METODO Y DISPOSITIVO PARA LA LOCALIZACION DE FALTAS.

Método para el cálculo de la distancia a una falta en una sección de una red de transporte de energía eléctrica,

sección que se dispone con terminales de línea en ambos extremos, comprendiendo cada terminal unos relés de impedancia (AA, AB, BA, BB; 12, 14), que comprenden, en la aparición de una falta:

- la medición de las intensidades del bucle de falta (|I AA_P|, |I BA_P|),

- la determinación de las impedancias aparentes (Z AA_P, Z BA_P) para cada relé,

- la determinación del tipo de falta (ft), caracterizado por las etapas de

- comprobación de si la falta involucra una resistencia de falta de un pequeño valor en comparación con la amplitud de una impedancia de secuencia positiva de la línea completa de acuerdo con donde Z1L es la impedancia de secuencia positiva de la línea completa y gamma es un coeficiente de fracción pequeña < 0,01, y, si se satisface,

- resolución de la ecuación cuadrática de números complejos de acuerdo con D 2d 2 +D 1d+D 0=0 donde D2, D1, D0 son coeficientes complejos, en donde:

- resolución de la ecuación cuadrática para los componentes real e imaginario,

- obtención de dos ecuaciones cuadráticas para una distancia a la falta en los que los coeficientes son números reales,

- combinación de las dos ecuaciones en la obtención de la distancia a la falta según: o, si no se satisface

- la resolución de la ecuación cuadrática de números reales de acuerdo con F A(d) = A 2d 2 + A 1d + A 0 = 0 donde:

- la obtención de dos estimaciones de la distancia a la falta de acuerdo con

- la comparación de las estimaciones según 0 < (d1 o d2) < 1 pu, donde pu es la longitud de las líneas de transporte entre los terminales de línea,

- sí sólo una estimación d1, o d2 satisface la comparación, esta estimación se toma como la distancia a la falta válida dv, - si se satisface la comparación 0 < (d1 y d2) < 1 pu: donde: * la utilización de la información contenida en las amplitudes de las intensidades del bucle de falta de ambos terminales de línea de acuerdo con * la resolución de una ecuación cuadrática de acuerdo con y donde | | y* - denotan el valor absoluto y la conjugada de un número complejo, respectivamente, * la obtención de dos estimaciones adicionales de la distancia a la falta (d3, d4): * la comparación de las cuatro estimaciones: d1, d2, d3, d4 que coinciden con di - dj = 0, donde: i=1 ó 2, j=3 ó 4, obteniendo de ese modo la distancia válida a la falta (d v)

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W0102771SE.

Solicitante: ABB AB.

Nacionalidad solicitante: Suecia.

Dirección: ABB AB INTELLECTUAL PROPERTY INGENJOR BAATHS GATA 11,721 83 VASTERAS.

Inventor/es: SAHA, MURARI, IZYKOWSKI, JAN, ROSOLOWSKI, EUGENIUSZ.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 14 de Octubre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01R31/08B4
  • G01R31/08C

Clasificación PCT:

  • G01R31/08 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 ensayo de propiedades eléctricas; Dispositivos para la localización de fallos eléctricos; Disposiciones para el ensayo eléctrico caracterizadas por lo que se está ensayando, 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). › Localización de defectos en los cables, líneas de transmisión o redes.

Clasificación antigua:

  • G01R31/08 G01R 31/00 […] › Localización de defectos en los cables, líneas de transmisión o redes.
METODO Y DISPOSITIVO PARA LA LOCALIZACION DE FALTAS.

Fragmento de la descripción:

Método y dispositivo para la localización de faltas.

Campo técnico

La presente invención se refiere a la técnica de localización de faltas para una sección de líneas de transporte de energía eléctrica utilizando las mediciones de los relés de impedancia instalados en ambos terminales de la línea.

Antecedentes de la invención

Las siguientes señales de los relés de impedancia pueden, en general, aplicarse a la localización de faltas: fasores y/o amplitudes de las intensidades/tensiones de los relés, que se combinan para la medición de la impedancia aparente de los bucles de falta, fasores de los componentes de una secuencia particular de las intensidades y tensiones de fase e impedancias aparentes medidas de los bucles de falta "vistos" desde los terminales de la línea.

La utilización de las mediciones de los relés de impedancia para la localización de faltas se ha iniciado por M. Sachdev y Agarwal en los documentos "Accurate fault location estimates from digital impedance relay measurements", Proceedings of Third International Conference on Developments in Power System Protection, Londres, 17-19 de abril de 1985, Conference Publication Nº. 249, págs. 180-184 (documento [1]) y "A technique for estimating transmission line fault locations from digital impedance relay measurements", IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 3, Nº. 1, enero de 1988, págs. 121-129 (documento [2]). Su método utiliza las siguientes mediciones de los relés de impedancia instalados en ambos terminales de la línea:

    • para faltas simples fase a tierra: las impedancias aparentes de los bucles de falta, fasores de las intensidades de los relés y fasores de una intensidad de secuencia cero,
    • para los otros tipos de falta: las impedancias aparentes de los bucles de falta, y los fasores de unas intensidades de secuencia positiva y de secuencia negativa.

El método presentado en los documentos [1-2] utiliza la descripción cartesiana de las relaciones entre los datos de entrada para los diferentes tipos de faltas. En consecuencia, en los documentos [1-2] se obtiene un algoritmo de localización de faltas bastante complejo. El algoritmo contiene 28 etapas que se realizan en una secuencia dependiente del tipo de falta.

En el método de los documentos [1-2] se requiere calcular el ángulo de sincronización. Los cálculos del ángulo de sincronización propuestos en los documentos [1-2] se basan en la resolución de una ecuación cuadrática para el ángulo desconocido. Se obtienen, como siempre en las ecuaciones cuadráticas, dos soluciones. Se toma más comúnmente una específica de ellas. Generalmente ésta proporciona la localización correcta de la falta en una enorme mayoría de los casos. Sin embargo, no hay ninguna prueba en los documentos [1-2] de que esto funcione correctamente en configuraciones complejas de las redes de transporte y las diferentes especificaciones de una falta. Además, el algoritmo de los documentos [1-2] se deduce sólo para una única línea, y posteriormente no puede manejar líneas paralelas.

Breve descripción de la invención

La finalidad de la presente invención es solucionar los problemas mencionados anteriormente.

Esto se logra mediante un método caracterizado por la reivindicación 1, un dispositivo caracterizado por la reivindicación 3 y un producto programa de ordenador de acuerdo con la reivindicación 7. Las características específicas de la presente invención se caracterizan por las reivindicaciones adjuntas.

El método y el dispositivo para llevar a cabo el método de acuerdo con la presente invención difiere sustancialmente del que se describe en los documentos [1-2] con respecto a los datos de entrada utilizados, concretamente se requieren menos datos de entrada que los datos especificados anteriormente para el método de los documentos [1-2].

El método de acuerdo con la presente invención utiliza la siguiente información de los relés de impedancia instalados en ambos extremos de la línea:

    • impedancias aparentes medidas a partir de las tensiones e intensidades de los relés,
    • amplitudes de las intensidades de los relés.
Ha de entenderse que las magnitudes anteriormente listadas no están por naturaleza relacionadas con el ángulo de sincronización. Todo lo contrario que para los datos de entrada del método de acuerdo con los documentos [1-2] en donde se requiere la ángulo de sincronización desconocido para los cálculos.

    Las ventajas del método y del dispositivo para llevar a cabo el método de acuerdo con la presente invención pueden resumirse como sigue:

      • Los datos de entrada aplicados (señales de las impedancias aparentes de los bucles de falta y amplitudes de las intensidades de los relés) en la presente invención se caracterizan por que no está involucrado un ángulo de sincronización en absoluto dado que estas señales son por naturaleza no dependientes de este ángulo.
      • El método de acuerdo con la invención utiliza una descripción generalizada de una falta y en consecuencia el algoritmo de localización de faltas desarrollado es de forma compacta, es decir el algoritmo es el mismo para todos los tipos de falta y sólo un coeficiente que tiene un valor fijo depende del tipo de falta.
      • Se proporciona siempre una única solución para una distancia a la falta, independientemente de los parámetros de la red de transporte y las especificaciones de la falta. Por ello, el algoritmo puede aplicarse para líneas que operan en redes complejas. Por ejemplo, las redes de transporte compensadas en serie se consideran como mallas complejas -para las que especialmente se desea proporcionar una solución completamente única-. A este respecto, el algoritmo de localización de faltas propuesto puede adaptarse fácilmente para tales aplicaciones, dando la solución única.

    El método es adecuado tanto para una línea única como para líneas de transporte paralelas. El algoritmo es el mismo en principio para ambas aplicaciones. La diferencia está en el interior del relé de protección en sí, en donde la intensidad del bucle de falta se compone en alguna forma de elementos diferentes dependiendo de si es una disposición de línea única o de líneas en paralelo. En el caso de líneas en paralelo la intensidad del bucle de falta incluye elementos adicionales, teniendo en cuenta el acoplamiento mutuo entre las líneas en paralelo para la secuencia cero. Por ello, la diferencia está solamente en relación a la forma de obtener los datos de entrada del algoritmo de localización de falta (que se realiza en un relé en sí) pero no en el algoritmo de localización de faltas por sí mismo. El algoritmo de acuerdo con los documentos [1-2] se deduce solamente para una línea única en tanto que el método propuesto es adecuado para ambos, una línea única y líneas en paralelo.

    El método propuesto está indicado para el uso en un análisis post defecto, dirigido a la verificación del funcionamiento de los relés de distancia.

    Estos y otros aspectos de la presente invención y sus ventajas serán aparentes a partir de la descripción detallada y a partir de los dibujos adjuntos.

    Breve descripción de los dibujos

    En la siguiente descripción detallada de la invención, se realizará referencia a los dibujos adjuntos, de los que:

    la Figura 1 muestra un diagrama esquemático para una localización de la falta basada en mediciones de los relés de distancia en los terminales de la línea,

    la Figura 2 muestra un modelo para la secuencia positiva de una línea de transporte de dos terminales,

    la Figura 3 muestra un modelo para la secuencia negativa de una línea de transporte de dos terminales,

    la Figura 4 muestra un modelo para secuencia cero de una línea de transporte de dos terminales,

    la Figura 5 muestra una red de secuencia positiva para líneas en paralelo,

    la Figura 6 muestra una red de secuencia negativa de líneas en paralelo,

    la Figura 7 muestra una red de secuencia cero de líneas en paralelo,

    la Figura 8 muestra un modelo de faltas general para mediciones no sincronizadas de los relés de impedancia instalados en ambos terminales de la línea,

    la Figura 9 muestra un diagrama de flujo del algoritmo de localización...

     


    Reivindicaciones:

    1. Método para el cálculo de la distancia a una falta en una sección de una red de transporte de energía eléctrica, sección que se dispone con terminales de línea en ambos extremos, comprendiendo cada terminal unos relés de impedancia (AA, AB, BA, BB; 12, 14), que comprenden, en la aparición de una falta:

    - la medición de las intensidades del bucle de falta (|I AA_P|, |I BA_P|),

    - la determinación de las impedancias aparentes (ZAA_P, ZBA_P) para cada relé,

    - la determinación del tipo de falta (ft),

    caracterizado por las etapas de

    - comprobación de si la falta involucra una resistencia de falta de un pequeño valor en comparación con la amplitud de una impedancia de secuencia positiva de la línea completa de acuerdo con


    donde Z1L es la impedancia de secuencia positiva de la línea completa y ? es un coeficiente de fracción pequeña < 0,01, y, si se satisface,

    - resolución de la ecuación cuadrática de números complejos de acuerdo con D2d2+D1d+D0=0

    donde D2, D1, D0 son coeficientes complejos,

    en donde:


    - resolución de la ecuación cuadrática para los componentes real e imaginario,

    - obtención de dos ecuaciones cuadráticas para una distancia a la falta en los que los coeficientes son números reales,

    - combinación de las dos ecuaciones en la obtención de la distancia a la falta según:


    o, si no se satisface

    - la resolución de la ecuación cuadrática de números reales de acuerdo con FA(d) = A2d2 + A1d + A0 = 0

    donde:


    - la obtención de dos estimaciones de la distancia a la falta de acuerdo con


    - la comparación de las estimaciones según 0 < (d1 o d2) < 1 pu, donde pu es la longitud de las líneas de transporte entre los terminales de línea,

    - sí sólo una estimación d1, o d2 satisface la comparación, esta estimación se toma como la distancia a la falta válida dv,

    - si se satisface la comparación 0 < (d1 y d2) < 1 pu:

      * la utilización de la información contenida en las amplitudes de las intensidades del bucle de falta de ambos terminales de línea de acuerdo con 55
      * la resolución de una ecuación cuadrática de acuerdo con

    donde:


    y donde | | y* - denotan el valor absoluto y la conjugada de un número complejo, respectivamente,

      * la obtención de dos estimaciones adicionales de la distancia a la falta (d3, d4):

      * la comparación de las cuatro estimaciones: d1, d2, d3, d4 que coinciden con di - dj = 0, donde: i=1 ó 2, j=3 ó 4, obteniendo de ese modo la distancia válida a la falta (dv).

    2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por la etapa adicional para tener en consideración las capacidades en derivación de una línea, que comprende la realización de:

    donde: i=1 ó 2, j=3 ó 4.

    3. Dispositivo para el cálculo de la distancia a la falta en una sección de una red de transporte de energía eléctrica, sección que se dispone con terminales de línea en ambos extremos, comprendiendo cada terminal relés de impedancia (AA, AB, BA, BB; 12, 14), donde los relés (AA, BA; 12, 14) comprenden:

    - medios para la medición de las intensidades del bucle de falta (|IAA_P|, |IBA_P|),

    - medios para la determinación de las impedancias aparentes de cada relé (ZAA_P, ZBA_P),

    - medios para la determinación del tipo de falta (ft),

    caracterizado por que

    - el dispositivo comprende una unidad de cálculo (30) que se conecta eléctricamente a los relés (12, 14),

    - disponiéndose la unidad de cálculo (30) para

      * recibir la información en relación al tipo de falta (ft), las impedancias (ZAA_P, ZBA_P) y las intensidades del bucle de falta (|IAA_P|, |IBA_P|) desde los relés (AA, BB; 12, 14), y
      * determinar la distancia (dv) a la falta mediante la ejecución de las etapas del método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2.

    4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el dispositivo se dispone para enviar la distancia determinada (dv) a la falta como una señal de datos sobre una red de comunicaciones.

    5. La utilización de un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 ó 4 para determinar la distancia a la falta en una línea de transporte simple de una red de transporte de energía eléctrica.

    6. La utilización de un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 3 ó 4 para determinar la distancia a la falta de líneas de transporte en paralelo mutuamente acopladas de una red de transporte de energía eléctrica.

    7. Un producto programa de ordenador que comprende medios de código de ordenador y/o partes de un código de software para hacer que un ordenador o procesador realice el método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2.

    8. Un producto programa de ordenador de acuerdo con la reivindicación 7, almacenado en un medio que puede leer un ordenador.


     

    Patentes similares o relacionadas:

    Imagen de 'PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE ANALISIS DE REDES DE CABLES ELECTRICOS…'PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO DE ANALISIS DE REDES DE CABLES ELECTRICOS MEDIANTE SECUENCIAS PSEUDOALEATORIAS, del 1 de Octubre de 2010, de COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES: Procedimiento de prueba de una red de cables que comprende al menos una unión de la que parten N tramos secundarios (N superior o igual a 2), comprendiendo el procedimiento […]

    Imagen de 'MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA PREDECIR UN ESTADO DE UN SISTEMA ELÉCTRICO…'MÉTODO Y DISPOSITIVO PARA PREDECIR UN ESTADO DE UN SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA EN EL DOMINIO TEMPORAL, del 21 de Febrero de 2011, de ABB RESEARCH LTD.: Método para predecir un estado del sistema eléctrico de potencia, que comprende la etapa de realizar una Transformada Rápida de Fourier sobre […]

    Imagen de 'PROCEDIMIENTO PARA LOCALIZAR FALLOS EN LÍNEAS ELÉCTRICAS DESCOMPENSADAS…'PROCEDIMIENTO PARA LOCALIZAR FALLOS EN LÍNEAS ELÉCTRICAS DESCOMPENSADAS CON MEDICIÓN NO SINCRONIZADA EN DOS EXTREMOS, del 7 de Febrero de 2011, de ABB RESEARCH LTD.: Procedimiento para localizar fallos en una sección de por lo menos una línea de transmisión que comprende: - medir la tensión y corrientes en ambos […]

    Imagen de 'METODO Y DISPOSITIVO PARA LA LOCALIZACION DE FALTAS'METODO Y DISPOSITIVO PARA LA LOCALIZACION DE FALTAS, del 28 de Septiembre de 2010, de ABB AB: Método de localización de una falta en una sección de al menos una línea de transmisión que comprende: - la medición de las tensiones e intensidades en […]

    PROCEDIMIENTO PARA AISLAR EL TRAMO AVERIADO UTILIZANDO MEDIDOR DE RIGIDEZ DIELÉCTRICA ADAPTADO, EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE 3ª CATEGORÍA, del 28 de Mayo de 2020, de FERNANDEZ DE HEREDIA ESCOLANO, David: El procedimiento para aislar el tramo averiado en líneas eléctricas de 3ª Categoría, consiste en la utilización de un medidor de rigidez dieléctrica adaptado, en dos […]

    SISTEMA Y MÉTODO DE LOCALIZACIÓN DE FALTAS A TIERRA EN INSTALACIONES DE CORRIENTE ALTERNA, del 5 de Mayo de 2020, de UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID: Método y sistema de localización de faltas a tierra en instalaciones eléctricas de corriente alterna basados en la medida de las tensiones (Uin) y las […]

    Procedimiento para determinar la causa de una falla en una red de suministro de energía eléctrica y aparato de protección para realizar un procedimiento de esa clase, del 8 de Enero de 2020, de SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT: Procedimiento para determinar una causa de una falla en una red de suministro de energia electrica (11, 21a, 21b), en el cual - en al menos un punto de medicion […]

    SISTEMA Y MÉTODO DE LOCALIZACION DE FALTAS A TIERRA EN CORRIENTE ALTERNA EN SISTEMAS DE CORRIENTE CONTINUA CON INVERSORES, del 30 de Diciembre de 2019, de UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID: Invención de un método y sistema de localización de faltas a tierra en corriente alterna en sistemas eléctricos en corriente continua con inversores […]

    Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .