ES2875518T3

ES2875518T3 - Dispositivo de fuente de alimentación y un procedimiento asociado al mismo

Info

Publication number: ES2875518T3
Application number: ES19164069T
Authority: ES
Inventors: mohan S
Original assignee: General Electric Technology GmbH
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2018-03-23
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2021-11-10
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: EP3543714A1; EP3543714B1; US20190296558A1; CA3036680A1; HRP20210860T1; US10916949B2

Abstract

Sistema (102) de fuente de alimentación configurado para derivar una señal de alta tensión desde al menos una línea (104) de alimentación de alta tensión y convertir la señal de alta tensión en una señal de baja tensión adecuada para alimentar una carga (106), comprendiendo el sistema (102) de fuente de alimentación un dispositivo (108) de fuente de alimentación que comprende: una unidad (124) de conversión de tensión que comprende: un circuito (126) divisor con condensadores que comprende múltiples condensadores acoplados entre sí en serie y un transformador (128) reductor acoplado a al menos uno de los múltiples condensadores y configurado para acoplarse a la carga; y un filtro (122) paso bajo configurado para acoplarse a la al menos una línea (104) de alimentación de alta tensión y el circuito (126) divisor con condensadores de la unidad (124) de conversión de tensión, en el que el filtro (122) paso bajo está configurado para proporcionar alimentación filtrada al circuito (126) divisor con condensadores.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de fuente de alimentación y un procedimiento asociado al mismo

Las realizaciones de la presente memoria descriptiva se refieren, en general, a sistemas de fuente de alimentación y, más particularmente, a un dispositivo de fuente de alimentación y a un procedimiento asociado para hacer funcionar un sistema de fuente de alimentación que tiene el dispositivo de fuente de alimentación, por ejemplo, para cargas tales como equipos de telecomunicaciones.

En general, los proveedores de servicios de telecomunicaciones usan la infraestructura existente para instalar equipos de telecomunicaciones, tales como antenas y similares. En un escenario, cuando la infraestructura no está fácilmente disponible, debe adquirirse/arrendarse suelo para establecer una torre de telecomunicaciones dedicada para instalar los equipos de telecomunicaciones, tales como antenas. Por lo tanto, la instalación de una torre de telecomunicaciones dedicada es cara y engorrosa.

Puede observarse que se requiere un suministro continuo de energía eléctrica para hacer funcionar los equipos de telecomunicaciones. Típicamente, la técnica de alimentación para los equipos de telecomunicaciones instalados en una torre de telecomunicaciones implica el uso de generadores diésel o fuentes de energía renovables, tales como paneles solares. El coste operativo de los generadores diésel es elevado y, además, los generadores diésel contribuyen a la emisión de gases de efecto invernadero. Además, la instalación de paneles solares es engorrosa. Además, el uso de generadores diésel y paneles solares aumenta la huella. Además, el uso de paneles solares o generadores diésel requiere el uso de bancos de baterías para almacenar la energía adicional generada o para proporcionar energía de reserva. Pueden encontrarse ejemplos de soluciones de derivación ("tapping'') de líneas eléctricas en publicaciones científicas tales como "Tapping power from high voltage transmission lines for the remote areas: a review of the state of the art" (IEEE, ISBN: 978-0-7803-9326-4) o en la literatura de patentes, tal como en el documento EP2853903.

Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema de fuente de alimentación mejorado para proporcionar energía ininterrumpida de alta calidad a los equipos de telecomunicaciones.

Descripción breve

Según aspectos de la presente memoria descriptiva, se presenta un dispositivo de fuente de alimentación. El dispositivo de fuente de alimentación incluye una unidad de conversión de tensión. La unidad de conversión de tensión incluye un circuito divisor con condensadores que comprende múltiples condensadores conectados entre sí en serie. Además, la unidad (124) de conversión de tensión incluye un transformador reductor acoplado a al menos uno de entre los múltiples condensadores. El dispositivo de fuente de alimentación incluye también un filtro paso bajo configurado para acoplarse a al menos una línea de alimentación de alta tensión y la unidad de conversión de tensión, donde el filtro paso bajo está configurado para proporcionar alimentación filtrada a la unidad de conversión de tensión.

Según otro aspecto de la presente memoria descriptiva, se presenta un sistema de fuente de alimentación. El sistema de fuente de alimentación incluye un dispositivo de fuente de alimentación. El dispositivo de fuente de alimentación incluye una unidad de conversión de tensión. La unidad de conversión de tensión incluye un circuito divisor con condensadores. El circuito divisor con condensadores incluye múltiples condensadores acoplados entre sí en serie. La unidad de conversión de tensión incluye un transformador reductor acoplado a al menos uno de entre los múltiples condensadores. El dispositivo de fuente de alimentación incluye también un filtro paso bajo configurado para acoplarse a al menos una línea de alimentación de alta tensión y la unidad de conversión de tensión, donde el filtro paso bajo está configurado para proporcionar alimentación filtrada a la unidad de conversión de tensión. El sistema de fuente de alimentación incluye un interruptor seccionador dispuesto entre el dispositivo de fuente de alimentación y la al menos una línea de alimentación de alta tensión. Además, el sistema de fuente de alimentación incluye un medidor inteligente acoplado a la unidad de conversión de tensión.

Según todavía otro aspecto de la presente memoria descriptiva, se presenta un procedimiento para hacer funcionar un sistema de fuente de alimentación. El procedimiento incluye la filtración, usando un dispositivo de fuente de alimentación, de una señal de alta tensión en al menos una línea de alimentación de alta tensión. Además, el procedimiento incluye la generación, usando el dispositivo de fuente de alimentación, de una señal de baja tensión basada en la señal de alta tensión. Además, el procedimiento incluye proporcionar la señal de baja tensión a una carga.

Dibujos

Estas y otras características, aspectos, y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor cuando la siguiente descripción detallada se lea con referencia a los dibujos adjuntos, en los que los caracteres similares representan partes similares a lo largo de los dibujos, en los que:

La Fig. 1 es un diagrama de bloques de un sistema de fuente de alimentación según aspectos de la presente memoria descriptiva;

La Fig. 2 es un diagrama de circuito de una realización del sistema de fuente de alimentación según aspectos de la presente memoria descriptiva;

La Fig. 3 es una representación esquemática de una realización del sistema de fuente de alimentación dispuesta en una torre de transmisión y de distribución eléctrica según aspectos de la presente memoria descriptiva; y

La Fig. 4 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento para hacer funcionar el sistema de fuente de alimentación según aspectos de la presente memoria descriptiva.

Descripción detallada

A menos que se defina lo contrario, los términos técnicos y científicos usados en la presente memoria tienen el mismo significado que normalmente entendería una persona con conocimientos ordinarios en la materia a la que pertenece la presente descripción. Los términos "primero", "segundo" y similares, tal como se usan en la presente memoria no indican ningún orden, cantidad o importancia, sino que se usan más bien para distinguir un elemento de otro. Además, los términos "un" y "una" no indican una limitación de cantidad, sino que indican más bien la presencia de al menos uno de los elementos a los que se hace referencia. El uso de "que incluye", "que comprende" o "que tiene" y variantes de los mismos en la presente memoria abarca los elementos enumerados posteriormente y sus equivalentes, así como elementos adicionales. Los términos "conectado" y "acoplado" no están restringidos a conexiones o acoplamientos físicos o mecánicos, y pueden incluir conexiones o acoplamientos eléctricos, directos o indirectos. El término "acoplado de manera operativa", tal como se usa en la presente memoria, se refiere a un acoplamiento directo e indirecto. Además, los términos "circuito" y "circuitería" y "controlador" pueden incluir un único componente o múltiples componentes, que son activos y/o pasivos y pueden estar conectados o si no acoplados entre sí para proporcionar la función descrita.

Tal como se describirá detalladamente más adelante, se describen diversas realizaciones de un sistema de fuente de alimentación y un procedimiento para hacer funcionar el sistema de fuente de alimentación. El sistema de fuente de alimentación ejemplar puede emplearse para alimentar las cargas, tales como, pero sin limitarse a, antenas de telecomunicaciones, otros aparatos electrónicos de telecomunicaciones, cargas de iluminación, y similares. El sistema de fuente de alimentación ejemplar está configurado para derivar una señal de alta tensión desde las líneas de transmisión y de distribución de alta tensión y convertir la señal de alta tensión a una señal de baja tensión adecuada para alimentar las cargas.

La Fig. 1 es un diagrama 100 de bloques de un sistema 102 de fuente de alimentación según aspectos de la presente memoria descriptiva. En particular, el sistema 102 de fuente de alimentación incluye un sistema 102 de fuente de alimentación acoplado a una línea 104 de alta tensión (AT) y una carga 106. La línea 104 de alimentación de AT está configurada para proporcionar una señal de alta tensión. La señal de alta tensión puede ser del orden de kilo voltios o del orden de mega voltios. Un valor de la señal de alta tensión puede variar de aproximadamente 33 kilovoltios (kV) a aproximadamente 1.200 kV. En una realización particular, la línea 104 de alimentación de AT es una de las tres fases de una línea de distribución de alimentación de CA. La carga 106 puede incluir, pero no está limitada a, una antena de telecomunicaciones, una carga de iluminación u otros aparatos electrónicos de telecomunicaciones.

El sistema 102 de fuente de alimentación incluye un dispositivo 108 de fuente de alimentación, un interruptor 110 seccionador, un medidor 112 inteligente, un controlador 114, una unidad 116 de medición de calidad de alimentación, una unidad 118 de protección, y un pararrayos 120. Tal como se usa en la presente memoria, el término "controlador" puede hacer referencia a circuitos integrados (Integrated Circuits, ICs), un ordenador, un microcontrolador, un microordenador, un controlador lógico programable (Programmable Logic Controller, PLC), un circuito integrado de aplicación específica (Application Specific Integrated circuit, ASIC), procesadores específicos de aplicación, procesadores de señal digital (Digital Signal Processors, DSPs), matrices de puertas programables por campo (Field Programmable Gate Arrays, FPGA), y/o cualquier otro circuito programable.

En la realización ilustrada, el dispositivo 108 de fuente de alimentación está acoplado a un terminal 130 de tierra. El dispositivo 108 de fuente de alimentación incluye un filtro 122 y una unidad 124 de conversión de tensión. La unidad 124 de conversión de tensión incluye un circuito 126 divisor con condensadores y un transformador 128. El circuito 126 divisor con condensadores está acoplado al transformador 128. Además, el filtro 122 está acoplado a la unidad 124 de conversión de tensión. Específicamente, el filtro 122 está acoplado al circuito 126 divisor con condensadores de la unidad 124 de conversión de tensión. El filtro 122 es un filtro paso bajo. El circuito 126 divisor con condensadores incluye múltiples condensadores (no mostrados en la Fig. 1) acoplados entre sí en serie. El transformador 128 incluye un devanado primario y un devanado secundario. En una realización, el transformador 128 es un transformador reductor.

Según aspectos de la presente memoria descriptiva, la línea 104 de alimentación de AT está acoplada al dispositivo 108 de fuente de alimentación a través del interruptor 110 seccionador. En particular, la línea 104 de alimentación de AT está acoplada al filtro 122 a través del interruptor 110 seccionador. El interruptor 110 seccionador incluye al menos uno de entre un interruptor operado de manera remota, un interruptor operado manualmente y un disyuntor.

En una realización, el interruptor 110 seccionador está configurado para desacoplar la línea 104 de alimentación de AT desde el dispositivo 108 de fuente de alimentación. En particular, el interruptor 110 seccionador está configurado para desacoplar el dispositivo 108 de fuente de alimentación de la línea 104 de alimentación de AT en un caso de mantenimiento del dispositivo 108 de fuente de alimentación o de la línea 104 de alimentación de AT.

Además, un terminal en un extremo del devanado secundario del transformador 128 está acoplado a la carga 106. En una realización específica, el medidor 112 inteligente, el controlador 114, la unidad 116 de medición de calidad de alimentación, y la unidad 118 de protección están acoplados de manera operativa al terminal en el extremo del devanado secundario del transformador 128.

En una realización, una señal de alta tensión se proporciona desde la línea 104 de alimentación de AT al filtro 122 a través del interruptor 110 seccionador en un estado cerrado. El filtro 122 está configurado para bloquear la componente de alta frecuencia de la señal de alta tensión para generar una señal de alta tensión filtrada. En una realización, la componente de alta frecuencia es una señal de alta frecuencia. En una realización, la señal de alta tensión filtrada tiene una frecuencia de 50Hz. Además, la señal de alta tensión filtrada se proporciona al circuito 126 divisor con condensadores. Los múltiples condensadores del circuito 126 divisor con condensadores están configurados para dividir la señal de alta tensión filtrada para generar una señal de alta tensión filtrada dividida. En dicha realización, el circuito 126 divisor con condensadores funciona como un divisor de tensión. Además, la señal de alta tensión filtrada dividida a través de al menos uno de los múltiples condensadores del circuito 126 divisor con condensadores se proporciona al transformador 128. En particular, la señal de alta tensión filtrada dividida a través de al menos uno de los múltiples condensadores del circuito 126 divisor con condensadores se proporciona al devanado primario del transformador 128. El transformador 128 está configurado para reducir la señal de alta tensión filtrada dividida a través de al menos uno de los múltiples condensadores del circuito 126 divisor con condensadores a una señal de baja tensión. La señal de baja tensión se obtiene a través del devanado secundario del transformador 128. En algunas realizaciones, el valor de la señal de baja tensión puede estar comprendido entre aproximadamente 110 voltios y aproximadamente 220 voltios. Además, la señal de baja tensión se proporciona a la carga 106. La carga 106 es alimentada por la señal de baja tensión proporcionada.

Según aspectos de la presente memoria descriptiva, una calidad de la señal de baja tensión proporcionada a la carga 106 se supervisa usando la unidad 116 de medición de calidad de alimentación. En una realización, la unidad 116 de medición de calidad de alimentación es un procesador acoplado a sensores de tensión/corriente/potencia. En particular, la unidad 116 de medición de calidad de alimentación está configurada para medir la componente de alta frecuencia de la señal de baja tensión suministrada a la carga 106. En una realización, si la componente de alta frecuencia de la señal de baja tensión es alta en comparación con un límite de referencia, se modifican la inductancia de los múltiples inductores y la capacitancia de los múltiples condensadores del filtro 122. En una realización, la inductancia de múltiples inductores o la capacitancia de múltiples condensadores del filtro 122 se modifican mediante la adición/eliminación de un condensador o un inductor al/del filtro 122, respectivamente. La modificación de la inductancia de los múltiples inductores o de la capacitancia de los múltiples condensadores del filtro 122 mejora el filtrado de la componente de alta frecuencia de la señal de tensión de alta tensión. A su vez, esto ayuda a mejorar la calidad de señal de alta tensión proporcionada a la unidad 124 de conversión de tensión. Cabe señalar en la presente memoria que, si se mejora la calidad de la señal de alta tensión proporcionada a la unidad 124 de conversión de tensión, se mejora también la calidad de la señal de baja tensión proporcionada a la carga 106. Específicamente, cabe señalar en la presente memoria que la mejora de la calidad de señal de baja tensión se refiere a la reducción de la componente de alta frecuencia de la señal de baja tensión.

Además, el medidor 112 inteligente se usa para medir una cantidad de unidades de energía eléctrica consumida por la carga 106. En una realización, el medidor 112 inteligente es un dispositivo electrónico que registra el consumo de la cantidad de unidades de energía eléctrica a intervalos regulares, por ejemplo, cada hora. Los intervalos para el registro de los consumos de la cantidad de energía eléctrica pueden variar dependiendo de la aplicación. El medidor 112 inteligente está configurado para permitir una comunicación bidireccional con el controlador 114. Las comunicaciones entre el medidor 112 inteligente y el controlador 114 pueden realizarse a través de conexiones cableadas fijas o mediante una técnica inalámbrica. El controlador 114 está configurado para procesar los datos emitidos por el medidor 112 inteligente. En una realización, el controlador 114 está configurado para transmitir la información de facturación a un cliente en base a la salida desde el medidor 112 inteligente. En un ejemplo, el cliente puede ser un proveedor de servicios móviles.

Además, el pararrayos 120 está acoplado a la línea 104 de alimentación de AT y al terminal 130 de tierra. En una realización, el pararrayos es una distancia disruptiva, un bloque de un material semiconductor, tal como carburo de silicio u óxido de zinc. En una realización, el pararrayos es un bloque de óxido de zinc con distancia o sin distancia. En otra realización, el pararrayos puede ser un tubo de descarga luminiscente, conmutadores de estado sólido activados por tensión, tales como varistores, y similares. En todavía otra realización, el pararrayos incluye un tubo de porcelana de varias decenas de centímetros (pies) de largo y varios centímetros (pulgadas) de diámetro, lleno de discos de óxido de zinc.

Según aspectos de la presente memoria descriptiva, el pararrayos 120 está configurado para proteger el dispositivo 108 de fuente de alimentación de los rayos y las sobretensiones debidas a la conmutación. Específicamente, cuando un rayo y una sobretensión de conmutación se desplazan a lo largo de la línea 104 de alimentación de AT al dispositivo 108 de fuente de alimentación, una corriente debida al rayo y a la sobretensión de conmutación es desviada a través del pararrayos 120 al terminal 130 de tierra, evitando de esta manera cualquier daño al dispositivo 108 de fuente de alimentación.

La unidad 118 de protección está acoplada a un terminal del devanado secundario del transformador 128 y al terminal 130 de tierra. En una realización, la unidad 118 de protección es un disyuntor. En dicha realización, la unidad 118 de protección está configurada para dispararse durante una condición de sobretensión del dispositivo 108 de fuente de alimentación. En otra realización de este tipo, la unidad 118 de protección está configurada para dispararse durante una condición de cortocircuito del dispositivo 108 de fuente de alimentación. La unidad 118 de protección está configurada para proporcionar protección adicional al dispositivo 108 de fuente de alimentación. Aunque en la realización ilustrada, el controlador 114 se representa como parte del sistema 102 de fuente de alimentación, en otra realización, el controlador 114 puede ser una unidad separada dispuesta en el exterior del sistema 102 de fuente de alimentación. Además, aunque la realización ilustrada muestra la unidad 116 de medición de calidad de alimentación como una unidad separada, en otra realización, la unidad 116 de medición de calidad de alimentación puede ser integral con el controlador 114.

Con referencia ahora a la Fig. 2, se muestra un diagrama 200 de circuito del sistema 102 de fuente de alimentación según aspectos de la presente memoria descriptiva. En particular, la Fig. 2 representa una parte del sistema 102 de fuente de alimentación acoplada a la línea 104 de alimentación de alta tensión (AT) y la carga 106.

El sistema 102 de fuente de alimentación incluye el dispositivo 108 de fuente de alimentación, el interruptor 110 seccionador, el medidor 112 inteligente, la unidad 116 de medición de calidad de alimentación y el pararrayos 120. El dispositivo 108 de fuente de alimentación está acoplado a la línea 104 de alimentación de AT a través del interruptor 110 seccionador.

El dispositivo 108 de fuente de alimentación incluye el filtro 122 y la unidad 124 de conversión de tensión. El filtro 122 está acoplado a la línea 104 de alimentación de AT a través del interruptor 110 seccionador. En una realización, el filtro 122 es un filtro inductor-capacitor (LC). En otra realización, el filtro 122 es un filtro inductor-capacitor-resistor (LCR). En otra realización, el filtro 122 es un filtro paso bajo.

La unidad 124 de conversión de tensión incluye el circuito 126 divisor con condensadores y el transformador 128. El circuito 126 divisor con condensadores incluye múltiples condensadores C1 y C2. El condensador C1 está acoplado en serie con el condensador C2. Además, el transformador 128 incluye el devanado W1 primario y el devanado W2 secundario. En una realización, el transformador 128 es un transformador reductor.

En la realización ilustrada, la unidad 124 de conversión de tensión está incluida en una carcasa 202. En otra realización, además de la unidad 124 de conversión de tensión, el medidor 112 inteligente, la unidad 116 de medición de calidad de alimentación y el filtro 122 están dispuestos en la carcasa. 202. En todavía otra realización, el medidor 112 inteligente y la unidad 116 de medición de calidad de alimentación pueden estar dispuestos en el interior de carcasas diferentes. La carcasa 202 está realizada en un material ligero, tal como una carcasa aislante de material compuesto, una carcasa aislante de caucho o una carcasa de porcelana. Además, el medidor 112 inteligente está acoplado a un terminal en el devanado W2 secundario del transformador 128. En una realización, pueden emplearse interruptores seccionadores (no mostrados en la Fig. 2) para desconectar el medidor 112 inteligente del devanado W2 secundario del transformador 128 para la puesta en servicio y el mantenimiento. El medidor 112 inteligente está configurado para medir la cantidad de unidades de energía consumidas por la carga 106.

Una señal de alta tensión desde la línea 104 de alimentación de AT se proporciona al filtro 122 a través del interruptor 110 seccionador en un estado cerrado. La señal de alta tensión filtrada desde el filtro 122 se proporciona al circuito 126 divisor con condensadores. El circuito 126 divisor con condensadores está configurado para dividir la señal de alta tensión filtrada para generar una señal de alta tensión filtrada dividida. En una realización, la capacitancia del condensador C1 es menor que la capacitancia del condensador C2. Por lo tanto, la impedancia del condensador C1 es mayor que la impedancia del condensador C2. Por lo tanto, la tensión a través del condensador C1 es más alta que la tensión a través del condensador C2.

En la realización ilustrada, la tensión a través del condensador C2 se proporciona al devanado W1 primario del transformador 128. A continuación, la tensión se reduce y se obtiene una señal de baja tensión a través del devanado W2 secundario del transformador 128. En una realización, el valor de la señal de baja tensión puede estar comprendido en un intervalo de aproximadamente 110 voltios a aproximadamente 220 voltios. La señal de baja tensión a través del devanado W2 secundario se transmite a la carga 106. En una realización, la carga 106 es una antena de telecomunicaciones.

En una realización, la unidad 116 de medición de calidad de alimentación está acoplada a un terminal en el devanado W2 secundario del transformador 128. La calidad de la señal de baja tensión proporcionada a la carga 106 se supervisa usando la unidad 116 de medición de calidad de alimentación. En particular, la unidad 116 de medición de calidad de alimentación está configurada para medir la componente de alta frecuencia de la señal de baja tensión proporcionada a la carga 106. En una realización, si la componente de alta frecuencia de la señal de baja tensión es mayor en comparación con un límite de referencia, la inductancia de los inductores y la capacitancia de los condensadores del filtro 122 se modifican para mejorar la calidad de la señal de alta tensión proporcionada a la unidad 124 de conversión de tensión. En una realización, la inductancia de los múltiples inductores o la capacitancia de los múltiples condensadores del filtro 122 se modifican añadiendo/eliminado un condensador o un inductor al/del filtro 122, respectivamente. La modificación de la inductancia de los múltiples inductores o la capacitancia de los múltiples condensadores del filtro 122 mejora el filtrado de la componente de alta frecuencia de la señal de alta tensión. Esto ayuda a reducir la componente de alta frecuencia en la señal de alta tensión y, por consiguiente, se reduce la componente de alta frecuencia en la señal de baja tensión proporcionada a la carga 106. De esta manera, se mejora la calidad de la señal de baja tensión proporcionada a la carga 106.

Además, el pararrayos 120 está acoplado a la línea 104 de alimentación de AT y al terminal 130 de tierra. El pararrayos 120 está configurado para proteger el dispositivo 108 de fuente de alimentación de los rayos y de las sobretensiones debidas a la conmutación.

Aunque el ejemplo de la Fig. 2 representa un transformador monofásico, se prevé el uso de un transformador multifásico. Además, aunque el ejemplo de la Fig. 2 representa un único medidor inteligente, se prevé el uso de múltiples medidores inteligentes.

La Fig. 3 es una representación 300 esquemática del sistema 102 de fuente de alimentación dispuesto en una torre 302 de transmisión y de distribución eléctrica (T&D). En una realización, la torre 302 de T&D eléctrica es una torre de celosía de acero. En otra realización, la torre 302 de T&D eléctrica es una torre de madera, una torre de hormigón o similar. La torre 302 de T&D eléctrica incluye múltiples barras de conexión, soportes y múltiples estructuras de soporte.

La torre 302 de T&D eléctrica está configurada para soportar líneas eléctricas aéreas, tales como la línea 104 de alimentación de AT. En una realización, la línea 104 de alimentación de AT es al menos una de entre una línea de alta tensión de corriente alterna (CA) y una línea de alta tensión de corriente continua (CC). El sistema 102 de fuente de alimentación incluye el dispositivo 108 de fuente de alimentación, el interruptor 110 seccionador y el pararrayos 120. El dispositivo 108 de fuente de alimentación, el interruptor 110 seccionador y el pararrayos 120 están dispuestos en la torre 302 de T&D eléctrica, usando soportes y otras estructuras de soporte. En una realización, el dispositivo 108 de fuente de alimentación puede estar dispuesto en el interior de una carcasa ligera.

El dispositivo 108 de fuente de alimentación está acoplado a la línea 104 de alimentación de AT a través del interruptor 110 seccionador. El interruptor 110 seccionador está configurado para desacoplar el dispositivo 108 de fuente de alimentación de la línea 104 de alimentación de AT en el caso de un mantenimiento del dispositivo 108 de fuente de alimentación.

Según aspectos de la presente memoria descriptiva, una señal de alta tensión se proporciona desde la línea 104 de alimentación de AT al dispositivo 108 de fuente de alimentación. En particular, la señal de alta tensión se deriva desde la línea 104 de alimentación de AT y se proporciona al dispositivo 108 de fuente de alimentación a través del interruptor 110 seccionador en estado cerrado. El dispositivo 108 de fuente de alimentación genera una señal de baja tensión basada en la señal de alta tensión derivada desde la línea 104 de alimentación de AT. En particular, el filtro del dispositivo 108 de fuente de alimentación bloquea la componente de alta frecuencia en la señal de alta tensión y proporciona la señal de alta tensión filtrada a la unidad de conversión de tensión del dispositivo 108 de fuente de alimentación. Además, la unidad de conversión de tensión convierte la señal de alta tensión filtrada en una señal de baja tensión.

En la realización ilustrada, la señal de baja tensión se proporciona a una carga, tal como una antena 304 de telecomunicaciones, una estación 306 de transmisión base, una antena 308 parabólica y otra electrónica de telecomunicaciones (no mostrada en la Fig. 3), usando cables 312. Los cables 312 están dispuestos a lo largo de las barras de conexión de la torre 302 de T&D eléctrica. En una realización, los cables 312 están acoplados a las barras de conexión de la torre 302 de T&D eléctrica.

En una realización, la antena 304 de telecomunicaciones es una antena de sistema global para comunicaciones móviles (Global System for Mobile, GSM). La antena 304 de telecomunicaciones y la antena 308 parabólica están dispuestas en la torre 302 de T&D eléctrica, usando soportes correspondientes. Además, la estación 306 de transmisión base está dispuesta sobre una superficie 310 del suelo cercana a la torre 302 de T&D eléctrica.

Según aspectos de la presente memoria descriptiva, la antena 304 de telecomunicaciones es alimentada usando la señal de alta tensión derivada desde la línea 104 de alimentación de AT a través del sistema 102 de fuente de alimentación. Por lo tanto, se evita el uso de fuentes de alimentación externas. Tal como se apreciará, el uso de fuentes de alimentación externas aumenta la huella de un sistema de fuente de alimentación. Además, la instalación y el mantenimiento de las fuentes de alimentación externas son engorrosos.

Además, según aspectos de la presente memoria descriptiva, debido a que la alimentación se deriva desde la línea 104 de alimentación de AT a la alimentación de la antena 304 de telecomunicaciones, por ejemplo, una energía ininterrumpida se proporciona a la antena 304 de telecomunicaciones. Puede observarse que, cuando las fuentes de alimentación externas se emplean para alimentar una antena de telecomunicaciones, en ciertos escenarios, es posible que las fuentes de alimentación externas tengan que apagarse o pueden estar sujetas a fallos. Sin embargo, las líneas de alimentación de AT prácticamente no fallan y solo se lo hacen ocasionalmente. Según los aspectos de la presente memoria descriptiva, la línea 104 de alimentación de AT garantiza un suministro de energía continuo. Además, en ubicaciones remotas, en las que el mantenimiento es difícil, el uso del sistema 102 de fuente de alimentación ejemplar permite proporcionar una alimentación ininterrumpida a la antena 304 de telecomunicaciones, por ejemplo.

Aunque el ejemplo de la Fig. 3 describe un sistema de fuente de alimentación usado para alimentar equipos de telecomunicaciones, en otra realización, el sistema de fuente de alimentación puede emplearse también para alimentar una carga de iluminación.

La Fig. 4 es un diagrama de flujo que representa un procedimiento 400 para hacer funcionar el sistema de fuente de alimentación de la Fig. 1 según aspectos de la presente memoria descriptiva. En la etapa 402, una señal de alta tensión desde la línea 104 de alimentación de AT se filtra usando el dispositivo 108 de fuente de alimentación. En particular, el filtro 122 del dispositivo 108 de fuente de alimentación se usa para filtrar la señal de alta tensión de la línea 104 de alimentación de AT. El filtro 122 se usa para bloquear la componente de alta frecuencia de la señal de alta tensión. Por consiguiente, la señal de alta tensión filtrada se proporciona a la unidad 124 de conversión de tensión.

En la etapa 404, una señal de baja tensión se genera en base a la señal de alta tensión, usando el dispositivo 108 de fuente de alimentación. En particular, la señal de alta tensión filtrada se convierte a la señal de baja tensión usando la unidad 124 de conversión de tensión del dispositivo 108 de fuente de alimentación.

Según aspectos de la presente memoria descriptiva, la señal de alta tensión filtrada se proporciona al circuito 126 divisor con condensadores. Múltiples condensadores del circuito 126 divisor con condensadores dividen la señal de alta tensión filtrada para generar una señal de alta tensión filtrada dividida. Además, la señal de alta tensión filtrada dividida a través de al menos uno de los múltiples condensadores del circuito 126 divisor con condensadores se proporciona al transformador 128. En particular, la señal de alta tensión filtrada dividida a través de al menos uno de los múltiples condensadores del circuito 126 divisor con condensadores se proporciona al devanado primario del transformador 128. El transformador 128 reduce la señal de alta tensión filtrada dividida a través de al menos uno de los múltiples condensadores del circuito 126 divisor con condensadores para generar la señal de baja tensión. Además, en la etapa 406, la señal de baja tensión se proporciona a la carga 106. En una realización, la carga 106 incluye al menos una de entre una antena de telecomunicaciones, una electrónica de telecomunicaciones y una carga de iluminación. La carga 106 se energiza en base a la señal de baja tensión proporcionada a la carga 106. Además, los ejemplos, las demostraciones y las etapas de procedimientos anteriores, tales como las que pueden ser realizada por el sistema, pueden implementarse mediante un código adecuado en un sistema basado en procesador, tal como un ordenador de propósito general o de propósito especial. Cabe señalar también que diferentes implementaciones de la presente técnica pueden realizar algunas o todas las etapas descritas en la presente memoria en diferentes órdenes o de manera sustancialmente concurrente, es decir, en paralelo. Además, las funciones pueden implementarse en una diversidad de lenguajes de programación, incluyendo, entre otros, C++ o Java. Dicho código puede almacenarse o adaptarse para su almacenamiento en uno o más medios tangibles, legibles por máquina, tales como chips de almacenamiento de datos, discos duros locales o remotos, discos ópticos (es decir, CDs o DVDs), memoria u otros medios, que pueden ser accedidos por un sistema basado en procesador para ejecutar el código almacenado. Obsérvese que los medios tangibles pueden incluir papel u otro medio adecuado en el que están impresas las instrucciones. Por ejemplo, las instrucciones pueden capturarse electrónicamente mediante escaneo óptico del papel u otro medio, a continuación, pueden compilarse, interpretarse o si no procesarse de una manera adecuada, si es necesario, y, a continuación, pueden almacenarse en el depósito de datos o en la memoria.

El sistema de fuente de alimentación ejemplar puede emplearse para alimentar las cargas, tales como, pero sin limitarse a, antenas de telecomunicaciones, otra electrónica de telecomunicaciones, cargas de iluminación y similares. Por lo tanto, se evita el uso de una fuente de alimentación externa para dichas aplicaciones. Además, el sistema de fuente de alimentación proporciona un suministro ininterrumpido de energía a las cargas, tales como antenas de telecomunicaciones, ayudando de esta manera a mantener una comunicación móvil continua incluso en áreas remotas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema (102) de fuente de alimentación configurado para derivar una señal de alta tensión desde al menos una línea (104) de alimentación de alta tensión y convertir la señal de alta tensión en una señal de baja tensión adecuada para alimentar una carga (106), comprendiendo el sistema (102) de fuente de alimentación un dispositivo (108) de fuente de alimentación que comprende:

una unidad (124) de conversión de tensión que comprende:

un circuito (126) divisor con condensadores que comprende múltiples condensadores acoplados entre sí en serie y

un transformador (128) reductor acoplado a al menos uno de los múltiples condensadores y configurado para acoplarse a la carga; y

un filtro (122) paso bajo configurado para acoplarse a la al menos una línea (104) de alimentación de alta tensión y el circuito (126) divisor con condensadores de la unidad (124) de conversión de tensión, en el que el filtro (122) paso bajo está configurado para proporcionar alimentación filtrada al circuito (126) divisor con condensadores.

2. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 1, que comprende además una carcasa (202) que incluye la unidad (124) de conversión de tensión.

3. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 2, en el que la carcasa (202) es al menos una de entre una carcasa aislante de material compuesto y una carcasa de porcelana.

4. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 1, en el que la unidad (124) de conversión de tensión está configurada para estar dispuesta en una torre (302) de transmisión y de distribución eléctrica.

5. Sistema (102) de fuente de alimentación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende, además:

un interruptor (110) seccionador configurado para estar dispuesto entre el dispositivo (108) de fuente de alimentación y la al menos una línea (104) de alimentación de alta tensión; y

un medidor (112) inteligente acoplado a la unidad (124) de conversión de tensión.

6. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 5, en el que el interruptor (110) seccionador comprende al menos uno de entre un interruptor operado a distancia, un disyuntor y un interruptor operado manualmente.

7. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 5, en el que el medidor (112) inteligente está acoplado a un devanado del transformador reductor.

8. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 5, que comprende además una unidad (116) de medición de calidad de alimentación acoplada a la unidad (124) de conversión de tensión.

9. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 5, en el que el dispositivo (108) de fuente de alimentación está configurado para acoplarse a la carga (106) para proporcionar la señal de baja tensión a la carga (106).

10. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 9, en el que el medidor (112) inteligente está configurado para medir las unidades de energía eléctrica consumidas por la carga (106).

11. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 10, en el que el medidor (112) inteligente está acoplado a un controlador (114), en el que el controlador (114) está configurado para procesar los datos emitidos por el medidor (112) inteligente.

12. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 5, en el que el dispositivo (108) de fuente de alimentación está configurado para estar dispuesto en una torre (302) de transmisión y de distribución eléctrica.

13. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 5, que comprende además un pararrayos (120) acoplado a través del dispositivo (108) de fuente de alimentación.

14. Sistema (102) de fuente de alimentación según la reivindicación 13, en el que el medidor (112) inteligente, el pararrayos (120) y el interruptor (110) seccionador están configurados para ser dispuestos en una torre (302) de transmisión y de distribución eléctrica.

15. Procedimiento (400) para hacer funcionar el sistema (102) de fuente de alimentación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el procedimiento:

filtrar (402), usando el filtro (122) paso bajo del dispositivo (108) de fuente de alimentación, la señal de alta tensión en la al menos una línea (104) de alimentación de alta tensión;

generar (404), usando la unidad (124) de conversión de tensión del dispositivo (108) de fuente de alimentación, la señal de baja tensión en base a la señal de alta tensión filtrada; y

proporcionar (406) la señal de baja tensión a la carga.

16. Procedimiento (400) según la reivindicación 15, cuando depende de la reivindicación 5, que comprende además medir, usando el contador inteligente, las unidades de energía eléctrica consumidas por la carga.

17. Procedimiento (400) según la reivindicación 16, cuando depende de la reivindicación 11, que comprende además procesar, usando un controlador, los datos emitidos por el medidor inteligente.

18. Procedimiento (400) según la reivindicación 15, cuando depende de la reivindicación 8, que comprende además medir, usando una unidad de medición de calidad de alimentación, la componente de alta frecuencia correspondiente a la señal de baja tensión.