ES2830374T3 - Procedimiento de protección diferencial y dispositivo de protección diferencial para realizar un procedimiento de protección diferencial - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de protección diferencial para producir una señal de fallo, en el cual - en al menos dos puntos de medición (M1, M2) diferentes de un transformador multifase (10), para cada fase (A, B, C) se miden respectivamente valores de medición de corriente; - con los valores de medición de corriente, para cada fase (A, B, C) se forman valores de corriente diferencial y valores de estabilización; - la señal de fallo se produce cuando en el marco de un control del área de activación se constata que un par de valores de medición, formado mediante el empleo de uno de los valores de corriente diferencial y el valor de estabilización respectivamente correspondiente, de al menos una de las fases (A, B, C), se encuentra en un área de activación (23) predeterminada; caracterizado porque - el transformador (10) presenta un punto neutro a tierra (14); y - para formar los valores de estabilización se emplea una corriente del sistema cero que circula a través del punto neutro (14), donde como respectivo valor de estabilización se utiliza un valor máximo de los valores de medición de corriente formados en los respectivos puntos de medición (M1, M2), así como de las corrientes del sistema cero que circulan en los respectivos lados (10a, 10b) del transformador (10).

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento de protección diferencial y dispositivo de protección diferencial para realizar un procedimiento de protección diferencial
La presente invención hace referencia a un procedimiento de protección diferencial para producir una señal de fallo, en el cual, en al menos dos puntos de medición diferentes, para cada fase, se miden respectivamente valores de medición, con los valores de medición para cada fase se forman valores de corriente diferencial y valores de estabilización, y la señal de fallo se produce cuando en el marco de un control del área de activación se constata que un par de valores de medición, formado mediante el empleo de uno de los valores de corriente diferencial y el valor de estabilización respectivamente correspondiente, de al menos una de las fases, se encuentra en un área de activación predeterminada. La invención hace referencia además a un dispositivo eléctrico de protección diferencial correspondiente, para realizar un procedimiento de protección diferencial.
Los dispositivos de protección diferencial para realizar un procedimiento de protección diferencial, entre otros, se utilizan para el monitoreo de transformadores multifase, por ejemplo trifásicos, en redes de suministro de energía. De este modo, en al menos dos puntos de medición diferentes del transformador monitoreado, en el caso de un transformador de dos lados habitualmente en ambos lados del transformador, para cada fase se registra la corriente que circula en los puntos de medición y se suministra al dispositivo de protección en forma de valores de medición de corriente. El dispositivo de protección, mediante una adición correcta en cuanto al signo, para cada fase, a partir de valores de medición de corriente, forma valores de corriente diferencial que se emplean para la valoración de la situación de funcionamiento del transformador monitoreado.
Puesto que un transformador en sí mismo provoca una modificación de la amplitud y del ángulo de fase de la corriente que circula por el mismo, los valores de medición de corriente, al menos de un lado, antes de la formación del valor de corriente diferencial, deben adaptarse en cuanto a su amplitud y su ángulo de fase, para obtener valores de medición de corriente comparables unos con otros, para ambos lados del transformador. Esa adaptación, en cuanto a la amplitud, habitualmente tiene lugar en base a la relación de transmisión conocida del transformador. En cuanto al ángulo de fase tiene lugar igualmente una adaptación mediante la utilización de matrices de adaptación correspondientes. La respectiva matriz de adaptación, a modo de ejemplo, se deriva desde el grupo de conmutación del transformador y, por ejemplo, puede extraerse de los trabajos de tablas correspondientes. Además, también es posible realizar una adaptación automática del ángulo de fase, por ejemplo mediante la medición de la diferencia del ángulo de fase entre los valores de medición de corriente en los distintos puntos de medición del transformador. La adaptación de la amplitud, así como la adaptación del ángulo de fase, son conocidas desde hace largo tiempo por el experto, y por lo tanto no se explican en detalle en este punto.
Puesto que en el caso de un transformador con punto neutro puesto a tierra, de un lado del transformador, se produce una corriente cero y puede influenciar la medición de protección diferencial, habitualmente se realiza una corrección adicional de un componente de corriente cero de los valores de medición del transformador. Para ello puede utilizarse una corriente medida del punto neutro o una corriente cero calculada a partir de los valores de medición de corriente de las fases individuales.
La formación del valor de corriente diferencial se realiza después de la adaptación correspondiente de las amplitudes y del ángulo de fase de los valores de medición, así como de una corrección de la corriente cero.
En un caso sin fallos, los valores de corriente diferencial se encuentran en un área próxima a cero, puesto que en este caso - expresado de forma simplificada - la corriente que circula hacia el interior del transformador circula también nuevamente hacia fuera desde el mismo. En cambio, si resultan valores de corriente diferencial que difieren marcadamente de cero, entonces los mismos llevan a inferir un estado de funcionamiento defectuoso, por ejemplo un cortocircuito interno, de manera que la corriente de fuga debe interrumpirse por ejemplo mediante la apertura de dispositivos de conmutación que limitan el transformador, por ejemplo disyuntores. Para ello, el dispositivo de protección produce una señal de fallo correspondiente que se utiliza para producir una señal de activación, para disponer a los interruptores para la apertura de sus contactos de conmutación.
Puesto que en la práctica normalmente no se encuentran presentes condiciones ideales, por ejemplo una corriente diferencial en un caso sin fallos, precisamente con el valor cero, para la corriente diferencial debe hallarse un valor de comparación adecuado. Para ello se utiliza el así llamado valor de estabilización que, por ejemplo, se calcula mediante la formación de totales de las magnitudes de los respectivos valores de medición de corriente. Otras posibilidades para el cálculo de valores de estabilización en la protección diferencial de transformadores son una formación de la diferencia de las magnitudes de los respectivos valores de medición de corriente o la selección del valor máximo en base a las magnitudes de los respectivos valores de corriente de medición.
Si se marcan un valor de corriente diferencial y un valor de estabilización correspondiente en un diagrama de activación, entonces el respectivo par de medición se encuentra dentro o fuera de un área de activación determinada, de modo que mediante la evaluación de la posición del par de valores de medición puede inferirse la formación de la señal de fallo: la señal de fallo se produce cuando el par de valores de medición se encuentra dentro del área de activación predeterminada.
Por ejemplo, resultan problemas entonces cuando se saturan uno o varios de los convertidores de corriente utilizados, en particular en el caso de fallos externos con intensidad de corriente, situados por tanto fuera del transformador monitoreado, y el perfil de corriente secundario proporcionado por los mismos no muestra una representación correcta del perfil de corriente del lado primario. En esos casos puede detectarse erróneamente una corriente diferencial significativa, y producirse con ello una señal de fallo.
Un procedimiento de protección diferencial de la clase antes mencionada se conoce por ejemplo por la solicitud WO 2008/025309 A1. En el dispositivo de protección diferencial conocido, los perfiles de corriente registrados en los distintos puntos de medición de un componente de una red de suministro de energía, por ejemplo de un transformador, se verifican en cuanto a su similitud, y la sensibilidad de la activación de la protección diferencial se adapta en correspondencia con la similitud detectada. De este modo puede lograrse que en el caso de perfiles de corriente diferentes - por ejemplo debido a una saturación del convertidor- se reduzca la sensibilidad del dispositivo de protección diferencial de manera correspondiente, para no emitir una señal de fallo de forma no deseada.
Por la solicitud WO 2014/079511 A1 se conoce además un procedimiento de protección diferencial, en el cual, mediante pocos valores de medición de corriente registrados, mediante estimación, se determinan valores futuros pronosticados de valores de corriente diferencial y valores de corriente de estabilización, y para la decisión sobre la producción de una señal de fallo, se controla la posición de los respectivos pares de valores de medición en el área de activación.
El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento, así como un dispositivo de protección diferencial, para el monitoreo de un transformador multifase, para poder diferenciar selectivamente y de modo fiable un fallo externo de un fallo interno.
En cuanto al procedimiento, dicho objeto se soluciona mediante un procedimiento de protección diferencial según la figura 1, en el cual el transformador presenta punto neutro a tierra, y para la formación de los valores de estabilización se emplea una corriente del sistema cero que circula a través del punto neutro, donde como respectivo valor de estabilización se utiliza un valor máximo a partir de los valores de medición de corriente formados en los respectivos puntos de medición, así como corrientes del sistema cero que circulan en los respectivos lados del transformador.
Al realizar un procedimiento de protección diferencial para transformadores con punto neutro puesto a tierra, ciertamente se ha comprobado que mediante una corrección de la corriente cero, realizada en este caso, los valores de medición de corriente se vuelven cero y, con ello, también los valores de estabilización para aquél lado del transformador en el cual se realiza la corrección de corriente cero. De este modo, la corriente de estabilización considera en este caso sólo la corriente de carga que circula en los lados del transformador que no presentan un punto neutro puesto a tierra, la cual también puede ser de cero en el funcionamiento en vacío del transformador, de manera que en ese caso - debido a la falta de estabilización del procedimiento de protección diferencial - en particular en el caso de fallos externos con intensidad de corriente y/o en el caso de estar presente una saturación del convertidor - existiría el riesgo de una activación errónea. Sin embargo, mediante la inclusión de la corriente del sistema cero en el cálculo de los valores de estabilización puede reducirse significativamente el riesgo de una activación errónea para esos casos, ya que de ese modo, debido a la corriente del sistema cero, comparativamente elevada en el caso de fallo, se forman siempre valores de estabilización suficientemente elevados.
Según la invención se prevé que como respectivo valor de estabilización se utilice un valor máximo a partir de los valores de medición de corriente formados en los respectivos puntos de medición, así como corrientes del sistema cero que circulan en los respectivos lados del transformador.
El valor de la corriente del sistema cero circula directamente al nivel del valor de estabilización.
Según una forma de ejecución ventajosa del procedimiento según la invención se prevé que la corriente del sistema cero se determine mediante la medición de una corriente que circula por el punto neutro.
Esa forma de ejecución es adecuada cuando la corriente de punto neutro puede ser detectada por un convertidor de corriente propio. Una posibilidad para la medición de la corriente del punto neutro se conoce por ejemplo por la solicitud DE4416048C1.
De manera alternativa con respecto a esa forma de ejecución, según otra forma de ejecución ventajosa del procedimiento según la invención también puede preverse que la corriente del sistema cero se determine mediante cálculos a partir de los valores de medición de corriente registrados para las fases individuales.
Ese cálculo puede tener lugar mediante los valores de medición de corriente Ia, Ib, Ic en aquel lado del transformador que presenta el punto neutro puesto a tierra, del siguiente modo, y es conocido por el experto como "eliminación de la corriente cero"':
Figure imgf000004_0001
En ese caso no se necesita un convertidor de corriente separado para la medición de una corriente que circula por el punto neutro.
El objeto antes mencionado se soluciona también mediante un dispositivo eléctrico de protección diferencial para la formación de una señal de fallo según la reivindicación 4, con conexiones para la conexión directa o indirecta a por los menos dos puntos de medición diferentes de un componente de una red eléctrica de suministro de energía, y con un dispositivo de evaluación que está configurado para formar valores de corriente diferencial y valores de estabilización con valores de medición de corriente registrados en los puntos de medición, y para producir una señal de fallo cuando un par de valores de medición, formado mediante el empleo de uno de los valores de corriente diferencial y el valor de estabilización respectivamente correspondiente, se encuentra en un área de activación predeterminada.
Según la invención se prevé que el transformador presente un punto neutro a tierra y que el dispositivo de evaluación esté configurado para emplear una corriente del sistema cero que circula a través del punto neutro para formar los valores de estabilización, donde el dispositivo de evaluación está configurado para determinar el respectivo valor de estabilización mediante la determinación del valor máximo a partir de los valores de medición de corriente formados en los respectivos puntos de medición, así como de las corrientes del sistema cero que circulan en los respectivos lados del transformador.
Según la invención se prevé que el dispositivo de evaluación esté configurado para determinar el respectivo valor de estabilización mediante la determinación del valor máximo, a partir de los valores de medición de corriente formados en los respectivos puntos de medición, así como de las corrientes del sistema cero que circulan en los respectivos lados del transformador.
En cuanto al registro de la corriente del sistema cero puede preverse además que el dispositivo de protección comprenda una conexión para la conexión directa o indirecta a un punto de medición de corriente del punto neutro, y que el dispositivo de evaluación esté configurado para determinar la corriente del sistema cero mediante la medición de una corriente que circula por el punto neutro, o que el dispositivo de evaluación esté configurado para determinar mediante cálculos la corriente del sistema cero a partir de los valores de medición de corriente registrados para las fases individuales.
En cuanto al dispositivo de protección diferencial según la invención se aplican todas las explicaciones realizadas anteriormente y a continuación con relación al procedimiento de protección diferencial según la invención, y de forma inversa de manera correspondiente; en particular el dispositivo de protección diferencial según la invención está configurado para realizar el procedimiento de protección diferencial según la invención en cualquier combinación deseada o en una combinación de formas de ejecución deseadas, También con respecto a las ventajas del dispositivo de protección diferencial según la invención se remite a las ventajas descritas con respecto al procedimiento de protección diferencial según la invención.
A continuación la invención se explica con mayor detalle mediante un ejemplo de ejecución. La conformación específica del ejemplo de ejecución, para la conformación general del procedimiento de protección diferencial según la invención y del dispositivo de protección según la invención, no debe entenderse en modo alguno de forma limitativa; más bien, características individuales de la conformación del ejemplo de ejecución pueden combinarse libremente entre sí de cualquier modo deseado, y pueden combinarse con las características antes descritas.
Muestran:
Figura 1 una vista esquemática de un dispositivo de protección diferencial que monitorea un transformador; y Figuras 2-4 diagramas de activación con pares de valores de medición marcados, de valores de corriente diferencial y valores de estabilización.
En el marco del ejemplo de ejecución, con la finalidad de una representación simplificada, se parte de un transformador con dos lados. Para la aplicación de la invención en transformadores con más de dos lados, el procedimiento descrito debe realizarse de modo correspondiente para todos los lados restantes.
La figura 1, en una vista esquemática, muestra un sector de un sistema eléctrico de suministro de energía trifásico (conductor de fases A, B, C), con un transformador 10 de dos lados en un circuito en estrella- en triángulo con punto neutro 14 puesto a tierra en el lado de alta tensión 10a. El transformador 10 se monitorea mediante un dispositivo de protección diferencial 11, en cuanto a la presencia de fallos internos (por ejemplo cortocircuitos, faltas a tierra, fallos de espiras). Para ello, en un primer punto de medición M1 en el lado de alta tensión 10a del transformador 10, mediante dispositivos de medición de corriente (por ejemplo convertidores inductivos o los así llamados convertidores no convencionales) se registran valores de medición de corriente y se suministran a conexiones correspondientes de un dispositivo de registro de valores de medición 12 del dispositivo de protección diferencial 11. De manera correspondiente, en un segundo punto de medición M2, de un lado de baja tensión 10b del transformador 10, mediante dispositivos de medición de corriente, se registran valores de medición de corriente Ia, Ib, Ic, y se suministran a otras conexiones correspondientes del dispositivo de registro de valores de medición 12 del dispositivo de protección diferencial 11. Los valores de medición de corriente Ia, Ib, Ic, Ia, Ib, Ic pueden transmitirse al dispositivo de registro de valores de medición 12 de forma analógica o digital. En tanto los valores de medición de corriente Ia, Ib, Ic, Ia, Ib, Ic se apliquen como valores de medición analógicos en el dispositivo de registro de valores de medición 12, los mismos eventualmente son filtrados allí y son sometidos a una conversión analógica/digital. En caso contrario, un filtrado y una conversión analógica/digital ya tienen lugar por fuera del dispositivo de registro de valores de medición 12, por ejemplo mediante una así llamada unidad terminal remota (del inglés Remote Terminal Unit) o una unidad de conversión (del inglés Merging Unit). Los valores de medición digitalizados, en este caso, se transmiten al dispositivo de protección diferencial 11 mediante un bus de proceso.
El dispositivo de registro de valores de medición 12, del lado de salida, está conectado a un dispositivo de evaluación 13 del dispositivo de protección diferencial 11, que por ejemplo puede tratarse de un módulo de cálculo de hardware (ASIC, FPGA), diseñado de modo correspondiente, de un ensamble de microprocesador central, de un procesador de señales digital (DSP) o de una combinación de los dispositivos mencionados. La unidad de evaluación 13, mediante programación determinada en cuanto a software y/o hardware, está configurada para realizar un procedimiento de protección diferencial usando los valores de medición de corriente de los dos lados del transformador 10, para detectar eventuales fallos internos y poder eliminarlos.
Puesto que en el caso de la transformación de corriente y tensión mediante el transformador 10, en comparación con las magnitudes que se aplican del lado de alta tensión, tienen lugar modificaciones de amplitud y del ángulo de fase de la corriente emitida del lado de baja tensión, para la realización del procedimiento de protección diferencial los valores de medición de corriente primero se adaptan en cuanto a su amplitud y a su ángulo de fase. A continuación se describe una adaptación de esa clase en cuanto a las corrientes Ia, Ib, Ic del lado de baja tensión 10b del transformador 10, pero alternativamente o de forma adicional sería igualmente posible adaptar los valores de medición de corriente del lado de alta tensión 10a.
Para la adaptación referida a la amplitud, los valores de medición de corriente Ia, Ib, Ic se adaptan utilizando la relación de transmisión del transformador. Esto indica la relación del número de espiras del bobinado de alta tensión con respecto a aquél del bobinado de baja tensión, y determina la modificación de la corriente, referida a la amplitud, durante el proceso de transformación. Además se realiza una adaptación del ángulo de fase entre el lado de alta tensión y el lado de baja tensión. La modificación del ángulo de fases resulta esencialmente del grupo de conmutación predeterminado constructivamente y de la posición de eventuales interruptores de paso. Esas adaptaciones se conocen desde hace mucho tiempo y por lo tanto no se describen en detalle en este punto. Del lado de salida se encuentran presentes valores de medición de corriente I'a, I'b, I'c adaptados según la adaptación de la amplitud y del ángulo de fase.
Del lado de alta tensión 10a del transformador 10, debido a la puesta a tierra del punto neutro 14, puede presentarse un componente de corriente del sistema cero. El mismo es compensado mediante una corrección correspondiente antes de la realización del procedimiento de protección diferencial. La siguiente ecuación representa la corrección de corriente del sistema cero para los valores de medición de corriente Ia, Ib, Ic registrados en el lado de alta tensión 10a:
f/,1 100" ÍV ‘ 0 \
h = 0 10 • h + h ( 1 )
UJ 0 1. \ l C ) Vo)
De este modo, Ía, Íb, Íc representan los valores de medición de corriente corregidos en cuanto a la corriente del sistema cero, del lado de alta tensión 10a; I0 denomina la corriente del sistema cero.
La corriente del sistema cero lo puede determinarse por ejemplo mediante cálculos, a partir de los valores de medición de corriente Ia, Ib, Ic:
31:: - IA 1 I I : ■
De manera alternativa, la corriente del sistema cero puede determinarse también a partir de la medición de la corriente del punto neutro ISt al estar presente un dispositivo de medición correspondiente en la ruta de corriente entre el punto neutro 14 y la tierra, y puede transmitirse al dispositivo de protección diferencial 11 (no representado en la figura 1).
Los valores de medición de corriente I'a, I'b, I'c del lado de baja tensión 10b, adaptados en cuanto a la amplitud y al ángulo de fase, pueden ahora emplearse junto con los valores de medición de corriente Ía, Íb, Íc registrados en el lado de alta tensión 10a y corregidos en cuanto a la corriente cero, para la comparación de protección diferencial. De este modo, mediante la formación de un respectivo valor de corriente diferencial Id¡í, se forma la diferencia a partir de las magnitudes de valores de medición de corriente que respectivamente pertenecen a una fase:
I d íí.a = I Í a — I 'a I /
I d í í , b = I I b - I ' b I /
I d í í , ; = l í - 1 ' = I -Para adaptar el procedimiento de protección diferencial de forma dinámica al nivel de la corriente respectivamente circulante y compensar eventuales fallos del convertidor de los dispositivos de medición de corriente utilizados, a partir de los valores de medición de corriente Ía, Íb, Íc e I'a, I'b, I'c, corregidos en cuanto a la corriente del sistema cero, así como adaptados en cuanto a la amplitud y al ángulo de fase, para cada fase se forma un valor de estabilización Istab. El valor de corriente diferencial IDif, determinado de forma incorrecta debido a fallos del convertidor, aumenta proporcionalmente con la corriente de paso, y en el caso de cortocircuitos externos con saturación del convertidor puede aumentar en alto grado, de manera que sin una estabilización se produciría una activación, aunque el fallo no se encuentre en el área de protección, por tanto dentro del transformador 10.
Mediante el valor de corriente diferencial Id¡í calculado y el valor de estabilización Istab correspondiente, para cada fase se controla la posición del par de valores de medición del valor de corriente diferencial Id¡í y el valor de estabilización Istab, en un diagrama de activación. En tanto el par de valores de medición de al menos una fase del transformador 10 se encuentre dentro de la zona de activación, se produce una señal de fallo que indica un fallo, la cual puede ser utilizada por el dispositivo de protección diferencial 11 para formar una señal de activación TRIP para un disyuntor (no representado en la figura 1), para impedir otros daños del transformador 10. La señal de activación TRIP dispone a los disyuntores para la apertura de contactos de conmutación correspondientes, para separar el transformador 10 del resto de la red de suministro de energía. En los principios convencionales, el valor de estabilización Istab en los transformadores fue determinado como la suma de las magnitudes de los valores de medición de corriente corregidos de forma correspondiente en cuanto a la corriente del sistema cero, o adaptados,
I s t a b , a — I Í a I l l ' a l f
como magnitud de la diferencia de los valores de medición de corriente corregidos de forma correspondiente en cuanto a la corriente del sistema cero, o adaptados,
Figure imgf000006_0001
o como valor máximo a partir de los valores de medición de corriente corregidos de forma correspondiente en cuanto a la corriente del sistema cero, o adaptados,
Las ecuaciones precedentes, a modo de ejemplo, están formuladas respectivamente para la fase A del transformador 10, las ecuaciones para el cálculo de los valores de estabilización Istab,B e Istab,c para las otras dos fases B, C, pueden formularse de modo correspondiente.
En el caso de una formación convencional del valor de estabilización, sin embargo, han resultado puntos débiles con respecto al tratamiento de la corriente cero en el punto neutro puesto a tierra, en el caso de fallos externos con intensidad de corriente y eventualmente la presencia de una saturación del convertidor. En la figura 1 está representado un fallo externo, es decir que se encuentra por fuera del transformador, entre la fase A y tierra en el punto de fallo F, en la sección de la línea entre un generador 15 y el transformador 10 Ese fallo externo debe ser detectado como tal por el dispositivo de protección diferencial 11, y no puede conducir a una activación no deseada.
En el caso del fallo unipolar externo representado, con contacto a tierra y alimentación mediante el transformador puesto a tierra, a través del punto neutro del transformador 14, como corriente del sistema cero I0 , circula corriente de cortocircuito -Ika (la corriente de cortocircuito circulante está indicada mediante flechas en la figura 1; el nivel de la respectiva corriente de cortocircuito circulante se indica mediante el número de flechas, donde más flechas representan una corriente de cortocircuito más elevada). La corriente de cortocircuito se muestra de forma regular en el lado de alta tensión 10a del transformador 10, en las tres fases A, B, C. La corriente del sistema cero I0 , en cambio, no se forma en el lado de baja tensión 10b del transformador 10, ya que el mismo está realizado como bobinado en triángulo. Por ese motivo, en la protección diferencial del transformador, antes de la formación del valor de corriente diferencial ID¡t y del valor de estabilización IStab, se realiza la corrección de corriente del sistema cero antes mencionada, en cuanto a aquellos lados del transformador 10 que presentan una puesta a tierra (en el presente caso solamente es el lado de alta tensión 10a).
Referido a los fallos unipolares en la figura 1, la corriente de fuga en el lado de alta tensión 10a es de la misma magnitud en las tres fases, en cuanto a la amplitud y al ángulo de fase. De este modo, para el lado de alta tensión 10b en el funcionamiento en vacío del transformador 10, por tanto, aplica:
Figure imgf000007_0001
y
Figure imgf000007_0002
Los valores de medición de corriente del lado de alta tensión 10a, tratados en cuanto a la corriente cero, resultan de este modo en correspondencia con la ecuación (1):
Figure imgf000007_0003
Como se aprecia en la ecuación precedente, los valores de medición de corriente tratados en cuanto a la corriente cero se vuelven cero en el lado de alta tensión 10a cuando se observa sólo la corriente de cortocircuito IkA, es decir, sin considerar la corriente de carga. Los procedimientos de cálculo convencionales antes mencionados para los valores de estabilización, de este modo, conducen a valores de estabilización que consideran sólo la corriente de carga en el lado de baja tensión 10b del transformador 10. En el funcionamiento en vacío del transformador, una corriente de carga de esa clase igualmente puede ser de cero, de manera que en total se determina un valor de estabilización de cero (así como cercano a cero).
En el caso de que un convertidor de corriente conductor no transmita con precisión la corriente (por ejemplo en el caso de una saturación del convertidor, pero también debido a imprecisiones de la medición), la parte incorrecta en el procedimiento anterior se reproduce con las mismas partes en el valor de corriente diferencial y en el valor de estabilización. Esa relación de aproximadamente 1 se reproduce en el diagrama de activación como característica de fallo en el caso de un fallo interno en una alimentación de un lado, y se produce una activación errónea. Ese caso está representado a modo de ejemplo en el diagrama de activación en la figura 2, el cual, con la finalidad de una mayor claridad (como los diagramas de activación subsiguientes en las figuras 3 y 4), se muestra solamente para una fase, por ejemplo la fase A. En el diagrama de activación, pares de valores de medición, de valores de corriente diferencial y valores de estabilización correspondientes, se verifican en cuando a su posición. Se aprecia la característica de fallo 20 como diagonal en el diagrama de activación. La característica de activación 21 separa el área de activación 23 del área normal 24. El par de valores de medición 25, de valor de corriente diferencial bfi y valor de estabilización Istab1 , calculados de modo convencional, se encuentra en el área de activación 24, y conduce con ello a la activación - a pesar de un fallo externo.
Para solucionar ese problema se propone modificar el cálculo del valor de estabilización, mediante la determinación del valor de estabilización considerando también una corriente del sistema cero que se encuentra presente. El valor de estabilización, según la invención, se forma mediante la selección del valor máximo, en base a los valores de medición de corriente eventualmente adaptados y/o corregidos en cuanto a la corriente cero, para cada fase, así como en base a la corriente del sistema cero medida o calculada (a continuación a modo de ejemplo para la fase A):
LJtS: , A = Max ( i 1a i ; Ho .s i l ; U ' , 1 ; n , 52 I )
De este modo, Iü,s1 e I0 ,S2 representan los respectivos lados (S1: lado 1, en este caso lado de alta tensión 10a; S2: lado 2, en este caso lado de baja tensión 1 üb) del transformador, corrientes del sistema cero calculadas, así como medidas. En tanto no se encuentre presente una corriente del sistema cero - en este caso como para el lado de baja tensión 10b -, ese término se suprime en la determinación del valor de estabilización; en este caso, por consiguiente, se incluye en el cálculo del valor de estabilización sólo la corriente del sistema cero Io,s1 en el lado de alta tensión. El valor de estabilización se determina de forma separada para cada fase. El número de los lados utilizados del transformador con corrientes cero que se presentan y, por tanto, corrección necesario de la corriente cero, determina también el número de las corrientes cero que deben considerarse para formar el valor de estabilización.
Mediante la determinación modificada del valor de estabilización, de aquí en más se incluye directamente en la estabilización del procedimiento de protección diferencial una corriente del sistema cero que se produce condicionada por el fallo, y se considera de modo correspondiente en el control del área de activación. La solución presentada soluciona por tanto el problema de una activación errónea, en el caso del fallo externo representado en la figura 1. Esto se representa a modo de ejemplo en la figura 3. En el caso de un valor, constante en comparación con el diagrama de activación en la figura 2, del valor de corriente diferencial IDifi, en el cálculo del valor de estabilización Istab se incluye ahora la corriente del sistema cero significativamente más elevada. Debido a esto, en lugar del valor de estabilización Istab1 utilizado en el caso de la figura 2, de aquí en adelante se utiliza el valor Istab2 más elevado; el par de valores de medición 31 de I Dif1 e Istab2 se encuentra en el área normal 24. De manera correspondiente, no se dispone una activación por el dispositivo de protección diferencial 11, para el fallo externo.
La figura 4, a modo de ejemplo, muestra el caso de un fallo interno (no representado en la figura 1). Debido al valor de corriente diferencial IDif2 ahora más elevado, el par de valores de medición 41, de b f2 e Istab2 , entra ahora en el área de activación 23. El dispositivo de protección diferencial 11, de manera correspondiente, dispone una activación de un disyuntor para eliminar el fallo interno.
La solución descrita, de manera ventajosa, permite mantener los principios básicos anteriores, probados, de la protección diferencial de corriente estándar, con los ajustes para la característica de activación 21, de manera que a este respecto no deben efectuarse ajustes modificados. No se modifica tampoco la formación del valor de corriente diferencial IDif. Una modificación solamente tiene lugar en el tipo de formación del valor de estabilización Istab. Lo mencionado también es importante para evitar una estabilización excesiva en el caso de fallos internos y una subfunción asociada a ello. Al mismo tiempo, sin embargo, se alcanza una estabilización mejorada en el caso de fallos externos.

Claims (6)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento de protección diferencial para producir una señal de fallo, en el cual
- en al menos dos puntos de medición (M1, M2) diferentes de un transformador multifase (10), para cada fase (A, B, C) se miden respectivamente valores de medición de corriente;
- con los valores de medición de corriente, para cada fase (A, B, C) se forman valores de corriente diferencial y valores de estabilización;
- la señal de fallo se produce cuando en el marco de un control del área de activación se constata que un par de valores de medición, formado mediante el empleo de uno de los valores de corriente diferencial y el valor de estabilización respectivamente correspondiente, de al menos una de las fases (A, B, C), se encuentra en un área de activación (23) predeterminada;
caracterizado porque
- el transformador (10) presenta un punto neutro a tierra (14); y
- para formar los valores de estabilización se emplea una corriente del sistema cero que circula a través del punto neutro (14), donde como respectivo valor de estabilización se utiliza un valor máximo de los valores de medición de corriente formados en los respectivos puntos de medición (M1, M2), así como de las corrientes del sistema cero que circulan en los respectivos lados (10a, 10b) del transformador (10).
2. Procedimiento de protección diferencial según la reivindicación 1,caracterizado porque
- la corriente del sistema cero se determina mediante la medición de una corriente que circula a través del punto neutro (14).
3. Procedimiento de protección diferencial según la reivindicación 1, caracterizado porque
- la corriente del sistema cero se determina mediante cálculos a partir de los valores de medición de corriente registrados para las fases (A, B, C) individuales.
4. Dispositivo eléctrico de protección diferencial (11) para la formación de una señal de fallo
- con conexiones para la conexión directa o indirecta a por los menos dos puntos de medición (M1, M2) diferentes de un transformador multifase (10), y
- con un dispositivo de evaluación (13) que está configurado para formar valores de corriente diferencial y valores de estabilización con valores de medición de corriente registrados en los puntos de medición (M1, M2), y para producir una señal de fallo cuando un par de valores de medición, formado mediante el empleo de uno de los valores de corriente diferencial y el valor de estabilización respectivamente correspondiente, se encuentra en un área de activación (23) predeterminada;
caracterizado porque
- el transformador (10) presenta un punto neutro a tierra (14); y
- el dispositivo de evaluación (13) está configurado para emplear una corriente del sistema cero que circula a través del punto neutro (14) para formar los valores de estabilización, donde el dispositivo de evaluación (13) está configurado para determinar el respectivo valor de estabilización mediante la determinación del valor máximo a partir de los valores de medición de corriente formados en los respectivos puntos de medición (M1, M2), así como de las corrientes del sistema cero que circulan en los respectivos lados (10a, 10b) del transformador (10).
5. Dispositivo eléctrico de protección diferencial (11) según la reivindicación 4, caracterizado porque
- el dispositivo de protección diferencial (11) comprende una conexión para la conexión directa o indirecta a un punto de medición de la corriente de punto neutro; y
- el dispositivo de evaluación está configurado para determinar la corriente del sistema cero mediante la medición de una corriente que circula a través del punto neutro (14)
6. Dispositivo eléctrico de protección diferencial (11) según la reivindicación 4, caracterizado porque
- el dispositivo de evaluación (13) está configurado para determinar la corriente del sistema cero mediante cálculos a partir de los valores de medición de corriente registrados para las fases (A, B, C) individuales.
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