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VOLTAGE DISTURBANCE GENERATOR FOR TESTING ELECTRICAL DEVICES AND METHODCM Patents

Índice de la ficha

Updated at
24/07/2026
Numero publicacion
WO.2014125147.A1
Fecha publicacion
21/08/2014
Numero solicitud
WO2014ES70099
Fecha presentacion
12/02/2014

En detalle

Resumen

The invention relates to a voltage disturbance generating device for generating a voltage, in which the amplitude, frequency and phase can be modified. The invention can be used to reproduce a disturbance similar to those that occur in weak networks in the event of faults such as sudden load connections or disconnections or short circuits. The invention is based on the use of two wound-rotor induction machines, namely one in which the frequency of the output voltage is modified by controlling the rotation speed and another used as an induction regulator. In addition, the invention comprises a connection device and a control system. The invention is a tool for testing electrical devices in order to evaluate performance in the event of disturbances in weak networks and is particularly suitable for testing wind turbines.

Reivindicaciones

REIVINDICACIONES 1.- Un generador de perturbaciones de tensión para ensayo de equipos eléctricos, instalado entre el punto de conexión de la red de distribución (2) y el equipo eléctrico a ensayar (5), caracterizado por que comprende: una primera máquina asincrona trifásica de rotor bobinado alimentada desde la red de distribución (2) a tensión y frecuencia constante a través de un interruptor automático de entrada (4); una segunda máquina asincrona trifásica de rotor bobinado alimentada con la tensión de salida de la primera máquina asincrona trifásica de rotor bobinado; un primer servomecanismo acoplado en el eje de una de las máquinas trifásicas asincronas de rotor bobinado (1), que comprende un servomotor (12), un sistema de regulación (13) y un sistema de muestreo y adquisición de datos (14), y que está encargado de realizar el control sobre la frecuencia y la fase de la tensión en uno de sus devanados a partir de la regulación de la velocidad y el ángulo inicial de la posición de su eje; un segundo servomecanismo acoplado en el eje de la otra máquina trifásica asincrona de rotor bobinado (3), que comprende un servomotor (15), un sistema de regulación (16) y un sistema de muestreo y adquisición de datos (17), y que está encargado de realizar el control sobre la amplitud de la tensión de salida a partir de la regulación de la posición de su eje; un dispositivo de conexionado (19) dispuesto en serie entre la salida de la segunda máquina asincrona trifásica de rotor bobinado y el equipo a ensayar (5) y que comprende una pluralidad de grupos trifásicos de resistencias (6,7) de valor regulable, una pluralidad de grupos de contactores (8,9, 10, 11 ,22,25,26) y un interruptor automático de salida (20) para conexión y desconexión con el equipo a ensayar (5), cuya lógica de maniobra está establecida desde un sistema de control (18), un sistema de control (18), donde se programan las características de la forma de la onda de tensión en amplitud, frecuencia y fase a reproducir con el generador de perturbaciones de tensión mediante el control del sistema de regulación (13, 16) de los servomecanismos, así como el protocolo de maniobra que establece la lógica de operación de los elementos del dispositivo de conexionado (19) y de los interruptores automáticos de entrada (4) y de salida (20) , dependiendo de las características del ensayo que se desee realizar. 2. - Un generador de perturbaciones de tensión para ensayo de equipos eléctricos de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado por que el primer servomecanismo (12, 13, 14) está acoplado al eje de la primera máquina asincrona trifásica de rotor bobinado (1) y el segundo servomecanismo (15,16,17) está acoplado al eje de la segunda máquina asincrona trifásica de rotor bobinado (3), la cual está conectada como un regulador de inducción. 3. - Un generador de perturbaciones de tensión para ensayo de equipos eléctricos de acuerdo a la reivindicación 2, caracterizado por que el devanado estatórico de la segunda máquina asincrona trifásica de rotor bobinado (3) está conectado en serie con el devanado rotórico de la primera máquina asincrona trifásica de rotor bobinado (1), de forma que la amplitud de la tensión de salida de la segunda máquina asincrona trifásica de rotor bobinado (3) es modificable mediante el control de la posición de su rotor. 4. - Un generador de perturbaciones de tensión para ensayo de equipos eléctricos de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 2 a 3, caracterizado por que comprende un transformador trifásico (21) conectado en serie entre la entrada del devanado del rotor y la entrada del devanado del estátor de la segunda máquina asincrona trifásica de rotor bobinado (3), con una relación de transformación adecuada para adaptar el nivel de tensión de los devanados del estátor y del rotor de dicha segunda máquina asincrona trifásica de rotor bobinado (3). 5. - Un generador de perturbaciones de tensión para ensayo de equipos eléctricos de acuerdo a la reivindicación 1 , caracterizado por que el primer servomecanismo (12,13,14) está acoplado al eje de la segunda máquina asincrona trifásica de rotor bobinado (1) y el segundo servomecanismo (15,16,17) está acoplado al eje de la primera máquina asincrona trifásica de rotor bobinado (3). 6. - Un generador de perturbaciones de tensión para ensayo de equipos eléctricos de acuerdo a la reivindicación 5, caracterizado por que el devanado del rotor de la primera máquina asincrona trifásica de rotor bobinado (3) está conectado al interruptor automático de entrada (4) y su devanado estatórico está conectado en serie con el devanado rotórico de la segunda máquina asincrona trifásica de rotor bobinado (1). 7. - Un generador de perturbaciones de tensión para ensayo de equipos eléctricos de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende dos transformadores trifásicos (23,24) para su conexión con la red de distribución (2) y el equipo eléctrico a ensayar (5), disponiendo dichos transformadores (23,24) de la relación de transformación adecuada para adaptar el nivel de tensión del generador de perturbaciones de tensión con el nivel de tensión del equipo eléctrico a ensayar (5). 8. - Un generador de perturbaciones de tensión para ensayo de equipos eléctricos de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de conexionado (19) comprende un grupo trifásico de resistencias (6) dispuesto en serie a la salida de la segunda máquina asincrona trifásica de rotor bobinado y un grupo trifásico de resistencias (7) con tomas regulables dispuesto en paralelo a la salida de dicha máquina. 9. - Un generador de perturbaciones de tensión para ensayo de equipos eléctricos de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de conexionado (19) comprende: - cuatro grupos de contactores unipolares de actuación rápida (8,9, 10,1 1) encargados de permitir la maniobra segura de conexión y desconexión de la tensión de salida de la segunda máquina asincrona trifásica de rotor bobinado al equipo eléctrico a ensayar (5) a través de los grupos trifásicos de resistencias (6,7); - tres contactores trifásicos (22,25,26) para independizar la actuación de ambas máquinas asincronas trifásicas de rotor bobinado (1 ,3), y permitir la realización de ensayos frente a ondas de tensión con modificación de forma independiente en amplitud, frecuencia y fase, respecto a consignas independientes para cada una de estas variables. 10. - Un generador de perturbaciones de tensión para ensayo de equipos eléctricos de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde cada uno de los grupos de contactores (8,9,10, 1 1 ,22,25,26) dispone de tres contactores, uno por fase, de actuación independiente, caracterizado por que el sistema de control (18) está configurado para actuar independientemente cada uno de los contactores de los grupos de contactores (8,9, 10, 11) para reproducir perturbaciones en la onda de tensión en cualquiera de las fases. 1 1.- Procedimiento de operación del generador de perturbaciones de tensión para ensayo de equipos eléctricos conectados en redes con generación distribuida que comprende la siguiente secuencia de actuaciones: Primero: con el equipo desconectado, se introduce en la aplicación informática implementada en el sistema de control (18) los datos que definen el ensayo y las condiciones de la instalación donde se va a realizar. Segundo: se conecta el equipo a la red (2) a través del interruptor del armario (4) y desconectado el equipo a ensayar (5) a través del interruptor automático (20). Desde el sistema de control se ejecuta secuencialmente una serie de programas de inicio que, actuando, respectivamente, sobre el sistema de control (12) de la posición del eje de la máquina (1) y sobre el sistema de control (15) de la posición del eje de la máquina (3), ajustan el ángulo de salto de fase de la tensión, y la profundidad del perfil de amplitud de la tensión en el momento inicial, de acuerdo a los valores de consigna deseados. Se realiza un ajuste inicial del valor de las resistencias regulables (7) de acuerdo también al valor de consigna para la profundidad del perfil de amplitud del hueco de tensión programado. Tercero: se ejecuta en el sistema de control el "programa de ajuste en vacío", que realiza las siguientes tareas: o Se parte de la conexión directa entre entrada y salida puenteando la operación del conjunto del equipo generador de perturbaciones objeto de la invención con únicamente el grupo de contactores (8) conectado y se finaliza con la conexión a través del equipo objeto de la invención a través de los grupos de contactores (9) y (10) quedando los demás desconectados. o Regulación dinámica de la velocidad del eje de la máquina (1) siguiendo la evolución dinámica de la señal de consigna establecida para la frecuencia de la tensión durante el tiempo de ensayo. o Regulación dinámica de la posición del eje de la máquina (3) siguiendo la evolución dinámica de la señal de consigna establecida para la amplitud de la tensión durante el tiempo de ensayo. o Registro de la onda de tensión durante el tiempo de ensayo. Evaluación del error respecto a la señal de consigna, cuantificando independientemente el desvío del seguimiento correspondiente a la frecuencia, a la amplitud y al salto de fase inicial. o Actuación sobre la lógica de control de los grupos de contactores (8), (9), (10) y (11) del equipo de conexión (19), para volver a la posición de partida con únicamente el grupo de contactores (8) conectado. o Partiendo de esta situación, se ejecuta nuevamente el programa las veces precisas para, modificando, por un lado el valor inicial de la consigna de fase para el sistema de control (12) del servomecanismo de la máquina (1), ajusfar el salto de fase inicial y, por otro, modificando el valor de los parámetros de los reguladores de los sistemas de control (12) y (16) de los servomecanismos de la máquina (1) y de la máquina (3), ajusfar, respectivamente, el desvío de la evolución de la frecuencia y de la amplitud, respecto a su señal de consigna correspondiente. Cuarto: Se ejecuta en el sistema de control el "programa de ensayo", que consiste, básicamente, en repetir el protocolo anteriormente descrito, pero con el equipo eléctrico que se desea ensayar, conectado. La secuencia es: o Se conecta la salida del equipo al equipo que se desea ensayar (5), cerrando el interruptor de conexión de salida (20). o Se repite la ejecución en el sistema de control del "programa de ensayo", pero que ahora tiene implementados los valores de los parámetros ajustados en la etapa anterior. El protocolo y la secuencia de es idéntico al descrito en la etapa anterior.

Etiquetas

Inventores
Rodríguez Arribas JaimeHerrero Martínez NievesMerino Fernández JuliaPlatero Gaona Carlos AntonioVenganzones Nicolas CarlosBlazquez Garcia FranciscoRamirez Prieto DionisioMartinez Gonzalez SergioSanchez Fernandez Jose Angel
Solicitantes
Universidad Politécnica de Madrid
Clasificacion ipc
G01R 31/ 50 A I
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