ES2635557T3 - Sistema de protección de una pluralidad de fuentes de tensión continua - Google Patents

Sistema de protección de una pluralidad de fuentes de tensión continua Download PDF

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ES2635557T3
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Jiri Stepanek
Simon Tian
Eric Domejean
Yvan Cadoux
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Abstract

Sistema (30) de protección de una pluralidad de fuentes (20) de tensión continua apropiadas para conectarse en paralelo entre un primer (16) y un segundo (18) bornes de entrada de un ondulador (12) de tensión, siendo apropiado el ondulador (12) de tensión para convertir una tensión continua de entrada en una tensión alterna de salida, estando conectada cada fuente (20) de tensión continua mediante un primer conductor (22) eléctrico al primer borne (16) de entrada y mediante un segundo conductor (26) eléctrico al segundo borne (18) de entrada, comprendiendo el sistema (30) de protección, para cada fuente (20) de tensión continua, un primer órgano (36) de corte y un primer detector (48) de un defecto de aislamiento del primer conductor (22) con relación a una masa (32) eléctrica, estando conectados el primer detector (48) y el primer órgano (36) de corte asociado en serie entre la fuente (20) de tensión continua correspondiente y el primer borne (16) de entrada del ondulador, y comprendiendo el sistema (30) de protección unos medios (48; 300) de disparo, en caso de detección de defecto de aislamiento, del primer órgano (36) de corte asociado con el fin de abrir el enlace eléctrico correspondiente a dicho primer conductor (22), estando el sistema (30) de protección caracterizado porque comprende, además, para cada fuente (20) de tensión continua, un segundo órgano (38) de corte y un segundo detector (50) de un defecto de aislamiento del segundo conductor (26) con relación a la masa (32) eléctrica, estando conectados el segundo detector (50) y el segundo órgano (38) de corte en serie entre la fuente (20) de tensión continua correspondiente y el segundo borne (18) de entrada del ondulador, y porque el sistema (30) comprende unos medios (50; 300) de disparo, en caso de detección del defecto de aislamiento, del segundo órgano (38) de corte asociado con el fin de abrir el enlace eléctrico correspondiente a dicho segundo conductor (26).

Description

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DESCRIPCION
Sistema de proteccion de una pluralidad de fuentes de tension continua
La presente invencion se refiere a un sistema de proteccion de una pluralidad de fuentes de tension continua apropiadas para conectarse en paralelo entre un primer y un segundo borne de entrada de un ondulador de tension, siendo apropiado el ondulador de tension para convertir una tension continua de entrada en una tension alterna de salida, estando conectada cada fuente de tension continua mediante un primer conductor electrico al primer borne de entrada y mediante un segundo conductor electrico a un segundo borne de entrada.
La invencion se refiere igualmente a una central de produccion de una tension alterna, que comprende el ondulador de tension, la pluralidad de fuentes de tension continua conectadas en paralelo entre los dos bornes de entrada del ondulador, y un sistema de ese tipo de proteccion de la pluralidad de fuentes de tension continua.
La invencion se refiere igualmente a un procedimiento de proteccion de la pluralidad de fuentes de tension continua.
Se conoce por el documento EP 1 291 997 A2 una central de produccion del tipo antes mencionado. La central de produccion incluye un ondulador de tension apropiado para convertir la tension continua suministrada por un campo de celulas solares, en una tension alterna suministrado a una red. El campo de celulas solares forma una pluralidad de fuentes de tension continua conectadas en paralelo y entre los bornes de entrada del ondulador.
La central de produccion incluye igualmente un sistema de proteccion de la pluralidad de fuentes de tension continua, incluyendo el sistema de proteccion un detector de defectos a tierra, es decir un detector de defectos de aislamiento de un conductor electrico con relacion a una masa electrica. En caso de deteccion de un defecto a tierra, el detector ordena la detencion del ondulador de tension con el fin de aislar las fuentes de tension continua.
El documento US 2012/0048325 A1 describe un dispositivo fotovoltaico de generacion de energfa que comprende un ondulador, un detector de defectos a tierra y un interruptor situado entre el ondulador y un cable de conexion de un conjunto de paneles fotovoltaicos.
El documento US 4 638 245 A describe un aparato de proteccion contra defectos a tierra de una fuente de corriente continua no unida a tierra.
El documento EP 2 463 977 A2 describe un agrupador de potencia continua unido mediante dos conductores a un conjunto de paneles fotovoltaicos y que comprende un interruptor previsto para desconectar los paneles cuando una medida de corriente diferencial entre los dos conductores es superior a un valor predefinido.
El documento US 2012/019964 A1 describe un ondulador unido electricamente una red de paneles fotovoltaicos y un procedimiento de aislamiento de la red con relacion al ondulador en caso de deteccion de un defecto a tierra.
Sin embargo, un sistema de proteccion de ese tipo implica una perdida de explotacion importante en caso de deteccion de un defecto a tierra, puesto que se detiene el ondulador de tension y entonces la central de produccion no proporciona ya mas tension alterna a la red.
El objeto de la invencion es por tanto proponer un sistema de proteccion que permita reducir las perdidas de explotacion en caso de defecto a tierra, es decir en caso de defecto de aislamiento de un conductor electrico con relacion a la masa electrica.
Con este fin, la invencion tiene por objeto un sistema de proteccion segun la reivindicacion 1.
La invencion tiene por objeto un sistema de proteccion segun las reivindicaciones dependientes 2 a 9.
La invencion tiene igualmente por objeto una central de produccion de una tension alterna segun la reivindicacion 10.
La invencion tiene igualmente por objeto una central de produccion de una tension alterna segun la reivindicacion dependiente 11.
La invencion tiene igualmente por objeto un procedimiento de proteccion de una pluralidad de fuentes de tension segun la reivindicacion 12.
La invencion tiene igualmente por objeto un procedimiento de proteccion de una pluralidad de fuentes de tension segun la reivindicacion dependiente 13.
Estas caractensticas y ventajas de la invencion surgiran con la lectura de la descripcion que sigue, dada unicamente a tftulo de ejemplo no limitativo, y realizada con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una representacion esquematica de una central de produccion de una tension alterna segun un primer modo de realizacion de la invencion, la central comprende un ondulador de tension, una pluralidad de fuentes de tension continua conectadas en paralelo y entre unos bornes de entrada del ondulador, y un sistema
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de proteccion del organo de corte y un primer detector de un defecto de aislamiento del primer conductor con relacion a una masa electrica, el primer detector y el primer organo de corte asociado estan conectados en serie entre la fuente de tension continua correspondiente y el primer borne de entrada del ondulador, y
- la figura 2 es una representacion esquematica de un dispositivo de proteccion de la figura 1, incluyendo el dispositivo de proteccion un primer y un segundo detector de defecto de aislamiento;
- la figura 3 es una representacion esquematica de cada detector de defecto de aislamiento de la figura 2,
incluyendo el detector un captador de corriente unido, por un lado, a una etapa de deteccion de una senal de
referencia y, por otro lado, a un organo de calculo de una corriente directa y de una corriente inversa;
- la figura 4 es una representacion esquematica de la etapa de deteccion de la figura 3;
- la figura 5 es un organigrama de funcionamiento del sistema de proteccion durante la aparicion de un primer defecto a tierra;
- la figura 6 es un organigrama de funcionamiento del sistema de proteccion durante la aparicion de un segundo defecto a tierra;
- la figura 7 es una vista analoga a la de la figura 1, segun un segundo modo de realizacion de la invencion;
- la figura 8 es un organigrama de funcionamiento del sistema de proteccion segun el segundo modo de
realizacion durante la aparicion de una corriente inversa y de una diferencia de corriente entre las dos polaridades de la corriente continua en la entrada del ondulador; y
- la figura 9 es una vista analoga a la de la figura 2 segun un tercer modo de realizacion.
En la figura 1, una central 10 de produccion de una tension alterna comprende un ondulador 12 de tension apropiado para convertir una tension continua de entrada en la tension alterna, presentando la tension alterna al menos una fase e incluyendo el ondulador 12 un borne 14 de salida para la o cada fase, asf como un primer borne 16 de entrada y un segundo borne 18 de entrada.
La central 10 de produccion comprende igualmente una pluralidad de fuentes 20 de tension continua conectadas en paralelo entre los dos bornes 16, 18 de entrada del ondulador.
La central 10 de produccion comprende una pluralidad de primeros conductores 22 electricos de enlace de cada fuente 20 de tension continua respectivamente con el primer borne 16 de entrada, estando conectados los primeros conductores 22 electricamente entre sf y al primer borne 16 de entrada mediante una primera lmea 24 electrica.
La central 10 de produccion comprende igualmente una pluralidad de segundos conductores 26 electricos de enlace de cada fuente 20 de tension continua respectiva con el segundo borne 18 de entrada, los segundos conductores 26 electricos estan conectados electricamente entre sf y al segundo borne 18 de entrada mediante una segunda lmea 28 electrica.
La central 10 de produccion comprende igualmente un sistema 30 de proteccion de la pluralidad de fuentes 20 de tension continua, particularmente con respecto a un defecto de aislamiento de uno o de varios conductores electricos entre los primeros y los segundos conductores 22, 26 electricos con relacion a una masa 32 electrica.
En el ejemplo de realizacion de la figura 1, la tension alterna proporcionada por el ondulador 12 es una tension trifasica, y el ondulador 12 incluye entonces tres bornes 14 de salida.
El ondulador 12 de tension es conocido por sf mismo, e incluye unos interruptores electronicos controlables, no representados, estando conmutados los interruptores electricos siguiendo una forma de control con el fin de convertir la tension continua de entrada en la tension trifasica de salida.
En el ejemplo de realizacion de la figura 1, el primer borne 16 de entrada corresponde a la polaridad positiva de la tension continua de entrada, y se denomina igualmente borne positivo de entrada. El segundo borne 18 de entrada corresponde a la polaridad negativa de la tension continua de entrada y se denomina igualmente borne negativo de entrada.
Cada fuente 20 de tension continua se conecta mediante un primer conductor 22 respectivo al primer borne 16 de entrada y mediante un segundo conductor 26 respectivo al segundo borne 18 de entrada. Cada fuente 20 de tension continua incluye al menos un panel 34 fotovoltaico. En el ejemplo de realizacion de la figura 1, cada fuente 20 de tension continua incluye un panel 34 fotovoltaico.
Como variante no representada, cada fuente 20 de tension continua incluye una pluralidad de paneles 34 fotovoltaicos conectados en serie o en paralelo entre los bornes 16, 18 de entrada.
En el ejemplo de realizacion de la figura 1, los primeros conductores 22 electricos y la primera lmea 24 electrica corresponden a la polaridad positiva de tension continua, la primera lmea 24 se denomina igualmente lmea positiva. Los segundos conductores 26 electricos y la segunda lmea 28 electrica corresponden a la polaridad negativa de la tension continua proporcionada en la entrada del ondulador 12, y la segunda lmea 28 electrica se denomina igualmente lmea negativa.
El sistema 30 de proteccion comprende, para cada fuente 20 de tension continua, un primer organo 36 de corte electrico conectado al primer conductor 22 correspondiente, un segundo organo de 38 de corte electrico conectado
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al segundo conductor 26 correspondiente y un aparato 40 auxiliar asociado a los primeros y segundos organos 36, 38 de corte. El primer organo 36 de corte, el segundo organo 38 de corte y el aparato 40 auxiliar forman un dispositivo 42 de proteccion de la fuente 20 de tension continua correspondiente, como se representa en las figuras 1 y 2.
En el ejemplo de realizacion de la figura 1, el sistema 30 de proteccion comprende, para cada fuente 20 de tension continua, un dispositivo 42 de proteccion correspondiente.
El sistema 30 de proteccion comprende un primer generador 44 de una primera senal predeterminada de referencia. Como complemento, el sistema 30 de proteccion comprende un segundo generador 46 de una segunda senal predeterminada de referencia.
Cada primer organo 36 de corte y cada segundo organo 38 de corte son, por ejemplo, unos disyuntores, tales como unos disyuntores magnetotermicos. En el ejemplo de realizacion de la figura 2, el primer y segundo organos 38 de corte de un mismo dispositivo 42 de proteccion estan formados por un disyuntor de cuatro polos, correspondiendo cada organo 36, 38 de corte a dos polos del disyuntor. En este ejemplo de realizacion, el primer organo 36 de corte y el segundo organo 38 de corte estan acoplados mecanicamente por una barra de disparo, no representada, con el fin de permitir una apertura simultanea del primer y segundo organos 36, 38 de corte.
Cada aparato 40 auxiliar comprende una caja 47 de proteccion y un primer detector 48 de un defecto de aislamiento del primer conductor 22 correspondiente con relacion a la masa 32 electrica, estando dispuesto el primer detector 48 en la caja 47 de proteccion.
Como complemento, cada aparato 40 auxiliar comprende un segundo detector 50 de un defecto de aislamiento del segundo conductor 26 correspondiente con relacion a la masa 32 electrica, estando dispuesto el segundo detector 50 en la caja 47 de proteccion.
El primer generador 44 se conecta entre la masa 32 electrica y el primer borne 16 de entrada, con el fin de inyectar la primera senal de referencia en la primera lmea 24 electrica. La primera senal de referencia presenta una frecuencia predeterminada no nula, por ejemplo igual a 2,5 Hz, con el fin de que no se confunda con la corriente continua que circula en la primera lmea 24 electrica y en los primeros conductores 22.
El segundo generador 46 se conecta entre la masa 32 electrica y el segundo borne 18 de entrada, con el fin de inyectar la segunda senal de referencia en la segunda lmea 28 electrica. La segunda senal de referencia presenta una frecuencia predeterminada no nula, por ejemplo igual a 2,5 Hz, con el fin de que no se confunda con la corriente continua que circula en la segunda lmea 28 electrica y en el segundo conductor 26 electrico.
Como variante no representada, el sistema 30 de proteccion comprende un unico generador entre el primer y segundo generadores 44, 46, siendo apropiada la senal de referencia inyectada en una de las lmeas entre la primera y segunda lmeas 24, 28 electricas para retornar a la otra lmea entre la primera y la segunda lmeas 24, 28 electricas mediante un acoplamiento de impedancia entre la primera y la segunda lmeas 24, 28 electricas. El acoplamiento de impedancias de la primera y segunda lmeas electricas 24, 28 se realiza, por ejemplo, a traves del ondulador 12 de tension.
El primer detector 48 y el primer disyuntor 36 asociados se conectan en serie entre la fuente 20 de tension continua correspondiente y el primer borne 16 de entrada del ondulador.
El primer detector 48 es apropiado para detectar la primera senal de referencia para la deteccion de defectos de aislamiento, circulando la primera senal de referencia entre el primer detector 48 correspondiente y el primer generador 44 a traves de la masa 32 electrica en caso de defecto de aislamiento (flecha F1).
El segundo detector 50 y el segundo disyuntor 38 asociados se conectan en serie entre la fuente 20 de tension continua correspondiente y el segundo borne 18 de entrada del ondulador.
El segundo detector 50 es apropiado para detectar la segunda senal de referencia para la deteccion de defectos de aislamiento, circulando la segunda senal de referencia entre el segundo detector 50 y el segundo generador 46 a traves de la masa 32 electrica en caso de defecto de aislamiento sobre un segundo conductor 26 correspondiente (flecha F2).
Cada detector 48, 50 incluye un captador 52 de corriente apropiado para medir la intensidad de la corriente que circula en el conductor 22, 26 electrico correspondiente, una etapa 54 de deteccion de la primera o segunda senal de referencia y un organo 56 de calculo de una corriente directa y de una corriente inversa, como se representa en la figura 3.
En el ejemplo de realizacion de las figuras 2 a 4, el captador 52 de corriente es una resistencia de derivacion.
En el modo de realizacion descrito, cada detector 48, 50 es apropiado para disparar el organo 36, 38 de corte asociado en caso de deteccion por dicho detector de un defecto de aislamiento de un conductor 22, 26 correspondiente con relacion a la masa 32 electrica. Dicho de otra manera, el primer detector 48 forma un medio de
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disparo del primer disyuntor 36 asociado, en caso de deteccion del defecto de aislamiento del primer conductor 22 correspondiente con relacion a la masa 32 electrica. El segundo detector 50 forma, de manera analoga, un medio de disparo del segundo disyuntor 38 asociado, en caso de deteccion del defecto de aislamiento del segundo conductor 26 correspondiente con relacion a la masa 32 electrica.
La etapa 54 de deteccion, visible en la figura 4, se conecta a los extremos del captador 52 de corriente. Incluye un amplificador 58 diferencial, una primera 60, una segunda 62, y una tercera 64 etapas de filtrado, conectadas en serie en la salida del amplificador 58 diferencial, un convertidor 66 de analogico a digital conectado en la salida de la tercera etapa 64 de filtrado y un reductor de ruido 68 conectado a la salida del convertidor 66 de analogico a digital. La etapa 54 de deteccion es apropiada para detectar una corriente alterna, a saber la primera y/o la segunda senal de referencia.
Como variante no representada, las salidas de los amplificadores 58 diferenciales de los dos detectores 48, 50 se suman entre sr Esto permite sumar las senales de medida procedentes de los dos captadores 52 de corriente e incrementar la relacion senal a ruido cuando las senales de medida procedentes de los captadores de corriente presentan un reducido valor.
El organo 56 de calculo es conocido por sf mismo, y es apropiado para calcular la intensidad de la corriente directa a partir de la intensidad medida por el captador 52 de corriente. El organo 56 de calculo es igualmente apropiado para calcular la intensidad de la corriente inversa, a partir de la intensidad medida por el captador 52 de corriente, siendo susceptible de aparecer la corriente inversa en caso de presencia de un doble defecto de aislamiento con relacion a la masa 32 electrica, es decir de un defecto de aislamiento de un primer conductor 22 para una fuente continua dada, seguido de manera casi simultanea por un defecto para un segundo conductor 26 con relacion a la masa 32 electrica para otra fuente de tension continua.
Cada etapa 60, 62, 64 de filtrado incluye un filtro 70 paso alto y un filtro 72 paso bajo conectado en la salida del filtro 70 paso alto.
El filtro 70 paso alto esta destinado a suprimir la componente continua de la intensidad medida. El filtro 70 paso alto presenta una primera frecuencia de corte, de valor preferentemente inferior a 1 Hz, con el fin de suprimir la componente continua mientras se conserva la primera o segunda senal de referencia de frecuencia por ejemplo igual a 2,5 Hz. La primera frecuencia de corte del filtro 70 paso alto es inferior a la frecuencia de la primera o segunda senal de referencia.
El filtro 72 paso bajo conectado a la salida del filtro 70 paso alto esta destinado a suprimir las componentes de frecuencias superiores a las de la primera o segunda senal de referencia, con el fin de poder detectar esta senal en caso de defecto de aislamiento. El filtro 72 paso bajo presenta una segunda frecuencia de corte de valor por ejemplo igual a 10 Hz, siendo la frecuencia de la primera o la segunda senal de referencia por ejemplo igual a 2,5 Hz. La segunda frecuencia de corte del filtro 72 paso bajo es superior a la frecuencia de la primera o segunda senal de referencia, con el fin de conservar dicha senal de referencia.
Dicho de otra manera, cada etapa 60, 62, 64 de filtrado forma un filtro paso banda con el fin de conservar esencialmente las frecuencias comprendidas entre la primera frecuencia de corte y la segunda frecuencia de corte, es decir la informacion correspondiente a la primera o a la segunda senal de referencia.
Cada etapa 60, 62, 64 de filtrado presenta ademas una gran ganancia, presentando el conjunto de las tres etapas 60, 62, 64 de filtrado una ganancia total de valor superior a 1000, preferentemente igual a 100.000.
El funcionamiento del sistema 30 de proteccion segun la invencion se explicara de aqrn en adelante con la ayuda de las figuras 5 y 6.
En la figura 5, en caso de aparicion de un primer defecto de aislamiento de un conductor 22, 26 electrico con relacion a la masa 32 electrica (etapa 100), la primera o segunda senal de referencia, segun que el conductor en defecto de aislamiento sea el primer conductor 22 o el segundo conductor 26, circula en el bucle en defecto. Se detecta entonces la primera o segunda senal de referencia mediante el detector 48, 50 correspondiente del aparato auxiliar durante la etapa 110. Habiendo detectado el detector 48, 50 el defecto de aislamiento, lanza entonces una temporizacion o un retardo de validacion del defecto.
Si no aparece un segundo defecto en la temporizacion durante la etapa 120, entonces el detector 48, 50 que ha detectado previamente el defecto dispara al final de la temporizacion el organo 36, 38 de corte afectado durante la etapa 130.
En el modo de realizacion descrito, el disyuntor de cuatro polos correspondiente al organo 36, 38 de corte afectado es disparado en este caso por el detector 48, 50 que haya detectado anteriormente el defecto. Dicho de otra manera, se dispara entonces el primer y segundo organos 36, 38 de corte correspondiente a la fuente 20 de tension continua afectada por el detector de aislamiento.
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La fuente 20 de tension continua afectada es aislada por tanto del resto de la central 10 de produccion mediante la apertura del primer y segundo organos 36, 38 de corte correspondientes. La central 10 de produccion esta entonces de nuevo operativa sin tener necesidad de detener el ondulador 12, y continuando la produccion de la tension alterna con ayuda del ondulador 12 y de las otras fuentes 20 de tension continua que no estan en defecto.
Si por el contrario aparece un segundo defecto durante la temporizacion en la etapa 120, entonces la aparicion de este segundo defecto a tierra (etapa 200) implica la aparicion de una corriente inversa y/o de una diferencia de corriente entre la polaridad positiva y la polaridad negativa (etapa 210). La corriente inversa es una corriente que circula desde el primer defecto (flecha F1) hasta un segundo defecto (sentido opuesto al de la flecha F2) a traves de la masa 32 electrica. Una corriente inversa de ese tipo es generalmente grande, puesto que esta limitada unicamente por la impedancia del primer y segundo defectos y por la resistencia de la masa 32 electrica.
Esta corriente inversa y/o esta diferencia de corriente entre las dos polaridades se detecta entonces durante la etapa 220 por el organo 56 de calculo del aparato 40 auxiliar correspondiente. El detector 48, 50 afectado lanza una temporizacion.
En el curso de la etapa 230 siguiente, si se determina la corriente inversa para las dos fases de un mismo aparato 40 auxiliar, entonces se eliminan los dos defectos de aislamiento durante la etapa 240 por medio del disparo del primer y segundo organos 36, 38 de corte asociados a este aparato 40 auxiliar, es decir en el modo de realizacion descrito a traves del disparo del disyuntor de cuatro polos asociado a este aparato 40 auxiliar.
En el ejemplo de realizacion descrito, en el que el primer y segundo organos 36, 38 de corte son unos disyuntores magnetotermicos, si la intensidad de la corriente inversa de defecto es inferior a 0,7 veces la intensidad nominal del disyuntor correspondiente, indicada por In, entonces los disyuntores 36, 38 continuan cerrados. Si la intensidad de la corriente inversa de defecto esta comprendida entre 0,7 veces In y 3,2 veces In para la curva B del disyuntor, entonces el aparato 40 auxiliar disparara los dos disyuntores 36, 38 en un lapso de tiempo comprendido entre 20 ms y 30 ms. Si la intensidad de la corriente inversa de defecto esta comprendida entre 3,2 veces In y 7 veces In, esto corresponde a una zona de funcionamiento en la que a la vez el aparato 40 auxiliar y el circuito magnetico del disyuntor 36, 38 son susceptibles de ordenar el disparo del disyuntor 36, 38. En cualquier caso, el lapso de tiempo necesario para el disparo estara comprendido entre 10 ms y 30 ms, lo que permite tener una apertura casi simultanea de los dos disyuntores 36, 38 asociados al doble defecto. Finalmente, si la intensidad de la corriente de defecto es superior a 7 veces In, entonces los circuitos magneticos de los dos disyuntores 36, 38 ordenaran el disparo de los disyuntores 36, 38. El lapso de tiempo necesario para disparo es inferior a 12 ms, lo que permite tener una mejor simultaneidad de la apertura de los dos disyuntores 36, 38 asociados al doble defecto.
Si, por el contrario, se determina la corriente inversa entre las polaridades positiva y negativa de los dos aparatos 40 auxiliares distintos, entonces el primer y segundo organos 36, 38 de corte de los dos aparatos 40 auxiliares afectados se disparan al final de la temporizacion durante la etapa 250. Dicha temporizacion es preferentemente inferior a 20 ms.
En el modo de realizacion descrito, los dos disyuntores de cuatro polos que corresponden a los dos aparatos 40 auxiliares afectados se disparan en este caso mediante los detectores 48, 50 que hayan detectado anteriormente estos dos defectos. Dicho de otra manera, el defecto doble se suprime a traves del disparo de los dos disyuntores de cuatro polos asociados a los dos aparatos 40 auxiliares afectados.
Las condiciones de disparo del primer y segundo disyuntores 36, 38 magnetotermicos y el lapso de tiempo necesario para el disparo correspondiente son identicos a los descritos anteriormente para la etapa 240.
Los dos disyuntores de cuatro polos tienen una curva de disparo gestionada por la electronica y permiten por tanto una muy buena precision y reproducibilidad del disparo. Los dos disyuntores de cuatro polos accionaran una apertura simultanea o casi simultanea. Debido a esto, la tension de corte se repartira entre los contactos de los dos disyuntores de cuatro polos. Para una tension continua U de entrada del ondulador 12, cada contacto del disyuntor 36, 38 debera cortar una tension solamente igual a U/2. La tension U en la entrada del ondulador 12 es, por ejemplo, igual a 1 kV, y la tension a cortar para cada disyuntor 36, 38 es entonces igual a aproximadamente 500 V. Esto permite utilizar unos disyuntores 36, 38 menos costosos.
Las dos fuentes 20 de tension continua afectadas se afslan por tanto del resto de la central 10 de produccion debido a la apertura del primer y segundo organos 36, 38 de corte correspondientes.
De ese modo, incluso en caso de un doble defecto de aislamiento de diferentes conductores con relacion a la masa 32 electrica, el ondulador 12 de tension no se detiene, y solo se afslan del resto de la central 10 de produccion las fuentes 20 de tension continua que presenten un defecto de aislamiento en sus extremos, mientras que las otras fuentes 20 de tension continua que no presentan defecto continuan operativas. Esto permite localizar el defecto de aislamiento y proseguir con la produccion de la tension alterna a traves del ondulador 12 de tension.
El sistema 30 de proteccion segun la invencion permite entonces asegurar la proteccion de las fuentes 20 de tension continua, es decir la proteccion de los paneles 34 fotovoltaicos y de los enlaces electricos que unen los paneles 34 a los organos 36, 38 de corte. El sistema 30 de proteccion protege las fuentes 20 de tension continua particularmente
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respecto a un defecto de conexion electrica entre un panel 34 y un organo 36, 38 de corte, respecto a un defecto entre el interior de un panel 34 y la masa 32 electrica o incluso respecto a un defecto entre un enlace electrico de conexion de un panel 34 a un organo 36, 38 de corte correspondiente y la masa 32 electrica.
Las figuras 7 y 8 ilustran un segundo modo de realizacion de la invencion para el que los elementos analogos al primer modo de realizacion, descrito anteriormente, se referencian mediante unas referencias identicas, y no se describen de nuevo.
Segun el segundo modo de realizacion, el sistema 30 de proteccion comprende ademas un dispositivo 300 de centralizacion de los defectos detectados, siendo apropiado el dispositivo 300 de centralizacion para comunicar con cada detector 48, 50 y para enviar una senal de disparo con destino a uno o unos organos 36, 38 de corte correspondientes en caso de deteccion de uno o de varios defectos de aislamiento.
Dicho de otra manera, segun el segundo modo de realizacion, el dispositivo 300 de centralizacion forma un medio de disparo del primer organo 36 de corte afectado en caso de deteccion del defecto de aislamiento de un primer conductor 22 correspondiente con relacion a la masa 32 electrica. Como complemento, el dispositivo 300 de centralizacion forma un medio de disparo del segundo organo 38 de corte afectado en caso de deteccion del defecto de aislamiento de un segundo conductor 28 correspondiente con relacion a la masa 32 electrica.
En el ejemplo de realizacion de la figura 7, el dispositivo 42 de proteccion asociado a cada fuente 20 de tension continua incluye ademas un organo 302 de comunicacion, unido a la vez al primer detector 48 y al segundo detector 50, siendo el organo 302 de comunicacion comun a los dos detectores 48, 50 y apropiado para permitir la comunicacion de datos entre los detectores 48, 50 y el dispositivo 300 de centralizacion, a traves de un enlace 304 de datos.
Como variante no representada, el sistema 30 de proteccion comprende, para cada primer detector 48, un primer organo de comunicacion con el dispositivo 300 de centralizacion, y para cada segundo detector 50, un segundo organo de comunicacion con el dispositivo 300 de centralizacion.
El enlace 304 de datos es preferentemente un enlace radioelectrico. Como variante, el enlace 304 de datos es un enlace por cable.
El funcionamiento del sistema 30 de proteccion segun el segundo modo de realizacion es analogo al del primer modo de realizacion, descrito anteriormente. El funcionamiento del sistema 30 de proteccion segun el segundo modo de realizacion se precisara ademas en el caso de un doble defecto de aislamiento con la ayuda del organigrama de la figura 8.
En caso de doble defecto de aislamiento con relacion a la masa 32 electrica, aparecen durante la etapa 400 una corriente inversa y/o una diferencia de corriente entre las polaridades positiva y negativa.
La deteccion de estos defectos de aislamiento se efectua entonces mediante los detectores 48, 50 de uno o de varios aparatos 40 auxiliares, durante la etapa 410. Los defectos de aislamiento detectados por los detectores 48, 50 se comunican entonces al dispositivo 300 de centralizacion con la ayuda del o de los organos 302 de comunicacion correspondientes.
Durante la etapa 420 siguiente, el dispositivo 300 de centralizacion determina si la corriente inversa determinada esta presente en las dos fases del mismo dispositivo 42 de proteccion, y si es asf, envfa una senal de disparo, durante la etapa 430, al primer y segundo organos 36, 38 de corte del dispositivo 42 de proteccion correspondiente. En el ejemplo de realizacion descrito, se dispara el disyuntor de cuatro polos correspondiente al primer y segundo organos 36, 38 de corte del dispositivo 42 de proteccion. Las condiciones de disparo del primer y segundo disyuntores 36, 38 magnetotermicos y el lapso de tiempo necesario para el disparo correspondiente son identicos a los descritos anteriormente para el primer modo de realizacion en relacion con la etapa 240 de la figura 6.
Si no, el dispositivo de centralizacion determina durante la etapa 460, si varios aparatos 40 auxiliares han detectado cada uno un defecto de aislamiento con relacion a la masa 32 electrica.
Durante esa etapa 460, si los detectores 48, 50 de un unico aparato 40 auxiliar han detectado un defecto de aislamiento, entonces se disparan el primer y segundo organos 36, 38 de corte asociados a este aparato 40 auxiliar durante la etapa 480. En el ejemplo de realizacion descrito, solo se dispara entonces el disyuntor tetrapolar asociado al aparato 40 auxiliar correspondiente a traves del dispositivo 300 de centralizacion.
Las condiciones de disparo del primer y segundo disyuntores 36, 38 magnetotermicos y el lapso de tiempo necesario para el disparo correspondiente son de nuevo identicos a los descritos anteriormente para el primer modo de realizacion en relacion con la etapa 240 de la figura 6.
Si no, en el caso de que varios aparatos 40 auxiliares hayan detectado un defecto de aislamiento a traves de su detector 48, 50 respectivo, entonces se disparan los primer y segundo organos 36, 38 de corte asociados a cada uno de estos aparatos 40 auxiliares que hayan detectado un defecto de aislamiento mediante unas senales
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correspondientes emitidas por el dispositivo 300 de centralizacion. Dicho de otra manera, en el ejemplo de realizacion descrito, se disparan los disyuntores tetrapolares asociados a los aparatos 40 auxiliares que hayan detectado los defectos de aislamiento, produciendose el disparo de los disyuntores afectados en un intervalo de tiempo limitado, por ejemplo en un intervalo de tiempo inferior a 20 ms.
Las condiciones de disparo del primer y segundo disyuntores 36, 38 magnetotermicos y el lapso de tiempo necesario para el disparo correspondiente son de nuevo identicos a los descritos anteriormente para el primer modo de realizacion con relacion a la etapa 240 de la figura 6.
Los dos disyuntores de cuatro polos realizaran por tanto una apertura simultanea o casi simultanea. Debido a esto, la tension cortada se repartira sobre los contactos de los dos disyuntores de cuatro polos. Para una tension continua U en la entrada del ondulador 12, cada contacto de disyuntor 36, 38 debera cortar una tension solamente igual a U/2.
Como resultado del disparo de los disyuntores afectados, se afslan entonces del resto de la central 10 de produccion las fuentes 20 de tension continua que presenten un defecto de aislamiento en sus extremos, de manera que la central 10 de produccion funcione de nuevo normalmente con el fin de proporcionar la tension alterna a partir del ondulador 12 de tension. El ondulador 12 se alimenta en la entrada por las fuentes 20 de tension continua que no presentan defecto de aislamiento en sus bornes y que no se han aislado por el disparo anterior de los disyuntores afectados.
El sistema 30 de proteccion segun el segundo modo de realizacion permite entonces ofrecer una mejor coordinacion del disparo de los organos 36, 38 de corte afectados a continuacion de la aparicion de uno o de varios defectos de aislamiento. El sistema 30 de proteccion segun el segundo modo de realizacion permite particularmente controlar mejor el intervalo de tiempo en el curso del que el conjunto de los organos 36, 38 de corte se dispara en el caso de varios defectos de aislamiento con relacion a la masa 32 electrica.
Las otras ventajas de este segundo modo de realizacion son identicas a las del primer modo de realizacion, y no se describen de nuevo.
La figura 9 ilustra un tercer modo de realizacion de la invencion para el que los elementos analogos al primer modo de realizacion, descrito anteriormente, se referencian mediante unas referencias identicas, y no se describen de nuevo.
Segun el tercer modo de realizacion, el primer detector 48 incluye un primer captador 500 de corriente continua apropiado para medir la intensidad de la corriente que circula en el primer conductor 22 electrico correspondiente. El segundo detector 50 incluye un segundo captador 502 de corriente continua apropiado para medir la intensidad de la corriente continua que circula en el segundo conductor 26 electrico correspondiente.
El aparato 40 auxiliar incluye ademas un transformador 504 electrico para medir la suma de las corrientes que circulan en los dos conductores 22, 26 electricos.
Dicho de otra manera, segun el tercer modo de realizacion, cada aparato 40 auxiliar incluye el primer captador 500 de corriente continua, el segundo captador 502 de corriente continua y el transformador 504 electrico, en sustitucion de los dos captadores de corriente 52, tales como unas resistencias de derivacion, del primer y segundo modos de realizacion.
El transformador 504 permite ademas detectar la primera senal de referencia y/o la segunda senal de referencia, permitiendo los dos captadores 500, 502 de corriente continua la deteccion de la corriente inversa y/o la diferencia de corriente entre las polaridades positiva negativa.
El sistema 30 de proteccion segun el tercer modo de realizacion permite tener unas medidas de corriente menos sensibles al ruido que con la resistencia de derivacion 52 del primer y segundo modos de realizacion. Esta variante de medida de las corrientes que circulan en el primer y segundo conductores 22, 26 electricos es sin embargo mas costosa que la descrita con ayuda de resistencias de derivacion para el primer y segundo modos de realizacion.
Se concibe de ese modo que el sistema 30 de proteccion segun la invencion permite reducir las perdidas de explotacion en caso de defecto de aislamiento de un conductor 22, 26 electrico con relacion a la masa 32 electrica.

Claims (13)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema (30) de proteccion de una pluralidad de fuentes (20) de tension continua apropiadas para conectarse en paralelo entre un primer (16) y un segundo (18) bornes de entrada de un ondulador (12) de tension, siendo apropiado el ondulador (12) de tension para convertir una tension continua de entrada en una tension alterna de salida, estando conectada cada fuente (20) de tension continua mediante un primer conductor (22) electrico al primer borne (16) de entrada y mediante un segundo conductor (26) electrico al segundo borne (18) de entrada, comprendiendo el sistema (30) de proteccion, para cada fuente (20) de tension continua, un primer organo (36) de corte y un primer detector (48) de un defecto de aislamiento del primer conductor (22) con relacion a una masa (32) electrica, estando conectados el primer detector (48) y el primer organo (36) de corte asociado en serie entre la fuente (20) de tension continua correspondiente y el primer borne (16) de entrada del ondulador, y comprendiendo el sistema (30) de proteccion unos medios (48; 300) de disparo, en caso de deteccion de defecto de aislamiento, del primer organo (36) de corte asociado con el fin de abrir el enlace electrico correspondiente a dicho primer conductor (22),
    estando el sistema (30) de proteccion caracterizado porque comprende, ademas, para cada fuente (20) de tension continua, un segundo organo (38) de corte y un segundo detector (50) de un defecto de aislamiento del segundo conductor (26) con relacion a la masa (32) electrica, estando conectados el segundo detector (50) y el segundo organo (38) de corte en serie entre la fuente (20) de tension continua correspondiente y el segundo borne (18) de entrada del ondulador, y
    porque el sistema (30) comprende unos medios (50; 300) de disparo, en caso de deteccion del defecto de aislamiento, del segundo organo (38) de corte asociado con el fin de abrir el enlace electrico correspondiente a dicho segundo conductor (26).
  2. 2. Sistema (30) segun la reivindicacion 1, en el que el sistema (30) comprende ademas un primer generador (44) de una primera senal predeterminada de referencia, siendo apropiado el primer generador (44) para conectarse entre la masa (32) electrica y el primer borne (16) de entrada, presentando la primera senal de referencia una frecuencia predeterminada no nula, y
    en el que cada primer detector (48) es apropiado para detectar la primera senal de referencia para la deteccion del defecto, siendo apropiada la primera senal de referencia para circular entre el primer detector (48) correspondiente y el primer generador (44) a traves de la masa (32) electrica en caso de defecto de aislamiento.
  3. 3. Sistema (30) segun la reivindicacion 1 o 2, en el que el sistema (30) comprende ademas un segundo generador
    (46) de una segunda senal predeterminada de referencia, siendo apropiado el segundo generador (46) para conectarse entre la masa (32) electrica y el segundo borne (18) de entrada, presentando la segunda senal de referencia una frecuencia predeterminada no nula, y
    en el que cada segundo detector (50) es apropiado para detectar la segunda senal de referencia para la deteccion de defecto, siendo apropiada la segunda senal de referencia para circular entre el segundo detector (50) correspondiente y el segundo generador (46) a traves de la masa (32) electrica en caso de defecto de aislamiento.
  4. 4. Sistema (30) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el sistema (30) comprende, para cada fuente (20) de tension continua, un aparato (40) auxiliar, incluyendo cada aparato (40) auxiliar una caja (47) de proteccion, el primer detector (48) y el segundo detector (50), estando dispuestos los detectores (48, 50) en la caja
    (47) de proteccion.
  5. 5. Sistema (30) segun la reivindicacion 4, en el que el primer detector (48) incluye un primer captador (500) de corriente continua apropiado para medir la intensidad de la corriente continua que circula en el primer conductor (22) electrico, el segundo detector (50) incluye un segundo captador (502) de corriente continua apropiado para medir la intensidad de la corriente continua que circula en el segundo conductor (26) electrico, y el aparato (40) auxiliar incluye ademas un transformador (504) electrico para medir la suma de las corrientes que circulan en los dos conductores (22, 26) electricos.
  6. 6. Sistema (30) segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que cada detector (48, 50) incluye un captador (52) de corriente, tal como una resistencia de derivacion, apropiada para medir la intensidad de la corriente que circula en el conductor (22, 26) electrico correspondiente.
  7. 7. Sistema (30) segun la reivindicacion 5 o 6, en el que cada detector (48, 50) incluye un filtro (70) paso alto, con el fin de suprimir la componente continua de la intensidad medida.
  8. 8. Sistema (30) segun una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que cada detector (48, 50) incluye un organo (56) de calculo apropiado para calcular la intensidad de una corriente directa y la intensidad de una corriente inversa a partir de la intensidad medida por el captador (52; 500, 502) de corriente.
  9. 9. Sistema (30) segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema (30) comprende ademas un dispositivo (300) de centralizacion de los defectos detectados, siendo apropiado el dispositivo (300) de centralizacion para comunicar con cada detector (48, 50) y, en caso de deteccion de uno o de varios defectos de aislamiento, para enviar una senal de disparo con destino a uno o unos organos (36, 38) de corte correspondientes.
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  10. 10. Central (10) de produccion de una tension alterna, que comprende:
    - un ondulador (12) de tension, apropiado para convertir una tension continua de entrada en la tension alterna, presentando la tension alterna al menos una fase, incluyendo el ondulador (12) un borne (14) de salida para la o cada fase, un primer (16) y un segundo (18) bornes de entrada,
    - una pluralidad de fuentes (20) de tension continua conectadas en paralelo entre los dos bornes (16, 18) de entrada del ondulador, estando conectada cada fuente (20) de tension continua mediante un primer conductor (22) electrico al primer borne (16) de entrada y mediante un segundo conductor (26) electrico al segundo borne (18) de entrada, y
    - un sistema (30) de proteccion de la pluralidad de fuentes (20) de tension, caracterizado porque el sistema (30) de proteccion esta de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
  11. 11. Central (10) segun la reivindicacion 10, en la que cada fuente (20) de tension continua incluye al menos un panel (34) fotovoltaico.
  12. 12. Procedimiento de proteccion de una pluralidad de fuentes (20) de tension continua apropiadas para conectarse en paralelo entre un primer (16) y un segundo (18) bornes de entrada de un ondulador (12) de tension, siendo apropiado el ondulador (12) de tension para convertir una tension continua de entrada en una tension alterna de salida, estando conectada cada fuente (20) de tension continua mediante un primer conductor (22) electrico al primer borne (16) de entrada y mediante un segundo conductor (26) electrico al segundo borne (18) de entrada, comprendiendo el procedimiento de proteccion las etapas siguientes:
    -la deteccion (110), mediante un primer detector (48) de defectos de aislamiento, de un primer defecto de aislamiento del primer conductor (22) con relacion a una masa (32) electrica, y
    - el disparo (130), en caso de deteccion del primer defecto de aislamiento con relacion a la masa (32) electrica, de un primer organo (36) de corte asociado con el fin de abrir el enlace electrico correspondiente a dicho primer conductor (22), estando conectados el primer detector (48) y el primer organo (36) de corte en serie entre la fuente (20) de tension continua correspondiente y el primer borne (16) de entrada del ondulador,
    estando el procedimiento de deteccion caracterizado porque comprende las etapas siguientes:
    - la deteccion (220; 410), mediante el segundo detector (50) de defectos de aislamiento, de un segundo defecto de aislamiento del segundo conductor (26) con relacion a la masa (32) electrica, y
    - el disparo (240, 250; 470, 480), en caso de deteccion del segundo defecto de aislamiento con relacion a la masa (32) electrica, de un segundo organo (38) de corte asociado con el fin de abrir el enlace electrico correspondiente a dicho segundo conductor (26), estando conectados el segundo detector (50) y el segundo organo (38) de corte en serie entre la fuente (20) de tension continua correspondiente y el segundo borne (18) de entrada del ondulador.
  13. 13. Procedimiento de proteccion segun la reivindicacion 12, en el que durante la etapa (250; 470) de disparo del segundo organo (38) de corte en caso de deteccion del segundo defecto de aislamiento con relacion a la masa (32) electrica, el disparo del segundo organo (38) de corte es ordenado de manera simultanea con el disparo del primer organo (36) de corte, preferentemente en los 20 ms, para tener una apertura simultanea del primer y segundo organos (36, 38) de corte, preferentemente en los 20 ms.
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