ES2290495T3 - Aparato y metodo para modificar un flujo de potencia en un tramo de una linea de transporte de energia electrica. - Google Patents
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Abstract
Aparato para modificar un flujo de potencia en un tramo (6, 8) de una línea de transporte de energía eléctrica, incluyendo cada tramo líneas de fase (A) que tienen cada una n conductores (10, 12) aislados eléctricamente unos de otros y cortocircuitados en las extremidades (14) del tramo, comprendiendo el aparato una unidad de intercambio de potencia (16) que incluye: un convertidor de potencia (18) para convertir potencia entre pares de bornes primero y segundo (20, 22), estando el primer par de bornes (20) conectado en serie con al menos un conductor (12) del tramo (6); y un elemento eléctrico (24) conectado al segundo par de bornes (22) y apto para hacer circular potencia a través del convertidor de potencia (18) con el fin de modificar el citado flujo de potencia.
Description
Aparato y método para modificar un flujo de
potencia en un tramo de una línea de transporte de energía
eléctrica.
La presente invención se dirige a un aparato y a
un método para modificar un flujo de potencia en un tramo de una
línea de transporte de energía eléctrica con fases de conductores
múltiples. En el presente texto, se llamará "línea de fase" a
lo que es comúnmente llamado por el experto en la técnica
"fase". El aparato y el método sirven para modificar el flujo
de potencia en un tramo de una línea de transporte de energía
eléctrica y permiten entre otros, pero no exclusivamente, deshelar
una línea de transporte de energía eléctrica, modificar el flujo de
potencia a través de una línea de transporte de energía eléctrica de
manera estática o dinámica, estabilizar una red de líneas de
transporte de energía eléctrica, filtrar armónicos de una línea de
transporte de energía eléctrica, amortiguar o disipar la energía
transportada por una línea de transporte de energía eléctrica, o
incluso limitar la corriente de una línea de transporte de energía
eléctrica.
Conocida en el sector, existe la patente
americana nº US 6.486.569 B2, concedida el 26 de noviembre de 2002
y correspondiente a la solicitud
WO-A-0035061 y que nombra como
inventor a M. Pierre COUTURE, que es igualmente el inventor de la
presente invención. Esta patente describe un método de gestión de
flujo de potencia en una red de transporte de potencia eléctrica.
El método comprende las etapas de proporcionar unidades de
conmutación que están montadas en partes aisladas de postes de
líneas de transporte de energía eléctrica para conmutar la
corriente de al menos un conductor de una pluralidad de conductores
de fase que están aislados eléctricamente unos de otros,
permitiendo la citada conmutación de conductores un cambio de
impedancia que modula el flujo de potencia. El método comprende
igualmente una etapa de gestión del flujo de potencia en los tramos
de la línea de transporte de energía eléctrica, cambiando la
impedancia de serie de la línea por medio de un control de las
unidades de conmutación.
Igualmente conocida en el sector existe la
publicación internacional nº WO 02/41459 A1, publicada el 23 de
Mayo de 2002, y que nombra como inventor a M. Pierre COUTURE, que es
igualmente inventor de la presente solicitud. Esta patente describe
un aparato y un método de conmutación para variar la impedancia de
una línea de fase de un tramo de una línea de transporte de energía
eléctrica. Para cada uno de al menos uno de los n conductores de la
línea de fase, se han previsto una componente pasiva y un par de
interruptores electro-mecánico y
electro-cónico. El par de interruptores es apto
para conectar y desconectar de manera selectiva la componente pasiva
en serie con el conductor correspondiente, en respuesta a señales
de mando. Se han previsto igualmente medios para accionar cada par
de interruptores en función de condiciones de operación corrientes
de la línea de fase.
Igualmente conocida en la técnica anterior,
existe la publicación internacional nº WO 00/35061, publicada el 15
de Junio de 2000, y que nombra como inventor a M. Pierre COUTURE que
es igualmente el inventor de la presente solicitud. Una patente
americana correspondiente a esta solicitud internacional ha sido
concedida igualmente el 28 de Mayo de 2002, bajo el nº US 6.396.172
B1. Estos documentos describen un aparato y un método de
conmutación para un tramo de una línea de transporte de energía
eléctrica que comprende varias líneas de fase. Comprendiendo cada
línea de fase varios conductores aislados eléctricamente unos de
otros y dispuestos en paralelo para conducir una corriente de fase.
Se han previsto pares de interruptores
electro-mecánico y electro-cónico
conectados en paralelo con el fin de abrir y cerrar de manera
selectiva los conductores de cada línea de fase de manera que
conduzcan la corriente de fase correspondiente a través de uno o
varios conductores. Se han previsto igualmente medios de mando para
accionar los pares interruptores electro-mecánico y
electro-cónico en función de las condiciones de
operación corrientes del tramo.
Uno de los inconvenientes que se encuentra en el
conjunto de los aparatos y métodos mencionados anteriormente,
reside en el hecho de que las estrategias ofrecidas al usuario para
modificar el flujo de potencia en un tramo de una línea de
transporte de energía eléctrica son limitadas. Además, la velocidad
de operación de los aparatos está limitada en función de la
frecuencia de la corriente que circula en la línea de
transporte.
Uno de los objetivos de la presente invención es
proponer un aparato y un método para modificar el flujo de potencia
en un tramo de una línea de transporte de energía eléctrica de
acuerdo con un abanico de posibilidades mucho más grande que el que
es posible en la técnica anterior, de una manera eficaz y
segura.
Otro objetivo de la presente invención es
permitir una modificación del flujo de potencia de manera más rápida
que la que es posible en la técnica anterior. Así, para una línea
de transporte que funciona a 60 Hz, la modificación del flujo de
potencia puede hacerse en un periodo de tiempo inferior a 8
milisegundos sin esperar el paso de la corriente por cero.
Otro objetivo de la presente invención, que se
obtiene mediante un modo de realización preferencial, es proponer
un aparato y un método para modificar un flujo de potencia en un
tramo de una línea de transporte de energía eléctrica, que permiten
un flujo de potencia del citado tramo directamente hacia otro tramo
de la línea de transporte de energía eléctrica.
Los objetos, ventajas y otras características de
la presente invención resultarán evidentes con la lectura de la
descripción siguiente, que no se desea que sea restrictiva, de
diferentes modos de realización preferidos, dados sólo a título de
ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos.
La presente invención se dirige a un aparato
para modificar un flujo de potencia en un tramo de una línea de
transporte de energía eléctrica, incluyendo cada tramo líneas de
fase que tiene cada una n conductores aislados eléctricamente unos
de otros y cortocircuitados en las extremidades del tramo,
comprendiendo el aparato una unidad de intercambio de potencia que
incluye: un convertidor de potencia entre pares de bornes primero y
segundo, estando el primer par de bornes en serie con un conductor
del tramo; y un elemento eléctrico conectado al segundo par de
bornes y apto para hacer circular potencia a través del convertidor
de potencia con el fin de modificar el citado flujo de
potencia.
La presente invención se dirige también a un
método para modificar un flujo en un tramo de una línea de
transporte de energía eléctrica, incluyendo cada tramo líneas de
fase que tienen cada una n conductores eléctricamente aislados unos
de otros y cortocircuitados en las extremidades del tramo,
comprendiendo el método las etapas siguientes: a) proporcionar una
unidad de potencia que incluye un convertidor de potencia para
convertir potencia entre pares de bornes primero y segundo, y un
elemento eléctrico conectado al segundo par de bornes y apto para
hacer circular potencia a través del convertidor de potencia,
estando el primer par de bornes conectado en serie con la menos un
conductor de tramo; y b) convertir potencia entre los pares de
bornes primero y segundo por medio del convertidor de potencia con
el fin de modificar el citado flujo de potencia.
La Figura 1 es un diagrama de circuito
esquemático que muestra dos tramos de una línea de transporte de
energía eléctrica, y un aparato de acuerdo con un modo de
realización preferido de la presente invención.
La Figura 2 es un diagrama de un circuito
esquemático que muestra dos tramos de una línea de transporte de
energía eléctrica, y un aparato de acuerdo con un modo de
realización preferido de la presente invención.
La Figura 3 es un diagrama de circuito
esquemático que muestra dos tramos de una línea de transporte de
energía eléctrica y un aparato de acuerdo con un modo de
realización preferido de la presente invención.
La Figura 4 es un diagrama de circuito
esquemático que muestra dos tramos de una línea de transporte de
energía eléctrica, y un aparato de acuerdo con un modo de
realización preferido de la presente invención.
La Figura 5 es un diagrama de circuito
esquemático que muestra dos tramos de una línea de transporte de
energía eléctrica, y un aparato de acuerdo con un modo de
realización preferido de la presente invención.
La Figura 6 es un diagrama de circuito
esquemático que muestra dos tramos de una línea de transporte de
energía eléctrica, y un aparato de acuerdo con un modo de
realización preferido de la presente invención.
La Figura 7 es un diagrama de circuito
esquemático que muestra dos tramos de una línea de transporte de
energía eléctrica, y un aparato de acuerdo con un modo de
realización preferido de la presente invención.
La Figura 8 es un diagrama de circuito
esquemático que muestra dos tramos de una línea de transporte de
energía eléctrica, y un aparato de acuerdo con un modo de
realización preferido de la presente invención.
La Figura 9 es un diagrama de circuito
esquemático que muestra dos tramos de una línea de transporte de
energía eléctrica, y un aparato de acuerdo con un modo de
realización preferido de la presente invención.
La Figura 10 es una vista lateral de un poste
que soporta una línea de transporte de energía eléctrica sobre el
cual está montado un aparato de acuerdo con un modo de realización
preferido de la presente invención.
La Figura 11 es una vista en perspectiva de un
elemento del aparato mostrado en la Figura 10.
La Figura 12 es una vista en perspectiva de otro
elemento del aparato mostrado en la Figura 10.
La Figura 13 es una vista de frente del poste
mostrado en la Figura 10.
Si se hace referencia ahora a la Figura 1, se
puede ver un diagrama de circuito esquemático que muestra dos
tramos 6 y 8 de una línea de transporte de energía eléctrica. Una
línea de transporte de energía puede, por supuesto, estar
segmentada en una multitud de tramos. Generalmente, una línea de
transporte de energía eléctrica comprende tres líneas de fase A, B
y C. En esta Figura 1 y en las Figuras 2 a 9, con el fin de no
sobrecargar las figuras, se muestra una sola línea de fase A por
tramos, incluso si un tramo comprende normalmente varias líneas de
fase. Además, se ha de comprender que en cada caso mostrado en las
Figuras 1 a 9, puede ser instalado un aparato de acuerdo con la
presente invención en cada línea de fase del tramo. Cada línea de
fase tiene n conductores 10 y 12 aislados eléctricamente unos de
otros y cortocircuitados en las extremidades 14 de cada tramo. Para
cada tramo, se indica un circuito equivalente de la inductancia
propia L, de la inductancia mutua M y de la resistencia R. Por
razones de explicación, los efectos capacitivos de la línea son
despreciables. La línea de fase A del tramo 6 está provista de un
aparato de acuerdo con un modo de realización preferido de la
presente invención.
El aparato de acuerdo con la presente invención
comprende una unidad de intercambio de potencia 16 que incluye un
convertidor de potencia 18 para convertir potencia entre los pares
de bornes primero y segundo 20 y 22. El par de bornes 20 está
conectado en serie con al menos un conductor 12 del tramo 6. La
unidad de intercambio de potencia incluye igualmente un elemento
eléctrico 24 conectado al par de bornes 22. Este elemento eléctrico
24 es apto para hacer circular potencia a través del convertidor de
potencia 18 con el fin de modificar el flujo de potencia en el
tramo 6 de la línea de transporte de energía eléctrica.
Preferentemente, la unidad de intercambio de potencia comprende
además un conmutador 26 para conectar y desconectar de manera
selectiva el par de bornes 20 en serie con el conductor 12 del
tramo 6, en respuesta a señales de control. Preferentemente, el
aparato comprende n-1 unidades de potencia, siendo n
el número de conductores que forman un tramo. Por ejemplo, en el
caso presente, la potencia de fase A del tramo 6 está formada por
dos conductores, por lo que el número n es igual a 2.
En general, de acuerdo con este modo de
realización preferido, las n-1 unidades de potencia
son aptas para ser conectadas por medio de su conmutador 26
respectivamente a n-1 conductores de una línea de
fase que pertenece al tramo. En el caso presente, siendo el número
de conductores igual a 2, la unidad de intercambio de potencia es
apta para ser conectada por medio de su conmutador 26 al conductor
12 de la línea de fase A que pertenece al tramo 6. Preferentemente,
el elemento eléctrico 24 se elige entre los elementos eléctricos
siguientes: un condensador 28, una batería 30, una inductancia 32,
una resistencia 34 y una resistencia conectada en paralelo a un
condensador 36. Preferentemente, el convertidor 18 es un convertidor
integrado en una línea de fase de la línea de muy alta tensión.
De acuerdo con la presente invención,
preferentemente, cada tramo está compuesto por una línea de
transmisión de varias líneas de fase en la cual está montado un
aparato de acuerdo con la presente invención. La línea se utiliza
como un transformador de acoplamiento. El convertidor 18 con el
elemento eléctrico 24 actúa como fuente o drenaje de energía
controlable en tensión o en corriente. El convertidor controla la
fase, la amplitud y en ciertos casos la frecuencia, de manera que
realiza funciones conocidas bajo la apelación inglesa "flexible
AC transmisión system" (FACTS). Un FACTS permite hacer un control
de impedancia, una estabilización, una filtración, una limitación
de corriente, un frenado, etc. El elemento eléctrico puede
igualmente realizar la función de una unidad de almacenamiento
cuando está realizada, por ejemplo, por un condensador, una batería,
una pila de combustible, etc. El reemplazo de una unidad de
almacenamiento por una resistencia eléctrica o por una combinación
de una resistencia y de un condensador permite extraer potencia
activa. La resistencia eléctrica puede ser una resistencia
variable.
El convertidor 18 puede estar constituido por un
simple puente de diodo, por tiristores o por un modulador por
impulsos de anchura variable (PWV). Los conmutadores (no mostrados)
utilizados en el convertidor pueden ser diodos, tiristores,
transistores bipolares de puerta aislada (IGBT), transistores de
efecto de campo de semi-conductor de óxido de metal
(MOS-FET), MCT (Metal Oxide Semiconductor Controlled
Thyristor), GTO (Gate Turn Off Semiconductor), etc. El convertidor
18, así como el elemento eléctrico 24, están montados directamente
sobre la línea de fase A del tramo 6 sin referencia a la tierra o a
las otras fases. El elemento eléctrico 24, cuando realiza una
unidad de almacenamiento, puede ser un condensador, una inductancia,
una batería o una pila de combustible. La utilización de un tramo
de una línea de transporte de energía eléctrica como transformador
de acoplamiento y la utilización de un aparato de acuerdo con la
presente invención permite reducir el coste de realización de un
FACTS. Los tramos con convertidores pueden estar distribuidos a lo
largo de una línea de transmisión. Esta tecnología presenta la
ventaja de no actuar más que sobre una parte de la potencia que
transita en la línea. Esta función de potencia afectada depende del
número de tramos con convertidores y del número de conductores con
convertidores.
La tensión en los bornes de los convertidores es
proporcional a la longitud del tramo y a la corriente en la línea
de fase. La distribución de los tramos con convertidores a lo largo
de una línea de transporte de energía eléctrica reduce los costes
de los convertidores, además de permitir una producción en serie de
los convertidores. Esta distribución de los convertidores a lo
largo de una línea de transporte de energía eléctrica aumenta la
fiabilidad del sistema, puesto que la pérdida de un convertidor no
afecta al funcionamiento de los otros convertidores situados a lo
largo de la línea y permite continuar modificando el flujo de
potencia a través de la línea con una envolvente de modulación
reducida. Dado que las unidades de potencia de acuerdo con la
presente invención pueden ser instaladas directamente sobre la
línea, esto permite una reducción del espacio utilizado en el
suelo. Preferentemente, para un tramo que tiene tres líneas de fase,
un aparato de acuerdo con la presente invención actúa
simultáneamente sobre las tres fases. Sin embargo, en ciertos casos,
el aparato de acuerdo con la presente invención podría actuar
solamente sobre una o dos de las fases, para equilibrar una o
varias fases.
El conmutador 26, que puede ser un conmutador
mecánico, electrónico o electromecánico, puede ser utilizado para
restablecer la línea en su estado original cuando se requiere. En el
caso de un tramo de más de dos conductores por línea de fase, se
puede acoplar cada uno de los conductores a un convertidor o
reagruparlos según diferentes configuraciones. Por ejemplo, para
una línea de 735 kV de cuatro conductores por línea de fase, se
pueden prever diferentes disposiciones de convertidores simples o
dobles que serán presentados con referencia a las Figuras 2 a
9.
La presente invención permite igualmente llevar
a cabo un método para modificar el flujo de potencia en un tramo de
una línea de transporte de energía eléctrica. El método comprende la
etapa a) de proporcionar la unidad de potencia que incluye un
convertidor de potencia 18 para convertir potencia entre los pares
de bornes primero y segundo 20 y 22, y un elemento eléctrico 24
conectado al segundo par de bornes 22 y apto para hacer circular
potencia a través del convertidor de potencia. El primer par de
bornes está por supuesto conectado en serie con el conductor 12 de
la línea de fase A del tramo 6. El método comprende igualmente la
etapa b) de convertir potencia entre los pares de bornes primero y
segundo 20 y 22 por medio del convertidor de potencia 18 con el fin
de modificar el citado flujo de potencia en el tramo 2.
Preferentemente, el método comprende además la etapa c) de conectar
y desconectar de manera selectiva el primer par de bornes 20 en
serie con el conductor 12 por medio del conmutador 26 en respuesta
a señales de control. Preferentemente, en la etapa a), se
proporcionan n-1 unidades de intercambio de
potencia, en la etapa b), la potencia es convertida por al menos
uno de los n-1 convertidores de potencia, y en la
etapa c), las n-1 unidades de potencia son
conectadas y desconectadas por medio de su conmutador 26
respectivamente a n-1 conductores de línea de fase A
del tramo 6.
Si se hace referencia ahora a la Figura 2, el
aparato de acuerdo con la presente invención comprende al menos una
unidad de potencia adicional para formar un conjunto de n unidades
de potencia. En este caso, el número n es igual a 2. Las dos
unidades de potencia 15 y 16 son aptas para ser conectadas por medio
de su conmutador 26 respectivamente a los dos conductores 10 y 12
de la línea de fase A que pertenecen al tramo 6.
En el caso presente, por razones de seguridad,
con el fin de prevenir que todos los conductores de un mismo
dispositivo se abran simultáneamente, es importante que un mismo
dispositivo de conmutación reagrupe a los conmutadores 26 asociados
a una misma línea de fase. Este dispositivo de conmutación de
seguridad que previene la apertura simultánea de todos los
conductores de una misma línea de fase podría ser, por ejemplo, el
propuesto en la solicitud internacional publicada bajo el nº WO
00/35061.
En el caso presente, de acuerdo con el método
propuesto por la presente invención, en la etapa a) se proporciona
una unidad de potencia adicional para formar un conjunto de dos
unidades de potencia 15 y 16; en la etapa b) la potencia es
convertida por al menos uno de los dos convertidores de potencia 18;
y en la etapa c) las dos unidades de potencia 15 y 16 son
conectadas y desconectadas por medio de su conmutador 26
respectivamente a los dos conductores 10 y 12 de la línea de fase A
del tramo 6. Se ha de notar igualmente que en el presente modo de
realización, preferentemente por supuesto, el convertidor 18 y el
elemento eléctrico 24 de la unidad de potencia 15 podrían ser
omitidos simplemente para mantener el conmutador 26 conectado en
serie con el conductor 10. La disposición mostrada en la Figura 2
podría permitir deshelar los conductores de las líneas de fase del
tramo 6 y realizar funciones de FACTS.
Si se hace referencia ahora a la Figura 3, el
aparato de acuerdo con la presente invención comprende una unidad
de potencia adicional 15 para formar un conjunto de dos unidades de
potencia 15 y 16. Las dos unidades de potencia 15 y 16 son aptas
para ser conectadas por medio de su conmutador 26 respectivamente al
conductor 12 de la línea de fase A que pertenece respectivamente a
los tramos 6 y 8. Compartiendo las dos unidades de potencia 15 y 16
un elemento eléctrico común 24 con el fin de permitir un flujo de
potencia entre los dos tramos 6 y 8.
En esta Figura 3, se muestran igualmente
controladores 40, una alimentación 42, y un
emisor-receptor 44. Los elementos mencionados
precedentemente con sensores (no mostrados) permiten controlar los
convertidores 18 a partir de una estación de control (no mostrada)
de manera que realicen las funciones de FACTS para controlar el
flujo de potencia en los tramos 6 y 8 y por el hecho mismo de
controlar el flujo de potencia en una red de transporte de energía
eléctrica. La alimentación 42 funciona por acoplamiento capacitivo o
por acoplamiento por inducción o con la ayuda de un panel solar o
de una combinación de estos elementos. Por supuesto, los
controladores 40, la alimentación 42 y el
emisor-receptor 44 pueden ser utilizados en cada uno
de los modos de realización mostrados en las Figuras 1 a 9. Estos
elementos de control, bien sean los controladores 40, la
alimentación 42 y el emisor-receptor 44, podrían
estar realizados como se propone en la solicitud internacional
publicada bajo el nº WO 02/41459.
El modo de realización mostrado en la Figura 3
permite realizar un convertidor doble integrado en una línea de
fase de una línea de transmisión que funciona a alta y muy alta
tensión. La potencia activa o reactiva extraída del tramo 6 es
interpuesta en el elemento eléctrico 24 e inyectada en el tramo 8
con la ayuda del convertidor 18 de la unidad de potencia 15. La
fase, la amplitud de la tensión o de la corriente y la frecuencia
pueden ser controladas independientemente en el convertidor 18 de la
unidad 16 o en el convertidor 18 de la unidad 15 dependiendo de los
efectos deseados. Normalmente, los bornes 20 son aptos para recibir
una corriente alterna y los bornes 22 son aptos para recibir una
corriente continua. Sin embargo, no se excluye que los bornes 22
sean aptos para recibir una corriente alterna. La potencia activa o
reactiva podría también invertirse y así pasar del tramo 8 al tramo
6 a través de los convertidores 18 de las unidades 15 y 16. En otros
casos, los dos convertidores pueden trabajar en paralelo y extraer
o inyectar la potencia del elemento eléctrico 24 que puede
constituir un módulo de almacenamiento o de disipación. Los dos
convertidores y el elemento eléctrico pueden estar localizados en
las mismas cajas de manera que se reducen las emisiones
electromagnéticas y los costes. El sistema puede permitir realizar
funciones de control de flujo de potencia estática o dinámica,
realizar funciones de filtro armónico o
sub-armónico, realizar funciones disipativas,
permitir el deshielo de las líneas, etc. La comunicación entre los
convertidores puede ser efectuada por aire o con la ayuda de una
fibra óptica.
El aparato mostrado en la Figura 3 podría ser
utilizado para realizar un filtro sub-síncrono no
disipativo. El convertidor 18 de la unidad 16 extrae entonces del
tramo 6 potencia de la sub-armónica de manera que se
reducen esta sub-armónica y se transfiere al
elemento eléctrico 24 realizado por una unidad de almacenamiento
capacitivo. El convertidor 18 de la unidad 15 toma entonces esta
potencia del elemento eléctrico 24 y la reinyecta a la frecuencia
de la red en el tramo 8.
El aparato mostrado en la Figura 3 puede ser
instalado en un bus en un poste de unión de varias líneas de
transporte de energía. Así, en el caso en el que los tramos 6 y 8
pertenecen a dos líneas de transporte de energía distintas, es
posible, con el aparato mostrado en la Figura 3, hacer una
transferencia de potencia de una de las líneas de transporte a la
otra.
En el caso presente, de acuerdo con el método en
virtud de la presente invención, en la etapa a) se proporciona una
unidad de potencia adicional para formar un conjunto de dos unidades
de potencia 18; en la etapa b) la potencia es convertida por medio
de los dos convertidores de línea 18; y en la etapa c) las dos
unidades de potencia son conectadas y desconectadas por medio de su
conmutador 26 respectivamente al conductor 12 de la línea de fase A
que pertenece respectivamente a los tramos 6 y 8, compartiendo las
unidades de línea 15 y 16 un elemento eléctrico común 24 con el fin
de permitir un flujo de potencia entre los dos tramos 6 y 8.
Si se hace referencia ahora a la Figura 4, el
conmutador 26 de cada unidad de potencia 15 ó 16 es apto para
conectar y desconectar, para la línea de fase A del tramo
correspondiente 6 u 8, n-1 conductores que están
cortocircuitados entre sí a cada lado del conmutador. En el caso
presente, siendo el número de conductores igual a 4, tres
conductores están cortocircuitados entre sí a cada lado del
conmutador correspondiente. En el caso presente, de acuerdo con un
método en virtud de la presente invención, en la etapa c) el
conmutador 26 de cada unidad de potencia 15 ó 16 conecta y
desconecta, para la línea de fase A del tramo 6 ó 8, tres
conductores que están cortocircuitados entre sí a cada lado del
conmutador.
Si se hace referencia ahora a la Figura 5, el
conmutador 26 de cada unidad de potencia 15 ó 16 es apto para
conectar y desconectar, para la línea de fase A del tramo
correspondiente 6 u 8, más de uno y como máximo n-1
conductores que están cortocircuitados entre sí a cada lado del
conmutador correspondiente 26. En el caso presente, el número de
conductores es igual a cuatro, y dos de cada cuatro conductores
están cortocircuitados entre sí a cada lado del conmutador
correspondiente. En el caso presente, de acuerdo con el método en
virtud de la presente invención, en la etapa c) el conmutador 26 de
cada unidad de potencia 15 ó 16 conecta y desconecta, para la línea
de fase A del tramo correspondiente 6 u 8, dos conectores que están
cortocircuitados entre sí a cada lado del conmutador 26.
Si se hace referencia ahora a las Figuras 6 y 7,
el conmutador 26 es apto para conectar y desconectar más de uno y
como máximo n-1 conductores de la línea de fase A
del tramo 6, estando los citados más de uno y como máximo
n-1 conductores cortocircuitados entre sí a cada
lado del conmutador 26. En el caso presente, en la Figura 6, los
conductores están en número de cuatro, estando tres de los cuatro
conductores cortocircuitados entre sí a cada lado del conmutador
26. En el caso de la Figura 7, los conductores están en número de
cuatro, pero solamente dos de los cuatro conductores están
cortocircuitados entre sí a cada lado del conmutador 26. En el caso
presente, de acuerdo con el método en virtud de la presente
invención, en la etapa c), el conmutador 26 conecta y desconecta
tres (Figura 6) o dos (Figura 7) conductores de la línea de fase A
que pertenecen al tramo 6. Los tres (Figura 6) o los dos (Figura 7)
conductores están cortocircuitados entre sí a cada lado del
conmutador 26.
Si se hace referencia ahora a la Figura 8, el
aparato comprende al menos una unidad de potencia adicional para
formar un primer conjunto de n-1 unidades de
potencia. En el caso presente, dado que el número de conductores es
de cuatro, el primer conjunto de unidades de potencia está compuesto
por tres unidades. Los conmutadores 26 de las tres unidades de
potencia son aptos para conectar y desconectar respectivamente tres
conductores 11, 12 y 13 de la línea de fase A que pertenece al
tramo 6. Los tres conductores 11, 12 y 13 están cortocircuitados
entre sí en un lado de los conmutadores 26. En el caso presente, en
virtud del método de acuerdo con la presente invención, en la etapa
a) se proporcionan dos unidades de potencia adicionales para formar
el primer conjunto de tres unidades de potencia; en la etapa b) la
potencia es convertida por los tres convertidores de potencia 18; y
en la etapa c) las tres unidades de potencia 16 son conectadas y
desconectadas por medio de su conmutador 26 respectivamente a los
tres conductores 11, 12 y 13 de la línea de fase A que pertenecen al
tramo 6, estando los tres conductores 11, 12 y 13 cortocircuitados
entre sí en un lado de los conmutadores 26.
Si se hace referencia ahora a la Figura 9, el
aparato comprende al menos una unidad de potencia adicional para
formar un segundo conjunto de n-1 unidades de
potencia. En el caso presente, dado que el número n de conductores
de la línea de fase A es igual a cuatro, se requieren tres unidades
de potencia adicionales 15 para formar el segundo conjunto de tres
unidades de potencia 15. Los conmutadores 26 de las tres unidades
de potencia 15 del segundo conjunto son aptos para conectar y
desconectar los tres conductores 11, 12 y 13 de la línea de fase A
que pertenecen al tramo 8. Los tres conductores de la línea de fase
A del tramo 8 están cortocircuitados entre sí en un lado de los
conmutadores 26 de las unidades 15. Los conjuntos de unidades de
potencia primero y segundo 15 y 16 comparten elementos eléctricos
comunes 24 con el fin de permitir un flujo de potencia entre los
dos tramos 6 y 8.
En el caso presente, de acuerdo con el método en
virtud de la presente invención, en la etapa a) se proporcionan
tres unidades de potencia adicionales 15 para formar el segundo
conjunto de tres unidades de potencia 15; en la etapa b) la
potencia es convertida por al menos dos de los convertidores de
potencia 18 que pertenecen respectivamente a los conjuntos primero
y segundo y que están conectados por un elemento eléctrico común 24;
en la etapa c) las tres unidades de potencia 15 del segundo
conjunto son conectadas y desconectadas por medio de su conmutador
26 respectivamente a los tres conductores 11, 12 y 13 de la línea de
fase A que pertenecen al tramo 8. Los tres conductores 11, 12 y 13
de la línea de fase A del tramo 8 están cortocircuitados entre sí
en un lado de los conmutadores correspondientes 26. Los citados al
menos dos convertidores de potencia permiten un flujo de potencia
entre los tramos 6 y 8.
Si se hace referencia ahora a las Figuras 10 a
13, se puede ver un poste provisto de un aparato de acuerdo con la
presente invención. Los convertidores 18 y el elemento eléctrico 24
pueden estar montados tal como se muestra en estas figuras. Los
convertidores 18 están soportados por soportes 52. En la Figura 10,
se puede ver que los convertidores 18 no han de soportar la tensión
mecánica que está presente en la línea de transmisión 94.
Caballetes 50 soportan a los convertidores 18. Los elementos
eléctricos 24 tales como condensadores, resistencias o baterías,
cuando se requieren pueden estar localizados en el interior del
espacio definido por los conductores de una línea de fase del
tramo, tal como se muestra en las Figuras 10 y 11. Si la unidad de
potencia que se va a instalar es relativamente grande, puede
considerarse la utilización de una plataforma.
Claims (21)
1. Aparato para modificar un flujo de potencia
en un tramo (6, 8) de una línea de transporte de energía eléctrica,
incluyendo cada tramo líneas de fase (A) que tienen cada una n
conductores (10, 12) aislados eléctricamente unos de otros y
cortocircuitados en las extremidades (14) del tramo, comprendiendo
el aparato una unidad de intercambio de potencia (16) que
incluye:
un convertidor de potencia (18) para convertir
potencia entre pares de bornes primero y segundo (20, 22), estando
el primer par de bornes (20) conectado en serie con al menos un
conductor (12) del tramo (6); y
un elemento eléctrico (24) conectado al segundo
par de bornes (22) y apto para hacer circular potencia a través del
convertidor de potencia (18) con el fin de modificar el citado flujo
de potencia.
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
en el cual la unidad de intercambio de potencia (16) comprende
además un conmutador (26) para conectar y desconectar de manera
selectiva el primer par de bornes (20) en serie con el citado al
menos un conductor (12) del tramo (6), en respuesta a señales de
control.
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2,
que comprende n-1 unidades de potencia aptas para
ser conectadas por medio de su conmutador (26) respectivamente a
n-1 conductores de una línea de fase que pertenece
al tramo.
4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2,
que comprende al menos una unidad de potencia adicional para formar
un conjunto de n unidades de potencia, siendo las n unidades de
potencia aptas para ser conectadas por medio de su conmutador
respectivamente a n conductores de una línea de fase que pertenece
al tramo.
5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2,
que comprende una unidad de potencia adicional (15) para formar un
conjunto de dos unidades de potencia (15, 16), siendo las dos
unidades de potencia aptas para ser conectadas por medio de su
conmutador (26) respectivamente a conductores de dos líneas de fase
que pertenecen respectivamente al citado tramo (6) y a otro tramo
(8), compartiendo las dos unidades de potencia un elemento eléctrico
común (24) para permitir un flujo de potencia entre los dos
tramos.
6. Un aparato de acuerdo con la reivindicación
5, en el cual el conmutador de cada unidad de potencia es apto
para conectar y desconectar, para la línea de fase correspondiente,
n-1 conductores que están cortocircuitados entre sí
a cada lado del conmutador.
7. Aparato de acuerdo con la reivindicación 5,
en el cual el conmutador (26) de cada unidad de potencia es apto
para conectar y desconectar, para la línea de fase correspondiente,
más de uno y como máximo n-1 conductores que están
cortocircuitados entre sí a cada lado del conmutador.
8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2,
en el cual el conmutador (26) es apto para conectar y desconectar
más de uno y como máximo n-1 conductores de una
línea de fase que pertenece al tramo, estando los citados más de
uno y como máximo n-1 conductores cortocircuitados
entre sí a cada lado del conmutador.
9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2,
que comprende al menos una unidad de potencia adicional para formar
un primer conjunto de n-1 unidades de potencia,
siendo los conmutadores de las n-1 unidades de
potencia aptos para conectar y desconectar respectivamente
n-1 conductores de una línea de fase que pertenece
al tramo, estando los citados n-1 conductores
cortocircuitados entre sí a un lado de los conmutadores.
10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 9,
que comprende al menos una unidad de potencia adicional para formar
un segundo conjunto de n-1 unidades de potencia,
siendo los conmutadores de las n-1 unidades de
potencia del segundo conjunto aptos para conectar y desconectar
respectivamente n-1 conductores de una segunda línea
de fase que pertenece a otro tramo, estando los citados
n-1 conductores de la segunda línea de fase
cortocircuitados entre sí a un lado de los conmutadores
correspondientes, compartiendo los conjuntos primero y segundo de
unidades de potencia elementos eléctricos comunes con el fin de
permitir un flujo de potencia entre los dos tramos.
11. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1,
en el cual el elemento eléctrico (24) se elige entre los elementos
siguientes: un condensador (28), una batería (30), una inductancia
(32), una resistencia, y una resistencia (34) conectada en paralelo
a un condensador (36).
12. Método para modificar un flujo en un tramo
(6, 8) de una línea de transporte de energía eléctrica, incluyendo
cada tramo líneas de fase (A) cada una de las cuales tiene n
conductores (10, 12) eléctricamente aislados unos de otros y
cortocircuitados en las extremidades (14) del tramo, comprendiendo
el método las etapas siguientes:
a) proporcionar una unidad de potencia (16) que
incluye un convertidor de potencia (18) para convertir potencia
entre pares de bornes primero y segundo (20, 22), y un elemento
eléctrico (24) conectado al segundo par de bornes (22) y apto para
hacer circular potencia a través del convertidor de potencia (18),
estando el primer par de bornes (20) conectado en serie con al
menos un conductor (12) de tramo (6); y
b) convertir potencia entre los pares de bornes
primero y segundo (20, 22) por medio del convertidor de potencia
(18) para modificar el citado flujo de potencia.
13. Método de acuerdo con la reivindicación 12,
que comprende además la etapa c) de conectar y desconectar de
manera selectiva el primer par de bornes (20) en serie con el citado
al menos un conductor del tramo, por medio de un conmutador (26) en
respuesta a señales de control, formando el citado conmutador parte
de la unidad de potencia.
14. Método de acuerdo con la reivindicación 13,
en el cual:
en la etapa a), se proporcionan
n-1 unidades de intercambio de potencia;
en la etapa b), la potencia es convertida por al
menos uno de los n-1 convertidores de potencia;
y
en la etapa c), las n-1 unidades
de potencia son conectadas y desconectadas por medio de su
conmutador respectivamente a n-1 conductores de una
línea de fase que pertenece al tramo.
15. Método de acuerdo con la reivindicación 13,
en el cual:
en la etapa a), se proporciona al menos una
unidad de potencia adicional (15) con el fin de formar un conjunto
de n unidades de potencia;
en la etapa b), la potencia es convertida por al
menos uno de los n convertidores de potencia (18); y
en la etapa c), las n unidades de potencia son
conectadas y desconectadas por medio de su conmutador (26)
respectivamente a y de n convertidores de una línea de fase que
pertenece al tramo.
16. Un método de acuerdo con la reivindicación
13, en el cual:
en la etapa a), se proporciona una unidad de
potencia adicional (15) con el fin de formar un conjunto de dos
unidades de potencia (15, 16);
en la etapa b), la potencia es convertida por
medio de dos convertidores de potencia (18); y
en la etapa c), las dos unidades de potencia son
conectadas y desconectadas por medio de su conmutador (26)
respectivamente a conductores de dos líneas de fase que pertenecen
respectivamente al citado tramo (6) y a otro tramo (8),
compartiendo las dos unidades de potencia (15, 16) un elemento
eléctrico común (24) con el fin de permitir un flujo de potencia
entre los dos tramos.
17. Método de acuerdo con la reivindicación 16,
en el cual, en la etapa c), el conmutador de cada unidades de
potencia conecta y desconecta, para la línea de fase
correspondiente, n-1 conductores que están
cortocircuitados entre sí a cada lado del conmutador.
18. Método de acuerdo con la reivindicación 16,
en el cual en la etapa c), el conmutador de cada unidad de potencia
conecta y desconecta, para la línea de fase correspondiente, más de
uno y como máximo n-1 conductores que están
cortocircuitados entre sí a cada lado del conmutador.
19. Método de acuerdo con la reivindicación 13,
en el cual, en la etapa c), el conmutador conecta y desconecta más
de uno y como máximo n-1 conductores de una línea de
fase que pertenece al tramo, estando los citados más de uno y como
máximo n-1 conductores cortocircuitados entre sí a
cada lado del conmutador.
20. Método de acuerdo con la reivindicación 13,
en el cual:
en la etapa a), se proporciona al menos una
unidad de potencia adicional para formar un primer conjunto de
n-1 unidades de potencia;
en la etapa b), la potencia es convertida por al
menos uno de los n-1 convertidores de potencia;
y
en la etapa c), las n-1 unidades
de potencia son conectadas y desconectadas por medio de su
conmutador respectivamente a y de n-1 conductores
de una línea de fase que pertenece al tramo, estando los citados
n-1 conductores cortocircuitados entre sí a un lado
de los conmutadores.
21. Método de acuerdo con la reivindicación 20,
en el cual:
en la etapa a), se proporciona al menos una
unidad de potencia adicional para formar un segundo conjunto de
n-1 unidades de potencia;
en la etapa b), la potencia es convertida por al
menos dos de los convertidores de potencia que pertenecen
respectivamente al primer y segundo conjunto y que están conectados
por un elemento eléctrico común; y
en la etapa c), las n-1 unidades
de potencia del segundo conjunto son conectadas y desconectadas por
medio de su conmutador respectivamente a y de n-1
conductores de una línea de fase que pertenece a un segundo tramo,
estando los citados n-1 conductores de la línea de
fase que pertenecen al segundo tramo cortocircuitados entre sí a un
lado de los conmutadores correspondientes, permitiendo los citados
al menos dos convertidores de potencia un flujo de potencia entre
los dos tramos.
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