ES2388962A1

ES2388962A1 - Control/protection device for electrical energy distribution networks. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES2388962A1
Application number: ES201030363A
Authority: ES
Inventors: Juan Antonio SÁNCHEZ RUIZ; Roberto ORBA LIZUNDIA
Original assignee: Ormazabal Protection and Automation SL
Current assignee: Ormazabal Protection and Automation SL
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2012-10-22
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: ES2388962B1

Abstract

The object of the present invention is the control/protection of electric power distribution networks, the control/protection device implementing a series of functions, such as, for example, voltage and current measurement functions, presence/absence of voltage detection, fault pass detection, protection functions based on voltage and current measurement, control, automation, etc. It also includes a self-tuneable fault detection function, which makes it possible to differentiate the intensity of the lack of capacitive currents, aimed at solving the errors detected in the electrical distribution network due to the operational reconfigurations. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION

La The: presente invención tiene por objeto el Present invention have by object he

control/protección control / protection: de las redes de distribución de from the networks from distribution from

energía Energy: eléctrica, y en particular se refiere a un electric, Y in particular be refer to a

dispositivo device: de control/protección, de instalación en from control / protection, from installation in

equipos eléctricos, como pueden ser celdas, transformadores, etc., siendo una de sus funciones la de controlar el estado de, al menos, algunos elementos de distribución de energía eléctrica que se encuentran instalados en los citados equipos eléctricos y que pertenecen a la red de distribución eléctrica. electrical equipment, such as cells, transformers, etc., one of its functions being to control the state of at least some electrical power distribution elements that are installed in said electrical equipment and that belong to the network of electrical distribution.

En este sentido, el dispositivo de control/protección tiene por objeto proporcionar funciones de medida de tensión e intensidad, detección de presencia/ausencia de tensión, detección de paso de falta, funciones de protección basadas en medida de tensión e intensidad, control, automatización, etc., así como una función de comunicaciones que junto con las entradas y salidas digitales que dispone el dispositivo, permite realizar el control, protección y la supervisión de cada uno de los equipos eléctricos de la instalación que lo incorporan tanto de forma local como remota. In this sense, the control / protection device is intended to provide voltage and intensity measurement functions, presence / absence of voltage detection, fault passage detection, protection functions based on voltage and intensity measurement, control, automation , etc., as well as a communications function that, together with the digital inputs and outputs available to the device, allows the control, protection and supervision of each of the electrical equipment of the installation that incorporates it both locally and remote

Entre sus funciones destaca la detección de faltas Its functions include fault detection

auto-sintonizable, que permite diferenciar la intensidad self-tuneable, which allows to differentiate the intensity

de from: falta de intensidades capacitivas, orientada a lack from intensities capacitive, oriented to

resolver solve: las detecciones de faltas erróneas en la red de the detections from faults wrong in the net from

distribución distribution: eléctrica debido a las reconfiguraciones de electric due to the reconfigurations from

explotación. exploitation.

BACKGROUND OF THE INVENTION

Los equipos eléctricos, celdas o aparamenta, transformadores, etc., empleados en instalaciones de maniobra y/o protección de los centros de transformación, centros de distribución o subestaciones, son susceptibles de incorporar dispositivos electrónicos que permiten la automatización de funciones, el control y supervisión de parámetros o valores, la comunicación entre equipos tanto localmente como por vía remota, etc. The electrical equipment, cells or switchgear, transformers, etc., used in maneuvering and / or protection facilities of the transformation centers, distribution centers or substations, are capable of incorporating electronic devices that allow the automation of functions, control and monitoring of parameters or values, communication between computers both locally and remotely, etc.

Esto permite realizar funciones de supervisión y control de la red de distribución que cada día son más necesarias y requeridas, dada la creciente necesidad de automatización en las redes de distribución, como consecuencia de una mayor exigencia de la calidad de suministro. This makes it possible to perform functions of supervision and control of the distribution network that are increasingly necessary and required, given the growing need for automation in distribution networks, as a result of a greater demand for quality of supply.

Por ejemplo, es habitual que los equipos eléctricos que componen la red de distribución eléctrica incorporen relés electrónicos que pueden, por ejemplo, realizar la detección de presencia y ausencia de tensión, protección de sobrecorriente y faltas o cortocircuitos, medida de intensidad y de tensión, control local, automatismos, etc. A su vez, en el caso de que la instalación sea automatizada, tanto para la automatización local como para telecontrol, cada uno de estos relés electrónicos puede estar ligado a un concentrador de datos y controlador de equipos, el cuál incluye la posibilidad de registrar el estado de cada uno de los equipos eléctricos que integra la instalación (sistema de adquisición de datos y control de supervisión), programar secuencias de actuación o maniobra etc. Por lo tanto los centros de transformación o de distribución pueden estar equipados con diferentes relés electrónicos, cumpliendo cada uno de ellos con una determinada función y éstos a su vez, pueden ir acompañados de un concentrador de datos y controlador de equipos para la automatización de la instalación.
For example, it is common for the electrical equipment that makes up the electrical distribution network to incorporate electronic relays that can, for example, detect the presence and absence of voltage, overcurrent protection and faults or short circuits, intensity and voltage measurement, local control, automatisms, etc. In turn, in the event that the installation is automated, both for local automation and for remote control, each of these electronic relays can be linked to a data concentrator and equipment controller, which includes the possibility of registering the status of each of the electrical equipment that integrates the installation (data acquisition system and supervision control), programming sequences of action or maneuver etc. Therefore the transformation or distribution centers can be equipped with different electronic relays, each of them fulfilling a certain function and these in turn, can be accompanied by a data concentrator and equipment controller for the automation of the installation.

Cada uno de estos relés electrónicos, puede estar montado en un armario de control independiente al equipo eléctrico correspondiente o puede estar integrado dentro de su envolvente metálica, junto con el resto de la aparamenta. La inclusión del equipamiento electrónico en la envolvente de cada equipo eléctrico permite que el conjunto del centro de transformación o distribución tenga un menor tamaño, sencillez de instalación, mayor calidad y se eviten trabajos en campo. Each of these electronic relays can be mounted in a control cabinet independent of the corresponding electrical equipment or can be integrated into its metal enclosure, together with the rest of the switchgear. The inclusion of electronic equipment in the enclosure of each electrical equipment allows the whole of the transformation or distribution center to have a smaller size, simplicity of installation, higher quality and avoid field work.

El número de centros de transformación o de distribución es muy elevado en una red de distribución eléctrica, lo que plantea una serie de exigencias como son la estandarización de las instalaciones para facilitar su ingeniería, montaje, mantenimiento, ampliaciones futuras, control, automatización, etc. Una The number of transformation or distribution centers is very high in an electricity distribution network, which raises a series of requirements such as the standardization of facilities to facilitate their engineering, assembly, maintenance, future extensions, control, automation, etc. . A

forma shape: de conseguir este propósito es la utilización de from get East purpose is the utilization from

dispositivos dispositives: de control/prote cción electrónicos from control / prote ction electronic

integrados. integrated.

Estos dispositivos de control/protección, consisten en unos equipos electrónicos que cubren las funciones de protección, medida, control y automatismo de los diversos componentes o equipos eléctricos. En este sentido, la
These control / protection devices consist of electronic equipment that covers the functions of protection, measurement, control and automation of the various components or electrical equipment. In this sense, the

utilización de la detección y/o medida de tensión posibilita la realización de equipos de control integrado con multitud de prestaciones. Entre estas aplicaciones se encuentra, por ejemplo, el establecimiento de la direccionalidad de las faltas, el seccionamiento automático de tramos de líneas o la realización de pasos de falta avanzados. Todas estas prestaciones son necesarias debido a que las líneas de distribución no se encuentran libres de defectos (fallo en el aislamiento) entre fases, y entre fase y tierra, los cuáles suelen ser despejados por el interruptor de cabecera de la subestación. Cuando esto ocurre, se debe delimitar el tramo en falta de la manera más rápida posible, para reponer el servicio del resto de clientes. Para localizar y delimitar el tramo en falta, normalmente se seccionan tramos de la red de distribución y a continuación se cierra el interruptor de cabecera. Este sistema de localización de faltas hace que se produzcan defectos hasta la localización exacta del tramo dañado, provocando que el número de maniobras necesarias para identificar la zona en defecto y reponer el servicio en los tramos sanos sea elevado, con el consiguiente perjuicio para los clientes debido al tiempo empleado para conseguir la reposición del servicio. Por esta razón, cada vez más, se acude a soluciones de centros con telemando y equipos motorizados, de forma que las maniobras se puedan realizar desde el puesto de control en lugar de acudir a los centros a maniobrar la red, acortando de esta manera los tiempos de reposición de servicio. Sin embargo, la localización de defectos en base al sistema de prueba/error origina inconvenientes a los clientes, tensión que aparece fugazmente para volver a desaparecer, y un envejecimiento acelerado a los equipos conectados a esa red. Por ello, para la identificación de un tramo en falta, en ocasiones se emplea la detección de paso de
The use of voltage detection and / or measurement enables the realization of integrated control equipment with a multitude of features. These applications include, for example, the establishment of the directionality of faults, the automatic sectioning of sections of lines or the completion of advanced fault steps. All these features are necessary because the distribution lines are not free of defects (insulation failure) between phases, and between phase and ground, which are usually cleared by the substation header switch. When this occurs, the missing section must be delimited as quickly as possible, to replenish the service of other customers. To locate and delimit the missing section, sections of the distribution network are normally sectioned and then the header switch is closed. This fault location system causes defects to occur until the exact location of the damaged section, causing the number of maneuvers necessary to identify the area in defect and replenish the service in the healthy sections is high, with consequent damage to customers due to the time taken to get the replacement of the service. For this reason, more and more, we resort to solutions of centers with remote control and motorized equipment, so that the maneuvers can be performed from the control post instead of going to the centers to maneuver the network, thus shortening the service replacement times. However, the location of defects based on the test / error system causes inconvenience to customers, voltage that appears briefly to disappear again, and an accelerated aging of the equipment connected to that network. Therefore, for the identification of a missing section, sometimes the passage detection of

falta. Cuando ocurre un defecto entre fases o entre fase y tierra, el interruptor de cabecera de la subestación abre y despeja la falta. Los dispositivos electrónicos dotados de detección de paso de falta instalados en los centros de transformación o de distribución por los que lack. When a defect occurs between phases or between phase and ground, the substation header switch opens and clears the fault. Electronic devices equipped with fault passage detection installed in the transformation or distribution centers through which

ha he has: pasado la corriente de falta indican el paso de la past the stream from lack indicate he He passed from the

misma, same: facilitando al operario la identifi cación del facilitating to the operator the identifi cation of the

tramo stretch: de red dañado. from damaged network.

En este sentido se puede citar la Patente FR2788345A1, en donde se define un sistema de detección y localización de intensidades de falta para una red eléctrica de media tensión, comprendiendo dicho sistema una pluralidad de indicadores instalados a lo largo de la red para detectar localmente una intensidad de falta y señalar por activación de un testigo la presencia de dicho defecto. Como característica principal, la invención comprende al menos una caja portátil para teledirigir a distancia cada indicador mediante la transmisión de señales de mando, estando cada indicador concebido para activar a su testigo en respuesta a las señales de mando transmitidas por la caja portátil, de forma que se indica la presencia o ausencia de defecto a petición de dicha caja. Aunque este sistema posibilita la ejecución de las labores de detección y localización de faltas a distancia, no resuelve el problema correspondiente a la reposición de servicio, ya que se debe comprobar indicador por indicador la presencia o ausencia de falta, lo cual supone un alargamiento de tiempo para reponer el servicio en la parte sana de la red de distribución. In this regard, it is possible to cite Patent FR2788345A1, where a fault intensity detection and location system is defined for a medium voltage electrical network, said system comprising a plurality of indicators installed along the network to locally detect a intensity of failure and indicate by activation of a witness the presence of said defect. As a main feature, the invention comprises at least one portable box for remote control of each indicator by means of the transmission of control signals, each indicator being designed to activate its indicator in response to the control signals transmitted by the portable box, so that the presence or absence of defect is indicated at the request of said box. Although this system allows the execution of the tasks of detecting and locating faults at a distance, it does not solve the problem corresponding to the replacement of service, since the presence or absence of a fault must be checked indicator by indicator, which implies an elongation of time to replenish the service in the healthy part of the distribution network.

La funcionalidad de estos dispositivos de control/protección electrónicos no se encuentra exenta de errores en su funcionamiento, dando lugar, en ocasiones,
The functionality of these electronic control / protection devices is not without errors in their operation, sometimes resulting in

a señalizaciones incorrectas. Una de las causas de este mal funcionamiento se debe a que en ocasiones se tratan de equipos analógicos, y por lo tanto señalizan cuando detectan un pico de intensidad elevado. Este pico de intensidad se puede producir en situaciones en las que no existe una falta en el tramo de red controlado por el dispositivo electrónico. Así, en el caso de que se produzca una falta en un tramo de la red, el interruptor de cabecera abre el circuito y lo vuelve a cerrar automáticamente, lo que se denomina reenganche, por si la falta que se ha producido se ha eliminado sola. Al cerrar el circuito el interruptor de cabecera, en la red aparece una intensidad transitoria con un máximo elevado, debido a la corriente de conexión de los transformadores de la red. Esta intensidad no es producto de un defecto, sino del comportamiento habitual del transformador en su conexión, y sin embargo la intensidad que aparece en la red puede ser detectada como una corriente de falta por los dispositivos analógicos. Lógicamente, tras este primer reenganche, todos los detectores de paso de falta indican el paso de la misma y confunden al operario a identificar el tramo dañado. to incorrect signage. One of the causes of this malfunction is that sometimes they are analogue equipment, and therefore signal when they detect a high intensity peak. This intensity peak can occur in situations where there is no fault in the network section controlled by the electronic device. Thus, in the event that a fault occurs in a section of the network, the header switch opens the circuit and automatically closes it again, which is called reclosing, in case the fault that has occurred has been eliminated alone . When the circuit breaker closes the circuit, a transient current with a high maximum appears in the network, due to the connection current of the network transformers. This intensity is not a product of a defect, but of the usual behavior of the transformer in its connection, and yet the intensity that appears in the network can be detected as a fault current by analog devices. Logically, after this first reclosing, all the fault passage detectors indicate the passage of the same and confuse the operator to identify the damaged section.

Al objeto de evitar este tipo de errores, los dispositivos de control/protección electrónicos en ocasiones además de la detección de presencia de tensión incorporan medios para la detección de una sobreintensidad o intensidad de falta. En estos casos sólo se indica el paso de falta cuando se detecta el paso de una corriente elevada y a continuación le sucede un período sin tensión en la línea. Esta solución es válida para el caso en el que, tras el primer reenganche, no exista una nueva apertura de cabecera. Por el contrario, en el caso de que exista una nueva apertura y ésta se mantenga ya definitivamente, debido a que la falta sigue existiendo, la corriente de conexión de los transformadores, junto con la ausencia de tensión, hace que todos los indicadores de paso de falta señalicen el paso de la misma. De este modo, los detectores de paso de falta indican erróneamente tramos sin falta como si la tuvieran, no ayudando a los operarios en la reposición del servicio.
In order to avoid such errors, electronic control / protection devices sometimes, in addition to the presence of voltage detection, incorporate means for the detection of an overcurrent or fault intensity. In these cases, the fault step is only indicated when the passage of a high current is detected and then a period without line voltage occurs. This solution is valid for the case in which, after the first reclosing, there is no new header opening. On the contrary, in the event that there is a new opening and it is finally maintained, because the fault continues to exist, the transformer connection current, together with the absence of voltage, causes all step indicators of lack signal the passage of the same. In this way, the fault passage detectors erroneously indicate sections without fail as if they had it, not helping the operators in the replacement of the service.

En la Patente EP1906190B1 se define un dispositivo de control/protección que permite la identificación del tramo en falta de una línea mediante una función de detección de paso de falta, con la característica de que dicha función de detección de paso de falta identifica los defectos permanentes combinando las funciones de sobreintensidad o intensidad de falta junto con una lógica de detección de tensión trifásica. La detección de la intensidad se realiza calculando los valores eficaces de la misma, por lo que la circulación de intensidades de conexión de transformadores, que contienen un transitorio de intensidad continua, no hacen que se perciban como intensidades de falta, evitando detecciones incorrectas. A su vez, debido a que la función de paso de falta se implementa empleando la detección de tensión en caso de falta y si se produce una ausencia prolongada de tensión se indica el paso de falta. In EP1906190B1 a control / protection device is defined that allows the identification of the missing section of a line by means of a fault passage detection function, with the characteristic that said fault passage detection function identifies permanent defects combining the functions of overcurrent or fault current together with a three-phase voltage detection logic. The intensity detection is performed by calculating the effective values thereof, so that the circulation of transformer connection intensities, which contain a continuous current transient, does not cause them to be perceived as fault intensities, avoiding incorrect detections. In turn, because the fault step function is implemented using the voltage detection in case of failure and if a prolonged absence of voltage occurs, the fault step is indicated.

Otro fenómeno que puede dar lugar a una señalización incorrecta del paso de falta se produce debido al paso de corrientes capacitivas. En cualquier línea por la que circula una corriente alterna monofásica o trifásica existen unas corrientes de carga debidas a la capacidad distribuida en toda la longitud de la línea. El valor de estas corrientes depende de la tensión, de la longitud de la línea, posición relativa de los conductores y del tipo de cables, aislados o conductores desnudos. Durante el
Another phenomenon that can lead to incorrect signaling of the fault passage occurs due to the passage of capacitive currents. In any line through which a single-phase or three-phase alternating current flows, there are load currents due to the capacity distributed throughout the entire length of the line. The value of these currents depends on the voltage, the length of the line, the relative position of the conductors and the type of cables, insulated or bare conductors. During the

funcionamiento normal, la corriente capacitiva es pequeña. En la red de distribución eléctrica, y sobretodo con cables subterráneos y un régimen de neutro aislado, cuando ocurre un defecto entre una fase y tierra, en las líneas paralelas a la línea en defecto aparecen corrientes de descarga de las capacidades distribuidas de la línea, denominadas corrientes de retorno capacitivas. Estas corrientes de retorno pueden hacer que los indicadores de paso de falta señalicen de forma incorrecta. Así, existe una configuración de red en la que no es suficiente la detección de la presencia de tensión junto a la detección de una sobreintensidad o intensidad de falta para indicar correctamente una falta. En la figura 1 se ilustra el caso en el que de una línea que parte de la subestación se produce una derivación, es decir el interruptor de la subestación protege a dos líneas. En este caso, cuando el interruptor abre el circuito debido a una falta, ambas líneas quedan sin tensión, por lo que los pasos de falta de ambas líneas indicarán la existencia de una falta. Unos pasos de falta lo indicarán correctamente y otros erróneamente debido a que la intensidad que han detectado es una intensidad de retorno capacitiva. De esta forma, en caso de redes con intensidades de retorno capacitivas elevadas y derivaciones que provienen de la misma subestación los pasos de falta que combinan ausencia de tensión y paso de intensidad elevada no siempre indican correctamente la existencia de una falta. Normal operation, the capacitive current is small. In the electrical distribution network, and especially with underground cables and an isolated neutral regime, when a defect occurs between a phase and earth, discharge currents of the distributed capacities of the line appear in the lines parallel to the defective line, called capacitive return currents. These return currents can cause the fault passage indicators to signal incorrectly. Thus, there is a network configuration in which the detection of the presence of voltage is not sufficient together with the detection of an overcurrent or intensity of failure to correctly indicate a fault. Figure 1 illustrates the case in which a branch is produced from a line that starts from the substation, that is, the switch of the substation protects two lines. In this case, when the circuit breaker opens the circuit due to a fault, both lines are left without voltage, so the fault steps of both lines will indicate the existence of a fault. Some fault steps will indicate it correctly and others erroneously because the intensity they have detected is a capacitive return intensity. In this way, in the case of networks with high capacitive return currents and shunts that come from the same substation, the fault steps that combine absence of voltage and high intensity step do not always correctly indicate the existence of a fault.

Para For: evitar los problemas de indicación de paso de avoid the problems from indication from He passed from

falta lack: en el caso de dos o más líneas que comparten un in he case from two or more lines that share a

mismo same: interruptor automático en la subestación, en la switch automatic in the substation, in the

Patente Patent: EP1906190Bl se define el dispositivo de EP1906190Bl be define he device from

control/protección control / protection: con posibilidad de coordinar su with possibility from to coordinate its

funcionamiento functioning: con otros dispositivos mediante lo que se with others dispositives through the that be

denominan curvas de disparo. Así, para producir la indicación de falta, la intensidad debe circular un tiempo que es función del valor de dicha intensidad. Por lo tanto, para intensidades muy elevadas, el tiempo necesario para indicar el paso de falta es reducido, ya que si la intensidad tiene valor elevado es debido a que existe realmente una falta en ese tramo de red. Sin embargo, puesto que el interruptor de la subestación ya habrá abierto el circuito, el indicador de paso de falta por el que circula la intensidad de retorno capacitiva no ha tenido tiempo para señalar la falta, con lo que sólo los indicadores por los que realmente ha pasado la falta señalizan correctamente. They call shot curves. Thus, to produce the indication of fault, the intensity must circulate a time that is a function of the value of said intensity. Therefore, for very high intensities, the time needed to indicate the lack step is reduced, since if the intensity has a high value it is because there is really a lack in that network section. However, since the switch of the substation will have already opened the circuit, the fault step indicator through which the capacitive return current circulates has not had time to signal the fault, thus only the indicators by which really The fault has passed signal correctly.

El sistema del párrafo anterior es aplicable a varios sistemas de neutro aislado, sin embargo cuando el régimen de neutro es compensado, en la línea en la que se produce la falta la intensidad puede ser inferior a la de las líneas adyacentes. En este caso para la detección del paso de falta se debe establecer la direccionalidad de las intensidades homopolares, es decir, se debe determinar si la circulación de una intensidad elevada es debido a la presencia de una falta en la línea The system of the previous paragraph is applicable to several isolated neutral systems, however when the neutral regime is compensated, in the line where the fault occurs the intensity may be lower than that of the adjacent lines. In this case, for the detection of the fault passage, the directionality of the homopolar intensities must be established, that is, it must be determined if the circulation of a high intensity is due to the presence of a fault in the line

(circulación de la intensidad de falta hacia los puntos de consumo eléctrico) o si se trata de una intensidad de retorno capacitiva (circulación de la intensidad hacia el punto de suministro eléctrico) Mediante el empleo de dicha función de direccionalidad de las intensidades, en la Patente EP1906190B1 se evita la incorrecta detección de faltas debido a las corrientes de retorno capacitivas en las líneas paralelas a la línea en defecto. (circulation of the fault intensity towards the points of electrical consumption) or if it is a capacitive return intensity (circulation of the intensity towards the point of electrical supply) By using this function of directionality of the intensities, in the Patent EP1906190B1 prevents the incorrect detection of faults due to the capacitive return currents in the lines parallel to the defective line.

Por lo tanto, estos dispositivos de control/protección indican un paso de falta si la intensidad homopolar va en el mismo sentido que el flujo
Therefore, these control / protection devices indicate a fault step if the homopolar intensity goes in the same direction as the flow

de energía. Esto significa que los dispositivos de control/protección se encuentran sintonizados solo para el caso de que el flujo de energía vaya siempre en un sentido, es decir, de barras a cables o de cables a barras. Para el caso de generación distribuida o para una configuración de la red de distribución en anillo, esta configuración de los dispositivos de control/protección implica detecciones de faltas erróneas en la red de distribución debido a las reconfiguraciones de explotación. Es decir, los dispositivos de control/protección se encuentran configurados para un solo sentido del flujo de energía, normalmente de barras of energy This means that the control / protection devices are tuned only in the case that the flow of energy always goes one way, that is, from bars to cables or cables to bars. In the case of distributed generation or for a configuration of the ring distribution network, this configuration of the control / protection devices implies detection of erroneous faults in the distribution network due to the operation reconfigurations. That is, the control / protection devices are configured for a single direction of energy flow, usually of bars

(punto de suministro eléctrico) a cables (puntos de consumo eléctrico), y por tanto, al cambiar el sentido del flujo de energía (de cables a barras, por ejemplo debido a una falta en una parte de la red y para que el resto de partes sanas de la red sigan en funcionamiento) los dispositivos de control/protección ven las intensidades de retorno capacitivas como intensidades de falta, ya que todavía se encuentran configuradas para el sentido del flujo de energía antiguo. (power supply point) to cables (power consumption points), and therefore, by changing the direction of energy flow (from cables to bars, for example due to a fault in one part of the network and so that the rest of healthy parts of the network remain in operation) the control / protection devices see the capacitive return currents as fault intensities, since they are still configured for the direction of the old energy flow.

En definitiva, con esta nueva configuración de red los dispositivos de control/protección no distinguen entre una intensidad de falta y una intensidad de retorno capacitiva. El propósito principal de una red eléctrica es transferir electricidad desde los generadores de energía eléctrica a los clientes. Las redes de distribución realizan la conexión a los clientes finales y tienen que satisfacer el servicio de electricidad con un nivel de calidad de servicio acorde a la normativa aplicable. Las compañías eléctricas necesitan tener la habilidad de aislar partes de la red de energía para que cuando una línea cae los operarios estén seguros de que no hay tensión antes de trabajar sobre ella, así como para restablecer el suministro eléctrico al resto de las partes sanas de la red de distribución lo antes posible. El desarrollo de la generación de energía y el interés cada vez mayor para las energías renovables (biomasa, eólica, solar, etc.) pueden conducir en el presente a un crecimiento de la oferta de energía en módulos pequeños. Como estos generadores pueden ser conectados en cualquier punto de la red, pueden llegar a cambiar la magnitud y dirección del flujo de energía (potencia) y afectar la calidad de servicio a entregar al cliente. En conclusión, el incremento de la generación distribuida requiere cambios en la tecnología para gestionar la transmisión y distribución de la electricidad.
In short, with this new network configuration the control / protection devices do not distinguish between a fault intensity and a capacitive return intensity. The main purpose of an electrical network is to transfer electricity from the generators of electricity to customers. The distribution networks make the connection to the final customers and have to satisfy the electricity service with a level of quality of service according to the applicable regulations. Electric companies need to have the ability to isolate parts of the power grid so that when a line falls the operators are sure that there is no voltage before working on it, as well as to restore the power supply to the rest of the healthy parts of The distribution network as soon as possible. The development of energy generation and the growing interest for renewable energies (biomass, wind, solar, etc.) can now lead to a growth in the supply of energy in small modules. As these generators can be connected at any point in the network, they can change the magnitude and direction of the energy flow (power) and affect the quality of service to be delivered to the customer. In conclusion, the increase in distributed generation requires changes in technology to manage the transmission and distribution of electricity.

DESCRIPTION OF THE INVENTION

Es objeto de la invención un dispositivo de control/protección para una red de distribución de energía eléctrica que comprende una línea principal y al menos una línea de derivación, que comprende al menos un equipo eléctrico. El dispositivo de control/protección esta instalado en el citado al menos un equipo eléctrico para controlar el estado de dicho equipo eléctrico. El dispositivo de control/protección puede ser por ejemplo un dispositivo electrónico numérico trifásico, que se integra en los propios equipos eléctricos de las instalaciones de distribución eléctrica como centros de transformación, centros de distribución o subestaciones, The object of the invention is a control / protection device for an electric power distribution network comprising a main line and at least one branch line, which comprises at least one electrical equipment. The control / protection device is installed in said at least one electrical equipment to control the state of said electrical equipment. The control / protection device can be, for example, a three-phase electronic numerical device, which is integrated into the electrical equipment of the electrical distribution facilities such as transformation centers, distribution centers or substations,

de from: manera que se evita la utilización de armarios sobre way that be avoid the utilization from wardrove on

los the: equipos o de armarios murales como un elemento equipment or from wardrove murals how a element

añadido. added.: Se entiende por numérico y trifásico un Be understands by numerical Y three phase a

dispositivo device: capaz de medir y tratar mediante cálculo able from to size Y try through calculation

valores instantáneos y discretos de intensidad y1o de tensión de cada una de las fases. Esto permite calcular valores eficaces de tensión e intensidad, valores de las
instantaneous and discrete values of intensity and voltage of each of the phases. This allows to calculate effective values of voltage and intensity, values of the

intensidades y tensiones homopolares, energías, potencias, etc. homopolar intensities and voltages, energies, powers, etc.

Los equipos eléctricos pueden comprender unos medios de captación de tensión e intensidad que permiten al dispositivo de control/protección realizar tanto de forma local como remota, aplicaciones de maniobra, control local, automatismos, enclavamientos, detección de presencia/ausencia de tensión, detección de faltas entre fases y entre cada fase y tierra, medidas de intensidad, de temperatura de un transformador, de la presión de un gas, del nivel de aceite, etc. The electrical equipment may comprise means for capturing voltage and intensity that allow the control / protection device to perform both locally and remotely, maneuver applications, local control, automatisms, interlocks, presence / absence of voltage detection, detection of faults between phases and between each phase and earth, measurements of intensity, temperature of a transformer, the pressure of a gas, the oil level, etc.

El dispositivo de control/protección objeto de la invención comprende medios de detección de paso de falta y de direccionalidad del paso de falta. Se entiende por direccionalidad de falta el sentido de circulación de la intensidad de falta por las líneas de la red de distribución. The control / protection device object of the invention comprises means of detecting fault passage and directionality of the fault passage. Directionality of lack is understood as the sense of circulation of the intensity of failure along the lines of the distribution network.

De acuerdo con la presente invención el dispositivo de control/protección comprende medios de detección del sentido del flujo de energía que circula por la red de distribución y medios de comparación entre dicho sentido del flujo de energía detectado y la direccionalidad de la falta, para determinar la existencia de una falta en una línea de la red de distribución cuando el sentido del In accordance with the present invention, the control / protection device comprises means for detecting the direction of the flow of energy circulating through the distribution network and means for comparing said direction of the flow of energy detected and the directionality of the fault, to determine the existence of a fault in a distribution network line when the sense of

flujo flow: de energía y la direccionalidad del paso de falta from Energy Y the directionality of the He passed from lack

coinciden, match,: diferenciando la intensidad de falta de las differentiating the intensity from lack from the

intensidades intensities: capacitivas. capacitive

Los medios de detección del sentido del flujo de energía pueden estar configurados para determinar el sentido del flujo de energía en base a la potencia activa en las líneas de la red de distribución tanto en el
The means for detecting the direction of the energy flow can be configured to determine the direction of the energy flow based on the active power in the lines of the distribution network both in the

sentido de flujo de energía de línea principal a líneas de derivación como en el sentido de flujo de energía de líneas de derivación a línea principal. direction of energy flow from main line to branch lines as in the direction of power flow from branch lines to main line.

De acuerdo a la invención, cuando el flujo de la potencia activa en sentido de líneas de derivación a línea principal es superior a un determinado valor y se mantiene durante un tiempo de seguridad prefijado el dispositivo se configura para un sentido del flujo de energía de líneas de derivación a línea principal, mientras que cuando el flujo de la potencia activa en sentido de línea principal a líneas de derivación es superior a un determinado valor y se mantiene durante un tiempo de seguridad prefijado el dispositivo se configura para un sentido del flujo de energía de línea principal a According to the invention, when the flow of the active power in the direction of branch lines to the main line is greater than a certain value and is maintained for a predetermined safety time the device is configured for a direction of the line energy flow bypass to main line, while when the flow of active power in the direction of the main line to bypass lines is greater than a certain value and is maintained for a predetermined safety time the device is configured for a direction of energy flow from main line to

líneas lines: de derivación. Por tanto, el dispositivo de from derivation. By so much, he device from

control/control/: protección se auto-sintoniza con el sentido de protection be auto-tune with he sense from

flujo flow: de energía existente en cada momento. from existing energy in every moment.

Alternativamente los medios de detección del sentido del flujo de energía pueden comprender medios de medida del ángulo de las tres fases de la intensidad que circula por al menos una línea de la red de distribución tanto en el sentido de flujo de energía de línea principal a líneas de derivación como en el sentido de flujo de energía de líneas de derivación a línea principal. Alternatively, the means for detecting the direction of the energy flow may comprise means for measuring the angle of the three phases of the current flowing through at least one line of the distribution network both in the direction of energy flow from main line to lines bypass as in the direction of energy flow from branch lines to main line.

En este último caso la configuración del dispositivo cambia de un sentido del flujo de energía de línea principal a líneas de derivación a un sentido del flujo de energía de líneas de derivación a línea principal y viceversa (auto-sintonización) cuando el ángulo de las tres fases de al menos una línea de la red de
In the latter case, the device configuration changes from a direction of the mainline energy flow to branch lines to a direction of the mainline branch line energy flow and vice versa (auto-tuning) when the angle of the three phases of at least one line of the network of

distribución tiene un sentido definido durante un tiempo de seguridad prefijado. distribution has a definite meaning during a preset security time.

El citado al menos un equipo eléctrico puede comprender medios de medida de intensidad para la medida de la intensidad que circula por el equipo eléctrico y al menos un circuito eléctrico que comprende unos medios de medida de tensión y un circuito de indicación o detección The aforementioned at least one electrical equipment may comprise intensity measurement means for measuring the intensity that circulates through the electrical equipment and at least one electrical circuit comprising voltage measurement means and an indication or detection circuit

de from: presencia/ausencia de tensión. El dispositivo presence / absence from tension. He device
de from

control/protección control / protection: detecta el paso de falta y la detect he He passed from lack Y the

direccionalidad directionality: del paso de falta en base a la medida de of the He passed from lack in base to the measure from

intensidad intensity: y las medidas del circuito de medida de Y the measurements of the circuit from measure from

tensión tension: y del circuito de indicación o detección de Y of the circuit from indication or detection from

presencia/ausencia de presence / absence of: tensión. tension.

Inicialmente el dispositivo de control/protección se encuentra configurado para la detección de faltas que comprenden intensidades de falta en el sentido de flujo de energía de la línea principal a líneas de derivación Initially the control / protection device is configured for the detection of faults comprising fault intensities in the direction of energy flow from the main line to branch lines

(sentido de barras o punto de suministro de energía hacia cables o puntos de consumo de energía) . Gracias a la capacidad de auto-sintonización, esta configuración inicial de la red de distribución no implica detecciones erróneas de falta, ya que ante cualquier cambio en el sentido del flujo de energía debido a reconfiguraciones de explotación, el dispositivo de control/protección también es sintonizado automáticamente al nuevo sentido del flujo de energía, por lo que permite la discriminación entre la intensidad de falta y las intensidades capacitivas, detectando como intensidad de falta aquella intensidad homopolar que circula en el mismo sentido que el flujo de energía y detectando como intensidad capacitiva (de retorno) aquella intensidad homopolar que circula en sentido contrario al del flujo
(direction of bars or power supply point towards cables or energy consumption points). Thanks to the ability to auto-tune, this initial configuration of the distribution network does not imply erroneous fault detections, since in case of any change in the direction of the energy flow due to operating reconfigurations, the control / protection device is also Automatically tuned to the new direction of the energy flow, thus allowing discrimination between the fault intensity and the capacitive intensities, detecting as a fault intensity that homopolar intensity that circulates in the same direction as the energy flow and detecting as capacitive intensity (return) that homopolar intensity that circulates in the opposite direction to the flow

de energía. De esta manera se evita la incorrecta detección de faltas debido a las corrientes capacitivas (de retorno) en las líneas paralelas a la línea en of energy This avoids the incorrect detection of faults due to capacitive (return) currents in the lines parallel to the line in

defecto. default.

Tal y como se ha comentado, la auto-sintonización de la dirección de detección de falta, tendrá una configuración por defecto como hasta ahora, es decir, función de detección de falta habilitada para intensidades de falta con sentido de flujo de energía de la línea principal a líneas de derivación (sentido de barras o punto de suministro de energía hacia cables o puntos de consumo de energía) . Esta configuración estará operativa mientras la potencia activa en sentido líneas de derivación a línea principal (sentido cables hacia barras) no sea superior a un determinado valor. Si esto sucede y se mantiene durante un tiempo de seguridad As mentioned, the auto-tuning of the fault detection address will have a default configuration as before, that is, a fault detection function enabled for fault intensities with a sense of line energy flow Main to branch lines (direction of bars or power supply point towards cables or power consumption points). This configuration will be operational as long as the power activates in the direction of branch lines to the main line (direction cables to bars) does not exceed a certain value. If this happens and is maintained for a safe time

(configurable por el usuario desde 0,2 segundos) se activa una entrada que cambia al dispositivo de control/protección a la nueva configuración, es decir, cables hacia barras, con posibilidad de definir nuevos tiempos, intensidades, etc. El cambio a la otra configuración, es decir barras hacia cables se producirá cuando la potencia activa en sentido barras hacia cables sea superior al citado valor y se mantenga durante el citado tiempo de seguridad. (configurable by the user from 0.2 seconds) an input is activated that changes the control / protection device to the new configuration, that is, cables to bars, with the possibility of defining new times, intensities, etc. The change to the other configuration, that is, bars to cables will occur when the active power in the direction bars to cables is greater than the said value and is maintained during the said safety time.

Como se ha indicado, se ha contemplado la posibilidad de que la auto-sintonización en lugar de por potencia activa se pueda realizar por detección del ángulo de las tres fases, de forma que se cambia de sentido de flujo de energía cuando el ángulo de las tres fases tiene el sentido definido durante el tiempo de seguridad predefinido. La detección del ángulo de las tres fases se refiere al sentido que comprende la
As indicated, it has been contemplated that the self-tuning instead of active power can be performed by detecting the angle of the three phases, so that the direction of energy flow is changed when the angle of the Three phases have the meaning defined during the predefined safety time. The detection of the angle of the three phases refers to the direction that the

intensidad en dichas fases, es decir, cuando la intensidad tenga una polaridad positiva se entiende que el flujo de energía tiene un sentido de barras hacia cables y cuando la polaridad de la intensidad sea negativa tiene un sentido de cables hacia barras. Obviamente, en ambos casos la detección del sentido del flujo de energía debe ser más rápida que la detección de la falta. Por tanto, el sentido del flujo de energía se asocia al sentido de la intensidad homopolar, de forma que se diferencia entre intensidad de falta y las intensidades capacitivas (de retorno). intensity in these phases, that is, when the intensity has a positive polarity it is understood that the flow of energy has a sense of bars to wires and when the polarity of the intensity is negative it has a sense of wires to bars. Obviously, in both cases the detection of the direction of the energy flow must be faster than the detection of the fault. Therefore, the direction of the energy flow is associated with the sense of homopolar intensity, so that it differentiates between fault intensity and capacitive (return) intensities.

Los medios de medida de tensión pueden comprender una toma de tensión capacitiva en pasatapas del equipo eléctrico. Esta toma de tensión capacitiva puede estar proporcionada por una única pantalla insertada en los pasatapas (por ejemplo como la representada en la Patente EP1906190B1) y que habitualmente se emplea para la indicación o detección de presencia/ausencia de tensión. Este circuito de medida de tensión se encuentra colocado en serie con un circuito de indicación o detección de presencia/ausencia de tensión. La función de detección de presencia/ausencia y medida de tensión está implementada para todas y cada una de las fases que comprende la instalación, de forma que se obtiene en todo momento tanto la indicación de presencia/ausencia de tensión como la medida instantánea de la misma en cada una de las fases. Esta medida de tensión individualizada en cada una de las fases permite la detección de una fase abierta en algún punto de la línea. Obviamente, el sistema es susceptible de ser implementado sólo en alguna de las fases, ya que tanto los captadores como la electrónica se pueden realizar de forma modular. The voltage measuring means may comprise a capacitive voltage socket in the electrical equipment's bushing. This capacitive voltage outlet can be provided by a single screen inserted in the bushing (for example, as shown in Patent EP1906190B1) and which is usually used for the indication or detection of presence / absence of voltage. This voltage measurement circuit is placed in series with an indication or detection circuit of presence / absence of voltage. The presence / absence and voltage measurement function is implemented for each and every one of the phases included in the installation, so that both the presence / absence of voltage indication and the instantaneous measurement of the voltage are obtained at all times. same in each of the phases. This individualized voltage measurement in each of the phases allows the detection of an open phase at some point in the line. Obviously, the system is capable of being implemented only in one of the phases, since both the sensors and the electronics can be made in a modular way.

Los medios de medida de intensidad pueden comprender
The intensity measurement means may comprise

captadores de intensidad toroidales dispuestos en los pasatapas del equipo eléctrico. Toroidal intensity sensors arranged in the electrical equipment bushing.

Al tratarse de un dispositivo de control/protección electrónico que va integrado en los propios equipos eléctricos de la instalación y calibrado en fábrica, se evita tener que realizar el cableado en obra entre el dispositivo de control/protección y los elementos asociados al mismo, como puede ser el cableado entre el dispositivo de control/protección y el circuito de indicación o detección de presencia/ausencia de tensión, a través del cual se obtiene la señal de tensión capacitiva, evitando capacidades parásitas incontroladas que desvirtúan la precisión de la medida. As it is an electronic control / protection device that is integrated into the electrical equipment of the installation and calibrated at the factory, it is avoided having to carry out the wiring on site between the control / protection device and the associated elements, such as it can be the wiring between the control / protection device and the indication or detection circuit of presence / absence of voltage, through which the capacitive voltage signal is obtained, avoiding uncontrolled parasitic capabilities that distort the accuracy of the measurement.

El dispositivo de control/protección objeto de la invención permite la identificación del tramo en falta de una línea mediante una función de detección de paso de falta, con la característica de que dicha función de detección de paso de falta identifica los defectos permanentes combinando las funciones de sobreintensidad o intensidad de falta junto con una lógica de detección de tensión trifásica. De esta manera, se identifica de forma inmediata la zona de defecto para reponer el servicio en los tramos sanos, se reduce el número de maniobras sobre los elementos de la red y en consecuencia el número de solicitaciones en la misma, alargando la vida útil de los equipos. The control / protection device object of the invention allows the identification of the missing section of a line by means of a fault passage detection function, with the characteristic that said fault passage detection function identifies permanent defects by combining the functions of overcurrent or fault intensity together with a three-phase voltage detection logic. In this way, the defect zone is immediately identified to replace the service in the healthy sections, the number of maneuvers on the network elements is reduced and consequently the number of requests in the network, extending the service life of the teams.

La detección de la intensidad se realiza calculando Intensity detection is done by calculating

los the: valores eficaces de la misma, por lo que la values effective from the same by the that the

circulación circulation: de intensidades de conexión de from intensities from Connection from

transformadores, transformers,: que contienen un transitorio de that they contain a transient from

intensidad continua, no hacen que se perciban como intensidades de falta, evitando detecciones incorrectas.
continuous intensity, do not make them perceived as fault intensities, avoiding incorrect detections.

A su vez, debido a que la función de paso de falta se implementa empleando la detección de tensión en caso de falta y si se produce una ausencia prolongada de tensión se indica el paso de falta. In turn, because the fault step function is implemented using the voltage detection in case of failure and if a prolonged absence of voltage occurs, the fault step is indicated.

El dispositivo a través de la detección de paso de falta permite el seccionamiento automático de líneas. The device through the fault passage detection allows the automatic sectioning of lines.

Además puede comprender medios para la detección de la posición del interruptor, seccionador o seccionador de puesta a tierra del equipo eléctrico en el que se encuentra instalado y medios para recibir y/o transmitir una orden de maniobra del interruptor, seccionador o seccionador de puesta a tierra. It can also comprise means for detecting the position of the grounding switch, disconnector or disconnector of the electrical equipment in which it is installed and means for receiving and / or transmitting an order of operation of the switch, disconnector or disconnector land.

Como se ha dicho, el dispositivo de la invención permite el seccionamiento automático de tramos de línea. Para ello, el dispositivo de control/protección está asociado a un elemento de seccionamiento que desconecta el tramo en defecto de una línea tras un número programable de secuencias de conexión-desconexión del interruptor de cabecera. Aprovechando los períodos en los que el interruptor de cabecera se encuentra abierto, debido a la detección de una falta, y por lo tanto no hay tensión en el circuito, el dispositivo de control/protección ordena al elemento de seccionamiento su apertura, de forma tal que en la próxima ocasión en la que el interruptor de cabecera cierre el circuito, se haya eliminado del mismo la línea abierta por el elemento de seccionamiento. Si el defecto se encontraba en la línea seccionada, se repone el servicio de forma permanente en el resto del circuito sin necesidad de intervención de los operarios.
As mentioned, the device of the invention allows automatic sectioning of sections of line. For this, the control / protection device is associated with a sectioning element that disconnects the defective section of a line after a programmable number of connection-disconnection sequences of the header switch. Taking advantage of the periods in which the header switch is open, due to the detection of a fault, and therefore there is no voltage in the circuit, the control / protection device orders the sectioning element to open, in such a way that the next time the header switch closes the circuit, the line opened by the sectioning element has been removed from it. If the defect was in the sectioned line, the service is permanently replaced in the rest of the circuit without the need for operator intervention.

El dispositivo de control/protección puede comprender adicionalmente medios para la recepción de señales de control y medida de temperatura, presión, nivel de líquido, etc. y medios de registro para el almacenamiento de los defectos detectados, así como de los diferentes parámetros de configuración. También puede comprender una serie de entradas y salidas digitales que permiten realizar aplicaciones de telecontrol de los centros de transformación y de distribución, implementando el control y la supervisión de cada equipo eléctrico. The control / protection device may additionally comprise means for receiving control signals and measuring temperature, pressure, liquid level, etc. and recording means for storing detected defects, as well as the different configuration parameters. It can also comprise a series of digital inputs and outputs that allow remote control applications of the transformation and distribution centers, implementing the control and supervision of each electrical equipment.

De esta forma el supervisor de la red puede conocer en todo momento la situación de los elementos de distribución de energía eléctrica tales como los interruptores, seccionadores y seccionadores de puesta a tierra de la red, ya que el dispositivo de control/protección integrado es capaz de proporcionar el estado de estos equipos gracias a los registros de datos y cálculos históricos de eventos y magnitudes y de la situación de dichos equipos eléctricos, a través de las entradas/salidas digitales. Para poder informar, el equipo dispone de un puerto de comunicaciones que le permite recibir órdenes y transmitir información sobre equipos, magnitudes eléctricas, temperaturas, etc. In this way the network supervisor can know at all times the situation of the electric power distribution elements such as the switches, disconnectors and earthing switches of the network, since the integrated control / protection device is capable to provide the status of these equipment thanks to the data records and historical calculations of events and magnitudes and the situation of said electrical equipment, through the digital inputs / outputs. To be able to inform, the equipment has a communications port that allows you to receive orders and transmit information about equipment, electrical quantities, temperatures, etc.

El circuito de indicación o detección de presencia/ausencia de tensión puede permitir realizar un enclavamiento de prevención de puesta a tierra que impide la puesta a tierra del interruptor del equipo eléctrico The presence or absence of voltage indication or detection circuit may allow a grounding prevention interlock that prevents the electrical equipment switch from being grounded

(4) cuando se detecta tensión en la línea.
(4) when line voltage is detected.

El dispositivo de control/protección de la invención puede permitir la detección de faltas a tierra para cada una de las fases. The control / protection device of the invention can allow the detection of earth faults for each of the phases.

En una realización alternativa puede comprender un transformador toroidal que abraza todas las fases para la detección de faltas a tierra. Esta detección de faltas a tierra permite detectar corrientes de defecto inferiores al 10% de la intensidad nominal de fase. In an alternative embodiment, it can comprise a toroidal transformer that embraces all phases for the detection of ground faults. This earth fault detection allows fault currents to be detected below 10% of the nominal phase current.

El dispositivo de control/protección puede comprender medios para la medida de los valores instantáneos de tensión e intensidad y medios para el cálculo de los valores eficaces de las intensidades y tensiones de cada fase y medios para determinar las intensidades y tensiones homopolares, energías, potencias, etc. La medida de tensión individualizada en cada una de las fases permite la detección de una fase abierta en algún punto de la línea. The control / protection device may comprise means for measuring instantaneous voltage and intensity values and means for calculating the effective values of the intensities and voltages of each phase and means for determining homopolar intensities and voltages, energies, powers , etc. The individualized voltage measurement in each of the phases allows the detection of an open phase at some point in the line.

El dispositivo de control/protección puede ser un dispositivo trifásico. The control / protection device may be a three phase device.

El dispositivo de control/protección de la invención puede estar integrado en el propio equipo eléctrico. The control / protection device of the invention can be integrated in the electrical equipment itself.

DESCRIPTION OF THE FIGURES

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
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, it is accompanied as part

integrante de dicha descripción, un juego de figuras en el que con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: a member of said description, a set of figures in which the following has been represented by way of illustration and not limitation:

Figura 1.-Representa el esquema unifilar de una red de distribución eléctrica según el estado de la técnica, donde se muestra una línea principal (11) y las derivaciones (10, 13, 16) que salen de la misma, comprendiendo dichas derivaciones (10, 13, 16) un sentido del flujo de energía ( 9) correspondiente a barras hacia cables. Cada derivación (10, 13, 16) está dotada de un interruptor de cabecera (14), y a su vez, en dichas derivaciones se encuentran los centros de transformación Figure 1.- Represents the single-line diagram of an electrical distribution network according to the state of the art, showing a main line (11) and the leads (10, 13, 16) that come out of it, said leads comprising ( 10, 13, 16) a direction of the energy flow (9) corresponding to bars towards cables. Each branch (10, 13, 16) is equipped with a header switch (14), and in turn, in these branches are the transformation centers

o de distribución (8, 18, 19). or distribution (8, 18, 19).

Figura 2.-Representa el esquema unifilar de una red de distribución eléctrica con generación distribuida, donde se muestra una línea principal (11) y las derivaciones (10, 13, 16) que salen de la misma, comprendiendo en este caso las derivaciones (10, 13) un sentido del flujo de energía (9) correspondiente a barras hacia cables, mientras que la derivación (16) comprende un sentido del flujo de energía (17) correspondiente a cables hacia barras debido a una reconfiguración de explotación de la red (energía suministrada por el generador (15)). Cada derivación (10, 13, 16) está dotada de un interruptor de cabecera (14), y a su vez, en dichas derivaciones se encuentran los centros de transformación Figure 2.- Represents the single-line scheme of an electricity distribution network with distributed generation, showing a main line (11) and the leads (10, 13, 16) that leave it, in this case comprising the leads ( 10, 13) a direction of the energy flow (9) corresponding to bars towards cables, while the branch (16) comprises a direction of the energy flow (17) corresponding to cables towards bars due to a reconfiguration of network operation (power supplied by the generator (15)). Each branch (10, 13, 16) is equipped with a header switch (14), and in turn, in these branches are the transformation centers

o de distribución (8, 18, 19). or distribution (8, 18, 19).

Figura 3.-Representa el esquema de una instalación de un centro de transformación/distribución (8, 18, 19) en el que se instalan los equipos de acuerdo con la realización preferente de la invención.
Figure 3.- Represents the diagram of an installation of a transformation / distribution center (8, 18, 19) in which the equipment is installed in accordance with the preferred embodiment of the invention.

Figura 4.-Representa el esquema unifilar referente al circuito de medida y de detección de presencia de tensión de acuerdo con la realización preferente de la invención, donde el circuito de medida de tensión (B) obtiene la señal de tensión de los captadores/pantallas Figure 4.- Represents the single-line diagram referring to the measurement and voltage presence detection circuit according to the preferred embodiment of the invention, where the voltage measurement circuit (B) obtains the voltage signal from the sensors / screens

(2), estando conectado dicho circuito (B) en serie con el circuito de indicación de presencia de tensión (A). (2), said circuit (B) being connected in series with the voltage presence indication circuit (A).

Figura 5.-Representa el captador de tensión (2), pantalla uniformizadora del campo eléctrico, integrado en el propio pasatapas (22) y el captador de intensidad (6). Figure 5.- Represents the voltage sensor (2), a uniform screen for the electric field, integrated in the bushing itself (22) and the current sensor (6).

Figura 6.-Representa una forma de instalación de los captadores de intensidad ultrasensible (7) para faltas a tierra sobre los pasatapas (22) a los que se conectan los cables de la red de distribución. Figure 6.- Represents a form of installation of the ultrasensitive intensity sensors (7) for earth faults on the bushing (22) to which the cables of the distribution network are connected.

Figura 7.-Representa una línea de alta/media tensión en la que existe una fase abierta. Figure 7.- Represents a high / medium voltage line in which there is an open phase.

Figura 8.-Representa el esquema eléctrico en un transformador alimentado por una línea como la representada en la figura 7. Figure 8.- Represents the electrical scheme in a transformer powered by a line like the one shown in Figure 7.

Figura 9.-Representa el esquema unifilar de una red de distribución eléctrica aérea, donde se muestra una de Figure 9.- Represents the single-line scheme of an aerial electrical distribution network, where one of the

las the: líneas eléctricas principales (23) dotada de un lines electric main (2. 3) endowed from a

interruptor switch: de cabecera (14) y las derivaciones ( 2 4, 25) from Headboard (14) Y the referrals (2 4, 25)

que that: salen de la misma, dotadas de un elemento de they leave from the same endowed from a element from

seccionamiento sectioning: (3) y del dispositivo de (3) Y of the device from

control/protección control / protection: (1) (one)

Figura 10.-Representa el esquema unifilar de una red de distribución eléctrica en anillo, de la que dependen los centros de transformación o de distribución
Figure 10.- Represents the single-line scheme of a ring electrical distribution network, on which the transformation or distribution centers depend

(8, 18, 19). (8, 18, 19).

PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION

La invención trata sobre un dispositivo de control/protección (1) que se instala en los equipos eléctricos (4) que comprende una instalación eléctrica de distribución, como por ejemplo, un centro de transformación o un centro de distribución de energía eléctrica o subestación. El dispositivo de control/protección (1), tal y como se muestra en la figura 3, va integrado en el propio equipo eléctrico (4), de manera que se evita la utilización de armarios independientes sobre el equipo eléctrico (4) o de armarios murales como un elemento añadido. El dispositivo de control/protección (1) es un dispositivo electrónico, numérico y trifásico, capaz de medir valores instantáneos de intensidad y de tensión de cada una de las fases y determinar y medir las intensidades y tensiones homopolares, energías, potencias, etc., así como de desempeñar aplicaciones como seccionamiento automático de líneas en falta, control local, maniobras mediante telemando, automatismos, enclavamientos, etc., relacionadas con las necesidades actuales y futuras de automatización de los centros de transformación, distribución y subestaciones. De esta forma, se dispone de un único dispositivo de control/protección (1) que desempeña las funciones de varios equipos electrónicos, reduciendo las dimensiones globales de la instalación. The invention relates to a control / protection device (1) that is installed in electrical equipment (4) comprising an electrical distribution installation, such as a transformation center or a distribution center for electrical energy or substation. The control / protection device (1), as shown in Figure 3, is integrated in the electrical equipment itself (4), so that the use of independent cabinets on the electrical equipment (4) or of Wall cabinets as an added item. The control / protection device (1) is an electronic, numerical and three-phase device, capable of measuring instantaneous values of intensity and voltage of each of the phases and determining and measuring homopolar intensities and voltages, energies, powers, etc. , as well as to perform applications such as automatic sectioning of missing lines, local control, maneuvers by remote control, automatisms, interlocks, etc., related to the current and future automation needs of the transformation, distribution and substation centers. In this way, there is a single control / protection device (1) that performs the functions of several electronic equipment, reducing the overall dimensions of the installation.

El dispositivo de control/protección (1) comprende medios de detección de paso de falta que permite la identificación del tramo de la línea en defecto debido a una falta entre fases o entre fase y tierra. Estos medios permiten identificar el tramo en falta de una manera
The control / protection device (1) comprises fault passage detection means that allows the identification of the section of the defective line due to a fault between phases or between phase and ground. These means allow to identify the missing section in a way

rápida y fiable para reponer el servicio al resto de clientes. En este sentido, tal y como muestra la figura 1, cuando ocurre un defecto en un punto (C) de una línea Fast and reliable to replenish the service to other customers. In this sense, as shown in Figure 1, when a defect occurs at a point (C) of a line

(13), (13),: el interruptor de cabecera (14) abre la línea en he switch from Headboard (14) opens the line in

defecto. default.: Al mismo tiempo, el dispositivo de To the same weather, he device from

control/protección control / protection: (1) instalado en el centro de (one) installed in he center from

transformación transformation: (8) que depende de la línea (13) en (8) that It depends from the line (13) in

defecto default: indica el paso de falta. En centros de indicates he He passed from lack. In centers from

transformación o de distribución automatizados, las indicaciones de paso de falta pueden ser observadas desde el centro de control y desde dicho centro se puede emitir la orden de maniobra de la aparamenta (5) correspondiente. Automated transformation or distribution, the fault step indications can be observed from the control center and from this center the corresponding switchgear command (5) can be issued.

Para garantizar la correcta indicación del paso de falta, tal y como se muestra en la figura 1, la detección To ensure the correct indication of the fault step, as shown in Figure 1, the detection

de paso de falta se realiza mediante la combinación de las medidas de sobreintensidad o intensidad de falta y detección/medida de tensión. De esta forma permite diferenciar los tramos de línea (13) en defecto de las líneas (10, 16) que no se encuentran en defecto, pero por las cuales circula una corriente de retorno capacitiva Failure passage is performed by combining the measures of overcurrent or intensity of failure and detection / measurement of voltage. In this way, it allows differentiating the sections of the line (13) in default from the lines (10, 16) that are not in default, but through which a capacitive return current flows

(12) Este correcto funcionamiento se consigue haciendo que el dispositivo de control/protección (1) funcione bien combinando el paso de intensidad junto con la presencia/ausencia de tensión, bien mediante la coordinación de las curvas de disparo o determinando la direccionalidad de la falta en base a la medida de la tensión, de acuerdo con la complejidad de la red en la que se vaya a instalar el dispositivo (1). A su vez, dado que el dispositivo (1) es numérico, éste realiza el cálculo de las corrientes eficaces, distinguiendo las corrientes de conexión del transformador (compuestas por la componente fundamental y sus armónicos) de las corrientes de falta, evitando indicaciones erróneas de
(12) This correct operation is achieved by making the control / protection device (1) work well by combining the intensity step together with the presence / absence of voltage, either by coordinating the firing curves or by determining the directionality of the It is missing based on the voltage measurement, according to the complexity of the network in which the device is to be installed (1). In turn, since the device (1) is numerical, it performs the calculation of the effective currents, distinguishing the transformer connection currents (composed of the fundamental component and its harmonics) from the fault currents, avoiding erroneous indications of

las corrientes de conexión como pasos de falta. connection currents as missing steps.

Para discriminar si la sobreintensidad o intensidad de falta que se detecta es debida a una falta en la línea To discriminate whether the overcurrent or intensity of fault detected is due to a fault in the line

o a una intensidad de retorno capacitiva se determina el sentido de las corrientes de falta detectadas realizando or at a capacitive return intensity the direction of the fault currents detected is determined by performing

los the: cálculos entre la intensidad y la magnitud de calculations between the intensity Y the magnitude from

polarización. Polarization.: Para la determinación de la magnitud de For the determination from the magnitude from

polarización, Polarization,: se emplean captadores de tensión o be employ collectors from tension or

preferentemente el circuito indicado en la figura 4 . Por ejemplo, para su aplicación en faltas a tierra, la combinación entre la tensión homopolar, utilizada como magnitud de polarización, y la intensidad homopolar detectada permite discriminar si ésta se trata de una corriente de falta con dirección barras hacia cables preferably the circuit indicated in figure 4. For example, for application in earth faults, the combination between the homopolar voltage, used as the magnitude of polarization, and the homopolar intensity detected allows to discriminate if it is a fault current with direction bars to wires

(aguas abajo) o si se trata de una corriente de retorno capacitiva con dirección cables hacia barras (aguas arriba), tal y como se muestra en la figura l. (downstream) or if it is a capacitive return current with cable direction to bars (upstream), as shown in figure l.

Por el contrario, tal y como se muestra en la figura 2, por ejemplo en redes de distribución eléctrica con generación distribuida, el sentido del flujo de energía puede variar tanto de barras hacia cables (9) como de cables hacia barras (17), y por tanto, al encontrarse los dispositivos de control/protección (1) configurados para indicar una intensidad de falta (Id) solo cuando comprende la intensidad homopolar detectada el mismo sentido que el flujo de energía, estos pueden confundir intensidades de retorno capacitivas (12) con la intensidad de falta (Id) . Para una indicación correcta, el dispositivo (1) objeto de la invención comprende una función de detección de falta auto-sintonizable con el sentido del flujo de energía, tanto en el sentido barras hacia cables (9) como cables hacia barras (17).
On the contrary, as shown in Figure 2, for example in power distribution networks with distributed generation, the direction of energy flow can vary from both bars to cables (9) and cables to bars (17), and therefore, when the control / protection devices (1) configured to indicate a fault intensity (Id) are found only when it comprises the homopolar intensity detected in the same direction as the energy flow, they can confuse capacitive return intensities (12 ) with the intensity of fault (Id). For a correct indication, the device (1) object of the invention comprises a self-tuning fault detection function with the direction of energy flow, both in the direction of bars towards cables (9) and cables towards bars (17).

Ante cualquier variación en el sentido del flujo de energía debido a reconfiguraciones de explotación, el dispositivo de control/protección (1) también es sintonizado automáticamente (auto-sintonización) al nuevo sentido del flujo de energía, por lo que permite la discriminación entre la intensidad de falta (Id) y las intensidades de retorno capacitivas (12), detectando como intensidad de falta (Id) aquella intensidad homopolar que circula en el mismo sentido que el flujo de energía y detectando como intensidad de retorno capacitiva (12) aquella intensidad homopolar que circula en sentido contrario al del flujo de energía. Por tanto, la detección del sentido del flujo de energía debe ser más rápida que la detección de la falta. A continuación el For any variation in the direction of the energy flow due to operating reconfigurations, the control / protection device (1) is also automatically tuned (auto-tuning) to the new direction of the energy flow, thus allowing discrimination between the fault intensity (Id) and capacitive return currents (12), detecting as a fault intensity (Id) that homopolar intensity that circulates in the same direction as the energy flow and detecting as capacitive return intensity (12) that intensity homopolar that circulates in the opposite direction to the flow of energy. Therefore, the detection of the direction of the energy flow must be faster than the detection of the fault. Then the

sentido sense: del flujo de energía se asocia al sentido de la of the flow from Energy be associate to the sense from the

intensidad intensity: homopolar, de forma que se diferencia entre homopolar, from shape that be difference between

intensidad intensity: de falta (Id) y las intensidades de retorno from lack (Id) Y the intensities from return

capacitivas capacitive: (12). (12).

En el ejemplo de la figura 2, al ocurrir un defecto en un punto C de la línea (16) y en caso de que los dispositivos de control/protección (1) no comprendieran una función de detección de falta auto-sintonizable con el sentido del flujo de energía, los dispositivos (1) de los centros (18) verían una intensidad de retorno capacitiva (12) como una intensidad de falta y los dispositivos (1) del centro (19) verían la intensidad de falta (Id) como una intensidad de retorno capacitiva In the example of figure 2, when a defect occurs at a point C of the line (16) and in case the control / protection devices (1) did not comprise a fault detection function self-tunable with the direction of the energy flow, the devices (1) of the centers (18) would see a capacitive return intensity (12) as a fault intensity and the devices (1) of the center (19) would see the fault intensity (Id) as a capacitive return intensity

(12), ya que dichos dispositivos (1) estarían configurados para un sentido del flujo de energía antiguo, es decir, para el caso en el que no hubiera generación distribuida y por tanto el sentido del flujo de energía fuera de barras hacia cables (9). Gracias a la auto-sintonización de los dispositivos (1) se evita este problema, ya que al variar el sentido del flujo de Inicialmente los dispositivos de control/protección
(12), since said devices (1) would be configured for a sense of the old energy flow, that is, for the case in which there was no distributed generation and therefore the direction of the energy flow out of bars to cables ( 9). Thanks to the self-tuning of the devices (1) this problem is avoided, since by varying the direction of flow of the control / protection devices initially

energía Energy: de barras hacia cables ( 9) a cables hacia barras from bars toward cables (9) to cables toward bars

(17) (17): o viceversa, los dispositivos (1) también cambian su or vice versa, the dispositives (one) too change its

configuración setting: automáticamente. automatically.

(1) estarán configurados para un sentido del flujo de energía barras hacia cables (9) Esta configuración estará operativa mientras la potencia activa en sentido cables hacia barras (17) no sea superior a 500kW. Si esto sucede y se mantiene durante un tiempo de seguridad (1) bars to cables (9) will be configured for a direction of the flow of energy. This configuration will be operational as long as the active power in wires to bars (17) does not exceed 500kW. If this happens and is maintained for a safe time

(configurable por el usuario desde 0,2 segundos) la protección cierra una salida y mediante cableado externo y/o lógica interna activa una entrada que hace saltar al dispositivo (1) a la nueva configuración, es decir, cables hacia barras (17), con posibilidad de definir nuevos tiempos, intensidades, etc. El cambio a la otra configuración (barras hacia cables (9)) se producirá cuando la potencia activa en sentido barras hacia cables (configurable by the user from 0.2 seconds) the protection closes an output and by means of external wiring and / or internal logic activates an input that makes the device (1) jump to the new configuration, that is, cables to bars (17) , with the possibility of defining new times, intensities, etc. The change to the other configuration (bars towards cables (9)) will occur when the power activates bars towards cables

(9) sea superior al citado valor y se mantenga durante el citado tiempo de seguridad. (9) is greater than the said value and is maintained during said security time.

Se ha contemplado la posibilidad de que la autosintonización en lugar demediante potencia activa se pueda realizar por detección del ángulo de las tres fases, de forma que se cambia de sentido cuando el ángulo de las tres fases tiene el sentido definido durante el tiempo de seguridad predefinido. La detección del ángulo de las tres fases se refiere al sentido que comprende la intensidad en dichas fases, es decir, cuando la intensidad tenga una polaridad positiva se entiende que el flujo de energía tiene un sentido de barras hacia cables ( 9) y cuando la polaridad de la intensidad sea negativa tiene un sentido de cables hacia barras (17) It has been contemplated that the self-tuning instead of by active power can be performed by detecting the angle of the three phases, so that it changes direction when the angle of the three phases has the sense defined during the predefined safety time . The detection of the angle of the three phases refers to the sense that includes the intensity in said phases, that is, when the intensity has a positive polarity it is understood that the flow of energy has a sense of bars towards wires (9) and when the intensity polarity be negative has a sense of wires to bars (17)

El dispositivo de control/protección (1) es capaz de
The control / protection device (1) is capable of

realizar perform: un tratamiento de las señales de medida de a treatment from the signals from measure from

tensión tension: y de intensidad, sin necesidad de convertido res Y from intensity, without need from converted beef

auxiliares. auxiliary

La medida de tensión se realiza preferentemente por medio del circuito de la figura 4, a través de una toma de tensión capacitiva (2) de los pasatapas (22) de los equipos eléctricos (4), tal y como se observa en la figura 5, aprovechando la pantalla eléctrica (2) para el control del campo eléctrico de los pasatapas (22) como acoplo capacitivo para extraer la señal de tensión. The voltage measurement is preferably carried out by means of the circuit of Figure 4, through a capacitive voltage socket (2) of the bushing (22) of the electrical equipment (4), as seen in Figure 5 , taking advantage of the electric screen (2) to control the electric field of the bushing (22) as a capacitive coupling to extract the voltage signal.

Para la indicación o detección de presencia/ausencia y medida de tensión, tal y como se muestra en la figura 4, el dispositivo de control/protección (1) implementa un circuito que comprende una toma de tensión capacitiva (2), un limitador de tensión, un circuito de medida de tensión For the indication or detection of presence / absence and voltage measurement, as shown in Figure 4, the control / protection device (1) implements a circuit comprising a capacitive voltage socket (2), a voltage limiter voltage, a voltage measurement circuit

(B) y un circuito de detección de presencia/ausencia de tensión (A) respectivamente conectados en serie. La medida de tensión se caracteriza porque el circuito obtiene la señal de tensión directamente de la pantalla eléctrica (2), es decir, directamente de la propia línea. (B) and a voltage presence / absence detection circuit (A) respectively connected in series. The voltage measurement is characterized in that the circuit obtains the voltage signal directly from the electrical display (2), that is, directly from the line itself.

La detección de presencia/ausencia y medida de tensión está implementada para todas y cada una de las fases (21) que comprende la instalación, de forma que se obtiene en todo momento tanto la indicación de presencia/ausencia de tensión como la medida instantánea de la misma en cada una de las fases (21). The presence / absence detection and voltage measurement is implemented for each and every one of the phases (21) included in the installation, so that both the presence / absence of voltage indication and the instantaneous measurement of voltage are obtained at all times the same in each of the phases (21).

La medida de intensidad se realiza mediante unos captadores de intensidad toroidales (6), tal y como se muestra en la figura 5, que se instalan por el exterior de los pasatapas (22) y en la base de los mismos, de manera que dichos captadores de intensidad toroidales (6) van integrados en los propios equipos eléctricos (4), instalados y comprobados en fábrica, eliminando de esta
The intensity measurement is carried out by means of toroidal intensity sensors (6), as shown in Figure 5, which are installed outside the bushing (22) and at the base thereof, so that said Toroidal intensity sensors (6) are integrated in the electrical equipment (4), installed and tested at the factory, eliminating

forma shape: errores de instalación de los captadores y mistakes from installation from the collectors Y

detectando detecting: faltas a tierra o entre fases en la conexión faults to land or between phases in the Connection

de from: la celda. the cell.

Para la detección de faltas a tierra de valores muy pequeños se puede emplear un transformador toroidal (7) instalado tal y como se indica en la figura 6. For the detection of ground faults of very small values, a toroidal transformer (7) installed as indicated in Figure 6 can be used.

Tal y como se muestra en la figura 9, el dispositivo de control/protección (1) permite desconectar el tramo en defecto de una línea (25) a través de un seccionalizador automático (3) Su funcionamiento es similar a la detección de paso de falta, complementando con la apertura automática del seccionalizador (3) una vez que el interruptor automático de cabecera (14) ha despejado la falta. Esta apertura se realiza en los períodos en los que no existe tensión en la línea debido a cualquiera de los reenganches que pueda efectuar el interruptor de cabecera (14) Así por ejemplo, un defecto en la línea As shown in Figure 9, the control / protection device (1) allows disconnecting the defective section of a line (25) through an automatic sectionalizer (3) Its operation is similar to the detection of the passage of missing, complementing with the automatic opening of the sectionalizer (3) once the header automatic switch (14) has cleared the fault. This opening is carried out in the periods in which there is no tension in the line due to any of the reclosures that the header switch can make (14) Thus, for example, a defect in the line

(25) implica el disparo del interruptor (14) de la subestación o centro de distribución, seguido de un reenganche. Si éste no tiene éxito, ocurre otro disparo del interruptor de cabecera (14). El seccionalizador (3) que ha detectado el paso de sobreintensidad o intensidad de falta comprueba que no hay tensión, y procede a abrir la línea (25) por el tramo donde está instalado. El segundo reenganche del interruptor (14) consigue alimentar de nuevo la línea (23) sin el tramo en el que se encuentra el defecto. Esta misma operación se puede programar para que se realice después del segundo o sucesivos reenganches.
(25) involves tripping the switch (14) of the substation or distribution center, followed by a reclosing. If this is unsuccessful, another trip of the header switch (14) occurs. The sectionalizer (3) that has detected the overcurrent or fault intensity step checks that there is no voltage, and proceeds to open the line (25) along the section where it is installed. The second reclosing of the switch (14) manages to feed the line (23) again without the section in which the defect is found. This same operation can be programmed to be carried out after the second or subsequent reclosures.

El dispositivo de control/protección ( 1) puede implementar una detección de faltas entre fase y tierra ultrasensible, empleando para ello un transformador toroidal (7) que abarca todas las fases, tal y como se muestra en la figura 6, de modo que se independiza de la intensidad de las fases (21) evitando los errores de los captadores de intensidad toroidales (6) de fase y se garantiza la detección de corrientes entre fase y tierra que tienen un valor muy pequeño como puede ocurrir en redes con neutro aislado, neutro compensado o terrenos muy resistivos. Como norma general se garantiza la detección de corrientes de defecto fase-tierra inferiores al 10% de la intensidad nominal de fase. The control / protection device (1) can implement a fault detection between phase and ultrasensitive earth, using a toroidal transformer (7) that covers all phases, as shown in Figure 6, so that independent of the intensity of the phases (21) avoiding the errors of the toroidal intensity sensors (6) of phase and guarantees the detection of currents between phase and earth that have a very small value as can occur in networks with isolated neutral, neutral offset or very resistive terrain. As a general rule, the detection of phase-to-earth fault currents below 10% of the nominal phase current is guaranteed.

Otra de las aplicaciones del dispositivo de control/protección (1) es la detección de fases abiertas en líneas eléctricas figura 7. En este caso, un indicador1detector de presencia de tensión instalado en un centro de transformación observaría que existe tensión en la fase abierta (V) , ya que el transformador del centro de transformación, con el circuito primario conectado en triángulo, figura 8, tendría en la fase V una tensión comprendida entre la fase U y W. Dado que esta tensión es superior al umbral de indicación de tensión, se detectaría/indicaría presencia de tensión, lo cuál es correcto, pero no se produciría una alarma de que la línea tiene una fase (V) abierta. Con el sistema de medida de tensión empleado en el dispositivo de control/protección (1) se produciría una medida real de la tensión en la fase y por lo tanto al ser inferior a la tensión nominal de las otras dos fases se detecta el problema. Another of the applications of the control / protection device (1) is the detection of open phases in power lines. Figure 7. In this case, a voltage presence detector1 installed in a transformation center would observe that there is voltage in the open phase ( V), since the transformer of the transformation center, with the primary circuit connected in a triangle, figure 8, would have in phase V a voltage between phase U and W. Since this voltage is higher than the voltage indication threshold , the presence of voltage would be detected / indicated, which is correct, but there would be no alarm that the line has an open phase (V). With the voltage measurement system used in the control / protection device (1) a real measurement of the voltage in the phase would be produced and, therefore, being less than the nominal voltage of the other two phases, the problem is detected.

El dispositivo de control/protección (1) integra una función de control que mediante las entradas y salidas
The control / protection device (1) integrates a control function that through inputs and outputs

digitales, permite recibir señales de control y medida de temperatura, presión, nivel de líquido, etc., recibir y/o transmitir una orden para maniobrar el interruptor, seccionador o seccionador de puesta a tierra del equipo digital, allows to receive control signals and measurement of temperature, pressure, liquid level, etc., receive and / or transmit an order to maneuver the switch, disconnector or disconnector of grounding of the equipment

(4) en el que se encuentra instalado. Además puede realizar funciones de supervisión, ya que puede recibir el estado en el que se encuentra el interruptor, seccionador o seccionador de puesta a tierra. El dispositivo de control integrado controla que la maniobra del interruptor, seccionador o seccionador de puesta a (4) in which it is installed. You can also perform supervisory functions, since you can receive the state in which the switch, disconnector or earthing switch is located. The integrated control device controls the operation of the switch, disconnector or switch disconnector

tierra land: se realiza dentro del tiempo que permite la be makes inside of the weather that It allows the

motorización motorization: del equipo eléctrico (4). En caso de no of the team electric (4). In case from no

ejecutarse run: la orden en el tiempo pre-establecido, se the order in he weather pre-set, be

corta short: la alimentación de la motorización del the feeding from the motorization of the

accionamiento. Puesto que el dispositivo de control integrado dispone de información sobre el estado del equipo eléctrico (4), es posible evitar maniobras erróneas, como por ejemplo, la puesta a tierra de una línea con tensión. Así al detectar la presencia de tensión en una línea, y ante una orden de puesta a tierra de la misma, lo cuál causaría un cortocircuito, el dispositivo de control integrado puede bloquear dicha acción, evitando el accidente. drive Since the integrated control device has information on the state of the electrical equipment (4), it is possible to avoid erroneous maneuvers, such as the grounding of a live line. Thus, by detecting the presence of voltage in a line, and before a grounding order of the same, which would cause a short circuit, the integrated control device can block this action, avoiding the accident.

Por otro lado, el dispositivo de control/protección On the other hand, the control / protection device

(1) dispone de un registro de eventos donde se almacenan los últimos defectos detectados por el mismo. Además, se almacena el número total de faltas detectadas, así como los diferentes parámetros de configuración. Mediante el puerto de comunicaciones, el dispositivo de control integrado puede informar al despacho de maniobra sobre todos los datos disponibles y permite realizar aplicaciones de telecontrol de centros de transformación y de distribución, implementando el control y la supervisión de cada equipo eléctrico (4) Tal y como se
(1) has an event log where the last defects detected by it are stored. In addition, the total number of faults detected is stored, as well as the different configuration parameters. Through the communications port, the integrated control device can inform the dispatch about all available data and allows remote control applications of transformation and distribution centers, implementing the control and supervision of each electrical equipment (4) and how do I know

muestra en la figura 3, la utilización de los dispositivos de control integrado (1) y un concentrador de datos y controlador de equipos ( 2 o) , permite visualizar y operar cada posición de la aparamenta que integran los equipos eléctricos (4) de forma local o remota. shown in figure 3, the use of the integrated control devices (1) and a data concentrator and equipment controller (2), allows to visualize and operate each switchgear position that the electrical equipment (4) integrates local or remote

Las referencias numéricas utilizadas en este texto representan los siguientes elementos: The numerical references used in this text represent the following elements:

1.-Dispositivo de control/protección 2.-Toma de tensión capacitiva 3.-Elemento de seccionamiento 4.-Equipo eléctrico 5.-Interruptor del equipo eléctrico (4) 6.-Medios de medida de intensidad 7.-Transformador toroidal 8.-Centro de transformación o de distribución 9.-Sentido del flujo de energía barras hacia cables 10.-Línea de derivación 11.-Línea principal 12.-Intensidad capacitiva (de retorno) 13.-Línea de derivación 14.-Interruptor de cabecera 15.-Generador 16.-Línea de derivación 17.-Sentido del flujo de energía cables hacia barras 18.-Centro de transformación o de distribución 19.-Centro de transformación o de distribución 20.-Concentrador de datos y controlador de equipos 21.-Fase 22.-Pasatapas 23.-Línea principal 24.-Línea de derivación 25.-Línea de derivación
1.-Control / protection device 2.-Capacitive voltage outlet 3.-Sectioning element 4.-Electrical equipment 5.-Electrical equipment switch (4) 6.-Intensity measuring means 7.-Toroidal transformer 8 .-Transformation or distribution center 9.-Direction of energy flow bars to cables 10.-Bypass line 11.-Main line 12.-Capacitive intensity (return) 13.-Bypass line 14.-Power switch header 15.-Generator 16.-Shunt line 17.-Direction of energy flow cables to bars 18.-Transformation or distribution center 19.-Transformation or distribution center 20.-Data concentrator and equipment controller 21.-Phase 22.-Bushing 23.-Main line 24.-Bypass line 25.-Bypass line

A.-Circuito de indicación y/o detección de presencia/ausencia de tensión B.-Circuito de medida de tensión A.-Indication circuit and / or presence / absence of voltage detection B.-Voltage measurement circuit

5 En este texto, la palabra "comprende" y sus variantes (como "comprendiendo", etc.) no deben interpretarse de forma excluyente, es decir, no excluyen la posibilidad de que lo descrito incluya otros elementos, pasos, etc. 5 In this text, the word "comprehends" and its variants (such as "understanding", etc.) should not be construed as excluding, that is, they do not exclude the possibility that the description includes other elements, steps, etc.

10 Por otra parte, la invención no está limitada a las realizaciones concretas que se han descrito sino abarca también, por ejemplo, las variantes que pueden ser realizadas por el experto medio en la materia (por On the other hand, the invention is not limited to the specific embodiments that have been described but also covers, for example, the variants that can be made by the average person skilled in the art (by

15 ejemplo, en cuanto a la elección de materiales, dimensiones, componentes, configuración, etc.), dentro de lo que se desprende de las reivindicaciones.
For example, as regards the choice of materials, dimensions, components, configuration, etc.), within what follows from the claims.

Claims

l.-Control / protection device for an electric power distribution network comprising a main line (11, 23) and at least one branch line (10, 13, 16, 24, 25), comprising at least one electrical equipment (4), the control / protection device (1) being installed in said at least one electrical equipment (4) to control the state of said electrical equipment (4) and said control / protection device (1) comprising means of detecting fault passage and directionality of the fault passage,

characterized in that the control / protection device

(1) comprises means for detecting the direction of the energy flow (9, 17) circulating through the distribution network and means for comparing said direction of the energy flow (9, 17) detected and the directionality of the fault, for determine the existence of a fault in a

línea line: (10, 11, 13, 16, 23, 24, 25) de la red de (10, eleven, 13, 16, 2. 3, 24, 25) from the net from

distribución distribution: cuando el sentido del flujo de energía y la when he sense of the flow from Energy Y the

direccionalidad directionality: del paso de falta coinciden, of the He passed from lack match,

diferenciando differentiating: la intensidad de falta (Id) de las the intensity from lack (Id) from the

intensidades intensities: capacitivas (12). capacitive (12).

2. Control / protection device according to claim 1, characterized in that the means for detecting the direction of the energy flow determine the direction of the energy flow (9, 17) based on the active power in the lines (10, 11, 13, 16, 23, 24, 25) of the distribution network both in the direction of energy flow (9) from main line (11, 23) to branch lines (10, 13, 16, 24, 25) and in the direction of energy flow (17) from branch lines (10, 13, 16, 24, 25) to main line (11,23)

3. Control / protection device according to claim 1, characterized in that the means for detecting the direction of the energy flow (9, 17) comprise means for measuring the angle of the three phases

(21) of the intensity that circulates through at least one line (10, 11, 13, 16, 23, 24, 25) of the distribution network both in the direction of energy flow (9) of the main line (11, 23) to branch lines (10, 13, 16, 24, 25) and in the direction of energy flow (17) from branch lines (10, 13, 16, 24, 25) to main line

(11.23).

4. Control / protection device according to claim 2, characterized in that when the flow of active power in the direction (17) of drift lines i or n (1 O, 13, 1 6, 2 4, 2 5) to 1 í neapr ine ipa 1 (11, 2 3) is greater than a certain value and is maintained for a predetermined safety time the device (1) is configured for a direction of the energy flow (17) of branch lines (10, 13, 16, 24, 25) to main line (11, 23).

5. Control / protection device according to claim 4, characterized in that when the power flow activates in the direction (9) of the main line

(11,23) to drop lines (10, 13, 16, 24, 25) is greater than a certain value and is maintained for a predetermined safety time the device (1) is configured for a direction of energy flow ( 9) from main line (11,23) to branch lines (10, 13, 16, 24, 25).

6. Control / protection device according to claim 3, characterized in that the configuration

of the device (1) changes from a direction of energy flow (9) from main line (11,23) to branch lines (10, 13, 16, 24, 25) to a direction of energy flow (17) of branch lines (10, 13, 16, 24, 25) to main line (11,23) and vice versa when the angle of

las the: tres fases (21) de al menos una línea (10, 11, 13, three phases (twenty-one) from to the less a line (10, 11, 13,

16, 16,: 23, 24, 25) de la red de distribución tiene un 2. 3, 24, 25) from the net from distribution have a

sentido sense: definido durante un tiempo de seguridad definite during a weather from security

prefijado. prefixed.

7. Control / protection device according to claim 1, characterized in that said at least one electrical equipment (4) comprises intensity measurement means (6) for measuring the intensity circulating through the electrical equipment (4) and at less an electrical circuit comprising voltage measurement means (B) and an indication or detection circuit of presence / absence of voltage (A), and because the control / protection device (1) detects the fault passage and the directionality of the fault passage based on the intensity measurement and the measurements of the voltage measurement circuit (B) and of the indication or detection circuit of presence / absence of voltage (A).

8. Control / protection device according to previous claims in which the intensity measuring means (6) comprise toroidal intensity sensors arranged in bushing (22) of the electrical equipment (4).

9. Control / protection device according to previous claims characterized in that the voltage measuring means (B) comprise a capacitive voltage socket in the bushing (22) of the electrical equipment

( 4) •

10.-Control / protection device according to

reivindicación claim: 1 caracterizado porque la detección de one characterized why the detection from

paso He passed: de falta permite el seccionamiento automático de from lack It allows he sectioning automatic from

líneas. lines.

11. Control / protection device according to claim 1, characterized in that it additionally comprises means for detecting the position of the switch (5), disconnector or earthing switch of the electrical equipment (4) in which it is installed.

12. Control / protection device according to claim 1, characterized in that it additionally comprises means for receiving and / or transmitting an order of operation of the switch (5), disconnector or earthing switch.

13.-Control / protection device according to claim 1, characterized in that it additionally comprises means for receiving control signals and measurement of temperature, pressure, liquid level, etc.

14. Control / protection device according to claim 1, characterized in that it additionally comprises recording means for storing the detected defects, as well as the different configuration parameters.

15. Control / protection device according to claim 1, characterized in that the indication or detection circuit of presence / absence of voltage

(A) allows a grounding prevention interlock that prevents the grounding of the switch (5) of the electrical equipment (4) when

individualized tension in each of the phases (21)

allows the detection of an open phase at some point

from 1 to 1 n e a (1 O, 13, 1 6)

22. 22. Control / protection device according to any of the preceding claims, characterized in that the control / protection device

(1) is a three phase device.

23. 23. Control / protection device according to any of the preceding claims, characterized in that the control / protection device

(1) is integrated into the electrical equipment itself (4).

fifteen