Procedimiento y sistema para la medición de la longitud de una línea de energía.

Un procedimiento para determinar una cantidad de longitud de una línea de transmisión de energía, donde la línea de transmisión de energía conecta una primera localización con una segunda localización, donde el procedimiento comprende:

proporcionar una primera señal que tiene una primera frecuencia portadora

(f1) en la primera localización; transmitir la primera señal desde la primera localización a la segunda localización a través de la línea de transmisión de energía;

proporcionar una segunda señal que tiene una segunda frecuencia (f1') en la segunda localización; medir una primera diferencia de fase entre la primera señal y la segunda señal en la segunda localización; calcular de la cantidad de longitud de la diferencia de fase medida.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E08170552.

Solicitante: ABB RESEARCH LTD..

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: AFFOLTERNSTRASSE 44 8050 ZURICH SUIZA.

Inventor/es: DZUNG,DACFEY, LARSSON, MATS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION H — ELECTRICIDAD > TECNICA DE LAS COMUNICACIONES ELECTRICAS > TRANSMISION > Sistemas de líneas de transmisión (combinados con... > H04B3/46 (Seguimiento; Pruebas)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES... > Dispositivos para verificar propiedades eléctricas;... > G01R31/02 (Ensayo de aparatos, de líneas, o de componentes eléctricos para detectar la presencia de cortocircuitos, discontinuidades, fugas o conexiones incorrectas de líneas)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES... > Disposiciones de medida caracterizadas por la utilización... > G01B7/02 (para la medida de la longitud, el ancho o el espesor (G01B 7/004, G01B 7/12 tiene prioridad))

PDF original: ES-2459622_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y sistema para la medición de la longitud de una línea de energía La invención se refiere a un procedimiento y a un sistema para determinar una cantidad de longitud de una línea de transmisión de energía, donde la línea de transmisión de energía conecta una primera localización con una segunda localización.

Las líneas de transmisión de energía expanden su longitud debido a la carga térmica. Un combado resultante de las líneas aéreas no es deseable. Por lo tanto, así la longitud o un cambio de la longitud pueden ser monitorizados. Un aumento en la longitud de las líneas de transmisión de energía pueden provocar combados. El combado de la línea de las líneas de alta tensión es crítico, ya que puede provocar fallos en la línea debidos a descargas disruptivas en objetos cercanos, tales como árboles.

En sistemas de monitorización de área amplia (WAM) para las redes de transmisión de energía de CA, las unidades de medición fasorial (PMU) realizan la medición de fasores de tensión y corriente. En el documento US 2007/0038396, los fasores de tensión y corriente medidos en dos extremos de una línea de transmisión de energía se utilizan para determinar una impedancia de la línea, y, específicamente, una resistencia de la línea. La resistencia es una función de la temperatura de la línea, de modo que el procedimiento proporciona una medición de la temperatura promedio de la línea, que a su vez afecta a la longitud de la línea y a su combado. El procedimiento requiere la sincronización de los PMUs.

Además, existen procedimientos de medición directa de combado de la línea de energía basados en varios principios, tales como cámaras ópticas, medición de la tensión mecánica o la inclinación (US 5.235.861, US

6.523.424, US 6.205.867) , mediciones térmicas que utilizan fibras (US 6.776.522) o cámaras de infrarrojos. Estos procedimientos sólo realizan mediciones locales.

El objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento y un sistema simple y eficaz para la medición de una cantidad de longitud de una línea de transmisión de energía.

La invención comprende un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1.

En una realización típica, la primera señal con una primera frecuencia de portador puede ser una onda sinusoidal. El procedimiento anterior, donde una primera señal que se transmite desde una primera localización a una segunda localización y la primera señal se compara con una segunda señal en la segunda localización se puede aplicar de forma remota. Por lo tanto, pueden evitarse las mediciones locales de un combado, en el caso de una línea aérea de transmisión. En una realización típica de la primera y/o la segunda posiciones puede ser cualquier posición en la línea de transmisión de energía, en particular un nodo de red.

En una realización típica, la línea de transmisión de energía es una línea de transmisión de alta tensión.

En otra realización, que puede combinarse con otras realizaciones descritas en este documento, la primera señal es una señal de comunicación de línea de energía. Por lo tanto, las señales existentes de un enlace de comunicación de línea de energía pueden ser utilizadas para la medición de la longitud.

Sin embargo, en una realización típica, los datos de usuario modulados pueden compensarse o eliminarse.

Sin embargo, la compensación o la eliminación pueden incluir el filtrado de paso bajo de una señal de fase obtenida a partir de un demodulador en cuadratura, elevar al cuadrado la señal recibida antes de la demodulación y

extrayendo o filtrando el paso de banda del componente a la frecuencia de 2fi, y/o usando un detector de datos para volver a modular y restar la contribución de fase dependiente de los datos. fi puede ser la frecuencia portadora de la primera señal o la frecuencia de la segunda señal.

En una realización típica, que se puede combinar con otras realizaciones descritas en el presente documento, la 55 segunda frecuencia es igual a la primera frecuencia portadora, donde los generadores de frecuencia para la generación de la primera frecuencia portadora en la primera localización y la segunda frecuencia en la segunda localización se sincronizan. Sin embargo, sobre una variación de diferencia de fase, puede medirse una variación de la longitud de la línea de transmisión de energía.

Sin embargo, los generadores de frecuencia se pueden sincronizar con un sistema de navegación por satélite, en particular, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) , Galileo, IRNSS, GLONASS y similares.

En otra realización, que puede combinarse con otras realizaciones descritas en este documento, la cantidad de longitud es la longitud total.

En una realización, la segunda frecuencia es igual a la primera frecuencia portadora, donde se sincronizan la fase y la frecuencia de los generadores de frecuencia para generar la primera frecuencia portadora en la primera localización y la segunda frecuencia en la segunda localización. Sin embargo, una longitud total se puede medir. 5 La longitud total se puede calcular a partir de , con Ψ siendo la diferencia de fase y λ siendo la longitud de onda de la primera frecuencia portadora y siendo d la longitud, utilizando un valor razonable para N. En una realización típica, el valor de N puede estimarse mediante una medición de retardo directa, en particular mediante la medición de un retraso de mensajes entre la primera localización y la segunda localización, y la segunda localización y la primera localización, respectivamente.

En una realización adicional, que puede combinarse con otras realizaciones descritas en el presente documento, el procedimiento puede incluir proporcionar una tercera señal con una tercera frecuencia portadora; transmitir la tercera señal de la segunda localización a la primera localización; proporcionar una cuarta señal que tiene una cuarta frecuencia a la segunda localización; medir una segunda diferencia de fase entre la tercera señal y la cuarta señal

en la segunda localización. En una realización típica, este procedimiento puede no requerir una sincronización externa.

Sin embargo, mediante el uso de la variación de diferencia de fase de la primera y segunda diferencias de fase, puede medirse la variación de la longitud de la línea de transmisión de energía.

En una realización típica, la tercera frecuencia portadora es sustancialmente igual a la primera frecuencia portadora.

En una realización adicional, la tercera frecuencia portadora es diferente a la primera frecuencia portadora.

En una adicional, que puede combinarse con otras realizaciones descritas en este documento, la primera frecuencia portadora y la cuarta frecuencia en la primera localización se generan a partir de la misma fuente de frecuencia local que tiene una primera frecuencia de base, y donde la tercera frecuencia portadora y la segunda frecuencia se generan a partir de la misma fuente de frecuencia local que tiene una segunda frecuencia de base. Típicamente, una fuente de frecuencia puede ser un generador de frecuencia, un oscilador o similares.

Sin embargo, la primera frecuencia portadora y/o la cuarta frecuencia pueden ser un múltiplo o una fracción de la primera frecuencia de base, respectivamente, y/o la tercera frecuencia portadora y/o la segunda frecuencia pueden ser un múltiplo o una división de la segunda frecuencia de base, respectivamente.

En otra realización, el procedimiento puede incluir además: proporcionar una tercera señal que tiene una tercera frecuencia portadora en una primera localización; transmitir la tercera señal de la primera localización a una segunda localización... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

Un procedimiento para determinar una cantidad de longitud de una línea de transmisión de energía, donde la línea de transmisión de energía conecta una primera localización con una segunda localización, donde el procedimiento 5 comprende:

proporcionar una primera señal que tiene una primera frecuencia portadora (f1) en la primera localización; transmitir la primera señal desde la primera localización a la segunda localización a través de la línea de transmisión de energía;

proporcionar una segunda señal que tiene una segunda frecuencia (f1') en la segunda localización; medir una primera diferencia de fase entre la primera señal y la segunda señal en la segunda localización; calcular de la cantidad de longitud de la diferencia de fase medida.

2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, donde la primera señal es una señal de comunicación de línea de energía, donde, en particular, se compensan o eliminan datos de usuario modulados.

3. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, donde la segunda frecuencia (f1') es igual a la primera frecuencia portadora (f1) , donde los generadores de frecuencia para la generación de la primera frecuencia portadora en la primera localización y la segunda frecuencia en la segunda localización están sincronizados.

4. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, donde la segunda frecuencia (f1') es igual a la primera frecuencia portadora (f1) , donde la fase y la frecuencia de los generadores de frecuencia para generar la primera frecuencia portadora en la primera localización y la segunda frecuencia en la segunda localización están sincronizadas.

5. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, que comprende además:

proporcionar una tercera señal con una tercera frecuencia portadora (f2') ; transmitir la tercera señal desde la segunda localización a la primera localización; proporcionar una cuarta señal que tiene una cuarta frecuencia (f2) en la segunda localización; medir una segunda diferencia de fase entre la tercera señal y la cuarta señal en la segunda localización.

6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, donde la primera frecuencia portadora y la cuarta frecuencia en la primera localización se generan a partir de la misma fuente de frecuencia local que tiene una primera frecuencia de base (f0) , y donde la tercera frecuencia portadora y la segunda frecuencia son generadas a partir de la misma fuente de frecuencia local que tiene una segunda frecuencia de base (f0') .

7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, donde la primera frecuencia portadora y/o la cuarta frecuencia es un múltiplo o una fracción de la primera frecuencia de base, respectivamente, y/o la tercera frecuencia portadora y/o la segunda frecuencia es un múltiplo o una división de la segunda frecuencia de base, respectivamente.

8. El procedimiento de una de las reivindicaciones 1 a 7, donde la primera frecuencia portadora y/o la tercera frecuencia portadora está/están en el intervalo de 10 kHz a 2000kHz, en particular en el intervalo de 20 kHz a 1.000 kHz, en particular, en el intervalo de 40 kHz a 500 kHz.

9. El procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende 50 calcular la longitud de la línea de transmisión de energía sobre la base de la primera y/o segunda diferencia (s) de fase medida (s) .

10. El procedimiento según las reivindicaciones 1 a 9, donde la cantidad de longitud es la longitud total o un cambio relativo en la longitud. 55

11. Un sistema para determinar la longitud de una línea de transmisión de energía (130) entre una primera localización (110) y una segunda localización (120) , donde el sistema comprende un segundo receptor en la segunda localización que está adaptado para recibir una primera señal que tiene una primera frecuencia portadora (f1) desde la primera localización, donde el sistema comprende además un generador de frecuencia (122) para crear

una segunda señal que tiene una segunda frecuencia (f1') en la segunda localización; donde el segundo receptor comprende además un dispositivo de detección de fase (126) adaptado para detectar una primera diferencia de fase entre la segunda señal que tiene la segunda frecuencia y la primera señal que tiene la primera frecuencia portadora en la segunda localización; estando dispuesto el sistema para calcular la longitud a partir de la primera diferencia de fase.

12. El sistema de acuerdo con la reivindicación 11, donde el sistema comprende además un segundo transmisor en la segunda localización que tiene un generador de frecuencia (122, k2) para crear una tercera frecuencia portadora (f2') de una tercera señal, donde el segundo transmisor está adaptado para enviar la tercera señal a través de la línea de transmisión de energía a la primera localización.

13. El sistema de acuerdo con la reivindicación 12, donde el segundo receptor y el segundo transmisor en la segunda localización están adaptados para utilizar una fuente de frecuencia común (122) para la creación de la tercera frecuencia portadora para la tercera señal y para la creación de la segunda señal, donde la fuente de frecuencia común (122) tiene una segunda frecuencia de base (f0') , donde, en particular, la tercera frecuencia portadora de la tercera señal es un múltiplo o una fracción de la segunda frecuencia de base, y/o la segunda frecuencia es un múltiplo o una fracción de la segunda frecuencia de base.

14. El sistema de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 o 13, donde el sistema comprende en la primera localización un primer receptor adaptado para recibir la tercera señal desde la segunda localización, donde el

sistema comprende un generador de frecuencia (112, k2) en la primera localización para la creación de una cuarta señal que tiene una cuarta frecuencia (f2) ; donde el sistema comprende además un dispositivo de detección de fase adaptado para detectar una segunda diferencia de fase entre la cuarta frecuencia y la tercera frecuencia portadora.

15. El sistema de acuerdo con la reivindicación 14, donde el sistema comprende además un primer transmisor en la primera localización que tiene un generador de frecuencia (112, k1) para la creación de la primera frecuencia portadora de una primera señal, donde el primer receptor y el primer transmisor en la primera localización están adaptados para utilizar una fuente de frecuencia común (112) para la creación de la primera frecuencia portadora para la primera señal y para la creación de la cuarta señal, donde la fuente de frecuencia común (112) tiene una primera frecuencia de base (f0) , donde en particular la primera frecuencia portadora de la primera señal es un múltiplo o una fracción de la primera frecuencia de base, y/o la cuarta frecuencia es un múltiplo o una fracción de la primera frecuencia base.