Power & Energy Magazine - Spanish - May/June 2019 - 100

topología de la red ha sido seleccionada para ilustrar cómo la
energía puede ser transferida de manera segura mientras que
se limita el número de CB de CC. En sistemas comparables
de CA, el número de CB para CA sería mucho mayor, de
acuerdo con las prácticas modernas de desarrollo de redes.
Los niveles de potencia y tensión indicados están en el rango
más alto de la tecnología demostrada de CB de CC.
Por ejemplo, una falla de cortocircuito que ocurre en la
línea que enlaza los buses 3 y 4 insertaría una baja impedancia en el punto de falla y resultaría en corrientes altas que
fluyen hacia la falla desde todas partes de la red (como lo
indican las flechas rojas). Dependiendo de las impedancias
de los cables de red y de la gravedad de la falla en sí misma,
las corrientes de falla tendrían diferentes magnitudes, pero
pueden alcanzar fácilmente de 10 a 30 veces más su capacidad nominal (alrededor de 20 a 60 kA) en algunos puntos.
Estas son corrientes destructivas que los componentes de la
red no pueden soportar.
Todos los convertidores de CA-CC de alta potencia tienen una lógica de control de autoprotección, la cual bloquea
y desconecta a los convertidores en caso de perturbaciones.
Normalmente, los umbrales de autoprotección se fijan en
aproximadamente 2 por unidad (p. u.) de corriente y 0.8 p. u.
de tensión en CC, que para el sistema en consideración, implica
una corriente de 4 kA y una tensión de 320 kV.
En los sistemas de transmisión de CA convencionales, los
generadores tienen muchos controles de autoprotección, pero
los umbrales son significativamente mayores con relación a
las variables clasificadas como nominales. Las impedancias
de línea/cable también tienen valores mucho mayores en los
sistemas de CA que los de CC, porque la frecuencia, f, contribuye a la reactancia (la parte imaginaria de la impedancia,
2rfL, donde L es la inductancia). Estos factores llevan a la

En los últimos cinco a diez años, se han introducido algunos grandes avances en las tecnologías de CB de HVdc. Se
han demostrado múltiples topologías de CB de CC en laboratorios y han sido traídas al mercado. Más recientemente,
estos han sido instalados por primera vez.

Requisitos básicos de desempeño
para los CB de CC
El papel de los CB de CC
Las funciones vitales de los CB de CC incluyen la apertura
y el cierre controlados de los circuitos y, en caso de fallas,
el aislamiento de las líneas de CC falladas. Estas funciones
son necesarias para que la red de CC continúe funcionado
mientras una línea tiene una falla. Si la línea fallada no fuera
aislada, la tensión de la red sería baja, y las corrientes serían
altas bajo la condición de falla. Una corriente alta probablemente causaría daños en los componentes, mientras que
una baja tensión reduciría la capacidad de transferencia de
potencia. El rápido aislamiento de las fallas en CC es particularmente importante para grandes redes de CC, las cuales
pueden tener numerosas estaciones convertidoras y líneas de
transmisión. Los convertidores que están siendo considerados
para la red de CC del Mar del Norte están clasificados entre
1.5-2 GW, mientras que la capacidad total de la red de CC
puede exceder los 150 GW en algunos escenarios.
El gráfico 1 muestra un diagrama de una red de CC de
una sola línea y cinco nodos de ± 400 kV, que incluye cuatro convertidores bipolares CA-CC con capacidad nominal
de  800 MVA, 2 kA por polo que interconectan la red de
CC (barras 1-4) con los correspondientes sistemas de CA,
un barra de CC sin un convertidor (nodo 5), ocho cables de
CC y 16  CB de CC por polo (32  CB de CC en total). La

1.6 GW 2 kA

2

1

Sistema
de CA 1

CB12_1

CB12_2

CB15_1

CB25_2

CB14_1
±400 kV

Sistema
de CA 4

CB

5

15_

5

_5

45

±400 kV

5
25_
CB
CB
35_
5

3

400 kV

2 kA
CB14_4

CB23_3

CB45_4

CB35_3

CB34_4

CB34_3

±400 kV

Falla

1.6 GW

Sistema
de CA 2

CB23_2

CB

4

2 kA 1.6 GW

Convertidor
CC-CA

CC CB
2 kA 1.6 GW

±400 kV

Sistema
de CA 3

gráfico 1. Un diagrama que muestra una red de CC de cinco nodos con cuatro convertidores de CA a CC, ocho cables y
16 CB por poste.
100

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mayo/junio 2019



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