ES1076004U - Generation/injection device for a determined loading impeller (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Dispositivo de generación/inyección de un impulso de carga determinada. Generation / injection device of a given load pulse.
La presente invención se refiere a un dispositivo de generación/inyección de un impulso de carga determinada de aplicación en redes de distribución de energía eléctrica de alta tensión, que comprende un acoplo capacitivo provisto de al menos un elemento de entrada y salida adaptado para la inyección de al menos un impulso de carga a la red de distribución, así como para realizar un seguimiento de la tensión de la red. The present invention relates to a device for generating / injecting a given load pulse for application in high-voltage power distribution networks, comprising a capacitive coupling provided with at least one input and output element adapted for injection of at least one load pulse to the distribution network, as well as to track the network voltage.
Una descarga parcial es un fenómeno de ruptura dieléctrica que está confinado y localizado en la región de un medio aislante, entre dos conductores que se encuentran a diferente potencial. Los fenómenos de descargas parciales son en la mayoría de los casos debido a defectos de aislamiento en los elementos de distribución que forman parte de la red de distribución de energía eléctrica, pudiendo consistir dichos elementos de distribución por ejemplo en cables, transformadores, interruptores, conexiones eléctricas, etc. A partial discharge is a phenomenon of dielectric breakdown that is confined and located in the region of an insulating medium, between two conductors that are at different potential. Partial discharge phenomena are in most cases due to insulation defects in the distribution elements that are part of the electric power distribution network, said distribution elements being able to consist, for example, of cables, transformers, switches, connections electrical, etc.
Las descargas parciales se pueden caracterizar en tres tipos dependiendo de las propiedades del medio existente entre las piezas conductoras. Pueden ser externas, también denominadas como corona, que ocurren normalmente por el proceso de ionización del aire contenido entre las piezas conductoras, que cuando el fenómeno comienza a ser visible se llama efecto corona. También pueden ser superficiales, producidas en la superficie de contacto de dos materiales aislantes diferentes o pueden ser internas, producidas en cavidades internas de un material dieléctrico sólido. Partial discharges can be characterized in three types depending on the properties of the medium between the conductive parts. They can be external, also known as corona, which normally occur by the process of ionization of the air contained between the conductive parts, which when the phenomenon begins to be visible is called the corona effect. They can also be superficial, produced on the contact surface of two different insulating materials or they can be internal, produced in internal cavities of a solid dielectric material.
Las descargas parciales tienen efectos perjudiciales sobre el medio en que se producen. En medio sólido o líquido producen una degradación lenta pero continuada, que termina por la ruptura dieléctrica del medio aislante. En un medio gaseoso, como por ejemplo el aire, las descargas parciales producen el conocido efecto corona, que comprende consecuencias apreciables directamente mediante la vista, oído u olfato. Sin embargo existen otras consecuencias que no son detectables a simple vista, como pueden ser la generación de calor, pérdidas de potencia, erosión mecánica de las superficies que son bombardeadas iónicamente, interferencias con las ondas de radio, etc. Partial discharges have detrimental effects on the environment in which they occur. In solid or liquid medium they produce a slow but continuous degradation, which ends by the dielectric breakdown of the insulating medium. In a gaseous medium, such as air, partial discharges produce the well-known corona effect, which includes appreciable consequences directly through sight, hearing or smell. However, there are other consequences that are not detectable to the naked eye, such as heat generation, power losses, mechanical erosion of surfaces that are ionically bombarded, interference with radio waves, etc.
Si se producen y pasan desapercibidas pueden tener consecuencias muy graves. Si el problema queda sin resolver, el deterioro se producirá hasta que el elemento de distribución se destruya totalmente. La sustitución o reparación del elemento de distribución dañado puede ser muy costosa y puede suponer un corte de suministro en la red de distribución durante un largo periodo de tiempo, así como pérdidas económicas importantes para las compañías eléctricas. La clave para prevenir cualquier problema posible es la detección y medida de las descargas parciales. La medida de descargas parciales y el análisis puede ayudar a evitar riesgos y realizar un mantenimiento adecuado de las instalaciones. En definitiva, la realización de un control riguroso puede ahorrar una gran cantidad de tiempo y dinero. If they occur and go unnoticed they can have very serious consequences. If the problem remains unsolved, deterioration will occur until the distribution element is completely destroyed. The replacement or repair of the damaged distribution element can be very expensive and can result in a power outage in the distribution network over a long period of time, as well as significant economic losses for power companies. The key to preventing any possible problem is the detection and measurement of partial discharges. The measurement of partial discharges and analysis can help avoid risks and perform proper maintenance of the facilities. In short, performing rigorous control can save a great deal of time and money.
De acuerdo con la norma IEC 60270, un impulso de descarga parcial se define como un impulso de corriente o tensión que es el resultado de una descarga parcial en el objeto de análisis. En consecuencia, existen varios métodos de medida que han sido desarrollados para medir este fenómeno. En general, la medida de descargas parciales puede ser realizada bien mediante métodos de medida en tensión (con los elementos de distribución en servicio) o bien sin tensión (realizando primero el corte de la tensión). En este último caso el elemento de distribución o parte de la red de distribución a analizar debe ser puesto fuera de servicio (sin tensión) y energizado para su análisis mediante una fuente de tensión externa. Además, como el elemento de distribución debe quedar fuera de servicio durante el tiempo de análisis, la preparación del elemento de distribución es la principal desventaja que comprende este método de medida. El proceso es caro y en muchas ocasiones complejo, especialmente en instalaciones de producción, ya que en la mayoría de los casos el sistema de reserva no está fácilmente disponible. Asimismo, en algunos casos como por ejemplo en los cables, el empleo de un método de medida de descargas parciales sin tensión (fuera de servicio) supone que el análisis solo puede ser realizado sobre una longitud de cable limitada. According to IEC 60270, a partial discharge pulse is defined as a current or voltage pulse that is the result of a partial discharge in the object of analysis. Consequently, there are several measurement methods that have been developed to measure this phenomenon. In general, the measurement of partial discharges can be carried out either by voltage measurement methods (with the distribution elements in service) or without voltage (by first cutting the voltage). In the latter case, the distribution element or part of the distribution network to be analyzed must be taken out of service (without voltage) and energized for analysis by an external voltage source. Furthermore, since the distribution element must be taken out of service during the analysis time, the preparation of the distribution element is the main disadvantage of this measurement method. The process is expensive and often complex, especially in production facilities, since in most cases the reservation system is not readily available. Also, in some cases, such as cables, the use of a partial discharge measurement method without voltage (out of service) means that the analysis can only be performed over a limited cable length.
Por el contrario, en un método de medida en tensión el elemento de distribución objeto de análisis puede permanecer en servicio y ser ensayado bajo la tensión de servicio con los esfuerzos mecánicos y térmicos normales. Por tanto, no es necesaria ninguna fuente de tensión externa, y además, como el elemento de distribución permanece bajo la tensión de servicio es posible realizar una medida continua de descargas parciales. Las medidas de descargas parciales sin tensión son realizadas con tensiones 2-3 veces superiores a la tensión de servicio, lo cual aumenta el riesgo de provocar este fenómeno indeseado en elementos de distribución que en condiciones de servicio normales hubieran continuado operativos durante un largo periodo. A diferencia, mediante un análisis en tensión los elementos de distribución no son expuestos a estos tipos de riesgos adicionales. On the contrary, in a tension measurement method the distribution element under analysis can remain in service and be tested under the operating voltage with normal mechanical and thermal stresses. Therefore, no external voltage source is necessary, and in addition, since the distribution element remains under the operating voltage it is possible to carry out a continuous measurement of partial discharges. The measurements of partial discharges without tension are made with tensions 2-3 times higher than the operating voltage, which increases the risk of causing this unwanted phenomenon in distribution elements that would have continued operating for a long period under normal operating conditions. In contrast, by means of a stress analysis the distribution elements are not exposed to these types of additional risks.
Ambos métodos de medida, con o sin tensión, deben estar diseñados para poder distinguir las descargas parciales de magnitud superior o inferior al ruido de fondo que pueda existir en la red de distribución, como por ejemplo debido a interferencias electromagnéticas, interferencias de radio, comunicaciones, equipos de electrónica de potencia, arcos transitorios entre partes conductoras adyacentes, efectos corona, armónicos de la red, etc. Esta distinción entre las descargas parciales y el ruido de fondo que pueda existir en la red se consigue mediante el empleo de un dispositivo o calibrador que genera e inyecta en la red un impulso tipo descarga parcial de magnitud conocida. Esto permite calibrar los equipos de medida de las descargas parciales, así como cuantificar las descargas parciales que puedan existir en la red de distribución, comparando la magnitud conocida de dicho impulso con la señal medida en la red. Both measurement methods, with or without voltage, must be designed to distinguish partial discharges of magnitude greater than or less than background noise that may exist in the distribution network, such as due to electromagnetic interference, radio interference, communications , power electronics equipment, transient arcs between adjacent conductive parts, corona effects, network harmonics, etc. This distinction between partial discharges and background noise that may exist in the network is achieved through the use of a device or calibrator that generates and injects a partial discharge impulse of known magnitude into the network. This makes it possible to calibrate the equipment for measuring partial discharges, as well as quantifying partial discharges that may exist in the distribution network, comparing the known magnitude of said impulse with the signal measured in the network.
Por tanto, para realizar mediciones fiables de descargas parciales se utilizan dispositivos o calibradores, que se acoplan directamente con el elemento de distribución objeto de ensayo, y que generan e inyectan continuamente impulsos de carga conocidos durante el proceso de calibración, de manera que el equipo de medida de descargas parciales detecta dichos impulsos. En este proceso es importante determinar el factor de escala del circuito para cada uno de los equipos de medida según la configuración en la que se encuentra la red de distribución, ya que tanto los impulsos generados e inyectados por el calibrador como los impulsos de descargas parciales existentes pueden ser atenuados en función de la capacidad del elemento de distribución de ensayo, de la capacidad del condensador de acoplamiento, de la frecuencia, de la topología de la red de distribución, etc. El factor de escala compensa esta atenuación y debe ser determinado cada vez que exista alguna modificación en la red, como por ejemplo en el caso de un cambio de topología de la red de distribución eléctrica. Mediante el factor de escala se permite cuantificar las medidas obtenidas a través de los equipos de medida. Therefore, to perform reliable measurements of partial discharges, devices or calibrators are used, which are directly coupled with the distribution element under test, and which continuously generate and inject known load pulses during the calibration process, so that the equipment Partial discharge measurement detects these impulses. In this process it is important to determine the scale factor of the circuit for each of the measuring equipment according to the configuration in which the distribution network is located, since both the pulses generated and injected by the calibrator and the pulses of partial discharges Existing can be attenuated depending on the capacity of the test distribution element, the capacity of the coupling capacitor, the frequency, the topology of the distribution network, etc. The scale factor compensates for this attenuation and must be determined whenever there is any modification in the network, such as in the case of a change in the topology of the electricity distribution network. By means of the scale factor it is possible to quantify the measurements obtained through the measuring equipment.
Los métodos de medida en tensión suponen el inconveniente de que los elementos de distribución a ensayar se encuentran en servicio y por lo tanto en tensión, de manera que no son accesibles. En este sentido, los dispositivos o calibradores empleados en métodos de medida en tensión necesitan un punto de acoplamiento en la red de distribución que no suponga el acoplamiento directo sobre los elementos de distribución a ensayar. The voltage measurement methods assume the disadvantage that the distribution elements to be tested are in service and therefore in tension, so that they are not accessible. In this sense, the devices or calibrators used in voltage measurement methods require a coupling point in the distribution network that does not involve direct coupling on the distribution elements to be tested.
Como ejemplo del estado de la técnica se puede citar la Patente ES2335148T3, en la cual se protege un dispositivo o calibrador para la generación de impulsos de carga determinada que permite la realización de mediciones de descargas parciales en tensión, así como el procedimiento de generación de impulsos y el sistema de medida de descargas parciales. Este calibrador comprende una conexión a través de la cual se inyectan los impulsos de carga determinada al elemento de distribución objeto de ensayo, siendo estos impulsos generados de manera continua durante la realización de una medición de descarga parcial, y a su vez, permitiendo la calibración del equipo de medida de descargas parciales. Asimismo, el calibrador comprende un electrodo exterior que define frente a tierra capacidades parasitas, siendo dichas capacidades utilizadas por el calibrador para la generación de los impulsos de carga determinada que son inyectados al elemento de distribución objeto de ensayo. Por otro lado, el calibrador comprende un fotodiodo con el que se realiza la sincronización de la inyección, a través de la detección de una fuente de luz alimentada con la tensión de la red. Por lo tanto, la inyección se realiza en sincronización con la onda de tensión de la red, pero supone el inconveniente de que dentro de la onda de tensión no se especifica el punto o ángulo de fase en donde se debe realizar la inyección, lo cual supone el riesgo de que el impulso de carga determinada pueda ser inyectado en un ángulo de fase de la onda de tensión que comprende ruido de fondo, y por lo tanto, dicho impulso sea atenuado o confundido con ese ruido. As an example of the state of the art, the patent ES2335148T3 can be cited, in which a device or calibrator for the generation of impulses of determined load is protected that allows the measurement of partial discharges in tension, as well as the method of generating impulses and the partial discharge measurement system. This calibrator comprises a connection through which the determined load pulses are injected into the distribution element being tested, these pulses being generated continuously during the performance of a partial discharge measurement, and in turn, allowing the calibration of the Partial discharge measurement equipment. Likewise, the calibrator comprises an external electrode that defines parasitic capacities against the ground, said capacities being used by the calibrator for the generation of the determined load pulses that are injected into the distribution element under test. On the other hand, the calibrator comprises a photodiode with which the injection synchronization is performed, through the detection of a light source fed with the network voltage. Therefore, the injection is carried out in synchronization with the voltage wave of the network, but it implies the inconvenience that within the voltage wave the phase point or angle where the injection should be performed is not specified, which it involves the risk that the determined load pulse can be injected at a phase angle of the voltage wave that comprises background noise, and therefore, said pulse is attenuated or confused with that noise.
La presente invención tiene como objetivo un dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada. The present invention aims at a device for generating / injecting impulses of a given load.
El dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada objeto de la invención es un dispositivo de aplicación en redes de distribución de energía eléctrica de alta tensión. Una red de distribución de este tipo puede comprender una pluralidad de instalaciones de alta tensión, como pueden ser por ejemplo los centros de transformación eléctrica o centros de reparto, en los cuales se dispone de elementos de distribución tales como cables, transformadores, interruptores, conexiones eléctricas, etc. En este sentido, el dispositivo objeto de la invención permite la cuantificación de las medidas de descargas parciales existentes en dichos elementos de distribución, así como la sincronización de al menos dos equipos de medida. The device for generating / injecting load impulses determined object of the invention is an application device in high voltage electrical power distribution networks. A distribution network of this type may comprise a plurality of high voltage installations, such as electrical transformation centers or distribution centers, in which distribution elements such as cables, transformers, switches, connections are available. electrical, etc. In this sense, the device object of the invention allows the quantification of the partial discharge measurements existing in said distribution elements, as well as the synchronization of at least two measuring devices.
El dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada permite la generación e inyección de dichos impulsos en la red de distribución en tensión (online), es decir, con los elementos de distribución a analizar en servicio, evitando así cortes de suministro que pueden repercutir en pérdidas económicas para las compañías eléctricas, largos periodos de tiempo de espera para los consumidores hasta el restablecimiento de la red, la necesidad de emplear fuentes de tensión externa, etc., así como la utilización de tensiones superiores a la tensión de servicio que pueden provocar descargas parciales en aquellos elementos de distribución que en condiciones normales de servicio no hubieran sufrido este fenómeno indeseado. Por otro lado, el dispositivo de generación/inyección también permite realizar el análisis en elementos de distribución fuera de servicio (offline). The device of generation / injection of impulses of determined load allows the generation and injection of said impulses in the network of distribution in tension (online), that is to say, with the elements of distribution to analyze in service, thus avoiding cuts of supply that can impact on economic losses for electricity companies, long periods of waiting for consumers until the network is restored, the need to use external voltage sources, etc., as well as the use of voltages higher than the operating voltage that they can cause partial discharges in those distribution elements that under normal conditions of service would not have suffered this unwanted phenomenon. On the other hand, the generation / injection device also allows the analysis of out-of-service (offline) distribution elements.
El dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada comprende un acoplo capacitivo que permite la conexión del citado dispositivo en una instalación de distribución de alta tensión, sin que ello suponga el acoplamiento directo sobre los elementos de distribución a ensayar, de manera que se evita la accesibilidad al elemento de distribución objeto de análisis que se encuentra en tensión. The determined load pulse generation / injection device comprises a capacitive coupling that allows the connection of said device in a high voltage distribution installation, without this entailing direct coupling on the distribution elements to be tested, so that prevents accessibility to the distribution element under analysis that is under tension.
El acoplo capacitivo comprende al menos un elemento de entrada y salida a través del cual se realiza la conexión con la instalación de distribución, permitiendo realizar así dicho, al menos un, elemento de entrada y salida tanto un seguimiento de la tensión de la red de distribución como la inyección del impulso de carga determinada en un determinado ángulo de fase de la onda de tensión de la red de distribución. Mediante el seguimiento de la tensión de la red se permite que el dispositivo de generación e inyección pueda inyectar, a diferentes intervalos de tiempo, al menos un impulso de carga determinada respecto al paso por 0 de la tensión de la misma fase de línea en donde se encuentra conectado el dispositivo de generación e inyección. Dado que el dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada permite la inyección de dicho impulso en sincronización con la onda de tensión de la red y en un ángulo de fase determinada por el usuario, se evita el riesgo de que el impulso de carga determinada pueda ser inyectado en un ángulo de fase de la onda de tensión que comprende ruido de fondo, evitando así en la medición atenuaciones del impulso de carga determinada o confusiones entre dicho impulso de carga determinada y el ruido de fondo. The capacitive coupling comprises at least one input and output element through which the connection with the distribution installation is made, thus allowing said, at least one, input and output element to both track the voltage of the mains network. distribution as the injection of the load impulse determined at a certain phase angle of the voltage wave of the distribution network. By monitoring the network voltage, the generation and injection device is allowed to inject, at different time intervals, at least one load pulse determined with respect to the passage through 0 of the voltage of the same line phase where The generation and injection device is connected. Since the determined load pulse generation / injection device allows the injection of said pulse in synchronization with the voltage wave of the network and at a phase angle determined by the user, the risk of the load pulse is avoided determined can be injected at a phase angle of the voltage wave that comprises background noise, thus avoiding measurement attenuations of the determined load pulse or confusion between said determined load pulse and the background noise.
El dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada comprende un circuito de sincronización que se encarga de realizar el seguimiento de la tensión de la red de distribución de la misma fase de línea en donde se encuentra conectado el dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada, y además, determina en la onda de tensión la referencia (paso por 0 de la tensión de la red) respecto a la cual se realiza la inyección de al menos un impulso de carga determinada. Por otro lado, el dispositivo objeto de la invención también comprende un circuito de inyección dotado de un generador de ondas de tensión que permite generar un impulso de carga determinada para su posterior inyección en la red de distribución, en un ángulo de fase de la onda de tensión de la red determinado por el usuario. The determined load pulse generation / injection device comprises a synchronization circuit that is responsible for monitoring the voltage of the distribution network of the same line phase where the pulse generation / injection device is connected of determined load, and in addition, determines in the voltage wave the reference (passage through 0 of the tension of the network) with respect to which the injection of at least one impulse of determined load is made. On the other hand, the device object of the invention also comprises an injection circuit provided with a voltage wave generator that allows generating a determined load pulse for its subsequent injection into the distribution network, at a phase angle of the wave of network voltage determined by the user.
La alimentación del dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada se puede llevar a cabo a través de un circuito de alimentación que puede comprender al menos un transformador de aislamiento y un rectificador de onda. Pero también se ha previsto la posibilidad de que dicho dispositivo pueda ser alimentado a través de un circuito de alimentación que comprenda al menos un captador toroidal y un rectificador de onda. En ambos casos, el rectificador de onda por un lado estaría conectado al secundario del transformador de aislamiento o del captador toroidal y por el otro lado al dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada. The feeding of the determined load pulse generation / injection device can be carried out through a power circuit that can comprise at least one isolation transformer and a wave rectifier. But the possibility is also provided that said device can be powered through a power circuit comprising at least one toroidal sensor and a wave rectifier. In both cases, the wave rectifier on the one hand would be connected to the secondary of the isolation transformer or the toroidal collector and on the other hand to the determined load generation / injection device.
El dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada se encuentra al menos parcialmente integrado en al menos una pieza de acoplamiento que se conecta a una parte activa de la red de distribución en condiciones de aislamiento y seguridad eléctrica, como por ejemplo en una instalación de alta tensión como puede ser un centro de transformación eléctrica o un centro de reparto. En concreto, la pieza de acoplamiento permite la conexión del dispositivo de generación e inyección a un cable o equipo eléctrico de alta tensión, manteniendo las características de aislamiento y apantallamiento del conjunto. En este sentido, dicha pieza de acoplamiento montada en una instalación de alta tensión puede ser integrada, al menos parcialmente, en un conector separable o borna. Para ello, la pieza de acoplamiento esta compuesta por un encapsulado estanco que puede comprender un primer extremo que se conecta mediante atornillado al conector separable por el extremo libre de este último, como por ejemplo por el extremo libre de un conector en T. The determined load pulse generation / injection device is at least partially integrated into at least one coupling piece that is connected to an active part of the distribution network in electrical isolation and safety conditions, such as in an installation high voltage such as an electrical transformation center or a distribution center. Specifically, the coupling piece allows the connection of the generation and injection device to a high voltage electrical cable or equipment, maintaining the insulation and shielding characteristics of the assembly. In this sense, said coupling piece mounted in a high voltage installation can be integrated, at least partially, in a detachable connector or terminal. To this end, the coupling part is composed of a tight encapsulation that can comprise a first end that is connected by screwing to the detachable connector by the free end of the latter, as for example by the free end of a T-connector.
En una posible realización el acoplo capacitivo, el circuito de sincronización, el circuito de inyección y el circuito de alimentación pueden encontrarse integrados en el interior de la pieza de acoplamiento, quedando el al menos un elemento de entrada y salida en el interior de la pieza de acoplamiento. En otra realización posible del dispositivo de generación e inyección de impulsos de carga determinada, solo el acoplo capacitivo se encuentra integrado en la pieza de acoplamiento, quedando accesible por el exterior el al menos un elemento de entrada y salida al cual se conectan tanto el circuito de sincronización como el circuito de inyección. In a possible embodiment the capacitive coupling, the synchronization circuit, the injection circuit and the power circuit can be integrated inside the coupling piece, the at least one input and output element remaining inside the part of coupling. In another possible embodiment of the determined load impulse generation and injection device, only the capacitive coupling is integrated in the coupling piece, the at least one input and output element to which both the circuit is connected are connected externally of synchronization as the injection circuit.
El dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada es monofásico, de manera que por cada fase de la instalación se puede disponer de un dispositivo. De esta manera se permite realizar una sincronización e inyección independiente por cada fase de línea de la red de distribución de energía eléctrica. Asimismo, se ha previsto que el dispositivo de generación/inyección pueda ser accionado tanto de forma local como de forma remota, por ejemplo desde un Centro de Control remoto. The device of generation / injection of impulses of determined load is single-phase, so that for each phase of the installation a device can be available. In this way, it is possible to perform an independent synchronization and injection for each line phase of the electricity distribution network. Likewise, it is envisioned that the generation / injection device can be operated both locally and remotely, for example from a Remote Control Center.
La medida de descarga parcial en un elemento de distribución perteneciente a dicha red de distribución de alta tensión que comprende al menos una instalación de distribución, tal como un centro de transformación eléctrica The measure of partial discharge in a distribution element belonging to said high voltage distribution network comprising at least one distribution installation, such as an electrical transformation center
o un centro de reparto, se lleva a cabo mediante al menos un equipo de medida instalado en al menos una primera instalación de distribución. En al menos una segunda instalación de la red de distribución se dispone al menos un dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada, que mediante la generación e inyección de un impulso de carga determinada permite calibrar al menos un equipo de medida dispuesto en al menos una primera instalación. or a distribution center, is carried out by at least one measuring device installed in at least a first distribution facility. In at least a second installation of the distribution network there is at least one device for generating / injecting specific load impulses, which by means of generating and injecting a given load pulse allows at least one measuring device provided in the Less a first installation.
Con la inyección del impulso de carga determinada en una segunda instalación de distribución se consigue por tanto calibrar al menos un equipo de medida dispuesto en al menos una primera instalación de distribución, determinando para ello un factor de escala del circuito para cada uno de los equipos de medida según la configuración en la que se encuentre la red de distribución eléctrica. Este factor de escala permite cuantificar las medidas obtenidas a través de al menos un equipo de medida en un elemento de distribución. Además, el mismo impulso de carga determinada inyectado por el dispositivo de generación/inyección y utilizado para la calibración de equipos de medida permite sincronizar dichos equipos de medida, por ejemplo cuando se utiliza más de un equipo de medida. With the injection of the load impulse determined in a second distribution installation, it is therefore possible to calibrate at least one measuring device arranged in at least one first distribution installation, thereby determining a circuit scale factor for each of the equipment of measurement according to the configuration in which the electrical distribution network is located. This scale factor makes it possible to quantify the measurements obtained through at least one measuring device in a distribution element. In addition, the same determined load pulse injected by the generation / injection device and used for the calibration of measuring equipment allows said measuring equipment to be synchronized, for example when more than one measuring equipment is used.
El equipo de medida puede ser portátil o fijo, pudiendo realizar en el primero de los casos las medidas de descargas parciales de forma periódica y local, y pudiendo realizar en el segundo de los casos una monitorización continua de las descargas parciales tanto de forma local como remota. Asimismo, el equipo de medida realiza un tratamiento de las señales obtenidas y permite la adecuación de las mismas para su posterior interpretación. The measuring equipment can be portable or fixed, being able to perform partial discharge measurements periodically and locally in the first case, and being able to carry out continuous monitoring of partial discharges both locally and in the second case. remote Likewise, the measuring equipment performs a treatment of the signals obtained and allows them to be adapted for later interpretation.
En el caso de un equipo de medida fijo, este equipo puede estar asociado con al menos un medio de comunicaciones, de forma que tanto la monitorización de las descargas parciales en la red de distribución como la gestión de al menos una instalación de distribución pueda ser realizada desde al menos un Centro de Control Remoto. Se ha previsto la posibilidad de que el dispositivo de generación/inyección pueda estar asociado con al menos un medio de comunicaciones, de manera que dicho dispositivo pueda ser accionado tanto de forma local como de forma remota a través de un Centro de Control Remoto. In the case of a fixed measurement device, this equipment can be associated with at least one communications medium, so that both the monitoring of partial discharges in the distribution network and the management of at least one distribution facility can be made from at least one Remote Control Center. The possibility is provided that the generation / injection device may be associated with at least one communications medium, so that said device can be operated both locally and remotely through a Remote Control Center.
Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras en el que con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description and in order to help a better understanding of the features of the invention, according to a preferred example of practical implementation thereof, a set of figures is attached as an integral part of said description in which Illustrative and non-limiting, the following has been represented:
Figura 1.- Muestra un esquema unifilar del dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada (1), en donde se muestran el acoplo capacitivo (5), el circuito de sincronización (10), el circuito de inyección (11) y el circuito de alimentación (17) integrados en el interior de la pieza de acoplamiento (8). Figure 1.- Shows a single-line diagram of the generation / injection device of determined load impulses (1), showing the capacitive coupling (5), the synchronization circuit (10), the injection circuit (11) and the power circuit (17) integrated inside the coupling part (8).
Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva de la pieza de acoplamiento (8) en donde se encuentra integrado el dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada (1) de acuerdo con la realización de la figura 1. Figure 2.- Shows a perspective view of the coupling part (8) where the determined load generation / injection device (1) is integrated in accordance with the embodiment of Figure 1.
Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva de la instalación del dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada (1) en un equipo eléctrico de alta tensión (18) de una instalación de distribución (3) según la realización de las figuras 1 y 2. Figure 3.- Shows a perspective view of the installation of the determined load pulse generation / injection device (1) in a high voltage electrical equipment (18) of a distribution installation (3) according to the embodiment of the figures 1 and 2.
Figura 4.- Muestra un esquema unifilar de una red de distribución eléctrica de alta tensión (2), en donde se puede observar una posible disposición del conjunto de elementos que forman dicha red (2), entre los cuales se encuentran los equipos de medida (13, 14), el dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada (1), así como las diferentes instalaciones (3, 3’, 3’’) en donde se instalan cada uno de ellos. Figure 4.- Shows a single line diagram of a high voltage electrical distribution network (2), where a possible arrangement of the set of elements that form said network (2) can be observed, among which are the measuring equipment (13, 14), the device of generation / injection of impulses of determined load (1), as well as the different installations (3, 3 ', 3' ') where each one of them is installed.
Figura 5.- Muestra un esquema unifilar de otra posible realización del dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada (1), en donde solo el acoplo capacitivo (5) se encuentra integrado en la pieza de acoplamiento (8), quedando accesible desde el exterior de la pieza (8) al menos un elemento de entrada y salida (6, 7). Figure 5.- It shows a single-line diagram of another possible embodiment of the determined load generation / injection device (1), where only the capacitive coupling (5) is integrated in the coupling piece (8), being accessible from the outside of the part (8) at least one input and output element (6, 7).
Figura 6.- Muestra una vista en perspectiva de la pieza de acoplamiento (8) según la realización de la figura 5, en donde se encuentra integrado parte del dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada (1). Figure 6.- Shows a perspective view of the coupling part (8) according to the embodiment of Figure 5, where part of the determined load pulse generation / injection device (1) is integrated.
Figura 7.- Muestra un esquema unifilar de una red de distribución eléctrica de alta tensión (2), en donde se puede observar otra posible disposición del conjunto de elementos que forman dicha red (2), entre los cuales se encuentran los equipos de medida (13, 14), el dispositivo de generación e inyección de impulsos de carga determinada (1), así como las diferentes instalaciones (3, 3’, 3’’) en donde se instalan cada uno de ellos, pudiendo ser en este caso el dispositivo (1) accionado de forma remota desde un Centro de Control Remoto (16) debido a que se encuentra asociado con medios de comunicación (15). Figure 7.- Shows a single line diagram of a high voltage electrical distribution network (2), where another possible arrangement of the set of elements that form said network (2) can be observed, among which are the measuring equipment (13, 14), the device of generation and injection of impulses of determined load (1), as well as the different installations (3, 3 ', 3' ') where each of them are installed, being able to be in this case the device (1) operated remotely from a Remote Control Center (16) because it is associated with communication means (15).
El dispositivo de generación/inyección de carga determinada (1), tal y como se muestra en las figuras 4 y 7, es de aplicación en redes de distribución de energía eléctrica (2) que comprenden al menos una instalación de distribución eléctrica de alta tensión (3, 3’, 3’’), comprendiendo dichas instalaciones (3, 3’, 3’’) al menos un equipo eléctrico de alta tensión (18), como por ejemplo una celda eléctrica. Tal y como se puede observar en las figuras 2, 3 y 6, el dispositivo de generación/inyección de carga determinada (1) se encuentra integrado al menos parcialmente en una pieza de acoplamiento (8) que se conecta a una parte activa de la red de distribución (2), y en concreto, según una posible realización de la invención puede ser instalado en un equipo eléctrico de alta tensión (18), encontrándose dicha pieza de acoplamiento (8) al menos parcialmente integrada en un conector separable o borna The determined load generation / injection device (1), as shown in Figures 4 and 7, is applicable in electric power distribution networks (2) comprising at least one high voltage electrical distribution installation (3, 3 ', 3' '), said installations (3, 3', 3 '') comprising at least one high voltage electrical equipment (18), such as an electric cell. As can be seen in Figures 2, 3 and 6, the determined load generation / injection device (1) is at least partially integrated in a coupling piece (8) that is connected to an active part of the distribution network (2), and in particular, according to a possible embodiment of the invention can be installed in a high voltage electrical equipment (18), said coupling part (8) being at least partially integrated in a detachable connector or terminal
(9) que se utiliza para la conexión de los cables de alta tensión, comprendiendo la pieza de acoplamiento (8) un extremo (19) que permite mediante atornillado acoplar el dispositivo de generación e inyección (1) en la borna (9). (9) which is used for the connection of high-voltage cables, the coupling part (8) comprising an end (19) which allows the generation and injection device (1) to be connected to the terminal (9) by screwing.
La conexión eléctrica entre al menos una instalación de distribución eléctrica de alta tensión (3) perteneciente a una red eléctrica (2) y al menos un dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada (1) se lleva a cabo a través de un acoplo capacitivo (5) que comprende el propio dispositivo (1). The electrical connection between at least one high-voltage electrical distribution installation (3) belonging to an electrical network (2) and at least one determined load impulse generation / injection device (1) is carried out through a capacitive coupling (5) comprising the device itself (1).
El dispositivo (1) permite la cuantificación de descargas parciales existentes en los elementos de distribución (4) de la red de distribución de energía eléctrica (2), como por ejemplo en cables, transformadores, interruptores, conexiones eléctricas, etc. El dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada The device (1) allows the quantification of partial discharges existing in the distribution elements (4) of the electricity distribution network (2), such as cables, transformers, switches, electrical connections, etc. The device of generation / injection of impulses of determined load
(1) permite la generación e inyección de dichos impulsos en la red de distribución (2) bien en tensión, es decir, con los elementos de distribución en servicio normal (online) o bien con elementos de distribución fuera de servicio (offline). Para ello, tal y como se puede observar en las figuras 1 y 5, el dispositivo (1) comprende un acoplo capacitivo (5), un circuito de sincronización (10) y un circuito de inyección (11). (1) allows the generation and injection of said impulses in the distribution network (2) either in tension, that is, with the distribution elements in normal service (online) or with distribution elements out of service (offline). For this, as can be seen in Figures 1 and 5, the device (1) comprises a capacitive coupling (5), a synchronization circuit (10) and an injection circuit (11).
Tal y como se muestra en las figuras 1, 5 y 6, el acoplo capacitivo (5) comprende al menos un elemento de entrada y salida (6, 7), a través del cual el dispositivo (1) realiza un seguimiento de la tensión de la red de distribución (2) y la posterior inyección del impulso de carga determinada en un determinado ángulo de fase de la onda de tensión de la red de distribución de energía eléctrica (2). As shown in Figures 1, 5 and 6, the capacitive coupling (5) comprises at least one input and output element (6, 7), through which the device (1) tracks the voltage of the distribution network (2) and the subsequent injection of the load impulse determined at a certain phase angle of the voltage wave of the electricity distribution network (2).
En las figuras 1 y 5 se muestra el esquema unifilar del dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada (1) que comprende un circuito de sincronización (10) que se encarga de realizar el seguimiento de la tensión de la red de distribución (2), y además, determina en la onda de tensión la referencia respecto a la cual se realiza la inyección del impulso de carga determinada. Por otro lado, el dispositivo (1) objeto de la invención también comprende un circuito de inyección (11) dotado de un generador de ondas de tensión (12) que permite generar un impulso de carga determinada para su posterior inyección en la red de distribución (2), en un ángulo de fase de la onda de tensión de la red (2) determinado por el usuario. Figures 1 and 5 show the single-line diagram of the generation / injection device of determined load pulses (1) comprising a synchronization circuit (10) that is responsible for monitoring the voltage of the distribution network ( 2), and also, determines in the voltage wave the reference with respect to which the injection of the determined load pulse is made. On the other hand, the device (1) object of the invention also comprises an injection circuit (11) provided with a voltage wave generator (12) that allows generating a determined load pulse for subsequent injection into the distribution network. (2), at a phase angle of the network voltage wave (2) determined by the user.
En las figuras 1 y 5 también se representa un circuito de alimentación (17) del dispositivo (1), el cual puede comprender al menos un transformador de aislamiento y un rectificador de onda (no representados). Pero también se ha previsto la posibilidad de que dicho dispositivo (1) pueda ser alimentado a través de un circuito de alimentación (17) que comprenda al menos un captador toroidal y un rectificador de onda (no representados). En ambos casos, el rectificador de onda por un lado estaría conectado al secundario del transformador de aislamiento o del captador toroidal y por el otro lado al dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada (1). A power circuit (17) of the device (1) is also shown in Figures 1 and 5, which may comprise at least one isolation transformer and a wave rectifier (not shown). But the possibility is also provided that said device (1) can be powered through a power circuit (17) comprising at least one toroidal sensor and a wave rectifier (not shown). In both cases, the wave rectifier on the one hand would be connected to the secondary of the isolation transformer or the toroidal collector and on the other hand to the determined load pulse generation / injection device (1).
En una posible realización (figura 1) el acoplo capacitivo (5), el circuito de sincronización (10), el circuito de inyección (11) y el circuito de alimentación (17) pueden encontrarse integrados en el interior de la pieza de acoplamiento (8), quedando el al menos un elemento de entrada y salida (6, 7) en el interior de la pieza de acoplamiento (8). En otra realización posible (figura 5) del dispositivo de generación e inyección de impulsos de carga determinada (1), solo el acoplo capacitivo (5) se encuentra integrado en la pieza de acoplamiento (8), quedando accesible por el exterior el al menos un elemento de entrada y salida (6, 7) al cual se conectan tanto el circuito de sincronización (10) como el circuito de inyección (11). In a possible embodiment (figure 1) the capacitive coupling (5), the synchronization circuit (10), the injection circuit (11) and the power circuit (17) can be integrated inside the coupling part ( 8), the at least one input and output element (6, 7) remaining inside the coupling part (8). In another possible embodiment (Figure 5) of the device of generation and injection of impulses of determined load (1), only the capacitive coupling (5) is integrated in the coupling piece (8), the at least one being accessible by the outside an input and output element (6, 7) to which both the synchronization circuit (10) and the injection circuit (11) are connected.
El dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada (1) puede ser monofásico, de manera que por cada fase de la instalación (3) se puede disponer de un dispositivo (1), tal y como se muestra en la figura 3. The determined load pulse generation / injection device (1) can be single-phase, so that for each phase of the installation (3) a device (1) can be arranged, as shown in Figure 3.
La medida de descarga parcial en un elemento de distribución (4) perteneciente a una red de distribución de alta tensión (2) que comprende al menos una instalación de distribución (3, 3’, 3’’), tal como un centro de transformación eléctrica o un centro de reparto, se lleva a cabo mediante al menos un equipo de medida (13, 14) instalado en al menos una primera instalación de distribución (3’, 3’’). En al menos una segunda instalación (3) de la red de distribución (2) se dispone al menos un dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada (1), que mediante la generación e inyección de un impulso de carga determinada permite calibrar al menos un equipo de medida (13, 14) dispuesto en al menos una primera instalación (3’, 3’’), así como sincronizar varios equipos de medida cuando se disponen al menos dos de ellos, tal y como se representa en las figuras 4 y 7. The measure of partial discharge in a distribution element (4) belonging to a high voltage distribution network (2) comprising at least one distribution installation (3, 3 ', 3' '), such as a transformation center electrical or a distribution center, is carried out by at least one measuring device (13, 14) installed in at least a first distribution installation (3 ', 3' '). In at least a second installation (3) of the distribution network (2) there is at least one device for generating / injecting specific load impulses (1), which by means of generating and injecting a given load pulse allows calibration at least one measuring device (13, 14) arranged in at least a first installation (3 ', 3' '), as well as synchronizing several measuring devices when at least two of them are arranged, as represented in the Figures 4 and 7.
Con la inyección del impulso de carga determinada en una segunda instalación de distribución (3) se consigue por tanto calibrar al menos un equipo de medida (13, 14) dispuesto en al menos una primera instalación de distribución (3’, 3’’), determinando para ello un factor de escala del circuito para cada uno de los equipos de medida (13, 14) según la configuración en la que se encuentre la red de distribución eléctrica (2). Este factor de escala permite cuantificar las medidas obtenidas a través de al menos un equipo de medida (13, 14) en un elemento de distribución (4). El equipo de medida puede ser portátil (13) o fijo (14), pudiendo realizar en el primero de los casos las medidas de descargas parciales de forma periódica y local, y pudiendo realizar en el segundo de los casos una monitorización continua de las descargas parciales tanto de forma local como remota. En este sentido, al menos una instalación (3’’) puede comprender medios de comunicación (15) que se encuentran asociados con al menos un equipo de medida (14), de forma que estos medios de comunicación (15) se encuentran conectados con un Centro de Control Remoto (16) permitiendo realizar de forma remota tanto la monitorización de la red de distribución (2) como la gestión de al menos una instalación (3’’). With the injection of the load impulse determined in a second distribution installation (3) it is therefore possible to calibrate at least one measuring device (13, 14) arranged in at least a first distribution installation (3 ', 3' ') , determining for this a scale factor of the circuit for each of the measuring equipment (13, 14) according to the configuration in which the electrical distribution network (2) is located. This scale factor allows quantifying the measurements obtained through at least one measuring device (13, 14) in a distribution element (4). The measuring equipment can be portable (13) or fixed (14), being able to perform partial discharge measurements periodically and locally in the first case, and being able to carry out continuous discharge monitoring in the second case partial both locally and remotely. In this sense, at least one installation (3 '') can comprise communication means (15) that are associated with at least one measuring device (14), so that these communication means (15) are connected to a Remote Control Center (16) allowing the monitoring of the distribution network (2) and the management of at least one installation (3 '') remotely.
De forma similar, tal y como se muestra en la figura 7, el dispositivo de generación/inyección (1) puede estar asociado con al menos un medio de comunicaciones (15), de forma que el dispositivo (1) puede ser accionado tanto de forma local como de forma remota a través de un Centro de Control Remoto (16). Similarly, as shown in Figure 7, the generation / injection device (1) can be associated with at least one communication medium (15), so that the device (1) can be operated both locally as remotely through a Remote Control Center (16).
En resumen, las referencias numéricas utilizadas en este texto y señaladas en las figuras mencionadas 5 representan los siguientes componentes de la invención: 1.- Dispositivo de generación/inyección de impulsos de carga determinada 2.- Red de distribución de energía eléctrica 3, 3’, 3’’.- Instalación de distribución de energía eléctrica 4.- Elemento de distribución eléctrica 10 5.- Acoplo capacitivo 6,7.- Elemento de entrada/salida del acoplo capacitivo 8.- Pieza de acoplamiento 9.- Conector separable o borna 10.- Circuito de sincronización 15 11.- Circuito de inyección 12.- Generador de ondas de tensión 13, 14.- Equipo de medida de descargas parciales 15.- Medios de comunicación 16.- Centro de Control Remoto 20 17.- Circuito de alimentación 18.- Equipo eléctrico de alta tensión 19.- Extremo de la pieza de acoplamiento In summary, the numerical references used in this text and indicated in the aforementioned figures 5 represent the following components of the invention: 1.- Device for generating / injecting impulses of determined load 2.- Electricity distribution network 3, 3 ', 3' '.- Installation of electric power distribution 4.- Electric distribution element 10 5.- Capacitive coupling 6.7.- Input / output element of capacitive coupling 8.- Coupling part 9.- Detachable connector or terminal 10.- Synchronization circuit 15 11.- Injection circuit 12.- Voltage wave generator 13, 14.- Partial discharge measuring equipment 15.- Communication means 16.- Remote Control Center 20 17. - Power circuit 18.- High voltage electrical equipment 19.- End of the coupling piece
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