ES2921426T3 - Uso de un fusible para una transmisión de corriente continua - Google Patents

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Abstract

La invención se relaciona con el uso de un fusible HBC de alto voltaje para proteger una transmisión de corriente directa, el voltaje de corriente directa de la corriente continua y/o el voltaje nominal del fusible HBC de alto voltaje (1) es mayor 4 kV de 4 kV. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Uso de un fusible para una transmisión de corriente continua
La invención se refiere al uso de un fusible para una transmisión de corriente continua.
Se prefiere una transmisión de corriente continua, en particular una conexión de transmisión de corriente continua de alta tensión (conexión HDT) y/o una conexión de transmisión de corriente continua de media tensión (conexión MDT), para la transmisión de corriente a lo largo de distancias comparativamente largas, por ejemplo, más de 100 km, con vistas a las pérdidas de transmisión reducidas desde un punto de vista técnico.
Se ha demostrado que mediante la transmisión de corriente continua se puede reducir la pérdida de energía en comparación con la transmisión de corriente alterna. Con una conexión HDT, habitualmente son posibles aprox. un 30% a un 50% menos de pérdidas de transmisión que con líneas aéreas trifásicas comparables. Una transmisión en el intervalo de corriente continua de media tensión también está asociada con pérdidas de transmisión significativamente menores en comparación con la transmisión con corriente alterna o trifásica.
Precisamente en el curso de la "transición energética" se necesitan conexiones de transmisión de corriente con la más baja pérdida posible, de modo que, por ejemplo, la corriente procedente de parques eólicos offshore se pueda transmitir al continente y lejos del continente con pérdidas bajas.
Sin embargo, es desventajoso en el caso de conexiones HDT o MDT que, en la práctica - en todo caso - solo se puede garantizar una seguridad pobre o como mucho suficiente de la transmisión de corriente continua. En la práctica, no se conocen fusibles precisamente para conexiones HDT o MDT, que, por un lado, resistan la solicitación a largo plazo de la transmisión de corriente continua y, por otro lado, también puedan desconectar de forma segura la corriente continua transmitida en caso de un cortocircuito. En consecuencia, las corrientes continuas no se pueden proteger de forma efectiva, en particular por secciones y/o en el caso de una configuración compacta, de tamaño pequeño y/o que presenta una longitud corta. Como resultado - a diferencia de la corriente alterna - en el estado de la técnica no es posible conectar varios consumidores a una red de transmisión de corriente continua.
Para el intervalo de baja tensión, los fusibles para el uso en circuitos de tensión continua se conocen en el estado de la técnica. No obstante, estos no son adecuados ni se puede usar para el intervalo de corriente continua de alta tensión y/o media tensión. El documento EP 3270403 A1 se refiere, por ejemplo, a un fusible de baja tensión de este tipo para un circuito de tensión continua.
El documento US 3,851,290 A se refiere a un fusible para proteger la corriente continua.
El documento CN 207 303 028 U se refiere a un fusible para proteger redes de CC para una red de eléctrica de tracción.
El documento PL 64376 Y1 se refiere a un fusible de CC que se puede utilizar para proteger una alta tensión.
El documento EP 2874 174 A1 se refiere a un fusible para proteger una instalación fotovoltaica.
El objetivo de la presente invención es ahora evitar o al menos reducir esencialmente las desventajas antes mencionadas del estado de la técnica.
Según la invención, el objetivo antes mencionado se logra al menos esencialmente porque se usa un fusible de alta tensión alta potencia para proteger una transmisión de corriente continua, donde la tensión continua de la corriente continua y/o la tensión nominal del fusible HH es mayor de 4 kV. El fusible de alta tensión alta potencia se denomina en adelante fusible HH. En consecuencia, el fusible HH se utiliza en particular en un circuito de tensión continua.
Los fusibles HH se conocen en la práctica para proteger la corriente alterna. Se utilizan en particular para proteger tensiones alternas por encima de 1 kV, preferiblemente entre 1 kV y 100 kV. Dichos fusibles HH se utilizan ahora según la invención para la transmisión de corriente continua.
En la realización la invención se ha constatado sorprendentemente que los fusibles HH son particularmente adecuados para la transmisión de corriente continua, en particular para conexiones HDT o conexiones MDT. De esta forma, se pueden proteger corrientes continuas altas y/o tensiones continuas altas con el fusible HH. Hasta ahora, el estado de la técnica se ha abstenido de utilizar el fusible HH conocido en el campo de la transmisión de corriente alterna para la transmisión de corriente continua. Precisamente la seguridad en el intervalo de media tensión y/o alta tensión está asociada a una pluralidad de requisitos y normas a observar. Una alta sensibilidad y cautela con respecto al peligro potencial resultante de las altas tensiones o corrientes ha conducido a que los fusibles conocidos no se hayan utilizado "aleatoriamente" para la transmisión de diferentes tipos de corriente. Hasta ahora, los fusibles siempre se han utilizado para un propósito de uso especial, correspondientemente declarado. En particular, no ha habido una solución suficiente para la transmisión de corriente continua debido a los problemas esperados.
Si uno de los consumidores y/o usuarios conectados eléctricamente a la red de transmisión de corriente continua provocara un cortocircuito, entonces toda la red de corriente continua fallaría. En consecuencia, en la práctica se ha renunciado a fusibles en redes de corriente continua o a una transmisión de corriente continua, ya que no se pudo garantizar de forma permanente la protección requerida para una red eléctrica o circuito de corriente continua estables y seguros.
No obstante, de forma sorprendente y no previsiblemente se ha constatado según la invención que si el fusible HH se usa para la transmisión de corriente continua, se puede garantizar la seguridad necesaria, en particular en caso de sobrecarga y/o en caso de cortocircuito. En particular, se ha constatado que en caso de sobrecarga y también en caso de cortocircuito se puede prevenir un deterioro de la carcasa de fusible del fusible HH, en particular asociado con un escape de agente extintor y/o una salida de arco. En pruebas simuladas a largo plazo, se ha determinado que incluso con el uso a largo plazo del fusible HH para asegurar la transmisión de corriente continua, por ejemplo, durante un período de más de cinco años, preferiblemente más de diez años, más preferiblemente más de 15 años, se pueden cumplir las directivas y determinaciones de seguridad requeridas, en particular previstas por la ley.
Según la invención, por lo tanto, se puede proporcionar un fusible que se puede utilizar para la transmisión de corriente continua en el nivel de media tensión y/o alta tensión. En particular, mediante el uso según la invención es posible conectar una pluralidad de consumidores y/o clientes a la conexión de corriente continua o al circuito de tensión continua, que están protegidos por al menos un fusible HH. Si cae un consumidor, en particular en caso de cortocircuito, la red de transmisión de corriente continua no colapsa.
Una protección por secciones de la red de corriente continua se puede realizar preferiblemente por medio de fusibles HH.
El fusible HH utilizado según la invención es un fusible fundente que, como dispositivo de protección contra sobrecorriente, interrumpe el circuito mediante la fusión de un conductor fusible si la intensidad de la corriente supera un valor determinado durante un período de tiempo suficiente. El tiempo necesario para conmutar el fusible es preferentemente muy corto, en particular en el intervalo de milisegundos.
Según la invención está previsto que el fusible HH presente una carcasa de fusible al menos parcialmente abierta en dos caras frontales. Al menos una tapa de contacto configurada para la puesta en contacto eléctrico está dispuesta respectivamente en la cara frontal en la carcasa de fusible. En la carcasa de fusible está dispuesto al menos un conductor fusible enrollado en espiral y/o en forma de hélice alrededor de un soporte de conductor fusible en forma de estrella. La longitud del fusible HH se puede mantener lo más corta posible mediante el enrollado del al menos un conductor fusible, ya que la longitud del conductor fusible se puede aumentar mediante el enrollado helicoidal y/o espiral.
Para transmitir la tensión continua se usa la longitud necesaria para ello del conductor fusible, que no corresponde a la longitud del fusible HH completo, ya que el conductor fusible está enrollado alrededor del soporte de conductor fusible. En última instancia, la longitud del conductor fusible es mayor o mucho mayor que la longitud del fusible HH.
El soporte de conductor fusible está configurado preferiblemente de tal manera que el conductor fusible descansa de forma puntual - dado el caso en varios puntos de apoyo - en particular al menos esencialmente con cada vuelta. En consecuencia, el soporte de conductor fusible puede presentar salientes y depresiones resultantes entre los salientes. Se prefiere muy especialmente una configuración al menos esencialmente en forma de estrella del soporte de conductor fusible.
En particular, los valores característicos y/o valores nominales, preferiblemente el intervalo de intensidad de tensión nominal y/o de corriente nominal, se deben determinar o verificar para el fusible HH respectivo que se utilizará en un circuito de tensión continua. Estos valores característicos difieren preferentemente de los valores característicos de un fusible HH de tensión alterna. Preferentemente, el intervalo de intensidad de tensión de medición y/o de corriente nominal del fusible HH según la invención está reducido en más de un 20%, preferiblemente en más de un 30%, preferiblemente en más de un 50% y/o entre un 10% a un 90%, preferiblemente entre un 20% a 80%, más preferiblemente entre un 40% a un 70%, en comparación con un fusible HH de tensión alterna del mismo tipo constructivo.
Preferentemente, la tensión continua de la corriente continua transmitida y/o la tensión nominal o el intervalo de tensión nominal del fusible HH es mayor de 5 kV, preferiblemente mayor de 10 kV, más preferiblemente mayor de 15 kV. Alternativa o adicionalmente, está previsto que la tensión continua y/o la tensión nominal del fusible HH sea menor de 150 kV, preferiblemente menor de 100 kV, más preferiblemente menor de 75 kV, más preferiblemente menor de 52 kV y/o se sitúe entre 4 kV y 100 kV, preferiblemente entre 5 kV y 80 kV, más preferiblemente entre 10 kV y 52 kV. Como tensión nominal o como intervalo de tensión nominal del fusible HH se debe entender en particular la tensión o el intervalo de tensión en el que se usa el fusible y/o se ha probado para el fusible. Básicamente se debe distinguir entre una tensión nominal superior y una tensión nominal inferior, donde la tensión nominal inferior especifica aquella tensión a la que el fusible HH todavía conmuta, mientras que la tensión nominal superior representa el límite superior para la tensión continua a transmitirá. En consecuencia, la tensión nominal o el intervalo de tensión nominal especifica el intervalo de tensión admisible del fusible HH. En particular, el intervalo de tensión nominal corresponde al intervalo de tensión continua que se puede proteger por el fusible HH.
En otra forma de realización muy especialmente preferida está previsto que la corriente de corte más pequeña del fusible HH sea mayor de 3 A, preferiblemente mayor de 5 A, más preferiblemente mayor de 10 A. Alternativa o adicionalmente, está previsto que la corriente de corte más pequeña del fusible HH sea menor de 1 kA, preferiblemente menor de 500 A, más preferiblemente menor de 300 A, y/o se sitúe entre 3 A y 700 A, preferiblemente entre 5 A y 500 A, más preferiblemente entre 15 A y 300 A. El valor nominal de la corriente de corte mínima se debe entender como la corriente de corte más pequeña. A partir de esta intensidad de corriente, el fusible HH es capaz de conmutar la sobrecorriente. Como resultado, los componentes eléctricos (consumidores, fuente de corriente continua, etc.) se deben disponer y/o configurar en el/los fusible(s) HH de tal manera que no se produzca una sobrecorriente en el punto de entrada del fusible que quede por debajo de la corriente de corte más pequeña. La corriente de corte más pequeña puede depender del tipo constructivo seleccionado del fusible HH. Por consiguiente, según la invención es posible desconectar corrientes comparativamente bajas de la corriente continua con una tensión continua alta.
Preferentemente, la capacidad de conmutación nominal está configurada mayor de 1 kA, preferiblemente mayor de 10 kA, más preferiblemente mayor de 20 kA y/o se sitúa entre 1 kA y 100 kA, preferiblemente entre 10 kA y 80 kA, más preferiblemente entre 10 kA y 50 kA. Como capacidad de conmutación nominal del fusible HH se debe entender en particular el valor nominal de la mayor corriente de corte. La mayor corriente de corte es aquella corriente continua que como máximo todavía puede conmutar el fusible. En consecuencia, la capacidad de conmutación nominal del fusible HH debe ser mayor que la corriente de cortocircuito máxima en el punto de uso del fusible HH.
Según la invención, la corriente continua que se transmite y protege por el fusible HH y/o el intervalo de intensidad de corriente nominal es mayor de 5 A, preferiblemente mayor de 10 A, más preferiblemente mayor de 15 A. Alternativa o adicionalmente, en otra forma de realización de la idea inventiva está previsto que la corriente continua se sitúe entre 10 A y 75 kA, preferiblemente entre 15 A y 50 kA. En particular, el intervalo de la intensidad de corriente de la corriente continua a transmitir está predeterminado en función de la capacidad de conmutación nominal y la corriente de corte más pequeña del fusible HH.
En última instancia, se entiende que, en función de la transmisión de corriente continua respectiva, también se pueden proporcionar diferentes fusibles HH, que pueden estar diseñados para la finalidad de uso respectiva. Así, el tipo constructivo del fusible HH se puede seleccionar en particular en función de la corriente continua a transmitir y/o la tensión continua.
Además, el producto (multiplicación matemática) de la corriente continua protegida por el fusible HH y la tensión continua es preferentemente mayor de 5 kW, preferiblemente mayor de 50 kW, más preferiblemente mayor de 700 kW. Alternativa o adicionalmente, está previsto que el producto de la corriente continua protegida por el fusible HH y la tensión continua sea menor de 3000 MW, preferiblemente menor de 2000 MW, más preferiblemente menor de 1000 MW, y/o se sitúa entre 5 kW y 3000 MW, preferiblemente entre 500 kW y 2000 MW, más preferiblemente entre 700 kW y 1000 MW.
En particular, el producto de la corriente continua protegida por el fusible HH y la tensión continua puede corresponder a la potencia del consumidor y/o de los consumidores protegidos por el fusible HH (potencia total). En última instancia, el producto antes mencionado anteriormente corresponde en particular a la potencia que se puede proteger mediante el fusible HH.
Según otra forma de realización preferida, está previsto que el fusible HH presenta al menos dos conductores fusibles, preferiblemente entre 2 a 10 conductores fusibles, más preferiblemente entre 3 a 5 conductores fusibles, que están dispuestos en la carcasa de fusible. En particular, los conductores fusibles están conectados eléctricamente entre sí y/o con la tapa de contacto.
La transmisión de corriente continua es especialmente preferida una transmisión de corriente continua de media tensión (MDT) y/o una transmisión de corriente continua de alta tensión (HDT), preferentemente en una red eléctrica descentralizada. En consecuencia, el fusible HH se puede utilizar en redes que están dispuestas en el intervalo de corriente continua de media tensión y/o en el intervalo de corriente continua de alta tensión. Como intervalo de corriente continua de media tensión se debe entender en particular una tensión continua mayor de 1 kV, preferiblemente mayor de 2 kV, más preferiblemente mayor de 4 kV, y/o menor de 50 kV, preferiblemente menor de 40 kV, más preferiblemente menor de 30 kV. Como intervalo de corriente continua de alta tensión se debe entender en particular un intervalo de tensión de más de 60 kV, preferiblemente más de 100 kV, más preferiblemente más de 200 kV.
El fusible HH está previsto preferiblemente para un uso en una red de suministro descentralizada, con la que se alimentan con corriente instalaciones industriales, grandes complejos, por ejemplo, centros comerciales o similares, y/o una pluralidad de hogares. Además, en la red de suministro descentralizada se puede disponer al menos una instalación de conversión de energía para la generación de corriente, preferiblemente de corriente continua, por medio de la que se pueden realizar un suministro de las instalaciones industriales, grandes complejos y/o viviendas. Las redes de suministro descentralizadas forman de forma muy especialmente preferente las conocidas soluciones en isla, que son preferiblemente independientes de la red eléctrica pública.
Preferentemente, el fusible HH puede estar dispuesto en una red de transmisión de corriente continua de media tensión, en particular en un sistema de corriente continua de media tensión. Al menos un dispositivo de corriente continua, en particular un dispositivo MVDC (Médium Voltage Direct Current Device, en español: dispositivo de corriente continua de media tensión), puede estar dispuesto en la red de transmisión de corriente continua de media tensión. La corriente continua se puede poner a disposición de la red de transmisión de corriente continua de media tensión por una instalación de conversión de energía.
Alternativa o adicionalmente, puede estar previsto según la invención que la corriente continua proceda de una instalación fotovoltaica y/o de una instalación de superficie fotovoltaica, en particular un parque solar, y/o de una instalación de energía eólica y/o un parque eólico, en particular, un parque eólico offshore. Alternativa y/o complementariamente es posible según la invención que la corriente procedente en particular de al menos una de las instalaciones de conversión de energía antes mencionados se utilice para alimentar una red de media tensión y/o alta tensión cerrada o encapsulada. Así, en particular, las corrientes continuas procedente de energías renovables se pueden utilizar para alimentar a los consumidores. En particular, la corriente generada en las instalaciones antes mencionadas es corriente continua, que preferentemente no se debe convertir en corriente alterna antes de la inyección en la red.
La carcasa de fusible del fusible HH está configurada preferentemente en forma de cilindro hueco y/o tubular. El lado superior e inferior de la carcasa de fusible está configurada en particular para estar abierta al menos por zonas.
En la cara frontal, la carcasa de fusible puede estar cerrada, preferentemente de forma fija, con la tapa de contacto. Alternativa o adicionalmente, puede estar previsto que la tapa de contacto está colocada en la cara frontal sobre la carcasa de fusible. En particular, la tapa de contacto sirve para la puesta en contacto eléctrico, donde el conductor fusible está conectado eléctricamente a la tapa de contacto.
Al menos una tapa de contacto cubre preferiblemente al menos una zona parcial de la carcasa de fusible, en particular una zona parcial de la superficie envolvente en la zona frontal. Una disposición fija de la tapa de contacto en la carcasa de fusible se puede garantizar mediante la superposición por zonas en la zona frontal de la carcasa de fusible.
Según otra forma de realización preferida, delante de la tapa de contacto está dispuesta otra tapa superior, que se coloca sobre la tapa de contacto y/o cubre al menos parcialmente la tapa de contacto. A este respecto, la tapa de contacto interior puede estar configurada como una tapa auxiliar. Mediante la configuración de dos partes de la tapa de contacto se puede lograr una puesta en contacto eléctrico segura, que se muestra en particular como ventajoso en el uso a largo plazo. Además, mediante esta forma de realización se puede posibilitar una unión o disposición especialmente fija de la tapa de contacto en la carcasa de fusible.
En otra forma de realización según la invención está previsto que la carcasa de fusible presente un material cerámico y/o esté compuesta de este. Como material cerámico se debe entender en particular una pluralidad de materiales inorgánicos, no metálicos, que se pueden dividir preferiblemente en los tipos de loza, loza, gres, porcelana y/o materiales especiales. Como masas cerámicas especiales están previstas preferentemente electrocerámicas y/o masas especiales de alta temperatura.
En la carcasa de fusible puede estar previsto un agente extintor, en particular un relleno de arena extintora preferentemente arena de cuarzo, y/o aire. En el caso de la conmutación del fusible HH, en particular en caso de cortocircuito, el agente extintor sirve para extinguir un arco y/o para enfriar el conductor fusible posiblemente fundido o los restos del conductor fusible.
El conductor fusible puede estar embebido al menos parcialmente en el agente extintor o rodeado por el agente extintor, de modo que el agente extintor pueda actuar sobre el conductor fusible, en particular cuando se funde el conductor fusible.
En particular, está prevista plata, preferentemente plata fina y/o cobre electrolítico como material para el conductor fusible. En particular, el conductor fusible se puede componer de los materiales antes mencionados. Preferentemente, el conductor fusible está configurado como una banda de plata fina y/o en forma de banda.
En otra forma de realización preferida, la carcasa de fusible está al menos esencialmente encapsulada herméticamente. Por encapsulado o cierre hermético se debe entender un sellado estanco al aire y/o al gas del sistema, en particular protegido contra el agua y/o líquidos.
Según otra forma de realización de la invención está previsto que los conductores fusibles estén conectados eléctricamente en paralelo y/o estén enrollados al menos esencialmente de forma helicoidal alrededor del soporte de conductores fusibles. La conexión eléctrica en paralelo de los conductores fusibles es ventajosa con una pluralidad de conductores fusibles en caso de cortocircuito o del desencadenamiento del fusible HH, ya que para la conmutación es suficiente el desencadenamiento de un solo conductor fusible. Debido al devanado helicoidal del conductor fusible, la longitud del conductor fusible necesaria para el fusible se puede encerrar en la carcasa de fusible.
El soporte de conductor fusible puede estar configurado de una sola pieza o de varios elementos. En particular, el soporte de conductor fusible presenta porcelana dura como material y/o se compone de ella. Además, el soporte de conductor fusible puede estar configurado de tal manera que se formen una pluralidad de cámaras, en particular donde puede estar prevista una constricción de sección transversal en una cámara. Debido a la constricción de sección transversal, una pluralidad de arcos parciales se pueden originar en cada conductor fusible cuando el fusible responde, de modo que la cantidad de calor convertida durante el proceso de corte se pueda distribuir uniformemente en toda la longitud del tubo fusible.
En otra forma de realización muy especialmente preferida está previsto que el fusible HH presente un dispositivo de desencadenamiento. El dispositivo de desencadenamiento puede estar configurado para conmutar un dispositivo dispuesto en el fusible HH, en particular un interruptor de transformador y/o un interruptor de carga, preferiblemente con desencadenamiento libre, y/o puede estar dispuesto en una tapa de contacto. En particular, el dispositivo de desencadenamiento presenta un mecanismo de desencadenamiento de percutor. Al desencadenar el mecanismo de desencadenamiento de percutor está previsto que el percutor, en particular al menos esencialmente cilíndrico, atraviese la tapa de contacto, preferiblemente una lámina de cobre estancamente soldada.
El percutor del mecanismo de desencadenamiento de percutor del dispositivo de desencadenamiento se puede desencadenar mediante un conductor fusible auxiliar. En particular, un desencadenamiento del percutor se realiza en caso de cortocircuito.
Preferentemente, al percutor se le asigna un resorte pretensado, donde el resorte puede estar configurado de tal manera que al desencadenar el conductor fusible auxiliar, en particular en caso de un cortocircuito, el percutor emerge de la cara frontal de una de las tapas de contacto. En particular, el percutor puede actuar sobre un interruptor de carga, que luego puede desconectar la corriente defectuosa en todos los polos.
De forma especialmente preferente está previsto que el conductor fusible auxiliar discurra sobre toda la longitud de la carcasa de fusible y/o axialmente a través del centro del soporte de conductor fusible. En consecuencia, el conductor fusible auxiliar no se debe enrollar en particular alrededor del soporte de conductor fusible.
Además, el conductor fusible auxiliar puede estar conectado en paralelo con el conductor fusible y/o los conductores fusibles, en particular de modo que al fundirse el conductor fusible fluye una corriente a través del conductor fusible auxiliar, que conduce a la activación del percutor.
Preferentemente, un dispositivo de seguridad puede estar asignado al dispositivo de desencadenamiento, que está configurado de tal manera que, después del desencadenamiento del percutor, este ya no se puede presionar y/o desplazar en la carcasa de fusible. En consecuencia, si se realiza el desencadenamiento del percutor, mediante el dispositivo de seguridad se impide que el percutor pueda adoptar de nuevo su posición en la que se encontraba antes de soltarlo. Por consiguiente, el interruptor de carga a disponer en el percutor se puede accionar de forma permanente por el percutor en caso de un cortocircuito - en particular mientras la corriente continua deba ser limitada o desconectada.
Se puede asignar al menos un dispositivo de visualización al fusible HH. En particular, el dispositivo de visualización está configurado para la visualización óptica de un estado. El dispositivo de visualización también puede estar dispuesto en la tapa de contacto. Además, el dispositivo de visualización se puede utilizar como alternativa al mecanismo de desencadenamiento de percutor y mostrar el desencadenamiento del fusible mediante una señal óptica y/o acústica. En última instancia, el dispositivo de visualización sirve para informar al personal operativo de que se ha realizado un desencadenamiento del fusible HH.
Según otra forma de realización está previsto que las tapas de contacto presenten un recubrimiento galvánico y/o un revestimiento de plata. Las tapas de contacto pueden presentar cobre electrolítico y/o aluminio como material y/o componerse de este. Los materiales antes mencionados permiten una buena puesta en contacto eléctrico.
Según otra forma de realización preferida está previsto que el conductor fusible, en particular en forma de banda, esté configurado con forma corrugada y/o en zigzag y/u ondulada, preferentemente en sección transversal. En última instancia, el conductor fusible ondulado o corrugado puede estar enrollado helicoidalmente alrededor del soporte de conductor fusible.
Además, la invención se refiere a un sistema con un consumidor alimentable con corriente continua y con al menos un fusible HH. La corriente continua se transmite al usuario, donde la corriente continua se puede proteger por el fusible HH. A este respecto, está previsto preferentemente un usuario como consumidor.
Para evitar repeticiones innecesarias se remite a las explicaciones anteriores con vistas al uso del fusible HH, que también se aplican de la misma manera al sistema según la invención. En última instancia, se entiende que las ventajas y formas de realización preferidas del uso según la invención ya representadas también se pueden transferir al sistema según la invención.
Según la invención, está previsto que el consumidor, que en particular también puede estar formado por una pluralidad de consumidores, presente una potencia (total) entre 50 kW y 300 MW, preferiblemente mayor de 50 kW, más preferiblemente mayor que 700 kW, y/o presente una potencia (total) menor de 3000 MW, preferiblemente menor de 2000 MW, más preferiblemente menor de 1000 MW. Además, alternativa o adicionalmente, la potencia del consumidor se puede situar entre 50 kW y 3000 MW, preferiblemente entre 50 kW y 2000 MW, más preferiblemente entre 700 kW y 1000 MW. En consecuencia, los consumidores con una alta potencia también se pueden alimentar por la red de transmisión de corriente continua, que está protegida según la invención por al menos un fusible HH.
Además, se entiende que los intervalos y límites de intervalo antes mencionados contienen intervalos intermedios y valores individuales contenidos en ellos y se deben considerar como dados a conocer como esenciales para la invención, incluso si estos intervalos intermedios y valores individuales no se especifican concretamente.
Otras características, ventajas y posibilidades de aplicación de la presente invención se deducen de la siguiente descripción de ejemplos de realización con referencia al dibujo y al propio dibujo. A este respecto, todas las características descritas y/o representadas gráficamente en sí o en cualquier combinación constituyen el objeto de la presente invención, independientemente de su resumen en las reivindicaciones y sus referencias.
Muestra:
Figura 1A una representación de principio esquemática de un uso según la invención de un fusible HH para proteger una transmisión de corriente continua,
Figura 1B una representación de principio esquemática de otra realización del uso según la invención del fusible HH para proteger la transmisión de corriente continua,
Figura 2 una representación esquemática en perspectiva de un fusible HH según la invención,
Figura 3 una vista lateral esquemática de otra realización de un fusible HH según la invención,
Figura 4 una vista esquemática en perspectiva de otra forma de realización de un fusible HH según la invención,
Figura 5 una representación en sección transversal esquemática de otra realización según la invención de un fusible HH y
Figura 6 una vista lateral esquemática de otra forma de realización de un fusible HH según la invención.
La fig. 1A muestra el uso de un fusible de alta tensión alta potencia 1 (fusible HH 1) para proteger una transmisión de corriente continua. En las fig. 1A y 1B, el fusible HH 1 está interpuesto entre una fuente de corriente continua 15 y un consumidor 8. La corriente continua que se transmite al o los consumidores 8 fluye a través del fusible HH 1.
A este respecto, la tensión continua de la corriente continua y/o la tensión nominal del fusible HH 1 es mayor de 4 kV.
La fig. 2 muestra una carcasa de fusible 3 y tapas de contacto 4 del fusible HH 1. No está representado que la carcasa de fusible 3 está configurada al menos esencialmente abierta en las dos caras frontales 2. Las tapas de contacto 4 sirven para la puesta en contacto eléctrico. Como puede verse en la figura 3, en la carcasa de fusible 3 está dispuesto al menos un conductor fusible 6, que está enrollado alrededor de un soporte de conductor fusible 5 en forma de espiral o en una forma de helicoidal.
Las fig. 3 y 4 muestran que el soporte de conductor fusible 5 está configurado al menos esencialmente en forma de estrella. La configuración en forma de estrella del soporte de conductor fusible 5 también se puede ver en la fig. 5. El soporte de conductor fusible 5 presenta - visto en sección transversal - salientes 13 o nervios, donde rebajes o depresiones 14 están previstos entre los salientes 13 o nervios. A este respecto, los salientes 13 están configurados de tal manera que se pueden utilizar para el apoyo al menos esencialmente puntual del conductor fusible 6. El conductor fusible 6 no descansa sobre la superficie del soporte de conductor fusible 5 entre los salientes 13.
En los ejemplos de realización representados en las fig. 1A y 1B, la tensión continua de la corriente continua es mayor de 4 kV y menor de 80 kV. En otras formas de realización, la tensión continua se puede situar entre 4 kV y 52 kV. En otras formas de realización, la tensión nominal o el intervalo de tensión nominal del fusible 1 HH es mayor de 5 kV y/o menor de 100 kV y/o se sitúa entre 4 kV y 100 kV, preferiblemente entre 5 kV y 80 kV.
Además, al usar el fusible 1 HH representado en las fig. 1A y 1B para transmisión de corriente continua está previsto que la corriente de corte más pequeña del fusible 1 HH sea de 50 A ± 20 A. En otras formas de realización, la corriente de corte más pequeña del fusible HH 1 puede ser mayor de 3 A y/o menor de 500 A y/o entre 3 A y 700 A, preferiblemente entre 5 A y 500 A.
En el ejemplo de realización mostrado en la fig. 3, la capacidad de conmutación nominal o la corriente de corte máxima del fusible HH 1 es mayor de 1 kA y/o se sitúa entre 20 kA y 50 kA.
La fuente de corriente continua 15 mostrada en las fig. 1A y 1B pone a disposición una corriente continua con una intensidad de corriente mayor de 5 A. En particular, la intensidad de corriente de la corriente continua y/o el intervalo de intensidad de corriente nominal se sitúa entre 10 A y 75 kA.
En función de la corriente continua transmitida y la tensión continua puede variar el producto de la corriente continua protegida por el fusible HH 1 y la tensión continua. En los ejemplos de realización representados en las fig. 1A y 1B, el producto antes mencionado es de 1000 kW ± 500 kW. En otras formas de realización, el producto (multiplicación matemática) de la corriente continua protegida por el fusible HH 1 y la tensión continua se puede situar entre 5 kW y 3000 MW, en particular entre 700 kW y 1000 MW.
La fig. 4 muestra que en la carcasa de fusible 3 están dispuestos al menos dos conductores fusibles 6. En otras formas de realización puede estar previsto que se utilicen de dos a diez conductores fusibles 6.
No está representado que la transmisión de corriente continua sea una transmisión de corriente continua de media tensión (MDT) y/o una transmisión de corriente continua de alta tensión (HDT), en particular en una red de suministro descentralizada. La transmisión de corriente continua de media tensión presenta una tensión continua de hasta 30 kV. Una transmisión de corriente continua de alta tensión presenta una tensión continua de más de 50 kV.
El fusible HH 1 también puede estar dispuesto en una red de transmisión de corriente continua de media tensión, en particular en un sistema de corriente continua de media tensión con al menos un dispositivo MVDC.
Además, no está representado que la fuente de corriente continua 15 sea una instalación fotovoltaica y/o una instalación de superficie fotovoltaica (es decir, un parque solar) y/o una instalación de energía eólica y/o un parque eólico, en particular un parque eólico offshore. En particular, las instalaciones de conversión de energía antes mencionadas ponen a disposición de la red de corriente continua corriente continua. La corriente generada por las instalaciones de conversión de energía antes mencionadas se puede transmitir eléctricamente de forma protegida a los consumidores 8 por al menos un fusible HH 1.
Además, en las fig. 1A y 1B se muestra un sistema 7 con un consumidor 8 alimentable por corriente continua. En particular, el consumidor 8 es un usuario o una pluralidad de usuarios. Además, el sistema 7 presenta un fusible HH 1 que está configurado para proteger la corriente continua transmitida al consumidor 8. No está representado que la potencia del consumidor 8 es mayor de 5 kW y/o menor de 2000 MW. En particular, el fusible HH 1 se utiliza en una red de corriente continua.
La fig. 2 muestra que la carcasa de fusible 3 está configurada en forma de cilindro hueco o en forma de tubo. En la cara frontal, la carcasa de fusible 3 está firmemente cerrada por las tapas de contacto 4, donde la tapa de contacto 4 puede estar colocada sobre la carcasa de fusible 3.
En la fig. 2 está representado que la tapa de contacto 4 cubre al menos una zona parcial de la superficie envolvente 9 en la zona frontal de la carcasa de fusible 3.
No está representado que a la tapa de contacto 4 se le asigna otra tapa superior, que se coloca delante de la tapa de contacto 4 y cubre al menos parcialmente la tapa de contacto 4. En este caso, la tapa de contacto 4 representa una denominada tapa auxiliar interior.
La carcasa de fusible 3 representada en la fig. 2 presenta un material cerámico. En otras formas de realización, la carcasa de fusible 3 se puede componer de un material cerámico.
No está representado que esté previsto un agente extintor en la carcasa de fusible 3. Como agente extintor se puede utilizar un relleno de arena de extinción, preferentemente arena de cuarzo, y/o aire.
La fig. 4 muestra que el conductor fusible 6 está conectado con la tapa de contacto 4 en forma de contacto eléctrico.
No está representado que el conductor fusible 6 está embebido al menos parcialmente, en particular completamente, en el agente extintor o rodeado por el agente extintor.
La fig. 4 muestra también que el conductor fusible 6 está configurado de forma ondulada o corrugada, de modo que -visto en sección transversal - resulta una forma de zigzag. En el ejemplo de realización mostrada en la fig. 3 está previsto un conductor fusible 6 no corrugado.
En el caso del elemento fusible 6 representado en la fig. 4, como material está prevista plata, en particular plata fina. El conductor fusible 6 puede estar configurado como una banda de plata fina. En otras formas de realización está previsto que el conductor fusible 6 presente cobre electrolítico como material y/o esté compuesto de este.
Además, no está representado que la carcasa de fusible 3 está encapsulada al menos esencialmente herméticamente.
Los conductores fusibles 6 enrollados helicoidalmente alrededor del soporte de conductor fusible 5 están conectados en paralelo en el ejemplo de realización representado en la fig. 4. El soporte de conductor fusible 5 representado en la fig. 4 está configurado en una sola pieza. En otras formas de realización, el soporte de conductor fusible 5 puede estar construido a partir de varios elementos. Puede estar prevista porcelana dura como material para el soporte de conductor fusible 5.
En otra forma de realización, el soporte de conductor fusible 5 puede estar configurado de tal manera que se forme una pluralidad de cámaras, en particular donde en al menos una cámara está previsto un estrechamiento de sección transversal.
La fig. 6 muestra que el fusible HH 1 presenta un dispositivo de desencadenamiento 10. El dispositivo de desencadenamiento 10 está configurado para conmutar un dispositivo dispuesto en el fusible HH 1. Este dispositivo no se muestra en el ejemplo de realización mostrado en la fig. 6. Como dispositivo puede estar previsto un interruptor de transformador y/o un interruptor de carga, preferentemente con un desencadenamiento libre. El dispositivo de desencadenamiento 10 está dispuesto al menos parcialmente en la tapa de contacto 4 en el ejemplo de realización representado en la fig. 6.
Además, el dispositivo de desencadenamiento 10 presenta un mecanismo de desencadenamiento de percutor. Al desencadenar el dispositivo de desencadenamiento 10, el percutor 11 puede penetrar el lado superior de la tapa de contacto 4, que está cerrada contra la penetración de líquidos o gases en el estado de uso. Además, en el ejemplo de realización representado en la fig. 6 está previsto que el percutor 11 esté conectado a un conductor fusible auxiliar 12. El percutor 11 se puede desencadenar por el conductor fusible auxiliar 12, en particular en caso de un cortocircuito. Al percutor 11 puede estar asociado un resorte pretensado, que está configurado al desencadenar el conductor fusible auxiliar 12 de tal manera que el percutor 11 sobresale de la cara frontal de una de las tapas de contacto 4. En particular, el percutor 11 puede actuar sobre un interruptor de carga, que puede desconectar la corriente defectuosa en todos los polos.
La fig. 6 muestra que el conductor fusible auxiliar 12 discurre toda la longitud de la carcasa de fusible 3. Además, el conductor fusible auxiliar 12 está guiado axialmente a través del centro del soporte conductor fusible 5.
No está representado que el conductor fusible auxiliar 12 está conectado eléctricamente en paralelo con el conductor fusible 6 o los conductores fusibles 6.
Además, no está representado que al dispositivo de desencadenamiento 10 se le asigne un dispositivo de seguridad. El dispositivo de seguridad puede estar configurado de tal manera que, una vez desencadenado el percutor 11, ya no se pueda presionar y/o desplazar en la carcasa de seguridad 3.
Además, no está representado que al menos un dispositivo de visualización esté asignado al fusible HH 1 alternativa 0 adicionalmente al mecanismo de desencadenado del percutor. El dispositivo de visualización puede estar configurado para la visualización óptica y/o acústica de un estado y se puede desencadenar o activar en particular al desencadenar el fusible HH 1. El dispositivo de visualización puede estar dispuesto al menos parcialmente en una tapa de contacto 4.
No está representado que la tapa de contacto 4 presenta un recubrimiento galvánico y/o un revestimiento de plata y/o presenta cobre electrolítico y/o aluminio como material y/o está compuesto de este.
Lista de referencia:
1 Fusible HH
2 Caras finales de 3
3 Carcasa de fusible
4 Tapa de contacto
5 Soporte de conductor fusible
6 Conductor fusible
7 Sistema
8 Consumidor
9 Superficie envolvente de 3
10 Dispositivo de desencadenamiento
11 Percutor
12 Conductor fusible auxiliar
13 Saliente de 5
14 Depresión de 5
15 Fuente de corriente continua

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Uso de un fusible de alta tensión alta potencia, en lo sucesivo denominado fusible HH (1), para proteger una transmisión de corriente continua, donde la tensión continua de la corriente continua y/o la tensión nominal del fusible HH (1) es mayor de 4 kV, en donde
el fusible HH (1) presenta una carcasa de fusible (3) al menos parcialmente abierta en dos caras frontales (2), donde al menos una tapa de contacto (4) configurada para la puesta en contacto eléctrico está dispuesta respectivamente en la cara frontal en la carcasa de fusible (3), donde en la carcasa de fusible (3) está dispuesto al menos un conductor fusible (6) enrollado en espiral alrededor de un soporte de conductor fusible (5), donde la corriente continua transmitida y/o el intervalo de intensidad de corriente nominal es mayor de 5 A, caracterizado por que el soporte de conductor fusible (5) está configurado en forma de estrella.
2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado por que la tensión continua de la corriente continua y/o la tensión nominal del fusible HH (1) es mayor de 5 kV, preferiblemente mayor de 10 kV, más preferiblemente mayor de 15 kV, y/o menor de 150 kV, preferiblemente menor de 100 kV, más preferiblemente menor de 75 kV, más preferiblemente menor de 52 kV, y/o se sitúa entre 4 kV a 100 kV, preferiblemente de 4 kV a 80 kV, más preferiblemente de 10 kV a 52 kV.
3. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la corriente de corte más pequeña del fusible HH (1) está configurada mayor de 3 A, preferiblemente mayor de 5 A, más preferiblemente mayor de 10 A, y/o menor de 1 kA, preferiblemente menor de 500 A, más preferiblemente menor de 300 A, y/o se sitúa entre 3 A y 700 A, preferiblemente entre 5 A y 500 A, más preferiblemente entre 15 A y 300 A.
4. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el poder de corte nominal (corriente de corte máxima nominal) está configurado mayor de 1 kA, preferiblemente mayor de 10 kA, más preferiblemente mayor de 20 kA, y/o se sitúa entre 1 kA y 100 kA, preferiblemente entre 10 kA y 80 kA, más preferiblemente entre 20 kA y 50 kA.
5. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la corriente continua transmitida y/o el intervalo de intensidad de corriente nominal es mayor de 10 A, preferiblemente mayor de 15 A, y/o se sitúa entre 10 A y 75 kA, preferiblemente entre 15 A y 50 kA.
6. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el producto de la corriente continua y la tensión continua protegida por el fusible HH (1) es mayor de 5 kW, preferiblemente mayor de 50 kW, más preferiblemente mayor de 700 kW, y/o menor de 3000 MW, preferiblemente menor de 2000 MW, más preferiblemente menor de 1000 MW, y/o se sitúa entre 5 kW y 3000 MW, preferiblemente entre 500 kW y 2000 MW, más preferiblemente entre 700 kW y 1000 MW.
7. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que al menos dos conductores fusibles (6), preferiblemente entre dos y diez, más preferiblemente entre tres y cinco, están dispuestos en la carcasa de fusible (3).
8. Uso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la transmisión de corriente continua es una transmisión de corriente continua de media tensión (MDT) y/o una transmisión de corriente continua de alta tensión (HDT), preferentemente en una red de suministro descentralizada, y/o por que la corriente continua proviene de una instalación fotovoltaica y/o una instalación de superficie fotovoltaica (parque solar) y/o una instalación de energía eólica y/o un parque eólico, en particular un parque eólico offshore, y/o por que el fusible HH (1) está dispuesto en una red de transmisión de corriente continua de media tensión.
9. Sistema (7) con un consumidor (8), en particular un usuario, alimentable por corriente continua, con al menos un fusible HH (1) con las características constructivas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la corriente continua transmitida al consumidor (8) se puede proteger por el fusible HH (1), en donde la potencia del consumidor (8) se sitúa entre 50 kW y 3000 MW, preferiblemente entre 50 kW y 2000 MW, más preferiblemente entre 700 kW y 1000 MW.
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