Un sistema de protección diferencial de corriente de línea que usa una referencia temporal externa continúa que proporciona protección a un aparato de suministro eléctrico tras la pérdida de la referencia temporal externa.

Una modalidad de sincronización por referencia temporal externa y una modalidad de sincronización basada en el canal pueden aplicarse selectivamente canal por canal, de modo tal que solamente aquellos canales en el sistema para los que no se garantiza que se mantengan simétricos usen la sincronización por referencia temporal externa. Cuando se pierde la referencia temporal externa, pueden usarse estrategias de recuperación tales como inhabilitar o insensibilizar la función de protección diferencial de corriente de línea, conmutar desde la modalidad de sincronización por referencia temporal externa a una modalidad de sincronización basada en el canal, con configuraciones de protección adecuadamente seleccionadas, y/o marcar el canal como no disponible para aislar el sistema de las consecuencias de errores de sincronización por este canal y usar en cambio una modalidad de amo-esclavo con otros canales disponibles para continuar proporcionando protección de línea con el sistema diferencial de corriente.

Protección diferencial de corriente de línea tras la pérdida de una referencia temporal externa

Campo Técnico

Esta revelación se refiere a sistemas de protección diferencial. Más específicamente, esta revelación incluye sistemas y procedimientos para proporcionar protección diferencial de corriente de línea utilizando una referencia temporal externa cuando la referencia temporal externa está temporalmente indisponible.

Breve descripción de los dibujos

Se describen realizaciones no limitadoras y no exhaustivas de la revelación, incluyendo diversas realizaciones de la revelación con referencia a las figuras, en las cuales:

la FIG. 1 es un diagrama en bloques que ilustra una versión simplificada de un sistema de protección diferencial de corriente de línea;

la FIG. 2 ilustra un ejemplo de gráfico de temporización de la comunicación entre un primer relé y un segundo relé, usando la sincronización basada en el canal, según una realización;

la FIG. 3 ilustra un ejemplo de gráfico de temporización de la comunicación entre un primer relé y un segundo relé, usando la sincronización basada en una referencia temporal externa, según una realización;

la FIG. 4 es un diagrama de flujo de un procedimiento para proporcionar protección diferencial de corriente de línea tras la pérdida de una referencia temporal externa, según una realización;

la FIG. 5 es un diagrama de flujo de un procedimiento estratégico de recuperación que usa la sincronización basada en el canal cuando se pierde una referencia temporal externa, según una realización;

la FIG. 6 es un diagrama de flujo de un procedimiento estratégico de recuperación que selecciona configuraciones de protección en la modalidad de sincronización basada en el canal, para afrontar una corriente diferencial espuria cuando se pierde una referencia temporal externa, según una realización;

la FIG. 7 es un diagrama de flujo de un procedimiento para calcular un valor diferencial espurio, según se muestra en la FIG. 6, en base a una asimetría de canal del peor caso, según una realización; y

la FIG. 8 es un diagrama en bloques de un sistema de protección diferencial de corriente de línea para su uso con un aparato de suministro eléctrico de tres terminales, según una realización.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Panorama general

Los sistemas de protección diferencial de corriente de línea dependen generalmente de la manipulación adecuada y de la sincronización de los datos comunicados entre terminales de un aparato de suministro eléctrico. Una función diferencial de corriente de línea responde a una suma de corrientes dentro de una zona de protección. Así, los sistemas de protección diferencial de corriente de línea usan valores de corriente que pueden medirse en distintos terminales de línea sincronizados con una base de referencia común. La sincronización de datos puede incluir, por ejemplo, la sincronización basada en el canal o la sincronización basada en una referencia temporal externa.

Como se expone más adelante, la sincronización basada en el canal funciona con canales simétricos (p. ej., un canal de comunicación en el cual el retardo de canal es esencialmente el mismo en ambas direcciones de transmisión y recepción) y usa una técnica de “ping-pong” para calcular un tiempo de retardo de canal. El tiempo de retardo de canal se usa luego para alinear los valores de corriente, o para controlar los relojes en los respectivos terminales para anular la diferencia temporal entre los valores de corriente.

La sincronización basada en una referencia temporal externa usa una fuente temporal común, tal como un reloj satelital, mediante una entrada de código temporal (p. ej., IRIG-B especificado por los códigos temporales de grupos de instrumentación entre gamas) , para correlacionar los datos en cada terminal a la misma referencia común y, al hacerlo, alinear los datos entre distintos terminales del sistema diferencial de corriente de línea. Este procedimiento hace al sistema de protección diferencial de corriente de línea dependiente de la fuente temporal externa, pero se usa

para aplicaciones con canales asimétricos o canales con tiempos de entrega no determinísticos.

Ciertas realizaciones reveladas en el presente documento admiten que un sistema de protección diferencial de corriente de línea continúe proporcionando protección a un aparato de suministro eléctrico tras la pérdida de una referencia temporal externa. La pérdida de la referencia temporal externa puede incluir una ausencia de la referencia temporal externa, o bien la pérdida puede ser una degradación o inexactitud de la referencia temporal externa que limita su utilidad para la sincronización basada en la referencia temporal externa. En ciertas realizaciones, la sincronización basada en referencia temporal externa y los procedimientos de sincronización basados en canal se aplican selectivamente canal por canal dentro del sistema de protección. En tales realizaciones, solamente aquellos canales en el sistema para los que no se garantiza que se mantengan simétricos usan la sincronización por referencia temporal externa. En total, esto limita la exposición del sistema de protección diferencial de corriente de línea a los problemas asociados a las fuentes de temporización que se tornan no disponibles. La mezcla de los dos procedimientos de sincronización dentro de un sistema de protección se logra según una realización, usando los respectivos relojes de terminal en ambos procedimientos, según los específicos canales de comunicación usados. En el procedimiento de sincronización basado en el canal, adecuado para canales simétricos, se calcula un desplazamiento de canal mediante un proceso de ping-pong. En el procedimiento de sincronización basado en referencia temporal externa, adecuado para canales asimétricos, un desplazamiento de reloj se vuelve cero automáticamente porque ambos relojes en los extremos del canal están sincronizados con la misma referencia temporal.

Cuando un canal está funcionando en una modalidad de sincronización con referencia temporal externa, la función de protección diferencial de corriente de línea puede continuar funcionando durante un cierto periodo de tiempo después de que se pierde la referencia temporal externa. Puede llevar algún tiempo para que los relojes internos de los respectivos terminales se alejen entre sí hasta el punto en que la función de protección diferencial de corriente de línea produzca errores. El sistema, por ejemplo, puede continuar estando bastante sincronizado al menos durante unos pocos segundos. Así, según una realización, el desplazamiento del reloj se supone aún igual a cero durante un periodo de tiempo predeterminado. Si la referencia temporal externa no se readquiere durante el periodo de tiempo predeterminado, entonces el sistema implementa una o más estrategias de recuperación. Las estrategias de recuperación pueden incluir, por ejemplo, inhabilitar o insensibilizar (p. ej., hasta un grado seleccionado por el usuario) la función de protección diferencial de corriente de línea. Como se expone en detalle más adelante, otras estrategias de recuperación incluyen conmutar desde la modalidad de sincronización por referencia temporal externa a una modalidad de sincronización basada en canal, o bien marcar el canal como no disponible y usar otros canales disponibles en una modalidad de amo-esclavo, para proporcionar comunicación para la protección diferencial de corriente de línea.

Si un canal es simétrico justo antes de perder la referencia temporal externa (p. ej., dentro de un periodo de tiempo predeterminado antes de perder la referencia temporal externa) , según una realización, la estrategia de recuperación puede incluir conmutar el canal desde la modalidad de sincronización con referencia temporal externa a la modalidad de sincronización basada en el canal, hasta que se readquiera la referencia temporal, hasta que transcurra un periodo de tiempo predeterminado, o hasta que ocurra un suceso predeterminado. El suceso predeterminado puede incluir una determinación de que el canal no es ya simétrico o que puede pronto hacerse asimétrico. Por ejemplo, en una realización el sistema supervisa los cambios a un tiempo de canal total (de ida y vuelta) . Un cambio en el tiempo total del canal que supere un umbral predeterminado indica que el canal ha sido...

1. Un sistema para proporcionar protección diferencial de corriente de línea a un aparato de suministro eléctrico que incluye tres o más terminales, tras la pérdida de una referencia temporal externa, caracterizado porque comprende:

tres o más relés para determinar valores de corriente en los respectivos terminales de un aparato de suministro eléctrico,

estando cada relé configurado para comunicar sus valores de corriente a través de respectivos canales de comunicación a al menos uno de los otros relés,

estando los tres o más relés configurados, en base a características de los respectivos canales de comunicación, para operar al menos un primer canal de comunicación en una modalidad de sincronización basada en el canal y al menos un segundo canal de comunicación en una modalidad de sincronización por referencia temporal externa;

en el cual, tras la pérdida de una referencia temporal externa, un primer relé y un segundo relé, configurados para comunicarse entre sí a través del segundo canal de comunicación, aplican una estrategia de recuperación para proporcionar protección diferencial de corriente de línea al aparato de suministro eléctrico en caso de ausencia o inexactitud de la referencia temporal externa.

2. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque al menos uno entre el primer relé y el segundo relé está adicionalmente configurado para:

estimar, en la modalidad de sincronización con referencia temporal externa, un valor de asimetría del segundo canal de comunicación; y

en base al valor de asimetría estimado, determinar una o más configuraciones de protección para su uso, en la modalidad de sincronización basada en el canal, para proporcionar protección diferencial de corriente de línea.

3. El sistema de la reivindicación 2, caracterizado porque al menos uno entre el primer relé y el segundo relé estima el valor de asimetría justo antes de la pérdida de la referencia temporal externa.

4. El sistema de la reivindicación 2, caracterizado porque el valor de asimetría estimado comprende un valor de asimetría en el peor caso del segundo canal de comunicación durante un periodo de tiempo.

5. El sistema de la reivindicación 2, caracterizado porque la estrategia de recuperación comprende conmutar el segundo canal de comunicación desde la modalidad de sincronización por referencia temporal externa a la modalidad de sincronización basada en el canal, y aplicar las configuraciones de protección determinadas en el análisis diferencial de corriente de línea.

6. El sistema de la reivindicación 5, caracterizado porque al menos uno entre el primer relé y el segundo relé está adicionalmente configurado para:

en la modalidad de sincronización basada en el canal, determinar un cambio en un tiempo de canal de ida y vuelta; y

en respuesta al cambio, implementar una estrategia de recuperación alternativa.

7. El sistema de la reivindicación 1, caracterizado porque la estrategia de recuperación comprende ingresar a una modalidad de amo-esclavo, en la cual el segundo canal de comunicación se marca como no disponible para proporcionar los datos sincronizados usados para la protección diferencial de corriente de línea, en el cual, en la modalidad de amo-esclavo:

el primer relé está configurado en una modalidad de esclavo;

el segundo relé está configurado en una modalidad de esclavo; y

un tercer relé está configurado en una modalidad de amo, estando el tercer relé configurado para recibir valores de corriente desde el primer relé, a través del primer canal de comunicación, y desde el segundo relé, a través de un tercer canal de comunicación, y estando el tercer relé configurado para enviar una señal a los relés primero y segundo para indicar cuándo activar el aparato de suministro eléctrico.

8. Un procedimiento para proporcionar protección diferencial de corriente de línea que usa modalidades de sincronización mixta tras la pérdida de una referencia temporal externa, caracterizado porque comprende:

operar selectivamente una pluralidad de canales de comunicación en un sistema de protección diferencial de corriente de línea en una entre una modalidad de sincronización basada en el canal y una modalidad de sincronización por referencia temporal externa, en donde la selección se basa en características de los respectivos canales de comunicación, y en donde al menos un primer canal de comunicación funciona en la modalidad de sincronización basada en el canal y al menos un segundo canal de comunicación funciona en la modalidad de sincronización por referencia temporal externa;

detectar una pérdida de una referencia temporal externa;

en respuesta a la pérdida de la referencia temporal externa, aplicar al menos una estrategia de recuperación para la sincronización de datos al segundo canal de comunicación; y

usar datos sincronizados comunicados a través de al menos uno entre el primer canal de comunicación y el segundo canal de comunicación en un análisis diferencial de corriente de línea, para activar selectivamente un aparato de suministro eléctrico.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, caracterizado porque dicha al menos una estrategia de recuperación

comprende: determinar que el segundo canal de comunicación está en un estado simétrico justo antes de la pérdida detectada de la referencia temporal externa;

conmutar el segundo canal de comunicación desde la modalidad de sincronización por referencia temporal externa a la modalidad de sincronización basada en el canal; en la modalidad de sincronización basada en el canal, determinar un cambio en un tiempo de ida y vuelta del canal; y en respuesta al cambio, implementar una estrategia de recuperación alternativa.

10. El procedimiento de la reivindicación 8, caracterizado porque dicha al menos una estrategia de recuperación comprende: determinar un valor de asimetría del segundo canal de comunicación; calcular un valor de corriente diferencial espuria correspondiente al valor de asimetría;

determinar una o más configuraciones de protección en base al valor de corriente diferencial espuria calculado; conmutar el segundo canal de comunicación desde la modalidad de sincronización por referencia temporal externa a la modalidad de sincronización en base al canal; y

aplicar las configuraciones de protección determinadas en el análisis diferencial de corriente de línea.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, caracterizado porque comprende adicionalmente: en la modalidad de sincronización basada en el canal, determinar un cambio en un tiempo de ida y vuelta del canal; y en respuesta al cambio, implementar una estrategia de recuperación alternativa.

12. El procedimiento de la reivindicación 10, caracterizado porque el cálculo del valor de corriente diferencial espuria comprende:

en la modalidad de sincronización por referencia temporal externa, medir periódicamente los tiempos de transmisión y recepción de paquetes a través del segundo canal de comunicación;

calcular una pluralidad de valores de asimetría de canal correspondientes a respectivas diferencias entre los tiempos de transmisión y recepción de paquetes; comparar la pluralidad de valores de asimetría de canal para determinar un valor de asimetría de canal en el peor caso; y

calcular el valor de corriente diferencial espuria en base al valor de asimetría de canal en el peor caso.

13. El procedimiento de la reivindicación 8, caracterizado porque dicha al menos una estrategia de recuperación:

marca el segundo canal de comunicación como no disponible para proporcionar los datos sincronizados usados en el análisis diferencial de corriente de línea; y

ingresa a una modalidad de amo-esclavo, en la cual un primer relé y un segundo relé inhiben su función diferencial y se convierten en esclavos de un tercer relé que se comunica con al menos uno entre los relés primero y segundo, a través del primer canal de comunicación,

en donde el tercer relé envía una señal a los relés primero y segundo que indica cuándo activar el aparato de suministro eléctrico.

14. El procedimiento de la reivindicación 13, caracterizado porque el tercer relé está configurado para comunicarse directamente con el primer relé a través del primer canal de comunicación, y en el cual el tercer relé está configurado para comunicarse directamente con el segundo relé directamente a través de un tercer canal de comunicación.

15. Un procedimiento para proporcionar protección diferencial de corriente de línea tras la pérdida de una referencia

temporal externa, caracterizado porque comprende: operar un canal de comunicación en un sistema de protección diferencial de corriente de línea en una modalidad de sincronización por referencia temporal externa;

estimar, en la modalidad de sincronización por referencia temporal externa, un valor de asimetría del canal de comunicación; en base al valor de asimetría estimado, determinar una o más configuraciones de protección;

detectar una pérdida de una referencia temporal externa; en respuesta a la pérdida de la referencia temporal externa, conmutar el canal de comunicación desde la modalidad de sincronización por referencia temporal externa a una modalidad de sincronización basada en el canal;

aplicar las configuraciones de protección en la modalidad de sincronización basada en el canal; y usar los datos sincronizados comunicados a través del canal de comunicación en un análisis diferencial de corriente de línea, para activar selectivamente un aparato de suministro eléctrico.

16. El procedimiento de la reivindicación 15, caracterizado porque comprende adicionalmente:

determinar que el canal de comunicación está en un estado simétrico justo antes de la pérdida detectada de la referencia temporal externa; en la modalidad de sincronización basada en el canal, determinar un cambio en un tiempo de ida y vuelta del canal; y en respuesta al cambio, implementar una estrategia de recuperación para la sincronización de datos a través del

canal.

17. El procedimiento de la reivindicación 15, caracterizado porque la determinación de uno o más configuraciones de protección comprende:

calcular un valor de corriente diferencial espuria correspondiente al valor de asimetría; y determinar una o más configuraciones de protección en base al valor de corriente diferencial espuria calculado.

18. El procedimiento de la reivindicación 17, caracterizado porque el cálculo del valor de corriente diferencial espuria comprende: en la modalidad de sincronización por referencia temporal externa, medir periódicamente los tiempos de transmisión y recepción de paquetes a través del canal de comunicación;

calcular una pluralidad de valores de asimetría de canal, correspondientes a respectivas diferencias entre los tiempos

de transmisión y recepción de paquetes;

comparar la pluralidad de valores de asimetría de canal para determinar un valor de asimetría de canal en el peor caso; y

calcular la corriente diferencial espuria en base al valor de asimetría de canal en el peor caso.

19. El procedimiento de la reivindicación 15, caracterizado porque comprende adicionalmente:

marcar el canal de comunicación como no disponible para proporcionar los datos sincronizados usados en el análisis diferencial de corriente de línea; e

ingresar a una modalidad de amo-esclavo en la cual un primer relé y un segundo relé inhiben su función diferencial y se convierten en esclavos de un tercer relé que se comunica con los relés primero y segundo a través de otros canales de comunicación, en donde el tercer relé envía una señal a los relés primero y segundo que indica cuándo activar el aparato de suministro eléctrico.

20. Un procedimiento para proporcionar protección diferencial de corriente de línea tras la pérdida de una referencia temporal externa, caracterizado porque comprende:

comunicar datos entre un primer relé y un segundo relé, a través de un canal de comunicación en un sistema de protección diferencial de corriente de línea;

detectar una pérdida de una referencia temporal externa usada para sincronizar los datos comunicados entre el primer relé y el segundo relé a través del canal de comunicación;

en respuesta a la pérdida de la referencia temporal externa, ingresar a una modalidad de amo-esclavo, en la cual el primer relé y el segundo relé inhiben su función diferencial y se convierten en esclavos de un tercer relé que se comunica con los relés primero y segundo a través de otros canales de comunicación;

usar un análisis diferencial de corriente de línea en el tercer relé, en donde el tercer relé envía una señal a los relés primero y segundo que indica cuándo activar un aparato de suministro eléctrico, en base al análisis diferencial de corriente de línea; y

activar el aparato de suministro eléctrico en respuesta a la señal enviada desde el tercer relé.