WO2018119528A1 - System for transmitting electrical energy using direct current - Google Patents

System for transmitting electrical energy using direct current Download PDF

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WO2018119528A1
WO2018119528A1 PCT/CL2017/000043 CL2017000043W WO2018119528A1 WO 2018119528 A1 WO2018119528 A1 WO 2018119528A1 CL 2017000043 W CL2017000043 W CL 2017000043W WO 2018119528 A1 WO2018119528 A1 WO 2018119528A1
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WO
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alternating current
currents
injection
voltage
capacitor
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Application number
PCT/CL2017/000043
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Spanish (es)
French (fr)
Inventor
Miguel VILLABLANCA MARTINEZ
Original Assignee
Universidad De Santiago De Chile
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output

Definitions

  • a recognized technical problem when electrical power is exchanged between two alternating current systems, through a direct current loop is that the two alternating current systems suffer on the one hand: a) Injection of interfering harmonic currents with other equipment connected to alternating current systems; b) Voltage variations at the point of connection with the AC system.
  • the proposed system which is sought to protect, does not entail the above anomalies, since perfectly sinusoidal currents (without harmonic distortion) occur, at the point of connection with the two alternating current systems. Furthermore, at these connection points a constant and stabilized voltage is produced, through the adequate injection of reactive power.
  • the present requirements not solved by the prior art are: a) Avoid computational studies that involve the design of passive filters; b) Simplify the injection of adjustable reactive power, both from the point of view of cost and the size of the equipment to be implemented.
  • an electric power transmission system that:
  • That it comprises means for the injection of reactive power (at an adequate level) avoiding voltage variations in alternating current systems, that is, allowing to achieve a constant voltage in the alternating current bars.
  • document CN101507080A by ABB TECHNOLOGY LTD, discloses a direct current filter for HVDC transmission systems.
  • the power transmission system proposed in that document has clear limits of electrical power, as well as manifest voltage limits.
  • Said document also does not include means for the generation of sinusoidal currents on the side of alternating current, and therefore also fails to avoid the injection of harmonic currents that interfere with other equipment connected to the same alternating current system.
  • An electric power transmission system is presented using direct current, which allows to exchange electric power between two alternating current systems, without transmission voltage limits and with a stabilized voltage and without injection of harmonic currents in the current system bars alternate It also allows energy to be transmitted between two geographical points distant from each other, and in any case between points that are much greater distances than those technically possible today, even using underground and / or underwater wiring. This system also has important technical and economic advantages over conventional systems. Also, the invention allows transmission of electrical energy, without limits of electrical power.
  • Figure 1 shows a circuit configuration of the prior art
  • Figure 2 shows a circuit configuration of the AC / DC rectifier stage
  • Figure 3 shows the waveforms of the Isi and Is2 currents
  • Figure 4 shows the detail of how the switches Si and S 2 shape the currents Isi and Isa-
  • Figure 5 shows a graph of how they form the current through the currents Isi and Is2
  • Figure 6 shows a real Si switch.
  • Figure 7 shows three operational modes of the mentioned element conformation
  • Figure 8 shows the waveforms obtained when the circuit of Fig. 2 is implemented
  • Figure 9 shows a complete scheme of the autonomous system of the present invention.
  • Figure 10 shows an HDVC Point to Point power transmission system on the rectifier side.
  • Figure 11 shows an HDVC Point to Point power transmission system "on the inverter side.
  • Figure 12 shows an HDVC Back to Back "power transmission system on the rectifier side.
  • Figure 13 shows an HDVC Back to Back "power transmission system on the inverter side.
  • Figure 14 shows an HDVC Point to Point power transmission system on the inverter side.
  • Figure 15 shows an HDVC Point to Point power transmission system on the inverter side.
  • Figure 16 shows an HDVC Back to Back power transmission system on the inverter side.
  • Figure 17 shows an HDVC Back to Back power transmission system on the inverter side.
  • Figure 1 shows a modality of the currently known technology and, in particular, the HDVC PLUS technology, in which, with the objective to avoid using passive filters, on the one hand a multiplicity of switches are used in order to segment the voltage, and on the other hand the capacitor stores each of these voltage segments with the high associated cost because it comprises in Many cases about 1200 switches or switches and 600 other capacitors.
  • This circuit presents the need to control each of said switches in real time and units of time in the order of nano seconds, which further complicates said solution to achieve the objective of decreasing harmonics.
  • HDVC PLUS technology also has voltage limits of around 350 KV, a limit that the present invention far exceeds.
  • the technology of the present invention interconnects two alternating current systems through a direct current loop.
  • the direct current loop has technical and economic advantages for long distances of transmission of electrical energy, and in particular through submarine or underground cable.
  • other possible applications of the present invention such as the technical improvement of large mill engines used in mining, are not ruled out.
  • Fig. 2 shows the circuit in an embodiment of the present invention, for transforming alternating current into direct current (rectifier stage).
  • the investment stage is similar and will be described in the following paragraphs.
  • Fig. 4 illustrates how the electronic switches Si and S 2 shape the currents l S ie Is 2 -
  • the switch opens and the current decreases.
  • a time count begins and when this time ends the switch closes and the current increases.
  • the process is repeated and the current is forced to follow the reference. By reducing the times ti and t 2 the current follows its reference closer.
  • Fig. 5 shows the effect of the Isi and Is2 currents in the shape of the current.
  • the capacitors to the left of Fig. 1 prevent some high-frequency harmonic currents from the current (if any) from penetrating the alternating current system. Also, at fundamental frequency these capacitors are important for the injection of reactive power adjustable to the alternating current system and thus provide a good voltage regulation at the point of connection to the alternating current system.
  • Fig. 6 shows the real Si switch (see Fig. 2), which consists of a conformation of 2 switches (S a and S b ), 2 diodes (D a and D b ), and a capacitor C.
  • This Element shaping is necessary because it greatly reduces energy losses in the Si switch.
  • Fig. 7 in turn shows the 3 operational modes of the aforementioned conformation.
  • Fig. 2 The circuit of Fig. 2 was experimentally implemented by computational modeling, which is reflected in Fig. 7 which shows the waveforms obtained using the Hioki 8835 digital instrument. Note the quality obtained in the sinusoidal current l A of Fig. 2.
  • NPT-IGBT Modules SKM 75GAR063D; SKM 75GAL063D
  • HVDC Point to Point technology is used in the direct current loop when there is a transmission line to move large blocks of energy over long distances.
  • the losses in the line are low.
  • the HVDC Back to Back technology is commonly used to join two systems that operate with different frequencies.
  • a practical example turns out to be the need to connect the Brazil system that works with 60 Hz, with the Argentine system that works with 50Hz.
  • This frequency difference prevents having a single transmission line without a system that corrects or modifies this difference.
  • classical technology opted for direct current transmission.
  • Our invention addresses the transmission of direct current, managing to work large volumes of power, contrary to existing technology.
  • the invention proposes a parallel connection of the bridges so that they contribute to the DC transmission in high values. Another relevant element of this connection is that a parallel connection allows operation at low voltage, contributing significantly to the economy of resources.
  • each switch or switch (S1, S2, S3 and S 4 ), is composed of five elements: 2 IGBT, 2 Diodes and a capacitor.
  • each switch or switch is composed of six elements (2 diodes, two IGBT's and two thyristors).
  • the rectifier and inverter circuits (both point to point and back to back), diodes are used in the rectifier and thyristors in the inverter, in one mode they can comprise only thyristors, as shown in Figures 14 to 17.
  • the configuration of an HDVC Point to Point loop on the rectifier side is presented considering a gap between 0 or 90 °.
  • the circuit diagram for the Si-switch is presented.
  • Figure 15 while presenting the configuration of an HDVC Loop Point to Point on the inverting side considering a gap between 90 ° and 180 °.
  • the circuit diagram for switch S 3 is presented .
  • Figure 16 shows the configuration of a Back to Back HDVC loop on the rectifier side considering a gap between 0 or 90 °. Also, in this figure the circuit diagram for the switch is presented
  • Figure 17 shows the configuration of a Back to Back HDVC loop on the inverter side considering a gap between 90 ° and 180 °.
  • the circuit diagram for the switch S 4 is presented .

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

The invention relates to a system for transmitting electrical energy, which allows electrical power to be exchanged between two alternating-current systems, by means of a direct current loop, preventing harmonic currents from being injected into the alternating-current system, the rectifier stage and/or the inverter stage of the energy transmission system including a device that comprises two switches, two diodes and a capacitor.

Description

SISTEMA DE TRANSMISIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA USANDO  ELECTRICAL ENERGY TRANSMISSION SYSTEM USING
CORRIENTE CONTINUA  DC
Antecedentes de la invención Background of the invention
La transmisión de energía eléctrica, es un desafío propio del mundo moderno, y vital para todas las industrias así como para la vida diaria en la ciudad o fuera de ellas. Por lo tanto, no solamente la generación de energía eléctrica es un desafío constante, sino que también su transmisión y su distribución. The transmission of electrical energy is a challenge of the modern world, and vital for all industries as well as for daily life in or outside the city. Therefore, not only the generation of electricity is a constant challenge, but also its transmission and distribution.
Es de público conocimiento que la transmisión de energía eléctrica entre dos puntos muy distantes y para altas potencias, requiere del uso de corriente continua. Esto también es válido para largos tendidos a través de cables subterráneos o submarinos, dado que la corriente alterna no permite más de 40 kilómetros de distancia de transmisión. En Europa, por ejemplo, hay muchos tendidos submarinos de más de 200 kilómetros, uniendo continentes y países. It is public knowledge that the transmission of electrical energy between two very distant points and for high powers, requires the use of direct current. This is also valid for long runs through underground or underwater cables, since alternating current does not allow more than 40 kilometers of transmission distance. In Europe, for example, there are many submarine lines of more than 200 kilometers, joining continents and countries.
En este contexto, un problema técnico reconocido cuando se intercambia potencia eléctrica entre dos sistemas de corriente alterna, a través de un lazo de corriente continua, es que los dos sistemas de corriente alterna sufren por un lado: a) Inyección de corrientes armónicas que interfieren con otros equipos conectados a los sistemas de corriente alterna; b) Variaciones de voltaje en el punto de conexión con el sistema de corriente alterna. Sin embargo, el sistema propuesto y que se busca proteger, no conlleva las anomalías anteriores, dado que se producen corrientes perfectamente senoidales (sin distorsión armónica), en el punto de conexión con los dos sistemas corriente alterna. Además en dichos puntos de conexión se produce un voltaje constante y estabilizado, a través de la inyección adecuada de potencia reactiva. In this context, a recognized technical problem when electrical power is exchanged between two alternating current systems, through a direct current loop, is that the two alternating current systems suffer on the one hand: a) Injection of interfering harmonic currents with other equipment connected to alternating current systems; b) Voltage variations at the point of connection with the AC system. However, the proposed system, which is sought to protect, does not entail the above anomalies, since perfectly sinusoidal currents (without harmonic distortion) occur, at the point of connection with the two alternating current systems. Furthermore, at these connection points a constant and stabilized voltage is produced, through the adequate injection of reactive power.
La teoría clásica soluciona los problemas técnicos detallados en los puntos anteriores de la siguiente manera: por un lado para evitar la inyección de corrientes armónicas a los sistemas de corriente alterna, se utilizan típicamente The classical theory solves the technical problems detailed in the previous points as follows: on the one hand to avoid the injection of harmonic currents to alternating current systems, they are typically used
i filtros pasivos. Por otra parte, para evitar las variaciones de voltaje en el sistema de corriente alterna se utiliza una inyección adecuada de potencia reactiva, lo que permite estabilizar el voltaje mencionado. Sin embargo, la solución de los dos aspectos anteriores es complejo tanto en los estudios computacionales que ello conlleva como también desde el punto de vista del costo y tamaño de los equipos a implementar. i passive filters On the other hand, an adequate injection of reactive power is used to avoid voltage variations in the alternating current system, which allows stabilizing the mentioned voltage. However, the solution of the two previous aspects is complex both in the computational studies that this entails as well as from the point of view of the cost and size of the equipment to be implemented.
De acuerdo a lo anterior, los requerimientos presentes no solucionados por el estado de la técnica es: a) Evitar los estudios computacionales que implican el diseño de los filtros pasivos; b) Simplificar la inyección de potencia reactiva ajustable, tanto desde el punto de vista del costo como del tamaño de los equipos a implementar.  According to the above, the present requirements not solved by the prior art are: a) Avoid computational studies that involve the design of passive filters; b) Simplify the injection of adjustable reactive power, both from the point of view of cost and the size of the equipment to be implemented.
En resumen, es deseable disponer de: un sistema de transmisión de energía eléctrica que: In summary, it is desirable to have: an electric power transmission system that:
* Permita transmitir corriente eléctrica entre dos puntos muy distantes entre sí;  * Allow to transmit electric current between two points very distant from each other;
• Permita transportar la corriente eléctrica por líneas aéreas, o de manera subterránea o submarina; • Allow the electric current to be transported by air lines, or underground or underwater;
•s No tenga límites de potencia eléctrica y de voltaje de transmisión;  • s Do not have electrical power and transmission voltage limits;
■ Comprenda medios para la generación de corrientes senoidales en el lado de corriente alterna de los convertidores;  ■ Understand means for generating sinusoidal currents on the AC side of the converters;
Permita evitar la inyección de corrientes armónicas a los sistemas de corriente alterna adyacentes, que interfieren con otros equipos conectados a dichos sistemas de corriente alterna;  Allow to avoid the injection of harmonic currents to adjacent alternating current systems, which interfere with other equipment connected to said alternating current systems;
Que comprenda medios para la inyección de potencia reactiva (en un nivel adecuado) evitando las variaciones de voltaje en los sistemas de corriente alterna, es decir, permitir lograr un voltaje constante en las barras de corriente alterna.  That it comprises means for the injection of reactive power (at an adequate level) avoiding voltage variations in alternating current systems, that is, allowing to achieve a constant voltage in the alternating current bars.
Que logre un rendimiento superior al 98%.  That it achieves a yield superior to 98%.
Al revisar el estado de la técnica, es posible vislumbrar que éste soluciona algunos de los problemas detallados anteriormente, y en caso de hacerlo, lo logra de una manera muy compleja, muy cara y presentando, además, considerables limitaciones de potencia. When reviewing the state of the art, it is possible to see that it solves some of the problems detailed above, and if so, what It achieves a very complex, very expensive and also presenting considerable power limitations.
Para corregir las corrientes que no son senoidales, la tecnología clásica propone generalmente el uso de filtros pasivos para "limpiar" la señal y dejarla con forma senoidal. Estos filtros permiten que la "basura" se desvíe, puesto que los filtros "ofrecen" a la corriente una baja impedancia. De esta forma, los filtros pasivos "limpian" armónicos a distinta frecuencia y a distinta fase. Asimismo, para el problema técnico de las variaciones de voltaje, dichas tecnologías clásicas inyectan potencia reactiva o absorben potencia reactiva al sistema, logrando estabilizar el voltaje. To correct currents that are not sinusoidal, classical technology generally proposes the use of passive filters to "clean" the signal and leave it with a sine shape. These filters allow the "garbage" to deviate, since the filters "offer" a low impedance to the current. In this way, passive filters "clean" harmonics at different frequencies and at different stages. Also, for the technical problem of voltage variations, said classic technologies inject reactive power or absorb reactive power to the system, managing to stabilize the voltage.
En los últimos 10 años han aparecido nuevas tecnologías (lideradas por las multinacionales Siemens, ABB y Alstom), que fácilmente resuelven el problema armónico y la estabilización del voltaje en las barras de los sistemas de corriente alterna, sin embargo, dichas soluciones presentan la desventaja de no permitir la transmisión de más de 350 kV, además usan miles de interruptores controlados on line, lo que complejiza enormemente el control del sistema. La presente invención, al igual que los sistemas clásicos de corriente continua, permiten operar en magnitudes de voltaje de transmisión de hasta 1200 kV, sin embargo, se ha implémentado una tecnología muy simple en costo y tamaño, para producir corrientes perfectamente senoidales (sin distorsión armónica), en el punto de conexión con los dos sistemas corriente alterna y además, en dichos puntos de conexión se produce un voltaje constante y estabilizado, a través de la inyección adecuada de potencia reactiva. In the last 10 years new technologies have appeared (led by the multinationals Siemens, ABB and Alstom), which easily solve the harmonic problem and the stabilization of the voltage in the bars of alternating current systems, however, these solutions present the disadvantage of not allowing the transmission of more than 350 kV, they also use thousands of online controlled switches, which greatly complicates the control of the system. The present invention, like the classic direct current systems, allows operation in transmission voltage quantities of up to 1200 kV, however, a very simple technology in cost and size has been implied, to produce perfectly sinusoidal currents (without distortion harmonic), at the point of connection with the two alternating current systems and in addition, at said connection points a constant and stabilized voltage is produced, through the adequate injection of reactive power.
Al revisar el estado del arte, éste revela por ejemplo el documento nacional Registro N° 48489, del mismo titular de la presente invención, que presenta un aparato para disminuir la distorsión de las corrientes que alimentan los rectificadores CA/CC. Sin embargo, el sistema contenido en dicho documento no presenta interruptores que den forma a las corrientes correspondientes, no resultando posible la obtención de ondas senoidales. Contrariamente a lo anterior, la presente invención sí logra tal efecto. Dicho documento tampoco presenta una configuración tal que permita aumentar considerablemente el rendimiento de todo el sistema. When reviewing the state of the art, it reveals, for example, the national document Registry No. 48489, of the same holder of the present invention, which presents an apparatus for reducing the distortion of the currents that feed the AC / DC rectifiers. However, the system contained in said document does not have switches that shape the corresponding currents, and it is not possible to obtain sine waves. Contrary to what above, the present invention does achieve that effect. This document also does not have a configuration that allows to significantly increase the performance of the entire system.
Por otro lado, el documento CN101507080A, de los Señores ABB TECHNOLOGY LTD revela un filtro de corriente continua para sistemas de transmisión HVDC. Sin embargo el sistema de transmisión de energía propuesto en ese documento, tiene claros límites de potencia eléctrica, así como manifiestos límites de voltaje. Dicho documento tampoco comprende medios para la generación de corrientes senoidales en el lado de corriente alterna, y por lo tanto tampoco logra evitar la inyección de corrientes armónicas que interfieren con otros equipos conectados al mismo sistema de corriente alterna. On the other hand, document CN101507080A, by ABB TECHNOLOGY LTD, discloses a direct current filter for HVDC transmission systems. However, the power transmission system proposed in that document has clear limits of electrical power, as well as manifest voltage limits. Said document also does not include means for the generation of sinusoidal currents on the side of alternating current, and therefore also fails to avoid the injection of harmonic currents that interfere with other equipment connected to the same alternating current system.
En definitiva, el estado del arte, no ofrece una solución efectiva al problema técnico planteado. In short, the state of the art does not offer an effective solution to the technical problem posed.
Descripción resumida de la invención Summary Description of the Invention
Se presenta un sistema de transmisión de energía eléctrica usando corriente continua, que permite intercambiar potencia eléctrica entre dos sistemas de corriente alterna, sin límites de voltaje de transmisión y con un voltaje estabilizado y sin inyección de corrientes armónicas en las barras de los sistemas de corriente alterna. Asimismo, permite transmitir energía entre dos puntos geográficos distantes entre sí, y en todo caso entre puntos que se encuentren a distancias mucho mayores a las técnicamente posibles hoy en día, usando incluso cableado subterráneo y/o submarino. Este sistema presenta además ventajas técnicas y económicas importantes respecto de los sistemas convencionales. Asimismo, la invención permite transmisión de energía eléctrica, sin límites de potencia eléctrica. En efecto, a diferencia de los sistemas existentes no tiene límites de voltaje, lográndolo por una parte, a través de un lazo de corriente continua que mediante la generación de corrientes senoidales en el lado de corriente alterna, permite evitar la inyección de corrientes armónicas que interfieren con otros equipos conectados al mismo sistema de corriente alterna; y por otra parte, a través de la inyección de potencia reactiva (en un nivel adecuado) evitando así las variaciones de voltaje en el sistema de corriente alterna, es decir, presentando un voltaje constante y estabilizado en las barras de corriente alterna. An electric power transmission system is presented using direct current, which allows to exchange electric power between two alternating current systems, without transmission voltage limits and with a stabilized voltage and without injection of harmonic currents in the current system bars alternate It also allows energy to be transmitted between two geographical points distant from each other, and in any case between points that are much greater distances than those technically possible today, even using underground and / or underwater wiring. This system also has important technical and economic advantages over conventional systems. Also, the invention allows transmission of electrical energy, without limits of electrical power. In fact, unlike existing systems it has no voltage limits, achieving it on the one hand, through a DC loop that by generating sinusoidal currents on the side of alternating current, allows to avoid the injection of harmonic currents that interfere with other equipment connected to the same alternating current system; and on the other hand, through the injection of reactive power (at an appropriate level) thus avoiding voltage variations in the alternating current system, that is, presenting a constant and stabilized voltage in the alternating current bars.
Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention
Los principales factores que hacen del sistema de transmisión de energía eléctrica de la presente invención, una solución real a los problemas técnicos planteados, corresponden a: Que permite transmitir corriente eléctrica entre dos puntos muy distantes entre sí; The main factors that make the electric power transmission system of the present invention, a real solution to the technical problems posed, correspond to: That it allows to transmit electric current between two points very distant from each other;
* Que permite transportar la corriente eléctrica por aire, o de manera subterránea o submarina;  * That allows the electric current to be transported by air, or underground or underwater;
Que no tiene límites de potencia eléctrica a transmitir, debido a que no tiene límites de voltaje;  That it has no electrical power limits to transmit, because it has no voltage limits;
Que comprende medios para la generación de corrientes senoidales en el lado de corriente alterna;  Which comprises means for the generation of sinusoidal currents on the side of alternating current;
s Que permite evitar la inyección de corrientes armónicas que interfieren con otros equipos conectados al mismo sistema de corriente alterna; Que comprende medios para la inyección de potencia reactiva (en un nivel adecuado) evitando las variaciones de voltaje en el sistema de corriente alterna, es decir, permite lograr un voltaje constante en las barras de corriente alterna;  s It allows to avoid the injection of harmonic currents that interfere with other equipment connected to the same AC system; It comprises means for the injection of reactive power (at an adequate level) avoiding voltage variations in the alternating current system, that is, it allows to achieve a constant voltage in the alternating current bars;
s Que logra un rendimiento de más de un 98%.  s That achieves a yield of more than 98%.
Para facilitar la comprensión de las características del sistema de la presente invención, se describen las siguientes figuras. To facilitate the understanding of the characteristics of the system of the present invention, the following figures are described.
Figura 1 : muestra una configuración circuital del arte previo Figura 2: muestra una configuración circuital de la etapa rectificadora CA/CC Figura 3: muestra las formas de onda de las corrientes Isi y Is2 Figure 1: shows a circuit configuration of the prior art Figure 2: shows a circuit configuration of the AC / DC rectifier stage Figure 3: shows the waveforms of the Isi and Is2 currents
Figura 4: muestra el detalle de como los interruptores Si y S2 dan forma a las corrientes Isi y Isa- Figura 5: muestra un gráfico de como forman la corriente a través de las corrientes Isi and Is2 Figure 4: shows the detail of how the switches Si and S 2 shape the currents Isi and Isa- Figure 5: shows a graph of how they form the current through the currents Isi and Is2
Figura 6: muestra un interruptor Si real. Figure 6: shows a real Si switch.
Figura 7: muestra tres modos operacionales de la conformación de elementos mencionada  Figure 7: shows three operational modes of the mentioned element conformation
Figura 8: muestra las formas de onda obtenidas cuando se implementa el circuito de la Fig. 2  Figure 8: shows the waveforms obtained when the circuit of Fig. 2 is implemented
Figura 9: muestra un esquema completo del sistema autónomo de la presente invención.  Figure 9: shows a complete scheme of the autonomous system of the present invention.
Figura 10: muestra un sistema de transmisión de energía HDVC Point to Point en el lado rectificador.  Figure 10: shows an HDVC Point to Point power transmission system on the rectifier side.
Figura 11 : muestra un sistema de transmisión de energía HDVC Point to Point" en el lado inversor.  Figure 11: shows an HDVC Point to Point power transmission system "on the inverter side.
Figura 12: muestra un sistema de transmisión de energía HDVC Back to Back" en el lado rectificador.  Figure 12: shows an HDVC Back to Back "power transmission system on the rectifier side.
Figura 13: muestra un sistema de transmisión de energía HDVC Back to Back" en el lado inversor.  Figure 13: shows an HDVC Back to Back "power transmission system on the inverter side.
Figura 14: muestra un sistema de transmisión de energía HDVC Point to Point en el lado inversor.  Figure 14: shows an HDVC Point to Point power transmission system on the inverter side.
Figura 15: muestra un sistema de transmisión de energía HDVC Point to Point en el lado inversor.  Figure 15: shows an HDVC Point to Point power transmission system on the inverter side.
Figura 16: muestra un sistema de transmisión de energía HDVC Back to Back en el lado inversor.  Figure 16: shows an HDVC Back to Back power transmission system on the inverter side.
Figura 17: muestra un sistema de transmisión de energía HDVC Back to Back en el lado inversor.  Figure 17: shows an HDVC Back to Back power transmission system on the inverter side.
En la figura 1 , se muestra una modalidad de la tecnología actualmente conocida y, en particular la tecnología HDVC PLUS, en la que, con el objetivo de evitar el uso de utilizar filtros pasivos, por una parte se emplean una multiplicidad de interruptores con el fin de segmentar el voltaje, y por otra parte el condensador almacena cada uno de estos segmentos de voltaje con el elevado costo asociado debido a que comprende en muchos casos cerca de 1200 interruptores o switches y otros 600 condensadores. Este circuito presenta la necesidad de controlar cada uno de dichos interruptores en tiempo real y unidades de tiempo en el orden de los nano segundos, lo que complejiza aún más dicha solución para lograr el objetivo de disminuir los armónicos. Además, la tecnología HDVC PLUS también presenta límites de voltaje de alrededor de los 350 KV, límite que la presente invención logra superar con creces. Figure 1 shows a modality of the currently known technology and, in particular, the HDVC PLUS technology, in which, with the objective to avoid using passive filters, on the one hand a multiplicity of switches are used in order to segment the voltage, and on the other hand the capacitor stores each of these voltage segments with the high associated cost because it comprises in Many cases about 1200 switches or switches and 600 other capacitors. This circuit presents the need to control each of said switches in real time and units of time in the order of nano seconds, which further complicates said solution to achieve the objective of decreasing harmonics. In addition, HDVC PLUS technology also has voltage limits of around 350 KV, a limit that the present invention far exceeds.
Como se menciona en los párrafos anteriores, la tecnología de la presente invención interconecta dos sistemas de corriente alterna a través de un lazo de corriente continua. El lazo de corriente continua presenta ventajas técnicas y económicas para grandes distancias de transmisión de energía eléctrica, y en particular a través de cable submarino o subterráneo. Asimismo, no se descartan otras aplicaciones posibles de la presente invención tales como el mejoramiento técnico de grandes motores de molinos utilizados en la minería. As mentioned in the preceding paragraphs, the technology of the present invention interconnects two alternating current systems through a direct current loop. The direct current loop has technical and economic advantages for long distances of transmission of electrical energy, and in particular through submarine or underground cable. Likewise, other possible applications of the present invention, such as the technical improvement of large mill engines used in mining, are not ruled out.
La Fig. 2 muestra el circuito en una modalidad de la presente invención, para transformar la corriente alterna en corriente continua (etapa rectificadora). La etapa inversora es similar y será descrita en los siguientes párrafos. Fig. 2 shows the circuit in an embodiment of the present invention, for transforming alternating current into direct current (rectifier stage). The investment stage is similar and will be described in the following paragraphs.
Asimismo, cabe señalar que en la Fig. 2 los interruptores electrónicos Si y S2 dan forma a las corrientes lSi e Is2, de forma tal que las corrientes lA, IB e le en el lado de corriente alterna resulten "perfectas" ondas senoidales. De esta manera se evita la inyección de corrientes armónicas al sistema de corriente alterna del lado rectificador, evitándose interferencias con otros equipos cercanos. La Fig. 3 en tanto, se muestran las referencias usadas para darle forma a las corrientes Isi e Is2. Likewise, it should be noted that in Fig. 2 the electronic switches Si and S 2 shape the currents l S ie Is2, so that the currents l A , IB e le on the alternating current side are "perfect" waves sine In this way, the injection of harmonic currents to the alternating current system of the rectifier side is avoided, avoiding interference with other nearby equipment. Fig. 3 meanwhile, the references used to shape the currents Isi and Is2 are shown.
La Fig. 4 ilustra como los interruptores electrónicos Si y S2 dan forma a las corrientes lSi e Is2- En el punto A el interruptor se abre y la corriente decrece. Después de que la corriente cruza el punto B empieza un conteo de tiempo ti y cuando este tiempo finaliza el interruptor se cierra y la corriente se incrementa. El proceso se repite y la corriente es forzada a seguir la referencia. A través de reducir los tiempos ti and t2 la corriente sigue más cercana su referencia. Fig. 4 illustrates how the electronic switches Si and S 2 shape the currents l S ie Is 2 - At point A the switch opens and the current decreases. After the current crosses point B a time count begins and when this time ends the switch closes and the current increases. The process is repeated and the current is forced to follow the reference. By reducing the times ti and t 2 the current follows its reference closer.
La Fig. 5 muestra el efecto de las corrientes Isi and Is2 en la forma de la corriente . Los condensadores a la izquierda de la Fig. 1 evitan que algunas corrientes armónicas de alta frecuencia de la corriente (si existieran), penetren el sistema de corriente alterna. También, a frecuencia fundamental dichos condensadores son importantes para la inyección de potencia reactiva ajustable al sistema de corriente alterna y así proveer una buena regulación de voltaje en el punto de conexión al sistema de corriente alterna. Fig. 5 shows the effect of the Isi and Is2 currents in the shape of the current. The capacitors to the left of Fig. 1 prevent some high-frequency harmonic currents from the current (if any) from penetrating the alternating current system. Also, at fundamental frequency these capacitors are important for the injection of reactive power adjustable to the alternating current system and thus provide a good voltage regulation at the point of connection to the alternating current system.
La Fig. 6 muestra el interruptor Si real (ver Fig. 2), el cual está constituido por una conformación de 2 interruptores (Sa y Sb), 2 diodos (Da y Db), y un condensador C. Esta conformación de elementos es necesaria porque reduce enormemente las pérdidas energéticas en el interruptor Si. Fig. 6 shows the real Si switch (see Fig. 2), which consists of a conformation of 2 switches (S a and S b ), 2 diodes (D a and D b ), and a capacitor C. This Element shaping is necessary because it greatly reduces energy losses in the Si switch.
La Fig. 7 a su vez muestra los 3 modos operacionales de la conformación mencionada. Fig. 7 in turn shows the 3 operational modes of the aforementioned conformation.
Se implemento experimentalmente, mediante un modelamiento computacional el circuito de la Fig. 2, lo que se refleja en la Fig. 7 que muestra las formas de onda obtenidas usando el instrumento digital Hioki 8835. Nótese la calidad obtenida en la corriente senoidal lAde la Fig. 2. Algunos de los parámetros obtenidos en el experimento, los que se presentan como un ejemplo de aplicación, corresponden a: The circuit of Fig. 2 was experimentally implemented by computational modeling, which is reflected in Fig. 7 which shows the waveforms obtained using the Hioki 8835 digital instrument. Note the quality obtained in the sinusoidal current l A of Fig. 2. Some of the parameters obtained in the experiment, which are presented as an example of application, correspond to:
✓ lA= 30 [A] (THD=1.25%) ✓ l A = 30 [A] (THD = 1.25%)
✓ VA= 220 [V] (THD=1.20 %) ✓ V A = 220 [V] (THD = 1.20%)
✓ VL= 483 [V] ; lL= 38 [A] ✓ V L = 483 [V]; l L = 38 [A]
✓ η = 97.5 %  ✓ η = 97.5%
Máxima frecuencia de switcheo: 10 kHz (ventana de histéresis: 1.25 A)  Maximum switching frequency: 10 kHz (hysteresis window: 1.25 A)
Interruptores electrónicos SA y SB: NPT-IGBT Modules: SKM 75GAR063D; SKM 75GAL063D Electronic switches S A and S B : NPT-IGBT Modules: SKM 75GAR063D; SKM 75GAL063D
✓ Condensador C: PT88BG104; 0.1 pF  ✓ Condenser C: PT88BG104; 0.1 pF
En relación a las figuras 10 a 13, es posible mencionar que la tecnología HVDC Point to Point, se utiliza en el lazo de corriente continua cuando existe una línea de transmisión para trasladar grandes bloques de energía a grandes distancias. En una aplicación preferida, es posible posicionar en serie los puentes de tiristores, para maximizar el voltaje de transmisión y disminuir la corriente de transmisión (el producto del voltaje por la corriente es la potencia a transmitir). Así, como la corriente a transmitir por la línea es baja, luego las pérdidas en la línea son bajas. In relation to figures 10 to 13, it is possible to mention that HVDC Point to Point technology is used in the direct current loop when there is a transmission line to move large blocks of energy over long distances. In a preferred application, it is possible to position the thyristor bridges in series, to maximize the transmission voltage and decrease the transmission current (the product of the voltage by the current is the power to be transmitted). Thus, since the current to be transmitted through the line is low, then the losses in the line are low.
Por su parte la tecnología HVDC Back to Back, es comúnmente utilizada para unir dos sistemas que operan con frecuencias diferentes. Un ejemplo práctico resulta ser, la necesidad de conectar el sistema de Brasil que funciona con 60 Hz, con el sistema argentino que funciona con 50Hz. Esta diferencia de frecuencias impide tener una línea de transmisión única sin un sistema que corrija o modifique esta diferencia. Para hacer frente a este problema, la tecnología clásica optó por la transmisión en corriente continua. Nuestra invención aborda, la transmisión de corriente continua, logrando trabajar grandes volúmenes de potencia, contrariamente a la tecnología existente. En particular, en una de sus modalidades preferidas, la invención propone una conexión en paralelo de los puentes para que éstos contribuyan a la transmisión de corriente continua en valores elevados. Otro elemento relevante de esta conexión, es que una conexión en paralelo permite operar a bajo voltaje, contribuyendo en forma importante a la economía de recursos. On the other hand, the HVDC Back to Back technology is commonly used to join two systems that operate with different frequencies. A practical example turns out to be the need to connect the Brazil system that works with 60 Hz, with the Argentine system that works with 50Hz. This frequency difference prevents having a single transmission line without a system that corrects or modifies this difference. To deal with this problem, classical technology opted for direct current transmission. Our invention addresses the transmission of direct current, managing to work large volumes of power, contrary to existing technology. In particular, in one of its preferred embodiments, the invention proposes a parallel connection of the bridges so that they contribute to the DC transmission in high values. Another relevant element of this connection is that a parallel connection allows operation at low voltage, contributing significantly to the economy of resources.
En resumen, visto que la corriente y el voltaje afectan la potencia que se puede transmitir, existen dos alternativas: In summary, since current and voltage affect the power that can be transmitted, there are two alternatives:
1) Cuando se necesita una línea de transmisión para transmitir energía a grandes distancias, por una parte la corriente es baja, con el fin de reducir las pérdidas en la línea y por otra parte el voltaje es alto con el fin de incrementar la potencia que se debe transmitir. 1) When a transmission line is needed to transmit energy over long distances, on the one hand the current is low, in order to reduce the losses in the line and on the other hand the voltage is high in order to increase the power that It must be transmitted.
2) Cuando el intercambio de energía es local la corriente será alta y el voltaje será bajo, ello con el fin de reducir los costos de instalación y, la corriente se aumentará conectando en paralelo los puentes. 2) When the energy exchange is local, the current will be high and the voltage will be low, in order to reduce installation costs and, the current will be increased by connecting the bridges in parallel.
De acuerdo a dichas figuras, se desprende que la configuración requiere 4 switches o interruptores (Si , S2, S3 y S4), para cada una de las dos configuraciones (point to point y back to back). A su vez cada switch o interruptor (S1 , S2, S3 y S4), está compuesto de cinco elementos: 2 IGBT, 2 Diodos y un condensador. According to these figures, it follows that the configuration requires 4 switches or switches (Si, S2, S3 and S 4 ), for each of the two configurations (point to point and back to back). In turn, each switch or switch (S1, S2, S3 and S4) is composed of five elements: 2 IGBT, 2 Diodes and a capacitor.
En una última modalidad Figuras 14 y 15 se agregó un tiristor al lado de cada IGBT para disminuir pérdidas. Así cada switch o interruptor queda compuesto de seis elementos (2 diodos, 2 IGBT's y dos tiristores). In a final modality Figures 14 and 15 a thyristor was added to the side of each IGBT to reduce losses. Thus each switch or switch is composed of six elements (2 diodes, two IGBT's and two thyristors).
Asimismo, los circuitos del rectificador e inversor (tanto point to point como back to back), en el rectificador se usan diodos y en el inversor tiristores, en una modalidad pueden comprender solo tiristores, como se aprecia en las figuras 14 a 17. En particular en la Figura 14, se presenta la configuración de un Lazo HDVC Point to Point en el lado rectificador considerando un desfase entre 0o y 90°. Asimismo, en dicha figura se presenta el diagrama circuital para el interruptor Si- La Figura 15, en tanto presenta la configuración de un Lazo HDVC Point to Point en el lado inversor considerando un desfase entre 90° y 180°. En dicha Figura, se presenta el diagrama circuital para el interruptor S3. Likewise, the rectifier and inverter circuits (both point to point and back to back), diodes are used in the rectifier and thyristors in the inverter, in one mode they can comprise only thyristors, as shown in Figures 14 to 17. In particular in Figure 14, the configuration of an HDVC Point to Point loop on the rectifier side is presented considering a gap between 0 or 90 °. Likewise, in this figure the circuit diagram for the Si-switch is presented. Figure 15, while presenting the configuration of an HDVC Loop Point to Point on the inverting side considering a gap between 90 ° and 180 °. In said Figure, the circuit diagram for switch S 3 is presented .
La Figura 16, se presenta la configuración de un Lazo HDVC Back to Back en el lado rectificador considerando un desfase entre 0o y 90°. Asimismo, en dicha figura se presenta el diagrama circuital para el interruptor Figure 16 shows the configuration of a Back to Back HDVC loop on the rectifier side considering a gap between 0 or 90 °. Also, in this figure the circuit diagram for the switch is presented
Finalmente la Figura 17, se presenta la configuración de un Lazo HDVC Back to Back en el lado inversor considerando un desfase entre 90° y 180°. Asimismo, en dicha figura se presenta el diagrama circuital para el interruptor S4. Finally, Figure 17 shows the configuration of a Back to Back HDVC loop on the inverter side considering a gap between 90 ° and 180 °. Likewise, in this figure the circuit diagram for the switch S 4 is presented .
Luego de la descripción detallada de la presente invención en sus cuatro modalidades, en el próximo apartado se presenta el pliego de reivindicaciones con la categoría, con el detalle técnico de cada una de dichas modalidades.  After the detailed description of the present invention in its four modalities, in the next section the list of claims with the category is presented, with the technical detail of each of said modalities.

Claims

REIVINDICACIONES
1. - Un sistema de transmisión de energía eléctrica que permite intercambiar potencia eléctrica entre dos sistemas de corriente alterna, sin límites de voltaje, con un voltaje constante y sin inyección de corrientes armónicas al sistema y por lo tanto sin interferencias, y transmitir energía entre dos puntos geográficos distantes entre sí, usando incluso cableado subterráneo y/o submarino, lográndose lo anterior, a través de un lazo de corriente continua que genera corrientes senoidales en el lado de corriente alterna, evitando por una parte la inyección de corrientes armónicas que interfieren con otros equipos conectados al mismo sistema de corriente alterna, y por otra parte la inyección de potencia reactiva (en un nivel adecuado) lográndose evitar las variaciones de voltaje en el sistema de corriente alterna, y en consecuencia presentar un voltaje constante en las barras de corriente alterna, CARACTERIZADO porque el sistema comprende en la etapa rectificadora: 1. - An electrical energy transmission system that allows the exchange of electrical power between two alternating current systems, without voltage limits, with a constant voltage and without injection of harmonic currents to the system and therefore without interference, and transmitting energy between two geographical points distant from each other, even using underground and / or submarine wiring, achieving the above, through a direct current loop that generates sinusoidal currents on the side of alternating current, avoiding on the one hand the injection of interfering harmonic currents with other equipment connected to the same alternating current system, and on the other hand the injection of reactive power (at an appropriate level) being able to avoid voltage variations in the alternating current system, and consequently present a constant voltage in the bars of alternating current, CHARACTERIZED because the system includes in the rectifier stage:
dos sistemas de corriente alterna interconectados a través de un lazo de corriente continua  two AC systems interconnected through a DC loop
dos interruptores electrónicos Si y S2 dan forma a las corrientes Isi y Is2, de forma tal que las corrientes , IB e le en el lado de corriente alterna resulten perfectas ondas senoidales, lo que evita la inyección de corrientes armónicas en el sistema de corriente alterna del lado rectificador, evitándose interferencias con otros equipos cercanos two electronic switches Si and S 2 shape the currents Isi and Is2, so that the currents, IB e on the side of alternating current are perfect sine waves, which prevents the injection of harmonic currents in the current system alternates on the rectifier side, avoiding interference with other nearby equipment
donde el interruptor S1 está constituido por una conformación de 2 interruptores (Sa y Sb), 2 diodos (Da y Db), y un condensador C, dichas conformación de elementos es necesaria porque reduce de manera importante las pérdidas energéticas en el interruptor Si. where switch S1 is constituted by a conformation of 2 switches (S a and S b ), 2 diodes (D a and D b ), and a capacitor C, said conformation of elements is necessary because it significantly reduces energy losses in the switch Yes.
2. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el condensador evita que las corrientes armónicas de alta frecuencia ingresen al sistema de corriente alterna. 2. - The system according to claim 1, CHARACTERIZED in that the capacitor prevents high frequency harmonic currents from entering the alternating current system.
3. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque a frecuencia fundamental el condensador permite regular el voltaje en el punto de conexión al sistema de corriente alterna en la etapa de la inyección de potencia reactiva ajustable. 3. - The system according to claim 1, CHARACTERIZED because at fundamental frequency the capacitor allows regulating the voltage at the point of connection to the alternating current system at the stage of the injection of adjustable reactive power.
4. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque reduce las pérdidas energéticas, permitiendo alcanzar un rendimiento de entre un 97 y un 99% de rendimiento. 4. - The system according to claim 1, CHARACTERIZED because it reduces energy losses, allowing to achieve a yield of between 97 and 99% efficiency.
5. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el sistema permite el funcionamiento en tres modos operacionales independientes. 5. - The system according to claim 1, CHARACTERIZED in that the system allows operation in three independent operational modes.
6. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la máxima frecuencia de "switcheo" es de 10 kHz. 6. - The system according to claim 1, CHARACTERIZED because the maximum "switching" frequency is 10 kHz.
7. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque la corrientelA es de 30 A. 7. - The system according to claim 1, CHARACTERIZED because the current is 30 A.
8. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el voltaje VA es de 220 V. 8. - The system according to claim 1, CHARACTERIZED because the voltage V A is 220 V.
9- El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO porque el condensador es de 0.1 F. 9- The system according to claim 1, CHARACTERIZED because the capacitor is 0.1 F.
10.- Un sistema de transmisión de energía eléctrica que permite intercambiar potencia eléctrica entre dos sistemas de corriente alterna, sin límites de voltaje, con un voltaje constante y sin inyección de corrientes armónicas al sistema y por lo tanto sin interferencias, y transmitir energía entre dos puntos geográficos distantes entre sí, usando incluso cableado subterráneo y/o submarino, lográndose lo anterior, a través de un lazo de corriente continua que genera corrientes senoidales en el lado de corriente alterna, evitando por una parte la inyección de corrientes armónicas que interfieren con otros equipos conectados al mismo sistema de corriente alterna, y por otra parte la inyección de potencia reactiva (en un nivel adecuado) lográndose evitar las variaciones de voltaje en el sistema de corriente alterna, y en consecuencia presentar un voltaje constante en las barras de corriente alterna, CARACTERIZADO porque el sistema comprende en la etapa inversora: 10.- An electrical energy transmission system that allows the exchange of electrical power between two alternating current systems, without voltage limits, with a constant voltage and without injection of harmonic currents to the system and therefore without interference, and transmitting energy between two geographical points distant from each other, even using underground and / or underwater wiring, achieving the above, through a direct current loop that generates sinusoidal currents on the side of alternating current, avoiding on the one hand Injection of harmonic currents that interfere with other equipment connected to the same alternating current system, and on the other hand the injection of reactive power (at an appropriate level) managing to avoid voltage variations in the alternating current system, and consequently present a constant voltage in the alternating current bars, CHARACTERIZED because the system comprises in the inverting stage:
dos sistemas de corriente alterna interconectados a través de un lazo de corriente continua  two AC systems interconnected through a DC loop
dos interruptores electrónicos S3 y S4 dan forma a las corrientes Is3 y Is , de forma tal que las corrientes , IB e le en el lado de corriente alterna resulten perfectas ondas senoidales, lo que evita la inyección de corrientes armónicas en el sistema de corriente alterna del lado rectificador, evitándose interferencias con otros equipos cercanos  two electronic switches S3 and S4 shape the currents Is3 and Is, so that the currents, IB e on the side of alternating current are perfect sine waves, which prevents the injection of harmonic currents in the alternating current system on the rectifier side, avoiding interference with other nearby equipment
donde el interruptor S3 está constituido por una conformación de 2 interruptores (Sa y Sb), 2 diodos (Da y Db), y un condensador C, dichas conformación de elementos es necesaria porque reduce de manera importante las pérdidas energéticas en el interruptor S2. where switch S3 is constituted by a conformation of 2 switches (S a and S b ), 2 diodes (D a and D b ), and a capacitor C, said element conformation is necessary because it significantly reduces energy losses in the switch S 2 .
1 1. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque el condensador evita qué las corrientes armónicas de alta frecuencia ingresen al sistema de corriente alterna. 1 1. - The system according to claim 10, CHARACTERIZED because the capacitor prevents high frequency harmonic currents from entering the alternating current system.
12. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque a frecuencia fundamental el condensador permite regular el voltaje en el punto de conexión al sistema de corriente alterna en la etapa de la inyección de potencia reactiva ajustable. 12. - The system according to claim 10, CHARACTERIZED because at fundamental frequency the capacitor allows regulating the voltage at the point of connection to the alternating current system at the stage of the injection of adjustable reactive power.
13. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque reduce las pérdidas energéticas, permitiendo alcanzar un rendimiento de entre un 97 y un 99% de rendimiento. 13. - The system according to claim 10, CHARACTERIZED because it reduces energy losses, allowing to achieve a yield of between 97 and 99% efficiency.
14. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque el sistema permite el funcionamiento en tres modos operacionales independientes. 14. - The system according to claim 10, CHARACTERIZED in that the system allows operation in three independent operational modes.
15. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque la máxima frecuencia de "switcheo" es de 10 kHz. 15. - The system according to claim 10, CHARACTERIZED because the maximum "switching" frequency is 10 kHz.
16. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque la corrientelA es de 30 A. 16. - The system according to claim 10, CHARACTERIZED because the current A is 30 A.
17. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque el voltaje VA es de 220 V. 17. - The system according to claim 10, CHARACTERIZED because the voltage V A is 220 V.
18. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque el condensador es de 0.1 pF. 18. - The system according to claim 10, CHARACTERIZED because the capacitor is 0.1 pF.
19. Un sistema de transmisión de energía eléctrica HVDC Point to Point que intercambia potencia eléctrica entre dos sistemas de corriente alterna que presenta ventajas técnicas y económicas en grandes distancias de transmisión de energía eléctrica, incluso mediante cable submarino o subterráneo, además de lo anterior, este sistema de transmisión no tiene límites de potencia eléctrica a transmitir ya que diferencia de los sistemas existentes no tiene límites de voltaje, lo anterior se logra a través de un lazo de corriente continua que mediante la generación de corrientes senoidales en el lado de corriente alterna, evita la inyección de corrientes armónicas que interfieren con otros equipos conectados al mismo sistema de corriente alterna; y a través de la inyección de potencia reactiva (en un nivel adecuado) evita las variaciones de voltaje en el sistema de corriente alterna, es decir, presenta un voltaje constante en las barras de corriente alterna, CARACTERIZADO porque el sistema comprende en la etapa rectificadora: dos sistemas de corriente alterna interconectados a través de un lazo de corriente continua dos interruptores electrónicos Si y S2 dan forma a las corrientes lsi y Is2, de forma tal que las corrientes , IB e le en el lado de corriente alterna resulten perfectas ondas senoidales, lo que evita la inyección de corrientes armónicas en el sistema de corriente alterna del lado rectificador, evitándose interferencias con otros equipos cercanos 19. An HVDC Point to Point electric power transmission system that exchanges electrical power between two alternating current systems that has technical and economic advantages over large electric power transmission distances, including by means of submarine or underground cable, in addition to the above, This transmission system has no electrical power limits to be transmitted since, unlike existing systems, it does not have voltage limits, the above is achieved through a DC loop that generates sinusoidal currents on the AC side. , prevents the injection of harmonic currents that interfere with other equipment connected to the same AC system; and through the injection of reactive power (at an adequate level) it avoids the variations of voltage in the alternating current system, that is, it presents a constant voltage in the alternating current bars, CHARACTERIZED because the system comprises in the rectifying stage: two AC systems interconnected through a DC loop two electronic switches Si and S 2 shape the currents lsi and Is2, so that the currents, IB e le on the alternating current side are perfect sine waves, which prevents the injection of harmonic currents in the current system alternates on the rectifier side, avoiding interference with other nearby equipment
donde el interruptor S1 está constituido por una conformación de 2 interruptores (Sa y Sb), 2 diodos (Da y Db), 2 Tiristores (Ta y Tb) y un condensador C, dichas conformación de elementos es necesaria porque reduce de manera importante las pérdidas energéticas en el interruptor Si. where the switch S1 is constituted by a conformation of 2 switches (S a and S b ), 2 diodes (D a and D b ), 2 Thyristors (T a and T b ) and a capacitor C, said element conformation is necessary because it significantly reduces energy losses in the Si switch.
20. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque el condensador evita que las corrientes armónicas de alta frecuencia ingresen al sistema de corriente alterna. 20. - The system according to claim 19, CHARACTERIZED because the capacitor prevents high frequency harmonic currents from entering the alternating current system.
21. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque a frecuencia fundamental el condensador permite regular el voltaje en el punto de conexión al sistema de corriente alterna en la etapa de la inyección de potencia reactiva ajustable. 21. - The system according to claim 19, CHARACTERIZED because at fundamental frequency the capacitor allows regulating the voltage at the point of connection to the alternating current system at the stage of the injection of adjustable reactive power.
22. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque reduce las pérdidas energéticas, permitiendo alcanzar un rendimiento de entre un 97 y un 99% de rendimiento. 22. - The system according to claim 19, CHARACTERIZED because it reduces energy losses, allowing to achieve a yield of between 97 and 99% efficiency.
23. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque el sistema permite el funcionamiento en tres modos operacionales independientes. 23. - The system according to claim 19, CHARACTERIZED in that the system allows operation in three independent operational modes.
24. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque la máxima frecuencia de "switcheo" es de 10 kHz. 24. - The system according to claim 19, CHARACTERIZED because the maximum "switching" frequency is 10 kHz.
25. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque la corriente es de 30 A. 25. - The system according to claim 19, CHARACTERIZED because the current is 30 A.
26. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque el voltaje VA es de 220 V. 26. - The system according to claim 19, CHARACTERIZED because the voltage V A is 220 V.
27. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque el condensador es de 0.1 iF. 27. - The system according to claim 19, CHARACTERIZED because the capacitor is 0.1 iF.
28. Un sistema de transmisión de energía eléctrica HVDC Point to Point que permite intercambiar potencia eléctrica entre dos sistemas de corriente alterna, sin límites de voltaje, con un voltaje constante y sin inyección de corrientes armónicas al sistema y por lo tanto sin interferencias, y transmitir energía entre dos puntos geográficos distantes entre sí, usando incluso cableado subterráneo y/o submarino, lográndose lo anterior, a través de un lazo de corriente continua que genera corrientes senoidales en el lado de corriente alterna, evitando por una parte la inyección de corrientes armónicas que interfieren con otros equipos conectados al mismo sistema de corriente alterna, y por otra parte la inyección de potencia reactiva (en un nivel adecuado) lográndose evitar las variaciones de voltaje en el sistema de corriente alterna, y en consecuencia presentar un voltaje constante en las barras de corriente alterna, CARACTERIZADO porque el sistema comprende en la etapa inversora: 28. An HVDC Point to Point electric power transmission system that allows the exchange of electrical power between two alternating current systems, without voltage limits, with a constant voltage and without injection of harmonic currents to the system and therefore without interference, and transmit energy between two geographical points distant from each other, even using underground and / or underwater wiring, achieving the above, through a direct current loop that generates sinusoidal currents on the side of alternating current, avoiding on the one hand the injection of currents harmonics that interfere with other equipment connected to the same alternating current system, and on the other hand the injection of reactive power (at an appropriate level) being able to avoid voltage variations in the alternating current system, and consequently present a constant voltage in AC bars, CHARACTERIZED because the system comprises in stage i investor:
dos sistemas de corriente alterna interconectados a través de un lazo de corriente continua  two AC systems interconnected through a DC loop
dos interruptores electrónicos S3 y S4 dan forma a las corrientes Is3 y Is4> de forma tal que las corrientes ', IB' e le' en el lado de corriente alterna resulten perfectas ondas senoidales, lo que evita la inyección de corrientes armónicas en el sistema de corriente alterna del lado rectificador, evitándose interferencias con otros equipos cercanos two electronic switches S3 and S 4 shape the currents Is3 and Is4 > in such a way that the currents', IB 'e le' on the alternating current side are perfect sine waves, which prevents the injection of harmonic currents into the AC system on the rectifier side, avoiding interference with other nearby equipment
donde el interruptor S3 está constituido por una conformación de 2 interruptores (Sa y Sb), 2 diodos (Da. y Db), 2 Tiristores (Τ3· y Tb ) y un condensador C, dichas conformación de elementos es necesaria porque reduce de manera importante las pérdidas energéticas en el interruptor S3. where the switch S 3 is constituted by a conformation of 2 switches (S a and S b ), 2 diodes (D a . and D b ), 2 Thyristors (Τ 3 · and T b ) and a capacitor C, said forming of elements is necessary because it significantly reduces the energy losses in the switch S3.
29. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 28, CARACTERIZADO porque el condensador evita que las corrientes armónicas de alta frecuencia ingresen al sistema de corriente alterna. 29. - The system according to claim 28, CHARACTERIZED because the capacitor prevents high frequency harmonic currents from entering the alternating current system.
30. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 28, CARACTERIZADO porque a frecuencia fundamental el condensador permite regular el voltaje en el punto de conexión al sistema de corriente alterna en la etapa de la inyección de potencia reactiva ajustable. 30. - The system according to claim 28, CHARACTERIZED because at fundamental frequency the capacitor allows regulating the voltage at the point of connection to the alternating current system at the stage of the injection of adjustable reactive power.
31. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 28, CARACTERIZADO porque reduce las pérdidas energéticas, permitiendo alcanzar un rendimiento de entre un 97 y un 99% de rendimiento. 31. - The system according to claim 28, CHARACTERIZED because it reduces energy losses, allowing a yield of between 97 and 99% efficiency.
32. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 28, CARACTERIZADO porque el sistema permite el funcionamiento en tres modos operacionales independientes. 32. - The system according to claim 28, CHARACTERIZED in that the system allows operation in three independent operational modes.
33. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 28, CARACTERIZADO porque la máxima frecuencia de "switcheo" es de 10 kHz. 33. - The system according to claim 28, CHARACTERIZED because the maximum "switching" frequency is 10 kHz.
34. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 28, CARACTERIZADO porque la corriente es de 30 A. 34. - The system according to claim 28, CHARACTERIZED because the current is 30 A.
35. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 28, CARACTERIZADO porque el voltaje VA es de 220 V. 35. - The system according to claim 28, CHARACTERIZED because the voltage V A is 220 V.
36. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 28, CARACTERIZADO porque el condensador es de 0.1 pF. 36. - The system according to claim 28, CHARACTERIZED because the capacitor is 0.1 pF.
37. - Un sistema de transmisión de energía eléctrica HVDC Back to Back que permite intercambiar potencia eléctrica entre dos sistemas de corriente alterna, sin límites de voltaje, con un voltaje constante y sin inyección de corrientes armónicas al sistema y por lo tanto sin interferencias, y transmitir energía entre dos puntos geográficos distantes entre sí, usando incluso cableado subterráneo y/o submarino, lográndose lo anterior, a través de un lazo de corriente continua que genera corrientes senoidales en el lado de corriente alterna, evitando por una parte la inyección de corrientes armónicas que interfieren con otros equipos conectados al mismo sistema de corriente alterna, y por otra parte la inyección de potencia reactiva (en un nivel adecuado) lográndose evitar las variaciones de voltaje en el sistema de corriente alterna, y en consecuencia presentar un voltaje constante en las barras de corriente alterna, CARACTERIZADO porque el sistema comprende en la etapa rectificadora: dos sistemas de corriente alterna interconectados a través de un lazo de corriente continua 37. - A HVDC Back to Back electric power transmission system that allows the exchange of electric power between two alternating current systems, without voltage limits, with a constant voltage and without injection of harmonic currents to the system and therefore without interference, and transmit energy between two geographical points distant from each other, even using underground and / or underwater wiring, achieving the above, through a direct current loop that generates sinusoidal currents on the side of alternating current, avoiding on the one hand the injection of harmonic currents that interfere with other equipment connected to the same alternating current system, and on the other hand the injection of reactive power (at an appropriate level) managing to avoid voltage variations in the alternating current system, and consequently present a constant voltage in alternating current bars, CHARACTERIZED because the system comprises in stage r Ectifier: two AC systems interconnected through a DC loop
dos interruptores electrónicos Si y S2 dan forma a las corrientes Isi y Is2, de forma tal que las corrientes , IB e le en el lado de corriente alterna resulten perfectas ondas senoidales, lo que evita la inyección de corrientes armónicas en el sistema de corriente alterna del lado rectificador, evitándose interferencias con otros equipos cercanos  two electronic switches Si and S2 shape the currents Isi and Is2, so that the currents, IB e on the side of alternating current are perfect sine waves, which prevents the injection of harmonic currents in the alternating current system on the rectifier side, avoiding interference with other nearby equipment
donde el interruptor S1 está constituido por una conformación de 2 interruptores (Sa y Sb), 2 diodos (Da y Db), 2 Tiristores (Ta y Tb) y un condensador C, dichas conformación de elementos es necesaria porque reduce de manera importante las pérdidas energéticas en el interruptor S . where the switch S1 is constituted by a conformation of 2 switches (S a and S b ), 2 diodes (D a and D b ), 2 Thyristors (T a and T b ) and a capacitor C, said element conformation is necessary because it significantly reduces energy losses in switch S.
38. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 37, CARACTERIZADO porque el condensador evita que las corrientes armónicas de alta frecuencia ingresen al sistema de corriente alterna. 38. - The system according to claim 37, CHARACTERIZED because the capacitor prevents high frequency harmonic currents from entering the alternating current system.
39. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 37, CARACTERIZADO porque a frecuencia fundamental el condensador permite regular el voltaje en el punto de conexión al sistema de corriente alterna en la etapa de la inyección de potencia reactiva ajustable. 39. - The system according to claim 37, CHARACTERIZED because at fundamental frequency the capacitor allows regulating the voltage at the point of connection to the alternating current system at the stage of the injection of adjustable reactive power.
40. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 37, CARACTERIZADO porque reduce las pérdidas energéticas, permitiendo alcanzar un rendimiento de entre un 97 y un 99% de rendimiento. 40. - The system according to claim 37, CHARACTERIZED because it reduces energy losses, allowing to achieve a yield of between 97 and 99% efficiency.
41. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 37, CARACTERIZADO porque el sistema permite el funcionamiento en tres modos operacionales independientes. 41. - The system according to claim 37, CHARACTERIZED in that the system allows operation in three independent operational modes.
42. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 37, CARACTERIZADO porque la máxima frecuencia de "switcheo" es de 10 kHz. 42. - The system according to claim 37, CHARACTERIZED because the maximum "switching" frequency is 10 kHz.
43. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 37, CARACTERIZADO porque la corriente es de 30 A. 43. - The system according to claim 37, CHARACTERIZED because the current is 30 A.
44. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 37, CARACTERIZADO porque el voltaje VA es de 220 V. 44. - The system according to claim 37, CHARACTERIZED because the voltage V A is 220 V.
45. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 37, CARACTERIZADO porque el condensador es de 0.1 pF. 45. - The system according to claim 37, CHARACTERIZED because the capacitor is 0.1 pF.
46. - Un sistema de transmisión de energía eléctrica HVDC Back to Back que permite intercambiar potencia eléctrica entre dos sistemas de corriente alterna, sin límites de voltaje, con un voltaje constante y sin inyección de corrientes armónicas al sistema y por lo tanto sin interferencias, y transmitir energía entre dos puntos geográficos distantes entre sí, usando incluso cableado subterráneo y/o submarino, lográndose lo anterior, a través de un lazo de corriente continua que genera corrientes senoidales en el lado de corriente alterna, evitando por una parte la inyección de corrientes armónicas que interfieren con otros equipos conectados al mismo sistema de corriente alterna, y por otra parte la inyección de potencia reactiva (en un nivel adecuado) lográndose evitar las variaciones de voltaje en el sistema de corriente alterna, y en consecuencia presentar un voltaje constante en las barras de corriente alterna, CARACTERIZADO porque el sistema comprende en la etapa inversora: 46. - An HVDC Back to Back electric power transmission system that allows the exchange of electric power between two alternating current systems, without voltage limits, with a constant voltage and without injection of harmonic currents to the system and therefore without interference, and transmit energy between two geographical points distant from each other, even using underground and / or underwater wiring, achieving the above, through a direct current loop that generates sinusoidal currents on the side of alternating current, avoiding on the one hand the injection of harmonic currents that interfere with other equipment connected to the same alternating current system, and on the other hand the injection of reactive power (at an adequate level), avoiding voltage variations in the alternating current system, and consequently presenting a constant voltage in the alternating current bars, CHARACTERIZED because the system comprises in the inverting stage:
dos sistemas de corriente alterna interconectados a través de un lazo de corriente continua  two AC systems interconnected through a DC loop
dos interruptores electrónicos S3 y S4 dan forma a las corrientes Is3 y 's4, de forma tal que las corrientes lA\ IB' e le' en el lado de corriente alterna resulten perfectas ondas senoidales, lo que evita la inyección de corrientes armónicas en el sistema de corriente alterna del lado rectificador, evitándose interferencias con otros equipos cercanos two electronic switches S 3 and S 4 shape the currents Is3 and 's4, so that the currents l A \ IB' e le 'on the alternating current side are perfect sine waves, which prevents the injection of currents harmonics in the AC system on the rectifier side, avoiding interference with other nearby equipment
donde el interruptor S3 está constituido por una conformación de 2 interruptores (Sa y S ), 2 diodos (Da- y Db), 2 Tiristores (Τ3· y Tb) y un condensador C, dichas conformación de elementos es necesaria porque reduce de manera importante las pérdidas energéticas en el interruptor S2. where the switch S 3 is constituted by a conformation of 2 switches (S a and S), 2 diodes (D a - and D b ), 2 Thyristors (Τ 3 · and T b ) and a capacitor C, said element conformation it is necessary because it significantly reduces energy losses in switch S2.
47. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 46, CARACTERIZADO porque el condensador evita que las corrientes armónicas de alta frecuencia ingresen al sistema de corriente alterna. 47. - The system according to claim 46, CHARACTERIZED in that the capacitor prevents high frequency harmonic currents from entering the alternating current system.
48. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 46, CARACTERIZADO porque a frecuencia fundamental el condensador permite regular el voltaje en el punto de conexión al sistema de corriente alterna en la etapa de la inyección de potencia reactiva ajustable. 48. - The system according to claim 46, CHARACTERIZED in that at fundamental frequency the capacitor allows regulating the voltage at the point of connection to the alternating current system at the stage of the injection of adjustable reactive power.
49. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 46, CARACTERIZADO porque reduce las pérdidas energéticas, permitiendo alcanzar un rendimiento de entre un 97 y un 99% de rendimiento. 49. - The system according to claim 46, CHARACTERIZED because it reduces energy losses, allowing a yield of between 97 and 99% efficiency.
50. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 46, CARACTERIZADO porque el sistema permite el funcionamiento en tres modos operacionales independientes. 50. - The system according to claim 46, CHARACTERIZED in that the system allows operation in three independent operational modes.
51. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 46, CARACTERIZADO porque la máxima frecuencia de "switcheo" es de 10 kHz. 51. - The system according to claim 46, CHARACTERIZED because the maximum "switching" frequency is 10 kHz.
52. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 46, CARACTERIZADO porque la corrientelA es de 30 A. 52. - The system according to claim 46, CHARACTERIZED because the current is 30 A.
53. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 46, CARACTERIZADO porque el voltaje VA es de 220 V. 53. - The system according to claim 46, CHARACTERIZED because the voltage V A is 220 V.
54. - El sistema de acuerdo con la reivindicación 46, CARACTERIZADO porque el condensador es de 0.1 pF. 54. - The system according to claim 46, CHARACTERIZED because the capacitor is 0.1 pF.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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