WO2017061848A2 - Modelo de utilidad de equipo restaurador de energia que emplea señales de radio frecuencia que se alimenta de un suministro de energia basado en energias renovables - Google Patents
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- WO2017061848A2 WO2017061848A2 PCT/MX2016/000098 MX2016000098W WO2017061848A2 WO 2017061848 A2 WO2017061848 A2 WO 2017061848A2 MX 2016000098 W MX2016000098 W MX 2016000098W WO 2017061848 A2 WO2017061848 A2 WO 2017061848A2
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H81/00—Protective switches in which contacts are normally closed but are repeatedly opened and reclosed as long as a condition causing excess current persists, e.g. for current limiting
Definitions
- the present invention relates to a utility model of energy restorative equipment that employs radio frequency signals that is fed from a power supply based on renewable energies, which, through its configuration, eliminates the use of electrical transformers for run the power restorers. Therefore, due to its technical constitution and the technical solution derived from the present improvement, this utility model refers to an invention of the electrical area.
- the restorers are self-controlled devices to automatically interrupt and close alternating circuit circuits with a certain sequence of openings and closures followed by a final closing or opening operation.
- the restorer operates in a manner similar to a three-phase switch, since its contacts are actuated by a common rod, connected and disconnected simultaneously.
- the mobile contacts have tensioned springs in such a way that the opening is immediate when the mobile contacts fall, energize the closing coil, which is calibrated to operate with a certain interval of time that is programmed for this purpose.
- the closing coil drives a mechanical device that operates the mobile contacts allowing the circuit to be coupled again with the fixed contacts.
- the electric restorers work together with an electricity transformer powered by the same light company, obtaining the low voltage supply for its operation, which consists of a system with the following components: electromechanical-electronic control control box, electronic source intelligent, bank of two batteries with capacity of 16 hours / Amper 12 spiritsios of direct current, each one; that is to say, in total 32 hours / Amper and, a 12 and 24 volt direct current electrical circuit, where 12 volts are for radio controls and logic control operation, and 24 volts for electromechanics of the restorer in its closures and openings.
- the system is designed and programmed to work with 120 volts of the supply network, which, using an automated electronic source, verifies the operation of the batteries, preventing possible failures of the supply network; in the case of failure, then the automated equipment that will disable the transmitter for one hour starts operating, leaving it without a signal; then to activate it remotely, specialized personnel are required to make this connection manually; because it needs 24 volts of direct current to activate the closing mechanism especially because the conventional battery bank is designed for a single closing and opening event; In addition to this, it lacks a control team remote or remote, so human intervention is required to activate the switch manually on site; causing loss of energy, loss of restoration time.
- Figure 1 is a diagram that integrates the elements that make up the utility model of recorders of the energy supply based on renewable energies that uses radio frequency signals in a first configuration example.
- Figure 2 is a diagram that integrates the elements that make up the utility model of the power supply connection equipment based on renewable energies that uses radio frequency signals in a second possible configuration.
- Figure 3 is a perspective view of the utility model of the power supply connection equipment based on renewable energies that uses radio frequency signals once installed.
- the renewable energy-based energy generator (9) obtains from a conventional source of energy supply (1) (preferably solar panels because it is considered as the ideal source of energy to the sun, but not being limiting in the present description), said panels (l) capture the energy and send it by means of conventional cables (5) towards an energy controller (2), which regulates the energy and makes possible the charging current input continuously towards at least one battery (3) (which is preferably empty ) where the maximum voltage captured by the panels (1) is stored, allowing energy absorption; by means of at least one battery (3), the energy restoration equipment (10) uses the stored energy to guarantee its operation and activate it in case of voltage variations; once the batteries (3) are fully charged, and while the solar panels (1) continue to absorb the sun's energy, the energy controller (2) interrupts the charge of the batteries (3) according to the capacity of charging, thus eliminating the need to use a manual switch that activates the passage of energy to the switch or the passage of energy to the batteries (3) for its use;
- the following description aims to detail in a more specific way the configuration of the utility model of energy restorative equipment that uses radio frequency signals that is fed from a renewable energy-based energy supply which is comprised of two combinations of elements, which these elements are in turn comprised of technical characteristics that allow the operation of the invention.
- One of the elements is an energy generator and the other is an energy restorer.
- the energy generator generates the energy through two solar panels at 50 W each and sends a 24 VDC power output through cables to a 20 Amper charge controller that through an automatic control circuit It sends the power to a battery bank of two batteries of 12 to 24 VDC and 110 Amper each while the battery bank still has a charging capacity. When the battery bank is at its maximum charge capacity, the controller closes the power output.
- the battery bank feeds the batteries that make up the restorer, which are generally two batteries of 12 VDC 16 A / h each, passing Sa energy through a rectifier diode of 35 VDC at 25 ASV1P that allows the output but not the return of energy to the battery bank.
- the batteries of the restorer are always kept charged and pass the energy to the power source of the restorer when it needs it.
- it allows you to have a backup of energy for at least 7 days, if Sos solar panels stop capturing and sending energy.
- Another variation consists in using the following configuration: a solar panel of 100 Watts at 12 VDC that sends the power to 12 VDC by means of cabies to the same charge controller from 20 Amper to 12 VDC, which fulfills the same function as the previous explanation but that keeps a single battery from 12 V to 155 A charged.
- This battery sends Sa energy to a rectifying diode that allows the output but not the return of energy to the battery, and transmits it to a sinusoidal inverter of 1000W at 12V which sends Sa energy directly to the power source of the restorer, eliminating again the use of a transformer, the batteries of the restorer and the safety switch of discharges and overloads, since this possibility is eliminated.
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Esta invención se refiere a un modelo de utilidad de un equipo restaurador de energía que emplea señales de radio frecuencia que se alimenta de un suministro de energía basado en energías renovables, para proteger los restauradores de energía que emplea señales de radiofrecuencia convencionales, de descargas y sobrecargas implementando un nuevo sistema de alimentación para los UTR, RTA (restauradores) con fuentes alternas que se comprende de la combinación de dos grupos de elementos, un generador de energía a basa de energía renovable y un restaurador de energía convencional; donde el generador de energía a través de energías renovables permite la entrada de energía al restaurador por medio de un suministro de energía, preferentemente paneles solares, que captan la energía, la envían a un regulador de energía y este a su vez permite la salida de energía a una o más baterías para que almacenen la energía captada y la resguarden para su uso y aprovechamiento por el restaurador por las noches o en una emergencia. Para regular el paso de energía de las baterías al restaurador se implementa un diodo que envía la energía más impide el regreso de la misma, para alimentar a las baterías del restaurador o en su defecto enviando el diodo la energía a un inversor, alimentar el restaurador de energía directamente hacia su fuente de energía.
Description
MODELO DE UTILIDAD DE EQUIPO RESTAURADOR DE ENERGÍA QUE EMPLEA SECALES DE RADIO FRECUENCIA QUE SE AUMENTA DE UN SUMUNISTRO DE EMERGIA BASADO BU EMERGIAS
RENOVABLES CAMPO DE TECNICO
La presente invención se refiere a un modelo de utilidad de equipo restaurador de energía que emplea señales de radio frecuencia que se alimenta de un suministro de energía basado en energías renovables, el cual, por medio de su configuración, elimina el uso de transformadores eléctricos para hacer funcionar los restauradores de energía eléctrica. Por io que, debido a su constitución técnica y a la solución técnica derivada de la presente mejora, este modelo de utilidad se refiere a una invención del área eléctrica.
ANTECEDENTES
Los restauradores, son dispositivos auto controlados para interrumpir y cerrar automáticamente circuitos de comente alterna con una secuencia determinada de aperturas y cierres seguidos de una operación final de cierres o aperturas definitiva.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO.
El restaurador opera en una forma semejante a un interruptor trifásico, ya que sus contactos son accionados por un vástago común, conectados y desconectados en forma simultánea.
El proceso de apertura y cierre del mecanismo que activa el equipo, se puede describir brevemente como sigue.
1- Cuando ocurre una falla la bobina de disparo, se energiza y actúa sobre una horquilla de tres patas que se hace caer en los contactos, convencionalmente estos son móviles.
2- Los contactos móviles disponen de resortes tensionados de tal forma que la apertura es inmediata cuando al caer los contactos móviles energizan la bobina de cierre, la cual se encuentra calibrada para operar con un cierto intervalo de tiempo que se programa para tal fin.
3- La bobina de cierre acciona un dispositivo mecánico que opera los contactos móviles permitiendo que el circuito se acople nuevamente con los contactos fijos.
4- Si la falla es transitoria, el restaurador queda conectado y preparado para otra falla
5- Si la falla es permanente repetirá todo el proceso anterior hasta quedar fuera de servicio, según sea el número de intentos de realizar el cierre para el cual esta calibrado. La interrupción del arco tiene lugar en una cámara de excitación que contiene los contactos.
TIPOS DE EQUIPOS RESTAURADORES.
Las compañías suministradoras de energía eléctrica emplean convencionalrnente ios equipos denominados R y W; que su principal diferencia radica en la capacidad de voltaje que emplean en su funcionamiento:
Equipo restaurador tipo R
Voltaje nominal 2.4 1
Corriente nominal 25 400 amperes
Voltaje de diseño 15.5KV
Restaurador tipo W (En su apariencia son mas robustos que los anteriores) Voltaje nominal 2.4 14.4 KV
Corriente nominal 100 560 amperes
Voltaje de diseño 15.5KV
Actualmente ios restauradores eléctricos funcionan conjuntamente con un transformador de electricidad alimentado por la misma compañía de luz, obteniendo el suministro en baja tensión para su funcionamiento, el cual consta de un sistema con los siguientes componentes: caja control de mando electromecánica- electrónica, fuente electrónica inteligente, banco de dos baterías con capacidad de 16 horas /Amper 12 voitios de corriente directa, cada una; es decir, en total 32 horas/ Amper y, un circuito eléctrico de 12 y 24 voltios de corriente directa, donde 12 voltios son para el radio controS y operación lógica de mando, y 24 voltios para electromecánica del restaurador en sus cierres y aperturas.
El sistema está diseñado y programado para que funcione con 120 voltios de la red de suministro, el cual empleando una fuente electrónica automatizada, verifica el funcionamiento de las baterías previniendo posibles fallas de la red de suministro; en el caso de falle, entonces entra en funcionamiento el equipo automatizado que inhabilitara por una hora ei transmisor, dejándolo sin señal; entonces para activarlo vía remota se requiere de personal especializado que realice dicha conexión de manera manual; debido a que necesita 24 voltios de corriente directa para activar ei mecanismo de cierre especialmente debido a que el banco de baterías convencionalrnente está diseñado para un solo evento de cierre y aperturas; aunado a esto, carece de un equipo de control
remoto o a distancia por lo que se requiere intervención humana para activar el interruptor de manera manual in situ; provocando perdida de energía, pérdida de tiempo de restauración.
Observando Sa necesidad de proteger estos equipos de diferencias significativas de voltaje, debido a múltiples factores, soio por mencionar algunos: descargas atmosféricas, ruptura de la línea de corriente, debido a la caída de árbotes , accidentes indirectos ocasionados por vehículos que dañen ios postes donde se encuentra e l equipo, movimientos sísmicos y otro tipo de eventos que no son naturales, como los robos de cableado de alimentación para el transformador demandando entonces al personal para la conexión
De los equipos y restablecimiento del flujo de energía.
Estas acciones además implican otros esfuerzos adicionales que no son técnicos pero sin embargo son indispensables como la apertura de caminos en sitios remotos, enfrenamientos con personas para acceder a lugares donde se encuentran los equipos y que por diferentes circunstancias se encuentran bloqueados los accesos, etc; ante esta problemática se advierte que resultan afectados los usuarios de la energía y por So tanto se propone el diseño de un sistema en donde se elimina el transformador que alimenta el restaurador; el cual optimice el funcionamiento para el interruptor de apertura y cierre empleando radiofrecuencia. DESCRIPCION
Los detalles característicos de este novedoso modelo de utilidad de equipo restaurador de energía que emplea señales de radio frecuencia que se alimenta de un suministro de energía basado en energías renovables se muestran claramente en Sa siguiente descripción y en las figuras que se acompañan, así como una descripción de aquella donde se sigue los mismos signos de referencia para indicar las partes y figuras mostradas. Los detalles que se describen a continuación tienen un carácter enunciativo, mas no limitativo.
Breve descripción de figuras:
La figura 1 es un diagrama que integra los elementos que componen al modelo de utilidad de equipo de recorsexiórs del suministro de energía basado ers energías renovables que emplea señales de radio frecuencia en un primer ejemplo de configuración.
La figura 2 es un diagrama que integra los elementos que componen al modelo de utilidad de equipo de conexión del suministro de energía basado en energías renovables que emplea señales de radiofrecuencia en una segunda posible configuración.
La figura 3 es una vista en perspectiva del modelo de utilidad de equipo de conexión del suministro de energía basado en energías renovables que emplea señales de radiofrecuencia una vez instalado.
Debido a la problemática presentada en los antecedentes, la solución corresponde a la eliminación del transformador y el interruptor, por lo que se pretende proteger por medio de la presente solicitud, un modelo de utilidad de equipo restaurador de energía que emplea señales de radiofrecuencia que se alimenta de un suministro de energía basado en energías renovables que con base en las figuras anteriores, comprende dos combinaciones de los siguientes elementos los cuales para facilitar su comprensión se en listan primeramente; a) un generador de energía base de energías renovables (9)
b) un restaurador de energía (10) convencional, preferentemente de los que cuentan con una caja de control de mando electrónico / electromecánico con función de mando vía radio frecuencia: donde el generador de energía a base de energías renovables (9), obtiene de una fuente convencional de suministro de energía (1) ( preferentemente pan eles solares debido a que se considera como la fuente idónea de energía al sol, mas no siendo limitativo en la presente descripción), dichos paneles (l)captan la energía y enviándola por medio de cables (5) convencionales hacia un controlador de energía (2) , que regula la energía y hace posible la entrada de corriente de carga de manera de manera continua hacia a al menos una batería (3) ( la cual preferentemente se encuentra vacía) donde se almacena el máximo de voltaje captado por los paneles (1) , permitiendo la absorción de energía; por medio de al menos una batería (3) , el equipo restaurador de energía (10) emplea la energía almacenada para garantizar su funcionamiento y activarlo en caso de variaciones de voltaje; una vez cargadas las baterías (3) en su totalidad, y mientras los paneles solares (1) siguen absorbiendo la energía del sol, el controlador de energía (2) interrumpe la carga de la (s) baterías (3) según la capacidad de carga, eliminando de esta forma la necesidad de utilizar un interruptor manual que accione el paso de energía al interruptor o el paso de energía a las baterías (3) para su aprovechamiento; ahora bien las baterías (3) f son preferentemente de ciclo profundo de plomo), una vez que han acumulado la energía, proporcionan la salida a la energía y la envían a un diodo (4) el cual permite equilibrar el flujo de energía entre el generador de energía (9) y el equipo restaurador de energía (8) , brindando a si un equilibrio en el flujo de energía de todo el circuito y evitar que la
energía regrese al suministro de energía (1) y esta sea consumida por los mismos, descargando a si la energía que mantiene funcionando al generador de energía (9) y al restaurador de energía (8); la energía almacenada por las baterías (3) es enviada por medio del diodo (4) a la batería (7) del restaurador de energía (10)para su funcionamiento, o bien, ía energía enviada por las baterías (3) a través del diodo (4) pasa a un inversor de energía (6) ( preferentemente dei tipo sinusoidal ( dc-ac de carga) ), ei cual permite pasar directamente la energía almacenada por las baterías (3) a la fuente principal (8) del equipo restaurador de energía (10)
La siguiente descripción pretende detallar de manera más especifica la configuración del modelo de utilidad de equipo restaurador de energía que emplea señales de radio frecuencia que se alimenta de un suministro de energía basado en energías renovables el cual se comprende de dos combinaciones de elementos, que a su vez estos elementos se comprenden de características técnicas que permiten el funcionamiento de la invención. Uno de ios elementos es un generador de energía y ei otro es un restaurador de energía. Donde ei generador de energía, genera la energía a través de dos pañetes solares a 50 W cada uno y envían una salida de energía de 24 VDC por medio de cables a un controlador de carga a 20 Amper que por medio de un circuito de control automático envía la energía a un banco de baterías de dos baterías de 12 a 24 VDC y 110 Amper cada una mientras el banco de baterías aun tengan capacidad de carga. Cuando el banco de baterías se encuentra en su capacidad máxima de carga, el controlador cierra la salida de energía. Para que el restaurador de energía funcione sin el transformador y el interruptor para no sufrir descargas y sobrecargas, el banco de baterías alimenta a las baterías que conforman al restaurador, las cuales son generalmente dos baterías de 12 VDC 16 A/h cada una, pasando Sa energía por medio de un diodo rectificador de 35 VDC a 25 ASV1P que permite la salida mas no el regreso de la energía al banco de baterías. Así las baterías del restaurador se mantienen siempre cargadas y pasan la energía a la fuente de energía dei restaurador cuando este lo necesita. Además de que la configuración anterior permite que se tenga un resguardo de energía al menos por 7 días, esto si Sos paneles solares dejan de captar y enviar energía.
Otra variación consiste en utilizar la siguiente configuración: un panel solar de 100 Watts a 12 VDC que envía la energía a 12 VDC por medio de cabies al mismo controlador de carga de 20 Amper a 12 VDC, el cual cumple con la misma función que la explicación anterior pero que mantiene una sola batería de 12 V a 155 A cargada. Esta batería envía Sa energía a un diodo rectificador que permite la salida mas no el regreso de energía a la batería, y la transmite a un inversor sinusoidaS de 1000W a 12V el cual envía Sa energía directamente a la fuente de energía del restaurador, eliminando nuevamente el uso de un transformador, las baterías del restaurador y el interruptor de seguridad de descargas y sobrecargas, ya que se elimina esta posibilidad.
Claims
1. Un EQUIPO RESTAURADOR DE ENERGIA QUE EMPLEA SEÑALES DE RADIO FRECUENCIA QUE SE ALIMENTA DE UN SUMINISTRO DE ENERGIA BASADO EN ENERGIAS RENOVABLES caracterizado porque comprende de dos combinaciones de elementos: un generador de energía a base de energías renovables y un restaurador de energía que emplea señales de radio frecuencia convencional; donde el generador de energía, se comprende de al menos un suministro de energía renovable preferentemente paneles solares que producen la energía a través de captar energía solar, que por rnedio de un conducto de cables envía la energía a un controlador de energía eí cual regula la energía generada por el suministro de energía renovable y la envía a al menos una batería para su almacenamiento; la batería transmite ía energía almacenada a las baterías del restaurador de energía a través de un diodo que permite que la energía pase y a su vez impide su regreso, o bien, ía batería transmite la energía almacenada directamente a la fuente principal de energía del restaurador a través de un inversor de energía permitiendo el funcionamiento total del mismo, sin que este tenga que alimentarse de las baterías integradas.
2. El EQUIPO RESTAURADOR DE ENERGIA QUE EMPLEA SEÑALES DE RADIO FRECUENCIA QUE SE ALIMENTA DE UN SUMINISTRO DE ENERGIA BASADO EN ENERGIAS RENOVABLES según la reivindicación uno, caracterizado porque la combinación de sus elementos permiten su funcionamiento continuo con un resguardo de energía de al menos siete días, evitando así las descargas y sobrecargas de energía que arriesgan el funcionamiento de los restauradores actuales
3. El EQUIPO RESTAURADOR DE ENERGIA QUE EMPLEA SEÑALES DE RADIO FRECUENCIA QUE SE ALIMENTA DE UN SUMINISTRO DE ENERGIA BASADO EN ENERGIAS RENOVABLES según ía reivindicación uno, caracterizado porque el suministro de energía renovable puede adquirir la energía por medio del aprovechamiento de cualquier energía renovable como por ejempío la solar, la eólica, la hidráulica, etc.
4. El controlador de energía para Sos EQUIPOS RESTAURADORES DE ENERGIA QUE EMPLEA SEÑALES DE RADÍO FRECUENCIA QUE SE ALIMENTA DE UN SUMUNISTRO DE ENERGIA BASADO EN ENERGIAS RENOVABLES según la reivindicación uno, dos y tres, caracterizado porque
cuando la batería no se encuentra en su capacidad máxima de carga, este permite el paso de carga por medio de un circuito de control automático que controla la salida de energía a la batería;
5. Él controlador de energía para los EQUIPOS RESTAURADORES DE ENERGIA QUE EMPLEAN SEÑALES DE RADIO FRECUENCIA QUE SE ALIMENTA DE UN SUMINISTRO DE ENERGÍA BASADO EN ENERGÍAS RENOVABLES según la reivindicación uno, dos y tres caracterizado porque una vez que la batería alcanza su capacidad máxima de carga, este interrumpe el paso de carga por medio de un circuito de control automático que controla la salida de energía a la batería.
6. La batería para tos EQUIPOS RESTAURADORES DE ENERGÍA QUE EMPLEA SEÑALES DE RADIO FRECUENCIA QUE SE ALIMENTA DE UN SUMUNISTRO DE ENERGIA BASADO EN ENERGIAS RENOVABLES según la reivindicación uno, dos y tres caracterizada porque es preferentemente de ciclo profundo de plomo.
7. La batería para los EQUIPOS RESTAURADORES DE EMERGIA QUE EMPLEA SEMALES DE
RADIO FRECUENCIA QUE SE ALIMENTA DE UN SUMINISTRO DE ENERGIA BASADO EN ENERGIAS RENOVABLES según la reivindicación uno, dos y tres, caracterizada porque tiene una capacidad de al menos 110 Amper a 12 VDC para 24 VDC que permite el resguardo de energía por al menos 7 días;
8. ES inversor de energía para EQUIPOS RESTAURADORES DE ENERGIA QUE EMPLEA SEÑALES DE RADIO FRECUENCIA QUE SE ALIMENTA DE UN SUMINISTRO DE ENERGIA BASADO EN ENERGIAS RENOVABLES según la reivindicación uno, dos y tres, según la reivindicación uno caracterizado porque preferentemente es de tipo sinusoidal de 12 voltios de corriente directa de entrada y con salida de 115 voltios de comente alterna sinusoidal.
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