Procedimiento y sistema de supervisión de descargas parciales.

Un procedimiento (60, 70) de supervisión de descargas parciales que se producen en un sistema eléctrico

(12), comprendiendo el procedimiento:

recibir un pulso del sistema eléctrico (12);

identificar si el pulso es ruido o un pulso duplicado;

si el pulso no es ruido o un pulso duplicado, entonces convertir el pulso de una señal analógica a una señal digital;

dividir el pulso en dos o más componentes de frecuencia;

normalizar estas dos o más componentes de frecuencia a un nivel máximo;

comparar las dos o más componentes de frecuencia normalizadas asociadas al pulso recibido con otras pluralidades de componentes de frecuencia predefinidas normalizadas almacenadas, asociadas a otros pulsos para identificar pulsos similares que indican una condición de fallo conocida;

si el pulso se identifica como un pulso que indica una condición de fallo conocida, entonces almacenar datos en una base de datos (36) asociando el pulso a las dos o más componentes de frecuencia normalizadas y a la condición de fallo conocida;

agrupar pulsos con componentes de frecuencia normalizadas similares en un diagrama de dispersión almacenado en la base de datos (36);

si las componentes de frecuencia normalizadas del pulso no son similares a las componentes de frecuencia normalizadas de una agrupación actual, entonces crear una nueva agrupación de pulsos almacenada en la base de datos (36); y

si el pulso se identifica como un pulso que indica una condición de fallo conocida, entonces notificar a un usuario que existe una condición de fallo

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2009/053174.

Solicitante: Eskom Holdings Limited.

Nacionalidad solicitante: Sudáfrica.

Dirección: Megawatt Park Maxwell Drive Sunninghill Sandton 2196 Johannesburg SUDAFRICA.

Inventor/es: HIGGINS,SIMON.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES... > Dispositivos para verificar propiedades eléctricas;... > G01R31/12 (Ensayo de la rigidez dieléctrica o de la tensión de ruptura)

PDF original: ES-2467673_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento y sistema de supervisión de descargas parciales Antecedentes de la invención Esta invención se refiere a un procedimiento y sistema de supervisión de descargas parciales que se producen en un sistema eléctrico, y a un procedimiento de medición o análisis de descargas parciales que se producen en un sistema eléctrico.

El aislamiento de sistemas de alimentación o eléctricos de alta tensión, normalmente trifásicos, es normalmente susceptible a los impulsos que se producen en los mismos. Estos impulsos se deben normalmente a descargas a través de límites no homogéneos dentro del sistema de alimentación o eléctrico de alta tensión, tales como huecos en el aislamiento de cables o similares. Debe apreciarse que estas descargas son generalmente descargas parciales dentro de los sistemas de alimentación o eléctricos de alta tensión.

El documento US-A-5.982.181 da a conocer un sistema de diagnóstico de dispositivo aislado que puede determinar el deterioro, la vida útil y los defectos de un dispositivo. La intensidad en cada ángulo de fase de tensión se mide en una pluralidad de frecuencias específicas, tomando ángulos de fase de alta tensión como abscisas. El deterioro, la vida útil y el tipo y alcance de la anomalía del dispositivo se determinan a partir del patrón y la intensidad de la distribución espectral, que se obtiene manteniendo el pico de la intensidad medida durante un periodo de tiempo definido.

El documento US-A-2004/0246000 da a conocer un procedimiento de detección de descargas parciales en un aparato eléctrico aislado en un receptáculo y un sistema de diagnóstico del estado del aparato que usa este procedimiento. Con la ayuda de una antena UHF situada en el receptáculo del aparato, el procedimiento consiste en analizar el espectro de la señal electromagnética captada por la antena y en identificar dentro del espectro una o más frecuencias de interés, para cada una de las cuales la señal tiene una amplitud mayor que un valor umbral predeterminado. Para identificar la (s) frecuencia (s) de interés, el espectro de la señal recibida por la antena se compara con un espectro de referencia.

En el procedimiento dado a conocer en el documento JP-A-07 159477 es posible distinguir automáticamente, usando un procesador, si una señal medida en un estado en línea es una señal de descarga parcial o ruido. El procesador almacena de antemano la característica de frecuencia de la señal de descarga parcial que se usará como modelo. La señal detectada por un detector de descargas parciales se analiza con un analizador de espectro, y el procesador distingue automáticamente si la señal detectada es una señal de descarga parcial o ruido comparando la señal detectada con un valor fijado llevando a cabo un cálculo predefinido en función de la característica de frecuencia de la señal detectada y la señal de descarga parcial usada como modelo.

En el documento JP-A-0712880, una señal de descarga parcial simulada, inyectada en un electrodo integrado, se introduce en una máquina aislada contra los gases a través de un divisor de tensión con capacidades de dispersión. Se transmite a la misma velocidad que una señal de descarga parcial real y después se superpone con la tensión portadora de un condensador a través de un divisor de tensión que comprende un electrodo integrado antes de que se detecte como una forma de onda de descarga parcial. Después se extraen propiedades de sus características de frecuencia y se normalizan para producir un patrón de distribución de frecuencia que se almacena en una red neuronal. El patrón de distribución de frecuencia de la forma de onda de ruido también se almacena de manera similar. Tras producirse una descarga parcial o ruido en una máquina aislada contra los gases, las características de frecuencia de los mismos se comparan con características de frecuencia almacenadas de descargas parciales simuladas y ruido, determinándose si la forma de onda detectada es una forma de onda de descarga parcial o una forma de onda de ruido.

En el documento JP-A-08 105928, con el fin de mejorar la sensibilidad de la medición de descargas parciales y mejorar la precisión de la medición eliminando componentes de ruido de fondo en la medida de lo posible, se proporciona un dispositivo con un sensor de detección de descargas parciales, un convertidor A/D para convertir una señal de entrada del sensor de detección de descargas parciales en una señal digital, un convertidor FFT para aplicar una transformada de Fourier a la señal digital obtenida a partir del convertidor A/D para determinar una distribución de frecuencia, un diferenciador para diferenciar la distribución de frecuencia obtenida por el convertidor FFT con una distribución de frecuencia almacenada, y un integrador para determinar un área de una zona de frecuencia deseada en una distribución de frecuencia diferenciada.

Por lo tanto, un objeto de la presente invención es al menos proporcionar un procedimiento y un sistema para supervisar o detectar descargas parciales que se producen en sistemas de alimentación o eléctricos trifásicos de alta tensión.

Resumen de la invención Según un primer aspecto de la invención se proporciona un procedimiento de supervisión de descargas parciales que se producen en un sistema eléctrico, comprendiendo el procedimiento: recibir un pulso del sistema eléctrico;

identificar si el pulso es ruido o un pulso duplicado; si el pulso no es ruido o un pulso duplicado, entonces convertir el pulso de una señal analógica a una señal digital;

dividir el pulso en dos o más componentes de frecuencia; normalizar estas dos o más componentes de frecuencia a un nivel máximo; comparar las dos o más componentes de frecuencia normalizadas asociadas al pulso recibido con otras

pluralidades de componentes de frecuencia predefinidas normalizadas almacenadas, asociadas a otros

pulsos para identificar pulsos similares que indican una condición de fallo conocida; si el pulso se identifica como un pulso que indica una condición de fallo conocida, entonces almacenar datos en una base de datos asociando el pulso a las dos o más componentes de frecuencia normalizadas y a la condición de fallo conocida;

agrupar pulsos con componentes de frecuencia normalizadas similares en un diagrama de dispersión

almacenado en la base de datos; si las componentes de frecuencia normalizadas del pulso no son similares a las componentes de frecuencia normalizadas de una agrupación actual, entonces crear una nueva agrupación de pulsos almacenada en la base de datos;

si el pulso se identifica como un pulso que indica una condición de fallo conocida, entonces notificar a un

usuario que existe una condición de fallo. El procedimiento puede comprender generar una memoria temporal para almacenar un número predefinido de espectros normalizados para diferentes señales o impulsos junto con valores de pico asociados a los pulsos.

El procedimiento puede comprender además fijar un indicador adecuado si un espectro de frecuencia del impulso

detectado se corresponde sustancialmente con alguno de los espectros de fallo existentes. Activar el indicador puede comprender generar un descriptor de fallo. Adicional o alternativamente, el indicador puede ser un descriptor de fallo.

El procedimiento puede comprender, además de fijar un indicador, almacenar datos o el espectro de frecuencia asociados a la señal o impulso recibido en la base de datos si el espectro de frecuencia del impulso detectado no se corresponde sustancialmente con alguno de los espectros de fallo existentes.

El procedimiento puede comprender generar diagramas de dispersión a partir de un subconjunto de los espectros de fallo de la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento (60, 70) de supervisión de descargas parciales que se producen en un sistema eléctrico (12) , comprendiendo el procedimiento:

recibir un pulso del sistema eléctrico (12) ;

identificar si el pulso es ruido o un pulso duplicado;

si el pulso no es ruido o un pulso duplicado, entonces convertir el pulso de una señal analógica a una señal digital;

dividir el pulso en dos o más componentes de frecuencia;

normalizar estas dos o más componentes de frecuencia a un nivel máximo;

comparar las dos o más componentes de frecuencia normalizadas asociadas al pulso recibido con otras pluralidades de componentes de frecuencia predefinidas normalizadas almacenadas, asociadas a otros pulsos para identificar pulsos similares que indican una condición de fallo conocida;

si el pulso se identifica como un pulso que indica una condición de fallo conocida, entonces almacenar datos en una base de datos (36) asociando el pulso a las dos o más componentes de frecuencia normalizadas y a 15 la condición de fallo conocida;

agrupar pulsos con componentes de frecuencia normalizadas similares en un diagrama de dispersión almacenado en la base de datos (36) ;

si las componentes de frecuencia normalizadas del pulso no son similares a las componentes de frecuencia normalizadas de una agrupación actual, entonces crear una nueva agrupación de pulsos almacenada en la 20 base de datos (36) ; y

si el pulso se identifica como un pulso que indica una condición de fallo conocida, entonces notificar a un usuario que existe una condición de fallo.

2. El procedimiento (60, 70) según la reivindicación 1, comprendiendo el procedimiento (60, 70) generar una memoria temporal (41) para almacenar un número predefinido de espectros normalizados para diferentes 25 pulsos junto con valores de pico asociados a los pulsos.

3. El procedimiento (60, 70) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, comprendiendo el procedimiento (60, 70) generar diagramas de dispersión a partir de un subconjunto de los espectros de fallo del pulso recibido.

4. El procedimiento (60, 70) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el 30 procedimiento (60, 70) llevar a cabo un procesamiento de señal en el pulso recibido.

5. El procedimiento (60, 70) según cualquier reivindicación anterior, en el que comparar el espectro de frecuencia asociado al pulso detectado o recibido con los espectros de fallo existentes almacenados en la base de datos se realiza mediante un algoritmo de correspondencia de fallos.

6. Un sistema (10) para supervisar descargas parciales que se producen en un sistema eléctrico (12) , 35 comprendiendo el sistema (10) :

una base de datos (36) para almacenar una pluralidad de espectros de fallo;

un módulo de supervisión (46) para supervisar el sistema eléctrico (12) para recibir pulsos que se producen en el sistema eléctrico (12) ;

un convertidor de analógico a digital (32) para convertir el pulso de una señal analógica a una señal digital;

un módulo de validación (40) dispuesto para validar el pulso recibido identificando si el pulso es ruido o un pulso duplicado;

un detector de picos (47) para determinar el valor de pico del pulso recibido;

un módulo de generación de espectros de frecuencia (42) que puede hacerse funcionar para generar un espectro de frecuencia del pulso recibido por el módulo de supervisión (46) dividiendo el pulso en dos o más 45 componentes de frecuencia;

un módulo de normalización (44) dispuesto para normalizar los valores de pico de cada una de las dos o más componentes de frecuencia predefinidas del pulso recibido a un nivel máximo;

un comparador (48) que puede hacerse funcionar, una vez que se haya recibido un pulso, para:

comparar las dos o más componentes de frecuencia normalizadas asociadas al pulso recibido con otras 5 pluralidades de componentes de frecuencia predefinidas normalizadas almacenadas, asociadas a otros pulsos para identificar pulsos similares que indican una condición de fallo conocida;

si el pulso se identifica como un pulso que indica una condición de fallo conocida, entonces almacenar datos en una base de datos (36) asociando el pulso a las dos o más componentes de frecuencia normalizadas y a la condición de fallo conocida;

agrupar pulsos similares en un diagrama de dispersión almacenado en la base de datos (36) ; y

si las componentes de frecuencia normalizadas del pulso no son similares a las componentes de frecuencia normalizadas de una agrupación actual, entonces crear una nueva agrupación de pulsos en la base de datos (36) ;

y

un visualizador para visualizar un punto en un diagrama de dispersión que representa el pico digitalizado del pulso recibido junto con puntos que representan otros picos de pulso similares identificados.

7. El sistema (10) según la reivindicación 6, estando dispuesto el sistema (10) para fijar un indicador si un espectro de frecuencia del pulso recibido se corresponde sustancialmente con alguno de los espectros de fallo existentes.

8. El sistema (10) según la reivindicación 7, en el que el sistema (10) está dispuesto para almacenar datos o el espectro de frecuencia asociado al pulso recibido en la base de datos (36) .

9. El sistema (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que el sistema (10) comprende un módulo de generación de datos (50) que puede hacerse funcionar para generar datos asociados al pulso recibido.

10. El sistema (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que el módulo de supervisión (46) está en comunicación con una pluralidad de sensores (20) , estando dispuestos los sensores (20) para supervisar cada fase (14, 16, 18) del sistema eléctrico o de alimentación (12) .