PROCEDIMIENTO PARA COMPROBAR UNA DISPOSICIÓN DE APARATOS ELÉCTRICOS.

Procedimiento para comprobar en una disposición de aparatos eléctricos la selectividad para el caso de cortocircuito mediante un ordenador

- en el que se predetermina una descripción de la disposición,



- en el que conforme a la descripción al menos un consumidor eléctrico (1) se alimenta con energía eléctrica, desde el menos un primer módulo de alimentación (2), a través de al menos dos interruptores de protección (3) conectados mutuamente en serie y dispuestos entre el primer módulo de alimentación (2) y el consumidor (1),

- en el que para cada interruptor de protección (3) se predetermina una descripción para su comportamiento de activación, al menos en función de la corriente alterna que fluye por el respectivo interruptor de protección (3), con los valores umbral (SW) correspondientes,

- en el que con base en las descripciones, con una cantidad de valores de corriente (I), se comprueba si el interruptor de protección (3) dispuesto más cerca del consumidor (1) se activa siempre antes que el interruptor de protección (3) dispuesto más cerca del módulo de alimentación (2), y

- en el que para ello, con valores de corriente (I) por encima del valor umbral (SW) específico para un interruptor de protección (3) predeterminado, primero se establece un desarrollo en el tiempo del valor de corriente (I) y, con base en el desarrollo en el tiempo del valor de corriente (I), un tiempo de activación mínimo y uno máximo (tmin, tmax) para este interruptor de protección (3), y se utiliza para comprobar la selectividad de la disposición, caracterizado porque se comprueba si los valores de corriente (I) del interruptor de protección (3) predeterminado y del otro superan su valor umbral (SW), para determinados interruptores de protección (3) se tiene en cuenta, a la hora de establecer el desarrollo en el tiempo del valor de corriente (I), una posición de fase (φ) situada dentro de la duración de periodo (T), que se corresponde con un momento (t0) a partir del cual el valor de corriente (I) está situado por encima del valor umbral (SW), porque al menos con base en una descripción del módulo de alimentación (2) se establece un máximo desarrollo en el tiempo posible (Imax) del valor de corriente (I) con la posición de fase (φ) como parámetro y, de aquí, el desarrollo en el tiempo del valor de corriente (I), porque a partir del momento (t0) se establece, con base en el desarrollo en el tiempo del valor de corriente (I) establecido, la integral respecto al tiempo del cuadrado del valor de corriente (I) dado en cada caso momentáneamente, porque mediante la comparación de la integral con un valor límite mínimo específico del interruptor de protección (3) se determina un tiempo mínimo (tmin (φ)) y, mediante la comparación con un valor límite máximo específico del interruptor de protección (3), un tiempo máximo (tmax (φ)) en cada caso con la posición de fase (φ) como parámetro, y porque de aquí se calcula, mediante la adición del tiempo hasta un momento (t0), el tiempo de activación mínimo y el máximo (tmin, tmax).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E04005277.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: Berger,Tanja, Fruth,Wolfgang.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01R31/327 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01R MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES MAGNETICAS (indicación de la sintonización de circuitos resonantes H03J 3/12). › G01R 31/00 Dispositivos para verificar propiedades eléctricas; Dispositivos para la localización de fallos eléctricos; Disposiciones para el ensayo eléctrico caracterizados por lo que es probado, no previstos en otro lugar (ensayo o medida de dispositivos semiconductores o de estado sólido, durante la fabricación H01L 21/66; Ensayo de los sistemas de transmisión por líneas H04B 3/46). › Ensayo de interruptores de circuito, de interruptores o de disyuntores.
  • H02H3/04 SECCION H — ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02H CIRCUITOS DE PROTECCION DE SEGURIDAD (indicación o señalización de condiciones de trabajo indeseables G01R, p. ej. G01R 31/00, G08B; localización de defectos a lo largo de las líneas G01R 31/08; dispositivos de protección H01H). › H02H 3/00 Circuitos de protección de seguridad para desconexión automática respondiendo directamente a un cambio indeseado de las condiciones eléctricas normales de trabajo con o sin reconexión (especialmente adaptados para máquinas o aparatos de tipos especiales o para la protección seccional de sistemas de cables o líneas H02H 7/00; sistemas para conmutación de la alimentación de reserva H02J 9/00). › con señalización o supervisión adicional a la desconexión, p. ej. para indicar que el aparato de protección ha funcionado.
  • H02J3/00 H02 […] › H02J CIRCUITOS O SISTEMAS PARA LA ALIMENTACION O DISTRIBUCION DE ENERGIA ELECTRICA; SISTEMAS PARA LA ACUMULACION DE ENERGIA ELECTRICA (circuitos de alimentación de energía paralos aparatos de medida de rayos X, rayos gamma, radiaciones corpusculares o de las radiaciones cósmicas G01T 1/175; circuitos de alimentación de energía eléctrica especialmente adaptados para su uso en relojes electrónicos sin partes móviles G04G 19/00; para computadores digitales G06F 1/18; para los tubos de descargar H01J 37/248; circuitos o aparatos para la conversión de la potencia eléctrica, disposiciones para su control o regulación H02M; control de una combinación máquina motriz-generador, control interrelacionado de varios motores H02P; control de energía a alta frecuencia H03L; utilización complementaria de línea o red de energía para transmisión de información H04B). › Circuitos para redes principales o de distribución, de corriente alterna.

PDF original: ES-2376310_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para comprobar una disposición de aparatos eléctricos Procedimiento para comprobar una disposición de aparatos eléctricos.

La presente invención se refiere a un procedimiento para comprobar una disposición de aparatos eléctricos, conforme al preámbulo de la reivindicación 1.

Se conoce un procedimiento de comprobación por ejemplo del documento WO-A-01/71880. En el procedimiento conocido se comprueba el dimensionamiento correcto de secciones transversales de línea, a través de las cuales están unidos entre sí los módulos de alimentación, los interruptores de protección y los consumidores, y eventualmente incluso se optimizan las mismas. Véanse también los documentos WO-A-01/69751 y US-B6, 535, 370.

A la hora de planear y proyectar redes de alimentación eléctricas deben cumplirse, aparte del correcto dimensionamiento, otras condiciones. Por ejemplo el planificador está obligado, entre otras cosas, a analizar el comportamiento selectivo de unos interruptores de protección con otros. Por selectividad debe entenderse con ello el comportamiento de los interruptores en el caso de sobrecorriente y cortocircuito. Normalmente sólo debe desconectarse el interruptor de protección prioritario respecto al error, más próximo según se mira en la dirección de flujo. Si es éste el caso en todo el margen de corriente a comprobar, se habla de selectividad plena. Si un interruptor de protección sólo se comporta selectivamente dentro de un margen de corriente limitado con relación a todos sus interruptores de protección prioritarios, se habla de selectividad parcial.

En especial se conoce además del documento US 4, 245, 318 A una disposición de interruptores, en la que los interruptores están conectados entre sí selectivamente, es decir que se activa en cada caso más bien el interruptor dispuesto más cerca del consumidor. El comportamiento de activación de los interruptores se predetermina en forma de curvas de tiempo de activación, que se han registrado en el caso de corrientes estacionarias, como función de la corriente que fluye a través del interruptor de protección correspondiente. Un ordenador comprueba, con base en estas curvas de tiempo de activación, si la disposición presente la selectividad deseada.

En el estado de la técnica no se conoce ningún procedimiento de comprobación apoyado por ordenador, mediante el cual automáticamente pueda llevarse a cabo sin más una comprobación completa de la selectividad de una disposición de aparatos eléctricos, en donde completa quiere decir aquí teniendo en cuenta el comportamiento de activación en el caso de un cortocircuito, es decir también para tiempos de activación muy cortos.

La tarea de la invención es crear un procedimiento de comprobación de esta clase.

La tarea es resuelta, en un procedimiento de comprobación del género expuesto, mediante las particularidades de la parte característica de la reivindicación 1. En este caso puede establecerse, con base en el comportamiento de activación, el comportamiento de cortocircuito con tiempos de activación de entre 0, 1 y 1 así como el comportamiento de activación rápida de cortocircuito con tiempos de activación inferiores a 0, 1 s.

Se deducen ventajas y detalles de la siguiente descripción de un ejemplo de ejecución en unión a los dibujos. Con ello muestran en una representación de principio la figura 1, esquemáticamente, un ejemplo de una disposición de aparatos eléctricos, la figura 2 la estructura de un ordenador, la figura 3 un posible diagrama de desarrollo, la figura 4 un ejemplo de una descripción predefinida, la figura 5 un procedimiento de activación normal de un interruptor de protección, la figura 6 otro diagrama de desarrollo, la figura 7 un diagrama de corriente-tiempo, y la figura 8 un diagrama de desarrollo conforme a la invención.

Conforme a la figura 1, una disposición de aparatos eléctricos presenta por ejemplo varios consumidores 1, que son alimentados desde un primer módulo de alimentación 2 con energía eléctrica. Entre los consumidores 1 y el primer módulo de alimentación 2 están dispuestos en cada caso al menos dos interruptores de protección 3, que están conectados uno al otro en serie. Conforme a la figura 1 se realiza con ello una alimentación con una tensión alterna (trifásica) U con por ejemplo 400 V y 50 ó 60 Hz, es decir una duración de periodo de 20 ó 16, 6 ms. También sería posible una alimentación de tensión continua, pero no entraría dentro del campo reivindicado.

En la disposición representada en la figura 1 se quiere comprobar si los interruptores de protección 3 están diseñados de forma que sean selectivos. Por lo tanto se pretende comprobar si, en un caso de error (cortocircuito y/o sobrecarga) se activa siempre aquel interruptor de protección 3 que está situado entre el primer módulo 2 y el punto de error, en donde entre el punto de error y el interruptor de protección 3 que se activa no debe estar dispuesto ningún otro interruptor de protección 3.

Para esto está programado conforme a la figura 2 un ordenador con un programa informático 4, que está archivado en un soporte de datos 5, por ejemplo un CD-ROM 5, en forma (exclusivamente) legible mecánicamente.

El ordenador presenta los componentes habituales. Estos son un núcleo de ordenador 6, dispositivos de introducción de datos 7, 8 (normalmente un teclado 7 y un ratón 8) , dispositivos de edición 9, 10 (normalmente una unidad de pantalla 9 y una impresora 10) así como dado el caso un interfaz 11 con una red informática 12, por ejemplo la Internet.

Con base en la programación con el programa informático 4, el ordenador ejecuta un procedimiento de comprobación para la disposición de aparatos eléctricos, que se describe a continuación con más detalle en unión a la figura 3.

Conforme a la figura 3, se predetermina en el ordenador por parte de un usuario 13, en un paso S1, en primer lugar la disposición de aparatos como tal. Seguidamente el usuario 13 especifica con más detalle, en un paso S2, los diferentes aparatos de la disposición de aparatos, es decir el consumidor 1, el primer módulo de alimentación 2 y los interruptores de protección 3. Para esto el ordenador puede recurrir a un catálogo 14, en el que están contenidas descripciones predefinidas de consumidores 1, módulos de alimentación 2 e interruptores de protección 3. Las características de los aparatos de la disposición de aparatos pueden predeterminarse en el ordenador, de este modo, mediante la selección de descripciones predefinidas.

La figura 4 muestra a modo de ejemplo una descripción predefinida de este tipo para un interruptor de protección 3. Conforme a la figura 4, la descripción contiene en primer lugar un número de orden, que sólo es relevante para la gestión interna de la descripción dentro de la parte de catálogo 14. Seguidamente la descripción contiene también un código, que es claro para el aparato descrito, por ejemplo una designación de fabricante legible mecánicamente (MLFB) . Seguidamente la descripción contiene una indicación, en la que puede verse que en el aparato descrito se trata de un interruptor de protección de tipo N. Por último la descripción contiene además una descripción del comportamiento de activación del interruptor de protección 3. Conforme a la figura 4 puede contener, por ejemplo para una cantidad de valores de corriente I que fluyen por el interruptor de protección 3, en cada caso el tiempo de activación mínimo tmin y el tiempo de lectura máximo tmax, después del cual se activa en cada caso el interruptor de protección 3. Sin embargo, también son concebibles otras clases de descripción.

Con base en las descripciones del comportamiento de activación el ordenador puede establecer de este modo – por ejemplo mediante interpolación lineal o no lineal – para cada interruptor de protección 3 y con cada valor de corriente el tiempo de activación mínimo y el máximo tmin, tmax.

Un ejemplo de un comportamiento de activación que puede establecerse de este modo se ha representado en la figura 5. Hacia la derecha se ha registrado con ello el valor de corriente I en amperios, hacia arriba el tiempo en segundos. En la figura 5 puede verse con ello en especial que el ordenador puede establecer, en el caso de unos valores de corriente I suficientemente grandes con base en las descripciones, tiempos de activación tmin, tmax, que van del margen de algunos minutos hasta menos de un segundo.

Para la... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para comprobar en una disposición de aparatos eléctricos la selectividad para el caso de cortocircuito mediante un ordenador

- en el que se predetermina una descripción de la disposición,

- en el que conforme a la descripción al menos un consumidor eléctrico (1) se alimenta con energía eléctrica, desde el menos un primer módulo de alimentación (2) , a través de al menos dos interruptores de protección (3) conectados mutuamente en serie y dispuestos entre el primer módulo de alimentación (2) y el consumidor (1) ,

- en el que para cada interruptor de protección (3) se predetermina una descripción para su comportamiento de activación, al menos en función de la corriente alterna que fluye por el respectivo interruptor de protección (3) , con los valores umbral (SW) correspondientes,

- en el que con base en las descripciones, con una cantidad de valores de corriente (I) , se comprueba si el interruptor de protección (3) dispuesto más cerca del consumidor (1) se activa siempre antes que el interruptor de protección (3) dispuesto más cerca del módulo de alimentación (2) , y

- en el que para ello, con valores de corriente (I) por encima del valor umbral (SW) específico para un interruptor de protección (3) predeterminado, primero se establece un desarrollo en el tiempo del valor de corriente (I) y, con base en el desarrollo en el tiempo del valor de corriente (I) , un tiempo de activación mínimo y uno máximo (tmin, tmax) para este interruptor de protección (3) , y se utiliza para comprobar la selectividad de la disposición, caracterizado porque

se comprueba si los valores de corriente (I) del interruptor de protección (3) predeterminado y del otro superan su valor umbral (SW) , para determinados interruptores de protección (3) se tiene en cuenta, a la hora de establecer el desarrollo en el tiempo del valor de corriente (I) , una posición de fase (<) situada dentro de la duración de periodo (T) , que se corresponde con un momento (t0) a partir del cual el valor de corriente (I) está situado por encima del valor umbral (SW) , porque al menos con base en una descripción del módulo de alimentación (2) se establece un máximo desarrollo en el tiempo posible (Imax) del valor de corriente (I) con la posición de fase (<) como parámetro y, de aquí, el desarrollo en el tiempo del valor de corriente (I) , porque a partir del momento (t0) se establece, con base en el desarrollo en el tiempo del valor de corriente (I) establecido, la integral respecto al tiempo del cuadrado del valor de corriente (I) dado en cada caso momentáneamente, porque mediante la comparación de la integral con un valor límite mínimo específico del interruptor de protección (3) se determina un tiempo mínimo (tmin (<) ) y, mediante la comparación con un valor límite máximo específico del interruptor de protección (3) , un tiempo máximo (tmax (<) ) en cada caso con la posición de fase (<) como parámetro, y porque de aquí se calcula, mediante la adición del tiempo hasta un momento (t0) , el tiempo de activación mínimo y el máximo (tmin, tmax) .

2. Procedimiento de comprobación según la reivindicación 1, caracterizado porque el desarrollo en el tiempo del valor de corriente (I) es establecido por el ordenador, teniendo en cuenta la descripción de la disposición.

3. Procedimiento de comprobación según las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el máximo desarrollo en el tiempo posible (Imax) del valor de corriente (I) se reduce en el ordenador, con base en una descripción del interruptor de protección (3) considerado, al recorrido en el tiempo del valor de corriente (I) .

4. Procedimiento de comprobación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque conforme a la descripción de la disposición entre los interruptores de protección (3) está dispuesto un punto nodal (16) , a través del cual está conectado un segundo módulo (15) , y porque los valores de corriente (I) , en los que se comprueba el interruptor de protección (3) dispuesto más cerca del consumidor (1) , sólo se tienen en cuenta de forma fraccionada en el caso del interruptor de protección (3) dispuesto más cerca del módulo (2) .

5. Procedimiento de comprobación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las descripciones del comportamiento de activación del interruptor de protección (3) se predeterminan en el ordenador mediante la selección de descripciones predefinidas.

6. Procedimiento de comprobación según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el ordenador edita un mensaje, con base en el cual puede reconocerse si el interruptor de protección (3) dispuesto más cerca del consumidor (1) se activa o no, con cada uno de los valores de corriente (I) comprobados, antes del interruptor de protección (3) dispuesto más cerca del módulo (2) .

7. Procedimiento de comprobación según la reivindicación 6, caracterizado porque si el interruptor de protección (3) dispuesto más cerca del consumidor (1) , con al menos uno de los valores de corriente (I) comprobados, no se activa antes que el interruptor de protección (3) dispuesto más cerca del módulo (2) , con base en el mensaje puede reconocerse con qué valor de corriente mínimo (I) se produce este caso, qué interruptor de protección (3) es el interruptor de protección (3) que se activa primero y/o con qué tiempo de activación (tmin) se realiza esta activación.


 

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