ES2415238B1 - SYSTEM AND METHOD OF LOSS REDUCTION IN PARALLEL TRANSFORMER SYSTEMS IN DISTRIBUTION CENTERS - Google Patents
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Abstract
Sistema y método de reducción de pérdidas en sistemas de transformadores en paralelo en centros de distribución. El método comprende:#- medir la potencia de carga total S{sub,L} de los transformadores en paralelo (10, 10) del centro de distribución;#- comparar dicho valor de carga S{sub,L} con un valor de potencia de optimización (5) obtenido en función de la potencia de transformación total S{sub,N} de los transformadores en paralelo (10, 10);#- seleccionar una configuración de conexión de transformadores (10, 10) determinada en función de dicha comparación;#- cambiar a la configuración de conexión seleccionada, en caso de que ésta no coincida con la configuración de conexión en activo.#Aplicable para centros donde el uso de energía eléctrica es muy variable (polígonos industriales, centros comerciales, centros docentes, centros turísticos estacionales, etc.).System and method of loss reduction in parallel transformer systems in distribution centers. The method comprises: # - measuring the total load power S {sub, L} of the parallel transformers (10, 10 ’) of the distribution center; # - comparing said load value S {sub, L} with a value of optimization power (5) obtained based on the total transformation power S {sub, N} of the transformers in parallel (10, 10 ’); # - select a specific transformer connection configuration (10, 10’) depending on this comparison; # - change to the selected connection configuration, in case it does not match the active connection configuration. # Applicable for centers where the use of electrical energy is highly variable (industrial estates, shopping centers , teaching centers, seasonal tourist centers, etc.).
Description
- Sistema y método de reducción de pérdidas en sistemas de transformadores en System and method of loss reduction in transformer systems in
- paralelo en centros de distribución parallel in distribution centers
- Campo de la invención Field of the Invention
- 5 5
- La presente invención se engloba dentro del campo de los centros de The present invention is included within the field of centers of
- transformación, y más en concreto, en los sistemas y métodos de reducción de transformation, and more specifically, in systems and methods of reducing
- pérdidas en la transformación de tensión realizada en dichos centros de Losses in the voltage transformation carried out in these centers of
- transformación. transformation.
- 1 O 1 o
- Antecedentes de la invención Background of the invention
- Los sistemas de transformación instalados en edificios e industrias conectados Transformation systems installed in connected buildings and industries
- en redes de distribución deben garantizar la continuidad de suministro en el punto de in distribution networks they must guarantee continuity of supply at the point of
- consumo del modo más eficiente posible. Las diferentes normativas internacionales Consumption in the most efficient way possible. The different international regulations
- exigen esta garantía de suministro mediante la instalación de dos o más they demand this guarantee of supply by installing two or more
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- transformadores de potencia en paralelo que permitan realizar operaciones de parallel power transformers that allow operations of
- mantenimiento en uno de ellos sin cortar el suministro, así como garantizar la maintenance in one of them without cutting off the supply, as well as guaranteeing the
- continuidad de funcionamiento en caso de avería. A pesar de que la eficiencia continuity of operation in case of failure. Although the efficiency
- energética de los transformadores de distribución ha aumentado y se han reducido las power of distribution transformers has increased and the
- pérdidas totales, suma de las pérdidas en carga y en vacío, éstas representan todavía total losses, sum of the losses in load and in empty, these still represent
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- un valor importante en los sistemas eléctricos, entre un 16% y un 40% de las pérdidas an important value in electrical systems, between 16% and 40% of losses
- energéticas asociadas a los sistemas de distribución eléctrica. Se hace por tanto energy companies associated with electrical distribution systems. It is therefore done
- necesario reducir las pérdidas en los sistemas de transformación y por lo tanto la it is necessary to reduce the losses in the transformation systems and therefore the
- emisión de gases de efecto invernadero asociados. emission of associated greenhouse gases.
- Los sistemas de transformación suponen un importante porcentaje en las Transformation systems account for a significant percentage of
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- pérdidas del conjunto de la distribución eléctrica tanto en Europa como Estados losses of the entire electricity distribution in both Europe and States
- Unidos [1 ]. Pese a que los fabricantes de transformadores [2] han reducido de forma United [1]. Although transformer manufacturers [2] have reduced form
- sistemática las pérdidas introduciendo nuevos materiales y técnicas de fabricación (3-Systematic losses by introducing new materials and manufacturing techniques (3-
- 6], existe un importante número de equipos ya instalados que se encuentran dentro de 6], there is a significant number of equipment already installed that are within
- su vida útil y presentan valores de eficiencia energética mucho menores a las que their useful life and have much lower energy efficiency values than
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- presentan los sistemas fabricados hoy en día. Las técnicas de fabricación modernas present the systems manufactured today. Modern manufacturing techniques
- de transformadores permiten obtener sistemas con pérdidas prácticamente nulas lo of transformers allow to obtain systems with practically null losses what
- que implica la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas which implies the reduction of associated greenhouse gas emissions
- [4,5]. Los sistemas de transformación con bajas pérdidas permiten reducir la potencia [4,5]. The transformation systems with low losses allow to reduce the power
- instantánea demandada por la instalación y por lo tanto reducen la potencia de snapshot demanded by the installation and therefore reduce the power of
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- generación asociada. En el caso del suministro basado en combustibles fósiles esto associated generation. In the case of fossil fuel based supply this
implica una reducción de toneladas de C~equivalentes y en el caso de sistemas en redes de generación distribuida con generación renovable implica una reducción de la potencia instalada y facilita una mejor previsión de la demanda y control del sistema. it implies a reduction of tons of equivalent C ~ and in the case of systems in distributed generation networks with renewable generation it implies a reduction of the installed power and facilitates a better forecast of the demand and control of the system.
La inversión necesaria en Jos sistemas de distribución de potencia y el coste de generación eléctrica siguen en aumento, por lo que las tecnologías que permitan reducir el consumo energético están muy demandadas hoy en día. Las empresas suministradoras de energía eléctrica y el consumidor final en instalaciones privadas se ven directamente beneficiados por la implementación de sistemas de reducción de pérdidas en transformadores de distribución. Los sistemas de transformación se encuentran en funcionamiento obligatorio siempre que exista demanda por lo que los ahorros energéticos asociados a nuevas tecnologías o sistemas de transformación alcanzan valores elevados. Además Jos transformadores instalados funcionando en vacío tienen unas pérdidas asociadas por lo que existe consumo energético sin demanda en el secundario. En una fase de diseilo de una nueva instalación la decisión entre la utilización de un sistema de alta eficiencia y uno de mayores pérdidas está directamente relacionada con el ahorro económico esperable durante la fase de utilización del equipo. El análisis TOC (Total Owning Cost, análisis de coste total de la propiedad) se utiliza como herramienta de decisión ya que contempla la suma del coste del propio transformador y los costes derivados de las pérdidas en el equipo durante su vida útil [7). Existen ejemplos de la aplicación de este método para la evaluación de instalaciones [8,9] en función del tipo de uso [10-12] y particularizando para sistemas industriales y comerciales [13, 14]. El cálculo TOC evalúa las pérdidas del transformador en carga y en vacío para determinar qué transformador es el más adecuado en función del coste de las pérdidas durante la vida útil del equipo. Es una herramienta idónea para la toma de decisiones en fase de diseilo [14, 15], fabricación y compra de equipos. The necessary investment in power distribution systems and the cost of electricity generation continue to increase, so that technologies that reduce energy consumption are in high demand today. Electricity supply companies and the final consumer in private facilities are directly benefited by the implementation of loss reduction systems in distribution transformers. The transformation systems are in mandatory operation whenever there is demand so that the energy savings associated with new technologies or transformation systems reach high values. In addition, the transformers installed operating in a vacuum have associated losses, so there is energy consumption without demand in the secondary. In a design phase of a new installation the decision between the use of a high efficiency system and one of greater losses is directly related to the expected economic savings during the equipment use phase. The TOC analysis (Total Owning Cost, total cost of ownership analysis) is used as a decision tool since it contemplates the sum of the cost of the transformer itself and the costs derived from losses in the equipment during its useful life [7). There are examples of the application of this method for the evaluation of facilities [8,9] depending on the type of use [10-12] and particularizing for industrial and commercial systems [13, 14]. The TOC calculation evaluates the losses of the transformer in load and in vacuum to determine which transformer is the most suitable depending on the cost of the losses during the useful life of the equipment. It is an ideal tool for decision-making during the design phase [14,15], manufacturing and purchase of equipment.
En el caso de instalaciones ya existentes que poseen transformadores en operación es necesario plantear técnicas que permitan reducir las pérdidas energéticas asociadas a los equipos sin tener que sustituir éstos. La sustitución de un equipo que no se encuentre dailado es justificable siempre que al realizar un análisis TOC se compruebe la rentabilidad de desechar el sistema existente y la instalación de un nuevo transformador. Esta sustitución no es económicamente rentable en casi ningún caso por lo que es necesario plantear alternativas de ahorro. En el caso de nuevas instalaciones la elección de transformadores de mayor clase de eficiencia puede ser rentable cuando la reducción de pérdidas energéticas justifique el
In the case of existing installations that have transformers in operation, it is necessary to propose techniques that allow reducing the energy losses associated with the equipment without having to replace them. The replacement of equipment that is not damaged is justifiable provided that when performing a TOC analysis the profitability of disposing of the existing system and the installation of a new transformer is verified. This substitution is not economically profitable in almost any case so it is necessary to propose savings alternatives. In the case of new installations the choice of transformers of higher efficiency class can be profitable when the reduction of energy losses justifies the
- sobrecoste frente a un transformador convencional. Los transformadores existentes extra cost compared to a conventional transformer. Existing transformers
- han de ser integrados además en los nuevos sistemas de generación distribuida por lo they must also be integrated into the new distributed generation systems so
- que la propuesta de métodos de reducción de pérdidas facilitará esta tarea. En los that the proposal of loss reduction methods will facilitate this task. In the
- centros de transformación de instalaciones industriales y comerciales, habitualmente industrial and commercial facilities transformation centers, usually
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- se mantienen los transformadores conectados sea cual sea la demanda de potencia the transformers are kept connected whatever the power demand
- instantánea. Son muchas las instalaciones que presentan estacionalidad horaria, diaria snapshot. There are many facilities that have hourly, daily seasonality
- y mensual de uso, por lo que la potencia de transformación instalada no siempre se and monthly usage, so the installed transformation power is not always
- ajusta a la óptima. Además, por motivos de previsión de ampliación de la instalación, fits the optimum. In addition, for reasons of anticipating expansion of the installation,
- es habitual sobredimensionar los sistemas de transformación un mínimo de un 20%. It is usual to oversize the transformation systems by a minimum of 20%.
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- Los transformadores son máquinas eléctricas estáticas con un elevado Transformers are static electric machines with a high
- rendimiento que alcanza valores superiores al 95%. Está basado en el uso de dos o performance that reaches values higher than 95%. It is based on the use of two or
- más arrollamientos alrededor de un núcleo ferromagnético, y en un cambio de un nivel more windings around a ferromagnetic core, and in a change of one level
- de tensión a otro sin que exista un cambio en la frecuencia. Los transformadores son from tension to another without a change in frequency. The transformers are
- utilizados masivamente en los sistemas de distribución eléctrica y desempeñan used massively in electrical distribution systems and perform
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- funciones básicas ya que actúan como elementos de aislamiento y transformadores de basic functions as they act as isolation elements and transformers of
- nivel de tensión. La utilización de materiales ferromagnéticos y cobre hace que su tension level The use of ferromagnetic materials and copper makes its
- coste sea elevado y son además máquinas pesadas y voluminosas. El medio para cost is high and they are also heavy and bulky machines. The means to
- reducir el tamaño de las máquinas es que la densidad de potencia en el transformador reduce the size of the machines is that the power density in the transformer
- es inversamente proporcional a la frecuencia por lo que sistemas que trabajen con it is inversely proportional to the frequency so systems that work with
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- elevadas frecuencias permiten utilizar de forma más eficiente el núcleo magnético y high frequencies allow more efficient use of the magnetic core and
- reducir por lo tanto el tamaño del equipo [16]. En la actualidad se están desarrollando therefore reduce the size of the equipment [16]. They are currently being developed
- múltiples investigaciones en sistemas de transformación basados en electrónica de multiple investigations in electronic based transformation systems of
- potencia. Estos sistemas, llamados sistemas OEPT (Distribution Electronic Power power. These systems, called OEPT (Distribution Electronic Power) systems
- Transformef), permiten afrontar de forma más eficaz los problemas de calidad de la Transformef), allow to deal more effectively with the quality problems of the
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- energía en los sistemas de distribución y reducir las pérdidas [17-24]. Los sistemas energy in distribution systems and reduce losses [17-24]. The systems
- OEPT se encuentran en fase de desarrollo pero no se han introducido en los sistemas PTSD are under development but have not been introduced into the systems
- de distribución eléctrica. of electrical distribution.
- La presente invención se centra en los sistemas existentes en la actualidad y The present invention focuses on the systems currently in existence and
- que se encuentran instalados en los sistemas de distribución y que se seguirán that are installed in the distribution systems and that will be followed
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- instalando en los próximos años. Según estudios llevados a cabo en Estados Unidos installing in the coming years. According to studies carried out in the United States
- las pérdidas de los sistemas de transformación suponen el 40% de las pérdidas en Transformation system losses account for 40% of losses in
- empresas de servicio público no generadoras y el 16% en las empresas de servicio non-generating public service companies and 16% in service companies
- privado [1]. En la Unión Europea el Instituto Europeo del Cobre calcula que la private [1]. In the European Union, the European Copper Institute estimates that the
- sustitución de los transformadores de potencia instalados en Europa por otros un 40% replacement of power transformers installed in Europe with another 40%
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- más eficientes permitiría reducir el consumo energético en más de 22 TWh lo que more efficient would reduce energy consumption by more than 22 TWh which
- conllevaría una disminución de emisiones de gases de efecto invemadero de más de 9 would lead to a decrease in greenhouse gas emissions of more than 9
- millones de toneladas de e~ equivalentes [25]. Debido al elevado coste de los million tons of e ~ equivalents [25]. Due to the high cost of
- equipos esta solución no puede llevarse a cabo de forma sistematizada por lo que se equipment this solution cannot be carried out systematically so it
- plantea un método de reducción de pérdidas en sistemas de transformación raises a method of reducing losses in transformation systems
- 5 5
- independientemente de su eficiencia [26-29]. En Junio del año 2011 la lntemational regardless of its efficiency [26-29]. In June of the year 2011 the lntemational
- Energy Agency (lEA) ha hecho público que durante el año 2010 y a pesar de la crisis Energy Agency (lEA) has made public that during 2010 and despite the crisis
- económica mundial, se ha alcanzado el record de emisiones de gases de efecto economic world, the record of effect gas emissions has been reached
- invemadero [30]. Esto implica que las consecuencias del cambio climático son cada inventory [30]. This implies that the consequences of climate change are every
- vez más inevitables y deben establecerse todas las estrategias posibles para reducir increasingly unavoidable and all possible strategies to reduce
- 1o 1st
- estos niveles de emisión. La presente invención presenta una metodología de bajo these emission levels. The present invention presents a low methodology
- coste aplicable a sistemas de transformación en paralelo y estudia el potencial cost applicable to parallel transformation systems and study the potential
- concreto en varias situaciones reales. Entre estas situaciones reales destaca el concrete in several real situations. Among these real situations, the
- elevado potencial de ahorro económico y energético en instalaciones que presentan high potential for economic and energy savings in facilities that present
- un funcionamiento temporal, horario o estacional. Por ejemplo en polígonos a temporary, hourly or seasonal operation. For example in polygons
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- industriales, centros comerciales, centros docentes, etc., el funcionamiento se da en industrial, shopping centers, educational centers, etc., the operation occurs in
- ciertas horas del día, en centros turísticos el uso es muy estacional y existen casos certain times of the day, in tourist centers the use is very seasonal and there are cases
- combinados, como centros docentes. En todos estos casos la potencia demandada en combined, as teaching centers. In all these cases the power demanded in
- los transformadores varía de forma sustancial a lo largo del tiempo. Transformers vary substantially over time.
- La presente invención propone un nuevo método llamado PLO (Para/le/ Losses The present invention proposes a new method called PLO (Para / le / Losses
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- Optimization) y orientado a la minimización de pérdidas en el sistema durante la Optimization) and aimed at minimizing losses in the system during the
- explotación del mismo. El método permite adaptar el sistema de funcionamiento del exploitation of it. The method allows adapting the operating system of the
- centro de transformación para lograr las menores pérdidas posibles para la potencia transformation center to achieve the lowest possible losses for power
- demandada. Además el método PLO propuesto permite reducir las pérdidas en todo sued In addition, the proposed PLO method reduces losses throughout
- tipo de instalaciones de transformadores en paralelo siendo aplicable para sistemas type of parallel transformer installations being applicable for systems
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- existentes o nuevos permitiendo aumentar los ahorros energéticos sea cual sea la existing or new allowing to increase energy savings whatever the
- clase de eficiencia del transformador. transformer efficiency class.
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Descripción de la invención
Description of the invention
La presente invención propone un sistema y un método de optimización de sistemas de transformadores en paralelo que resuelve los problemas anteriores, aplicable a instalaciones existentes o futuras y adaptable a cualquier tipo de sistemas de transformador. The present invention proposes a system and a method of optimizing transformer systems in parallel that solves the above problems, applicable to existing or future installations and adaptable to any type of transformer systems.
El método de optimización se aplica para sistemas de transformación basados en dos transformadores en paralelo, solución habitual tanto a nivel industrial como comercial. En el método se calcula y caracteriza las pérdidas totales en el centro de transformación para uno, dos o ambos transformadores conectados. Para cada potencia de transformación se establece una potencia o punto de optimización, aquf también llamada potencia PLO (Paralell Losses Optimization), que es el punto de ruptura a partir del cual es más rentable tener conectado uno u otro de los transformadores o ambos en paralelo. The optimization method is applied for transformation systems based on two transformers in parallel, a usual solution both industrially and commercially. The method calculates and characterizes the total losses in the transformation center for one, two or both connected transformers. For each transforming power one optimization power or point is established, here also called PLO (Paralell Losses Optimization) power, which is the breaking point from which it is more profitable to have one or the other of the transformers connected or both in parallel .
El método de reducción de pérdidas en sistemas de transformadores en paralelo en centros de distribución comprende realizar repetidamente los siguientes pasos: The method of reducing losses in parallel transformer systems in distribution centers comprises repeatedly performing the following steps:
-medir la potencia de carga total SL de los transformadores en paralelo del centro de distribución; -measure the total load power SL of the transformers in parallel of the distribution center;
-comparar dicho valor de carga SL con al menos un valor de potencia de optimización obtenido en función de la potencia de transformación total SN de los transformadores en paralelo; - comparing said load value SL with at least one optimization power value obtained based on the total transformation power SN of the transformers in parallel;
-seleccionar una configuración de conexión de transformadores determinada en función de dicha comparación; -cambiar a la configuración de conexión seleccionada! en caso de que ésta no coincida con la configuración de conexión en activo. -select a specific transformer connection configuration based on said comparison; -change to the selected connection settings! in case it does not match the active connection settings.
Preferiblemente el centro de transformación dispone únicamente de dos transformadores conectados en paralelo. En ese caso el valor de carga SL se compara con un único valor de potencia de optimización. Preferably the transformation center has only two transformers connected in parallel. In that case the load value SL is compared with a single optimization power value.
En una realización preferida el valor de potencia de optimización depende linealmente de la potencia de transformación total SN de los transformadores en paralelo. In a preferred embodiment, the optimization power value depends linearly on the total transforming power SN of the transformers in parallel.
La configuración de conexión de transformadores se puede determinar de la siguiente forma: The transformer connection configuration can be determined as follows:
-si el valor de carga SL es inferior al valor de potencia de optimización, la configuración de conexión consiste en activar un único transformador, que es el que para ese valor de carga SL presenta menores pérdidas; -if the load value SL is lower than the optimization power value, the connection configuration consists of activating a single transformer, which is the one that for that load value SL has lower losses;
- -si el valor de carga SL es superior al valor de potencia de optimización, la -if the load value SL is greater than the optimization power value, the
- configuración de conexión consiste en activar ambos transformadores en paralelo. Connection configuration consists of activating both transformers in parallel.
- Es también objeto de la invención un sistema de reducción de pérdidas en The object of the invention is also a loss reduction system in
- sistemas de transformadores en paralelo en centros de distribución, que comprende: parallel transformer systems in distribution centers, comprising:
- 5 5
- -medios de medida de la potencia de carga total ~de los transformadores en -means of measurement of the total load power ~ of the transformers in
- paralelo del centro de distribución; parallel distribution center;
- -medios de control configurados para: -control means configured for:
- • comparar dicho valor de carga SL con al menos un valor de potencia • compare said load value SL with at least one power value
- de optimización obtenido en función de la potencia de transformación total SN of optimization obtained based on the total transformation power SN
- 1 O 1 o
- de los transformadores en paralelo; of transformers in parallel;
- • seleccionar una configuración de conexión de transformadores • select a transformer connection configuration
- determinada en función de dicha comparación; determined based on said comparison;
- • cambiar a la configuración de conexión seleccionada, mediante la • switch to the selected connection settings, using the
- activación de unos medios de conexión (los cuales pueden formar parte del activation of connection means (which can be part of the
- 15 fifteen
- sistema), en caso de que no coincida con la configuración de conexión en system), in case it does not match the connection settings in
- activo. active.
- Los medios de control pueden comprender una memoria donde se almacena el The control means may comprise a memory where the
- al menos un valor de potencia de optimización. At least one optimization power value.
- El sistema puede comprender también una unidad remota de supervisión con The system may also comprise a remote monitoring unit with
- 20 twenty
- funciones de gestión remota de la configuración de los medios de control. Remote management functions of the control media configuration.
- En el caso de que el centro de transformación disponga de dos In the event that the transformation center has two
- transformadores conectados en paralelo, los medios de control pueden estar transformers connected in parallel, the control means may be
- configurados para comparar el valor de carga ~con un único valor de potencia de configured to compare the load value ~ with a single power value of
- optimización. El valor de potencia de optimización puede depender linealmente de la optimization The optimization power value can depend linearly on the
- 25 25
- potencia de transformación total SN de los transformadores en paralelo. Total transforming power SN of the transformers in parallel.
- Los medios de control pueden estar configurados para determinar la The control means may be configured to determine the
- configuración de conexión de transformadores de la siguiente forma: transformer connection configuration as follows:
- -si el valor de carga SL es inferior al valor de potencia de optimización, la -if the load value SL is lower than the optimization power value, the
- configuración de conexión consiste en activar un único transformador, que es el que connection configuration consists of activating a single transformer, which is what
- 30 30
- para ese valor de carga SL presenta menores pérdidas; for this cargo value SL has lower losses;
- -si el valor de carga SL es superior al valor de potencia de optimización, la -if the load value SL is greater than the optimization power value, the
- configuración de conexión consiste en activar ambos transformadores en paralelo. Connection configuration consists of activating both transformers in parallel.
- Breve descripción de los dibujos Brief description of the drawings
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos
Then a series of drawings is described very briefly
- que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con that help to better understand the invention and that expressly relate to
- una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de an embodiment of said invention presented as a non-limiting example of
- ésta. is.
- La Figura 1 muestra, en un sistema de transformadores en paralelo, un ejemplo Figure 1 shows, in a parallel transformer system, an example
- 5 5
- de curvas de relación carga/pérdidas de los distintos transformadores cuando of load / loss ratio curves of the different transformers when
- funcionan por separado y ambos en paralelo. They work separately and both in parallel.
- La Figura 2 muestra en detalle el punto de potencia óptima obtenido para la Figure 2 shows in detail the optimum power point obtained for the
- figura anterior. previous figure.
- La Figura 3 muestra la correspondencia entre puntos de potencia óptima y la Figure 3 shows the correspondence between optimal power points and the
- 1 O 1 o
- potencia nominal de transformación utilizada. nominal transformation power used.
- La Figura 4 representa el sistema objeto de la invención. Figure 4 represents the system object of the invention.
- Descripción detallada de la invencjón Detailed description of the invention
- Los transformadores tienen asociadas pérdidas que se clasifican en: Transformers have associated losses that are classified as:
- 15 fifteen
- -Pérdidas en vacío: En un transformador conectado a un sistema de -Value losses: In a transformer connected to a system of
- distribución eléctrica existen unas pérdidas siempre que el transformador está electrical distribution there are losses whenever the transformer is
- sometido a un voltaje. Estas pérdidas no dependen de que el transformador esté o no under a voltage. These losses do not depend on whether or not the transformer is
- sometido a una carga por lo que se denominan pérdidas en vacío. Su valor es subjected to a load so they are called empty losses. Its value is
- constante y consta de cinco componentes diferenciadas: constant and consists of five differentiated components:
- 20 twenty
- • Pérdidas por histéresis en láminas centrales y pérdidas por corrientes • Hysteresis losses in central blades and losses due to currents
- de Foucault en la laminación principal (99%) Foucault in the main lamination (99%)
- • Pérdidas dieléctricas (<0.50%) • Dielectric losses (<0.50%)
- • Pérdidas por corrientes de Foucault libres y en las abrazaderas • Losses due to free eddy currents and clamps
- principales, pemos y componentes (<0.35%) main, segments and components (<0.35%)
- 25 25
- • Pérdidas 12R asociadas con corriente en vacío (<0.15%) • 12R losses associated with idle current (<0.15%)
- Debido al que las pérdidas por histéresis y corriente de Foucalt suponen Because Foucalt's hysteresis and current losses represent
- el 99% de las pérdidas totales, suelen asumirse como las únicas que se tienen 99% of total losses are usually assumed as the only ones
- en cuenta, mientras que las demás se suponen aproximadamente igual a cero. into account, while the others are assumed to be approximately equal to zero.
- -Pérdidas en carga: En cuanto a las pérdidas en carga, a medida que varía la - Losses in load: As for the losses in load, as the
- 30 30
- carga en el transformador se modifican las pérdidas en el equipo ya que éstas son load in the transformer the losses in the equipment are modified since these are
- debidas a las pérdidas de calor en los conductores originadas por la corriente de carga due to heat losses in conductors caused by the load current
- y por las corrientes de Foucault. Estas pérdidas varían con la temperatura al variar las and by the currents of Foucault. These losses vary with temperature as the
- características de conductividad de los materiales y el valor más importante es el conductivity characteristics of the materials and the most important value is the
- debido a las pérdidas en el cobre caracterizadas por 12R. due to losses in copper characterized by 12R.
- Para garantizar la continuidad de suministro, To ensure continuity of supply,
- en previsión de ampliaciones, in extension forecast,
- para facilitar el mantenimiento y por cuestiones de normativa son muy habituales las to facilitate maintenance and regulatory issues are very common
- instalaciones installations
- formadas por dos transformadores en paralelo. Dichos sistemas formed by two transformers in parallel. Sayings systems
- multitransformador en paralelo tienen también distintas pérdidas. Se pueden presentar Multitransformer in parallel also have different losses. Can be presented
- 5 5
- tres casos de operación: Three operation cases:
- 1. La potencia de funcionamiento demandada es menor a la potencia nominal 1. The demanded operating power is less than the nominal power
- del primer transformador. of the first transformer.
- 2. La potencia de funcionamiento demandada es menor a la potencia nominal 2. The demanded operating power is less than the nominal power
- del segundo transformador. of the second transformer.
- 1 O 1 o
- 3. La potencia de funcionamiento demandad es mayor a la potencia nominal de 3. The operating power demand is greater than the nominal power of
- cualquiera de los dos transformadores. Either of the two transformers.
- Estas situaciones de carga se presentarán de forma habitual en una misma These loading situations will be presented regularly in the same
- instalación en función de la curva de carga de la instalación pero los transformadores installation depending on the load curve of the installation but the transformers
- se mantienen conectados de forma idéntica independientemente de la carga. they remain connected identically regardless of the load.
- 15 fifteen
- Teniendo en cuenta los tipos de pérdidas expuestos anteriormente, en un caso Taking into account the types of losses set forth above, in one case
- de from
- un sistema formado por un transformador con una potencia nominal SN a system formed by a transformer with a power nominal SN
- caracterizado characterized
- por sus pérdidas en vacío (lo) y su impedancia porcentual de by their losses in empty (the) Y its percentage impedance from
- cortocircuito (Use) las pérdidas totales cuando está sometido a una potencia de carga Short circuit (Use) total losses when subjected to a load power
- aparente SL se calcularán según: Apparent SL will be calculated according to:
- 20 twenty
- 4 =4 +(SL )2 Use SN (1) 4 = 4 + (SL) 2 Use SN (1)
- En In
- el caso de dos transformadores conectados en paralelo con las he case from two transformers connected in parallel with the
- características de ensayo de impedancia de cortocircuito porcentual, Use, la carga se Test characteristics of percentage short circuit impedance, Use, the load is
- repartirá entre ambos transformadores de modo que cuanto menor sea el valor de Use will distribute between both transformers so that the lower the value of Use
- mayores serán las corrientes de cortocircuito. The higher the short circuit currents.
- 25 25
- La potencia de carga total, SL, se repartirá entre los transformadores 1 y 2 de The total load power, SL, will be distributed between transformers 1 and 2 of
- acuerdo a las Ecuaciones (2) y (3): according to Equations (2) and (3):
- s s
- -sL.sN.I.usc.r -sL.sN.I.usc.r
- L,l -(sN,I +sN.J. USC,I (2) L, l - (sN, I + sN.J. USC, I (2)
- s s
- _ sL.sN.2.usc.r _ sL.sN.2.usc.r
- L,l-(sN,I + sN.2J· usc.2 <3> L, l- (sN, I + sN.2J · usc.2 <3>
El valor Usc,T representa la impedancia de cortocircuito medio que se determina según la Ecuación ( 4):
The value Usc, T represents the average short circuit impedance determined according to Equation (4):
De modo que cada transformador podrá caracterizarse por su distribución So each transformer can be characterized by its distribution
porcentual de carga PL1, PL2 tal y como se muestra en las Ecuaciones (5) y (6): Load percentage PL1, PL2 as shown in Equations (5) and (6):
p~ = SL,1 SN,1 (5) p ~ = SL, 1 SN, 1 (5)
PL2 = SL,2PL2 = SL, 2
5 5
SN,2 (6) Las pérdidas por lo tanto en el sistema funcionando en paralelo se calcularán según la Ecuación (7): SN, 2 (6) The losses therefore in the system running in parallel will be calculated according to Equation (7):
SL,1 2 (SL,2 )2SL, 1 2 (SL, 2) 2
Lr nnr =Lo 1 + -Use 1 +Lo 2 + --U se 2 (7)Lr nnr = Lo 1 + -Use 1 + Lo 2 + --U se 2 (7)
•r-• (S ), . S . • r- • (S),. S.
N,1 N,2 N, 1 N, 2
10 En el método que propone la presente invención se han de computar las características de pérdidas de cada uno de los transformadores y de ambos funcionando en paralelo para cada punto de la curva de carga, correspondiente a la suma de las potencias nominales, Ecuación (8): In the method proposed by the present invention, the loss characteristics of each of the transformers and of both of them operating in parallel for each point of the load curve, corresponding to the sum of the nominal powers, Equation (8) ):
SN = SN,1 +SN,2 (8) 15 En función de la carga y utilizando las fórmulas de cálculo de pérdidas recogidas en las Ecuaciones (1) y (7), se determina cuál es el punto o potencia de optimización de pérdidas en paralelo (en adelante potencia de optimización o potencia PLO). Se ha denominado la potencia PLO (Para/el/ Losses Optimization) a aquella a 20 partir de la cual las pérdidas en el sistema hacen recomendable la conexión de ambos transformadores aunque no se haya alcanzado el100o/o de carga en el primero (SN,1). Esta estrategia permite minimizar las pérdidas al establecer una estrategia de conexión basada en las mínimas pérdidas de operación y no en las potencias nominales de los equipos. 25 Para la combinación de transformadores que integran el centro de transformación se simulan las pérdidas a diferentes niveles de carga (St.) funcionando con cada uno de Jos transformadores y con su funcionamiento en paralelo
SN = SN, 1 + SN, 2 (8) 15 Depending on the load and using the loss calculation formulas in Equations (1) and (7), determine the point or power of loss optimization in parallel (hereinafter optimization power or PLO power). The PLO power (Para / el / Losses Optimization) has been called the one at which from which the losses in the system make it advisable to connect both transformers even if the 100o / o load in the first one (SN, one). This strategy minimizes losses by establishing a connection strategy based on the minimum operating losses and not on the nominal powers of the equipment. 25 For the combination of transformers that make up the transformation center, losses at different load levels (St.) are simulated, operating with each of the transformers and with their operation in parallel
- obteniéndose una curva de carga-pérdidas como la de Figura 1, donde se muestra a obtaining a load-loss curve like the one in Figure 1, where it is shown
- modo de ejemplo el resultado para una potencia de transformación de 41 O kVA as an example the result for a transformation power of 41 O kVA
- (transformadores de 160 + 250 kVA clase de eficiencia EoDk). (160 + 250 kVA EoDk efficiency class transformers).
- En la Figura 1 se observan por tanto la curva de pérdidas del primer Figure 1 therefore shows the loss curve of the first
- 5 5
- transformador 1 funcionando aisladamente, la curva de pérdidas del segundo transformer 1 running in isolation, the loss curve of the second
- transformador 2 con la misma estrategia de funcionamiento, la curva de pérdidas del transformer 2 with the same operating strategy, the loss curve of the
- sistema en paralelo 3 y la curva de pérdidas mínimas 4 (i.e. la óptima). Se determina el parallel system 3 and the minimum loss curve 4 (i.e. the optimum). The
- punto o potencia de optimización 5 (punto o potencia PLO) como aquella potencia de optimization point or power 5 (point or PLO power) as that power of
- carga a partir de la que las pérdidas disminuyen al conectar en paralelo ambos load from which the losses decrease when connecting both
- 1O 1O
- transformadores, detalle que se observa en la Figura 2. transformers, detail seen in Figure 2.
- En la zona A, a la izquierda de la potencia de optimización 5, será óptimo In zone A, to the left of optimization power 5, it will be optimal
- trabajar con una conexión del sistema de un único transformador (el que sea más work with a single transformer system connection (whichever is more
- eficaz, el que tenga menos pérdidas, en este caso el primer transformador), mientras effective, the one with the least losses, in this case the first transformer), while
- que en la zona 8, a la derecha de la potencia de optimización 5, será óptimo trabajar that in zone 8, to the right of optimization power 5, it will be optimal to work
- 15 fifteen
- con una conexión en paralelo de ambos sistemas. Así, la curva de pérdidas mínimas 4 with a parallel connection of both systems. Thus, the curve of minimum losses 4
- coincidirá en la zona A con la curva de pérdidas del primer transformador 1 y en la will coincide in zone A with the loss curve of the first transformer 1 and in the
- zona B con la curva de pérdidas del sistema en paralelo 3. zone B with the parallel loss curve of the system 3.
- En resumen, se elige la conexión que sea energéticamente más eficaz en In short, the connection that is most energy efficient in choosing
- función de la potencia de carga SL. En la zona A se conecta el transformador con SL load power function. In zone A the transformer is connected with
- 20 twenty
- menores pérdidas. En función de las características de ambos transformadores el minor losses Depending on the characteristics of both transformers the
- punto de optimización varía, de modo que lo que se busca es conectar el optimization point varies, so what you want is to connect the
- transformador de menores pérdidas para esa potencia SL, no siendo éste lower loss transformer for that power SL, not being this one
- necesariamente el de máxima potencia nominal. necessarily the maximum rated power.
- En un estudio realizado en distintos centros de transformación, se han In a study conducted in different transformation centers, they have
- 25 25
- combinado transformadores de las características expuestas en la Tabla 1, para dar combined transformers of the characteristics set forth in Table 1, to give
- lugar a trece potencias de instalación con tres grados de eficiencia energética (EoDk, place to thirteen installation powers with three degrees of energy efficiency (EoDk,
- DoCk, CoBk) por lo que se han generado un total de 39 casos de estudio, según la DoCk, CoBk) so that a total of 39 case studies have been generated, according to the
- Tabla 2. Las potencias analizadas corresponden a casos típicos de potencias Table 2. The analyzed powers correspond to typical cases of powers.
- instaladas en un amplio rango de aplicaciones. Todos los datos de transformadores installed in a wide range of applications. All transformer data
- 30 30
- corresponden a equipos reales. They correspond to real teams.
- ~ (kVA) ~ (kVA)
- Clasificación ENSQ464..1 Use(%) PorN) ENSQ464..1 classification Use (%) PorN)
- 100 100
- EoO..-High 4 320 EoO ..- High 4 320
- 160 160
- EoO..-High 4 460 EoO ..- High 4 460
- 250 250
- EoDk-High 4 650 EoDk-High 4 650
- 400 400
- EoOt-Hlgh 4 930 EoOt-Hlgh 4 930
- 630 630
- EoDk-High 4 1,200 EoDk-High 4 1,200
- 1,000 1,000
- EoDt-High 5 1,700 EoDt-High 5 1,700
- 1,600 1,600
- EoDt-High 6 2,600 EoDt-High 6 2,600
- 100 100
- DoCtc -Medium 4 260 DoCtc -Medium 4 260
- 160 160
- DoCtc -Medium 4 375 DoCtc -Medium 4 375
- 250 250
- DoCtc -Medium 4 530 DoCtc -Medium 4 530
- 400 400
- CoS..-Medium 4 750 CoS ..- Medium 4 750
- 630 630
- DoCtc -Medium 4 940 DoCtc -Medium 4 940
- 1,000 1,000
- DoCk-Medium 5 1,400 DoCk-Medium 5 1,400
- 1,600 1,600
- DoCtc -Medium 6 2,200 DoCtc -Medium 6 2,200
- 100 100
- CoBk-Low 4 210 CoBk-Low 4 210
- 160 160
- CoBk-LOW 4 300 CoBk-LOW 4 300
- 250 250
- CoS..-Low 4 425 CoS ..- Low 4 425
- 400 400
- CoBk-Low 4 610 CoBk-Low 4 610
- 630 630
- CoBk-Low 4 800 CoBk-Low 4 800
- 1,000 1,000
- CoS..-Low 5 1,100 CoS ..- Low 5 1,100
- 1,600 1,600
- CoS..-Low 6 1,700 CoS ..- Low 6 1,700
Tabla 1. Transformadores de potencia estudiados Table 1. Power transformers studied
- ~ (kVA) ~ (kVA)
- Transformadores en paralelo Clasificación EN50464-1 Parallel transformers EN50464-1 classification
- 200 200
- 2x 100 EoDk, DoCtc. CoBt 2x 100 EoDk, DoCtc. CoBt
- 260 260
- 100+160 EoO... DoCtc, CoS.. 100 + 160 EoO ... DoCtc, CoS ..
- 320 320
- 2x 160 EoDk. DoCtc, CoS.. 2x 160 EoDk DoCtc, CoS ..
- 410 410
- 160+ 250 EoDt. DoCk, CoS.. 160+ 250 EoDt. DoCk, CoS ..
- 500 500
- 2x250 EoDk. DoCk, CoS.. 2x250 EoDk DoCk, CoS ..
- 650 650
- 250+ 400 EoDt. DoCtc. CoS.. 250+ 400 EoDt. DoCtc CoS ..
- 800 800
- 2x400 EoDt. DoCk, CoS.. 2x400 EoDt. DoCk, CoS ..
- 1,030 1,030
- 400+630 EoDt. DoCk, CoS.. 400 + 630 EoDt. DoCk, CoS ..
- 1,260 1,260
- 2x630 EoDt. DoCtc, CoS.. 2x630 EoDt. DoCtc, CoS ..
- 1,630 1,630
- 630+ 1,000 EoDt. DoCtc, CoS.. 630+ 1,000 EoDt. DoCtc, CoS ..
- 2,000 2,000
- 2x1,000 EoDk, DoCk, CoS.. 2x1,000 EoDk, DoCk, CoS ..
- 2,600 2,600
- 1000 + 1,600 EoDt. DoCtc, CoS.. 1000 + 1,600 EoDt. DoCtc, CoS ..
- 3,200 3,200
- 2x 1,600 EoDk, DoCtc, CoS.. 2x 1,600 EoDk, DoCtc, CoS ..
Tabla 2. Instalaciones de transformación estudiadas Table 2. Transformation facilities studied
Para cada uno de los casos se ha calculado el punto o potencia de optimización (PLO) y se han obtenido los valores indicados en la Tabla 3. Se observa que como norma general a medida que aumenta la eficiencia del conjunto de transformadores la potencia de optimización aumenta aunque los valores son muy similares para todas las clases de eficiencia. El efecto del aumento de la clase de eficiencia es una disminución de las pérdidas en cualquier condición de funcionamiento. For each case, the optimization point or power (PLO) has been calculated and the values indicated in Table 3 have been obtained. It is observed that as a general rule as the efficiency of the set of transformers increases the optimization power It increases although the values are very similar for all efficiency classes. The effect of increasing the efficiency class is a decrease in losses in any operating condition.
- ~(kVA) ~ (kVA)
- Media Half
- 200 200
- 56 55 54 55 56 55 54 55
- 260 260
- 86 82 79 82 86 82 79 82
- 320 320
- 89 92.8 89 90 89 92.8 89 90
- 410 410
- 128 134 129 130 128 134 129 130
- 500 500
- 142.5 145 140 143 142.5 145 140 143
- 650 650
- 217 220 212 216 217 220 212 216
- 800 800
- 228 232 229 230 228 232 229 230
- 1,030 1,030
- 332 340 340 337 332 340 340 337
- 1,260 1,260
- 333 340 340 338 333 340 340 338
- 1,630 1,630
- 491 535 522 516 491 535 522 516
- 2,000 2,000
- 520 530 500 517 520 530 500 517
- 2,600 2,600
- 820 860 800 833 820 860 800 833
Tabla 3. Resultados de potencia de optimización Table 3. Optimization power results
10 Representando gráficamente los valores obtenidos y realizando un tratamiento estadístico de los mismos se obtiene una correlación que permite calcular cuál es el valor de potencia de optimización 5 para una potencia de transformación de la instalación SN, Figura 3. 10 Graphically representing the values obtained and performing a statistical treatment of them, a correlation is obtained that allows the calculation of the optimization power value 5 for a transforming power of the SN installation, Figure 3.
15 Para cada nivel de eficiencia (Eo{}¡¡, DoCk. CoBk) se detallan el valor que alcanza el punto de potencia de optimización 5 así como el valor medio del punto de potencia de optimización para cada potencia de transformación SN. A partir de estos resultados se deduce un nuevo método de optimización de transformadores en paralelo. Realizando un análisis estadístico para validar la correlación se obtiene que los 15 For each efficiency level (Eo {} ¡¡, DoCk. CoBk), the value that reaches the optimization power point 5 as well as the average value of the optimization power point for each transformation power SN are detailed. From these results a new method of optimization of transformers in parallel is deduced. Performing a statistical analysis to validate the correlation, it is obtained that
20 valores de potencia de optimización (PLO) presentan una adecuada relación con la potencia de transformación instalada, según la Ecuación (9): PLO = f(SN) (9) 20 optimization power values (PLO) have an adequate relationship with the installed transformation power, according to Equation (9): PLO = f (SN) (9)
En concreto, se observa que presenta una adecuada correlación lineal y se obtiene un método de cálculo de la potencia de optimización (PLO} basado simplemente en la potencia de transformación instalada SN, según la Ecuación (10}, con a e 9t,b e 9t: Specifically, it is observed that it presents an adequate linear correlation and a method of calculation of the optimization power (PLO) is obtained based simply on the installed transformation power SN, according to Equation (10}, with a e 9t, b e 9t:
PW=a·SN +b (10} Para el caso concreto de estudio se obtiene un nivel de ajuste R2 = 0.9771 y con a=0.012 y b=-2.0583, de acuerdo a la siguiente PW = a · SN + b (10} For the specific case of study, an adjustment level R2 = 0.9771 is obtained and with a = 0.012 and b = -2.0583, according to the following
ecuaci6n:PL0=0.012·SN -2.0583 equation: PL0 = 0.012 · SN -2.0583
Es importante reseñar que los valores a y b variarían en función del estudio realizado, y podrán utilizarse cualesquiera otros valores considerados en función de resultados de otros estudios y/o pruebas. El método aquí propuesto permite, mediante la aplicación de una relación lineal directa con la potencia de transformación instalada, implementar el sistema en cualquier instalación existente o futura con independencia de sus características. La sencillez del algoritmo permite programarlo en un sencillo autómata programable que gobernará los sistemas de conexión/desconexión de los transformadores en paralelo. It is important to note that the a and b values would vary depending on the study performed, and any other values considered based on the results of other studies and / or tests may be used. The method proposed here allows, by applying a direct linear relationship with the installed transformation power, to implement the system in any existing or future installation regardless of its characteristics. The simplicity of the algorithm allows to program it in a simple programmable automaton that will govern the connection / disconnection systems of the transformers in parallel.
Debido a la necesidad de adaptar los sistemas de medida eléctrica a los requisitos de las redes de distribución de energía eléctrica inteligente (sistemas "Smart Grid"} se están realizando cambios a los contadores eléctricos de todos los sistemas de distribución de potencia en EE.UU. y en Europa con un horizonte temporal máximo del 2020. Los sistemas de medición inteligente (contadores inteligentes, "Smart Metering"} poseen capacidad de programación de salidas de medida y en algunos casos pueden realizar cálculos lógicos. Con un sistema de reducción de pérdidas como el que se muestra en la Figura 4 es posible ejecutar el método propuesto con un coste prácticamente nulo proporcionando retornos de la inversión en un periodo muy bajo. Due to the need to adapt the electrical measurement systems to the requirements of intelligent electricity distribution networks ("Smart Grid" systems), changes are being made to the electric meters of all power distribution systems in the US. and in Europe with a maximum time horizon of 2020. Intelligent measurement systems (smart meters, "Smart Metering") have the ability to program measurement outputs and in some cases can perform logical calculations with a loss reduction system. Like the one shown in Figure 4, it is possible to execute the proposed method with a practically zero cost by providing returns on the investment in a very low period.
El sistema de reducción de pérdidas, aplicado a transformadores en paralelo (10,10'), comprende medios de medida 12 (e.g. un medidor o contador inteligente) de la potencia de carga total SL de los transformadores en paralelo (10,10'} y unos medios de control11 (e.g. una unidad de control, un controlador) encargados de configurar la conexión y/o desconexión de los transformadores en paralelo (10,10'), a través de unos medios de conexión (13,13'}, en función de la potencia de carga total y del puntos de potencia de optimización 5 previamente calculados. Se configura por tanto qué transformador( es} se conectan (un único transformador o los dos transformadores
The loss reduction system, applied to parallel transformers (10,10 '), comprises measuring means 12 (eg a smart meter or counter) of the total load power SL of the parallel transformers (10,10'} and control means11 (eg a control unit, a controller) responsible for configuring the connection and / or disconnection of the transformers in parallel (10.10 '), through connection means (13.13'}, depending on the total load power and optimization power points 5 previously calculated, it is therefore configured which transformer (s) are connected (a single transformer or the two transformers
en paralelo). Los puntos de potencia de optimización 5 han podido ser obtenidos, tal y como se ha explicado, simplemente en función -e.g. una relación lineal-del valor de la potencia de transformación de la instalación SN, que corresponde a la suma de las potencias nominales (SN,1t SN.2) de los transformadores (10, 10'). Dichos puntos de potencia de optimización 5, que en el caso de dos transformadores es un único punto tal y como se muestra en la Figura 2, pueden estar almacenados en una memoria 16 (memoria dentro de los medios de control 11 o de los medios de medida 12, o una memoria extema accesible por cualquiera de dichos medios). Los puntos de potencia de optimización 5 serán normalmente calculados previamente y almacenados en la memoria 16, la cual podría ser actualizada remotamente a través de una unidad remota de supervisión 14 de la red inteligente 15 (smart grid). in parallel). The optimization power points 5 could be obtained, as explained, simply in function -e.g. a linear relationship of the value of the transforming power of the SN installation, which corresponds to the sum of the nominal powers (SN, 1t SN.2) of the transformers (10, 10 '). Said optimization power points 5, which in the case of two transformers is a single point as shown in Figure 2, may be stored in a memory 16 (memory within the control means 11 or the control means measure 12, or an external memory accessible by any of said means). The optimization power points 5 will normally be previously calculated and stored in the memory 16, which could be updated remotely through a remote monitoring unit 14 of the smart grid 15.
La capacidad de telegestión del medidor inteligente permite además, mediante protocolo PLC ("Power Line Communication") o cualquier otro sistema de comunicación la supervisión, control, actualización y monitorización del sistema, pudiendo actualizar la forma de control y los valores de los puntos de potencia de optimización 5 a través de una unidad de supervisión 14. The remote management capability of the smart meter also allows, through PLC ("Power Line Communication") protocol or any other communication system the supervision, control, update and monitoring of the system, being able to update the control form and the values of the points of optimization power 5 through a monitoring unit 14.
El método propuesto se valida por tanto para instalaciones de transformación de tres niveles de eficiencia, lo que permite implementarlo en cualquier instalación de transformación. Los nuevos sistemas de transformadores de bajas pérdidas presentan menores pérdidas pero un mayor coste económico por lo que su instalación es rentable si el coste global durante el ciclo de vida es menor. En transformadores existentes la sustitución directa no es rentable en casi ningún caso. El método propuesto reduce sus pérdidas durante toda su vida útil en instalaciones nuevas o existentes. El sistema propuesto no requiere para su implementación de ningún dispositivo de maniobra adicional y permite obtener ahorros porcentuales de hasta un 41% respecto a las pérdidas iniciales. The proposed method is therefore validated for transformation facilities of three efficiency levels, which allows it to be implemented in any transformation installation. The new low loss transformer systems have lower losses but a higher economic cost, so their installation is profitable if the overall cost during the life cycle is lower. In existing transformers direct replacement is not profitable in almost any case. The proposed method reduces your losses throughout its useful life in new or existing installations. The proposed system does not require for its implementation of any additional maneuvering device and allows obtaining percentage savings of up to 41% compared to the initial losses.
Los nuevos sistemas de medida energética en redes de distribución de energía eléctrica inteligente facilitan la instalación y la operación con este método. En instalaciones con funcionamiento horario no continuado el porcentaje de ahorro puede ser mucho más elevado puesto que durante las horas noctumas y fines de semana los transformadores siguen conectados en paralelo elevando de este modo las pérdidas. El conectarlos y desconectarlos de acuerdo al punto de potencia de optimización y al consumo actual reduce esas pérdidas. En instalaciones con funcionamiento estacional las pérdidas anuales se pueden reducir de forma muy notable realizando la optimización propuesta. The new energy measurement systems in smart electricity distribution networks facilitate installation and operation with this method. In installations with non-continuous hourly operation, the percentage of savings can be much higher since during the night hours and weekends the transformers are still connected in parallel, thereby increasing losses. Connecting and disconnecting them according to the optimization power point and current consumption reduces those losses. In installations with seasonal operation, annual losses can be reduced significantly by performing the proposed optimization.
Finalmente es necesario indicar que la presente invención podría funcionar con tres o más transformadores. En el caso de emplear tres transformadores habría dos zonas de optimización, si bien el caso comercial de centros de transformación con tres transformadores es extremadamente raro (el tercero como mucho está en reserva). En Finally it is necessary to indicate that the present invention could work with three or more transformers. In the case of using three transformers there would be two optimization zones, although the commercial case of transformer centers with three transformers is extremely rare (the third one is very much in reserve). In
5 caso de que hubiera tres transformadores se actuaría de la siguiente forma: siempre estaría conectado, como base, el más eficiente de los tres y la invención se aplicaría para seleccionar cuál de los dos que quedan sería óptimo conectar para cada demanda de potencia. If there were three transformers, one would act in the following way: the most efficient of the three would always be connected as a base and the invention would be applied to select which of the remaining two would be optimal to connect for each power demand.
10 10
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