Transformadores

La transmisión de energía sin la electrónica de potencia

De frecuencia variable de GE transformadores de potencia de transferencia entre las redes de fuera de sincronización sin los problemas de la electrónica de potencia semiconductores

Por Peter Fairley / noviembre de 2012
Fuente: IEEE Spectrum

14 noviembre 2012 - Durante los inicios de baja resolución, música digital y lafotografía entregó una interpretación discordante de sonidos e imágenes, llenas de discontinuidades notables. Hoy en día, se obtiene el mismo tipo de cosas a partir de dispositivos de potencia semiconductores electrónicos utilizados para gestionar los flujos de energía en las redes de transmisión de alta tensión, y esas oscilaciones eléctricas pueden dañar las turbinas de alta precisión girando en lascentrales eléctricas. Este problema costoso inspirado a los ingenieros de General Electric Co. 's con sede en Atlanta división de GE Energy para ir de regreso al futuro y crear un nuevo semiconductor-libre-energía del dispositivo de control: el transformador de frecuencia variable, o VFT.

EE.UU. gigante electricidad American Electric Power (AEP) puso en marcha primero GE VFT comercialmente producidoeste verano en Laredo, Texas, para tirar de hasta 100 megavatios de energía eléctrica de emergencia desde México. Con sede en Montreal Hydro-Québec ha estado operando una demostración VFT desde 2004 para gestionar los intercambios de energía con la red este de EE.UU. Para el año 2010, tres más VFTs debe estar operando en Nueva Jersey para impulsar energía extra en forma crónica desabastecido laciudad de Nueva York.

VFTs y electrónica de potencia gestionar los flujos de energía mediante la remodelación de las ondas de la corriente. De este modo, puede cerrar las redes cuyos 60-hertz frecuencias están fuera de sincronía con los demás, como los de México y Texas, o pueden conducir energía a partir de una línea a otra mediante la síntesis de ondas de corriente alterna que están fuera defase con respecto a la otra, aprovechando un fenómeno conocido como "ángulo de fase" que es la herramienta principal de un operador de la red para dirigir los flujos de energía.

Pero VFTs y electrónica de potencia trabajar su magia a través de medios radicalmente diferentes. Los dispositivos utilizan semiconductores de conmutación para convertir CA en CC y luego digitalmente sintetizar nuevasondas de corriente alterna de cualquier frecuencia y fase que se necesita. Sin embargo, su ac sintético no es una onda sinusoidal lisa, sino más bien una serie de pasos. "Están haciendo el cambio muy rápido y cada vez que hacen que haya un pequeño pico que se desprende que el borde de la forma de onda", dice Paul Marken, ingeniero de aplicaciones de GE Energy para la VFT. Gestión de los picos, la"contaminación armónica", puede requerir un análisis complejo y sistemas de control y equipos costosos filtrados.

VFTs, por el contrario, omita el paso de corriente continua, la reestructuración de las ondas de corriente alterna a través de una mezcla creativa de un siglo de antigüedad-generador hidroeléctrico tecnología y un transformador de corriente alterna. Desde el exterior se ve como ungenerador de energía hidráulica, con un rotor de 11,5 metros de altura asomó a través de una de 5.4 metros de diámetro en forma de anillo estator. (. De hecho, Marken dice que la mayoría de las piezas se suministran por las fábricas que hacen estándar de 17 kilovoltios generadores hidroeléctricos) Para entender la diferencia, hay que seguir los cables: bobinas del rotor están conectados a una líneaeléctrica en lugar de limitarse a la formación de un electroimán diseñado para girar a alta velocidad. Las bobinas del estator, por su parte, se conectan a una segunda línea, convirtiendo el generador hidroeléctrico en un transformador conecta las dos líneas. Nuevos puentes de AEP VFT dos rejillas, ya que el estator está conectado a una línea de AEP en la parrilla de Texas, y los vínculos del...