IEEE Power & Energy Magazine - Spanish - May/June 2021 - 69

del silicio. Algunos inversores dejan de conmutar después
de la operación sostenida en el límite térmico a largo plazo.
Otros reducen la tensión para mantener la corriente dentro
de los límites y solo disparan si la tensión resultante cae por
debajo de los límites aceptables.
Los dispositivos electrónicos de potencia se dañan de
manera permanente cuando se exceden los límites de la
corriente de silicio. De este modo, el firmware de los inversores
limita estrictamente esta corriente y, por este motivo,
al límite del silicio a veces se le llama límite de hardware o
sobretensión.
Los límites térmicos comúnmente se adaptan en el firmware
del inversor utilizando mediciones en tiempo real
de los disipadores térmicos de aluminio y las cubiertas de
refrigeración. Debido a que el hardware asociado con la eliminación
del calor es costosa, el límite térmico suele ser un
factor determinante en los costos totales de construcción de
inversores.
Contribuciones de corriente de secuencia
negativa de los inversores
El límite totalizado de corriente de falla de los inversores
se calcula como la suma de la corriente de secuencia positiva
(I1) y negativa (I2) (véase la figura 3). Las corrientes de
secuencia cero suelen suprimirse en los inversores. El nivel
de I2 difiere considerablemente entre los inversores y los
generadores. Los generadores normalmente proporcionan
niveles importantes de I2, aunque en los inversores la I2 está
sujeta a bucles de control y límites de corriente programados
en el firmware.
En general, la mayoría de los inversores interactivos con
la red no proporcionan I2, aunque eso está cambiando. La I2
es una cantidad importante en el caso de algunos métodos
de protección convencional, pues los elementos de secuencia
negativa son excelentes para detectar la dirección de fallas y
supervisar elementos de disparo de alta velocidad. Los niveles
de I2 en un circuito son un método efectivo para identificar
las fallas desequilibradas. Los ingenieros de protección
han dependido de la I2 durante décadas para sus diseños en
tensiones a nivel de transmisión.
Influencia del estado de carga de la batería
La corriente de falla que envía un generador es principalmente
una función de interacciones electromagnéticas físicas,
mientras que el comportamiento del inversor es regulado
por el software y el firmware, y puede estar limitado
bajo ciertas condiciones. La figura 4 da un ejemplo de un
sistema de batería con baterías fuera de línea o casi descargadas.
Bajo estás condiciones, se reduce la capacidad operativa
del inversor. Problemas térmicos y de batería, un estado
bajo de la carga e inversores paralelos fuera de servicio son
los motivos de por qué puede reducirse la corriente de falla
del inversor. Nótese que la condición de falla con alto factor
de potencia que se muestra en la figura 4 es de fallas de alta
resistencia y/o sistemas eléctricos de baja inducción asociamayo/junio
2021
figura 3. Una comparación relativa de los componentes
de secuencia positiva y negativa de la corriente de falla:
inversor y generador.
Corriente
reactiva
Región de
capacidad
de corriente
Corriente
de falla
Corriente
activa
dos con las microrredes. Los sistemas de transmisión y distribución
tienen principalmente corriente reactiva durante
fallas, los sistemas de tensión inferior como las microrredes
pueden tener fallas con factor de alta potencia (altamente
resistivas).
I2
5
Corrientes del
generador
1
Corrientes del
Inversor
I1
Corriente de secuencia positiva (p.u.)
15
Límites dinámicos del SoC de la batería
figura 4. Restricciones de la corriente de falla del inversor.
SoC: estado de cambio.
tabla 1. Los tiempos de los dispositivos.
Dispositivo
Regulador
Regulador de tensión
automático
Protección de sobrecorriente de
tiempo
Protección de alivio de carga
Protección de distancia
Protección de onda viajera
Inversor
Tiempo de respuesta
habitual (s)
1
0.2
0.1
0.04
0.01
0.002
Variable
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Corriente de secuencia negativa (p.u.)
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