MXPA06002849A

MXPA06002849A - Interruptor de transferencia automatico y dispositivo de proteccion.

Info

Publication number: MXPA06002849A
Application number: MXPA06002849A
Authority: MX
Inventors: Michael Tobin
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2003-09-12
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2006-06-14
Also published as: PL207875B1; PL379447A1; WO2005029668A3; CN1879273B; CN1879273A; WO2005029668A2; US6944002B2; US20050057878A1

Abstract

Se proporcionan un interruptor de transferencia automatico y un dispositivo de proteccion. El dispositivo incluye un contacto, un ensamble de accionamiento, y un controlador. El contacto se puede mover entre una primera posicion, una segunda posicion, y una tercera posicion. El ensamble de accionamiento mueve el contacto entre las primera, segunda y tercera posiciones. El controlador recibe una primera senal indicativa de una condicion de energia en una primera fuente de energia y una segunda fuente de energia. El controlador proporciona una segunda senal al ensamble de accionamiento para mover el contacto en respuesta a la primera senal. El contacto puede proporcionar energia a una carga desde la primera fuente en la primera posicion, desde la segunda fuente en la segunda posicion, y puede aislar la carga de las primera y segunda fuentes en la tercera posicion.

Description

WO 2005/029668 A2 I II 1111! Ilf [| IIIII 1111111 III 11111 Illll lllll Illll lllf 1111?11.11.

SK, TR), OAPI (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, For two-lener codes and other abbreviations, refer to the "Guid- GW, ML, MR, ??, SN, TD, TG). ance Notes on Codes and Abbreviations" appearing al the begin- ning of each regular issue of the PCT Gazette. Published: — without intemational search report and to be republished upon receipt ofthat report INTERRUPTOR DE TRANSFERENCIA AUTOMATICO Y DISPOSITIVO DE PROTECCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con interruptores de transferencia automáticas. Más en particular, la presente invención se relaciona con interruptores de transferencia automáticas que tienen funciones de protección integradas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los interruptores de transferencia automáticas se han vuelto muy comunes en muchos sistemas de distribución de energía residencial e industrial. Los interruptores de transferencia automáticas típicamente se utilizan para transferir automáticamente la energía distribuida desde dos o más fuentes de energía a una carga. En el ambiente industrial, muchas instalaciones industriales están configuradas para recibir energía desde dos o más fuentes. Estas fuentes pueden ser diferentes rejillas de energía, diferentes puntos en la misma rejilla de energía, un generador, y cualquier combinación de los anteriores. De este modo, en caso de que no haya disponible energía desde una de las fuentes, el interruptor de transferencia automática puede transferir al sistema para extraer energía de la segunda fuente. En un ambiente residencial, algunas casas están equipadas con un generador eléctrico de respaldo, como un arreglo solar, una celda 2 de combustible, un generador de gas, un molino de viento, y cualquier combinación de los mismos. El interruptor de transferencia automática ha sido utilizado para proporcionar energía desde el generador de respaldo en caso de una falla de energía desde la compañía local. Sin embargo, la complejidad y costo de los sistemas anteriores que tienen interruptores de transferencia automáticas ha limitado su utilidad en muchas aplicaciones. De conformidad con esto, existe la necesidad de sistemas de baja complejidad, económicos que tienen capacidades de protección y de conmutación de transferencia automáticas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se proporcionan un interruptor de transferencia automática y un dispositivo de protección. El dispositivo incluye un contacto, un ensamble de accionamiento y un controlador. El contacto se puede mover entre una primera posición, una segunda posición y una tercera posición. El ensamble de accionamiento mueve el contacto' entre la primera, segunda y tercera posiciones. El controlador recibe una primera señal indicativa de una condición de energía en una primera fuente de energía y una segunda fuente de energía. El controlador proporciona una segunda señal al ensamble de accionamiento para mover el contacto en respuesta a la primera señal. El contacto puede proporcionar energía a una carga desde la primera fuente en la primera posición, desde la segunda fuente en la 3 segunda posición y puede aislar la carga de la primera y segunda fuentes en la tercera posición. Un dispositivo de protección y transferencia automática tienen un contacto, un controlador y también se proporciona un ensamble de accionamiento. El contacto se mueve entre una primera posición, una segunda posición y una tercera posición. La primera posición toma una carga en comunicación eléctrica con una primera fuente de energía. La segunda posición toma la carga en comunicación eléctrica con una segunda fuente de energía. La tercera posición aisla la carga de la primera y segunda fuentes de energía. La tercera posición aisla la carga de la primera y segunda fuentes de energía. El controlador recibe una primera seña! y genera una segunda señal en respuesta a la primera señal. El ensamble de accionamiento recibe la segunda señal y mueve el contacto entre la primera, segunda y tercera posiciones en respuesta a la segunda señal. Un dispositivo de protección y transferencia automática es provisto, el cual tiene una primera posición de contacto, una segunda posición de contacto, una tercera posición de contacto y un medio mi. La primera posición de contacto toma una carga er comunicación eléctrica con una primera fuente de energía. La segunda posición de contacto toma la carga en comunicación eléctrica con la segunda fuente de energía. La tercera posición de contacto aisla la carga de la primera y segunda fuentes de energía. El medio móvil se mueve entre la primera, segunda y tercera 4 posiciones de contacto en respuesta a una condición de energía en la primera y segunda fuentes de energía. Lo antes descrito y otras características y ventajas de la presente invención serán evidentes y comprendidas por las personas experimentadas en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada, dibujos y reivindicaciones anexas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una ilustración esquemática de un sistema de distribución de energía que tiene un interruptor de transferencia automática típico. La Figura 2 es una ilustración esquemática de un sistema de distribución de energía que tiene una modalidad ejemplificativa de un interruptor de transferencia automática y un dispositivo de protección de conformidad con la presente invención; y La Figura 3 es una ilustración esquemática del dispositivo de la Figura 2.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia ahora a los dibujos y en particular a la Figura 1, se ilustra un sistema 10 de distribución de energía que tiene un interruptor 12 de transferencia automática típico. El interruptor 12 está configurado para suministrar energía desde una primera fuente 14 o una segunda fuente 16 a una carga 18. La carga 18 puede ser un dispositivo de consumo de energía residencial o industrial, tal 5 como pero no limitado a la luz, un motor, un compresor, una computadora y otros dispositivos. Para no confundir, el sistema 10 se ilustra con dos fuentes de energía y una carga. Por supuesto, se contempla que el sistema 10 tenga más de dos fuentes de energía y/o más de una carga. El interruptor 12 está configurado para acoplar en forma selectiva la primera fuente 14 o la segunda fuente 16 con la carga 18. Por ejemplo, la primera fuente 14 puede ser una fuente de utilidad local y la segunda fuente 16 puede ser un generador de respaldo. En este ejemplo, el interruptor 12 puede entregar energía desde la primera fuente 14 a la carga 18 bajo condiciones operativas normales, pero puede conmutarse para entregar energía desde la segunda fuente 16 de energía a la carga en caso de que la energía de la primera fuente no esté disponible y/o no sea adecuada. El sistema 10 requiere múltiples interruptores de circuito para proteger el interruptor de transferencia, las fuentes y/u la carga entre sí. En el ejemplo ilustrado, el sistema 10 tiene un primer interruptor 20 de circuito para la protección entre la primera fuente 14 y el interruptor 12. El sistema 10 también tiene un segundo interruptor 22 de circuito para la protección entre la segunda fuente 16 y el interruptor 12. Además, el sistema 10 incluye un tercer interruptor 24 de circuito para la protección entre el interruptor 12 y la carga 18. El interruptor 12 puede incluir uno o más detectores 26 para detectar una condición de energía desde la primera y segunda 6 fuentes 14, 16, respectivamente. Los detectores 26 permiten al interruptor 12 detectar la condición de energía de la primera y segunda fuentes 14, 16, respectivamente. Los detectores 26 pueden ser detectores tales como, pero no limitados a, transformadores de potencia, transformadores de corriente y cualquier combinación de los mismos. Con base en la condición detectada, el interruptor 12 automáticamente transfiere la energía entregada a la carga 18 entre la primera y segunda fuentes 14 y 16 para reducir al mínimo el tiempo de interrupción de energía y asegura que la carga esté siempre encendida. Específicamente, el interruptor 12 tiene un contacto 28 que se puede mover entre una primera posición 30 y una segunda posición 32 (ilustrada en fantasma). En la primera posición 30, el contacto 28 coloca la carga 18 en comunicación eléctrica con la primera fuente 14. En forma contraria, el contacto 28 coloca la carga 18 en comunicación eléctrica con la segunda fuente 16 cuando el contacto está en la segunda posición 32. El primer interruptor 20 de circuito puede incluir uno o más detectores 34 para detectar una condición de energía de la primera fuente 14. De manera similar, el segundo interruptor 22 de circuito puede incluir uno o más detectores 36 para detectar una condición de energía desde la segunda fuente 16. Además, un tercer interruptor 24 de circuito puede incluir uno o más detectores 38 para detectar una condición de energía desde el interruptor 12. Los detectores 34, 36 permiten a los interruptores 20, 22, 24 detectar 7 una condición de energía desde la primera y segunda fuentes 14, 16, respectivamente. De manera similar, los terceros detectores 38 permiten al tercer interruptor 24 proteger la carga 18 de la energía entregada por el interruptor 12. Con base en la condición de energía detectada por los detectores 32, 34, 36, los interruptores 20 22, 24 pueden abrirse automáticamente en una forma conocida para proteger los diferentes componentes del sistema 10. Desafortunadamente, el sistema 10 tiene un nivel de complejidad y costo que es inconveniente en muchas aplicaciones. Además, la complejidad del sistema 10 puede reducir la conf labilidad de distribución de energía a la carga 18. Con referencia ahora a las Figuras 2 y 3, se ilustra un sistema 110 de distribución de energía que tiene una modalidad ejemplificativa del interruptor de transferencia automática y el dispositivo 112 de protección. Aquí, las partes que llevan a cabo funciones similares y/o análogas se numeran en múltiplos de cien. Con ventaja, el dispositivo 112 opera como un interruptor y como un dispositivo de protección. Por ejemplo, el dispositivo 112 está configurado para suministrar selectivamente energía desde una primera fuente 114 o una segunda fuente 116 a una carga 118. Además, el dispositivo 112 está configurado para proteger los diferentes componentes del sistema 110 al abrirse automáticamente al detectar una condición de energía sobre un punto de ajuste predeterminado. La carga 118 puede ser un dispositivo de extracción de 8 energía, como por ejemplo, sin limitar, una luz, un motor, una computadora y otros dispositivos. Para no confundir, el sistema 110 se ilustra con dos fuentes de energía y una carga. Por supuesto, se contempla que el sistema 110 tenga más de dos fuentes de energía y/o más de una carga. El dispositivo 112 tiene un contacto 128 que se puede mover entre una primera posición 130, una segunda posición 132 (ilustrada en fantasma) y una tercera posición 140. En la primera posición 130, el contacto 128 coloca la carga 118 en comunicación eléctrica con una primera fuente 114. De manera similar, el contacto 128 coloca la carga 118 en comunicación eléctrica con la segunda fuente 116 cuando el contacto está en la segunda posición 132. La tercera posición 140 es una posición abierta o de protección. Cuando el contacto 128 está en la tercera posición 140, el dispositivo 112 aisla la carga 118 de la primera y de la segunda fuentes 114, 116. Específicamente, la carga 118 no está en comunicación eléctrica con la primera o la segunda fuente 114, 116 cuando el dispositivo 112 mueve el contacto 128 a la tercera posición 140. El dispositivo 112 incluye un controlador 142 para controlar la operación del contacto 128. En una modalidad ejemplificativa, el controlador 142 es una unidad de procesamiento, como una unidad de desconexión electrónica. Alternativamente, se contempla por la presente invención que el controlador 142 incluya un circuito de control, una unidad de procesamiento, y un dispositivo de desconexión termo-magnético. Por supuesto, la presente invención 9 contempla que el controlador 142 Incluya cualquier combinación de uno o más de los anteriores. El dispositivo 112 incluye uno o más detectores 126 para detectar una condición de energía desde la primera o segunda fuentes 114, 116, respectivamente (por ejemplo, lado en línea del dispositivo 112). En algunas modalidades, el dispositivo 112 también incluye uno o más detectores 138 para detectar la condición de la energía consumida por la carga 118 (por ejemplo, el lado de carga del dispositivo 112). Los detectores 126, 138 pueden ser detectores como, sin limitar, transformadores potenciales, transformadores de corriente y cualquier combinación de los mismos.

El dispositivo 112 también puede incluir detectores 150 para detectar la posición del contacto 128. Aquí, los detectores 150 pueden asegurar que el dispositivo 112 conozca si el contacto 128 está en la primera posición 130, en la segunda posición 132 o en la tercera posición 140. Los detectores 126, 138 y 150 proporcionan una o más de primeras señales 144 al controlador 142. Con base en las primeras señales 144, el controlador 142 determina una posición deseada para el contacto 128, a saber la primera posición 130, la segunda posición 132 o la tercera posición 140. El controlador 142 está configurado para enviar una segunda señal correspondiente con la posición deseada del contacto 128. El controlador 142 envía una segunda señal 146 al ensamble 148 de accionamiento. El ensamble 148 de accionamiento está configurado para mover el contacto 128 entre la 10 primera posición 130, la segunda posición 132 y la tercer posición 140, respectivamente. El ensamble 148 de accionamiento puede ser un activador, sin limitarse, a un solenoide, un motor, un dispositivo colocado magnéticamente y otros. Durante la operación normal, el controlador 142 mantiene el contacto 128 en la primera posición 130 para que la energía de la primera fuente 114 sea provista a la carga 118. En caso de que la energía de la primera fuente 114 no esté disponible o no sea aceptable, como la detectan los sensores 126, el controlador 142 puede mover el contacto 128 a una segunda posición 132 para que la energía de la segunda fuente 116 sea provista a la carga 118. En caso de que la energía de la segunda fuente 116 quede no disponible o no sea aceptable o que la energía de la primera fuente 114 sea restaurada como detectada por los detectores 126, el controlador 142 puede mover el contacto 128 de regreso a la primera posición 130, para que la energía de la primera fuente sea provista a la carga 118. De esta forma, el dispositivo 112 puede reducir al mínimo el tiempo de interrupción y asegura que la carga 118 sea energizada constantemente. En algunas modalidades, puede ser deseable retrasar la transferencia de energía entre la primera y segunda fuentes 114, 116 para la carga 118. Por ejemplo, la carga 118 con frecuencia incluye un motor grande, cuya rotación puede crear campos electromagnéticos regresivos (EMF) en el sistema 110. En este ejemplo, puede ser deseable permitir un retraso corto en la entrega 11 de energía al motor para permitir que la inercia del motor sea lenta, pero que no se detenga. Esto puede mitigar los efectos de inercia del motor y así, mitigar los efectos regresivos EMF dañinos. Específicamente, es deseable aislar brevemente la carga 118 de la primera y segunda fuentes 114, 116. Aquí, cuando la energía déla primera fuente 114 no esté disponible o sea inaceptable, según detectada por los detectores 126, el controlador 142 puede mover el contacto 128 a la tercera posición 140 por un tiempo predeterminado (por ejemplo, retrasarlo) antes de mover el contacto a la segunda posición 132. Se contempla que para el tiempo predeterminado o para el retraso sea aproximadamente cero (0) segundos, y aproximadamente treinta (30) segundos. Por ejemplo, se contempla que para el tiempo o retraso predeterminado sea aproximadamente cinco (5) segundos. En caso que la energía de la primera y segunda fuentes 114, 116 no esté disponible o sea inaceptable según detectada por los detectores 126, el controlador puede mover el contacto 128 a la tercera posición 140 para que la carga 118 queda aislada de la primera y de la segunda fuentes. Además, el dispositivo 112 está configurado para mover el contacto 128 a la tercera posición 140 para que la carga 118 quede aislada de la primera y de la segunda fuentes en caso que la energía consumida por la carga, según detectada por los detectores 138, esté sobre un límite predeterminado. De conformidad con esto, el dispositivo 112 recibe las primeras 12 señales 144 desde los detectores 126, 138, 150 en el sistema 110. Con base en las primeras señales 144, el controlador 142 determina la segunda señal 146 representativa de la posición deseada del contacto 128. El controlador 142 entonces proporciona las segundas señales 146 para el ensamble 148 de accionamiento para mover el contacto 128 a la posición deseada. De esta forma, el dispositivo 112 puede automáticamente y selectivamente proporcionar la energía a la carga 118 desde la primera fuente 114 o desde la segunda fuente 116. Además, el dispositivo 112 puede aislar selectivamente la carga 118 de la primera y segunda fuentes 114, 116, según sea necesario . En algunas modalidades, puede ser deseable proporcionar el dispositivo 112 con un dispositivo 152 de protección adicional para proteger la carga 118. Por ejemplo, el dispositivo 152 de protección adicional puede ser un fusible detector de carga como se ilustra en la Figura 3, colocado entre el contacto 128 y la carga 118. En otras modalidades, el sistema 110 puede incluir un tercer interruptor 124-colocado entre el dispositivo 112 y la carga 118 para añadir otro nivel de protección. De conformidad con esto, el dispositivo 112 puede combinar la funcionalidad del interruptor de transferencia típico y la funcionalidad de unidad de desconexión electrónica con fusibles detectores de carga para crear un dispositivo de protección y transferencia automática integrado que protege la carga 118 sin el gasto y la complejidad requeridos por los sistemas tradicionales. 13 Se debe notar que el término "primero", "segundo", "tercero", "superior", "inferior" y sus semejantes se puede utilizar para modificar varios elementos. Estas modificaciones no implican un orden jerárquico, secuencial o espacial a los elementos modificados a menos que sea especificado. Mientras la presente invención ha sido descrita con referencia a una o más de las modalidades ejemplificativas, las personas experimentadas en la técnica comprenderán que se pueden realizar varios cambios y modificaciones sin apartarse del alcance de la presente invención. Además, se pueden hacer muchas modificaciones para adaptarse a una situación particular o material con las enseñanzas de la invención, sin apartarse del alcance de la misma. Por lo tanto, se tiene la intención de que la presente invención no esté limitada a las modalidades particulares descritas como el mejor modo contemplado para llevar a cabo la invención, la invención incluirá todas las modalidades que caigan dentro del alcance de las reivindicaciones anexas.

Claims

14 REIVINDICACIONES

1. Un interruptor de transferencia automática y un dispositivo de protección caracterizado porque comprende: un contacto móvil entre una primera posición, una segunda posición y una tercera posición; un ensamble de accionamiento para mover el contacto entre una primera, segunda y tercera posiciones; y un controlador para recibir una primera señal indicativa de una condición de energía en una primera fuente de energía y una segunda fuente de energía, el controlador proporciona una segunda señal para el ensamble de accionamiento para mover el contacto entre la primera, segunda y tercera posiciones en respuesta a la primera señal, en donde el contacto puede proporcionar la energía a una carga desde la primera fuente en la primera posición para la carga desde la segunda fuente en la segunda posición y puede aislar la carga de la primera y segunda fuentes en la tercera posición.

2. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la primera señal es indicativa de la condición de energía en la primera fuente de energía, la condición de energía en la segunda fuente de energía, la condición de energía en el lado de carga del contacto, una posición del contacto y combinaciones de los mismos.

3. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un detector para determinar 15 si el contacto está en la primera posición, en la segunda posición o en la tercera posición.

4. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador es un procesador, un circuito, un dispositivo de desconexión termo-magnética y cualquier combinación de los anteriores.

5. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el controlador es una unidad de desconexión electrónica.

6. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un fusible detector de carga colocado entre el contacto y la carga.

7. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el ensamble de accionamiento es un dispositivo seleccionado del grupo que consiste de un solenoide, un motor y un dispositivo colocado magnéticamente.

8. Un interruptor de transferencia automática y dispositivo de protección caracterizado porque comprende: un contacto móvil entre una primera posición, una segunda posición y una tercera posición, la primera posición se configura para colocar una carga en comunicación eléctrica con la primera fuente de energía, la segunda posición se configura para colocar la carga en comunicación eléctrica con una segunda fuente de energía, y la tercera posición se configura para aislar la carga de la primera y segunda fuentes de energía; 16 un controlador para recibir una primera señal y para generar una segunda señal en respuesta a la primera señal; y un ensamble de accionamiento configurado para recibir la segunda señal y para mover el contacto entre la primera, segunda y tercera posiciones en respuesta a la segunda señal.

9. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la primera señal comprende una condición de energía y una posición del contacto.

10. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la condición de energía es representativa de la energía en el lado de carga del contacto, la energía en la primera fuente de energía y la energía en la segunda fuente de energía.

11. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende un fusible detector de carga colocado entre el contacto y la carga.

12. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el controlador es un procesador, un circuito, un dispositivo de desconexión termo-magnética y cualquier combinación de los anteriores.

13. Un interruptor de transferencia automática y dispositivo de protección, caracterizado porque comprende: una primera posición de contacto configurada para colocar una carga en comunicación eléctrica con la primera fuente de energía; una segunda posición de contacto configurada para colocar la carga en comunicación eléctrica con una segunda fuente de energía; 17 una tercera posición de contacto configurada para aislar la carga de la primera y segunda fuentes de energía; y un medio para mover entre la primera, segunda y tercera posiciones de contacto en respuesta a una condición de energía en la primera y segunda fuentes de energía.

14. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la condición de energía comprende una primera señal .

15. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la primera señal también comprende un consumo de energía de carga.

16. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la primera señal también comprende una indicación de si el dispositivo está en la primera posición de contacto, en la segunda posición de contacto o en la tercera posición de contacto.

17. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el medio móvil comprende: un controlador para recibir una primera señal indicativa de una condición de energía, el controlador envía una segunda señal al ensamble de accionamiento en respuesta a la primera señal, el ensamble de accionamiento se mueve entre la primera, segunda y tercera posiciones de contacto en respuesta a la segunda señal.

18. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el ensamble de accionamiento es un dispositivo 18 seleccionado del grupo que consiste de un solenoide, un motor y un dispositivo colocado magnéticamente.

19. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el controlador es un procesador, un circuito, un dispositivo de desconexión termo-magnética y cualquier combinación de los anteriores.

20. El dispositivo de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque además comprende un fusible detector de carga colocado entre la carga y la primera, segunda y tercera posiciones de contacto.