ES2340079T3 - Disposicion de seccionadores de carga. - Google Patents
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Abstract
Disposición de seccionadores de carga (1) para la conexión y desconexión de una corriente continua de un circuito de corriente continua en una planta fotovoltaica con un elemento interruptor de semiconductor (4) para evitar un arco voltaico de conmutación, en la que existe una unidad de control electrónica (5) configurada de modo que una o más señales son recibidas por la unidad de control, y en la que la disposición de seccionadores de carga (1) está configurada de modo que en como mínimo una línea conductora de corriente del circuito de corriente continua existe en estado desconectado una separación galvánica por medio de un contacto de conmutación controlable automáticamente mediante la unidad de control (5) y se transmiten una o más señales de control al dispositivo de seccionadores de carga (1) y en la que un elemento interruptor de semiconductor (4) interrumpe la corriente continua, de modo que el contacto de conmutación es desenergizado, caracterizada porque las señales son señales de fallos que se reciben en caso de un fallo en el generador fotovoltaico, inversor o lado de corriente alterna, produciéndose por medio de señales de control en como mínimo un caso de fallo una conexión o desconexión automática del circuito de corriente continua, estando la disposición realizada de modo tal que, al desconectar en un primer paso es cerrado, de momento, el elemento interruptor de semiconductor (4), en un segundo paso son abiertos los contactos de conmutación (K1, K2) de un primer dispositivo de conmutación, de modo que la corriente continua fluye a través del elemento interruptor de semiconductor (4), en un tercer paso se abre nuevamente el elemento interruptor de semiconductor (4), y en un cuarto paso se abren los contactos de conmutación (K1, K2) de un segundo dispositivo de conmutación para producir la separación galvánica, y que está conectado un seccionador de carga manual adicional (8), siendo el separador de carga manual adicional (8) un dispositivo de conexión de corriente continua con contactos de enchufe para plantas fotovoltaicas operable manualmente, con un dispositivo de apagado electrónico de arcos voltaicos.
Description
Disposición de seccionadores de carga.
La invención se refiere a una disposición de
seccionadores de carga para la conexión y desconexión de una
corriente continua de un circuito de corriente continua en una
planta fotovoltaica con un elemento interruptor de semiconductor
para evitar un arco voltaico de conmutación, en la que existe una
unidad de control electrónica configurada de modo que una o más
señales son recibidas por la unidad de control, y en la que la
disposición de seccionadores de carga está configurada de modo que
en como mínimo una línea conductora de corriente del circuito de
corriente continua existe en estado desconectado una separación
galvánica por medio de un contacto de conmutación controlable
automáticamente mediante la unidad de control y se transmiten una o
más señales de control al dispositivo de seccionadores de carga y
en la que un elemento interruptor de semiconductor interrumpe la
corriente continua, de modo que el contacto de conmutación es
desenergizado.
Las disposiciones de seccionadores de carga para
la conexión y desconexión de una corriente continua en un circuito
de corriente continua de una planta fotovoltaica requieren un
dispositivo de conmutación apropiado. La corriente continua
generada por la energía solar en módulos fotovoltaicos o en el
generador solar, que, por ejemplo, es convertida por un inversor en
una tensión alterna apta para una red de distribución de energía,
puede ser conducida al inversor a través de la disposición de
seccionadores de carga o ser interrumpida.
Se conocen relés de corriente continua que
mediante contactos de conmutación pueden interrumpir una corriente.
El relé comprende una bobina de control que es atravesada por una
corriente eléctrica, de modo que se excita una armadura metálica.
Dicha armadura metálica está conectada mecánicamente con uno o más
contactos eléctricos principales. Los contactos principales son
conectados o desconectados por medio de un movimiento de excitación
de la armadura, según si el relé está configurado como de reposo o
de trabajo. En principio, un relé de este tipo es un interruptor
controlable eléctricamente.
Sin embargo, los relés tienen la desventaja de
que se forman arcos voltaicos de conmutación, en particular al
desconectar la corriente continua. Ello produce por corto tiempo
elevadas temperaturas y un elevado desgaste por quemadura de los
contactos de conmutación. Consecuentemente, los contactos de
conmutación pueden quedar fundidos fácilmente, de modo que
virtualmente se pegan y ya no es posible una interrupción de la
corriente. Este fenómeno se conoce con la denominación de
"soldadura por contacto". Los relés se usan, frecuentemente,
para corrientes bajas que, por regla general, no superan los 30
A.
Los interruptores controlables eléctricamente
comparables se denominan contactores. En comparación con los relés
son más robustos y están diseñados para corrientes más elevadas, por
ejemplo, de hasta varios 100 A, con lo que se reduce el peligro de
una fusión por contacto. Sin embargo, dicho peligro no puede
evitarse por completo. Los contactores tienen, sin embargo, la
desventaja de que son relativamente grandes y también costosos.
Además, necesitan una elevada capacidad de retención para la bobina
de control. Sin embargo, no sólo en plantas fotovoltaicas se está
empeñado en aplicar la energía generada de la manera más efectiva
posible.
Pero, los relés y contactores tienen la ventaja
de poder ser equipados, opcionalmente, de seccionadores auxiliares
conectados en serie, que pueden usarse para propósitos de control u
otros propósitos de mando. De este modo, por ejemplo, puede crearse
un circuito auxiliar que, mediante un seccionador auxiliar, activa
una lámpara indicadora que señala un fallo, por ejemplo, un
cortocircuito.
Otros aparatos de control se conocen como
seccionadores de carga o fusibles automáticos. Los aparatos de este
tipo son fusibles o interruptores automáticos que desconectan en
presencia de una corriente elevada. Estos aparatos presentan,
frecuentemente, una función de protección contra sobreintensidad de
corriente o cortocircuito. La función de protección contra
sobreintensidad de corriente es realizada, la mayoría de las veces,
por medio de un hilo metálico arrollado sobre un resorte bimetálico
que, con corriente elevada, curva el resorte para así accionar un
mecanismo de disparo conectado a contactos de conmutación. Esta
función de protección contra sobreintensidades de corriente es
lenta. Contrariamente, en un cortocircuito o corrientes muy elevadas
actúan muy rápidamente fuerzas electromagnéticas sobre el mecanismo
de disparo y/o los propios contactos de conmutación, de modo que es
posible una separación rápida de los contactos de conmutación. Para
reducir los arcos voltaicos de conmutación se usan chapas de
extinción, como se hace también, en parte, en contactores. De este
modo, el peligro de una fusión por contacto es más bien reducido.
Sin embargo, un control de los contactos de conmutación es posible
solamente con módulos de control remoto especiales, muy caros y sólo
ofrecidos para aparatos de corrientes y potencias de ruptura
elevadas. Si se quiere que se produzca una desconexión debida a otro
evento, como la apertura de una tapa de carcasa, las soluciones
para estos equipos sólo son realizables para corrientes elevadas y
con costes muy altos y una considerable necesidad de
espacio.
espacio.
En plantas fotovoltaicas se agrega, además, el
hecho de que, debido a la curva característica típica para células
solares, las corrientes de cortocircuito son, por regla general, 20
a 40% mayores que en el funcionamiento nominal. Sin embargo, en
dispositivos de protección de este tipo se requiere una corriente un
50% a 100% mayor para que responda el dispositivo de protección
contra cortocircuitos. Es así que, en caso de cortocircuito, una
corriente continua no es interrumpida o sólo lo es en forma muy
tardía. Empero, por razones de seguridad esto no es aceptable.
Además, la corriente de desconexión siempre es
mayor que la corriente nominal, en la que, cuanto mayor es la
sobreintensidad de corriente tanto más rápido desconecta el fusible.
Solamente en corrientes bajas puede llegar a producirse un
recalentamiento del fusible. Por ello, el uso de un fusible de este
tipo para la protección en plantas fotovoltaicas sólo es apropiado
bajo ciertas condiciones.
También se conocen sencillos cortacircuitos
fusibles. Un fusible de este tipo se compone de un hilo metálico o
microcinta encapsulada en una carcasa, que en los extremos del
fusible es conducido y conectado eléctricamente a elementos de
contacto. La carcasa puede estar llenada de aire, un gas u otros
materiales de relleno. Si a través del cortacircuitos fusible fluye
una corriente más elevada que la corriente nominal del fusible, se
funde el hilo metálico o el conductor aplicado, de modo que se
interrumpe el circuito de corriente.
Los cortacircuitos fusibles de este tipo son
económicos y muy aptos para proteger aparatos y componentes
eléctricos, como circuitos o conductores, e incluso para corrientes
muy elevadas de múltiples 100 A y tensiones de múltiples 100 V.
Pero, una vez activado un cortacircuitos fusible ya no es utilizable
y debe ser recambiado. Como evento desencadenante debe considerarse
solamente una sobreintensidad de corriente. Una interrupción de la
corriente a causa de otros eventos no es posible.
También se conocen conmutadores de corriente
continua mecánicos. Estos presentan un elemento de control manual.
Este elemento de control es accesible desde el exterior, de modo que
mediante un movimiento, tal como un movimiento giratorio,
movimiento de tracción o movimiento deslizante, puede ser llevado a
una o más posiciones diferentes. Mediante el movimiento manual se
acciona un mecanismo de contacto, que a su vez acciona un contacto
principal eléctrico. Un conmutador de este tipo es un conmutador
manual con varias posiciones de contacto obtenibles mediante
diferentes posiciones de encastre de la pieza operativa. Pueden
conmutar múltiples contactos al mismo tiempo para, por ejemplo,
interrumpir al mismo tiempo múltiples circuitos de corriente.
También son apropiados para elevadas corrientes de conmutación y
tensiones, de múltiples 100 A y múltiples 100 V. Sin embargo, tienen
la desventaja de que requieren un amplio espacio y cableado.
Además, son operables sólo en forma manual y, por lo tanto, no
apropiados para funciones de protección, como sobreintensidad de
corriente, y no para el disparo automático en otros eventos.
Otros dispositivos de interrupción de corriente
aptos para plantas fotovoltaicas se conocen bajo el concepto ESS
(Electronic Solar Switch) y se explican en mayor detalle en el
documento DE 102 25 259 B3 o DE 10 2004 054 933 B3.
El ESS está dispuesto en una de ambos
conductores de corriente continua. Al accionar un conmutador
mecánico se conecta o desconecta un interruptor de semiconductor
montado en paralelo. De este modo, se evita o reduce la generación
de un arco voltaico. O sea, el ESS es, básicamente, un conmutador
manual con ayuda electrónica para el apagado del arco voltaico.
Este está adaptado a un inversor fotovoltaico y apto para una
corriente de múltiples 10 A y una tensión de hasta múltiples 100 V.
Un ESS de este tipo sólo es operable en forma manual.
El documento DE 102 25 259 B3 describe un
acoplamiento de enchufe que conecta un generador fotovoltaico a un
inversor. Mediante la tracción manual del acoplamiento de enchufe se
produce una separación galvánica.
En el documento DE 10 2004 054 933 B3 se
menciona una cubierta de protección con contactos eléctricos y con
un asa. Quitando la cubierta de protección de un inversor y, a
continuación, extrayendo los acoplamientos de enchufe, un generador
fotovoltaico es separado galvánicamente del inversor.
Del documento WO 2007/073951 A se conoce una
disposición de seccionadores de carga para la conexión y desconexión
de una corriente continua de un circuito de corriente continua en
una planta fotovoltaica con un elemento interruptor de
semiconductor para la prevención de un arco voltaico por
conmutación. Para ello existe una unidad de control electrónica. En
las líneas de conducción de corriente del circuito de corriente
continua se produce una separación galvánica mediante un relé en
estado desconectado, concretamente por medio de dos contactos
controlables automáticamente por medio de la unidad de control.
Además, el elemento interruptor de semiconductor interrumpe la
corriente continua, de modo que los contactos de conmutación son
desenergizados. Este documento describe un interruptor con un
contacto de conmutación principal y un contacto auxiliar conectado
al control. De conformidad con dicha solución, existe una primera
vía de corriente con el contacto principal y una segunda vía de
corriente con una conmutación en serie compuesta de un interruptor
de semiconductor 2 y el contacto de relé dispuesto en el lado del
polo negativo. El segundo contacto acoplado mecánicamente al relé
está situado en el lado del polo
positivo.
positivo.
Otra solución con dos relés se describe en el
documento US 5.633.540 A. Aquí existen dos relés y un interruptor
de semiconductor. Un contacto de conmutación del primer relé está
montado en serie con el elemento de conmutación. El contacto de
conmutación del otro relé está montado en paralelo con la conexión
en serie.
La invención tiene el objetivo de encontrar una
solución económica mediante la que, por un lado, puede desconectarse
de modo fiable una corriente continua en una planta fotovoltaica, o
sea no solamente de manera manual sino también automática en el
caso de un fallo y, por otro lado, conseguirse una separación
galvánica en como mínimo una de dos líneas conductoras de corriente
del circuito de corriente continua.
Este objetivo se consigue según la invención,
porque las señales son señales de fallos que se reciben en caso de
un fallo en el generador fotovoltaico, inversor o lado de corriente
alterna, produciéndose por medio de señales de control en como
mínimo un caso de fallo una conexión o desconexión automática del
circuito de corriente continua, estando la disposición realizada de
modo tal que, al desconectar en un primer paso es cerrado, de
momento, el elemento interruptor de semiconductor, en un segundo
paso son abiertos los contactos de conmutación de un primer
dispositivo de conmutación, de modo que la corriente continua fluye
a través del elemento interruptor de semiconductor, en un tercer
paso se abre nuevamente el elemento interruptor de semiconductor, y
en un cuarto paso se abren los contactos de conmutación de un
segundo dispositivo de conmutación para producir la separación
galvánica, y que está conectado un seccionador de carga manual
adicional, siendo el separador de carga manual adicional un
dispositivo de conexión de corriente continua con contactos de
enchufe para plantas fotovoltaicas operable manualmente, con un
dispositivo de apagado electrónico de arcos voltaicos. La invención
se basa en la idea de usar por lo menos uno, particularmente como
mínimo dos conmutadores controlables eléctricamente equipados de
contactos de conmutación.
Gracias a la invención pueden utilizarse, por un
lado, relés controlados automáticamente por medio de las señales de
control de la unidad de control según la invención, sin el peligro
de una fusión de contactos. Según la invención, la corriente es
seccionada por medio del elemento interruptor de semiconductor, de
modo que no puede producirse un arco voltaico por conmutación en el
relé. Adicionalmente, un relé utilizado para la separación
galvánica es, particularmente, solamente desenergizado. Ello tiene
la ventaja de que, en operación normal puede fluir a través del
relé una corriente considerablemente más elevada. Consecuentemente,
no es necesario sobredimensionar el relé. Además, los relés son
pequeños y económicos y necesitan, en comparación con contactores,
una capacidad de retención reducida. Básicamente, sin embargo,
también puede usarse un contactor. El elemento interruptor de
semiconductor también puede desconectar y conectarse periódicamente,
de modo que al desconectar fluye una corriente menor en el contacto
de conmutación y, de este modo, no se produce un arco voltaico por
conmutación. Mediante la sincronización puede evitarse, en
particular en la red de tensión continua, la generación de un arco
voltaico estable.
La disposición de seccionadores de carga también
puede aplicarse de modo sencillo para la conexión o desconexión en
eventos distintos a los fallos por cortocircuitos, porque es posible
un control sencillo de los relés. La invención combina las ventajas
de soluciones ESS y de una desconexión automática. Durante el
proceso de conmutación no se genera un arco voltaico, o sólo se
produce un arco voltaico reducido e inofensivo y, consecuentemente,
tampoco ninguna amenaza para las personas o la planta, pudiendo en
caso de un fallo transmitir una señal a la unidad de control de la
disposición de seccionadores de carga.
Además, la invención se basa en la idea de
modificar un concepto operativo ESS (documento DE 102 25 259 B3 ó
DE 10 2004 054 933 B3) de modo tal, que la corriente de carga ya no
es separada mediante un acoplamiento de enchufe mecánico y que el
sistema electrónico actúe como extintor de arcos voltaicos, sino
que, por ejemplo, al accionar un asa sólo se entregue una señal a
la unidad de control, luego de lo cual esta unidad de control
controla el proceso de desconexión. El accionamiento de un asa puede
ser un evento en el sentido de la invención. Pero, también los
fallos como, por ejemplo, un cortocircuito pueden considerarse como
evento.
Para la realización de la invención son
apropiados, como mínimo, un relé, en particular dos relés o más.
Utilizando dos relés puede mantenerse uno de los
contactos para una separación galvánica, incluso en el caso de
fundirse uno de los contactos.
Por lo demás, en caso de sobreintensidad de
corriente o de corrientes de cortocircuito, la unidad de control
puede ejecutar condiciones de disparo adaptados, especialmente, a
plantas fotovoltaicas. Por ejemplo, en la unidad de control puede
utilizarse un microprocesador. Preferentemente, la unidad de control
está integrada a la disposición de seccionadores de carga.
Según la invención, está conectado un
seccionador de carga manual adicional, o bien un seccionador de
carga ESS. Mediante la extracción de un acoplamiento de enchufe o
de una cubierta protectora con función de protección contra arco
voltaico puede interrumpirse manualmente el circuito de corriente
continua, independientemente de las señales de control de la unidad
de control.
Una forma de realización preferente de la
invención se distingue, porque en la línea conductora de corriente
del circuito de corriente continua están dispuestos uno tras otro
dispositivos de conmutación con contactos de conmutación
conmutables mediante señales de control, en particular dos relés, de
modo tal que, por un lado, uno de los dispositivos de conmutación
es puenteado por el elemento interruptor de semiconductor, de modo
que mediante la apertura del elemento interruptor de semiconductor
es desconectada la corriente continua y, por otro lado, se produce
la separación galvánica de circuito de corriente continua por medio
del otro dispositivo de conmutación. De este modo, se impide de
manera fiable que una separación galvánica sea impedida por la
fusión de contactos. Mientras el primer relé es puenteado por el
elemento interruptor de semiconductor, dicho relé puede abrir casi
desenergizado, porque al abrir el contacto la corriente cambia al
interruptor de semiconductor conectado. Debido a ello no se forma,
de momento, un arco voltaico. Debido a que en el interruptor de
semiconductor no puede generarse un arco voltaico, la corriente
puede reducirse sin riesgo a cero. Por consiguiente, a continuación
el segundo relé dispuesto para la separación galvánica puede ser
desenergizado.
\newpage
Para garantizar una alimentación de corriente,
en lo posible fiable de los componentes, es decir, relés, unidad de
control, etc., se realiza ventajosamente una alimentación de tensión
de la disposición de seccionadores de carga, tanto de un lado de
corriente continua como de un lado de corriente alterna, de modo
que, asimismo, existe una redundancia.
Otras realizaciones ventajosas de la invención
pueden ser deducidas de las reivindicaciones secundarias.
A continuación, a modo de ejemplo la invención
se explica en detalle mediante los dibujos. Muestran:
La figura 1, un primer circuito de una
disposición de seccionadores de carga;
la figura 2, un segundo circuito de la
disposición de seccionadores de carga según la invención;
la figura 3, un tercer circuito de la
disposición de seccionadores de carga según la invención;
la figura 4, una cuarta conmutación de una
disposición de seccionadores de carga.
La figura 1 muestra un primer ejemplo de una
disposición de seccionadores de carga 1. La misma comprende dos
relés R1 y R2. Cada relé presenta una bobina de control S1, S2 con
un contacto de conmutación K1, K2 o par de contactos. Ambos relés
o, mejor dicho, ambos contactos de conmutación K1, K2 están
conectados en serie. Sin embargo, para simplificar se habla de
relés. La disposición 1 está dispuesta en un circuito de corriente
continua con conductores de corriente continua 10 entre un generador
fotovoltaico 2, una planta fotovoltaica y un inversor 3 o un
convertidor CC/CA. Si el generador fotovoltaico 2 está conectado al
inversor 3, ambos relés R1, R2 están cerrados. Ambos relés están
diseñados para que en estado cerrado puedan conducir la corriente
de carga necesaria.
Además, la disposición 1 presenta una unidad de
control electrónica 5 conectada con los relés R1, R2 o bien sus
bobinas de control S1, S2 y puede, de este modo, accionar
automáticamente los contactos de conmutación K1, K2 mediante
señales de control. Por lo demás, el elemento interruptor de
semiconductor es controlable, igualmente, por medio de la unidad
5.
Si se quiere separar la conexión entre el
generador fotovoltaico 2 y el inversor 3 se cierra, de momento, el
elemento interruptor de semiconductor 4. En un segundo paso, se abre
el relé R2, de modo que la corriente de carga fluye a través de la
conexión en serie del relé R1 y el elemento interruptor de
semiconductor 4. En un tercer paso, se abre el elemento de
conmutación 4, de modo que se desconecta toda la corriente de carga,
sin que se genere un arco voltaico. De este modo se evita un arco
voltaico. En un cuarto paso, se abre el relé R1. De esta manera, se
realiza una separación galvánica entre el generador 2 y el inversor
3. Debido a que el relé R1 abre en forma desenergizada, en su
contacto K1 no puede generarse un arco voltaico. La conexión de la
corriente continua se produce en orden inverso.
Estos pasos son controlados por la unidad de
control 5, es decir, el control de los relés R1, R2 y del elemento
de conmutación 4 se realiza mediante el sistema electrónico de
control de la unidad de control 5. Mediante un conductor de control
6 puede emitirse una señal de evento para la conexión o desconexión.
Los eventos desencadenantes pueden ser una sobreintensidad de
corriente, una sobretensión, una temperatura demasiado elevada, un
fuego en un aparato, un defecto de un aparato, una instrucción de
desconexión manual, una instrucción eléctrica externa, la apertura
de una tapa de aparato, la caída de una red pública de distribución
de baja tensión y/o un robo de la planta fotovoltaica. Los eventos
de este tipo pueden ser registrados mediante un sistema electrónico
o de análisis sensorio separados.
Una evaluación de sí se presenta un evento o
caso de fallo puede ser realizada por la unidad de control 5 o por
medio de una unidad electrónica externa, en particular por medio de
una unidad o bien sistema electrónico en el inversor 3. En ambas
variantes, se utiliza el conductor de control 6. Alternativamente,
pueden utilizarse múltiples conductores de control para poder
transmitir en paralelo diferentes señales de eventos. También es
posible la realización de un conductor 6 como línea digital de
comunicación o bus, por ejemplo RS232 ó CAN. De igual modo, la
disposición 1 puede transmitir a través del conductor 6 o de otro
conductor de control y comunicación un mensaje a otra unidad
electrónica externa, por ejemplo, para señalizar que se ha realizado
una desconexión automática debida a un evento. En este caso,
también puede transmitirse a través de dicho conductor una causa de
fallo detectada.
Además, la unidad de control 5 está equipada de
conductor de alimentación de tensión 7, preferentemente conectado
de forma redundante, puesto que se realiza una conexión de
alimentación tanto del lado de corriente continua o lado
fotovoltaico, como del lado de corriente alterna o lado de red.
El relé R1 o, preferentemente, ambos relés R1,
R2 están diseñados para que en estado abierto mantengan,
respectivamente, una tensión en vacío máxima del circuito de
corriente continua. Debido a que los relés R1, R2 no desconectan la
corriente, pueden usarse relés de una menor capacidad de retención.
Es que una desconexión directa de la corriente de carga requeriría
relés considerablemente más grandes y robustos con una elevada
capacidad de retención.
Un circuito de conformidad con la invención se
muestra en la figura 2, mostrando la misma solamente la disposición
de conmutadores. Esta variante se distingue, porque está conectado
un seccionador de carga 8 manual adicional, en particular un
seccionador de carga ESS, concretamente en serie con el relé R2. Sin
embargo, el seccionador de carga 8 también puede ser otro
conmutador, contacto mecánico o acoplamiento de enchufe. Mediante
dicha variante puede activarse tanto un proceso de desconexión
completamente automatizado como también un proceso de desconexión
completamente manual. En el proceso manual, una alimentación de
tensión del ESS puede realizarse desde la energía almacenada en el
circuito de corriente continua, que se generaría ante un arco
voltaico. Adicional o alternativamente, una alimentación de tensión
del ESS puede realizarse desde la energía generada al separar el
relé R2, que provocaría un arco voltaico. De este modo, se asegura
una separabilidad segura aún en el caso de un fallo de múltiples
componentes, evitando la formación de un arco voltaico.
También es posible prescindir del relé R1 según
la figura 2. De este modo, se amplía un concepto ESS de modo tal,
que también pueden cumplirse exigencias de conformidad con una gran
cantidad de ciclos de conmutación, sin modificar un concepto de
operación mecánica.
Como ESS debe entenderse un dispositivo de
conexión de corriente continua, interrumpible manualmente, con
contactos de enchufe para plantas fotovoltaicas, dotado de un
sistema electrónico de extinción de arco voltaico.
Otra variante de la disposición de circuito
según la invención se muestra en la figura 3, en la que, igualmente,
sólo se representan los interruptores. Se diferencia del de la
figura 2 porque en serie con el relé R2 se encuentra dispuesto el
seccionador de carga 8 y porque el elemento interruptor de
semiconductor 4 está dispuesto en serie con el relé R1. Ambos relés
R1 y R2 están conectados en paralelo.
Otra variante se muestra en la figura 4. Es
comparable con la de la figura 1. Sin embargo, en el conductor
CC(+) está conectado adicionalmente un tercer relé R3, para que
ambos conductores 10 o bien CC(+) y CC(-) sean separadas,
respectivamente, por como mínimo un relé. De este modo se consigue
una separación galvánica en ambos polos. El relé R3 está diseñado,
preferentemente, para que también pueda conducir la corriente de
carga completa. Debido a que el circuito no está preparado para la
desconexión de toda la corriente de carga mediante el tercer relé
R3, dicho tercer relé puede ser también un relé pequeño de sólo una
capacidad de retención reducida.
- 1
- disposición de seccionadores de carga
- 2
- módulo fotovoltaico
- 3
- inversor
- 4
- elemento interruptor de semiconductor
- 5
- unidad electrónica de control
- 6
- conductor de control
- 7
- conductor de alimentación de tensión
- 8
- seccionador de carga manual
- 9
- -
- 10
- conductores de corriente continua
- R1,R2,R3
- relés
- S1, S2
- bobinas de control
- K1, K2
- contactos de conmutación
Claims (9)
1. Disposición de seccionadores de carga (1)
para la conexión y desconexión de una corriente continua de un
circuito de corriente continua en una planta fotovoltaica con un
elemento interruptor de semiconductor (4) para evitar un arco
voltaico de conmutación, en la que existe una unidad de control
electrónica (5) configurada de modo que una o más señales son
recibidas por la unidad de control, y en la que la disposición de
seccionadores de carga (1) está configurada de modo que en como
mínimo una línea conductora de corriente del circuito de corriente
continua existe en estado desconectado una separación galvánica por
medio de un contacto de conmutación controlable automáticamente
mediante la unidad de control (5) y se transmiten una o más señales
de control al dispositivo de seccionadores de carga (1) y en la que
un elemento interruptor de semiconductor (4) interrumpe la
corriente continua, de modo que el contacto de conmutación es
desenergizado, caracterizada porque las señales son señales
de fallos que se reciben en caso de un fallo en el generador
fotovoltaico, inversor o lado de corriente alterna, produciéndose
por medio de señales de control en como mínimo un caso de fallo una
conexión o desconexión automática del circuito de corriente
continua, estando la disposición realizada de modo tal que, al
desconectar en un primer paso es cerrado, de momento, el elemento
interruptor de semiconductor (4), en un segundo paso son abiertos
los contactos de conmutación (K1, K2) de un primer dispositivo de
conmutación, de modo que la corriente continua fluye a través del
elemento interruptor de semiconductor (4), en un tercer paso se
abre nuevamente el elemento interruptor de semiconductor (4), y en
un cuarto paso se abren los contactos de conmutación (K1, K2) de un
segundo dispositivo de conmutación para producir la separación
galvánica, y que está conectado un seccionador de carga manual
adicional (8), siendo el separador de carga manual adicional (8) un
dispositivo de conexión de corriente continua con contactos de
enchufe para plantas fotovoltaicas operable manualmente, con un
dispositivo de apagado electrónico de arcos voltaicos.
2. Disposición de seccionadores de carga según
la reivindicación 1, caracterizada porque en la línea
conductora de corriente del circuito de corriente continua están
dispuestos uno tras otro dispositivos de conmutación con contactos
de conmutación (K1, K2) conmutables mediante señales de control, en
particular dos relés R1, R2), de modo tal que, por un lado, uno de
los dispositivos de conmutación es puenteado por el elemento
interruptor de semiconductor (4), de modo que mediante la apertura
del elemento interruptor de semiconductor (4) es desconectada la
corriente continua y, por otro lado, se produce la separación
galvánica de circuito de corriente continua por medio del otro
dispositivo de conmutación.
3. Disposición de seccionadores de carga según
la reivindicación 2, caracterizada porque uno de los
dispositivos de conmutación está dispuesto en serie con el elemento
interruptor de semiconductor (4).
4. Disposición de seccionadores de carga según
una de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizada porque los
contactos de conmutación de los dispositivos de comunicación están
conectados en serie.
5. Disposición de seccionadores de carga según
una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada porque un
tercer dispositivo de conmutación con contactos de conmutación (K1,
K2) está conectado en otra línea conductora de corriente del
circuito de corriente continua.
6. Disposición de seccionadores de carga según
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por
como mínimo 2 relés (R1, R2, R3).
7. Disposición de seccionadores de carga según
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
se realiza una conexión o desconexión con: una sobreintensidad de
corriente, una sobretensión, una temperatura demasiado elevada, un
fuego en un aparato, un defecto de un aparato, una instrucción de
desconexión manual, una instrucción eléctrica externa, la apertura
de una tapa de aparato, la caída de una red pública de distribución
de baja tensión y/o un robo de la planta fotovoltaica.
8. Disposición de seccionadores de carga según
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
existe un conductor de control externo (6) de la unidad de control
(5)y la unidad de control (5) está dispuesta fuera de la
disposición de seccionadores de carga (1), en particular en un
inversor solar, o porque la unidad de control (5), en particular
una unidad de detección de fallos, está integrada a un sistema
electrónico de control de la disposición de seccionadores de carga
(1).
9. Disposición de seccionadores de carga según
una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
una alimentación de tensión de la disposición de seccionadores de
carga se realiza tanto desde el lado de corriente continua como
también desde el lado de corriente alterna.
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