ES2435390B1

ES2435390B1 - Condensador de potencia con control integrado para baja tensión

Info

Publication number: ES2435390B1
Application number: ES201390039A
Authority: ES
Inventors: David RUBIO NOTARIO
Original assignee: Internat Capacitors S A; International Capacitors S A
Current assignee: Internat Capacitors S A; International Capacitors S A
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2014-10-10
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: WO2012072831A1; ES2435390A2; WO2012072831A8; ES2435390R1

Abstract

Condensador de potencia con control integrado para baja tensión.#Condensador (1) de potencia con control integrado para baja tensión que comprende al menos un módulo de potencia (2) acoplado a un módulo de control (3). Se caracteriza por el hecho de que el módulo de potencia (2) comprende dos unidades modulares (6) dispuestas enfrentadas entre sí dentro de una caja de protección (7), incluyendo cada unidad modular (6) una placa de circuito impreso (8) sobre la que están conectados eléctricamente un conjunto de elementos condensadores (9) y un conjunto de tiristores (10) susceptibles de conmutar cada elemento condensador (9) individualmente. Se consigue un condensador compacto, con un montaje sencillo y que permite la conmutación de los elementos condensadores individualmente.

Description

DESCRIPCIÓN

Condensador de potencia con control integrado para baja tensión

La presente invención se refiere a un condensador de potencia con control integrado para baja tensión, en especial 5 destinado a la compensación de energía reactiva.

Antecedentes de la invención

En la actualidad los equipos de compensación de energía reactiva denominados baterías de condensadores se 10 fabrican utilizando un conjunto de elementos condensadores con contactores de hasta 100 Kvar.

Las baterías con contactores están alojadas en una caja de protección provista de medios de refrigeración. También incluyen un módulo de control acoplado a la caja de protección.

15

No obstante, este tipo de baterías con contactores tienen el inconveniente de que incluyen una serie de cableado complejo y de considerable volumen.

Otro inconveniente es que los contactores no permiten realizar la conmutación de los elementos condensadores individualmente, sino por grupos de elementos. 20

Otro inconveniente es que las baterías de contactores no permiten realizar la conmutación en paso por cero de la corriente, sino que la conmutación la realiza para cualquier valor instantáneo de corriente lo que provoca picos de corriente y tensión durante la conexión de los elementos condensadores.

25

Descripción de la invención

El objetivo del condensador de potencia con control integrado para baja tensión de la presente invención es solventar los inconvenientes que presentan los equipos con condensadores conocidos en la técnica, proporcionando un condensador compacto, con un montaje sencillo y que permita la conmutación de los elementos condensadores 30 individualmente.

El condensador de potencia con control integrado para baja tensión de la presente invención es del tipo que comprende al menos un módulo de potencia acoplado a un módulo de control, y se caracteriza por el hecho de que el módulo de potencia comprende dos unidades modulares dispuestas enfrentadas entre sí dentro de una caja de 35 protección, incluyendo cada unidad modular una placa de circuito impreso sobre la que están conectados eléctricamente un conjunto de elementos condensadores y un conjunto de tiristores susceptibles de conmutar cada elemento condensador individualmente.

De este modo, se obtiene un condensador de potencia y control totalmente integrado y compacto, que permite la 40 conmutación de los elementos condensadores de manera individualizada.

Otras ventajas del condensador de la invención se describen a continuación:

- Más compacto, de menor tamaño, con menor cantidad de materiales empleados, mejor protegido 45 eléctricamente, y respetuoso con el medioambiente.

- Automatizable prácticamente en un 100%, por lo que es casi nula la intervención de mano de obra, con la consiguiente eliminación de errores humanos.

- Mejora de la calidad y fiabilidad, consiguiendo un aumento de la vida media en envejecimiento acelerado gracias a un proceso de resinado de los elementos condensadores a través de su eje, como se explicará 50 con detalle más adelante, produciendo una desgasificación hacia el exterior y eliminando las burbujas de aire, por lo que aumenta su vida útil y aspecto, y con una capa envolvente homogénea.

- Menor tiempo de fabricación, y mejora del tiempo de entrega al cliente.

- Reducción del coste de fabricación gracias a la automatización del proceso de montaje.

- Permite una verificación final automática y un registro automatizado. 55

- Permite la sustitución rápida de cada elemento condensador.

Ventajosamente, cada unidad modular además incluye medios de refrigeración fijados a la placa de circuito impreso en el lado opuesto al conjunto de elementos condensadores, y orientados hacia el exterior de la caja de protección. Esta disposición de los medios de refrigeración permite obtener un condensador más compacto. 60

Preferiblemente, los medios de refrigeración incluyen elementos de refrigeración por convección natural.

Ventajosamente, la caja de protección es prismática con dos laterales opuestos abiertos, uno posterior y otro frontal, destinados a recibir los medios de refrigeración de cada unidad modular. 65

Preferentemente, la caja de protección está fabricada en una única pieza.

También preferentemente, las placas están configuradas de modo que los elementos condensadores están distribuidos al tresbolillo. De este modo, se optimiza el espacio entre dichos elementos.

5

Ventajosamente, el módulo de control incluye un interruptor automático de puesta en marcha y un regulador de energía reactiva.

Según una realización de la invención, el condensador comprende un único módulo de potencia acoplado adyacentemente al módulo de control. 10

Según otra realización de la invención, el condensador comprende dos módulos de potencia adyacentes entre sí y acoplados al módulo de control. En este caso, se obtiene el doble de potencia que con un solo módulo.

Breve descripción de los dibujos 15

Con el fin de facilitar la descripción de cuanto se ha expuesto anteriormente se adjuntan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representan dos casos prácticos de realizaciones del condensador de potencia con control integrado para baja tensión de la invención, en los cuales:

20

la figura 1 es una vista en perspectiva del condensador montado con un único módulo de potencia acoplado al módulo de control, según una primera realización de la invención;

la figura 2 es una vista en perspectiva del condensador montado con dos módulos de potencia acoplados al módulo de control, según una segunda realización de la invención;

la figura 3 es una vista en perspectiva de un módulo de potencia, mostrando las dos unidades modulares 25 montadas en la caja de protección;

la figura 4 es una vista en planta del módulo de potencia de la figura 3;

la figura 5 es una vista en perspectiva de una unidad modular;

la figura 6 es una vista en perspectiva y en explosión de la unidad modular de la figura 5;

la figura 7 es una vista de perfil de la unidad modular de la figura 5, mostrando la disposición de los 30 elementos condensadores conectados en la placa; y

la figura 8 es una sección longitudinal de un elemento condensador según una realización preferida.

Descripción de realizaciones preferidas

35

El condensador 1 de potencia con control integrado para baja tensión comprende al menos un módulo de potencia 2 acoplado a un módulo de control 3.

Según una primera realización mostrada en la figura 1, el condensador 1 incluye un único módulo de potencia 2 acoplado adyacentemente al módulo de control 3. En este ejemplo se obtiene una potencia de 50 Kvar. 40

Según una segunda realización mostrada en la figura 2, el condensador 1’ comprende dos módulos de potencia 2 adyacentes entre sí y acoplados al módulo de control 3. Por tanto, se obtiene el doble de potencia, que en este ejemplo es de 100 Kvar.

45

El módulo de control 3 incluye un interruptor automático de puesta en marcha 4 y un regulador de energía reactiva 5.

En ambas realizaciones, el módulo de potencia 2 comprende dos unidades modulares 6 dispuestas enfrentadas entre sí dentro de una caja de protección 7, tal como puede apreciarse en las figuras 3 y 4.

50

Haciendo referencia a las figuras 3 a 7, cada unidad modular 6 comprende una placa de circuito impreso 8 sobre la que están conectados eléctricamente un conjunto de elementos condensadores 9 y un conjunto de tiristores 10 susceptibles de conmutar cada elemento condensador 9 individualmente.

De este modo, se obtiene un condensador 1 de potencia y control totalmente integrado y compacto, que permite la 55 conmutación de los elementos condensadores 9 de manera individualizada.

Cada unidad modular 6 además incluye medios de refrigeración 11 por convección natural fijados a la placa de circuito impreso 8 en el lado opuesto al conjunto de elementos condensadores 9, y orientados hacia el exterior de la caja de protección 7. Esta disposición de los medios de refrigeración 11 permite obtener un condensador 1 más 60 compacto.

La caja de protección 7 es prismática con dos laterales opuestos abiertos, uno posterior y otro frontal, destinados a recibir los medios de refrigeración 11 de cada unidad modular 6. Además, la caja de protección 7 está fabricada de una única pieza. 65

Las placas 8 están configuradas de modo que los elementos condensadores 9 están distribuidos al tresbolillo (ver figura 7), es decir, en dos filas paralelas, de modo que los elementos 9 colocados en cada fila se enfrentan al medio de los huecos de la fila inmediata, formando triángulos equiláteros. De esta manera, se optimiza el espacio entre dichos elementos 9.

5

Cabe destacar que aunque se han ilustrado unidades modulares 6 para seis elementos condensadores 9, también es posible utilizar unidades modulares 6 con otro número de elementos 9, dependiendo de las necesidades y aplicaciones.

De acuerdo con una realización mostrada en la figura 8, los elementos condensadores 9 comprenden una bobina 12 10 provista de un eje central hueco 13 y de cables de conexión 14, estando la bobina 12 embebida en resina 15 dentro de un cilindro envolvente 16 abierto por su parte superior, y comprendiendo además un disco de autocentrado 17 para el eje 13 y los cables de conexión 14 acoplado en la parte superior del cilindro 16.

Antes de aplicar el resinado, el disco de autocentrado 17 permite que la bobina 12 esté colocada centradamente con 15 respecto a las paredes internas del cilindro 16. El resinado se realiza inyectando una cantidad predeterminada de resina 15 por la parte superior a través del eje central 13, rellenando homogéneamente de abajo a arriba el espacio entre la bobina 12 y las paredes internas del cilindro 16.

De este modo, se provoca una desgasificación dentro del cilindro 16 de abajo a arriba evacuando el aire hacia el 20 exterior y rellenando homogéneamente el volumen desplazado, sin provocar la formación de burbujas contenedoras de aire y humedad.

Se mejora así la calidad y fiabilidad del elemento condensador 9, consiguiendo un aumento de la vida media en envejecimiento acelerado, por lo que aumenta su vida útil y aspecto, y con una capa envolvente homogénea. 25

Claims

REIVINDICACIONES

1. Condensador (1) de potencia con control integrado para baja tensión que comprende al menos un módulo de potencia (2) acoplado a un módulo de control (3), caracterizado por el hecho de que el módulo de potencia (2) comprende dos unidades modulares (6) dispuestas enfrentadas entre sí dentro de una caja de protección (7), 5 incluyendo cada unidad modular (6) una placa de circuito impreso (8) sobre la que están conectados eléctricamente un conjunto de elementos condensadores (9) y un conjunto de tiristores (10) susceptibles de conmutar cada elemento condensador (9) individualmente.
2. Condensador (1), según la reivindicación 1, en el que cada unidad modular (6) además incluye medios de 10 refrigeración (11) fijados a la placa de circuito impreso (8) en el lado opuesto al conjunto de elementos condensadores (9), y orientados hacia el exterior de la caja de protección (7).
3. Condensador (1), según la reivindicación 2, en el que los medios de refrigeración (11) incluyen elementos de refrigeración por convección natural. 15
4. Condensador (1), según la reivindicación 2 o 3, en el que la caja de protección (7) es prismática con dos laterales opuestos abiertos, uno posterior y otro frontal, destinados a recibir los medios de refrigeración (11) de cada unidad modular (6).

20
5. Condensador (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la caja de protección (7) está fabricada en una única pieza.
6. Condensador (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las placas (8) están configuradas de modo que los elementos condensadores (9) están distribuidos al tresbolillo. 25
7. Condensador (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el módulo de control (3) incluye un interruptor automático de puesta en marcha (4) y un regulador de energía reactiva (5).
8. Condensador (1), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende un único módulo de 30 potencia (2) acoplado adyacentemente al módulo de control (3).
9. Condensador (1’), según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende dos módulos de potencia (2) adyacentes entre sí y acoplados al módulo de control (3).

35