Dispositivo y procedimiento de creación de uno o más canales de comunicaciones de baja velocidad utilizando un canal de comunicación en tiempo real.

Dispositivo y procedimiento de creación de uno o más canales de comunicaciones de baja velocidad utilizando un canal de comunicación en tiempo real.

Un dispositivo electrónico inteligente que tiene un enlace de comunicaciones de baja velocidad crea uno o más canales de comunicaciones virtuales usando bits no usados o dedicados a partir de un canal de comunicaciones primario en tiempo real. Los canales de comunicaciones virtuales se usan para transportar información de baja velocidad, tal como información de localización de fallos, información de configuración del dispositivo, información de revisión del dispositivo, e información de la fecha/hora.

Dispositivo y procedimiento de creación de 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 dispositivos 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 US N° 5.793.75, cuyo contenido se incorpora por referencia en el presente documento, se divulga 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 localización 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 disparo de un 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 desconexión de transferencia extralimitada permisiva (POTT), acciones de desconexión de transferencia infralimitada permisiva (PUTT), y acciones de desbloqueo por comparación direccional (DCUB) y de desconexión 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 5.793.75 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 5.793.75 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 disparar 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 el disparo 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 kbit/s o 64 kbit/s. Sin embargo, estas conexiones se usan a menudo para comunicar datos en tiempo real, tales como, por ejemplo, la desconexión de transferencia directa, es decir, el disparo de un interruptor de circuito local después de recibir un comando desde un dispositivo de protección remoto, el permiso de desconectar comunicaciones, un esquema permisivo de protección por comparación de direcciones y el bloqueo de desconexión 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 divulgada 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.

Mejoras adicionales de la invención divulgada describen distintos usos del canal de comunicaciones. Por ejemplo, un servicio de localización 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 figura 1 es un diagrama simplificado esquemático de línea única de una típica red de

energía eléctrica de área amplia.

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

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

La figura 4 es un diagrama de 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 seguridad.

La figura 5 es un diagrama de bloques simplificado de un sistema de comunicación directa

de relé a relé para su uso en la red de energía eléctrica de la figura 1, construida de acuerdo

a una realización de la invención.

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

La figura 7 es un diagrama de bloques simplificado de un sistema de comunicación directa

de relé a relé dentro de la red de energía eléctrica de la figura 1, construida de acuerdo a

una realización alternativa de la invención.

Descripción detallada de las realizaciones ilustradas

Como se ha indicado en...

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

- un procesador y un módulo de transmisión acoplado a un enlace de comunicaciones en serie y al procesador, donde el procesador está configurado para transmitir datos en tiempo real relacionados con dicho canal de comunicaciones en tiempo real; donde el canal de comunicaciones en tiempo real incluye una pluralidad de bits en tiempo real y uno o más bits; y donde el procesador está configurado para serializar e inyectar un canal de datos de sesión en segundo plano en dicho uno o más bits para formar un canal de comunicaciones virtual, en el que dicho canal de comunicaciones virtual está configurado para comunicar información de localización de fallos.

2. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 1, en el que la información de localización de fallos comprende información de localización de fallos basada en la impedancia.

3. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 2, en el que la información de localización de fallos basada en la impedancia es una medición por unidad de la impedancia de la línea.

4. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 1, en el que la información de localización de fallos comprende información de localización de fallos de ondas progresivas.

5. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 4, en el que la información de localización del fallo de la onda progresiva comprende información de la hora de llegada de la forma de onda.

6 Un dispositivo electrónico inteligente para proporcionar un canal de comunicaciones en tiempo real y uno o más canales de comunicaciones virtuales, comprendiendo el dispositivo electrónico inteligente:

- un procesador y un módulo de transmisión acoplado a un enlace de comunicaciones en serie y al procesador, donde el procesador está configurado para transmitir datos en tiempo real relacionados con dicho canal de comunicaciones en tiempo real; donde el canal de comunicaciones en tiempo real incluye una pluralidad de bits en tiempo real y uno o más

bits; y donde el procesador está configurado para serializar e inyectar un canal de datos de sesión en segundo plano en dichos uno o más bits para formar un canal de comunicaciones virtual, en el que dicho canal de comunicaciones virtual está configurado para comunicar información de configuración del dispositivo.

7. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 6, en el que la información de configuración del dispositivo es un archivo de configuración.

8. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 6, en el que la información de configuración del dispositivo es uno o más ajustes.

9 Un dispositivo electrónico inteligente para proporcionar un canal de comunicaciones en tiempo real y uno o más canales de comunicaciones virtuales, comprendiendo el dispositivo electrónico inteligente:

- un procesador y un módulo de transmisión acoplado a un enlace de comunicaciones en serie y al procesador, donde el procesador está configurado para transmitir datos en tiempo real relacionados con dicho canal de comunicaciones en tiempo real; donde el canal de comunicaciones en tiempo real incluye una pluralidad de bits en tiempo real y uno o más bits; y donde el procesador está configurado para serializar e inyectar un canal de datos de sesión en segundo plano en dichos uno o más bits para formar un canal de comunicaciones virtual, en el que el canal virtual está configurado para comunicar información de la revisión del dispositivo.

1. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 9, en el que la información de revisión del dispositivo es información de revisión del firmware.

11. El dispositivo electrónico inteligente de la reivindicación 9, en el que la información de revisión del dispositivo es información de revisión de hardware del dispositivo.

12. Un dispositivo electrónico inteligente para proporcionar un canal de comunicaciones en tiempo real y uno o más canales de comunicaciones virtuales, comprendiendo el dispositivo electrónico inteligente:

- un procesador y un módulo de transmisión acoplado a un enlace de comunicaciones en serie y al procesador, donde el procesador está configurado para transmitir datos en tiempo real relacionados a dicho canal de comunicaciones en tiempo real; donde el canal de comunicaciones en tiempo real incluye una pluralidad de bits en tiempo real y uno o más

bits; y el procesador está configurado para serializar e inyectar un canal de datos de sesión en segundo plano en dicho uno o más bits para formar un canal de comunicaciones virtual, en el que el canal virtual está configurado para comunicar información de tiempo.

13.- Un procedimiento para proporcionar un canal de comunicaciones en tiempo real y uno o más canales de comunicaciones virtuales, que comprende los siguientes pasos:

a) transmitir datos en tiempo real relacionados con el canal de comunicaciones en tiempo

real, desde un procesador y un módulo de transmisión acoplado a un enlace de comunicaciones en serie y al procesador, donde el canal de comunicaciones en tiempo real incluye una pluralidad de bits en tiempo real y uno o más bits; y

b) serializar e inyectar, por el procesador, un canal de datos de sesión en segundo plano

en dichos uno o más bits para formar un canal de comunicaciones virtual, en el que dicho canal de comunicaciones virtual comunica información de localización de fallos o información de configuración del dispositivo o información de la revisión del dispositivo o información de tiempo