ES2374345A1 - System and non-directional protection method for selective detection of land faults in networks with isolated neutral. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Sistema y método de protección no direccional para detección selectiva de faltas a tierra en redes con neutro aislado.Non-directional protection system and method for selective ground fault detection in networks with neutral isolated.
La presente invención tiene por objeto presentar un nuevo sistema y método de detección de faltas monofásicas a tierra en redes de energía eléctrica con neutro aislado de tierra. Este nuevo sistema ofrece una total selectividad en la detección de la zona en situación de falta evitando disparos no deseados por errores en la conexión de la polaridad de los transformadores de intensidad de protección o por errores de programación de la dirección en los relés de protección direccionales empleados actualmente.The present invention aims to present a new system and method of detection of single-phase faults to Earth in electric power networks with neutral isolated from earth. This new system offers total selectivity in the detection of the area in a fault situation avoiding unwanted shots by errors in the polarity connection of the transformers protection intensity or for programming errors of the address on the directional protection relays used currently.
Al producirse faltas monofásicas a tierra en redes de suministro de energía eléctrica con neutro aislado de tierra, se elevan los potenciales de las otras dos fases sanas, pasando a tomar valores de tensión de línea en vez de fase.When there are single-phase earth faults in electric power supply networks with neutral isolated from earth, the potentials of the other two healthy phases rise, going on to take line voltage values instead of phase.
En los sistemas de energía eléctrica con neutro aislado de tierra, en caso de defecto a tierra, circula corriente homopolar de origen capacitivo por todas las líneas en servicio, siendo en algún caso difícil identificar la línea con el defecto, particularmente en instalaciones donde existan algunas líneas de gran longitud respecto a las demás.In neutral power systems isolated from earth, in case of earth fault, current flows homopolar of capacitive origin for all lines in service, being in some cases difficult to identify the line with the defect, particularly in facilities where there are some lines of great length with respect to the others.
Una forma de detectar de forma selectiva la línea en falta consiste en inyectar en el sistema una señal de tensión de pequeña amplitud. Se calcula, por tanto, de forma permanente, la resistencia de aislamiento en cada línea. Una vez alcanzado un nivel de aislamiento correspondiente a una situación de defecto, el sistema de protección proporciona primeramente una señal de alarma y, en caso de descenso progresivo del aislamiento, una segunda señal de disparo. Esta técnica se ha venido utilizando en redes de distribución eléctrica de Baja Tensión (U\leq 1 kV), no en Alta Tensión (U> 1 kV).One way to selectively detect the missing line consists of injecting into the system a signal of small amplitude voltage. It is therefore calculated in a way permanent, insulation resistance in each line. One time reached an isolation level corresponding to a situation of default, the protection system first provides a signal alarm and, in case of progressive decrease in insulation, a Second trigger signal. This technique has been used in Low Voltage electrical distribution networks (U ≤ 1 kV), no in High Voltage (U> 1 kV).
Otra forma de detección selectiva de faltas monofásicas a tierra, en redes aisladas de suministro de energía eléctrica, es la protección direccional de sobreintensidad de corriente a tierra homopolar, que necesita medir los vectores tensión homopolar en barras de distribución e intensidad homopolar en cada una de las posiciones de línea, debiéndose instalar normalmente una protección de este tipo en cada una de las líneas. Las medidas de tensión e intensidad homopolares se obtienen a partir de:Another form of selective fault detection single-phase to ground, in isolated power supply networks electrical, is the directional overcurrent protection of homopolar ground current, which needs to measure vectors homopolar voltage on busbars and homopolar intensity in each of the line positions, being installed normally a protection of this type in each of the lines. Homopolar voltage and intensity measurements are obtained from from:
- \bullet?
- Tensión homopolar en barras de distribución: transformador de tensión normalmente con sus devanados secundarios conectados en triángulo abierto.Homopolar voltage in bars distribution: voltage transformer normally with its windings Secondary connected in open triangle.
- \bullet?
- Intensidades homopolares en cada posición de línea: transformadores de intensidad, principalmente de tipo toroidal, que abrace las tres fases.Homopolar intensities in each line position: current transformers, mainly of toroidal type, which embraces the three phases.
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En base al ángulo de desfase relativo de las intensidades homopolares de defecto en cada línea con la tensión homopolar común a todas las líneas, se aísla del servicio la línea con defecto a tierra.Based on the relative offset angle of the homopolar fault intensities in each line with voltage homopolar common to all lines, the line is isolated from the service with earth fault.
El criterio de disparo utilizado empleando las medidas de tensión e intensidad descritas es el siguiente:The trigger criteria used using the Voltage and intensity measurements described are as follows:
- \bullet?
- Existencia de una tensión homopolar en barras superior a un ajuste previo definido.Existence of a tension Homopolar in bars greater than a pre-defined setting.
- \bullet?
- Existencia de la componente capacitiva de las intensidades de falta superior a un ajuste previo definido.Existence of the component capacitive fault intensities greater than a previous adjustment definite.
- \bullet?
- Existencia de un ángulo de desfase determinado entre la tensión homopolar medida en barras de distribución y la intensidad homopolar medida en la línea en falta.Existence of an angle of determined lag between the homopolar voltage measured in bars of distribution and homopolar intensity measured on the line in lack.
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Se necesita, por tanto, el cumplimiento de tres condiciones previas para obtener la orden de retirada del servicio de la línea en situación de falta.It is therefore necessary to comply with three prerequisites for obtaining the order of withdrawal from service of the line in a fault situation.
Para este problema técnico, no se ha encontrado solución en las siguientes patentes consultadas:For this technical problem, it was not found solution in the following patents consulted:
- --
- DETECTION OF EARTH FAULTS IN THREE PHASE SYSTEMS (G01R 31/08; International Publication Number: WO 2004/079378 A1): esta patente se ha definido para sistemas eléctricos de potencia con neutro puesto a tierra a través de una reactancia, no aislados de tierra por tanto. Tampoco presenta una definición de criterios de detección de faltas a tierra en función de la aparición tensiones homopolares.DETECTION OF EARTH FAULTS IN THREE PHASE SYSTEMS (G01R 31/08; International Publication Number: WO 2004/079378 A1): This patent has been defined for systems electric power with neutral grounded through a reactance, not isolated from earth therefore. Nor does it present a definition of ground fault detection criteria based on of the appearance of homopolar tensions.
- --
- METHOD OF DETECTING AND LOCATING A HIGH-RESISTANCE EARTH FAULT IN AN ELECTRIC POWER NETWORK (G01R 31/08; International Publication Number: WO 98/20356): esta patente detecta faltas a tierra comparando la componente de tensión homopolar en primera instancia con la componente de tensión de secuencia directa de la red y, en segunda instancia, con la impedancia homopolar de la red. Finalmente, realiza una comparación entre la intensidad de defecto y la componente de secuencia directa de la tensión de red. La nueva patente propuesta no compara las componentes de secuencia directa y homopolar de la tensión de red ni aplica un criterio de direccionalidad para determinar la línea que presenta el defecto a tierra.METHOD OF DETECTING AND LOCATING A HIGH-RESISTANCE EARTH FAULT IN AN ELECTRIC POWER NETWORK (G01R 31/08; International Publication Number: WO 98/20356): This patent detects faults to ground comparing the homopolar voltage component in first instance with the direct sequence voltage component of the network and, in the second instance, with the homopolar impedance of the network. Finally, make a comparison between the default intensity and the direct sequence component of the mains voltage. The new one Proposed patent does not compare direct sequence components and homopolar of the mains voltage or apply a criterion of directionality to determine the line presenting the defect at land.
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- RELÉ DIRECCIONAL PARA LA VIGILANCIA DE AL MENOS UNA LÍNEA DE TRANSPORTE DE ENERGÍA ELÉCTRICA ALTERNA (H01H; International Publication Number: ES 466782 A1): esta patente detecta faltas a tierra calculando la impedancia de defecto en módulo y argumento, empleando un criterio direccional para discrimina la dirección del defecto. La nueva patente propuesta no aplica un criterio de direccionalidad para determinar la línea que presenta el defecto a tierra.RELAY DIRECTORATE FOR MONITORING AT LEAST ONE TRANSPORTATION LINE OF ALTERNATE ELECTRICAL ENERGY (H01H; International Publication Number: ES 466782 A1): This patent detects ground faults calculating the default impedance in module and argument, using a directional criterion to discriminate the direction of the default. The proposed new patent does not apply a criterion of directionality to determine the line presenting the defect at land.
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- PERFECCIONAMIENTOS EN APARATOS DE DETECCIÓN Y PROTECCIÓN DE FALTAS A TIERRA EN REDES DE DISTRIBUCIÓN DE TENSIÓN ELÉCTRICA (G01R; International Publication Number: ES 389113): esta patente detecta la línea en falta identificando la dirección de la intensidad homopolar. La nueva patente propuesta no aplica un criterio de direccionalidad para determinar la línea que presenta el defecto a tierra.IMPROVEMENTS IN DEVICES OF DETECTION AND PROTECTION OF GROUND FAULTS IN NETWORKS ELECTRICAL VOLTAGE DISTRIBUTION (G01R; International Publication Number: ES 389113): This patent detects the missing line identifying the direction of homopolar intensity. The new one Proposed patent does not apply a directionality criterion for Determine the line that has the ground fault.
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La presente invención permite detectar de forma selectiva en sistemas de suministro de energía eléctrica con neutro aislado de tierra, la línea que se encuentra en situación de falta monofásica a tierra.The present invention makes it possible to detect selective in power supply systems with neutral isolated from land, the line that is missing single phase to ground.
En los sistemas eléctricos con neutro aislado de tierra, cuando se produce un defecto monofásico a tierra en una fase, la capacidad de dicha fase en todo el sistema eléctrico se pone al mismo potencial de tierra, y por tanto, no hace circular ninguna intensidad capacitiva debida a la capacidad de dicha fase con defecto, produciéndose que la corriente de las otras dos fases no queden compensadas.In electrical systems with neutral isolated from ground, when a single phase ground fault occurs in a phase, the capacity of said phase in the entire electrical system is puts the same ground potential, and therefore does not circulate no capacitive intensity due to the capacity of said phase with defect, producing the current of the other two phases They are not compensated.
La suma de las corrientes capacitivas en las fases sanas se denomina corriente capacitiva de la línea. Depende fundamentalmente de la longitud de la misma.The sum of the capacitive currents in the Healthy phases are called capacitive current of the line. It depends fundamentally the length of it.
Esta invención puede aplicarse en subestaciones principales o de cabecera y en subestaciones secundarias, o que no son de cabecera.This invention can be applied in substations main or header and in secondary substations, or not They are header.
Las subestaciones principales o de cabecera pueden estar formadas por varios elementos como por ejemplo, acometidas de redes normalmente a través de un transformador, generadores, varias líneas que parten de las mismas barras, etc...The main substations or header They can be made up of several elements such as network connections normally through a transformer, generators, several lines that start from the same bars, etc...
Independientemente del tipo de subestación donde se emplee este nuevo sistema de protección, en la línea con defecto, el sistema de medida, normalmente un transformador toroidal, mide la suma de las corrientes capacitivas de todas las líneas sanas. En las líneas sin defecto, la corriente capacitiva es la propia de la línea.Regardless of the type of substation where this new protection system is used, in line with defect, the measurement system, usually a transformer toroidal, measures the sum of the capacitive currents of all healthy lines In the lines without defect, the capacitive current is the line's own.
Así, para aplicación en subestaciones principales, el nuevo sistema de protección inicia la localización de la falta cuando se supera un valor previamente definido de tensión homopolar. Seguidamente se miden los módulos de las intensidades homopolares en las diferentes líneas. El módulo mayor de las intensidades corresponde con la línea que tiene el defecto.Thus, for application in substations main, the new protection system starts the location of the fault when a previously defined value of homopolar tension. Next, the modules of the homopolar intensities in the different lines. The major module of the intensities corresponds to the line that has the default.
Por lo tanto se cumple siempre que para un número de líneas superior o igual a 3, la línea en la que se ha medido la corriente homopolar con mayor módulo, es la línea con defecto a tierra. De esta forma no se necesita ningún elemento direccional, ya que simplemente comparando los módulos de las corrientes de defecto medidas por transformadores de intensidad en todas las líneas se puede determinar la línea con defecto.Therefore it is always fulfilled that for a number of lines greater than or equal to 3, the line on which measured the homopolar current with greater module, is the line with ground fault. This way no element is needed directional, since simply comparing the modules of the fault currents measured by current transformers in All lines can be determined line with default.
En aplicaciones en subestaciones secundarias, una vez definida cual o cuales son la alimentación o alimentaciones principales que se corresponde con las líneas que entregan energía eléctrica a dicha subestación secundaria, el nuevo sistema de protección también inicia la localización de la falta cuando se supera un valor previamente definido de tensión homopolar. Seguidamente se comprueba si el módulo de la intensidad de defecto en la alimentación principal, o la suma de las intensidades en las alimentaciones principales, coincide con la suma de los módulos de las intensidades homopolares en el resto de las líneas conectadas a las barras de dicha subestación. Si no coincide, se tiene una falta monofásica a tierra en alguna de las líneas que parten de dicha subestación secundaria. La línea de salida con mayor corriente homopolar será la línea con defecto.In applications in secondary substations, once defined which or what are the food or feeds main that corresponds to the lines that deliver energy electrical to said secondary substation, the new system of protection also initiates the location of the fault when exceeds a previously defined value of homopolar voltage. Next, it is checked whether the module of the default intensity in the main food, or the sum of the intensities in the main feeds, matches the sum of the modules the homopolar intensities in the rest of the lines connected to the bars of said substation. If it does not match, you have a foul single phase to ground in any of the lines that start from said secondary substation. The output line with the highest current Homopolar will be the line with defect.
Si la red de distribución tiene varias subestaciones secundarias conectadas a una misma subestación principal y aparece una falta en cualquier línea de salida de cualquier subestación secundaria, se presenta la siguiente situación de funcionamiento para el nuevo sistema de protección:If the distribution network has several secondary substations connected to the same substation main and a foul appears on any output line of any secondary substation, the following situation arises Operating for the new protection system:
- a)to)
- Subestación secundaria con falta en una de sus líneas de salida: detección de tensión homopolar superior a un valor de ajuste prefijado, comprobación de la desigualdad del módulo de la intensidad de defecto en la alimentación principal con los módulos de las líneas de salida conectadas a las barras de la subestación secundaria y, finalmente, indicación de la línea de salida con mayor intensidad de defecto registrada,Secondary substation missing in a of its output lines: homopolar voltage detection greater than a default setting value, checking the inequality of the module of the fault current in the main supply with the modules of the output lines connected to the bars of the secondary substation and finally indication of the line of output with higher intensity of recorded defect,
- b)b)
- Subestación secundaria sin falta en sus líneas: detección de tensión homopolar superior a un valor de ajuste prefijado, comprobación de la igualdad del módulo de la intensidad de defecto en la alimentación principal o la suma de los módulos en caso de varias alimentaciones, con los módulos de las líneas de salida conectadas a las barras de dicha subestación secundaria e indicación de no tener falta en ninguna línea de salida conectada a dicha subestación secundaria.Secondary substation without fail in their lines: homopolar voltage detection greater than an adjustment value preset, checking the equality of the intensity module of defect in the main power supply or the sum of the modules in case of several feeds, with the modules of the lines of output connected to the bars of said secondary substation e indication of having no fault on any output line connected to said secondary substation.
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El principio de funcionamiento de la presente invención radica en que una línea, cuando se presenta un defecto monofásico a tierra, tiene una corriente homopolar que es la suma de las intensidades capacitivas de las fases sin defecto del resto de las líneas.The operating principle of this invention is that a line, when a defect occurs single phase to ground, has a homopolar current that is the sum of the capacitive intensities of the phases without defect of the rest of the lines.
En el caso de subestaciones de cabecera o principales este principio se aplica de forma inmediata. Es decir la línea con más corriente homopolar es la que tiene el defecto.In the case of header substations or This principle is applied immediately. That is the line with more homopolar current is the one with the defect.
En el caso de subestaciones que no son de cabecera, en caso de defecto a tierra en algún otro punto del sistema, habrá una línea con más corriente homopolar que el resto sin que tenga defecto. Para discriminar que esa subestación no tiene defecto, el principio de detección es que el módulo de la corriente homopolar por la alimentación o la suma de los módulos de las corrientes homopolares por las alimentaciones debe ser igual a la suma de los módulos de las corrientes homopolares de las posiciones de salida.In the case of substations that are not header, in case of earth fault at some other point of the system, there will be a line with more homopolar current than the rest Without defect. To discriminate that this substation does not have defect, the detection principle is that the current module homopolar by the feeding or the sum of the modules of the homopolar currents by the feeds must be equal to the sum of the modules of the homopolar currents of the positions output
Para habilitar el sistema de protección y evitar disparos no deseados se debe utilizar la tensión homopolar en el sistema. La tensión homopolar permite distinguir a partir de un cierto valor de la misma que existe defecto a tierra en algún punto del sistema.To enable the protection system and avoid unwanted shots should be used homopolar voltage in the system. The homopolar tension allows to distinguish from a certain value of it that there is a ground fault at some point of the system.
La presente invención deberá estar dotada de las siguientes:The present invention must be provided with following:
- \bullet?
- Entradas analógicas:Analog inputs:
- \circ\ circ
- Tensión homopolar obtenida de un transformador trifásico de tensión con sus devanados secundarios conectados en triángulo abierto o en estrella, en este último caso será calculada.Homopolar voltage obtained from a three-phase voltage transformer with its secondary windings connected in open triangle or star, in the latter case It will be calculated.
- \circ\ circ
- Corrientes homopolares de cada línea.Homopolar currents of each line.
- \bullet?
- Salidas digitales:Digital outputs:
- \circ\ circ
- Señal de apertura de los elementos de apertura en carga de las líneas.Opening signal of the elements of opening in load of the lines.
- \bullet?
- Entradas digitales:Digital tickets:
- \circ\ circ
- Señal de estado (abierto, cerrado o ambos) de los elementos de apertura en carga de las líneas.Status signal (open, closed or both) of the opening elements in charge of the lines.
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
Cuando este sistema se aplique a subestaciones de cabeceara o principales.When this system is applied to substations header or main.
El sistema determinará la existencia de defecto a tierra si la tensión homopolar en el embarrado supera un cierto umbral. A partir de este momento, el sistema de protección realiza las siguientes operaciones:The system will determine the existence of defect to ground if the homopolar voltage on the busbar exceeds a certain threshold. From this moment on, the protection system performs The following operations:
- \sqbullet\ sqbullet
- Medida de los módulos de las intensidades homopolares de las líneas del juego de barras.Measurement of the modules of the homopolar intensities of the game lines of bars.
- \sqbullet\ sqbullet
- Discriminación de la línea con defecto mediante la determinación de la línea con mayor corriente homopolar.Discrimination of the line with defect by determining the line with the highest current homopolar.
- \sqbullet\ sqbullet
- Envío de la orden de apertura si perdura el defecto transcurrido el tiempo de ajuste.Sending the opening order If the defect persists after the adjustment time.
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
Cuando este sistema se aplique a subestaciones que no sean de cabecera.When this system is applied to substations that are not header.
El sistema determinará la existencia de defecto a tierra si la tensión homopolar en el embarrado supera un cierto umbral. A partir de este momento, el sistema de protección realiza las siguientes operaciones para determinar la existencia de defecto en alguna de las líneas de la subestación:The system will determine the existence of defect to ground if the homopolar voltage on the busbar exceeds a certain threshold. From this moment on, the protection system performs the following operations to determine the existence of defect in any of the substation lines:
- \sqbullet\ sqbullet
- Medida de los módulos de las intensidades homopolares de las líneas del juego de barras.Measurement of the modules of the homopolar intensities of the bar set lines.
- \sqbullet\ sqbullet
- Sumar los módulos de las intensidades homopolares de las líneas que alimentan las barras de la subestación.Add the modules of the homopolar intensities of the lines that feed the bars The substation.
- \sqbullet\ sqbullet
- Sumar los módulos de las intensidades homopolares de las líneas que salen desde las barras de la subestación.Add the modules of the homopolar intensities of the lines that leave from the bars of The substation.
- \sqbullet\ sqbullet
- Comparar la suma de las corrientes homopolares de las alimentaciones con las de las líneas salientes. En caso que sean iguales se determina que no hay defecto. En caso que sean distintas se determina que hay defecto.Compare the sum of the homopolar currents of the feeds with those of the lines outgoing If they are equal, it is determined that there is no defect. In case they are different, it is determined that there is a defect.
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
En caso que se determine que hay defecto, se pasará a la localización de la línea con defecto. Para ello el sistema realizará las siguientes operaciones:If it is determined that there is a defect, will go to the location of the line with defect. For this the The system will perform the following operations:
- \sqbullet\ sqbullet
- Discriminación de la línea de salida con defecto mediante la determinación de la línea con mayor corriente homopolar.Discrimination of the line of default output by determining the line with the highest homopolar current.
- \sqbullet\ sqbullet
- Envío de la orden de apertura si perdura el defecto transcurrido el tiempo de ajuste.Sending the opening order If the defect persists after the adjustment time.
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.Then it goes on to describe very brief a series of drawings that help to better understand the invention and that expressly relate to an embodiment of said invention presented as a non-limiting example of is.
En la figura 1 se muestra una subestación principal cualquiera, que cuenta con un transformador (2) para transformar la energía eléctrica de alta tensión proveniente de una red eléctrica (1) a tensiones menores de distribución. Cuenta además con líneas de distribución de energía eléctrica (3) que parten de las mismas barras de distribución (4).A substation is shown in Figure 1 main anyone, which has a transformer (2) to transform high voltage electrical energy from a power grid (1) at lower distribution voltages. Also count with electric power distribution lines (3) that start from the same busbars (4).
En la figura 2 se muestra una subestación secundaria cualquiera, que se alimenta desde otra subestación. Estas subestaciones secundarias consisten básicamente en nudos del sistema de distribución en los que una o varias líneas (5) alimentan a unas barras de distribución (6). De éstas últimas parten a su vez otras líneas de distribución (7). Por tanto, son subestaciones en las que solo se tienen unas barras a las cuales se conectan tanto líneas de entrada como de salida.A substation is shown in Figure 2 any secondary, which is fed from another substation. These secondary substations basically consist of system nodes of distribution in which one or several lines (5) feed some busbars (6). Of these last ones in turn leave others distribution lines (7). Therefore, they are substations in which you only have a few bars to which both lines of input as output.
Figura 3.- Tipos de subestaciones: muestra un esquema de principio de funcionamiento donde se observan los siguientes elementos:Figure 3.- Types of substations: shows a operating principle scheme where the following elements:
- (8):(8):
- red de alimentación principal.main power network.
- (9):(9):
- transformador en subestación principal.transformer in main substation.
- (10):(10):
- líneas que parten de las barras principales (11) de la subestación principal (15).lines that start from the main bars (11) of the main substation (15).
- (11):(eleven):
- barras principales en subestación principal (15).main bars in main substation (fifteen).
- (12):(12):
- línea de llegada a subestación secundaria (16). Se corresponde con una línea (10) que parte de subestación principal (15).arrival line to secondary substation (16). Be corresponds to a line (10) that starts from the main substation (fifteen).
- (13):(13):
- barras de distribución en subestación secundaria (16).busbars in secondary substation (16).
- (14):(14):
- líneas de salida en subestación secundaria (16).output lines in secondary substation (16).
- (15):(fifteen):
- subestación primaria.primary substation.
- (16):(16):
- subestación secundaria.secondary substation.
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Figura 4: Lecturas y ordenes del nuevo sistema de protección.Figure 4: Readings and orders of the new system of protection.
- (17):(17):
- elementos de apertura en carga de las líneas.opening elements in charge of lines.
- (18):(18):
- transformadores de intensidad.current transformers
- (19):(19):
- nuevo sistema de protección no direccional.new protection system no directional.
- (20):(twenty):
- líneas de distribución de energía eléctrica. Se han representado partiendo de barras solo 4 líneas de las "n" posibles líneas que se pueden tener, y una sola línea de alimentación principal.electric power distribution lines. They have represented starting from bars only 4 lines of the "n" possible lines that can be had, and a single line of main power
- (21):(twenty-one):
- señales de intensidad que los transformadores de intensidad toroidales envían al nuevo sistema de protección no direccional.intensity signals that the transformers of toroidal intensity send to the new protection system no directional.
- (22):(22):
- barras de distribución principales.main distribution bars.
- (23):(2. 3):
- órdenes y/o indicaciones que el nuevo sistema de protección no direccional envía a los elementos de apertura en carga de las líneas.orders and / or indications that the new system of non-directional protection sends to the opening elements in load of the lines.
- (24):(24):
- transformador de tensión trifásico con el devanado secundario conectado en triángulo abierto.three-phase voltage transformer with winding secondary connected in open triangle.
- (25):(25):
- señal de tensión homopolar que el transformador de tensión trifásico con el devanado secundario conectado en triángulo abierto envía al nuevo sistema de protección no direccional.homopolar voltage signal that the transformer of three-phase voltage with the secondary winding connected in triangle open sends to the new protection system no directional.
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Figura 5.- Muestra un esquema de la lógica de indicación de la línea en situación de falta donde se observan los siguientes elementos:Figure 5.- Shows a scheme of the logic of indication of the fault line where the following elements:
- (26):(26):
- señal lógica de presencia de tensión homopolar superior a un valor de ajuste definido.logical signal of presence of homopolar voltage greater than a defined setting value.
- (27):(27):
- señales lógicas que representan los valores de intensidad homopolar registrados por los transformadores de intensidad toroidales instalados en cada línea.logical signals that represent the values of homopolar intensity recorded by the transformers of toroidal intensity installed in each line.
- (28):(28):
- puertas lógicas "Y". Necesitan la presencia activa de las dos entradas para obtener un "1" lógico en su salida."Y" logic gates. They need the presence activate the two inputs to obtain a logical "1" in your exit.
- (29):(29):
- salidas de las puertas lógicas "Y" para indicación de línea en situación de falta.logic gate outputs "Y" for line indication in missing situation.
- (30):(30):
- sistema lógico.logical system
- (31):(31):
- señales lógicas que indican qué línea es recorrida por el mayor valor de intensidad homopolar. Activada a "1" lógico cuando indica línea en falta.logical signals that indicate which line is traveled for the highest homopolar intensity value. Activated to "1" logical when it indicates missing line.
- (32):(32):
- entradas para las señales lógicas (27).inputs for the logic signals (27).
- (33):(33):
- salidas para las señales lógicas (31).outputs for the logic signals (31).
- (34):(3. 4):
- temporizador.timer
- (35):(35):
- señal lógica de apertura de elemento de apertura en carga (17).opening logic signal of opening element in load (17).
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En las figuras 3, 4 y 5 se muestra el funcionamiento del nuevo sistema de protección no direccional. En la figura 3 se exponen las señales que recibe el nuevo sistema de protección no direccional:Figures 3, 4 and 5 show the operation of the new non-directional protection system. In the Figure 3 shows the signals received by the new system of non-directional protection:
- --
- la señal de tensión homopolar (25) obtenida del transformador de tensión trifásico con el devanado secundario conectado en triángulo abierto (24).the homopolar voltage signal (25) obtained from the transformer three-phase voltage with the secondary winding connected in triangle open (24).
- --
- las señales de intensidades homopolares (21) obtenidas de los transformadores de intensidad (18) dispuestos en cada línea (20).the signals of homopolar intensities (21) obtained from the intensity transformers (18) arranged in each line (twenty).
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El nuevo sistema de protección no direccional (19) calcula los módulos de todas las intensidades homopolares de las líneas salientes de barras, así como la correspondiente a la definida como alimentación principal a barras. A partir de estos cálculos, comprueba si la suma de los módulos de las intensidades homopolares de las líneas que parten de las barras, coincide con el módulo de la intensidad homopolar de la línea definida como alimentación principal a barras. En caso de no coincidir, el nuevo sistema de protección no direccional (19) identifica cual es el módulo de mayor valor de todas las intensidades homopolares (21), habilitando en una de las salidas (33) para las señales lógicas (31), una señal lógica (31) como salida de dicha función lógica (30). Este análisis lo realiza la función lógica (30) de la figura 5. Esta función lógica recibe en las entradas para las señales lógicas (27), todas las señales lógicas (27) correspondientes a las intensidades homopolares (21) de todas las líneas conectadas a barras, las compara y determina cual es la que presenta mayor valor, habilitando en una de las salidas (33) para las señales lógicas (31), una señal lógica (31) como salida de dicha función lógica (30). Esta señal lógica se conecta a la puerta "Y" (28) correspondiente junto con la señal lógica de presencia de tensión homopolar (26) superior a un valor de ajuste definido, que se ha conectado a todas las puertas lógicas (tantas como líneas). Al tener las dos entradas a "1" lógico, sólo la puerta "Y" (28) correspondiente a la línea con defecto, la salida de dicha puerta lógica "Y", enviará una señal (29) de indicación de la línea en falta a un temporizador (34). Una vez expirado el tiempo ajustado en dicho temporizador (34), éste envía una orden de apertura (35) al elemento de apertura en carga de dicha línea (17).The new non-directional protection system (19) calculate the modules of all homopolar intensities of the outgoing lines of bars, as well as that corresponding to the defined as main feed to bars. From these calculations, check if the sum of the intensity modules homopolars of the lines that start from the bars, coincides with the module of the homopolar intensity of the line defined as main feed to bars. In case of not matching, the new non-directional protection system (19) identifies which is the highest value module of all homopolar intensities (21), enabling one of the outputs (33) for the logic signals (31), a logical signal (31) as output of said logical function (30). This analysis is performed by the logical function (30) of the figure 5. This logical function receives at the inputs for the signals logic (27), all logical signals (27) corresponding to the homopolar intensities (21) of all lines connected to bars, compares them and determines which one has the highest value, enabling one of the outputs (33) for the signals logic (31), a logic signal (31) as output of said function logic (30). This logic signal is connected to the "Y" gate (28) corresponding together with the logical voltage presence signal homopolar (26) greater than a defined setting value, which has been connected to all logic gates (as many as lines). Having the two inputs to logical "1", only the "Y" gate (28) corresponding to the line with defect, the exit of said door logic "Y", will send a signal (29) indicating the line in a timer is missing (34). Once the time set in said timer (34), it sends an opening order (35) to the opening element in load of said line (17).
Claims (6)
- --
- medir la tensión homopolar y determinar la existencia de un defecto a tierra si dicha tensión homopolar supera un umbral ajustable;to size homopolar tension and determine the existence of a defect at ground if said homopolar voltage exceeds a threshold adjustable;
- --
- medir los módulos de las intensidades homopolares de las líneas de salida del juego de barras;to size the modules of the homopolar intensities of the output lines of the bar set;
- --
- discriminar la línea con defecto;discriminate the line with default;
- --
- enviar una orden de apertura para abrir la línea con defecto si se supera un intervalo de tiempo ajustable.Send an opening order to open the default line if it is exceeded An adjustable time interval.
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- --
- medios de medición de la tensión configurados para medir la tensión homopolar y para determinar la existencia de un defecto a tierra si dicha tensión homopolar supera un umbral ajustable;media voltage measurement set to measure voltage homopolar and to determine the existence of a ground fault if said homopolar voltage exceeds an adjustable threshold;
- --
- medios de medición de la intensidad configurados para medir los módulos de las intensidades homopolares de las líneas de salida del juego de barras;media intensity measurement set to measure the modules of the homopolar intensities of the output lines of the game bars;
- --
- medios de discriminación configurados para discriminar una línea con defecto;media of discrimination configured to discriminate a line with default;
- --
- medios de envío configurados para enviar una orden de apertura para abrir la línea con defecto si se supera un intervalo de tiempo ajustable.media Shipping configured to send an opening order to open the default line if a time interval is exceeded adjustable.
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- --
- una serie de entradas analógicas para la medida de la corriente homopolar de cada una de las líneas,a series of analog inputs for current measurement homopolar of each of the lines,
- --
- una entrada analógica para la medida de la tensión homopolar,a analog input for homopolar voltage measurement,
- --
- una serie de salidas digitales para realizar la apertura de las diferentes líneas,a series of digital outputs to perform the opening of the different lines,
- --
- una unidad de cálculo qué compara los módulos de las corrientes homopolares de cada una de las líneas y determina la que tiene el defecto enviado la orden de disparo a la línea correspondiente.a unit of calculation what compares the modules of the currents homopolar of each of the lines and determine which one has the default sent the firing order to the line correspondent.
\vskip1.000000\baselineskip\ vskip1.000000 \ baselineskip
- --
- una serie de entradas analógicas para la medida de la corriente homopolar de cada una de las líneas de salida,a series of analog inputs for current measurement homopolar of each of the output lines,
- --
- una serie de entradas analógicas para la medida de la corriente homopolar de cada una de las líneas de alimentación,a series of analog inputs for current measurement homopolar of each of the power lines,
- --
- una entrada analógica para la medida de la tensión homopolar,a analog input for homopolar voltage measurement,
- --
- una serie de salidas digitales para realizar la apertura de las diferentes líneas,a series of digital outputs to perform the opening of the different lines,
- --
- una unidad de cálculo que compara la suma de los módulos de las corrientes homopolares de las líneas de alimentación con la suma de los módulos de las corrientes homopolares de las líneas de salida y determina si existe defecto en alguna de las líneas de la subestación si las dos corrientes resultantes de ambas sumas no son iguales,a unit of calculation that compares the sum of the modules of the homopolar currents of the power lines with the sum of the modules of the homopolar currents of the output lines and determines if there is a defect in any of the lines of the substation if the two currents resulting from both sums are not equals,
- --
- una unidad de cálculo que compara los módulos de las corrientes homopolares de cada una de las líneas y determina la que tiene el defecto enviado la orden de disparo a la línea correspondiente.a unit of calculation that compares the modules of the currents homopolar of each of the lines and determine which one has the default sent the firing order to the line correspondent.
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| ES201000510A ES2374345B1 (en) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | SYSTEM AND METHOD OF NON-DIRECTIONAL PROTECTION FOR SELECTIVE DETECTION OF GROUND FAULTS IN NETWORKS WITH ISOLATED NEUTRAL. |
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|---|---|
| ES (1) | ES2374345B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2537131A1 (en) * | 2014-12-23 | 2015-06-02 | Universidad Politécnica de Madrid | Method and directional system for the detection of ground faults in isolated direct current networks (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Citations (2)
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| EP1475874A1 (en) * | 2003-05-05 | 2004-11-10 | Schneider Electric Industries SAS | Device and method for detecting an earth fault and relay with such a device |
| EP1984995A1 (en) * | 2006-02-14 | 2008-10-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for identifying an earth fault in a resonant-earthed three-phase power transmission system, or a three-phase power transmission system which is isolated from earth potential |
-
2010
- 2010-04-21 ES ES201000510A patent/ES2374345B1/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| Jing et al., "The study on selective grounding fault protection of networks with floating neutral based on fuzzy principle," Power System Technology, 2002. Proceedings. PowerCon 2002. International Conference on , vol.3, no., pp. 1748- 1752 vol.3, 2002;doi: 10.1109/ICPST.2002.1067832 * |
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| ES2537131A1 (en) * | 2014-12-23 | 2015-06-02 | Universidad Politécnica de Madrid | Method and directional system for the detection of ground faults in isolated direct current networks (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2374345B1 (en) | 2013-02-11 |
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