ES2615928T3 - Aparato de conmutación, sistema de control y método para variar una impedancia de una línea de fase - Google Patents

Aparato de conmutación, sistema de control y método para variar una impedancia de una línea de fase Download PDF

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Abstract

Un aparato de conmutación (26) para variar una impedancia de una línea de fase (22, A) de un segmento (20) de una primera línea eléctrica de alimentación (21), incluyendo la línea de fase (22) n conductores (24) aislados eléctricamente entre sí y cortocircuitados juntos en dos extremos del segmento (20), comprendiendo el aparato: - al menos un dispositivo de conmutación controlable (28) para su conexión con al menos uno de los conductores (24); y - un controlador (30) para realizar un control del al menos un dispositivo de conmutación controlable (28), caracterizado por que el controlador tiene al menos un puerto óptico (32) para recibir primeras señales ópticas en que se basa dicho control, y para enviar segundas señales ópticas a aparatos de conmutación adyacentes, incluyendo dichas segundas señales ópticas información sobre el estado de dicho un aparato de conmutación (28), en las que se basa un control de aparatos de conmutación adyacentes.

Description

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DESCRIPCION
Aparato de conmutacion, sistema de control y metodo para variar una impedancia de una linea de fase Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un aparato, un sistema de control y a un metodo para variar la impedancia de una linea de fase de un segmento de una linea de energfa electrica. La linea de fase comprende n conductores aislados electricamente entre si y cortocircuitados entre si en los dos extremos del segmento.
Descripcion de la tecnica anterior
Conocida en la tecnica, existe la patente US 6.396.172, concedida el 28 de mayo de 2002. Esta patente describe un aparato de conmutacion hecho para ser utilizado con una seccion de una linea de transmision de energfa electrica que tiene varias lfneas de fase. Cada una de las lfneas de fase tiene varios conductores aislados electricamente entre si y conectados en paralelo. Los conductores de cada linea de fase estan cortocircuitados entre si en dos extremos de la seccion. El aparato comprende pares de interruptores conectados en paralelo, para abrir y cerrar selectivamente los conductores de cada linea de fase, medios de deteccion para detectar las condiciones operativas actuales de la seccion y medios para controlar pares de interruptores de acuerdo con las condiciones operativas actuales de la seccion de control.
La patente US 6.486.569 B2, concedida el 26 de noviembre de 2002, describe un metodo de gestion de un flujo de energfa en una red de energfa electrica. El metodo comprende las etapas de proporcionar unidades de conmutacion que estan montadas en porciones aisladas de pilones de lfneas de energfa electrica para la conmutacion de la corriente de al menos un conductor de una pluralidad de conductores de fase que estan aislados electricamente entre sf, permitiendo dicha conmutacion de los conductores un cambio de impedancia que modula el flujo de energfa. El metodo tambien comprende una etapa de administrar el flujo de energfa en los segmentos de la linea de energfa electrica, cambiando la impedancia en serie de la linea mediante el control de las unidades de conmutacion.
La solicitud de patente CA 2441241 describe un metodo para aumentar la capacidad de transito de lfneas electricas de alta tension, particularmente util en la region sujeta a tormentas de hielo.
En el documento titulado "Switching Modules for the Extraction/Injection of Power (Without Ground or Phase Reference) from a Bundled HV Line"1 de Pierre Couture, inventor de la presente invencion, se describen dispositivos para sistemas de transmision de CA flexibles (FACTS) para lfneas electricas de alta tension con conductores agrupados. Los dispositivos FACTS se basan en modulos de conmutacion montados en porciones aisladas de las torres de transmision en las proximidades de los conductores de la linea. Los modulos de conmutacion incluyen 1 IEEE Transactions on Power Delivery, Vol.19, N.° 3, julio de 2004 interruptores electromecanicos y electronicos de potencia, y pueden acoplarse a otros componentes pasivos. Los modulos de conmutacion permiten conectar y desconectar uno o mas subconductores de un haz de fase de la linea electrica en numerosos segmentos de linea en la red. El flujo de energfa se gestiona en un segmento de linea al cambiar la impedancia en serie del segmento de linea con el modulo de conmutacion. La gestion del flujo de energfa se consigue mediante el uso de modulos de conmutacion en serie distribuidos a lo largo de las lfneas de transmision de la red. Este documento describe modulos de conmutacion que se comunican entre si entre los diferentes segmentos de linea a traves de un portador de linea electrica, o entre fases en cada torre a traves de radiofrecuencia (RF) de corto alcance o enlace de infrarrojos.
La patente US 7.235.900 B1 (Couture), concedida el 26 de junio de 2007, que describe un aparato de conmutacion y un metodo para variar la impedancia de una linea de fase de un segmento de una linea de energfa electrica, incluyendo la linea de fase n conductores. El aparato incluye, para cada uno de los conductores, un componente pasivo y un par de interruptores electromecanicos y electronicos, pudiendo el par de interruptores conectar y desconectar de manera selectiva el componente pasivo en serie con el conductor correspondiente, siendo los interruptores de cada par controlable de manera independiente. El aparato tambien incluye un dispositivo de deteccion para detectar las condiciones operativas actuales de la linea de fase, y un dispositivo de control para controlar cada par de interruptores de acuerdo con las condiciones operativas actuales. El documento PCT/CA2008/001185 (Couture), publicada como WO/2008/154749, describe un aparato y un metodo para la monitorizacion de una linea de fase de una parte de una linea de transmision de energfa electrica. El aparato comprende un dispositivo de monitorizacion de un parametro de una linea de fase. El parametro es representativo de las condiciones operativas actuales de la linea de fase y tiene una velocidad de propagacion conocida. El aparato tambien comprende un dispositivo para generar una senal de deteccion de un evento cada vez que un parametro tiene un valor superior a un umbral, y para almacenar un tiempo de recepcion cuando se genera la senal de deteccion. El aparato tambien tiene un dispositivo para transmitir una senal representativa de una ubicacion geografica de la extremidad de la seccion y un dispositivo para localizar geograficamente el evento una vez que dos senales de deteccion consecutivas se generan a partir de la senal representativa de la ubicacion geografica, y en los tiempos de recepcion asociados con dos senales de deteccion.
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El documento US 7.639.460 (Couture) describe un aparato de conmutacion que incluye un interruptor de vacfo conectado en serie con uno de los conductores en una lfnea de fase de una lfnea de energfa. Un motor controlable permite abrir y cerrar el interruptor de vacfo de forma selectiva. Un detector permite la deteccion de un parametro representativo de las condiciones operativas actuales de la lfnea de fase; y un controlador permite controlar el motor controlable de acuerdo con el parametro detectado por el detector.
En el documento titulado "Power Flow and Stability Control Using an Integrated HV Bundle-Controlled Line- Impedance Modulator" 2 de Pierre Couture, inventor de la presente invencion, se describe un modulador de lfnea de impedancia de haz controlado para la gestion del flujo de energfa bajo un estado estacionario y condiciones dinamicas.
2 P. Couture, J. Brochu, G. Sybille, P. Giroux, A.O. Barry, "Power Flow and Stability Control Using an Integrated HV Bundle-Controlled Line-Impedance Modulator", IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 25, n.° 4, paginas, Oct. 2010.
El documento titulado "Smart Power Line and Photonic de-icer concepts for transmission-line capacity and reliability improvement" 3 introduce el concepto de Smart Power Line (SPL) y explica como SPL puede abordar tres necesidades importantes: lfnea de deshielo, lfnea de modulacion de impedancia y monitorizacion de la lfnea.
3 Couture P., "Smart Power Line and Photonic de-icer concepts for transmission-line capacity and reliability improvement", Cold Regiones Science and Technology, Volumen 65, n.° 1, enero de 2011
Los documentos US 6.018.152 (ALLAIRE) y US 2009/0250449 (PETRENKO) describen otros metodos y unos aparatos para el deshielo de conductores de lfneas electricas. Mas especfficamente, el documento US 2009/0250449 (PETRENKO) describe interruptores previstos en cada extremo de una seccion para el acoplamiento de conductores juntos en paralelo en un "modo normal" y para la colocacion de algunos de los conductores en serie en un modo de "anti-formacion de hielo".
El documento titulado "The Method and Test of De-icing on Four Bundled-conductors by Leading Running Current into Various Sub-Conductors Combinations"4 de Zhang Zhijin, explica como se verifico el deshielo de conductores atados y probados llevando la corriente que se desplaza en varias combinaciones de subconductores.
4 Zhang Zhijin, Bi Moaqiang, Jiang Xingliang, Huang Haizhou, Hu Jianlin, Sun Ciaxin, "The Method and Test of Deicing on Four Bundled-conductors by Leading Running Current into Various Sub-Conductors Combinations", 14° Taller Internacional de estructuras de formacion de hielo atmosfericas, Chongqing, China, 8-13 de mayo de 2011.
El documento titulado "Novel Deicing Approach of Overhead Bundled Conductors of EHV Transmission Systems" 5’ de Chang Guanghui, describe un metodo para el deshielo de lfneas electricas mediante la reconfiguracion de conductores agrupados a partir de una conexion en paralelo a conexion en serie, para aumentar el flujo de corriente a traves de los conductores.
El documento titulado "Distributed FACTS - A New Concept for Realizing Grid Power Flow Control" 6 de Deepak Divan introduce el concepto de dispotivos de sistemas de transmision de CA flexible distribuidos (FACTS) para realizar el control de flujo de potencia. Series de impedancia distribuida y series de compensadores estaticos distribuidos se fijan en una lfnea electrica existente para cambiar la impedancia de la lfnea para controlar el flujo de potencia.
Una lfnea electrica inteligente (SPL) es una lfnea electrica agrupada convencional provista de aparatos de conmutacion y sistemas de monitorizacion de lfnea, que permite realizar la monitorizacion de lfnea, el deshielo y el control del flujo de energfa de la lfnea. Por ejemplo, una SPL puede ser una lfnea electrica de 735 kV, formada por varios segmentos de 30 km de subconductores de lfnea de fase aislados, y en el que los modulos de conmutacion de espalda con espalda estan enganchados, en general, cada 60 km en torres de extremo muerto, que tambien se conocen como torres de anclaje. Una torre de anclaje provista de aparatos de conmutacion inteligentes y sistemas de proteccion a bordo en cada fase se conoce generalmente como una mini subestacion. Una mini subestacion tambien puede
5 Chang Guanghui, Su Sheng, Li Mingming y Chao Daifeng, "Novel Deicing Approach of Overhead Bundled Conductors of EHV Transmission Systems", IEEE Transactions on Power Delivery, vol. 24, n.° 3, paginas, julio de 2009.
6 Deepak Divan, Harjeet Johal, "Distributed FACTS - A New Concept for Realizing Grid Power Flow Control", IEEE 2005.
incluir varias torres de anclaje provistas de aparatos de conmutacion inteligentes, estando las torres situadas dentro de un entorno inmediato entre sf.
Una SPL de 735 kV esta provista normalmente de mini-subestaciones cada 60 km y con subestaciones situadas cada una a cada 300 km mas o menos, a lo largo de la lfnea. Una subestacion incluye diferentes tipos de dispositivos, tal como interruptores, seccionadores, transformadores, instrumentos de medicion y similares.
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Una SPL tambien incluye generalmente al menos un cable de tierra, tal como un cable de tierra optico, por ejemplo. Un cable de tierra optico tiene la doble funcion de 1) proteger la lfnea de energfa electrica contra la cafda de rayos a traves de cables metalicos que rodean las fibras opticas, y 2) permitir la transmision de datos, a traves de las fibras. La informacion transmitida puede incluir la proteccion y control de datos de la lfnea electrica o de la red, o datos de voz. Las fibras opticas situadas en el cable de tierra estan eventualmente conectadas a subestaciones de la lfnea, y en ultima instancia a una sala de control remoto de la red de transmision. Un enlace de comunicacion de banda baja, del tipo de portador de lfnea electrica PLC, se puede utilizar para permitir una redundancia de comunicacion limitada.
Con referencia a las figuras 1 y 2, se muestra una mini subestacion 10. En el caso ilustrado, la mini subestacion 10 incluye una torre de anclaje 12 provista de aparatos de conmutacion inteligente 14 y sistemas de proteccion de a bordo 16 situados en cada fase. Cada lfnea de fase A, B, C, esta provista de un par de aparatos de conmutacion 14, montados espalda con espalda. Los pares aparatos de conmutacion 14 estan situadas en la misma torre 12, estando cada aparato 14 a un potencial diferente, siendo este potencial uno de la lfnea de fase A, B o C al que el aparato 14 esta enganchado.
Los aparatos de conmutacion 14 se comunican entre sf mediante dispositivos de comunicacion por radiofrecuencia (RF), situados dentro de los modulos de conmutacion. Estos dispositivos inalambricos permiten que los aparatos 14 se comuniquen entre sf, aunque operan a diferentes tensiones. Una conexion de los modulos con hilo galvanico no es posible, precisamente porque los modulos estan cada uno a una tension diferente).
Un convertidor de RF a optica y de optica a RF, situado cerca de los hilos de tierra 18 se utiliza para convertir las senales de RF de los modulos a senales opticas, para permitir la transmision de datos entre los aparatos de conmutacion 14 y las fibras opticas de los hilos de tierra 18. Los dispositivos de RF, junto con el convertidor de RF a optica, forman un sistema de comunicacion. Este sistema de comunicacion tambien se puede utilizar para permitir la comunicacion entre los aparatos 14 y otros aparatos de conmutacion de una segunda o tercera lfnea de transmision situada en el mismo corredor, en un entorno inmediato de la torre de anclaje 12, o con aparatos de torres pertenecientes a la misma mini subestacion. Ademas, los transceptores de RF de los aparatos de conmutacion tambien se pueden utilizar para comunicarse con sensores situados a lo largo de la lfnea de segmento asociada.
Los metodos y los dispositivos descritos en las referencias anteriores y el sistema mostrado en las figuras 1 y 2 permiten variar la impedancia de los conductores de la lfnea electrica, con el fin de monitorizar la lfnea, controlar el flujo de energfa dentro de la lfnea o de deshelar los conductores.
Se cree que hay una necesidad de aparatos de conmutacion, sistemas de control y metodos para variar la impedancia de una lfnea de fase que sean mas fiables que los aparatos, sistemas y metodos de la tecnica anterior.
Sumario de la invencion
Un objeto de la presente invencion es proporcionar un aparato y un metodo que aborde las necesidades mencionadas.
La presente invencion proporciona un aparato de conmutacion para variar una impedancia de una lfnea de fase de un segmento de una primera lfnea de energfa electrica. La lfnea de fase incluye n conductores aislados electricamente entre sf y cortocircuitados juntos en dos extremos del segmento. El aparato comprende:
- al menos un dispositivo de conmutacion controlable para su conexion con al menos uno de los conductores; y
- un controlador para realizar un control del al menos un dispositivo de conmutacion controlable, teniendo el
controlador al menos un puerto optico para recibir unas primeras senales opticas en las que se basa dicho
control, y para enviar unas segundas senales opticas a aparatos de conmutacion adyacentes, incluyendo dichas segundas senales opticas informacion de estado de dicho un aparato de conmutacion, en las que se basa un control de aparatos de conmutacion adyacentes.
La invencion tambien se refiere a un sistema de variacion de impedancia de una lfnea de energfa electrica, teniendo la lfnea de energfa electrica varios segmentos conectados en serie, teniendo cada segmento al menos una lfnea de fase, incluyendo cada lfnea de fase n conductores aislados electricamente entre sf y cortocircuitados juntos en dos extremos del segmento. El sistema comprende varios aparatos de conmutacion, estando asociado cada aparato con uno de los segmentos. Cada aparato comprende:
- un dispositivo de conmutacion controlable para su conexion con al menos uno de los conductores del segmento;
- un controlador para realizar un control del al menos un dispositivo de conmutacion controlable, teniendo el
controlador al menos un puerto optico:
o para recibir primeras senales opticas desde aparatos de conmutacion adyacentes conectados a los segmentos que son adyacentes al segmento; y
o para enviar segundas senales opticas a los aparatos de conmutacion adyacentes.
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El controlador es para el calculo de valores sobre la base de dichas primeras senales opticas recibidas. Las segundas senales opticas incluyen dichos valores, sobre los cuales se basa el control de los dispositivos de conmutacion controlables de los aparatos de conmutacion adyacentes.
La presente invencion tambien proporciona un metodo para variar una impedancia de una lfnea de fase de un segmento de una primera lfnea de energfa electrica, incluyendo la lfnea de fase n conductores aislados electricamente entre sf y cortocircuitados juntos en dos extremos del segmento, comprendiendo el metodo las etapas de:
a) recibir unas primeras senales opticas en un aparato de conmutacion asociado con el segmento, incluyendo el aparato de conmutacion un dispositivo de conmutacion controlable conectado con al menos uno de los conductores;
b) realizar un control del dispositivo de conmutacion basado en dichas primeras senales opticas; y
c) enviar unas segundas senales opticas desde el aparato de conmutacion a aparatos de conmutacion adyacentes, incluyendo dichas segundas senales opticas informacion de estado de dicho un aparato de conmutacion, en las que se basa un control de los aparatos de conmutacion adyacentes.
Tambien se proporciona un metodo de variacion de impedancia de una lfnea de energfa electrica, teniendo la lfnea de energfa electrica varios segmentos conectados en serie, teniendo cada segmento al menos una lfnea de fase, incluyendo cada lfnea de fase n conductores aislados electricamente entre sf y cortocircuitados juntos en dos extremos del segmento, comprendiendo el metodo las etapas de:
a) recibir unas primeras senales opticas en aparatos de conmutacion asociados con los segmentos, incluyendo cada aparato de conmutacion un dispositivo de conmutacion controlable conectado con al menos uno de los conductores;
b) calcular los valores en base a dicha primeras senales opticas en uno de dichos aparatos de conmutacion; y
c) enviar unas segundas senales opticas desde dicho un aparato de conmutacion a aparatos de conmutacion adyacentes, incluyendo dichas segundas senales opticas dichos valores, en los que se basa un control de los aparatos de conmutacion adyacentes.
La invencion se entendera mejor a partir de la lectura de la descripcion no restrictiva que sigue de una realizacion preferida de la misma, y al referirse a los dibujos adjuntos.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es una vista en perspectiva de una torre de anclaje, provista de modulos de conmutacion espalda con espalda, de acuerdo con la tecnica anterior.
La figura 2 es una vista ampliada de la porcion superior de la figura 1.
La figura 3 es una vista esquematica de un aparato de conmutacion de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 4 es una vista esquematica de un sistema con dos aparatos de conmutacion de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 5 es una vista esquematica de un sistema, de acuerdo con una realizacion preferida, en su entorno.
La figura 6 es una vista esquematica de un sistema de espalda con espalda, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 7 es una vista lateral de dos aparatos de conmutacion de espalda con espalda, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 8 es una vista esquematica de un sistema, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 9 es una vista lateral en perspectiva de un sistema de conmutacion de espalda con espalda, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 10 es una vista esquematica de un sistema, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 11 es una vista esquematica de un sistema, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
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La figura 12 es una vista esquematica de un sistema, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 13 es una vista esquematica de un sistema, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 14 es una vista ampliada de una porcion del sistema mostrado en la figura 13.
La figura 15 es una vista esquematica de un sistema, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 16 es una vista esquematica de un sistema, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 17 es una vista esquematica de un sistema, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 18 es una vista esquematica de un sistema, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, en su entorno.
La figura 19A es una vista esquematica de algunos elementos de un aparato de conmutacion y un enrutador, de acuerdo con una realizacion preferida de la presente invencion.
La figura 19B es una vista esquematica de un controlador de un aparato de conmutacion, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion.
La figura 20 es un diagrama de bloques que muestra las etapas de un metodo de acuerdo con una realizacion de la invencion.
La figura 21 es un diagrama de bloques que muestra las etapas de otro metodo de acuerdo con una realizacion de la invencion.
Descripcion detallada de los dibujos
A pesar de que el sistema de comunicacion descrito en la seccion de antecedentes permite el intercambio de informacion entre aparatos de conmutacion que tienen diferentes potenciales, hay varios inconvenientes asociados con dicho sistema.
En primer lugar, serfa muy deseable si los aparatos de conmutacion pudieran realizar localmente una porcion de las funciones generalmente realizadas en el sistema de control remoto centralizado. Para lograr el control en tiempo real de la red, serfa mas eficiente si algo del control de las mini subestaciones y de la red se realizan localmente mediante los aparatos de conmutacion, en lugar de tener que esperar para obtener instrucciones desde el sistema de control remoto.
En segundo lugar, se sabe que los calculos necesarios para la monitorizacion, la gestion y el control de las redes electricas de alta tension son considerables. Por consiguiente, serfa muy ventajoso el uso de la potencia de procesamiento de los aparatos de conmutacion para realizar al menos una parte de estos calculos.
Los sistemas de comunicacion utilizados en la actualidad en los aparatos de conmutacion no permiten una distribucion de las funciones de control, monitorizacion, calculo y proteccion entre varios modulos de conmutacion. La posibilidad de transferir algunas de las funciones de control y calculo directamente en los aparatos de conmutacion no se considero, principalmente debido a que las senales de RF se ven afectadas por las perturbaciones electromagneticas, tal como tormentas solares, y tambien porque estan sujetas a intrusiones malintencionadas. Por razones obvias, las redes electricas deben ser extremadamente fiables, y una porcion de las funciones de control, monitorizacion y proteccion no pueden ser transferidas desde un sistema de control centralizado a los aparatos de conmutacion si estos pueden verse afectados por perturbaciones electromagneticas o por intrusiones no autorizadas, y si la capacidad de calculo es insuficiente. Los modulos de conmutacion existentes actualmente no poseen suficiente potencia de calculo para permitir la distribucion adecuada del control y la proteccion de la red y la banda de RF es demasiado pequena para ser utilizada para transmitir datos voluminosos. Por otra parte, GPS, al igual que las senales de RF, puede verse afectado por tormentas solares e intrusiones no autorizadas. Los aparatos de conmutacion existentes dependen de GPS para fines de temporizacion y, por lo tanto, pueden verse afectados por un mal funcionamiento del GPS.
Con el fin de transferir parte del control de la red electrica desde el sistema de control remoto a los aparatos de conmutacion, las comunicaciones entre los aparatos vecinos deben ser tan robusta como sea posible, especialmente durante tormentas solares o de hielo, y en tiempos de duras condiciones meteorologicas.
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En la siguiente descripcion, las caracterfsticas similares en los dibujos se les han dado numeros de referenda similares. Para preservar la claridad, ciertos elementos pueden no estar identificados en algunas figuras si ya estan identificados en una figura anterior.
Haciendo referencia a la figura 3, se muestra un segmento 20 de una lfnea de energfa electrica 21 que tiene tres fases A, B y C. Cada lfnea de fase 22 incluye cuatro conductores 24 que estan electricamente aislados entre si, y cortocircuitados juntos en dos extremos del segmento 20. Un segmento 20 corresponde tfpicamente a una porcion de la lfnea electrica. En una red de energfa de 735 kV, los segmentos estan generalmente separados entre sf unos 30 km, y las mini subestaciones estan separadas unos 60 km.
Un aparato de conmutacion 26, a veces denominado modulo de conmutacion, esta vinculado a uno de los conductores 24 de lfnea de fase A. Este aparato de conmutacion 26 es para variar la impedancia de la lfnea de fase A. Incluye un dispositivo de conmutacion controlable 28 conectado al conductor 24, y un controlador 30 para realizar un control del dispositivo de conmutacion 28. El dispositivo de conmutacion permite la modificacion del flujo de corriente dentro del conductor, 24 para fines tales como el deshielo. El dispositivo de conmutacion controlable 28 es cualquier dispositivo que sea capaz de modificar el flujo de corriente dentro de un conductor, e incluye al menos uno de un conmutador mecanico, un conmutador electromecanico, un interruptor de vacfo y un conmutador electronico, o cualquier combinacion de los mismos.
Aunque la lfnea de energfa electrica 21 ilustrada es una lfnea trifasica A, B, C, el aparato de conmutacion 26 de la presente invencion tambien se puede utilizar en una lfnea de corriente continua de alta tension (HVDC). Tambien vale la pena mencionar que cada lfnea de fase 22 puede incluir un numero diferente de conductores 24, que tfpicamente varfa entre 1 y 12. Ademas, aunque el aparato de conmutacion 26 que se muestra esta conectado a solamente uno de los conductores 24, el aparato de conmutacion esta conectado preferentemente a cada conductor 24 de la lfnea de fase 22, tal como el ejemplo mostrado en la figura 1, por ejemplo. Por supuesto, en este caso, el modulo de conmutacion incluye un dispositivo de conmutacion controlable 28 para cada conductor.
Todavfa en referencia a la figura 3, el controlador 30 tiene al menos un puerto optico 32. El controlador 30 es preferiblemente un procesador, que incluye una CPU y una memoria, y se accede directamente a traves del puerto optico. Aunque es preferible incluir el puerto optico 32 directamente en el procesador, tambien se puede considerar usar un procesador con interconexiones electricas, y utilizar una interfaz electrica-optica para recibir y enviar senales opticas a/desde el procesador.
El puerto optico 32 permite una transmision bidireccional de datos, para recibir unas primeras senales opticas y para enviar unas segundas senales opticas. Las primeras senales opticas recibidas incluyen informacion sobre las que se basa el control del dispositivo de conmutacion 28. Este control puede ser, por ejemplo, para dejar el dispositivo de conmutacion en su estado actual, para abrirlo o para cerrarlo. Las segundas senales opticas incluyen informacion del estado del aparato de conmutacion 26, en las que se puede basar un control de aparatos de conmutacion adyacentes.
Mediante aparatos de conmutacion adyacentes se entiende no solo los aparatos de conmutacion que estan conectados directamente entre sf, sino tambien aparatos que se encuentran en un entorno cercano entre sf. Vale la pena senalar que, en la escala de una red de energfa electrica, un aparato de conmutacion puede estar a varios kilometros de distancia de otro aparato de conmutacion adyacente.
El uso de un puerto optico 32 en el controlador permite ventajosamente acceder directamente al procesador, sin ser afectado por interferencias electromagneticas, que de otro modo afectarfan al correcto funcionamiento de un aparato de la tecnica anterior provisto de un dispositivo de comunicacion de infrarrojos o RF. El puerto optico 32 tambien permite aumentar la velocidad a la que los datos transitan desde un aparato a otro.
Ventajosamente, al tener un aparato de conmutacion que incluye un controlador, por sf mismo provista de al menos un puerto optico, permite conectar dos aparatos de conmutacion a traves de una fibra optica, incluso si estan a diferentes potenciales. Las conexiones del aparato de conmutacion a traves de fibras opticas tambien son robustas al ruido electromagnetico, asf como a las intrusiones no autorizadas en el sistema.
Con referencia a la figura 4, se muestra otro segmento 34 de la lfnea de energfa electrica 21. Las dos lfneas de fase A y B estan cada una formada por cuatro conductores 24, y cada lfnea de fase 22 esta provista de un aparato de conmutacion 26 como se describe anteriormente. El primer aparato de conmutacion 26a puede variar la impedancia de la lfnea de fase A, mientras que el segundo aparato de conmutacion 26b puede variar la impedancia de la lfnea de fase B. El puerto optico 32a del primer aparato de conmutacion 26a esta conectado al puerto optico 32b del segundo aparato de conmutacion 26b a traves de una primera fibra optica 36. Esta configuracion permite ventajosamente que ambos aparatos de conmutacion 26a, 26b intercambien senales opticas entre sf. Por supuesto, cuando esta en uso, al menos uno, y preferiblemente ambos aparatos de conmutacion 26a, 26b estan vinculados a un sistema de control externo, y a otros aparatos de conmutacion adyacentes.
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Haciendo referencia a la figura 5, el sistema representado es similar al que se muestra en la figura 4, con la diferencia de que el primer y segundo aparatos de conmutacion 26a, 26b se comunican entre si a traves de un enrutador 38. Los puertos opticos 32a, 32b de los aparatos de conmutacion 26a, 26b estan conectados al enrutador 38 a traves de unas primera y segunda fibras opticas 40, 42, respectivamente. Aunque no se muestra, el enrutador 38 es para su conexion a otros aparatos de conmutacion, y, eventualmente, a un sistema de control remoto, que puede estar situado en una subestacion estandar o en una estacion remota centralizada. El enrutador 38 puede ser un enrutador provisto de puertos opticos o puede ser una caja de conexiones de fibras opticas. El enrutador puede incluir circuitos opticos o electro-opticos.
Con referencia a la figura 6, se muestra un sistema de espalda con espalda 44. Este sistema de espalda con espalda 44 incluye dos aparatos de conmutacion 260, 262, siendo cada uno similar al que se muestra en la figura 3, estando los dos aparatos 260, 262 en una configuracion de espalda con espalda. Cada aparato, 260 o 262, esta situado en el primero y segundo segmentos 200, 202 de la misma lfnea de fase 22, en este caso la lfnea de fase A. Aunque no se muestra, una torre de anclaje generalmente permite la conexion del primer y segundo segmentos 200, 202, de manera similar a la configuracion mostrada en la figura 1. Todavfa con referencia a la figura 6, el segundo aparato 262 esta situado en un extremo del segundo segmento 202, directamente adyacente al extremo del primer segmento 200, donde esta situado el primer aparato 260. Los puertos opticos 320, 322 del primer y segundo aparatos de conmutacion 260, 262 estan conectados entre si con una primera fibra optica 360. Aunque no se muestra, cuando esta en uso, al menos uno de los aparatos 260, 262 esta conectado ademas a un sistema de comunicacion externo. Ventajosamente, suponiendo un segmento 200 o 202 de aproximadamente 30 km; esta configuracion permite ventajosamente la colocacion de los aparatos de espalda con espalda 260, 262 solo cada 60 km, facilitando las operaciones de instalacion y mantenimiento de los sistemas 44.
Con referencia a la figura 7, se muestran dos aparatos espalda con espalda 260, 262, con la cubierta de proteccion retirada para ver mejor a los componentes en su interior. En esta realizacion, los aparatos de conmutacion espalda con espalda 260, 262 comparten la misma placa de entrada 46, sin tener que utilizar varillas de conexion entre los aparatos. En el extremo exterior del primer aparato de conmutacion 260 estan situados cuatro conductores 48, cada uno para su conexion a uno de los conductores de una lfnea de fase. Cada conductor 48 del aparato de conmutacion esta conectado a un dispositivo de conmutacion controlable 28, en este caso un interruptor de vacfo 50 situado en un primer compartimento 52. Cada interruptor de vacfo 50 esta a su vez conectado a un motor controlable 54, situado en un segundo compartimiento 56, para cerrar o abrir el interruptor 50. En un tercer compartimento 58 esta situado un controlador 300, y esta conectado con los dispositivos de conmutacion controlables 280. El segundo aparato de conmutacion 262 tiene la misma configuracion que la del primer aparato 260. Ambos controladores 300, 302, que en este caso consisten en cuatro procesadores 60 montados en un unico sustrato, estan provistos de dos puertos opticos 320, 322. Un primer puerto optico 320 del primer aparato de conmutacion 260 es para su conexion a la primera optica 320 del segundo aparato de conmutacion 262 a traves de una primera fibra 360. Cada controlador 300, 302 esta provisto ademas de un segundo puerto optico 322, para su conexion a un dispositivo o sistema externo a los aparatos de conmutacion 260, 262. Una segunda fibra optica 362 se conecta en el segundo puerto 322 del primer aparato de conmutacion 260, y una tercera fibra optica 364 se conecta en el segundo puerto 322 del segundo aparato de conmutacion 262. En el presente caso, la segunda y tercera fibras opticas 362, 364 salen del sistema de conmutacion doble 44 a traves de la misma cadena aislante 62. Sin embargo, para aumentar la fiabilidad del sistema 44, se puede considerar que tiene la segunda y tercera fibras 362, 364 a traves de diferentes cadenas de aisladores. De esta manera, la fiabilidad del sistema 44 se incrementarfa, ya que las fibras 362, 364 utilizan una trayectoria diferente. Tambien hay que senalar que en otras configuraciones de sistemas de espalda con espalda 44, los dos aparatos de conmutacion 260, 262 podrfan compartir un unico controlador.
Haciendo referencia a las figuras 7 y 19A, el controlador de los aparatos de conmutacion esta conectado preferentemente a por lo menos un detector, tal como un detector de corriente, un detector de tension y un detector de posicion. La bahfa de alimentacion y control 108 tambien puede incluir un transceptor de RF. Los parametros detectados por un detector 64 y el indicador de tension situado a lo largo del segmento a traves del transceptor de RF se pueden enviar al controlador para el calculo de parametros de red.
La bahfa de alimentacion y control 108 incluye tambien modulos de alimentacion 66. En el caso de un sistema de espalda con espalda 44, los modulos de alimentacion 66 de los aparatos 260, 262 estan conectados preferiblemente junto con un hilo electrico. Esta configuracion aumenta la redundancia de la fuente de alimentacion de los aparatos 260, 262, y es posible en una configuracion de espalda con espalda, ya que ambos modulos estan en el mismo potencial.
Volviendo a la figura 7, cada uno de los controladores 300, 302 incluye tres procesadores 60 que operan en paralelo y estan conectados entre sf. Los calculos se realizan simultaneamente y en paralelo dentro de cada procesador 60, y los procesadores 60 comparan entre sf sus resultados. Si uno de los valores calculados por un procesador 60 es diferente de los valores calculados por los otros dos procesadores 60, el procesador 60 que calcula el valor erroneo se descarta, para garantizar que los calculos del controlador 30 siempre son fiables. Para lograr esto, cada procesador 60 incluye medios para la comparacion de tres valores de un parametro dado y medios para descartar uno de dichos valores cuando dicho un valor es incoherente con los dos valores restantes.
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Haciendo ahora referencia a la figura 19B, un controlador 30 comprende ademas un procesador de espera 68. Este procesador de espera 68 esta conectado a cada uno de los tres procesadores descritos anteriormente, y se activa, o se utiliza, cuando uno de los tres valores se descarta, en sustitucion del procesador 60 que ha calculado el valor erroneo. El controlador 30 puede incluir ademas al menos un procesador adicional 70, para la realizacion de calculos especfficos de los parametros de la lfnea de energfa electrica. Por supuesto, todos los procesadores 60, 68, 70 estan todos conectados entre si. Las conexiones entre los procesadores no se muestran para preservar la claridad de esta figura 19B.
Con referencia ahora a las figuras 8 y 9, se muestra un sistema de espalda con espalda 44 en combinacion con un enrutador 38. Una primera fibra 360 conecta un primer puerto optico 320 del primer aparato 260 con un primer puerto optico 320 del segundo aparato 262. La segunda y tercera fibras opticas 362, 364 conectan los segundos puertos 322 del primer y segundo aparatos de conmutacion 260, 262 al enrutador 38, pasando la segunda y tercera fibras 362, 364 a traves de una cadena de aisladores. El sistema de espalda con espalda 44 es para conexion de dos segmentos adyacentes 200, 202 de una fase A.
En la figura 9, se muestran la segunda y tercera fibras 362, 364 de un segundo sistema de espalda con espalda (que no aparece en la figura 9), sin conectar. En uso, las tres fases A, B, C estan conectadas a sistemas de espalda con espalda 44, como se describira mas detalladamente con referencia a la figura 11. Cabe senalar que, en otras realizaciones de la invencion, se puede considerar incluir el enrutador 38 integrado en el controlador. En este caso, las capacidades de enrutamiento se realizarfan mediante el controlador, y el controlador incluirfa mas puertos opticos para conectarse directamente con otros controladores que tienen capacidades de enrutamiento, con otros enrutadores, o con una fibra optica que se extiende en el hilo de tierra.
Como se muestra en las figuras 11 y 12, el enrutador 38 ventajosamente permite interactuar con los controladores 300a, 302a del par de aparatos de conmutacion de espalda con espalda 260a, 262a enganchado a la fase A con los otros dos sistemas de espalda con espalda 260b, 262b, 260c, 262c conectados a las lfneas B y C, pero tambien a una fibra optica principal 72 que esta conectada en ultima instancia al siguiente enrutador de la lfnea electrica, o a una estacion de control remoto (no mostrada). Las conexiones similares se realizan en los aparatos de conmutacion de espalda con espalda de las fases B y C. Una caja de conexiones o enrutador de la fibra optica se utiliza para conectar las seis fibras opticas de los procesadores de los seis modulos de conmutacion de las tres fases ABC a los otros enrutadores de la misma mini subestacion de las otras lfneas de transmision en el mismo corredor. Tambien permite que se conecten a los demas enrutadores de las otras mini subestaciones de la lfnea de transmision y con el centro de control del sistema con la ayuda del hilo de tierra de fibra optica u otras fibras opticas de una manera que es redundantemente segura y fiable. El enrutador puede estar compuesta de circuitos opticos o circuitos electro- opticos. Un enrutador puede estar provisto de puertos opticos o puede ser una caja de conexiones de fibras opticas. El enrutador puede incluir circuitos opticos o electro-opticos. Mas especfficamente, cada uno de los aparatos 260, 262 esta provisto de un primer y segundo puertos opticos 320, 322. Para cada par de primer y segundo aparatos 260, 262, el primer puerto optico 320 del primer aparato 260 esta conectado al primer puerto optico 320 del segundo aparato 262 a traves de la primera fibra optica 360; y los segundos puertos opticos 322 del primer y segundo aparatos 260, 262 estan conectados al enrutador 38 a traves de segunda y tercera fibras opticas 362, 364. Como se puede apreciar, los controladores de los seis aparatos de conmutacion 260a, 260b, 260c y 262a, 262b, 262c son capaces de enviar y recibir dichas primera y segunda senales opticas a traves del enrutador 38. Con esta configuracion, el controlador de un aparato de conmutacion esta siempre provisto de dos conexiones, proporcionando al sistema un aumento de la redundancia y de fiabilidad.
Todavfa con referencia a las figuras 11 y 12, la fibra optica principal 72 es un enlace optico reenviado desde un enrutador 38 al siguiente, que generalmente esta situado en el hilo de tierra (no mostrado) que se extiende a lo largo del primer y segundo segmentos 200, 202. El cable optico principal 72 en ultima instancia se conecta a un sistema remoto de control (no mostrado), que monitoriza y controla la operacion de la red electrica de alta tension. Por supuesto, la fibra optica principal no esta necesariamente situada en el hilo de tierra.
Haciendo referencia a la figura 12, cada controlador 300, 302 esta provisto de buses de entrada y salida 74, ademas de los puertos opticos 320, 322, para recibir y enviar informacion desde/a otros tipos de dispositivos (no mostrados), tal como sensores, actuadores de conmutacion y transceptor de RF, por ejemplo. Tales dispositivos estan situados dentro del aparato de conmutacion, para proporcionar informacion al aparato con relacion a la corriente, la tension o la carga de hielo del conductor. En esta configuracion del sistema, la segunda y tercera fibras opticas 362, 364 pasan a traves de la misma cadena de aisladores 62. Sin embargo, para aumentar la redundancia, puede ser preferible tener estas fibras que pasan a traves de diferentes cadenas de aisladores.
Volviendo ahora a la figura 10, se muestra otro tipo de sistema distribuido. En esta configuracion, los aparatos de conmutacion 26a, 26b y 26c no estan en una configuracion de espalda con espalda. Para el aparato 26a, el primer puerto optico 324 esta conectado a un puerto optico del aparato de conmutacion 26c por medio de una fibra optica 370, y su segundo puerto optico 326 esta conectado al puerto optico del aparato de conmutacion 26b. Los mismos tipos de conexiones se realizan para los aparatos 26b y 26c. En este sistema distribuido, los controladores 30 de los tres aparatos de conmutacion son capaces de comunicarse entre sf a traves de las fibras opticas 370. Por supuesto, en operacion, al menos uno de los aparatos de conmutacion 26a, 26b o 26c tambien se pueden conectar a un
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dispositivo externo, para comunicarse con otros aparatos de conmutacion de torres adyacentes, y con el sistema de control remoto. Este sistema distribuido tambien proporciona la redundancia y la fiabilidad requeridas para transferir algunas de las funciones de control, calculo y monitorizacion del sistema de control remoto de forma local, directamente en los aparatos de conmutacion.
Haciendo referencia a la figura 13, se muestra un sistema distribuido para variar una impedancia de los diferentes segmentos 200, 202 de una lfnea de energfa electrica 21. Los segmentos ilustrados representan segmentos desde una seccion media de una lfnea de alimentacion electrica 21, emparejado en el primero y segundo segmentos 200, 202, y en el que los aparatos de conmutacion de espalda con espalda 260, 262 se enganchan en la union del primer y segundo segmentos 200, 202. Por supuesto, se requiere una torre de anclaje en la union de los segmentos 200 y 202, pero no se ilustra, para evitar sobrecargar la figura. Un enrutador 38 esta conectado a cada uno de los aparatos de los sistemas de espalda con espalda 44, con la misma configuracion que los sistemas ilustrados en las figuras 11 y 12. Los enrutadores 38 estan conectados en serie con las fibras opticas de enrutador a enrutador 74, que se extienden a lo largo de la longitud de los segmentos 200, 202.
En referencia a la figura 14, se muestran mejor las conexiones de un sistema de espalda con espalda 44 con el primer y segundo segmentos 200, 202. En el primer segmento 200, cada uno de los cuatro conductores 24 esta conectado a un dispositivo de conmutacion controlable 280 situado dentro del aparato de conmutacion 260. Los dispositivos de conmutacion controlables 280 estan a su vez conectados al controlador 300. Las mismas conexiones se realizan en el segundo segmento 202. Ambos controladores 300, 302 estan conectados entre si a traves de una primera fibra optica 360. Cada controlador 300, 302 tambien esta conectado al enrutador 38. Otros tres pares de fibras opticas se muestran parcialmente, siendo dos de los pares para la conexion a los sistemas de espalda con espalda de las otras dos lfneas de fase, y siendo el tercer par para la conexion a los enrutadores de segmentos adyacentes.
Haciendo referencia a la figura 15, se muestran cinco enrutadores 38, cada uno parte de una mini subestacion 104, estando los tres enrutadores medios asociados con pares de primer y segundo segmentos, respectivamente (los segmentos no se muestran para aligerar esta figura 15), y los dos enrutadores exteriores 38 estan asociados con los segmentos exteriores de la porcion de la lfnea de energfa electrica que se extiende entre dos subestaciones. En esta configuracion del sistema distribuido, cada uno de los tres enrutadores medios 38 esta provisto de diez puertos opticos 33 (solamente se identifica un puerto 33 en el enrutador mas a la izquierda 38). De estos diez puertos, tres pares de puertos (que se muestran sin conectar) son para la conexion a los tres aparatos de conmutacion de espalda con espalda 260, 262 enganchado en cada lfnea de fase 22, tal como se muestra en la figura 11. Otros dos puertos son para la conexion con los enrutadores adyacentes 38 de los segmentos o de una de la subestacion 78, a traves de fibras de enrutador a enrutador 76. Por ultimo, los dos ultimos puertos son para la conexion a los segundos enrutadores adyacentes, en la lfnea de transmision o de las subestaciones, a traves de otras dos fibras opticas de enrutador a enrutador 76. Los dos enrutadores 38 en el extremo de la lfnea solamente estan provistos de nueve puertos, ya que son directamente adyacentes a la subestacion. Una de las subestaciones 78 esta conectada a un sistema de control remoto 80. Como se puede apreciar, esta configuracion mejora aun mas la fiabilidad y la redundancia del sistema distribuido. Por ejemplo, si fallara todo el sistema situado en una torre de anclaje, (un sistema que consiste en tres aparatos de conmutacion y enrutadores), los sistemas restantes en la lfnea electrica pueden seguir funcionando con normalidad, y la comunicacion a las subestaciones o al sistema de control remoto no se verfa afectada por dicho fallo.
Con referencia ahora a las figuras 16 y 17, se ilustra un sistema de puente que incluye un primero y un segundo aparatos de conmutacion 2600, 2602. La figura 16 representa un tipo de mini subestacion 104, que incluye los enrutadores y los aparatos de conmutacion de dos lfneas electricas 21, 23, mientras que en la figura 17, se muestran cinco mini subestaciones 104 (solo una se identifica mediante lfneas de trazos). Un sistema de puente consiste en un puente entre dos aparatos de conmutacion 2600, 2602, cada uno situado en una lfnea de energfa electrica independiente, paralela y adyacente 21, 23. Como se sabe en la tecnica, no es raro que las redes electricas de alta tension tengan dos lfneas electricas distintas que se extienden en el mismo corredor. El primer y segundo aparatos 2600, 2602 son, por lo tanto, para variar la impedancia, respectivamente, de los segmentos situados en dos lfneas de energfa electrica distintas 21, 23. El primer y segundo enrutadores 380, 282 estan conectados respectivamente con el primer y segundo aparatos de conmutacion 2600, 2602 a traves de fibras opticas 362, 364 y otra fibra optica 76 se conectan junto con el primer y el segundo enrutadores 380, 382. Como se muestra mejor en la figura 16, el enrutador 380 asociado con la primera lfnea de energfa electrica 21 actua como un enrutador principal, y esta ademas conectado a una fibra optica principal 72, que permite la conexion del enrutador 380 a un sistema de control remoto 80 (que se muestra en la figura 17), siendo el enrutador 382 asociado con la segunda lfnea electrica 23 un enrutador esclavo. En otras palabras, cada enrutador 380, 382 se utiliza para conectar las fibras opticas de los procesadores de los seis modulos de conmutacion de las tres fases A B C a los demas enrutadores de la misma mini subestacion de la otra lfnea de transmision en el mismo corredor. Cada enrutador tambien se puede conectar a los demas enrutadores de las otras mini subestaciones de la misma lfnea de transmision y con el centro de control del sistema con la ayuda del hilo de tierra de fibra optica u otras fibras opticas de una manera que es redundantemente segura y fiable. En el sistema de puente ilustrado en las figuras 16 y 17, solo una de la lfnea electrica 21 tiene un enlace optico principal 72 que se extiende a lo largo de la misma. Este enlace optico principal 72 se transmite desde un enrutador 38 al siguiente.
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Con referenda ahora a la figura 18, se muestra un sistema de puente que tiene dos fibras opticas principales 72, una en cada lmea electrica 21, 23. En esta realizacion del sistema de puente, los aparatos de las dos lmeas electricas estan conectados, a traves de los enrutadores 38, a las fibras opticas principales 72. Esta configuracion todavfa aumenta mas el numero de trayectorias de comunicacion, aumentando asf la redundancia y la fiabilidad de todo el sistema, aunque falle incluso una porcion entera de una de la lmea de energfa electrica, los aparatos de conmutacion restantes todavfa estanan operativos y conectados a la estacion de control remoto.
Con referencia ahora a la figura 19A, se muestra el sistema de fuente de alimentacion y control de un aparato de conmutacion. La conexion de este sistema con los dispositivos de conmutacion controlables 28 (uno para cada conductor de una lmea de fase), tambien se muestran los sensores 64 y un enrutador 38. Los bloques funcionales representan elementos que se incluyen preferiblemente en este sistema. La bahfa de alimentacion y control 108 comprende un controlador 30, modulos de alimentacion de energfa 66. Los modulos de alimentacion 66 incluyen un transformador de alimentacion de energfa capacitivo 82, una fuente de alimentacion capacitiva 84, una fuente de alimentacion inductiva 86, una caja de condensadores 88, una caja de distribucion de energfa 90. El controlador incluye al menos dos puertos opticos 32, uno para su conexion al otro aparato del sistema de espalda con espalda (que se muestra sin conectar), y uno para la conexion al enrutador 38. La bahfa de control 108 incluye tambien un modulo GPS 98, una caja negra 100, un dispositivo emisor-receptor PLC 102, y un dispositivo emisor/receptor de RF 106 para comunicarse con los sensores situados a lo largo de los segmentos
El enrutador 38 incluye una fuente de alimentacion 92, un modulo de enrutamiento 94, y un modulo WDM 96. El modulo WDM 96 es para multiplexar las segundas senales opticas recibidas desde los tres aparatos de conmutacion en otra fibra optica. Por supuesto, el modulo WDM es opcional y puede ser suficiente utilizar diferentes bandas, o colores, del espectro de luz para transmitir las senales opticas a traves de las fibras. El enrutador 38 incluye una fuente de alimentacion 92 para alimentar al enrutador, siendo la fuente de alimentacion una fuente de alimentacion de origen solar. Alternativamente, un dispositivo de acoplamiento capacitivo se puede considerar como una fuente de alimentacion. Tambien descrito anteriormente, en otras variantes del sistema, se puede considerar incluir el enrutador dentro de los aparatos de conmutacion, en un compartimento adicional, o por medio de un procesador adicional.
Haciendo referencia a la figura 19B, se muestra una realizacion preferida de un controlador 30. El controlador 30 incluye, preferiblemente, seis procesadores 60, 68, 70. Los tres procesadores 60 operan en paralelo y estan conectados entre sL Cada procesador 60 incluye medios para comparar tres valores de un parametro dado, calculandose cada valor mediante uno de los procesadores. Cada procesador 60 incluye tambien medios para descartar uno de los valores cuando el valor es incoherente con los dos valores restantes. Los tres procesadores 60 se utilizan para calcular valores diferentes de la red electrica y tambien para controlar los dispositivos de conmutacion controlables. Los procesadores 60 realizan los calculos de forma simultanea, para asegurarse de que el valor resultante es fiable. Cuando uno de los valores es diferente de los otros dos, esta situacion puede indicar que uno de los procesadores tiene fallos, y este procesador se descarta.
El controlador 30 incluye ademas un procesador de espera 68, estando el procesador de espera 68 conectado a cada uno de los tres procesadores 60 y se activa cuando uno de los tres valores se descarta, en sustitucion del procesador que ha calculado dicho valor. En otras palabras, un cuarto procesador 68, que se mantiene como soporte, se puede activar entonces para reemplazar el procesador que ha fallado.
Por ultimo, un quinto y un sexto procesadores 70, es decir, procesadores adicionales, se pueden utilizar para realizar calculos espedficos de la red.
Por supuesto, el numero de procesadores adicionales 70 puede variar. Los procesadores 60, 68, 70 estan provistos cada uno de buses de entrada/salida galvanicos 74, ademas de los puertos opticos 32. Los buses de entrada electrica/salida 74 permiten la conexion a otros tipos de dispositivos, tal como sensores y receptores, para reunir informacion sobre el estado de los conductores y, por lo tanto, de la lmea de fase.
Haciendo referencia a la figura 20, la invencion tambien se refiere a un metodo para variar la impedancia de una lmea de fase de un segmento de una lmea de energfa electrica. La lmea de fase incluye n conductores aislados electricamente entre sf y cortocircuitados juntos en dos extremos del segmento. El metodo incluye las etapas 5, 7 y 9, de:
a) recibir unas primeras senales opticas en un aparato de conmutacion asociado con el segmento, incluyendo el
aparato de conmutacion un dispositivo de conmutacion controlable conectado con al menos uno de los
conductores;
b) realizar un control del dispositivo de conmutacion basado en las primeras senales opticas; y
c) enviar unas segundas senales opticas desde el aparato de conmutacion a aparatos de conmutacion
adyacentes, incluyendo las segundas senales opticas informacion de estado del aparato de conmutacion, en las
que se basa un control de los aparatos de conmutacion adyacentes.
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De acuerdo con este metodo, que se produce en un aparato de conmutacion, se reciben unas primeras senales opticas en el puerto optico del aparato de conmutacion. Estas primeras senales opticas incluyen instrucciones para controlar el dispositivo de conmutacion del aparato de conmutacion. Las senales opticas pueden ser transmitidas por el sistema de control remoto, o desde aparatos de conmutacion adyacentes. El aparato puede a su vez enviar senales opticas secundarias a aparatos de conmutacion adyacentes, incluyendo informacion de estado del aparato de conmutacion. Aparatos de conmutacion adyacentes pueden asf tambien controlar sus respectivos dispositivos de conmutacion en base a estas segundas senales opticas.
Haciendo referencia a la figura 21, la invencion tambien se refiere a un metodo para variar la impedancia de una lfnea de energfa electrica. El metodo incluye las etapas 11, 13, 15 de:
a) recibir unas primeras senales opticas en aparatos de conmutacion asociados con los segmentos, incluyendo
cada aparato de conmutacion un dispositivo de conmutacion controlable conectado con al menos uno de los
conductores;
b) calcular los valores en base a las primeras senales opticas en uno del aparato de conmutacion; y
c) enviar unas segundas senales opticas desde el aparato de conmutacion a aparatos de conmutacion
adyacentes, incluyendo las segundas senales opticas los valores de la etapa b), en los que se basa un control de
los aparatos de conmutacion adyacentes.
Este metodo permite la distribucion de calculos relacionados con parametros de la red electrica entre los controladores de los aparatos de conmutacion de una lfnea electrica. En este caso, un controlador recibe unas primeras senales opticas de aparatos de conmutacion adyacentes y calcula los valores en base a las primeras senales opticas recibidas. Las primeras senales opticas pueden incluir, por ejemplo, informacion de estado de los aparatos de conmutacion adyacentes. Los valores calculados se basarfan entonces en la informacion de estado de los aparatos de conmutacion adyacentes, y estan relacionados con parametros de la red electrica, tal como calculos de fasor, por ejemplo. Entonces, el controlador puede enviar unas segundas senales opticas, a traves de su puerto optico, incluyendo los valores calculados. Los valores pueden ser enviados de vuelta al sistema de control remoto, o a aparatos de conmutacion adyacentes, para realizar un control del dispositivo de conmutacion, solo si es necesario. Por supuesto, las primeras senales opticas tambien pueden incluir otra informacion, desde el sistema de control remoto, por ejemplo, o de otros aparatos de conmutacion que no son necesariamente adyacentes al aparato de conmutacion. Las senales opticas tambien pueden incluir informacion de otras lfneas de energfa electrica de la red, lo que permite distribuir verdaderamente calculos entre los aparatos de conmutacion de la red.
En resumen, un sistema de transmision inteligente consiste en un conjunto de lfneas de transmision convencionales inteligentes compuestas de conmutadores integrados en las fases de los segmentos de lfnea para que opticamente conecten los procesadores de control o de calculo de los modulos de conmutacion de las tres fases A, B y C entre sf con los mismos situados a lo largo de la lfnea de transmision y con el centro de control del sistema de transmision con la ayuda de un enlace optico. Este sistema de transmision inteligente permite la distribucion de las funciones de control y proteccion del sistema a lo largo de las lfneas de transmision, el aumento de potencia de calculo en el sistema de transmision, la reduccion en el tiempo de comunicacion, el simple aumento de la redundancia en los procesadores de calculo y de control, el aumento de la redundancia en los sistemas de medicion, el aumento de la redundancia en los sistemas de comunicacion, el aumento de la robustez en el sistema de las perturbaciones electromagneticas, el aumento de la robustez en el sistema de las intrusiones no deseadas, el simple aumento de la redundancia en el GPS, el aumento de la robustez en el sistema de las perturbaciones al GPS, el simple aumento de la redundancia en los transceptores para comunicarse con los sensores situados a lo largo del segmento de lfnea mediante la utilizacion del software adecuado.
Para los corredores de lfneas de transmision con mas de una lfnea por cada corredor (por ejemplo: dos o tres lfneas) podemos conectar opticamente los otros modulos de conmutacion al conectar opticamente los enrutadores situados en torres de anclaje de la segunda o tercera lfnea en el entorno inmediato de la misma mini subestacion con los de la lfnea principal con el hilo de tierra de fibra optica u otros. Si las otras lfneas en el mismo corredor poseen su propio hilo de tierra de fibra optica, el enlace optico entre los enrutadores de la misma mini subestacion aumenta la redundancia en el sistema de comunicacion.
Como se puede apreciar, la presente invencion permite la resolucion de al menos algunos de los inconvenientes explicados anteriormente, mediante la obtencion de un sistema de transmision distribuida en el que el control y los calculos basicos necesarios para el control del sistema se pueden ejecutar en el nivel de los modulos de conmutacion distribuidos en las fases a lo largo de la lfnea y los resultados despues de una primer procesamiento con el software apropiado se comparten entre los modulos de conmutacion y la sala de control. Esto reduce la cantidad de informacion que debe ser compartida y reduce el tiempo de comunicacion, a la vez que tiene un tiempo de respuesta rapido, seguro y fiable. La distribucion de control y calculo se puede hacer debido a la utilizacion de fibras opticas, que son seguras, fiables y menos propensas a ser manipuladas, y porque tienen un ancho de banda mas grande que la banda de RF.
Ventajosamente, la presente invencion permite distribuir el procesamiento de la informacion, que es necesario para controlar un sistema electrico. Tambien permite la distribucion de la proteccion de las lfneas de transmision en las
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mini subestaciones situadas a lo largo de las lineas de transmision.
Otra ventaja de la invencion es el aumento de la redundancia y la potencia de calculo del sistema de procesamiento y el control de la lfnea y el sistema de transmision inteligente.
Sin embargo, otra ventaja es el aumento de la robustez de la lfnea inteligente y del sistema inteligente a las perturbaciones electromagneticas y posibles perturbaciones del sistema GPS.
Todavfa otra ventaja es la robustez de la comunicacion a traves del sistema.
Con referencia a las figuras 7, 9, 16, 17 y 18, una realizacion preferida del sistema incluye segmentos de lfnea agrupados (por ejemplo: lfnea de 735 kV con segmentos de 30 km) con subconductores aislados entre los mismos, modulos de conmutacion en cada fase, uno o mas procesadores de control con acopladores opticos en cada aparato de conmutacion de una cadena de aisladores con opticas de fibra en cada una de las fases A, B y C, para compartir el procesador de control de soporte y los procesadores adicionales. La adicion de un enrutador permite la coordinacion de la comunicacion entre los procesadores de los modulos de conmutacion de las fases A, B, C con los demas enrutadores de las otras mini subestaciones de la misma lfnea a traves del hilo de tierra de fibra optica. El enrutador tambien puede coordinar la comunicacion con otros enrutadores de las otras lineas del mismo corredor y las mismas subestaciones.
Los procesadores de control y calculo de los modulos de conmutacion se comunican con los otros procesadores de control y calculo de los otros modulos de conmutacion con la ayuda de la fibra optica. Estos procesadores de control se comunican con la ayuda de un bus de salida y entrada con los subsistemas del modulo de conmutacion, tal como los conmutadores mecanicos de cambio y/o los conmutadores electronicos, los motores lineales, los sensores de tension, la corriente, la posicion, el GPS, las alimentaciones inductivas y capacitivas, el PLC, emisor-receptor, etc. Este bus de entrada y salida puede ser optico o galvanico, tal como se muestra en la figura 16.
La fuente de alimentacion del enrutador se puede hacer con la ayuda de un panel solar y/o una fuente de alimentacion capacitiva.
Una forma preferida para conectar dos modulos de conmutacion de espalda con espalda se muestra en las figuras 7 y 9. La redundancia de las fuentes de alimentacion de los modulos de conmutacion montados espalda con espalda los conecta electronicamente, ya que tienen el mismo potencial.
En el modulo de conmutacion, los tres procesadores de procesamiento de tareas en paralelo con un cuarto procesador de soporte de espera y los procesadores adicionales para completar tareas especfficas puede o no puede instalarse en el mismo chip. Ademas, pueden estar conectados entre si mediante conexiones galvanicas u opticas.
La invencion permite la distribucion de procesamiento de la informacion necesaria para controlar el sistema y la proteccion de las lineas de transmision en mini subestaciones colocadas a lo largo de las lineas de transmision. Esta nueva tecnologfa conecta cada modulo de conmutacion con al menos una fibra optica, uno procedente de un enrutador y el otro desde el segundo modulo de conmutacion situado en la parte posterior del primer modulo en lugar de una conexion de RF simple. Este enlace optico puede ser una gran banda > 10 GHz y con multiples canales (diferentes longitudes de onda). Este enlace optico redundante permite la reagrupacion de los procesadores de los dos modulos de conmutacion de cada fase de espalda con espalda y las tres fases A, B y C de la misma subestacion entre los mismos con la ayuda de un enrutador. Los enrutadores de las mini subestaciones de una misma lfnea estan conectados entre si y con el centro de control del sistema con la ayuda de fibras opticas. Esto aumenta:
1. La redundancia y la potencia de calculo del sistema de procesamiento y el control de la lfnea y el sistema de transmision inteligente. Preferiblemente, cada uno de los modulos de conmutacion incluye tres procesadores que realizan el procesamiento de la tarea en paralelo con un cuarto procesador en espera para hacerse cargo en el caso de mal funcionamiento. Un cierto numero de procesadores se puede anadir para llevar a cabo tareas adicionales. Todos estos procesadores agrupados con los de otras fases con diferentes potenciales actuan como un super procesador y los procesadores de soporte y los procesadores adicionales pueden compartirse.
2. La redundancia y la potencia de calculo del sistema de procesamiento y el control de la lfnea y el sistema de transmision inteligente. Al conectar opticamente los procesadores, los procesadores de soporte, y los procesadores adicionales de lineas situadas en el mismo corredor a diferentes potenciales y en las mismas mini subestaciones.
3. La robustez de la lfnea inteligente y el sistema inteligente a las perturbaciones electromagneticas (por ejemplo: tormentas solares, pulsos electromagneticos y ruido electromagnetico). Solo los sensores de senal situados a lo largo del segmento 30 km estan conectados por un enlace de comunicacion de RF al modulo de conmutacion correspondiente. Estas senales no son crfticas para la operacion y la proteccion del sistema de transmision.
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4. Facilmente la redundancia en el nivel de GPS, del portador de linea de alimentacion PLC y de los transceptores para comunicarse con los sensores situados a lo largo del segmento asociado con los modulos de conmutacion.
5. La robustez del sistema de transmision a las potenciales perturbaciones en el sistema (GPS). Debido a que una senal de referencia temporal se envfa a cada modulo de conmutacion mediante fibra optica con un indicador de la trayectoria tomada. Esta referencia de tiempo se calibra con la ayuda de GPS para diferentes trayectorias.
6. La robustez del sistema de transmision a intrusiones no deseadas mediante la utilizacion de protocolos de comunicacion apropiados y de cifrado en un entorno relativamente seguro de un sistema de fibra optica aislado.
7. La robustez de la comunicacion mediante el aumento de la redundancia en los canales y las fibras de comunicacion.
La arquitectura del sistema de transmision inteligente permite la medicion de sincrofasores redundantes distribuidos a lo largo de las lfneas, la proteccion de las lfneas, el control de la red con un control de la compensacion y el flujo de energfa, un control de estabilidad, un aumento en la capacidad de transito, la gestion en tiempo real del sistema, el deshielo de las lfneas, la vigilancia en tiempo real de las lfneas y de los modulos de conmutacion, la planificacion del mantenimiento en funcion de las necesidades y el establecimiento de bases de datos del sistema de transmision para su uso futuro. Estas bases de datos pueden, por supuesto, estar situadas de forma remota.
La vigilancia de las lfneas implica una vigilancia de los eventos electricos (por ejemplo: flameo causado por sobretensiones estaticas), eventos mecanicos (por ejemplo: galope, vibraciones de viento), eventos meteorologicos (por ejemplo: hielo, rayos).
Ademas, esta arquitectura permite la vision en tiempo real del flujo de energfa en el sistema, la creacion de bases de datos de eventos experimentados por la linea y la red electrica y la deduccion de una serie de acciones a ejecutar en tiempo real o en retraso en el tiempo para garantizar el uso y el mantenimiento optimo del sistema de transmision. Esta tecnologfa altamente redundante permite la obtencion de un sistema de transmision inteligente fiable y seguro.
Cada modulo de conmutacion incluye, preferiblemente, interruptores mecanicos de cambio y/o conmutadores electronicos, actuadores o motores lineales, sensores de corriente, tension, y posicion, y un transceptor para comunicarse con los sensores situados a lo largo del segmento asociado con este modulo de conmutacion.
La redundancia en las fuentes de alimentacion de los aparatos de conmutacion se puede aumentar mediante la conexion electronica entre los dos modulos montados espalda con espalda en la misma fase, de un modo en el que comparten la fuente de alimentacion.
Otra ventaja de la presente invencion es que, con los datos obtenidos de todos los aparatos de conmutacion de la red de energfa electrica, y desde el control de estos aparatos, el comportamiento y la fiabilidad de la red se pueden aumentar, utilizando aplicaciones de software apropiadas y sistemas expertos.
Por supuesto, varias modificaciones se pueden hacer al aparato y al procedimiento descrito anteriormente sin apartarse del alcance de la presente invencion. Se entiende que los componentes y configuraciones que no son esenciales para la invencion y no deben interpretarse en un sentido restringido para limitar el alcance de la presente invencion.

Claims (27)

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    1. Un aparato de conmutacion (26) para variar una impedancia de una linea de fase (22, A) de un segmento (20) de una primera linea electrica de alimentacion (21), incluyendo la linea de fase (22) n conductores (24) aislados electricamente entre si y cortocircuitados juntos en dos extremos del segmento (20), comprendiendo el aparato:
    - al menos un dispositivo de conmutacion controlable (28) para su conexion con al menos uno de los conductores (24); y
    - un controlador (30) para realizar un control del al menos un dispositivo de conmutacion controlable (28),
    caracterizado por que el controlador tiene al menos un puerto optico (32) para recibir primeras senales opticas en que se basa dicho control, y para enviar segundas senales opticas a aparatos de conmutacion adyacentes, incluyendo dichas segundas senales opticas informacion sobre el estado de dicho un aparato de conmutacion (28), en las que se basa un control de aparatos de conmutacion adyacentes.
  2. 2. Un sistema que comprende un primer y segundo aparato de conmutacion (26a, 26b), siendo cada aparato como se reivindica en la reivindicacion 1, incluyendo el segmento (34) otra linea de fase (B), siendo el primer aparato de conmutacion (26a) para variar la impedancia de dicha linea de fase (A) y siendo el segundo aparato de conmutacion (26b) para variar la impedancia de dicha otra linea de fase (B), en el que:
    - dicho al menos un puerto optico (32a) de dicho primer aparato de conmutacion (26a) esta conectado a dicho al menos un puerto optico (32b) de dicho segundo aparato de conmutacion (26b) a traves de una primera fibra optica (36).
  3. 3. Un sistema que comprende un primer y segundo aparato de conmutacion, siendo cada aparato como se reivindica en la reivindicacion 1, incluyendo el segmento (34) otra linea de fase (B), siendo el primer aparato de conmutacion (26a) para variar la impedancia de dicha linea de fase (A) y siendo el segundo aparato de conmutacion (26b) para variar la impedancia de dicha otra linea de fase (B), comprendiendo ademas dicho sistema un enrutador (38), en el que:
    - dicho al menos un puerto optico (32a, 32b) de dicho primer y segundo aparato de conmutacion (26a, 26b) estan conectados a dicho enrutador (38) a traves de una primera y segunda fibra optica (40, 42), respectivamente.
  4. 4. Un sistema de espalda con espalda que comprende un primer y segundo aparato de conmutacion (260, 262), siendo cada aparato como se reivindica en la reivindicacion 1, siendo dicho primer aparato (260) para variar la impedancia de la linea de fase (22) del segmento ( 200), que es un primer segmento, siendo dicho segundo aparato (262) para variar una impedancia de dicha linea de fase (22) de un segundo segmento (202) adyacente al primer segmento (200), siendo dicho segundo aparato (262) para su ubicacion en un extremo del segundo segmento (202), directamente adyacente al extremo del primer segmento (200) donde esta situado el primer aparato (260), y en el que un puerto optico (320) de dicho al menos un puerto optico del primer aparato (260) esta conectado a un puerto optico (322) de dicho al menos un puerto optico del segundo aparato (262) a traves de una primera fibra optica (360).
  5. 5. Un sistema de acuerdo con la reivindicacion 4, que comprende ademas un enrutador (38), en el que:
    - el al menos un puerto optico del primer aparato tiene un primer y segundo puerto optico (320, 322);
    - el al menos un puerto optico del segundo aparato tiene un primer y segundo puerto optico (320, 322);
    - el primer puerto optico (320) del primer aparato (260) esta conectado al primer puerto optico (320) del segundo aparato (262) a traves de dicha primera fibra optica (360);
    - el segundo puerto optico (322) del primer aparato (260) esta conectado al enrutador (38) a traves de una segunda fibra optica (362); y
    - el segundo puerto optico (322) del segundo aparato (262) esta conectado al enrutador (38) a traves de una tercera fibra optica (364).
  6. 6. Un sistema que comprende tres aparatos de conmutacion (26a, 26b, 26c), siendo cada aparato como se reivindica en la reivindicacion 1, siendo los tres aparatos de conmutacion para la variacion de la impedancia del segmento (20) de dicha primera linea de energfa electrica que tiene tres lfneas de fase (A, B, C), estando los tres aparatos de conmutacion asociados respectivamente con dichas tres lfneas de fase, en el que, para cada uno de los tres aparatos de conmutacion:
    - el al menos un puerto optico comprende un primer y segundo puerto optico (324, 326);
    - dicho primer puerto optico (324) esta conectado a uno de los puertos opticos de uno (26b) de los otros dos aparatos de conmutacion mediante una fibra optica (370);
    - dicho segundo puerto optico (326) esta conectado a uno de los puertos opticos del otro (26c) de los dos aparatos de conmutacion mediante otra fibra optica (370);
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    con lo cual los controladores de los tres aparatos de conmutacion son capaces de comunicarse entre si a traves de las fibras opticas (370).
  7. 7. Un sistema que comprende tres sistemas de espalda con espalda, cada uno de acuerdo con la reivindicacion 4, teniendo dicha primera lfnea de energfa electrica (22) tres lfneas de fase (A, B, C), estando los tres sistemas de espalda con espalda asociados respectivamente con dichas tres lfneas de fase, comprendiendo ademas dicho sistema un enrutador (38), y en el que, para cada sistema de espalda con espalda:
    - el al menos un puerto optico del primer aparato (260a, 260b, 260c) tiene un primer y segundo puerto optico (320, 322);
    - el al menos un puerto optico del segundo aparato (262a, 262b, 262c) tiene un primer y segundo puerto optico;
    - el primer puerto optico (320) del primer aparato (260a) esta conectado al primer puerto optico del segundo aparato (262a) a traves de dicha primera fibra optica (360); y
    - los segundos puertos opticos (322) del primer y segundo aparato (260a, 262a) estan conectados al enrutador (38) a traves de una segunda y tercera fibra optica (362, 364),
    con lo cual los controladores de dichos aparatos de conmutacion son capaces de enviar y recibir dicha primera y segunda senale optica a traves del enrutador.
  8. 8. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 7, que comprende ademas al menos una fibra optica para la conexion de dicho enrutador (38) a una fibra optica principal (72) que se extiende a lo largo de dicho primer y segundo segmento (200, 202).
  9. 9. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 8, en combinacion con dicha fibra optica principal (72) que esta conectada a un sistema de control remoto.
  10. 10. Un sistema distribuido para variar una impedancia de diferentes segmentos de dicha primera lfnea de energfa electrica (21), comprendiendo el sistema distribuido varios sistemas (44), cada uno como se reivindica en la reivindicacion 7 u 8, donde dicho primer y segundo segmento (200, 202) asociados con dichos de varios sistemas forman dichos diferentes segmentos, en el que:
    - los enrutadores (38) estan conectados en serie con las fibras opticas de enrutador a enrutador (76).
  11. 11. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que al menos uno de los enrutadores (38) esta conectado ademas a los segundos enrutadores adyacentes a traves de otras dos fibras opticas de enrutador a enrutador (76), respectivamente.
  12. 12. Un sistema de puente que comprende un primer y segundo aparato de conmutacion (2600, 2602), siendo cada aparato tal como se reivindica en la reivindicacion 1, siendo el primer y segundo aparato de conmutacion para la variacion de la impedancia de los segmentos situados en lfneas de energfa electrica (21, 23) independientes, paralelas y adyacentes, incluyendo cada uno de los segmentos tres lfneas de fase, comprendiendo ademas el sistema:
    - un primer y segundo enrutador (380, 382) conectados respectivamente con el primer y segundo aparato de conmutacion (2600, 2602) a traves de fibras opticas (362, 364); y
    - otra fibra optica (76) para conectar entre sf dicho primer y segundo enrutador (380, 382).
  13. 13. Un sistema de puente que comprende dos sistemas, cada uno como se reivindica en la reivindicacion 7, siendo los dos sistemas para variar la impedancia de dos lfneas de energfa electrica (21, 23) que son independientes, paralelas y adyacentes, comprendiendo ademas el sistema de puente:
    - una fibra optica de enrutador a enrutador (76) para conectar entre sf dos enrutadores adyacentes (38) de dichos dos sistemas;
    - una fibra optica principal (72) proporcionada a lo largo de una longitud de uno de los segmentos; y
    - al menos una fibra optica para la conexion de uno de los enrutadores (38) a la fibra optica principal (72).
  14. 14. El aparato de conmutacion de acuerdo con la reivindicacion 2, en el que el enrutador (38) comprende una fuente de alimentacion (92) para suministrar energfa al enrutador, siendo la fuente de alimentacion una fuente de alimentacion basada en energfa solar o un dispositivo de acoplamiento capacitivo.
  15. 15. El aparato de conmutacion de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que el primer enrutador (38) comprende un multiplexor de longitud de onda por division, para multiplexar dichas segundas senales opticas recibidas desde dichos tres aparatos de conmutacion (260a, 260b, 260C) en dicha otra fibra optica (362).
  16. 16. El aparato de conmutacion de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el dispositivo de conmutacion controlable (28) incluye al menos uno de: un conmutador mecanico, un conmutador electromecanico, un interruptor
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    de vacfo y un conmutador electronico.
  17. 17. El aparato de conmutacion de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas al menos un detector (64) seleccionado en el grupo que comprende un detector de corriente, un detector de tension, un detector de posicion y un indicador de tension, estando dicho al menos un detector conectado al controlador (30).
  18. 18. El aparato de conmutacion de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el controlador (30, 300, 302) comprende tres procesadores (60) que operan en paralelo y estan conectados entre si, incluyendo cada procesador:
    - medios para comparar tres valores de un parametro dado, cada valor calculado mediante uno de los procesadores (60);
    - medios para descartar uno de dichos valores cuando dicho valor es incoherente con los dos valores restantes.
  19. 19. El aparato de conmutacion de acuerdo con la reivindicacion 18, en el que el controlador (30) comprende ademas un procesador de espera (68), estando dicho procesador de espera conectado a cada uno de los tres procesadores (60) y se activa cuando uno de dichos tres valores se descarta, en sustitucion del procesador que ha calculado dicho valor.
  20. 20. El aparato de conmutacion de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 18 o 19, en el que el controlador (30) comprende ademas un procesador adicional (70), para la realizacion de calculos especfficos de parametros de la lfnea de alimentacion electrica.
  21. 21. El sistema de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que dicho primer y segundo aparato de conmutacion (26a, 26b; 260, 262) comprenden un modulo de alimentacion (66), estando dichos modulos de alimentacion conectados entre si con un cable electrico.
  22. 22. Un sistema para variar una impedancia de una lfnea de energfa electrica, teniendo la lfnea de energfa electrica varios segmentos conectados en serie, teniendo cada segmento al menos una lfnea de fase, incluyendo cada lfnea de fase n conductores aislados electricamente entre sf y cortocircuitados juntos en dos extremos del segmento, comprendiendo el sistema varios aparatos de conmutacion, estando cada aparato asociado con uno de los segmentos y siendo como se reivindica en la reivindicacion 1,
    o las primeras senales opticas se reciben desde aparatos de conmutacion adyacentes conectados a dichos segmentos que son adyacentes a dicho un segmento; y
    o siendo dicho controlador para el calculo de valores basados en dichas primeras senales opticas recibidas, incluyendo dichas segundas senales opticas dichos valores, sobre los cuales se basa un control de los dispositivos de conmutacion controlables de aparatos de conmutacion adyacentes.
  23. 23. Un metodo para variar una impedancia de una lfnea de fase de un segmento (20) de una primera lfnea de energfa electrica (21), incluyendo la lfnea de fase n conductores (24) aislados electricamente entre sf y cortocircuitados juntos en dos extremos del segmento (20), estando el metodo caracterizado por que comprende las etapas de:
    a) recibir unas primeras senales opticas (5) en un aparato de conmutacion (26; 26a; 260) asociado con el segmento (20), incluyendo el aparato de conmutacion un dispositivo de conmutacion controlable (28) conectado con al menos uno de los conductores (24);
    b) realizar un control (7) del dispositivo de conmutacion (28) basado en dichas primeras senales opticas; y
    c) enviar unas segundas senales opticas (6) desde el aparato de conmutacion (26; 26a; 260) a aparatos de conmutacion adyacentes (26b; 262), incluyendo dichas segundas senales opticas informacion de estado de dicho un aparato de conmutacion (26; 26a; 260), en las que se basa un control de los aparatos de conmutacion adyacentes.
  24. 24. Un metodo de acuerdo con la reivindicacion 23, para la variacion de impedancia de una lfnea de energfa electrica, teniendo la lfnea de energfa electrica varios segmentos (200, 202) conectados en serie, teniendo cada segmento al menos una lfnea de fase (22), incluyendo cada lfnea de fase n conductores (24) aislados electricamente entre sf y cortocircuitados juntos en dos extremos del segmento, comprendiendo el metodo las etapas de:
    a) recibir unas primeras senales opticas (11) en los aparatos de conmutacion (260; 262) asociados con los segmentos (200, 202), incluyendo cada aparato de conmutacion un dispositivo de conmutacion controlable conectado con al menos uno de los conductores;
    b) calcular los valores (13) basandose en dicha primeras senales opticas en uno de dichos aparatos de conmutacion; y
    c) enviar unas segundas senales opticas (15) desde dicho un aparato de conmutacion a aparatos de conmutacion adyacentes, incluyendo dichas segundas senales opticas dichos valores, en los que se basa un control de los aparatos de conmutacion adyacentes.
  25. 25. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 23 o 24, en el que:
    en la etapa a), dichas primeras senales opticas incluyen informacion de estado de dichos aparatos de conmutacion adyacentes;
    5 la etapa b) incluye, ademas, una subetapa i) de calculo de valores basados en la informacion de estado recibida
    en la etapa a); y
    en la etapa c), dichas segundas senales opticas incluyen ademas los valores calculados en la subetapa i), permitiendo asf el metodo distribuir el calculo entre los aparatos de conmutacion de los segmentos.
    10
  26. 26. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 25, en el que:
    en la etapa a), dichas primeras senales opticas incluyen ademas informacion de estado de otros aparatos de conmutacion de dicha lfnea de fase, e informacion de un sistema de control remoto.
    15
  27. 27. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 26, en el que:
    en la etapa a), dichas primeras senales opticas incluyen ademas informacion de estado de al menos otra lfnea de energfa electrica.
    20
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