ES2895650T3 - Procedimiento y equipo para la localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía eléctrica en sistemas de corriente continua - Google Patents

Procedimiento y equipo para la localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía eléctrica en sistemas de corriente continua Download PDF

Info

Publication number
ES2895650T3
ES2895650T3 ES18739739T ES18739739T ES2895650T3 ES 2895650 T3 ES2895650 T3 ES 2895650T3 ES 18739739 T ES18739739 T ES 18739739T ES 18739739 T ES18739739 T ES 18739739T ES 2895650 T3 ES2895650 T3 ES 2895650T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
short circuit
power supply
supply line
determined
physical property
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES18739739T
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfgang Braun
Martin Schmidt
Stephan Nölkensmeier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2895650T3 publication Critical patent/ES2895650T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/081Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
    • G01R31/085Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution lines, e.g. overhead
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/006Calibration or setting of parameters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/087Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for DC applications
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/268Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for DC systems
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02Electric testing or monitoring
    • G05B23/0205Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults
    • G05B23/0218Electric testing or monitoring by means of a monitoring system capable of detecting and responding to faults characterised by the fault detection method dealing with either existing or incipient faults
    • G05B23/0224Process history based detection method, e.g. whereby history implies the availability of large amounts of data
    • G05B23/024Quantitative history assessment, e.g. mathematical relationships between available data; Functions therefor; Principal component analysis [PCA]; Partial least square [PLS]; Statistical classifiers, e.g. Bayesian networks, linear regression or correlation analysis; Neural networks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Locating Faults (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

Procedimiento para la localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía eléctrica (4) en sistemas de corriente continua (1), en el cual se genera al menos un cortocircuito de referencia (A, B, C) en una ubicación de falla de referencia conocida (18', 18", 18"') de la línea de suministro de energía (4); y durante el cortocircuito de referencia se determina al menos una propiedad física de la línea de suministro de energía (4); en el cual se determina al menos una propiedad física de la línea de suministro de energía eléctrica (4) en caso de un cortocircuito operativo (D); y en el cual se determina una ubicación de falla (21) del cortocircuito operativo (D), al menos considerando la propiedad física determinada durante el cortocircuito de referencia y el cortocircuito operativo, así como la ubicación de la falla de referencia.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y equipo para la localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía eléctrica en sistemas de corriente continua
En los sistemas de suministro de energía de tracción, durante el funcionamiento se pueden presentar cortocircuitos a lo largo de la línea de suministro de energía. En tal caso, no resulta relevante si se utiliza un sistema de catenaria, un sistema de tercer raíl u otro sistema. Estos cortocircuitos operativos pueden ocurrir, por ejemplo, por vehículos o trenes defectuosos, por partes defectuosas de la línea aérea de contacto, por accidentes con vehículos de carretera, grúas o por árboles caídos. Las secciones de alimentación de la línea de suministro de energía en las cuales se producen los cortocircuitos presentan generalmente una longitud de hasta 2 km en el tráfico corta distancia y de hasta 20 km en el tráfico de larga distancia. Cuando se produce un cortocircuito operativo, el operador ferroviario sabe en qué sección de alimentación de la línea de suministro de energía eléctrica se encuentra el cortocircuito. Aunque no hay información sobre el lugar exacto de la falla del cortocircuito operativo. El cortocircuito operacional será a continuación un cortocircuito que se presenta durante el funcionamiento.
En los sistemas ferroviarios de corriente continua, el operador de la línea de suministro de energía eléctrica por lo general no tiene forma de detectar la ubicación de la falla de un cortocircuito operativo. El operador depende de las informaciones de terceros sobre la ubicación de la falla. En el caso de un tren defectuoso o de un accidente, por ejemplo, el conductor del vehículo puede informar de ello. Pero en el caso de una falla debido a componentes dañados de la línea de contacto o a fallas de aislamiento, por ejemplo, se debe recorrer toda la sección de alimentación para encontrar la ubicación de la falla.
En los sistemas de corriente alterna se conocen procedimientos que se utilizan para determinar automáticamente la ubicación de una falla. Estos procedimientos aún no se han utilizado en sistemas ferroviarios de corriente continua. En la solicitud RU 2237905 C2 se describe un procedimiento para la localización de fallas que también se puede aplicar para corriente continua. Sin embargo, este procedimiento aún no se utiliza.
Otros procedimientos y dispositivos correspondientes se pueden deducir de las solicitudes EP 2998750 A1 y EP 3 193420 A1.
En otros sistemas de corriente continua, como el HVDC (transmisión de corriente continua de alta tensión) o una alimentación eléctrica para centros de datos, pueden producirse cortocircuitos operativos, cuya rápida ubicación es ventajosa. Por lo tanto, la presente invención se puede utilizar para diferentes tipos de sistemas de corriente continua.
Por lo tanto, el objeto de la presente invención consiste en proporcionar un procedimiento y un dispositivo para la localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía eléctrica en sistemas de corriente continua, con el cual se pueda determinar de forma fiable y sencilla la localización de fallas.
De acuerdo con la invención, el objeto se resuelve mediante un procedimiento para la localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía eléctrica en sistemas de corriente continua, en el cual se genera al menos un cortocircuito de referencia en una ubicación de falla de referencia conocida de la línea de suministro de energía; y durante el cortocircuito de referencia se determina al menos una propiedad física de la línea de suministro de energía; en el cual se determina al menos una propiedad física de la línea de suministro de energía eléctrica en caso de un cortocircuito operativo y en el cual se determina una ubicación de falla del cortocircuito operativo, al menos considerando la propiedad física determinada durante el cortocircuito de referencia y el cortocircuito operativo, así como la ubicación de la falla de referencia. Además, la invención resuelve el objeto mediante un dispositivo de localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía en sistemas de corriente continua con un dispositivo de medición que está diseñado para la determinación de al menos una propiedad física de la línea de suministro de energía eléctrica durante un cortocircuito de referencia y un cortocircuito operacional, y con un dispositivo informático que está diseñado para la determinación de una ubicación de falla del cortocircuito operacional al menos considerando las propiedades físicas determinadas durante el cortocircuito de referencia y el cortocircuito operacional, así como para la determinación de una ubicación de falla de referencia.
Mediante la solución de la presente invención, la localización de una falla del cortocircuito operativo se puede determinar de forma fiable y sencilla. Para ello, en primer lugar, se realiza una medición de referencia en la cual el cortocircuito de referencia se genera en una ubicación de falla de referencia conocida. El cortocircuito de referencia se diferencia del cortocircuito operativo porque se genera intencionalmente durante la medición de referencia. Durante el cortocircuito de referencia, el dispositivo de medición determina al menos una propiedad física de la línea de suministro de energía eléctrica, por ejemplo, una curva temporal de la intensidad de la corriente y/o de la tensión, es decir, la corriente de falla y/o la tensión de falla. Esta, al menos una, propiedad física, así como la posición de la ubicación de falla de referencia conocida se almacenan. Conforme a la invención, cuando durante el funcionamiento del sistema de corriente continua se produce un cortocircuito operativo, se determina al menos una propiedad física de la línea de suministro de energía eléctrica para dicho cortocircuito operativo, por ejemplo, la corriente de falla y/o la tensión de falla. El dispositivo informático puede determinar entonces la ubicación de la falla del cortocircuito operativo. En este caso, se consideran al menos la, al menos una, propiedad física determinada durante el cortocircuito de referencia y la, al menos una, propiedad física determinada durante el cortocircuito operativo, así como la ubicación de falla de referencia.
De acuerdo con la invención, sólo se tiene que realizar esta medición de referencia con el cortocircuito de referencia para poder determinar posteriormente una localización de fallas de un cortocircuito operativo que se produzca durante el funcionamiento del sistema de corriente continua.
Debido a la ubicación de la falla determinada automáticamente, se pueden iniciar inmediatamente medidas específicas para reanudar rápidamente el funcionamiento del sistema de corriente continua. Una medida de este tipo puede ser, por ejemplo, la implementación dirigida de un equipo de mantenimiento en la ubicación de la falla del cortocircuito operativo. Alternativamente, por ejemplo, se podría enviar primero un dron con un sistema de cámara a la ubicación de la falla para disponer de una primera imagen de la ubicación de la falla. De esta manera, por ejemplo, se puede reconocer inmediatamente un árbol que ha caído sobre la línea aérea y se pueden iniciar las contramedidas adecuadas.
A continuación, la presente invención se describe frecuentemente con referencia a un sistema ferroviario de corriente continua. Aunque esto debe entenderse sólo como un ejemplo. Un uso en otros sistemas de corriente continua también es ventajoso y posible.
La solución conforme a la presente invención se puede perfeccionar mediante diferentes configuraciones ventajosas que se describen a continuación.
Por lo tanto, al menos un valor aritmético que depende de la longitud de la línea de suministro de energía eléctrica se puede determinar al menos mediante la propiedad física determinada durante el cortocircuito de referencia y mediante la ubicación de la falla de referencia y la ubicación de la falla del cortocircuito operativo se determinará considerante dicho valor aritmético y las propiedades físicas determinadas durante el cortocircuito operativo. Esto ofrece la ventaja de que se simplifica el cálculo de la ubicación de la falla. En una forma de ejecución particularmente ventajosa, como valor aritmético se puede determinar, por ejemplo, una inductancia por longitud de la línea de suministro de energía eléctrica. La inductancia es particularmente adecuada como valor de cálculo aquí porque relaciona la tasa de cambio de la corriente con la tensión. Dado que, por ejemplo, la tasa de cambio de la corriente de falla se puede determinar fácilmente, la invención resulta de aplicación sencilla.
Para aumentar aún más la precisión en la determinación de la ubicación de la falla, se puede determinar y considerar una resistencia por longitud de la línea de suministro de energía al determinar la ubicación de la falla. La resistencia, por ejemplo, una resistencia de cable, de la línea de suministro de energía eléctrica puede tener una influencia negativa en la precisión al calcular la ubicación de la falla y, por lo tanto, preferentemente debe restarse. Para simplificar las medidas necesarias, se puede determinar la misma propiedad física de la línea de suministro de energía eléctrica para el cortocircuito de referencia y para el cortocircuito operativo. Además, como propiedad física de la línea de suministro de energía eléctrica en el cortocircuito de referencia y en el cortocircuito operativo, se puede determinar respectivamente la curva temporal de la corriente de falla y/o de la tensión de falla. La determinación de la corriente de falla y de la tensión de falla es fácil de realizar y, por lo tanto, se puede utilizar sin gran esfuerzo. Adicionalmente, se pueden determinar otras propiedades físicas para el cortocircuito de referencia y el cortocircuito operativo.
Para evitar posibles daños en el sistema de corriente continua, se puede detectar el cortocircuito operativo y después se puede desconectar el suministro de energía eléctrica de la línea de suministro de energía eléctrica y hasta la desconexión se puede determinar la, al menos una, propiedad física de la línea de suministro de energía en el cortocircuito operativo. Con la solución conforme a la invención, la ubicación de la falla se puede determinar incluso cuando la línea de suministro de energía eléctrica sólo se alimenta brevemente con energía debido a la desconexión en el caso de un cortocircuito operativo. En particular, se puede extrapolar el curso prospectivo posterior de la, al menos una, propiedad física. El curso prospectivo debe entenderse aquí como la curva que ocurriría sin la desconexión. Esto ofrece la ventaja de que la extrapolación proporciona una curva más larga de la propiedad, lo que aumenta significativamente la precisión de la ubicación de la falla. La extrapolación se puede realizar, por ejemplo, mediante suavizado y/o regresión lineal con el método de cuadrados de error mínimos. La extrapolación también se puede utilizar para el cortocircuito de referencia a fin de obtener una curva más larga de la, al menos una, propiedad física para el cortocircuito de referencia.
El suministro de energía eléctrica se puede interrumpir cuando se detecta un cortocircuito operativo en el rango de menos de 500 ms, en particular, menos de 200 ms.
Para aumentar aún más la precisión en la determinación de la ubicación de la falla, en el caso del cortocircuito de referencia el suministro de energía eléctrica no se interrumpe o se interrumpe más tarde en comparación con el cortocircuito operativo. Así, la corriente de falla alcanza, por ejemplo, un máximo, provocando que la medición de referencia sea más informativa.
En una configuración ventajosa del dispositivo de localización de fallas conforme a la invención, dicho dispositivo puede presentar al menos un dispositivo de comunicaciones que esté configurado para la transmisión de la ubicación de la falla del cortocircuito operativo, en particular, a un centro de control del sistema de corriente continua. Esto ofrece la ventaja de que la ubicación determinada de la falla se puede enviar rápidamente al puesto que necesita dicha información. En el caso de un sistema ferroviario, este puede ser, por ejemplo, el centro de control o una estación de control. La transmisión de la ubicación de la falla se puede realizar a través de cables, por ejemplo, cuando existe una red como Ethernet, o de forma inalámbrica, por ejemplo, a través de WLAN o GSM-R. Además, el dispositivo de localización de fallas para la ejecución del procedimiento conforme a la invención puede estar diseñado según una de las formas de ejecución descritas anteriormente.
Finalmente, la presente invención también hace referencia a un dispositivo de protección y control para sistemas ferroviarios de corriente continua, con un dispositivo de detección que está configurado para la detección de un cortocircuito operativo en una línea de suministro de energía eléctrica del sistema de corriente continua. Para detectar de manera fiable la localización de fallas de un cortocircuito operativo está previsto según la invención que el dispositivo de protección y control presente al menos un dispositivo de localización de fallas según una de las formas de ejecución mencionadas anteriormente.
A continuación, la invención se describe con referencia a los dibujos adjuntos y las formas de ejecución a modo de ejemplo de la invención ilustradas en los mismos.
Las figuras muestran:
Figura 1: una representación esquemática de un sistema ferroviario de corriente continua con dispositivos de protección y control conforme a la invención.
Figura 2: una representación esquemática de una curva de corriente prospectiva en caso de cortocircuitos en diferentes ubicaciones de falla en el sistema ferroviario según la figura 1.
Figura 3: una representación esquemática de una curva de corriente ante un cortocircuito operativo en el cual se desconecta la alimentación eléctrica.
Figura 4: una representación esquemática de un dispositivo conforme a la invención para la localización de fallas de la figura 1.
La invención se describe a continuación con referencia al ejemplo de realización de un dispositivo de protección y control conforme a la invención mostrado en la figura 1 y en los diagramas de las figuras 2 y 3.
La figura 1 muestra un sistema ferroviario de corriente continua 1, que se muestra a modo de ejemplo como un sistema de tranvía. El sistema ferroviario de corriente continua 1 presenta una ruta 2 por la cual se desplazan los vehículos 3. El único vehículo 3 que se muestra en la Figura 1 está diseñado a modo de ejemplo como un tranvía. Además, el sistema ferroviario de corriente continua 1 comprende una línea de suministro de energía eléctrica 4, que suministra energía eléctrica al vehículo 3. En la forma de ejecución de la figura 1, la línea de suministro de energía eléctrica 4 presenta una línea aérea 5 que se contacta por el vehículo 3 mediante un colector de corriente 6. La línea de suministro de energía eléctrica 4 comprende por lo general una pluralidad de secciones de alimentación 7, de las cuales en la figura 1 sólo se muestra una.
Las secciones de alimentación 7 están dispuestas una detrás de la otra a lo largo de la ruta 2 y separadas entre sí por puntos de separación 8. Cada sección de alimentación 7 se alimenta con energía eléctrica en al menos un punto de conexión 9 desde un suministro de energía 10, por ejemplo, una subestación. En la forma de ejecución de la figura 1, la única sección de alimentación 7 representada se alimenta con energía eléctrica desde dos lados en dos puntos de conexión 9. El suministro de energía 10 comprende al menos un panel de conexiones 11, que suministra electricidad al punto de conexión 9. En cada uno de los paneles de conexiones 11 está dispuesto un dispositivo de protección y control conforme a la invención, que se describe con más detalle a continuación. Debido a que el sistema ferroviario de la figura 1 se trata de un sistema ferroviario de corriente continua 1 que funciona con una tensión continua, la línea aérea 5 representa un polo y un riel 12 a lo largo de la ruta 2 representa el otro polo. Por supuesto, también son posibles otros sistemas conocidos para el suministro de vías férreas de corriente continua, tales como un sistema de tercer raíl u otros sistemas.
Cada uno de los paneles de conexiones 11 presenta un dispositivo de detección 13, un dispositivo de desconexión 14 y un dispositivo para la localización de fallas 15. Además, el dispositivo de protección y control también forma parte del respectivo panel de conexiones 11. El dispositivo de protección y control comprende el dispositivo de detección 13 y el dispositivo para la localización de fallas 15.
El dispositivo de detección 13 está diseñado para detectar cortocircuitos operativos en la línea de suministro de energía eléctrica 4.
El dispositivo de desconexión 14 está conectado al dispositivo de detección 13 y puede interrumpir la conexión a la fuente de alimentación 10 en caso de un cortocircuito operativo detectado por el dispositivo de detección 13. El dispositivo de desconexión 14 está diseñado, por ejemplo, como seccionador, interruptor-seccionador o como un disyuntor.
El dispositivo conforme a la invención para la localización de fallas 15 está diseñado para determinar la localización de fallas 21 de un cortocircuito operativo D durante el funcionamiento del sistema ferroviario de corriente continua 1. El dispositivo de localización de averías 15 comprende a su vez un dispositivo de medición 16 y un dispositivo informático 17. En la figura 1 se muestra esquemáticamente a modo de ejemplo una forma de ejecución del dispositivo de la ubicación de la falla 15. También se puede usar como dispositivo de medición 16 para el dispositivo para localización de fallas otro dispositivo disponible que determine los valores de medición necesarios, como, por ejemplo, un dispositivo de medición (no mostrado aquí) del dispositivo de detección 13. Asimismo, el dispositivo informático 17 del dispositivo para localización de fallas 15 también puede estar integrado en otro dispositivo informático, como, por ejemplo, en un dispositivo informático (no mostrado aquí) del dispositivo de detección 13. Por supuesto, el dispositivo de localización de fallas15 también puede estar dispuesto en otro lugar del suministro de energía eléctrica 10.
El dispositivo de medición 16 está diseñado para determinar las propiedades físicas de la línea de suministro de energía eléctrica 4 y, en particular, de la sección de alimentación 7.
El dispositivo informático 17 está conectado al dispositivo de medición 16 con fines de señalización y está configurado para determinar la ubicación de fallas de cortocircuitos operativos.
A continuación se describe cómo el dispositivo 15 de localización de fallas determina la localización de una falla 21 de un cortocircuito operativo D con la ayuda del procedimiento conforme a la invención para la localización de fallas. En primer lugar, se realiza una medición de referencia, por ejemplo, antes de que se ponga en funcionamiento el sistema ferroviario de corriente continua 1. Durante la medición de referencia se genera artificialmente al menos un cortocircuito de referencia A, B, C en una ubicación de falla de referencia 18 conocida. Para ello, por ejemplo, se instala un cable en la ubicación de falla de referencia 18’ , 18", 18"’ entre la línea aérea 5 y el riel 12. A continuación, se determinan las propiedades físicas de la línea de suministro de energía eléctrica 4 durante el cortocircuito de referencia. Este tipo de propiedades físicas consisten, por ejemplo, en la curva de la corriente I, que también se puede denominar corriente de falla, y la curva de la tensión U (no representada aquí), que también se puede denominar tensión de falla, en cada caso a lo largo del tiempo t. La curva de corriente durante el cortocircuito de referencia se muestra en la figura 2 respectivamente con una curva 119’ , 19", 19"’ para los diferentes cortocircuitos de referencia A, B, C. Para obtener tantos valores de medición como sea posible y, por ejemplo, la máxima corriente de falla, el suministro de energía eléctrica 10 se mantiene durante un tiempo relativamente prolongado en el cortocircuito de referencia en comparación con un cortocircuito operativo. Sin embargo, también puede suceder que no se alcancen las curvas representadas en la figura 2 porque el suministro de energía eléctrica se desconecta durante la medición de referencia debido al cortocircuito de referencia. En este caso, el curso prospectivo se puede extrapolar para obtener la curva según la figura 2 o bien sus valores. La extrapolación se describe con más detalle a continuación haciendo referencia al cortocircuito operativo.
A partir de las propiedades físicas determinadas, incluida la curva eventualmente extrapolada, en la forma de ejecución a modo de ejemplo de las figuras, se determina entonces como un valor aritmético una inductancia de la línea de suministro de energía eléctrica 4 por longitud de la línea de suministro de energía eléctrica. Esto se indica, por ejemplo, en la unidad H/m o mH/km.
Para aumentar la precisión del procedimiento conforme a la invención, antes de que el sistema ferroviario de corriente continua 1 se ponga en funcionamiento se determinan la resistencia y la inductancia de la línea de suministro de energía eléctrica 4 y se determina un valor normalizado de la resistencia y de la inductancia para cada longitud de la línea de suministro de energía eléctrica 4. La resistencia y la inductancia por longitud se consideran en la determinación del valor aritmético en esta forma de ejecución.
El valor calculado o los valores calculados se almacenan en el dispositivo informático conforme a la invención. A continuación, se puede poner en funcionamiento el sistema ferroviario de corriente continua 1.
Ahora, cuando se produce un cortocircuito operativo D, el dispositivo de detección 13 lo reconoce. El dispositivo de desconexión 14 desconecta entonces el suministro de energía 10, por ejemplo, en menos de 500 ms, en particular, en menos de 200 ms, para la protección de la línea de suministro de energía eléctrica 4. Hasta la desconexión, el dispositivo de medición 16 determina las propiedades físicas de la línea de suministro de energía eléctrica 4, como, por ejemplo, la curva de corriente 29 mostrada esquemáticamente en la figura 3 y una curva de tensión que no está representada.
Como se puede observar en la figura 3, el dispositivo de desconexión 14 ha interrumpido el suministro de energía eléctrica 10 en un momento T2. Desde el momento en que ocurre el cortocircuito hasta el momento T1, la corriente I ha aumentado debido a la inductancia de la línea de suministro de energía eléctrica 4. Entre los momentos T1 y T2, la corriente I está influenciada por el proceso de desconexión. De acuerdo con la presente invención, la ubicación de la falla 21 del cortocircuito operativo D se determina a partir de la curva de aumento de la corriente de falla I antes del momento T1 y, eventualmente, de la curva de la tensión de falla U. Para ello, la curva 20 del perfil de corriente del cortocircuito operativo D se compara con el perfil de corriente del cortocircuito de referencia A, B, C y a partir de ello se determina la localización de la falla 21. Al determinar la ubicación de la falla 21 en esta forma de ejecución, el perfil de tensión del cortocircuito operativo D también se compara con el perfil de tensión del cortocircuito de referencia. Para poder hacer esto de forma automatizada, la inductancia se determina a partir de las curvas de corriente de falla y de tensión de falla determinadas en el cortocircuito operativo D hasta el momento T1. El momento T1 es el momento en el cual se emite una orden de desconexión. A partir de este momento, la curva de corriente está influenciada por el dispositivo de desconexión 14 y, por lo tanto, alterada. Desde el momento T1, la curva de corriente ya no se utiliza para determinar la inductancia.
La curva de corriente y de tensión prospectiva posterior se extrapola de los cursos no afectados de la corriente y la tensión. Esto se puede realizar, por ejemplo, mediante suavizado y/o regresión lineal con el método de cuadrados de error mínimos. Esto se describe, por ejemplo, en el artículo "A Prototype of Multiprocessor Based Distance Relay" ("Un prototipo de relé de distancia basado en multiprocesador"), publicado en IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems (Volumen: PAS- 101, Issue: 2, febrero de 1982). A partir de las curvas extrapoladas, se pueden extraer conclusiones sobre la inductancia y la resistencia del bucle de falla, es decir, del cortocircuito operativo.
Debido a que en la unidad informática 17 se conoce el valor aritmético de la inductancia y de la resistencia por longitud de la línea de suministro de energía eléctrica 4, la longitud l de la ubicación de la falla 21, es decir, la distancia entre la ubicación de la falla 21 y el punto de conexión 9, se puede determinar por lo tanto a partir de la inductancia determinada del cortocircuito operativo D.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Procedimiento para la localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía eléctrica (4) en sistemas de corriente continua (1),
en el cual se genera al menos un cortocircuito de referencia (A, B, C) en una ubicación de falla de referencia conocida (18’ , 18", 18"’ ) de la línea de suministro de energía (4); y durante el cortocircuito de referencia se determina al menos una propiedad física de la línea de suministro de energía (4);
en el cual se determina al menos una propiedad física de la línea de suministro de energía eléctrica (4) en caso de un cortocircuito operativo (D); y
en el cual se determina una ubicación de falla (21) del cortocircuito operativo (D), al menos considerando la propiedad física determinada durante el cortocircuito de referencia y el cortocircuito operativo, así como la ubicación de la falla de referencia.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque,
se reconoce el cortocircuito operativo y después se desconecta el suministro de energía eléctrica de la línea de suministro de energía y se determina al menos una propiedad física de la línea de suministro de energía eléctrica, al menos, hasta que la desconexión tiene efecto.
3. Procedimiento según la reivindicación 2,
caracterizado porque,
se extrapola el curso prospectivo posterior de la, al menos una, propiedad física.
4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque,
el suministro de energía eléctrica se interrumpe cuando se detecta un cortocircuito operativo en el rango de menos de 500 ms, en particular, menos de 200 ms.
5. Procedimiento según la reivindicación 2 a 4,
caracterizado porque,
en comparación con el cortocircuito operativo, en el caso del cortocircuito de referencia el suministro de energía eléctrica no se interrumpe o se interrumpe más tarde.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque se determina al menos un valor aritmético dependiente de la longitud de la línea de suministro de energía eléctrica (4), al menos, mediante la propiedad física determinada durante el cortocircuito de referencia y mediante de la ubicación de la falla de referencia; y
la ubicación de la falla del cortocircuito operacional se determina considerando dicho valor de cálculo y las propiedades físicas determinadas durante el cortocircuito operacional.
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque,
como valor aritmético se determina una inductancia por longitud de la línea de suministro de energía eléctrica.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7,
caracterizado porque
como valor aritmético se determina una resistencia por longitud de la línea de suministro de energía eléctrica (4).
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque,
en el cortocircuito de referencia y el cortocircuito operativo se puede determinar la misma propiedad física o las mismas propiedades físicas de la línea de suministro de energía eléctrica.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque,
como propiedad física de la línea de suministro de energía eléctrica en el cortocircuito de referencia y en el cortocircuito operativo, se puede determinar respectivamente la curva temporal de una corriente de falla y/o de una tensión de falla.
11. Dispositivo para la localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía eléctrica (4) en sistemas de corriente continua (1),
con un dispositivo de medición (16) que está diseñado para la determinación de al menos una propiedad física de la línea de suministro de energía eléctrica (4) durante un cortocircuito de referencia y un cortocircuito operacional, y con un dispositivo informático (17) que está diseñado para la determinación de una ubicación de falla del cortocircuito operacional al menos considerando las propiedades físicas determinadas durante el cortocircuito de referencia y el cortocircuito operacional, así como para la determinación de una ubicación de falla de referencia.
12. Dispositivo según la reivindicación 11,
caracterizado porque,
el dispositivo presenta al menos un dispositivo de comunicaciones que está configurado para la transmisión de la ubicación de la falla del cortocircuito operativo, en particular, a un centro de control del sistema de corriente continua.
13. Dispositivo según la reivindicación 11 ó 12,
caracterizado porque,
el dispositivo para la ejecución del procedimiento está configurado según una de las reivindicaciones 1 a 10.
14. Dispositivo de protección y control para sistemas de corriente continua, con un dispositivo de detección (13) que está configurado para la detección de un cortocircuito operativo en una línea de suministro de energía eléctrica del sistema de corriente continua;
caracterizado porque,
el dispositivo de protección y control presenta al menos un dispositivo según una de las reivindicaciones 11 a 13.
ES18739739T 2017-07-25 2018-06-25 Procedimiento y equipo para la localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía eléctrica en sistemas de corriente continua Active ES2895650T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017212730.9A DE102017212730A1 (de) 2017-07-25 2017-07-25 Verfahren und Einrichtung zur Fehlerortung entlang einer Energieversorgungsstrecke bei Gleichstromsystemen
PCT/EP2018/066851 WO2019020296A1 (de) 2017-07-25 2018-06-25 Verfahren und einrichtung zur fehlerortung entlang einer energieversorgungsstrecke bei gleichstromsystemen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2895650T3 true ES2895650T3 (es) 2022-02-22

Family

ID=62874844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18739739T Active ES2895650T3 (es) 2017-07-25 2018-06-25 Procedimiento y equipo para la localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía eléctrica en sistemas de corriente continua

Country Status (10)

Country Link
US (1) US11500006B2 (es)
EP (1) EP3631483B1 (es)
CN (1) CN110959120B (es)
AU (1) AU2018305713B2 (es)
DE (1) DE102017212730A1 (es)
ES (1) ES2895650T3 (es)
PL (1) PL3631483T3 (es)
SI (1) SI3631483T1 (es)
UA (1) UA125233C2 (es)
WO (1) WO2019020296A1 (es)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7429339B2 (ja) 2020-01-30 2024-02-08 ヒタチ・エナジー・リミテッド 非同期測定を使用した、パラメータに依存しない進行波ベースの故障位置特定
CN112904149B (zh) * 2021-01-29 2021-11-23 西南交通大学 一种单线at双边供电牵引网故障测距计算方法
FR3146769B1 (fr) * 2023-03-14 2025-02-21 Inst Supergrid Procédé de détection d’un défaut sur une section d’alimentation électrique d’un réseau ferroviaire et dispositif associé

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH566008A5 (es) * 1973-12-14 1975-08-29 Secheron Atel
FR2631129B1 (fr) 1988-05-04 1990-07-27 Bull Sa Dispositif pour detecter les coupures et les court-circuits dans au moins une portion de circuit electrique
DE4125446A1 (de) * 1991-08-01 1993-02-04 Uwe Dipl Ing Behmann Verfahren und einrichtung zur elektrischen kurzschlusspruefung und -ortung fuer leitungen, insbesondere fuer fahrleitungen elektrischer bahnen
FR2702842B1 (fr) 1993-03-18 1995-05-12 Merlin Gerin Système de contrôle permanent de la conduction élecrique d'un réseau alternatif.
RU2237905C2 (ru) 2001-04-03 2004-10-10 Московский государственный университет путей сообщения Способ определения расстояния до места короткого замыкания в многопутных тяговых сетях переменного и постоянного тока и устройство для его осуществления (варианты)
JP4284030B2 (ja) * 2002-04-10 2009-06-24 日本高圧電気株式会社 故障区間標定方法及び故障区間標定システム
FR2938229B1 (fr) * 2008-11-12 2010-12-24 Alstom Transport Sa Dispositif de detection d'anomalie pour une installation de supervision d'un vehicule ferroviaire, installation et procede associes
CN101871990B (zh) 2010-05-24 2012-11-07 北京交通大学 架空输电线路故障定位系统
DE102013006199A1 (de) 2012-10-31 2014-04-30 Abb Technology Ag Verfahren und Anordnung für die Lokalisierung von Kurzschlüssen in Energieversorgungsnetzen
US9274161B1 (en) * 2013-01-28 2016-03-01 The Florida State University Research Foundation, Inc. Voltage profile based fault location identification system and method of use
CN103532091B (zh) * 2013-10-16 2016-01-20 国家电网公司 一种机电一体化高压直流断路器的开断方法
CN203561724U (zh) * 2013-11-06 2014-04-23 国家电网公司 直流电源环网故障监测与定位系统
EP2873982B1 (en) * 2013-11-15 2016-04-27 ABB Technology AG A method of single-ended location in HVDC transmission lines
DE102014203906A1 (de) * 2014-03-04 2014-10-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Orten eines Kurzschlusses in einem wenigstens einen Leitungsabschnitt umfassenden Stromnetz
CN103983892B (zh) * 2014-06-05 2016-08-24 安徽江淮汽车股份有限公司 一种电线短路的检测方法、系统及短路报警电路
DE102014217972A1 (de) * 2014-09-09 2016-03-10 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Anordnung für die Ermittlung eines Fehlerortes bei einem Kurzschluss entlang einer Energieversorgungsstrecke mit mehreren Leitern
CN104820159A (zh) * 2015-04-30 2015-08-05 国家电网公司 一种柔性直流输电系统直流双极短路故障辨识方法
EP3088906B1 (en) 2015-04-30 2017-08-30 General Electric Technology GmbH Fault location detection and distance protection apparatus and associated method
CN105301447B (zh) * 2015-11-10 2018-08-17 上海交通大学 柔性直流输电系统电缆单极故障测距方法
EP3193420B1 (de) * 2016-01-13 2022-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren, einrichtung und system zum ermitteln des fehlerortes eines fehlers auf einer leitung eines elektrischen energieversorgungsnetzes
CN106468752B (zh) * 2016-09-27 2019-08-20 武汉大学 集成故障定位的固态断路器rcd缓冲电路及故障定位方法

Also Published As

Publication number Publication date
PL3631483T3 (pl) 2022-01-10
UA125233C2 (uk) 2022-02-02
EP3631483B1 (de) 2021-07-28
CN110959120A (zh) 2020-04-03
BR112020000804A2 (pt) 2020-07-14
AU2018305713B2 (en) 2021-01-14
AU2018305713A1 (en) 2020-01-23
DE102017212730A1 (de) 2019-01-31
US20210141010A1 (en) 2021-05-13
CN110959120B (zh) 2022-10-11
EP3631483A1 (de) 2020-04-08
SI3631483T1 (sl) 2021-11-30
WO2019020296A1 (de) 2019-01-31
US11500006B2 (en) 2022-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2895650T3 (es) Procedimiento y equipo para la localización de fallas a lo largo de una línea de suministro de energía eléctrica en sistemas de corriente continua
CN103439627B (zh) 列车供电漏电流检测系统及检测方法
CN106992496B (zh) 用于城市轨道交通供电系统的漏电保护方法
KR101009996B1 (ko) 전차선 고장 점 위치를 측정하는 표정방법 및 그 장치
BR112015011644B1 (pt) Sistema para examinar uma rota e método para examinar uma rota
CN203932810U (zh) 行走于架空地线上的驾鞍式巡线装置及该装置的跨塔导轨
ES2507465B2 (es) Sistema de localización del tramo con falta a tierra en líneas de alimentación eléctrica ferroviarias bifásicas con autotransformadores
CN101954915A (zh) 实时断轨检测装置及其检测方法
BR102017026315B1 (pt) Método para detecção de quebra de trilho ferroviário, sistema de detecção de quebra de trilho ferroviário e dispositivo detector de quebra de trilho ferroviário
ES2680394B1 (es) Sistema para la deteccion de cortes en cables conductores de negativo y corrientes de fuga en instalaciones electricas
CN110797839B (zh) 一种城市轨道交通供电系统的漏电保护方法
CN109094427B (zh) 基于电压补偿的地铁杂散电流抑制系统及方法
ES2830263T3 (es) Dispositivo de línea de contacto
ES2765656T3 (es) Sistema mejorado de alimentación de una línea aérea de contacto
ES2768676T3 (es) Procedimiento y disposición para la determinación de una ubicación de fallo en un cortocircuito a lo largo de un tramo de abastecimiento de energía con varios conductores
CN109283884A (zh) 站台门等电位智能导通装置
ES2947808B2 (es) Método y Sistema de localización de faltas a tierra en una instalación eléctrica de corriente continua para tracción ferroviaria
CN105466565A (zh) 一种高铁接触网直流融冰负载温度监测系统
BR112020000804B1 (pt) Método e dispositivo para localizar falhas ao longo de uma cadeia de fornecimento de energia, e, dispositivo de proteção e controle para sistemas de corrente cc
US20100058829A1 (en) Method for querying a measurement value
CN109421768A (zh) 一种自动过分相磁枕检测装置及方法
KR101801820B1 (ko) 실시간 전기철도 선로변 환경분석 방법
ES2979315T3 (es) Sistema de diagnóstico del estado de un circuito de alimentación de baja tensión de un vehículo ferroviario; vehículo ferroviario y método de diagnóstico asociados
RU200885U1 (ru) Контроллер объектов железнодорожного транспорта
CN109239535B (zh) 列车以及列车的绝缘检测系统