RELÉ DE PROTECCIÓN A DISTANCIA Y MÉTODO.

La presente invención se refiere al campo de sistemas de distribución de energía eléctrica y en particular a los relés de protección dentro de tales sistemas. La invención se refiere también a un método correspondiente. Antecedentes de la invención Un sistema de distribución de energía eléctrica comprende sistemas de protección a distancia dispuestos para proteger, monitorizar y controlar el funcionamiento de dispositivos que forman parte del sistema de distribución de energía. Los sistemas de protección evitan, entre otras cosas, cortocircuitos, sobrecargas de corriente y sobretensiones en líneas de alta tensión del sistema de distribución de energía. Los relés de protección se usan por todo el sistema de distribución de energía eléctrica para proporcionar tal protección y control. Los relés de protección detectan y aíslan averías en las líneas de distribución y transmisión abriendo y cerrando disyuntores, y se operan a través de transformadores de corriente (CT) dispuestos para detectar una corriente de avería y actuar en consecuencia. En resumen, puede determinarse una dirección de avería basándose en observacio- nes de las condiciones de corriente y tensión en el sistema de distribución de energía. Se analizan las formas de onda de corriente y tensión para determinar la impedancia. Si la impedancia está por encima o por debajo de un cierto valor, puede establecerse si existe una avería o no. Además, la dirección de la avería puede determinarse también, por ejemplo, determinando el ángulo entre la fase de la tensión y la fase de la corriente. El documento WO 03/044547 da a conocer un método para localizar una avería en una sección de una línea de transmisión usando medidas de corriente, tensión y fases entre las fases en un primer y un segundo extremos de la sección. En un sistema de cortocircuito y medio, se suman las señales de corriente procedentes de dos conjuntos de transformadores de corriente para obtener la corriente que sale en una línea de alta tensión. Si existe una avería externa con corrientes altas a través de los dos transformadores de corriente, entonces uno de ellos podría saturarse. Dependiendo de cuál de los transformadores de corriente se sature, el relé de protección puede tomar una decisión direccional errónea. Además, cuando un transformador de corriente satura sus caídas de inductancia existe entonces un riesgo de dañar otros dispositivos de carga, junto con el riesgo mencionado anteriormente de tomar decisiones direccionales incorrectas. Se debe tener cuidado para evitar una saturación de núcleo de este tipo y las especificaciones del transformador de corriente deben escogerse de forma adecuada dependiendo de su uso deseado. Actualmente se ignoran tales problemas de saturación. No existen por tanto algoritmos y dispositivos de detección de dirección de avería para combatir la saturación de transformadores de corriente. En vista de lo anterior, sería deseable proporcionar un relé de protección mejorado para tratar la saturación de los transformadores de corriente. Además, también sería deseable proporcionar un método correspondiente. Sumario de la invención Un objeto de la presente invención es proporcionar un relé de protección mejorado con medios mejorados para prevenir problemas relacionados con la saturación de transformadores de corriente, superando o al menos paliando de este modo los inconvenientes mencionados anteriormente de la técnica anterior. Otro objeto de la presente invención es proporcionar un relé de protección mejorado que sea capaz de tratar la saturación de transformadores de corriente. En particular, es un objeto de la presente invención proporcionar un relé de protección por medio del cual pueda proporcionarse una dirección de avería correcta incluso en el caso de que se sature un transformador de corriente. Es aún otro objeto de la presente invención aumentar la fiabilidad de un relé de protección dentro de un sistema de distribución de energía. En particular, es un objeto de la presente invención aumentar la fiabilidad de los resultados obtenidos sobre la dirección de la avería. Estos objetos entre otros se logran por medio de un relé de protección según la reivindicación 1 y por medio de un método según la reivindicación 11. Según la invención, se proporciona un relé de protección para un sistema de distribución de energía eléctrica. El sistema de distribución de energía comprende una o más líneas de alta tensión. El relé de protección comprende transformadores de corriente primero y segundo dispuestos para detectar una corriente respectiva que fluye a una línea de alta tensión. Además, un dispositivo de detección de tensión se dispone para detectar la tensión de la línea de alta tensión. El dispositivo de protección está caracterizado por un primer dispositivo para determinar la dirección de una avería de- ntro del sistema basándose en una señal de corriente procedente del primer transformador de corriente y una señal de tensión procedente de dicho medio de detección de tensión; un segundo dispositivo para determinar la dirección de una 2   avería dentro del sistema basándose en una señal de corriente procedente del segundo transformador de corriente y una señal de tensión procedente del medio de detección de tensión; un tercer dispositivo para determinar la dirección de una avería dentro del sistema basándose en la suma de las señales de corriente procedentes de los transformadores de corriente primero y segundo y una señal de tensión procedente del medio de detección de tensión; y medios de control para determinar si una avería es interna o externa basándose en las direcciones de avería determinadas por los disposi- tivos primero, segundo y tercero. Por medio de la presente invención se superan los problemas debidos a la saturación de transformadores de corriente. El relé de protección inventivo puede manejar incluso casos en los que uno de los transformadores de corriente de hecho llega a saturarse. Se proporciona una determinación de dirección de avería mejorada, aumentando así la fiabilidad de un sistema de distribución de energía eléctrica. Una dirección de avería puede determinarse con mayor certeza y la avería puede localizarse más rápidamente, facilitando así el servicio y reduciendo la duración de un fallo de energía. Según una realización de la invención, si uno o más de los dispositivos primero, segundo y tercero indican una avería externa, entonces se determina que la avería es una avería externa. Por medio de esto, se proporciona una fiabilidad aumentada de una dirección de avería determinada. Según una realización de la invención, se incluyen medios para fijar un nivel de corriente, en los que los dispositivos primero y segundo se disponen para no tenerse en cuenta si la señal de corriente en el dispositivo respectivo se encuentra por debajo del nivel de corriente fijado. El nivel de corriente se fija preferiblemente por debajo de un nivel de corriente en el que existe riesgo de saturación de uno de los transformadores de corriente. Además, el nivel de corriente se fija preferiblemente para que sea mayor que la corriente de carga máxima del sistema. De nuevo, esto proporciona una seguridad aumentada frente a los problemas provocados por la saturación de transformadores de corriente. Según una realización de la invención, los dispositivos primero, segundo y tercero son elementos direccionales. Por tanto pueden utilizarse dispositivos que están fácilmente disponibles, por lo que se facilita la puesta en práctica de la presente invención y se reducen los costes. Según una realización de la invención, el relé de protección comprende además varios disyuntores. El relé de protección comprende entonces preferiblemente medios para disparar un disyuntor en respuesta a una avería determinada. Se proporciona de ese modo una seguridad mejorada de que una decisión de disparar un disyuntor es correcta. La invención también comprende un método mediante el cual se logran las ventajas correspondientes a lo anterior. Otras características, ventajas y objetos de la invención resultarán evidentes al leer la siguiente descripción detallada. Breve descripción de los dibujos La figura 1 ilustra esquemáticamente un sistema de distribución de energía típico en el que puede ponerse en práctica la presente invención. La figura 2 ilustra esquemáticamente un modo de la técnica anterior de determinación de la presencia de una avería dentro del sistema de energía. La figura 3 ilustra esquemáticamente una realización de la presente invención. La figura 4 es otra ilustración de la realización mostrada en la figura 3. Descripción detallada de realizaciones preferidas En general, un relé de protección se dispone para proteger una cierta parte de... [Seguir leyendo]

1. Relé de protección para un sistema (1) de distribución de energía eléctrica que comprende una o más líneas (4, 5) de alta tensión, comprendiendo dicho relé de protección transformadores (CT1, CT2) de corriente primero y segundo dispuestos para detectar una corriente respectiva que fluye a una línea (4, 5) de alta tensión, y un dispositivo (7) de detección de tensión dispuesto para detectar la tensión de dicha línea (4, 5) de alta tensión, un primer dispositivo (10) para determinar la dirección de una avería dentro del sistema (1) basándose en una señal de corriente procedente de dicho primer transformador (CT1) de corriente y una señal de tensión procedente de dicho medio (7) de detección de tensión, un segundo dispositivo (12) para determinar la dirección de una avería dentro del sistema (1) basándose en una señal de corriente procedente de dicho segundo transformador (CT2) de corriente y una señal de tensión procedente de dicho medio (7) de detección de tensión, caracterizado por - un tercer dispositivo (11) para determinar la dirección de una avería dentro del sistema (1) basándose en la suma de las señales de corriente procedentes de dichos transformadores (CT1, CT2) de corriente primero y segundo y una señal de tensión procedente de dicho medio (7) de detección de tensión, y - medios de control para determinar si una avería es interna o externa basándose en las direcciones de avería determinadas por dichos dispositivos (10, 11, 12) primero, segundo y tercero. 2. Relé de protección según la reivindicación 1, en el que si uno o más de dichos dispositivos (10, 11, 12) primero, segundo y tercero indican una avería externa, entonces se determina que la avería es una avería externa. 3. Relé de protección según la reivindicación 1 ó 2, que comprende además medios para fijar un nivel de corriente Iset, en el que dichos dispositivos (10, 12) primero y segundo se disponen para no tenerse en cuenta si la señal de corriente en el dispositivo (10, 12) respectivo se encuentra por debajo de dicho nivel de corriente fijado Iset. 4. Relé de protección según la reivindicación 3, en el que dicho nivel de corriente Iset se fija por debajo de un nivel de corriente en el que existe riesgo de saturación de dichos transformadores (CT1, CT2) de corriente. 5. Relé de protección según la reivindicación 3 ó 4, en el que se fija dicho nivel de corriente Iset para que sea mayor que la corriente de carga máxima utilizada. 6. Relé de protección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dichos dispositivos (10, 11, 12) primero, segundo y tercero son elementos direccionales. 7. Relé de protección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho relé de protección comprende además varios disyuntores. 8. Relé de protección según la reivindicación 7, en el que dicho relé de protección comprende además medios para disparar un disyuntor en respuesta a una avería determinada. 9. Relé de protección según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho relé de protección se utiliza en un sistema de cortocircuito y medio. 10. Sistema (1) de distribución de energía eléctrica que comprende uno o más relés de protección según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9. 11. Método en un relé de protección de un sistema (1) de distribución de energía eléctrica que comprende una o más líneas (4, 5) de alta tensión, comprendiendo dicho relé de protección transformadores (CT1, CT2) de corriente primero y segundo dispuestos para detectar una corriente respectiva que fluye a una línea (4, 5) de alta tensión, y un medio (7) de detección de tensión dispuesto para detectar la tensión de dicha línea (4, 5) de alta tensión, comprendiendo el método las etapas de: - determinar, en un primer dispositivo (10), la dirección de una avería dentro del sistema (1) basándose en una señal de corriente procedente de dicho primer transformador (CT1) de corriente y una señal de tensión procedente de dicho medio (7) de detección de tensión, - determinar, en un segundo dispositivo (12), la dirección de una avería dentro del sistema (1) basándose en una señal de corriente procedente de dicho segundo transformador (CT2) de corriente y una señal de tensión procedente de dicho medio (7) de detección de tensión, y que está caracterizado por comprender las etapas de: - determinar, en un tercer dispositivo (11), la dirección de una avería dentro del sistema (1) basándose en la suma de señales de corriente procedentes de dichos transformadores (CT1, CT2) de corriente primero y segundo y una señal de tensión procedente de dicho medio (7) de detección de tensión, y determinar, en los medios de control, si una avería es interna o externa basándose en las direcciones de avería determinadas por dichos dispositivos (10, 11, 12) primero, segundo y/o tercero. 6   12. Método según la reivindicación 11, en el que si uno o más de dichos dispositivos (10, 11, 12) primero, segundo y tercero indican una avería externa, entonces se determina que la avería es una avería externa. 13. Método según la reivindicación 11 ó 12, que comprende además la etapa de fijar un nivel de corriente Iset, en el que dichos dispositivos (10, 12) primero y segundo se desconectan si la señal de corriente en el dispositivo (10, 12) respectivo está por debajo de dicho nivel de corriente fijado Iset. 14. Método según la reivindicación 13, en el que dicho nivel de corriente Iset se fija por debajo de un nivel de corriente en el que existe riesgo de saturación de uno de dichos transformadores (CT1, CT2) de corriente. 15. Método según la reivindicación 13 ó 14, en el que se fija dicho nivel de corriente Iset para que sea mayor que la corriente de carga máxima. 16. Método según cualquiera de las reivindicaciones 11-15, en el que dichos dispositivos (10, 11, 12) primero, segundo y tercero son elementos direccionales. 17. Método según cualquiera de las reivindicaciones 11-16, en el que dicho relé de protección comprende además varios disyuntores. 18. Método según la reivindicación 17, en el que dicho relé de protección dispara un disyuntor en respuesta una avería determinada. 7   8   9