ES2633743T3

ES2633743T3 - Circuito y procedimiento de detección de fallos en una turbina eólica

Info

Publication number: ES2633743T3
Application number: ES12704663.9T
Authority: ES
Inventors: Xue Wen Luo; Michael Casem Tumabcao; Masoud Parkhou
Original assignee: Vestas Wind Systems AS
Current assignee: Vestas Wind Systems AS
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2017-09-25
Anticipated expiration: 2032-01-20

Abstract

Una turbina eólica, que comprende un convertidor de potencia (108) dispuesto para recibir la potencia eléctrica de un generador eléctrico (102) y para proporcionar potencia eléctrica acondicionada, que comprende una pluralidad de conmutadores eléctricos que funcionan a alta frecuencia, el convertidor de potencia alojado en un armario de convertidor de potencia (107), un circuito de detección de fallos(200) que comprende un magnetómetro configurado para medir una corriente a tierra que fluye desde el armario de convertidor de potencia a un elemento de tierra (204), para obtener una corriente a tierra real; y un comparador configurado para determinar la presencia de un fallo en función de la corriente a tierra real, donde el magnetómetro está configurado para medir una componente de corriente alterna, CA, así como una componente de corriente continua, CC, de la corriente a tierra.

Description

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superficie (por ejemplo, provocada por un fallo de aislamiento en un conductor); descarga por efecto corona o árboles eléctricos.

En el escenario (iii), en el que Ig > Ir e (la+lb+lc) < Ir, esto puede indicar un error de medición, y el procesador 250 puede enviar esta información o bien al sistema de diagnóstico 258 o al disparador en derivación de disyuntor 256.

En el escenario (iv), en el que Ig > Ir e (la+lb+lc) > Ir, esto puede indicar que hay un fallo a tierra, y el procesador 250 controla entonces el disparador en derivación de disyuntor 256 para abrir e interrumpir el CB 120 (véase la Figura 1).

Usando la corriente a tierra real Ig y las corrientes de línea la, lb, lc, puede apreciarse que el circuito de detección de fallos 200 puede identificar situaciones de fallo de una manera más precisa y fiable.

El modo de realización descrito no debe considerarse limitativo. Por ejemplo, el sensor de efecto Hall 202 se describe para detectar la corriente a tierra real, pero se concibe que puedan usarse otros magnetómetros adecuados, tales como una bobina de Rogowski, siempre que la bobina de Rogowski esté adaptada para detectar o medir la corriente a tierra real desde tierra. Las Figuras 4 y 5 proporcionan dos ejemplos de cómo llevar a cabo un procesamiento para determinar situaciones de fallo, y debe apreciarse que pueden usarse otros procedimientos.

En el caso de la Figura 4, la referencia de tensión de 2,5 V es solamente un ejemplo y pueden usarse otras referencias de tensión dependiendo de la configuración eléctrica del convertidor de potencia 108 y/o del sistema eléctrico 100. Haciendo referencia a la Figura 7, aunque es preferible convertir las corrientes detectadas Ig, la, lb, Ic a valores digitales, es posible analizar las corrientes detectadas de manera analógica.

Asimismo, el filtrado paso bajo en 262 de la Figura 7 puede no ser necesario si las señales están relativamente libres de ruido.

Se concibe que el CB 120 pueda comprender los sensores de corriente para medir las corrientes de línea de salida de convertidor de potencia la, lb e Ic.

También se concibe que el disyuntor 120 pueda estar configurado para llevar a cabo una medición real de fallos a tierra. Esto debe describirse como un modo de realización que tiene tanto los sensores de corriente como un circuito de detección de fallos a tierra, y quizá una barra colectora que se extiende dentro y fuera del CB a tierra.

Como se ha explicado en el modo de realización descrito, la configuración de la Figura 3 es adecuada para medir corrientes bajas inferiores a 200A. Para altas corrientes superiores a 200A, puede ser preferible usar la configuración de la Figura 8, en la que una barra colectora 300 acopla eléctricamente el convertidor de potencia 108 (o través del armario de convertidor 107) a tierra 204. En lugar de que el sensor de efecto Hall 202 se acople directamente a la barra colectora 201 a través de la ranura 201a, un sensor de efecto Hall 302 está dispuesto para detectar un campo magnético generado por un núcleo magnético 301 dispuesto alrededor de la barra colectora 300. El núcleo magnético 301 está dispuesto para medir cualquier corriente a tierra itierra que fluya a través de la barra colectora 300 desde el convertidor de potencia 108 a tierra 204, y esta medición pasa a ser un campo magnético que es captado por el sensor de efecto Hall 302. De esta manera, el sensor de efecto Hall 302 está dispuesto para medir toda la corriente a tierra itierra como la corriente a tierra real Ig que fluye desde el convertidor de potencia 108 a tierra 204 (en lugar de parcialmente, como en la Figura 3). Asimismo, la Vsalida del sensor de efecto Hall 302 se usa después para determinar la presencia de un fallo a tierra, y si se usa el circuito de la Figura 4, entonces la Vsalida del sensor de efecto Hall 302 de la Figura 8 se conecta asimismo al terminal positivo 206a del amplificador operacional 206 de la Figura 4.

Después de haber descrito la invención, a los expertos en la técnica les resultará evidente que pueden realizarse muchas modificaciones en la misma sin apartarse del alcance reivindicado.

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Claims

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