado de que la unidad de procesamiento controla la impedancia del componente en base a la relación entre los resultados de la medición y los valores deseados.

Un diagrama de bloques simplificado de una realización de la invención se ilustra en la figura 3. Como se ha expuesto, el sistema comprende una unidad 2 de medición para conectar a una línea 12 de transmisión, que tiene que estar compensada en serie, y que medirá los parámetros de funcionamiento de la línea, tales como voltaje, corriente, cos \varphi. Los valores de medida se transmiten a una unidad 4 de procesamiento, que en una realización de la invención también se alimenta con los valores deseados. En base a los valores de entrada la unidad de procesamiento calcula un valor deseado para la impedancia del componente L1 y por lo tanto el valor de corriente de control necesario que se aplicará al bobinado A2 de control en el componente. Por tanto la realización constituye un reactor en serie controlable que puede emplearse en combinación con baterías en serie. La invención tiene un gran valor utilitario ya que conducirá a una utilización de la red aumentada (límites de carga aumentados) como resultado de la capacidad para regular el flujo de potencia (en funcionamiento normal o después de un fallo), o como resultado de limites de estabilidad incrementados.

Con respecto a la salida del componente de circuito, la salida máxima puede ser preferiblemente del orden de 3000 A, con una impedancia de 10 a 50 ohmios.

Con respecto a los requisitos de regulación del sistema, se necesitará el control lineal de la inductancia en serie. El sistema de regulación (que en el ejemplo descrito se proporciona en la unidad 4 de procesamiento) debería poder seguir cambios de potencia con una frecuencia de hasta 10 Hz si la unidad ha de usarse para un control de estabilidad. Si ha de usarse para la compensación de resonancia subsíncrona deberá aumentarse hasta 30 a 50 Hz.

Con respecto a los requisitos de protección cuando se usa el sistema, la protección tradicional de impedancia/distancia se remplazará por "protección de onda". Si se usa una batería en serie, esto dará como resultado la necesidad de desviadores de metal - óxido (MOD).

En lo que respecta a pérdidas del sistema, las pérdidas estacionarias deberían ser pequeñas pero esto es una consideración menor ya que el valor de utilidad total del componente es alto. Una de las ventajas del sistema es que implica un único componente con costes de funcionamiento excepcionalmente bajos.

Un ejemplo comparativo de una implementación del componente del circuito descrita en el presente documento es un compensador de derivación (shunt) en líneas de transmisión, es decir como un reactor de derivación controlable posiblemente en combinación con una batería de derivación. Según la técnica anterior este tipo de compensación en derivación se realiza por medio de reactores controlados por tiristor (TCR), con todas las desventajas que esto implica. Esta aplicación se ilustra en la figura 4.

Según el ejemplo comparativo anterior, la compensación en derivación se implementa por medio de un componente L1 de circuito con un bobinado A1 principal, que se conecta por un lado a una línea 13 de transmisión y por el otro lado se conecta a un condensador C1. El condensador C1 se conecta a su vez a tierra. La compensación se lleva a cabo mediante el cambio de impedancia del componente L1 de circuito por medio del bobinado A2 de control y cambiando con ello la impedancia total de los elementos en serie L1 a C1. La impedancia total para la conexión en serie variará por tanto de simplemente inductora (valor alto de impedancia para el componente L1) hasta cero (resonancia en serie entre L1 y C1) y posteriormente a simplemente capacitiva (valor bajo de impedancia para el componente L1 de circuito). Al mismo tiempo será posible realizar una regulación de voltaje por medio de este dispositivo, en el que podrá compensarse un voltaje alto de manera inaceptable en la línea mediante el incremento de la impedancia en serie total para el componente y el condensador y viceversa para un voltaje bajo de manera inaceptable.

En otra realización, el sistema comprende un sistema para la compensación en derivación, con una unidad de medición, una unidad de procesamiento y un componente de circuito controlable, en el que el bobinado A1 principal se dispone para la conexión en paralelo con la línea 13 de transmisión, y en el que el sistema comprende adicionalmente un condensador C1 o una batería de condensadores conectados en serie con el bobinado A1 principal del componente L1 de circuito para la compensación en derivación de la línea 13 de transmisión.

La función de esta realización de la invención será la compensación reactiva y regulación de voltaje en la línea de transmisión.

Esto conducirá a una utilización de red aumentada (límites de carga aumentados) como resultado de una mejor regulación de voltaje (en funcionamiento normal o después de un fallo) y reserva reactiva, o también como resultado de los límites aumentados con respecto a la estabilidad de voltaje.

Con respecto a la salida para el reactor de derivación, será del orden de 80 a 150 MV Ar (300 kV, 420 kV). Los requisitos para la regulación de la unidad de procesamiento serán similares a los de una unidad SVC (ancho de banda de 10 a 20 Hz).

Este sistema no tiene requisitos de protección especiales, lo que significa que pueden usarse conductores (MOA) estándar.

Con lo que respecta a pérdidas, éstas corresponderán a o serán menores que las de reactores ordinarios, es decir reactores que no pueden regular la impedancia con núcleo de hierro. La pérdida de corriente de control aparecerá adicionalmente (3%). Lo más pertinente es comparar este aspecto de la invención con un reactor controlado por tiristor tradicional (TCR).

Un ejemplo comparativo de una implementación del componente de circuito descrito en el presente documento es para la compensación de pérdida a tierra. La técnica anterior en este campo comprende el uso de la denominada bobina Petersen para limitar la corriente de pérdida a tierra. Una bobina Petersen es un reactor con un núcleo de hierro y una separación de aire, que se conecta entre el punto neutro de la red y tierra. Las bobinas Petersen son extremadamente caras, además tienen que ajustarse mecánicamente. La bobina Petersen debe regularse continuamente con respecto al resto del sistema al que se conecta. Los cambios de impedancia en el sistema conducirán por tanto a la necesidad de un nuevo ajuste mecánico de la bobina. Esto es pesado y caro, y limita sustancialmente el uso de una bobina de este tipo. Este ejemplo comparativo se ilustra de manera esquemática en las figuras 5 y 6. La figura 5 ilustra un convertidor trifásico en el que los bobinados primarios se conectan en configuración delta mientras los bobinados secundarios se conectan en configuración radial. El componente L1 de circuito descrito en el presente documento se dispone por lo tanto entre el punto cero de la configuración radial y tierra. Mediante el cambio de la impedancia del componente L1 de circuito será posible controlar la corriente de pérdida a tierra de vuelta o de regreso.

Otro ejemplo comparativo de una implementación del componente de circuito descrita en el presente documento es en un sistema para la compensación de pérdida a tierra, es decir para la regulación de la impedancia de pérdida a tierra que comprende una unidad 2 de medición para la medición de la corriente de pérdida a tierra de vuelta o de regreso junto con otros parámetros para un componente T1 eléctrico, una unidad 4 de procesamiento con al menos una entrada y una salida, en la que la entrada se conecta a la unidad 2 de medición, y unidad de procesamiento en la que los valores de medida se comparan con los valores deseados para los valores de corriente de pérdida a tierra de vuelta con el fin de derivar una señal de salida que constituye una señal de corriente de control, y un componente L1 de circuito con impedancia controlable con un bobinado A1 principal para la conexión entre el componente T1 y tierra y un bobinado A2 de control para conectar a la unidad 2 de procesamiento, con el resultado que la señal de corriente de control se alimenta al bobinado A2 de control desde la unidad 4 de procesamiento, controlando así la impedancia del componente L1 de la unidad 4 de procesamiento y la corriente de pérdida a tierra basándose en la relación entre los resultados de medición y los valores deseados.

Con respecto a la salida de este sistema, ésta será preferiblemente superior a 200 A.

Este sistema a modo de ejemplo comparativo no tiene requisitos de protección especiales, y las pérdidas no serán importantes puesto que la tensión en el componente de circuito será normalmente baja.

Un ejemplo comparativo adicional de una implementación del componente de circuito descrita en el presente documento es como un filtro, por ejemplo como compensación en derivación o en serie con regulación muy rápida.

Esta regulación rápida se logrará proporcionando simplemente un cambio rápido en la corriente de control.

El filtro a modo de ejemplo comparativo anterior comprende un filtro (figura 7 para filtro paso banda, figura 8 para filtro paso alto) que comprende un compensador de serie o de derivación con un bobinado principal para conectar al circuito principal y un bobinado de control para conectar a una unidad de control. Por medio de la corriente de control, el componente de circuito incluido en el filtro podrá cambiar las características del filtro tal como se requiera simplemente cambiando las características de la corriente de control.

Otro ejemplo comparativo que implementa el componente de circuito descrito en el presente documento es en un sistema de filtro, que comprende un filtro con el componente de circuito, junto con una unidad de medición y procesamiento para controlar la inductancia del componente. La función del sistema será la compensación con el fin de reducir armónicos, asimetría de fase y parpadeo además de la compensación reactiva.

En la implementación anterior, se proporcionará una mejor calidad de tensión y fiabilidad aumentada en convertidores HVDC.

En lo que respecta a los requisitos de salida, éstos variarán dependiendo de dónde tenga que utilizarse el filtro, pero en general puede decirse que como norma ésta será del orden de 50 a 100 MVAr. La regulación del sistema tendrá que ser rápida, a saber preferiblemente de milisegundos a 1/10 de un segundo.

Otro ejemplo comparativo que implementa el componente de circuito descrito en el presente documento es tal como un "conmutador de generador" limitador de corriente, tal como por ejemplo un reactor en serie controlado para la limitación de corriente en conexión con un dispositivo de carga eléctrica. Este ejemplo se ilustra en la figura 9, y es similar en general a lo que se ilustra en la figura 3, excepto que el control se llevará a cabo exclusivamente en base a valores de corriente deseados. Por tanto el ejemplo también comprenderá un sistema limitador de corriente, en el que será posible proporcionar un conmutador por medio del componente de circuito. El conmutador podrá entonces moverse desde un estado abierto (es decir, de impedancia muy alta) a un estado cerrado (es decir, de impedancia igual a cero) progresivamente por medio de la corriente de control. Utilizando un limitador de corriente de este tipo, será posible reducir la corriente alimentada al dispositivo de carga a una magnitud que puede manejarse mediante un disyuntor. De esta manera será posible sustituir los conmutadores de potencia (que son 20 veces más caros que los disyuntores pero que por otro lado pueden interrumpir valores de corriente altos) con disyuntores en combinación con tales limitadores de corriente.

En este caso la función del sistema será la limitación de corriente introduciendo una impedancia superior o inferior en función de los requisitos.

Con respecto al valor utilitario de esta invención, la ventaja más importante será que éste llevará a una reducción en caso de necesitar un equipo de conmutación.

En este caso el requisito de salida será independiente según el fin para el que se utilice.

Con respecto a los requisitos de regulación, no será necesario tener un bucle cerrado para regulación.

Estas pérdidas en "modo encendido" normal serán aproximadamente de pérdida 0.

La invención representará una alternativa a un limitador ls.

A continuación se presentarán posibles aplicaciones concretas de los ejemplos comparativos.

Reactor en serie Flesaker-Tegneby

Con respecto a posibles aplicaciones en la red principal noruega, puede citarse el uso del reactor en serie a modo de ejemplo comparativo. Los límites para la capacidad de transmisión de oeste a este en el sur de Noruega a menudo se determinarán por la capacidad de 300 kV de Flesaker-Tegneby. La razón para esto es que cuando se caen las líneas centrales en el este de Noruega, esto llevará a una carga aumentada en la línea/cable entre Flesaker y Tegneby. Un reactor en serie controlable ofrecerá la posibilidad de reducir el flujo de potencia en esta conexión en una situación de fallo, permitiendo de ese modo un aumento en los límites de carga operativos en la sección Flesaker.

Suministro eléctrico de tracción

Las fluctuaciones de potencia son un problema cada vez mayor para el suministro eléctrico de tracción en Noruega y otros países que emplean convertidores rotatorios. Los conjuntos de convertidores en Noruega están constituidos principalmente por conjuntos de generadores de motor síncrono síncronos conectados mecánicamente que alimentan la red eléctrica de tracción con tensión alterna monofásica de aproximadamente 15 kV y una frecuencia igual a 16 2/3 Hz. Los problemas de estabilidad asociados con los conjuntos de convertidores se sufren más y más frecuentemente como resultado del hecho de que las locomotoras están volviéndose más potentes y de regulación más rápida.

El problema se debe a una amortiguación intrínsecamente pobre en los conjuntos de convertidores que da como resultado fluctuaciones de potencia en el lado trifásico (el lado de red) y con ello una reducción en la calidad de la electricidad. Además las fluctuaciones producen un desgaste mecánico aumentado en los conjuntos reales.

Un reactor en serie controlado a modo de ejemplo comparativo en conexión con el transformador que alimenta los conjuntos de convertidores del lado de red puede ser una medida muy eficaz para estabilizar su funcionamiento.

Unidad de control portátil para una variedad de aplicaciones

La necesidad de unidades de control estacionarias en la red variará de manera natural como resultado de cambios de carga, desarrollo de red o requisitos temporales especiales. También puede preverse que a pesar de que casi siempre existirá una necesidad de una unidad de control, la mejor posición en la red cambiará con el tiempo. Por lo tanto puede ser difícil defender tal inversión en la red puesto que no se sabe dónde o durante cuánto tiempo habrá una necesidad del componente.

Esto proporciona el motivo para desarrollar unidades de control compactas, que pueden transportarse, y que tienen gran flexibilidad con respecto a las aplicaciones. En este contexto se entiende por aplicaciones flexibles tanto la flexibilidad con respecto a la función de control como la conexión a la red (diferentes niveles de tensión, conexión en serie o en derivación, etc.)

Como un ejemplo específico puede preverse una unidad montada en un semirremolque y que está constituida por reactores controlables a modo de ejemplo comparativo, posiblemente en combinación con una batería de condensadores, y con el equipo necesario para la protección y conexión de red. El sistema de control debe ser flexible y configurable, permitiendo por tanto utilizar la unidad con diferentes fines, tales como compensación reactiva, regulación de tensión activa y mejora de la calidad de tensión o amortiguación de fluctuaciones de potencia.

Otros ejemplos concretos de aplicaciones del componente de circuito dado a conocer serán

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compensación de corriente a tierra

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uso como un limitador de corriente de fallo. Posibilidad de hacer los conmutadores del generador más baratos y menores.

En un ejemplo comparativo que implementa el componente de circuito descrito en el presente documento, se proporciona un dispositivo transformador, es decir un componente de circuito en el que hay dos bobinados principales y uno, o dos bobinados de control posibles, permitiendo por tanto cambiar la relación de transformación del transformador por medio de una o más corriente(s) de control.

Tal dispositivo transformador se ilustra en las figuras 9 y 10. La figura 9 ilustra dos transformadores trifásicos que comprenden componentes de circuito ajustables. La figura 11 ilustra el principio en el que se basa este dispositivo. Alrededor del cuerpo 1 que puede magnetizarse hay un bobinado A3 principal adicional conectado de tal manera que los bobinados A1 y A3 junto con el cuerpo 1 conectado forman un transformador. El bobinado A2 de control está todavía presente y regulará la relación de transmisión del transformador. También es posible enrollar los bobinados A3 principales A3 alrededor del mismo eje que el bobinado de control.

Un área importante de aplicación para un transformador de este tipo será un nuevo sistema para la regulación de tensión en conexión con transformadores que sustituirán a los graduadores de regulación en carga automáticos conocidos. La función será por lo tanto principalmente la regulación de tensión. Las ventajas de la utilización aumentada de transformadores con un nuevo "graduador de regulación" son: la fiabilidad, mantenimiento, regulación, igualmente válidos en todos los tipos de red (redes de distribución, regionales y centrales).

Entre las ventajas que se obtendrán se encuentra una regulación de tensión más rápida y más precisa (más simple con control coordinado).

La salida para un componente de circuito tal como se implementó anteriormente será de 200 a 2000 A. Con respecto a los requisitos de regulación, no habrá necesidad de regulación rápida, sino que será suficiente una regulación del orden de 10 segundos a 1 minuto.

En lo que respecta a las pérdidas, éstas pueden compararse a aquéllas de otros transformadores convencionales.

Una ventaja muy importante de dispositivos transformadores de este tipo es que llevará a un coste de mantenimiento mucho menor comparado con los graduadores de regulación actuales.

Como soluciones alternativas, es decir soluciones según la técnica anterior, pueden mencionarse los graduadores de regulación automáticos tradicionales.

El dispositivo transformador a modo de ejemplo comparativo puede emplearse también en conexión con un regulador de ángulo de fase, que de ese modo comprenderá un componente de transformador. Regulando la corriente de control será posible controlar el desfase entre los lados primario y secundario. Un regulador de ángulo de fase de este tipo se ilustra en la figura 12. En este caso pueden preverse una variedad de soluciones técnicas, tal como un transformador en serie ajustable (un transformador conectado en serie con regulación de tensión). La función del regulador de ángulo de fase será principalmente la regulación de flujo de carga, y posiblemente la estabilización.

La introducción del ejemplo comparativo anterior llevará a la utilización de red aumentada (límites de carga aumentados) como resultado de la posibilidad de una regulación rápida de flujo de carga (en funcionamiento normal o tras un fallo) y la estabilidad mejorada.

La transferencia de potencia será del orden de 200 a 1000 MVA (132 kV-420 kV). La regulación dependerá de la función (distribución de potencia estática o también estabilización y regulación dinámica). Para la regulación de flujo de carga pura el requisito de ancho de banda estará en el área de segundos (0,1- 1Hz).

Los requisitos de protección serán los mismos que para la compensación en serie.

En lo que respecta a las pérdidas, las pérdidas estacionarias deberían ser bajas, pero lo que es aceptable para cada aplicación será dependiente del valor de utilización total de componentes.

Una ventaja especial que puede mencionarse en relación con el ejemplo comparativo anterior es la mayor flexibilidad en el funcionamiento de la red.

Las soluciones alternativas según la técnica anterior serán los compensadores en serie estáticos (SSSC), transformadores de distorsión de fase, UPFC.

El regulador de tensión y ángulo de fase puede formar de manera ventajosa una parte de un sistema de regulación, en el que, tal como se mencionó anteriormente, el sistema comprende una unidad de medición, una unidad de procesamiento y posiblemente una unidad para la introducción manual de los valores deseados.

Todas las realizaciones mencionadas anteriormente de la presente invención y los ejemplos comparativos son adecuados en particular para uso en el fondo del mar u otras ubicaciones de alta presión.

Claims (8)

1. Un sistema para controlar la impedancia de una línea (12) de transmisión, que comprende una unidad (2) de medición para medir parámetros acerca del funcionamiento de línea (U, l cos \Phi, P, Q, S, f), una unidad (4) de procesamiento con al menos una entrada y una salida, en la que la entrada se conecta a la unidad (2) de medición, y unidad de procesamiento en la que se comparan los valores de medida se comparan con valores de funcionamiento deseados para la línea con el fin de derivar una señal de salida que constituye una señal de corriente de control, y un componente (L1) de circuito con impedancia controlable con un bobinado (A1) principal para la conexión a la línea de transmisión y un bobinado (A2) de control para la conexión a la unidad de procesamiento, caracterizado porque los bobinados principal y de control se enrollan alrededor de un mismo cuerpo en ángulos rectos el uno respecto al otro de manera que se evita en gran parte una conexión de transformación entre los bobinados principal y de control y el bobinado de control puede operar para provocar que cambie la permeabilidad relativa del material del cuerpo, de ese modo cambiando la impedancia del componente de circuito cuando la señal de corriente de control se alimenta al bobinado de control desde la unidad de procesamiento, de ese modo controlando el funcionamiento de la línea en base a la relación entre los resultados de medida y los valores deseados.

2. Sistema según la reivindicación 1, en el que los valores deseados para la línea pueden introducirse manualmente mediante un operador.

3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el que el bobinado (A1) principal está dispuesto para la conexión en serie con la línea (12) de transmisión y el sistema comprende adicionalmente un condensador (C1) o una batería de condensadores conectados en paralelo con el bobinado (A1) principal de los componentes (L1) de circuito para la compensación en serie de la línea (12) de transmisión.

4. Sistema según la reivindicación 1, en el que la unidad de procesamiento está adaptado para seguir los cambios de potencia con una frecuencia de hasta 10 Hz en control de estabilidad y de 30 a 50 Hz en compensación de resonancia subsíncrona.

5. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el que el bobinado (A1) principal está dispuesto para la conexión en paralelo con la línea (12) de transmisión y el sistema comprende adicionalmente un condensador (C1) o una batería de condensadores conectados en serie con el bobinado (A1) principal del componente (L1) de circuito para compensación en derivación de la línea (12) de transmisión.

6. Sistema según la reivindicación 5, en el que la unidad de procesamiento está adaptado para proporcionar una regulación con un ancho de banda de 10 a 20 Hz.

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el cuerpo tiene una abertura de paso.

8. Sistema según la reivindicación 7, en el que el bobinado principal está enrollado a través de la abertura.