ES2522849T3 - Sistemas y métodos para proporcionar protección contra fallo de arco y/o fallo a tierra para fuentes de generación distribuida - Google Patents

Sistemas y métodos para proporcionar protección contra fallo de arco y/o fallo a tierra para fuentes de generación distribuida Download PDF

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ES2522849T3 ES11749030.0T ES11749030T ES2522849T3 ES 2522849 T3 ES2522849 T3 ES 2522849T3 ES 11749030 T ES11749030 T ES 11749030T ES 2522849 T3 ES2522849 T3 ES 2522849T3
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    • H02H7/20Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for electronic equipment

Abstract

Sistema (100) que comprende: un interruptor (12, 120) de circuito por fallo de arco, AFCI, que comprende un terminal (L, L1, L2, N, G) de lado de línea y un terminal (L', L1', L2', N', G') de lado de carga, en el que el terminal (L, L1, L2, N, G) de lado de línea está acoplado a una fuente (16, 16') de tensión; caracterizado por una fuente (20) de corriente acoplada al terminal (L', L1', L2', N', G') de lado de carga para realimentar el AFCI (12, 120).

Description

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DESCRIPCIÓN
Sistemas y métodos para proporcionar protección contra fallo de arco y/o fallo a tierra para fuentes de generación distribuida.
Antecedentes
Esta solicitud se refiere en general a sistemas y a métodos para proporcionar protección contra fallo de arco y/o fallo a tierra para fuentes de generación distribuida.
En los últimos años, los costes de las redes de suministro cada vez mayores y una preocupación creciente con respecto al daño medioambiental provocado por el uso de combustibles fósiles han alentado un interés destacado en suministros de energía “alternativa”, tales como las fuentes de potencia solar, eólica e hidroeléctrica. Además, puesto que ha disminuido el coste de las fuentes de energía alternativa, y puesto que más redes de suministro eléctrico ofrecen programas de “medición neta de electricidad” conectados a la red de distribución eléctrica, que permiten a los propietarios de sistemas alimentar una potencia eléctrica excedente de vuelta a la red de suministro eléctrico, ha aumentado el uso de fuentes de energía alternativa.
En un sistema solar con medición neta de electricidad residencial convencional, se usan uno o más paneles fotovoltaicos para convertir la energía solar a una corriente CC, y uno o más inversores convierten la corriente CC en una corriente CA sincronizada con la magnitud, fase y frecuencia de la señal de tensión suministrada por la red de suministro eléctrico. En la mayoría de las instalaciones, la señal de CA generada se alimenta entonces al sistema de distribución de potencia doméstico (por ejemplo, un panel de disyuntores) realimentando normalmente uno o más disyuntores convencionales.
Un disyuntor convencional es normalmente un dispositivo electromecánico que proporciona protección contra sobrecarga y cortocircuito, pero no proporciona protección contra fallo de arco o fallo a tierra. Como resultado, el cableado que se extiende entre el inversor y el sistema de distribución de potencia doméstico no está protegido contra fallos de arco, pero puede estar sujeto a tales fallos.
Algunas fuentes de generación distribuida conocidas anteriormente han incluido protección contra fallo de arco y/o fallo a tierra en o cerca de las fuentes de potencia, que están ubicadas normalmente en el tejado de un edificio o en otra ubicación lejos del panel eléctrico. Sin embargo, tales fuentes normalmente están ubicadas de manera remota, a menudo en entornos climáticos extremos, a los que no siempre es fácil o cómodo acceder. Como resultado, tales dispositivos de protección contra fallo de arco y/o fallo a tierra ubicados remotamente pueden ser difíciles de reiniciar, mantener y sustituir.
Además, se hace referencia a los documentos US2006/279883A1, US2007/132531A1, US2003/111103A1 y WO2010/078303A2.
Por consiguiente, es deseable una protección mejorada contra fallo de arco y/o fallo a tierra para fuentes de generación distribuida.
Sumario
En un primer aspecto de la invención, se proporciona un sistema que incluye: (1) un interruptor de circuito por fallo de arco que tiene un terminal de lado de línea y un terminal de lado de carga, en el que el terminal de lado de línea está acoplado a una fuente de tensión, y (2) una fuente de corriente acoplada al terminal de lado de carga para realimentar el interruptor de circuito por fallo de arco.
En un segundo aspecto de la invención, se proporciona un método, incluyendo el método: (1) proporcionar un interruptor de circuito por fallo de arco que tiene un terminal de lado de línea y un terminal de lado de carga, en el que el terminal de lado de línea está acoplado a una fuente de tensión, y (2) acoplar una fuente de corriente al terminal de lado de carga para realimentar el interruptor de circuito por fallo de arco.
Otras características y aspectos de la presente invención resultarán evidentes de manera más completa a partir de la siguiente descripción detallada, las reivindicaciones adjuntas y los dibujos adjuntos.
Breve descripción de los dibujos
Las características de la presente invención pueden entenderse de manera más clara a partir de la siguiente descripción detallada considerada junto con los dibujos siguientes, en los que los mismos números de referencia indican los mismos elementos en todo el documento, y en los que:
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la figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema conocido anteriormente que incluye un dispositivo de interruptor de circuito por fallo de arco;
la figura 2 es un diagrama de bloques de un sistema de interruptor de circuito por fallo de arco realimentado de ejemplo según esta invención;
la figura 3 es un diagrama de bloques más detallado de un sistema de interruptor de circuito por fallo de arco realimentado de ejemplo según esta invención;
la figura 4A es un diagrama de bloques de un sistema de interruptor de circuito por fallo de arco realimentado de ejemplo alternativo según esta invención;
la figura 4B es un diagrama de bloques de otro sistema de interruptor de circuito por fallo de arco realimentado de ejemplo alternativo según esta invención;
la figura 4C es un diagrama de bloques de otro sistema de interruptor de circuito por fallo de arco realimentado de ejemplo alternativo según esta invención;
la figura 5 es un diagrama de bloques de un dispositivo de interruptor de circuito por fallo de arco de ejemplo para su uso en sistemas según esta invención;
la figura 6A es un diagrama de bloques de un sistema fotovoltaico de ejemplo que incluye un dispositivo de interruptor de circuito por fallo de arco realimentado según esta invención; y
la figura 6B es un diagrama de bloques de un sistema fotovoltaico de ejemplo alternativo que incluye un dispositivo de interruptor de circuito por fallo de arco realimentado según esta invención.
Descripción detallada
Sistemas y métodos según esta invención realimentan un interruptor de circuito por fallo de arco para proporcionar una protección contra fallo de arco (y/o fallo a tierra) para una fuente de generación distribuida, tal como un sistema fotovoltaico, un sistema de potencia eólica, un sistema hidroeléctrico, un generador u otra fuente de generación distribuida similar.
Un interruptor de circuito por fallo de arco (“AFCI”) es un dispositivo eléctrico diseñado para la protección contra incendios provocados por fallos por formación de arco en un cableado eléctrico dañado o deteriorado. En un escenario residencial, tal daño puede provocarse en un cableado que está perforado, pinzado, deteriorado, estropeado o dañado de otro modo. Para impedir que tal cableado dañado provoque arcos que pueden provocar incendios, los reglamentos eléctricos modernos exigen generalmente disyuntores de AFCI en todos los circuitos que alimentan tomas de corriente en habitaciones de viviendas.
Por ejemplo, la figura 1 ilustra un ejemplo de un sistema conocido anteriormente que incluye un disyuntor de AFCI. En particular, el sistema 10 incluye un disyuntor 12 de AFCI instalado en un centro 14 de carga, tal como un panel de disyuntores. Por motivos de simplicidad, el disyuntor 12 de AFCI se denominará “AFCI 12”. En el ejemplo ilustrado, el AFCI 12 es un disyuntor de AFCI unipolar. Expertos habituales en la técnica entenderán que el AFCI 12 puede ser alternativamente un disyuntor de AFCI bipolar.
El AFCI 12 incluye terminales L, N y G “de lado de línea”, y terminales L’, N’ y G’ “de lado de carga”. A través de conexiones convencionales en el centro 14 de carga, los terminales L, N y G de lado de línea del AFCI 12 están conectados a terminales de línea, de neutro y de tierra de la fuente 16 de tensión de la red de suministro, y los terminales L’, N’ y G’ de lado de carga están conectados a terminales de línea, de neutro y de tierra de la carga 18. La fuente 16 de tensión de la red de suministro la proporciona normalmente un proveedor de red de suministro eléctrico. La carga 18 es normalmente el cableado eléctrico de derivación a una o más tomas de corriente eléctricas.
En el funcionamiento normal, los terminales L’, N’ y G’ de lado de carga están conectados a los terminales L, N y G de lado de línea a través de un conmutador cerrado normalmente (no mostrado). En este sentido, la carga 18 está acoplada normalmente a la fuente 16 de tensión de la red de suministro. Tal como se describe en más detalle a continuación, el AFCI 12 incluye un conjunto de circuitos diseñado para detectar fallos de arco en los terminales L’, N’ y G’ de lado de carga. Si se detecta un fallo de arco, un accionador (no mostrado) en el AFCI 12 hace que el conmutador desconecte los terminales L’, N’ y G’ de lado de carga de los terminales L, N y G de lado de línea, interrumpiendo así la alimentación del circuito, y reduciendo la posibilidad de incendios. Por tanto, en la figura 1, los terminales de lado de carga se muestran sombreados para indicar que los terminales están protegidos contra fallos de arco.
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Algunos dispositivos de dispositivos de AFCI, denominados comúnmente dispositivos de AFCI/GFCI de doble función, también incluyen un conjunto de circuitos para detectar fallos a tierra. En tales dispositivos, si se detecta un fallo a tierra, el accionador en los dispositivos de AFCI hace que el conmutador desconecte los terminales L’, N’ y G’ de lado de carga de los terminales L, N y G de lado de línea. Por tanto, tales dispositivos de AFCI proporcionan tanto protección contra fallo de arco como protección contra fallo a tierra de los terminales L’, N’ y G’ de lado de carga.
Según esta invención, se usa un AFCI para proporcionar una protección contra fallo de arco (y/o fallo a tierra) para una fuente de generación distribuida, tal como un sistema fotovoltaico, un sistema de potencia eólica, un sistema hidroeléctrico, un generador u otra fuente de generación distribuida similar. En particular, tal como se describe en más detalle a continuación, realimentando el AFCI que usa la fuente de generación distribuida, puede usarse el AFCI para proporcionar una protección contra fallo de arco (y/o fallo a tierra) para una fuente de generación distribuida.
Haciendo referencia a la figura 2 se describe un primer sistema de ejemplo según esta invención. En particular, el sistema 100 de ejemplo incluye un AFCI 12 instalado en el centro 14 de carga, con los terminales L, N y G de lado de línea del AFCI 12 conectados a los terminales de línea, de neutro y de tierra de una fuente 16’ de tensión de CA, y los terminales L’, N’ y G’ de lado de carga conectados a los terminales de línea (L”), de neutro (N”) y de tierra (G”) de la fuente 20 de corriente CA. En este sentido, la fuente 20 de corriente CA realimenta el AFCI 12.
El AFCI 12 puede ser cualquier disyuntor de AFCI convencional, tal como un disyuntor de interruptor de circuito por fallo de arco Q120AFC fabricado por Siemens Industry, Inc., Nueva York, NY.
La fuente 16’ de tensión de CA puede ser una fuente de tensión de la red de suministro, tal como la fuente 16 de tensión de la red de suministro de la figura 1. Alternativamente, la fuente 16’ de tensión de CA puede ser cualquier otra fuente de tensión de CA similar, tal como un generador de fuente de tensión. Por motivos de simplicidad, se supondrá que la fuente 16’ de tensión de CA es una fuente de tensión de la red de suministro.
La fuente 20 de corriente CA puede ser una fuente de generación distribuida, tal como un sistema fotovoltaico, un sistema de potencia eólica, un sistema hidroeléctrico, un generador o cualquier otra fuente de generación distribuida similar que se comporte como fuente de corriente CA.
Aunque el AFCI 12 se muestra instalado en el centro 14 de carga (por ejemplo, en un panel de disyuntores dentro de un edificio u hogar), los expertos habituales en la técnica entenderán que el AFCI 12 puede instalarse alternativamente en otras ubicaciones, tales como en un subpanel eléctrico, combinación enchufe de contador/centro de carga, caja de conexiones de CA, conmutador de desconexión de CA u otra ubicación similar dentro de o fuera de un edificio u hogar.
Tal como se mencionó anteriormente, el AFCI 12 puede ser un disyuntor de AFCI unipolar (“AFCI 1P”), o un disyuntor de AFCI bipolar (“AFCI 2P”). Haciendo referencia ahora a la figura 3, se describe un sistema de AFCI 2P de ejemplo según esta invención. En particular, el sistema 110 incluye un AFCI 120 2P instalado en el centro 14 de carga, y tiene los terminales L1, N y L2 de lado de línea y los terminales L1’, N’ y L2’ de lado de carga. Por motivos de simplicidad, no se muestran los terminales de tierra.
El AFCI 120 puede ser cualquier disyuntor de AFCI convencional, tal como un disyuntor de interruptor de circuito por fallo de arco Q120AFC fabricado por Siemens Industry, Inc., Nueva York, NY.
Los terminales L1, N y L2 de lado de línea están conectados a los terminales de línea 1, de neutro y de línea 2 de la fuente 16 de tensión de la red de suministro, y los terminales L1’, N’ y L2’ de lado de carga están conectados a los terminales de línea 1 (L1”), de neutro (N”) y línea 2 (L2”) de la fuente 20 de corriente CA. En este ejemplo, la fuente 16 de tensión de la red de suministro y la fuente 20 de corriente CA son fuentes de fase partida, con V1 VCA entre L1’ y neutro, V1 VCA entre L2’ y neutro y 2XV1 VCA entre L1’ y L2’. La fuente 20 de corriente CA puede ser un sistema fotovoltaico, un sistema de potencia eólica, un sistema hidroeléctrico, un generador o cualquier otra fuente de generación distribuida similar que se comporte como fuente de corriente CA de fase partida.
Por ejemplo, tal como se muestra en la figura 4A, el sistema 110a de ejemplo incluye un sistema 20a fotovoltaico que es un sistema de fase partida de 240 V/120 V, para su uso por ejemplo en los Estados Unidos. Alternativamente, tal como se muestra en la figura 4B, el sistema 110b de ejemplo incluye un sistema 20b de turbina eólica que es un sistema de fase partida de 460 V/230 V, para su uso por ejemplo en Europa. La figura 4C ilustra todavía otro sistema 110c de ejemplo que incluye un generador 20c de fuente de corriente que es un sistema de fase partida de 240 V/120 V.
Los expertos habituales en la técnica entenderán que los sistemas según esta invención alternativamente pueden escalarse para incluir más de una fuente 20 de generación distribuida acoplada a uno o más disyuntores 12/120 de AFCI. Por ejemplo, un sistema 20a fotovoltaico puede estar acoplado a un AFCI 120 2P y un sistema 20b de turbina
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eólica puede estar acoplado a un AFCI 12 1P en un único centro 14 de carga. Además, los sistemas de generación renovable grandes pueden tener una intensidad máxima admisible suficiente de manera que se requiere que múltiples sistemas fotovoltaicos estén acoplados a múltiples disyuntores de AFCI para impedir la sobrecarga de cualquier cable eléctrico.
Haciendo referencia ahora a la figura 5 se describe un AFCI 120 de ejemplo. El AFCI 120 incluye un circuito 30 detector de fallo de arco, un accionador 32 y conmutadores 34a y 34b. El circuito 30 detector de fallo de arco está acoplado a los terminales L1’, N’ y L2’ de lado de carga, e incluye uno o más circuitos diseñados para detectar características que indican fallos de arco en los terminales L1’ y L2’. Aunque no se muestre en la figura 5, el circuito 30 detector de fallo de arco también puede incluir uno o más circuitos diseñados para detectar fallos a tierra entre L1’ y tierra y L2’ y tierra.
El circuito 30 detector de fallo de arco está acoplado al accionador 32, que a su vez está acoplado a los conmutadores 34a y 34b. Los conmutadores 34a y 34b están cerrados normalmente, de modo que los terminales L1’ y L2’ de lado de carga están acoplados a los terminales L1 y L2 de lado de línea, respectivamente. Si el circuito 30 detector de fallo de arco detecta un fallo de arco (y/o un fallo a tierra) en los terminales L1’, N’ o L2’, el circuito 30 detector de fallo de arco hace que el accionador 32 abra los conmutadores 34a y 34b para desconectar los terminales L1’ y L2’ de lado de carga de los terminales L1 y L2 de lado de línea, respectivamente.
El accionador 32 puede ser un solenoide, un electroimán, un motor, un componente disyuntor accionado magnéticamente u otro dispositivo similar que pueda usarse para abrir los conmutadores 34a y 34b en respuesta a una señal procedente del circuito 30 detector de fallo de arco que indica que se ha producido un fallo de arco (y/o un fallo a tierra).
Las fuentes de generación distribuida que están diseñadas para aplicaciones con medición neta de electricidad incluirán normalmente un conjunto de circuitos (a veces denominado conjunto de circuitos “anti-formación de isla”) que desconecta la fuente de generación distribuida de la tensión de la red de suministro eléctrico si la tensión de la red de suministro eléctrico cae por debajo de un valor predeterminado. Ésta es una medida de seguridad para impedir que la fuente de generación distribuida excite las líneas de potencia de la red de suministro eléctrico (y hiera posiblemente a los trabajadores de la red de suministro) en el caso de un fallo de alimentación. Se requiere normalmente que la desconexión se produzca dentro de un tiempo especificado (por ejemplo, entre aproximadamente 50 ms y aproximadamente 1500 ms) después de la pérdida de la tensión de suministro de la red de suministro, y depende de la frecuencia y el amperaje del sistema.
Por tanto, si los terminales L1, N y L2 de lado de línea en la figura 5 están acoplados a una fuente de tensión de la red de suministro eléctrico, y los terminales L1’, N’ y L2’ de lado de carga están acoplados a los terminales L1”, N” y L2” de la fuente 20 de corriente CA, si el circuito 30 detector de fallo de arco detecta un fallo de arco (y/o un fallo a tierra) en los terminales L1’ o L2’, el accionador 32 hará que los conmutadores 34a y 34b desconecten el suministro de la red de suministro procedente de la fuente 20 de corriente CA. Esto a su vez activará los circuitos antiformación de isla en la fuente 20 de corriente CA para desconectar la fuente 20 de corriente CA de los terminales L1’, N’ y L2’ de lado de carga del AFCI 120.
Sin embargo, hasta que se produzca la desconexión, el accionador 32 permanecerá alimentado a plena carga. Por tanto, para impedir un daño del AFCI 120, el accionador 32 debe poder operar a plena carga hasta que el conjunto de circuitos anti-formación de isla en la fuente 20 de corriente CA desconecte la fuente 20 de corriente CA de los terminales L1’, N’ y L2’ de lado de carga del AFCI 120. Por ejemplo, el accionador 32 debe poder operar a plena carga durante de aproximadamente 250 a aproximadamente 1500 ms sin corte, y debe hacerse coincidir apropiadamente con el tiempo de desconexión de la fuente de generación distribuida.
Como alternativa para hacer que el solenoide pueda operar a plena carga, también es viable modular por ancho de impulso la señal hacia el accionador, conmutar la electrónica de control de onda completa rectificada a mitad de onda rectificada, o habilitar el accionador con una onda cuadrada de tiempo limitado.
Tal como se describió anteriormente, los sistemas y métodos según esta invención pueden usarse con una variedad de fuentes de generación distribuida diferentes, tales como sistema fotovoltaicos. Haciendo referencia ahora a las figuras 6A y 6b, se describen dos sistemas fotovoltaicos de ejemplo según esta invención.
La figura 6A ilustra un sistema 110a1 de ejemplo que incluye un AFCI 120 instalado en el panel 14 de disyuntores, con un sistema 20a1 fotovoltaico que realimenta el AFCI 120. El sistema 20a1 fotovoltaico incluye múltiples paneles 421, 422, ..., 42N fotovoltaicos, estando cada uno acoplado a un microinversor 441, 442, ..., 44N correspondiente. Cada microinversor 441, 442, ..., 44N convierte la corriente CC suministrada por los paneles 421, 422, ..., 42N fotovoltaicos correspondientes, en corriente CA, y se combinan en la caja 46 de conexiones. Los paneles 421, 422, ..., 42N fotovoltaicos, los microinversores 441, 442, ..., 44N y la caja 46 de conexiones pueden estar ubicados en una ubicación remota (por ejemplo, en el tejado de una casa).
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La potencia de salida de la caja 46 de conexiones alimenta el conmutador 48 de desconexión de CA, que puede montarse en el exterior de un edificio o un hogar. La potencia de salida de la desconexión 48 de AC realimenta el AFCI 120. Tal como se ilustra en la figura 6A, el AFCI 120 proporciona una protección contra fallo de arco (y/o fallo a tierra) a los conductores mostrados sombreados.
5 Haciendo referencia ahora a la figura 6B se describe un sistema fotovoltaico alternativo según esta invención. En particular, la figura 6B ilustra un sistema 110a2 de ejemplo que incluye un AFCI 120 instalado en el panel 14 de disyuntores, con un sistema 20a2 fotovoltaico que realimenta el AFCI 120.
El sistema 20a2 fotovoltaico incluye múltiples paneles 421, 422, ..., 42N fotovoltaicos, estando acoplado cada uno a un combinador 52. El combinador 52 combina las corrientes CC suministradas por los paneles 421, 422, ..., 42N
10 fotovoltaicos, y la señal de CC combinada se acopla a través de una desconexión 54 de CC a un inversor 56 de cadena, que convierte la señal de entrada de CC en una corriente CA. Los paneles 421, 422, ..., 42N fotovoltaicos, el combinador 52, la desconexión 54 de CC y el inversor 56 de cadena pueden estar ubicados en una ubicación remota (por ejemplo, en el tejado de una casa).
La potencia de salida del inversor 56 de cadena alimenta el conmutador 48 de desconexión de CA, que puede
15 montarse en el exterior de un edificio o un hogar. La potencia de salida de la desconexión 48 de CA realimenta el AFCI 120. Tal como se ilustra en la figura 6B, el AFCI 120 proporciona una protección contra fallo de arco (y/o fallo a tierra) a los conductores mostrados sombreados.
Lo anterior ilustra meramente los principios de esta invención, y pueden realizarse diversas modificaciones por expertos habituales en la técnica sin apartarse del alcance de esta invención tal como se define en las
20 reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema (100) que comprende:
    un interruptor (12, 120) de circuito por fallo de arco, AFCI, que comprende un terminal (L, L1, L2, N, G) de lado de línea y un terminal (L’, L1’, L2’, N’, G’) de lado de carga, en el que el terminal (L, L1, L2, N, G) de lado de línea está acoplado a una fuente (16, 16’) de tensión; caracterizado por
    una fuente (20) de corriente acoplada al terminal (L’, L1’, L2’, N’, G’) de lado de carga para realimentar el AFCI (12, 120).
  2. 2. Sistema según la reivindicación 1, en el que el AFCI (120) comprende:
    un conmutador (34a, 34b) acoplado entre el terminal (L1, L2) de lado de línea y el terminal (L1’, L2’) de lado de carga; un accionador (32) acoplado al conmutador (34a, 34b); y un circuito (30) detector de fallo de arco acoplado al accionador (32), en el que: si el circuito (30) detector de fallo de arco detecta un fallo de arco en el terminal (L1’, L2’) de lado de carga, el circuito
    (30) detector de fallo de arco hace que el accionador (32) abra el conmutador (34a, 34b) para desconectar el terminal (L1, L2) de lado de línea del terminal (L1’, L2’) de lado de carga.
  3. 3.
    Sistema según la reivindicación 1, en el que el AFCI (12) comprende un AFCI unipolar.
  4. 4.
    Sistema según la reivindicación 1, en el que el AFCI (120) comprende un AFCI bipolar.
  5. 5.
    Sistema según la reivindicación 1, en el que la fuente de tensión comprende una fuente (16) de tensión de la red de suministro eléctrico.
  6. 6.
    Sistema según la reivindicación 5, en el que la fuente (20) de corriente comprende un conjunto (48) de circuitos para desconectar la fuente (20) de corriente de la fuente (16) de tensión de la red de suministro eléctrico si la tensión de la fuente (16) de tensión de la red de suministro eléctrico cae por debajo de un valor predeterminado.
  7. 7.
    Sistema según la reivindicación 1, en el que el terminal (L, N, G) de lado de línea comprende un terminal de línea (L), un terminal de neutro (N) y un terminal de tierra (G).
  8. 8.
    Sistema según la reivindicación 1, en el que el terminal (L, L1, L2, N, G) de lado de línea comprende un primer terminal (L1) de línea, un segundo terminal (L2) de línea, un terminal (N) de neutro y un terminal (G) de tierra.
  9. 9.
    Sistema según la reivindicación 1, en el que la fuente (20) de corriente comprende uno o más de un sistema (20a) fotovoltaico, un sistema (20b) de turbina eólica, un sistema hidroeléctrico y un generador (20c) de fuente de corriente.
  10. 10.
    Sistema según la reivindicación 1, en el que la fuente (20) de corriente comprende un sistema (20a) fotovoltaico que incluye un inversor (56) de cadena.
  11. 11.
    Sistema según la reivindicación 1, en el que la fuente (20) de corriente comprende un sistema (20a) fotovoltaico que incluye una pluralidad de microinversores (44).
  12. 12.
    Sistema según la reivindicación 1, en el que la fuente (20) de corriente comprende un conjunto de circuitos para sincronizar en fase la fuente de corriente con la fuente de tensión de la red de suministro eléctrico.
  13. 13.
    Sistema según la reivindicación 1, en el que el sistema es un sistema (110a) fotovoltaico; y la fuente de corriente es un inversor.
  14. 14.
    Método que comprende:
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    E11749030
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    proporcionar un interruptor (12, 120) de circuito por fallo de arco, AFCI, que comprende un terminal (L, L1, L2, N, G) de lado de línea y un terminal (L’, L1’, L2’, N’, G’) de lado de carga, en el que el terminal (L, L1, L2, N, G) de lado de línea está acoplado a una fuente (16’) de tensión; caracterizado por
    acoplar una fuente (20) de corriente al terminal (L’, L1’, L2’, N’, G’) de lado de carga para realimentar el AFCI (12, 5 120).
  15. 15. Método según la reivindicación 14, en el que el AFCI (120) comprende:
    un conmutador (34a, 34b) acoplado entre el terminal (L1, L2) de lado de línea y el terminal (L1’, L2’) de lado de carga; un accionador (32) acoplado al conmutador (34a, 34b); y
    10 un circuito (30) detector de fallo de arco acoplado al accionador (32), en el que: si el circuito (30) detector de fallo de arco detecta un fallo de arco en el terminal (L1’, L2’) de lado de carga, el circuito
    (30) detector de fallo de arco hace que el accionador (32) abra el conmutador (34a, 34b) para desconectar el terminal (L1, L2) de lado de línea del terminal (L1’, L2’) de lado de carga.
    15
    8
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Families Citing this family (88)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10693415B2 (en) 2007-12-05 2020-06-23 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
US11881814B2 (en) 2005-12-05 2024-01-23 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
US11296650B2 (en) 2006-12-06 2022-04-05 Solaredge Technologies Ltd. System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations
US11728768B2 (en) 2006-12-06 2023-08-15 Solaredge Technologies Ltd. Pairing of components in a direct current distributed power generation system
US8947194B2 (en) 2009-05-26 2015-02-03 Solaredge Technologies Ltd. Theft detection and prevention in a power generation system
US8384243B2 (en) 2007-12-04 2013-02-26 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US9088178B2 (en) 2006-12-06 2015-07-21 Solaredge Technologies Ltd Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8618692B2 (en) 2007-12-04 2013-12-31 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US8473250B2 (en) 2006-12-06 2013-06-25 Solaredge, Ltd. Monitoring of distributed power harvesting systems using DC power sources
US11735910B2 (en) 2006-12-06 2023-08-22 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power system using direct current power sources
US8816535B2 (en) 2007-10-10 2014-08-26 Solaredge Technologies, Ltd. System and method for protection during inverter shutdown in distributed power installations
US9112379B2 (en) 2006-12-06 2015-08-18 Solaredge Technologies Ltd. Pairing of components in a direct current distributed power generation system
US8013472B2 (en) 2006-12-06 2011-09-06 Solaredge, Ltd. Method for distributed power harvesting using DC power sources
US9130401B2 (en) 2006-12-06 2015-09-08 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11309832B2 (en) 2006-12-06 2022-04-19 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11569659B2 (en) 2006-12-06 2023-01-31 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8319483B2 (en) 2007-08-06 2012-11-27 Solaredge Technologies Ltd. Digital average input current control in power converter
US11687112B2 (en) 2006-12-06 2023-06-27 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US11888387B2 (en) 2006-12-06 2024-01-30 Solaredge Technologies Ltd. Safety mechanisms, wake up and shutdown methods in distributed power installations
US11855231B2 (en) 2006-12-06 2023-12-26 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8319471B2 (en) 2006-12-06 2012-11-27 Solaredge, Ltd. Battery power delivery module
US8963369B2 (en) 2007-12-04 2015-02-24 Solaredge Technologies Ltd. Distributed power harvesting systems using DC power sources
US8289742B2 (en) 2007-12-05 2012-10-16 Solaredge Ltd. Parallel connected inverters
WO2009072075A2 (en) 2007-12-05 2009-06-11 Solaredge Technologies Ltd. Photovoltaic system power tracking method
US11264947B2 (en) 2007-12-05 2022-03-01 Solaredge Technologies Ltd. Testing of a photovoltaic panel
WO2009072076A2 (en) 2007-12-05 2009-06-11 Solaredge Technologies Ltd. Current sensing on a mosfet
JP2011507465A (ja) 2007-12-05 2011-03-03 ソラレッジ テクノロジーズ リミテッド 分散型電力据付における安全機構、ウェークアップ方法およびシャットダウン方法
WO2009118683A2 (en) 2008-03-24 2009-10-01 Solaredge Technolgies Ltd. Zero voltage switching
EP3719949A1 (en) 2008-05-05 2020-10-07 Solaredge Technologies Ltd. Direct current power combiner
US8710699B2 (en) 2009-12-01 2014-04-29 Solaredge Technologies Ltd. Dual use photovoltaic system
US8766696B2 (en) 2010-01-27 2014-07-01 Solaredge Technologies Ltd. Fast voltage level shifter circuit
US10230310B2 (en) 2016-04-05 2019-03-12 Solaredge Technologies Ltd Safety switch for photovoltaic systems
GB2485527B (en) 2010-11-09 2012-12-19 Solaredge Technologies Ltd Arc detection and prevention in a power generation system
US10673222B2 (en) 2010-11-09 2020-06-02 Solaredge Technologies Ltd. Arc detection and prevention in a power generation system
US10673229B2 (en) 2010-11-09 2020-06-02 Solaredge Technologies Ltd. Arc detection and prevention in a power generation system
GB2486408A (en) 2010-12-09 2012-06-20 Solaredge Technologies Ltd Disconnection of a string carrying direct current
GB2483317B (en) 2011-01-12 2012-08-22 Solaredge Technologies Ltd Serially connected inverters
FR2977677B1 (fr) 2011-07-04 2013-08-23 Commissariat Energie Atomique Detection d'arcs electriques dans les installations photovoltaiques
US8570005B2 (en) 2011-09-12 2013-10-29 Solaredge Technologies Ltd. Direct current link circuit
GB2498365A (en) 2012-01-11 2013-07-17 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic module
GB2498790A (en) 2012-01-30 2013-07-31 Solaredge Technologies Ltd Maximising power in a photovoltaic distributed power system
GB2498791A (en) 2012-01-30 2013-07-31 Solaredge Technologies Ltd Photovoltaic panel circuitry
US9853565B2 (en) 2012-01-30 2017-12-26 Solaredge Technologies Ltd. Maximized power in a photovoltaic distributed power system
GB2499991A (en) 2012-03-05 2013-09-11 Solaredge Technologies Ltd DC link circuit for photovoltaic array
WO2013177360A1 (en) 2012-05-25 2013-11-28 Solaredge Technologies Ltd. Circuit for interconnected direct current power sources
US10115841B2 (en) 2012-06-04 2018-10-30 Solaredge Technologies Ltd. Integrated photovoltaic panel circuitry
WO2014011392A2 (en) * 2012-07-09 2014-01-16 Dow Global Technologies Llc Systems and methods for detecting discontinuities in a solar array circuit and terminating current flow therein
US9548619B2 (en) 2013-03-14 2017-01-17 Solaredge Technologies Ltd. Method and apparatus for storing and depleting energy
US9941813B2 (en) 2013-03-14 2018-04-10 Solaredge Technologies Ltd. High frequency multi-level inverter
EP3506370B1 (en) 2013-03-15 2023-12-20 Solaredge Technologies Ltd. Bypass mechanism
US9036318B2 (en) * 2013-07-09 2015-05-19 Eaton Corporation Method of tripping a circuit interrupter in a back fed configuration
FR3010261B1 (fr) 2013-08-29 2015-10-02 Commissariat Energie Atomique Detection d'un arc electrique en parallele sur les bornes principales d'une installation photovoltaique
FR3010260B1 (fr) 2013-08-29 2015-10-02 Commissariat Energie Atomique Detection d'arcs electriques dans les installations photovoltaiques
US9318974B2 (en) 2014-03-26 2016-04-19 Solaredge Technologies Ltd. Multi-level inverter with flying capacitor topology
EP2946679B1 (en) * 2014-04-28 2019-09-25 Shenzhen First Union Technology Co., Ltd. Atomizer and electronic cigarette having same
US9955726B2 (en) * 2014-05-23 2018-05-01 Rai Strategic Holdings, Inc. Sealed cartridge for an aerosol delivery device and related assembly method
CN204070542U (zh) * 2014-07-11 2015-01-07 深圳市合元科技有限公司 雾化装置及电子烟
CN104242263A (zh) * 2014-08-29 2014-12-24 天津市鸿远电气股份有限公司 带故障电弧保护功能报警的断路器
EP3009019B1 (en) * 2014-10-17 2019-05-01 Fontem Holdings 1 B.V. Cartridge having a liquid transporting element for uses with an electronic smoking device
US9577421B2 (en) 2015-06-18 2017-02-21 General Electric Company System and method for isolating ground faults in a wind turbine
US10599113B2 (en) 2016-03-03 2020-03-24 Solaredge Technologies Ltd. Apparatus and method for determining an order of power devices in power generation systems
CN117130027A (zh) 2016-03-03 2023-11-28 太阳能安吉科技有限公司 用于映射发电设施的方法
US11081608B2 (en) 2016-03-03 2021-08-03 Solaredge Technologies Ltd. Apparatus and method for determining an order of power devices in power generation systems
US11018623B2 (en) 2016-04-05 2021-05-25 Solaredge Technologies Ltd. Safety switch for photovoltaic systems
US11177663B2 (en) 2016-04-05 2021-11-16 Solaredge Technologies Ltd. Chain of power devices
US11050236B2 (en) 2016-05-12 2021-06-29 Intelesol, Llc Solid-state line disturbance circuit interrupter
CN106199477B (zh) * 2016-07-01 2019-06-18 西安华为技术有限公司 噪声发生电路、自检电路、afci和光伏发电系统
US10931473B2 (en) 2016-10-20 2021-02-23 Intelesol, Llc Building automation system
WO2018080604A1 (en) 2016-10-28 2018-05-03 Mark Telefus High efficiency ac direct to dc extraction converter and methods
CN110870192B (zh) 2016-10-28 2021-11-12 因特莱索有限责任公司 具有控制的负载识别ac电源及方法
US11451052B2 (en) * 2018-05-04 2022-09-20 Nextracker Llc Systems and methods of DC power conversion and transmission for solar fields
US11671029B2 (en) 2018-07-07 2023-06-06 Intelesol, Llc AC to DC converters
US11581725B2 (en) 2018-07-07 2023-02-14 Intelesol, Llc Solid-state power interrupters
US11056981B2 (en) 2018-07-07 2021-07-06 Intelesol, Llc Method and apparatus for signal extraction with sample and hold and release
US11205011B2 (en) 2018-09-27 2021-12-21 Amber Solutions, Inc. Privacy and the management of permissions
US11334388B2 (en) 2018-09-27 2022-05-17 Amber Solutions, Inc. Infrastructure support to enhance resource-constrained device capabilities
US10985548B2 (en) 2018-10-01 2021-04-20 Intelesol, Llc Circuit interrupter with optical connection
US11349296B2 (en) 2018-10-01 2022-05-31 Intelesol, Llc Solid-state circuit interrupters
US11342735B2 (en) 2018-10-11 2022-05-24 Intelesol, Llc Solid-state line disturbance circuit interrupter
EP3900487A4 (en) 2018-12-17 2022-09-21 Intelesol, LLC ALTERNATELY DRIVEN LIGHT EMITTING DIODE SYSTEMS
CN110082630A (zh) * 2019-03-13 2019-08-02 国网山东省电力公司日照供电公司 电力故障检测装置
US11422520B2 (en) 2019-04-08 2022-08-23 Intelesol, Llc Building automation system
US11336199B2 (en) 2019-04-09 2022-05-17 Intelesol, Llc Load identifying AC power supply with control and methods
US11348752B2 (en) 2019-05-18 2022-05-31 Amber Solutions, Inc. Intelligent circuit breakers with air-gap and solid-state switches
CN110646713B (zh) * 2019-09-02 2022-11-04 深圳供电局有限公司 故障电弧模拟发生装置及光伏直流系统
EP4088125A4 (en) 2020-01-21 2024-03-06 Amber Semiconductor Inc SMART CIRCUIT INTERRUPTION
EP4197086A1 (en) 2020-08-11 2023-06-21 Amber Semiconductor, Inc. Intelligent energy source monitoring and selection control system
US11788760B2 (en) 2020-11-04 2023-10-17 Ademco Inc. Power stealing system for low power thermostats

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6825578B2 (en) * 2001-01-24 2004-11-30 Joseph Perttu State machine controlled automatic transfer switch system
AU2002348084A1 (en) 2001-10-25 2003-05-06 Sandia Corporation Alternating current photovoltaic building block
US6538862B1 (en) * 2001-11-26 2003-03-25 General Electric Company Circuit breaker with a single test button mechanism
WO2005040992A2 (en) * 2003-10-24 2005-05-06 Square D Company Intelligent power management control system
US7362553B2 (en) 2005-06-08 2008-04-22 Eaton Corporation Arc fault circuit interrupter and method for inhibiting series arc protection based on dimmer phase angle
US20070132531A1 (en) 2005-12-14 2007-06-14 Eaton Corporation Two pole circuit interrupter employing a single arc fault or ground fault trip circuit
WO2008049441A1 (en) * 2006-09-25 2008-05-02 Conergy Ag Power inverter circuit for adjusting symmetry of the ac-voltage without load-coupling
US7864492B2 (en) 2006-10-31 2011-01-04 Siemens Industry, Inc. Systems and methods for arc fault detection
US20090000654A1 (en) * 2007-05-17 2009-01-01 Larankelo, Inc. Distributed inverter and intelligent gateway
US8058751B2 (en) * 2007-10-24 2011-11-15 Eaton Corporation Circuit interrupter and method of processor phase synchronization
US7948719B2 (en) 2008-10-15 2011-05-24 Masco Corporation Solid state circuit protection system that works with arc fault circuit interrupter
WO2010078303A2 (en) 2008-12-29 2010-07-08 Atonometrics, Inc. Electrical safety shutoff system and devices for photovoltaic modules
AU2010275466B2 (en) 2009-07-23 2015-11-26 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for detection and control of DC arc faults
US8334618B2 (en) * 2009-11-13 2012-12-18 Eaton Corporation Method and area electric power system detecting islanding by employing controlled reactive power injection by a number of inverters
US8218274B2 (en) 2009-12-15 2012-07-10 Eaton Corporation Direct current arc fault circuit interrupter, direct current arc fault detector, noise blanking circuit for a direct current arc fault circuit interrupter, and method of detecting arc faults

Also Published As

Publication number Publication date
EP2596560B1 (en) 2014-10-01
CA2806013C (en) 2015-12-29
WO2012012486A1 (en) 2012-01-26
CN103004047A (zh) 2013-03-27
US8717720B2 (en) 2014-05-06
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EP2596560A1 (en) 2013-05-29
CA2806013A1 (en) 2012-01-26

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