APARATO PARA CREAR UNO O MÁS CANALES DE COMUNICACIONES DE BAJA VELOCIDAD UTILIZANDO UN CANAL DE COMUNICACIÓN EN TIEMPO REAL.

Un dispositivo electrónico inteligente crea uno o más canales de comunicaciones virtuales,

usando bits no usados o dedicados provenientes de un canal primario de comunicaciones en tiempo real. Los canales de comunicaciones virtuales son usados para transportar información de baja velocidad, tal como comandos ejecutables, o funciones automáticas que no requieran un alto ancho de banda.

Aparato para crear uno o más canales de comunicaciones de baja velocidad utilizando un canal de comunicación en tiempo real

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere, en general, a aparatos, sistemas y procedimientos para maximizar el uso de recursos de comunicaciones dentro de un dispositivo de protección de potencia y, más específicamente, a la creación de uno o más canales de comunicaciones virtuales a partir de una pequeña cantidad de datos dentro de un flujo de datos en tiempo real.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA ANTERIOR

En la Patente Estadounidense Nº 5.793.750, cuyo contenido se incorpora por referencia a la presente, se revela un sistema de comunicación entre dos relés protectores basados en microprocesadores para una red de energía eléctrica. Cada uno de los dos relés en ese sistema tiene módulos tanto transmisores como receptores, para transmitir directamente bits de estado de indicación, indicativos del resultado de las funciones protectoras seleccionadas de un relé, desde ese relé al otro, y viceversa.

Los bits de indicación de estado de salida se usan a veces para identificar la existencia y ubicación de un fallo en la parte de la línea de energía servida por los dos relés. Uno de los relés, o ambos, podrían iniciar una acción de activación de interruptor de circuito en base al intercambio de tal información. Los bits de indicación de estado de salida pueden ser el resultado de funciones de procesamiento en uno de los relés, que implican a los voltajes y / o corrientes en la línea de energía vigilada por ese relé. Los bits de indicación de estado de salida pueden ser usados para diversas funciones de control, estado, indicación y protección. Los ejemplos de funciones de protección incluyen acciones de activación de transferencia extralimitada permisiva (POTT) , acciones de activación de transferencia infralimitada permisiva (PUTT) , y acciones de desbloqueo por comparación direccional (DCUB) y de activación de transferencia directa (DTT) . Otras operaciones de relé a relé son posibles usando bits específicos de indicación de estado de salida.

La ventaja del sistema de comunicación descrito en la patente ‘750 es que es rápido y seguro. Los relés protectores realizan habitualmente sus funciones de vigilancia varias veces en cada ciclo de la red de energía eléctrica. El sistema de comunicación descrito en la patente ‘750 proporciona los resultados de estas funciones de vigilancia de un relé al otro relé. La información se transmite directamente por un enlace de comunicaciones desde un relé originario, que puede o no activar su interruptor de circuito asociado, en base a sus resultados operativos, hacia otro relé. El relé receptor usa luego la información transmitida, en forma de bits digitales, para efectuar sus propios cálculos en curso, produciendo diversas acciones de protección, tales como la activación y cierre de un interruptor de circuito cuando corresponda. La comunicación entre los dos relés puede ser bidireccional, permitiendo que los dos relés intercambien información concerniente a los resultados de sus propios cálculos, rápidamente y con seguridad a la vez.

Los sistemas de comunicación en los dispositivos de protección de potencia a menudo se apoyan en conexiones de bajo ancho de banda, tales como conexiones en serie de 56 kbps o 64 kbps. Sin embargo, estas conexiones se usan a menudo para comunicar datos en tiempo real, tales como, por ejemplo, la activación de transferencia directa, es decir, la activación de un interruptor de circuito local después de recibir un comando desde un dispositivo de protección remoto, el permiso de activar comunicaciones, un esquema permisivo de protección por comparación de direcciones y el bloqueo de activación en un esquema de bloqueo por comparación direccional. Como estas comunicaciones son críticas en cuanto al tiempo, tales esquemas requieren generalmente todo el ancho de banda de una conexión de bajo ancho de banda, de modo que los datos puedan ser comunicados según se necesiten, y con una suficiente garantía de integridad.

Otra aplicación de comunicación utilizada por dispositivos de protección de potencia se conoce como “Diferencial de Corriente de Línea”, o función 87L. Una función 87L comunica corrientes locales como muestras o fasores, términos restrictivos obtenidos de corrientes locales, bits de activación / desactivación asociados a diversas funciones tales como, por ejemplo, indicación de sincronización temporal con un dispositivo externo, detección de fallos externos, pruebas en marcha, compensación de corriente de carga en marcha y otra cantidades. Además, los bits configurables por el usuario y la información de temporización, tal como, por ejemplo, los sellos temporales, los números de secuencia y el tiempo de retención de mensajes, pueden ser comunicados asimismo para facilitar la sincronización de los datos entre dos dispositivos que utilizan el canal de comunicaciones. Como una aplicación 87L es crítica en cuanto al tiempo, también utiliza a menudo todo el ancho de banda de comunicaciones.

Si bien las funciones precedentes son críticas para el funcionamiento de los dispositivos de protección de potencia, sería ventajoso dar también soporte a, y utilizar, otras comunicaciones entre dichos dispositivos, sin la instalación de un canal físico individual de comunicaciones.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La invención revelada logra sus objetivos mediante el uso de un dispositivo electrónico inteligente que proporciona un sistema de comunicaciones en tiempo real, así como uno o más canales de comunicaciones virtuales.

En una realización de la invención, un dispositivo electrónico inteligente incluye un procesador y un módulo transmisor acoplado a un enlace de comunicaciones en serie de baja velocidad. El procesador hace que el módulo transmisor transmita un canal de datos en tiempo real que consume casi todo el ancho de banda disponible en el enlace de comunicaciones. Sin embargo, el procesador hace adicionalmente que el módulo transmisor inyecte una sesión no prioritaria en uno o más bits no usados del canal de datos en tiempo real, creando por ello uno o más canales de comunicaciones virtuales.

Refinaciones adicionales de la invención revelada describen distintos usos del canal de comunicaciones. Por ejemplo, un servicio de ubicación de fallos de múltiples extremos puede ser realizado compartiendo datos de voltaje y / o impedancias de sistema calculadas. Además, los registros de fallos pueden ser transmitidos entre los dispositivos sin interrumpir el funcionamiento normal del dispositivo electrónico inteligente. De manera similar, los datos de diagnósticos de dispositivos pueden ser asimismo transmitidos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Aunque los rasgos característicos de esta invención se señalarán específicamente en las reivindicaciones, la invención en sí, y la manera en que puede hacerse y usarse, pueden entenderse mejor con referencia a la siguiente descripción, considerada conjuntamente con los dibujos adjuntos que forman parte de la misma, en donde los números iguales de referencia se refieren a partes iguales en toda la extensión de las diversas vistas, y en los cuales:

La FIG. 1 es un diagrama simplificado esquemático de línea única de una típica red de energía eléctrica de área amplia.

La FIG. 2 es un diagrama en bloques simplificado de un sistema de comunicación directa de relé a relé dentro de la red de energía eléctrica de la FIG. 1, construida de acuerdo a una realización de la invención.

La FIG. 3 es una trama recibida ejemplar del sistema de comunicación directa de relé a relé de la FIG. 2.

La FIG. 4 es un diagrama en bloques funcional simplificado de un sistema construido de acuerdo a una realización de la invención, en el cual un dispositivo primario de protección de potencia controla el funcionamiento de un dispositivo de protección de potencia de resguardo.

La FIG. 5 es un diagrama en bloques simplificado de un sistema de comunicación directa de relé a relé para su uso en la red de energía eléctrica de la FIG. 1, construida de acuerdo a una realización de la invención.

La FIG. 6 es una trama recibida ejemplar del sistema de comunicación directa de relé a relé de la FIG. 4.

La FIG. 7 es un diagrama en bloques simplificado de un sistema de comunicación directa de relé a relé dentro de la red de energía eléctrica de la FIG. 1, construida de acuerdo a una realización alternativa de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES ILUSTRADAS

Como se ha indicado en lo precedente, la presente invención se basa en,...

1. Un dispositivo electrónico inteligente que proporciona un canal de comunicaciones en tiempo real y uno o más canales de comunicaciones virtuales, comprendiendo el dispositivo electrónico inteligente:

i) un módulo transmisor configurado para transmitir datos, dicho módulo transmisor está acoplado con un enlace de 5 comunicaciones en serie de baja velocidad y con un procesador;

ii) un procesador que transmite, a través del módulo transmisor acoplado, datos en tiempo real relacionados con el canal de comunicaciones en tiempo real, donde dicho canal de comunicaciones incluye una pluralidad de bits de tiempo real y uno o más bits de sesión no prioritaria, el procesador serializa e inyecta, a través del módulo transmisor acoplado, un canal de datos de sesión no prioritaria en dicho (s) bits (s) de sesión no prioritaria para formar un canal de comunicaciones virtuales.

2. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 1, en el cual dicho canal de comunicaciones virtuales transmite datos de voltaje, corriente o energía.

3. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 1, en el cual dicho canal de comunicaciones virtuales transmite 15 la impedancia del sistema.

4. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 1, en el cual dicho canal de comunicaciones virtuales transmite registros operativos.

5. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 4, en el cual dichos registros operativos son registros de fallos.

6. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 1, en el cual dicho canal de comunicaciones virtuales transmite 20 datos de diagnósticos de dispositivo.

7. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 1, en el cual dicho canal de comunicaciones virtuales transmite datos de terminales virtuales.