BR102017000639B1

BR102017000639B1 - Método, dispositivo e sistema para determinar a localização de falha

Info

Publication number: BR102017000639B1
Application number: BR102017000639-5A
Authority: BR
Inventors: Cezary Dzienis; Andreas Jurisch
Original assignee: Siemens Aktiengesellschaft
Priority date: 2016-01-13
Filing date: 2017-01-12
Publication date: 2023-02-28
Also published as: CN107024640A; US10598717B2; BR102017000639A2; US20170199237A1; EP3193420B1; CN107024640B; EP3193420A1

Abstract

A invenção se refere a um método para determinar a localização de falha (F) de uma falha em uma linha (11) de uma rede de fornecimento de energia elétrica, na qual primeiros valores de corrente e voltagem são medidos em uma primeira extremidade de linha (11a) da linha (11), segundos valores de corrente e voltagem são medidos em uma segunda extremidade de linha (11b) da linha (11), e a localização de falha (F) da dita falha é definida usando os primeiros e os segundos valores de corrente e voltagem seguindo a ocorrência de uma falha na linha (11). De maneira a ser capaz de realizar uma localização de falha com valores medidos a partir de ambas as extremidades de linha com alta precisão mesmo na ausência de sincronização temporal das medições nas extremidades de linha, é proposto que uma característica dos primeiros valores de voltagem de falha fictícios presentes em uma localização de falha fictícia na linha (11) seja definida usando os primeiros valores de corrente e voltagem, uma característica dos segundos valores de voltagem de falha fictícios presentes em uma localização de falha fictícia na linha (11) é definida usando os segundos valores de corrente e voltagem, uma localização de falha fictícia deste tipo na (...).

Description

Descrição

[001] Método, dispositivo e sistema para determinar a localização de falha de uma falha em uma linha de uma rede de fornecimento de energia elétrica.

[002] A invenção se refere a um método para determinar a localização de falha de uma falha em uma linha de uma rede de fornecimento de energia elétrica em que primeiros valores de corrente e tensão são medidos em uma primeira extremidade de linha da linha, segundos valores de corrente e tensão são medidos em uma segunda extremidade de linha da linha e a localização de falha da dita falha é definida usando os primeiros e os segundos valores de corrente e tensão seguindo a ocorrência de uma falha na linha.

[003] A invenção também se refere a um dispositivo correspondente e um sistema para determinar a localização de falha de uma falha em uma linha de uma rede de fornecimento de energia elétrica.

[004] A operação segura de redes de fornecimento de energia elétrica requer a detecção rápida e confiável e o desligamento de quaisquer falhas, tais como, por exemplo, curto circuitos ou falhas de terra. Causas de falhas que resultam em um desligamento, por exemplo, podem ser quedas de raios, linhas despedaçadas ou de outra forma danificadas, isolamentos defeituosos em linhas de cabo ou as linhas de contato indesejadas com partes de animal ou planta. De maneira a encurtar tempos ociosos relacionados com falha, falhas deste tipo devem estar localizadas de maneira tão precisa quanto for possível de maneira a permitir uma eliminação por um tempo de manutenção da causa de falha e qualquer dano em consequência causado pela falha.

[005] No caso da maneira mais simples, mas também mais cara, uma falha é localizada por meio de inspeção visual. O time de manutenção passa ao longo da linha defeituosa e examina a mesma para pontos de falha visíveis. Este procedimento é lento e propenso ao erro.

[006] Um diferente procedimento, portanto, foi bastante adotado, em que a localização de falha em que a falha na linha é localizada é isolada por meio de uma análise de valores de medição, por exemplo, correntes e voltagens medidas durante a ocorrência de falha. Uma pluralidade de diferentes métodos tem ficado conhecidos para este propósito, a precisão da qual impacta de maneira significativa no custo de manutenção da rede de fornecimento de energia. Portanto, grande importância sendo anexada com o aprimoramento da precisão dos algoritmos usados para a localização de falha de maneira a simplificar a manutenção e, em particular, encurtar tempos ociosos relacionados com falha da rede de fornecimento de energia.

[007] Um resultado bruto da localização de falha pode ser alcançado, por exemplo, identificando a direção de falha. Este método é usado primariamente em redes de fornecimento de energia aterrados de alta impedância, compensada, e isolada com uma estrutura radial ou um baixo grau de malha. Um método wattimétrico, por exemplo, pode ser usado, como conhecido a partir da Patente Europeia EP 2476002 B1. Um diferente método para detectar a direção de falha é o “princípio de relé do limpador” que é conhecido em uma modalidade possível, por exemplo, a partir do pedido de patente internacional WO 2012126526 A1. No entanto, uma avaliação adicional é necessária nestes métodos para localização de falha mais precisa.

[008] Métodos para localização de falha mais precisa usam, por exemplo, os sinais de tensão e corrente medidos de onda fundamental (sinais de 50 Hz ou 60 Hz) para localização de falha. Aqui, métodos são conhecidos que usam valores medidos apenas em uma das extremidades de linha (unilateral localização de falha) ou valores medidos de ambas as extremidades de linha (bilateral localização de falha). Como um resultado, a localização de falha normalmente é indicada como a distância a partir do respectivo ponto de medição (como uma porcentagem da linha ou em km ou milhas).

[009] No caso do uso de valores medidos de apenas uma extremidade de linha, o custo de realizar a localização de falha é baixo. Este método de localização de falha é primariamente um método com base em impedância em que uma impedância através da localização de falha é calculada a partir de valores medidos de corrente e tensão. A localização de falha pode ser inferida através de comparação com a impedância da linha de toda a linha em um caso livre de falha. Um exemplo de modalidade de um método de localização de falha deste tipo pode ser encontrado, por exemplo, no documento de patente dos EUA US 4996624 A.

[0010] A precisão deste método depende, inter alia, bastante da precisão de medição dos transformadores de corrente e tensão que são usados, a precisão dos parâmetros de linha usados para a localização de falha (por exemplo, impedância por comprimento de unidade) e nas dadas condições de falha (por exemplo, resistência de falha, carga) e as características de rede. Falhas e as respostas transientes nos sinais de tensão e corrente podem ter um impacto negativo na precisão deste método. Os erros de medição resultantes podem somar até vários percentuais.

[0011] Uma precisão aprimorada na localização de falha pode ser alcançada através do uso de valores medidos a partir de ambas as extremidades de linha. Aqui, os valores medidos relacionados com localização de falha devem ser correlacionados através de uma conexão de comunicação adequada. Neste contexto, referência é feita do documento de patente de EUA US 5.929.642; no método descrito aqui, uma precisão levemente alta (erro de medição de aproximadamente 1 a 2%) é alcançada na localização de falha usando valores medidos de corrente e tensão a partir de ambas as extremidades de linha por meio dos métodos de estimativa e métodos de otimização não linear.

[0012] Em que a precisão da localização de falha no caso de métodos de localização de falha com base em impedância depende da precisão de medição dos transformadores de medição que são usados e as características de rede, uma impedância vasta a partir destes valores pode ser alcançada através do uso de um método de localização de falha de acordo com o princípio de “localização de falha de onda de deslocamento”. De acordo com este princípio, os componentes de sinal transiente produzidos no evento de uma falha e ocorrendo na forma de “ondas de deslocamento” são levados em consideração para a localização de falha em vez dos sinais de tensão e corrente medidos. Aqui, as bordas de onda de deslocamento de alta frequência são medidos e são providos com uma marcação de tempo. Já que a velocidade de propagação das ondas de deslocamento é aproximadamente igual à velocidade de luz, a falha pode estar localizada de maneira precisa a partir da avaliação da marcação de tempo. Precisões na região de algumas dúzias de metros podem ser alcançadas com este método de localização de falha. Um exemplo de um método de localização de falha deste tipo pode ser encontrado no documento de patente dos EUA US 8.655.609 B2. No entanto, no método conhecido, uma sincronização temporal de alta precisão entre os dispositivos de medição em ambas as extremidades de linha deve ser provida de forma que marcações de tempo uniformes podem ser alocadas. Receptores, por exemplo, de um pulso de tempo com base em satélite (por exemplo, um sinal de GPS) são necessários para prover um sinal de tempo que é síncrono em ambas as extremidades.

[0013] Com base em um método e um dispositivo do tipo mencionado anteriormente, o objetivo da invenção é ser capaz de realizar uma localização de falha com valores medidos a partir de ambas as extremidades de linha com alta precisão mesmo na ausência de sincronização temporal.

[0014] Este objetivo é alcançado por um método como definido na reivindicação de patente 1. É provido aqui de acordo com a invenção que uma característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios presentes em uma localização de falha fictícia na linha é definida usando os primeiros valores de corrente e tensão e um modelo de propagação para deslocar ondas na linha, uma característica dos segundos valores de tensão de falha fictícios presentes na localização de falha fictícia na linha é definida usando os segundos valores de corrente e tensão e o modelo de propagação para deslocar ondas na linha, uma localização de falha fictícia deste tipo na linha é determinada para a qual a característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios corresponde de maneira mais próxima com a característica dos segundos valores de tensão de falha fictícios, e a localização de falha fictícia determinada é usada como a localização de falha da falha na linha.

[0015] A invenção está baseada na verificação de que os valores de tensão das características da falha definidas usando um modelo de propagação para deslocar ondas com base nos valores medidos de ambas extremidades de linha correspondem entre si apenas para a localização de falha real, e são adicionalmente deslocados pelo tempo de propagação da onda de deslocamento a partir da localização de falha para a respectiva extremidade de linha. O movimento de uma onda de deslocamento ao longo da linha elétrica é descrito matematicamente com o modelo de propagação. A localização de falha real assim pode ser definida com alta precisão através da busca por uma localização de falha fictícia para a qual os valores de tensão das características da falha definidos a partir de ambas as extremidades de linha correspondem entre si sem uma sincronização temporal custosa das medições nas extremidades de linha sendo necessárias para este propósito.

[0016] Neste pedido, as expressões “localização de falha” e “distância x (ou l-x) da localização de falha a partir de uma extremidade de linha” são usadas parcialmente de maneira síncrona e devem ser entendidas de maneira apropriada.

[0017] De acordo com uma modalidade vantajosa do método de acordo com a invenção, pode ser provido que a localização de falha fictícia na linha para a qual a característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios corresponde de maneira mais próxima com a característica dos segundos valores de tensão de falha fictícios é determinada por meio de um método de otimização, em que a localização de falha fictícia é usada como um parâmetro de otimização de uma função alvo do método de otimização.

[0018] Como um resultado, a localização de falha real pode ser determinada em uma otimização matemática de custo de processamento aceitável (por exemplo, uma minimização ou uma maximização da função alvo).

[0019] O método de otimização, por exemplo, pode ser um método de otimização iterativo.

[0020] Especificamente, pode ser provido, por exemplo, que a localização de falha fictícia para a qual um mínimo da diferença entre a característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios e a característica dos segundos valores de tensão de falha fictícios está presente é definida com a função alvo.

[0021] Alternativamente, também pode ser provido, por exemplo, que a localização de falha fictícia para a qual um máximo do produto da característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios e a característica conjugada complexa dos segundos valores de tensão de falha fictícios está presente é definida com a função alvo. Neste caso, a função alvo descreve um espectro de potência cruzada que é formado da maneira descrita no domínio de frequência. No domínio de tempo, a função alvo corresponde com uma correlação cruzada das características de tensão de falha definidas a partir de ambas as extremidades de linha.

[0022] Em adição, funções alvo adicionais também são concebíveis com as quais a localização de falha fictícia pode ser determinada para a qual os dois valores de tensão das características da falha correspondem de maneira mais próxima entre si.

[0023] De acordo com uma modalidade vantajosa adicional do método de acordo com a invenção, adicionalmente pode ser provido que os valores de corrente e tensão medidos nas extremidades de linha são sujeitados a uma filtragem, em que primeiros e segundos valores de corrente e tensão filtrados são formados que indicam uma faixa de frequência selecionada dos valores de corrente e tensão medidos, e os primeiros e segundos valores de tensão de falha fictícios são definidos usando os primeiros e segundos valores de corrente e tensão filtrados.

[0024] Aqui, o método de acordo com a invenção é aplicado vantajosamente para o princípio de onda de deslocamento para a localização de falha descrita acima usando apenas componentes de sinal selecionados dos valores medidos de corrente e tensão em uma faixa de frequência adequada para a localização de falha.

[0025] Especificamente, pode ser provido neste sentido que a faixa de frequência selecionada compreende componentes transientes de alta frequência ou componentes transientes de banda limitada dos valores de corrente e tensão medidos.

[0026] Neste contexto, pode ser provido adicionalmente que, no caso de uma rede de fornecimento de energia elétrica de múltiplas fases, com relação aos primeiros e segundos valores de corrente e tensão filtrados, uma transformação matemática é realizada para desacoplar os sinais condutores individuais, em que primeiro e segundo valores de corrente e tensão transformados são formados, e os primeiros e segundos valores de tensão de falha fictícios são definidos usando os primeiros e os segundos valores de corrente e tensão transformados.

[0027] Como um resultado, o método de acordo com a invenção pode ser usado vantajosamente em - normalmente - redes de fornecimento de energia de múltiplas fases. Os valores medidos nas fases individuais são desacoplados pela transformação matemática e podem ser mais simplesmente avaliados. Uma transformação modal, por exemplo, tal como a transformação de Clarke ou uma transformação de valor próprio pode ser considerada para a transformação.

[0028] Uma modalidade vantajosa adicional do método de acordo com a invenção adicionalmente provê que a determinação da localização de falha é efetuada se um salto que excede um limite predefinido foi identificado na característica dos primeiros valores de corrente e tensão ou valores derivados a partir dos mesmos e/ou na característica dos segundos valores de corrente e tensão ou valores derivados a partir dos mesmos.

[0029] Deste modo, um método de localização de falha é efetuado apenas no caso de uma mudança de característica abrupta, tal como, por exemplo, em um evento de falha que realmente ocorre, já que o salto na característica dos valores medidos de corrente e tensão ou valores derivados a partir dos mesmos (por exemplo, os valores de corrente e tensão filtrados ou transformados mencionados anteriormente) normalmente associados com a falha dispara o desempenho de um método de localização de falha. Adicionalmente, a detecção de salto é usada para o posicionamento correto da janela de medição para a avaliação para determinar a localização de falha.

[0030] De maneira a ser capaz de fazer uma distinção neste contexto entre um evento de falha que ocorre de verdade na linha e outros eventos que causam mudanças de característica abruptas, a distância de falha x determinada com um método de localização de falha é avaliada. Se esta distância está dentro do comprimento da linha, isto é tipicamente entre 0 e 1, um evento de falha está presente na linha que deve ser monitorado; reciprocamente, se está fora da linha, nenhuma falha na linha pode ser presumida.

[0031] Uma modalidade vantajosa adicional do método de acordo com a invenção provê que a localização de falha é determinada em uma extremidade de linha por meio de um dispositivo configurado para este propósito, e a localização de falha determinada é emitida pelo dispositivo.

[0032] O dispositivo pode ser provido em uma das extremidades de linha ou pode ser projetado como um dispositivo central, por exemplo, um dispositivo de processamento de dados em uma estação ou centro de controle de rede. A localização de falha determinada, por exemplo, pode ser exibida diretamente no dispositivo como uma porcentagem do comprimento de linha ou como uma distância a partir de um ponto de medição selecionado (por exemplo, em km ou milhas) ou pode ser emitida na forma de um sinal ou mensagem de dados e direcionada para um operador da rede de fornecimento de energia.

[0033] Alternativamente, também pode ser provido que a localização de falha é determinada em cada caso por meio de um dispositivo em cada uma das extremidades de linha, e as localizações de falha determinadas com os dispositivos são emitidas pelos dispositivos.

[0034] Aqui, a determinação de localização de falha é efetuada em ambas as extremidades de linha, na verdade com base nos mesmos valores medidos, mas independentemente entre si, como um resultado em que os dois resultados da determinação de localização de falha são gerados. Algoritmos parcialmente diferentes também podem ser executados nos dispositivos; por exemplo, diferentes métodos de otimização podem ser usados. A confiabilidade do resultado pode ser inferida a partir da correspondência dos resultados a partir de ambas as extremidades de linha. A localização de falha determinada na respectiva extremidade de linha pode ser exibida diretamente no dispositivo por exemplo, como uma porcentagem do comprimento de linha ou como uma distância a partir do respectivo ponto de medição (por exemplo, em km ou milhas) ou pode ser emitida na forma de um sinal ou mensagem de dados e direcionada para um operador da rede de fornecimento de energia.

[0035] O objetivo mencionado acima é alcançado por um dispositivo como definido na reivindicação 12. Aqui, um dispositivo é provido para determinar a localização de falha de uma falha em uma linha de uma rede de fornecimento de energia elétrica, com um dispositivo de processamento que é configurado para determinar a localização de falha da dita falha usando primeiros valores de corrente e tensão medidos em uma primeira extremidade de linha da linha e segundos valores de corrente e tensão medidos em uma segunda extremidade de linha da linha seguindo a ocorrência de uma falha na linha.

[0036] É provido de acordo com a invenção que o dispositivo de processamento é configurado para definir uma característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios presentes em uma localização de falha fictícia na linha usando os primeiros valores de corrente e tensão e um modelo de propagação para deslocar ondas na linha e uma característica dos segundos valores de tensão de falha fictícios presentes na localização de falha fictícia na linha usando os segundos valores de corrente e tensão e o modelo de propagação para deslocar ondas na linha, para determinar uma localização de falha fictícia deste tipo na linha para a qual a característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios corresponde de maneira mais próxima com a característica dos segundos valores de tensão de falha fictícios, e a localização de falha fictícia determinada é usada como a localização de falha da falha na linha.

[0037] Com relação ao dispositivo de acordo com a invenção, todos os detalhes descritos acima e abaixo para o método de acordo com a invenção e vice-versa aplicar de maneira apropriada, em particular o dispositivo de acordo com a invenção é configurado para efetuar o método de acordo com a invenção em qualquer dada modalidade ou uma combinação de quaisquer dadas modalidades. Ainda com relação às vantagens do dispositivo de acordo com a invenção, referência também é feita às vantagens descritas para o método de acordo com a invenção.

[0038] Especificamente, pode ser provido de acordo com uma modalidade vantajosa do dispositivo de acordo com a invenção que o dispositivo é um dispositivo de proteção elétrica.

[0039] Aqui, o dispositivo pode ser formado de maneira vantajosa por um dispositivo de proteção elétrica que, junto com a localização de falha, realiza funções de proteção e monitoramento adicionais para a rede de fornecimento de energia elétrica (por exemplo, uma função de proteção de distância, uma função de proteção de excesso de corrente ou uma função de proteção diferencial para a linha). Alternativamente, no entanto, também pode ser provido que o dispositivo é um dispositivo de localização de falha separado.

[0040] O objetivo mencionado acima é alcançado adicionalmente por um sistema como definido na reivindicação 15. Esta reivindicação indica um sistema para determinar a localização de falha de uma falha em uma linha de uma rede de fornecimento de energia elétrica em que, de acordo com a invenção, dois dispositivos projetados como definido em qualquer uma das reivindicações 12 a 14 são providos que são interconectados através de uma conexão de comunicação para trocar dados.

[0041] Em termos do sistema de acordo com a invenção, todos os detalhes descritos acima e abaixo para o método de acordo com a invenção e o dispositivo de acordo com a invenção e vice-versa se aplicam de maneira apropriada. Ainda com relação às vantagens do sistema de acordo com a invenção, referência também é feita para as vantagens descritas para o método de acordo com a invenção e o dispositivo de acordo com a invenção.

[0042] A invenção é explicada em detalhe abaixo com base de um exemplo de modalidade. O projeto específico da modalidade de exemplo deve ser entendido como de modo algum limitante para o projeto geral do método de acordo com a invenção e o dispositivo de acordo com a invenção; em vez de, funcionalidades de projeto individuais da modalidade de exemplo podem ser combinadas livremente entre si e com as funcionalidades descritas acima de qualquer maneira dada.

[0043] Nos desenhos:a figura 1 mostra uma vista esquemática de uma linha de uma rede de fornecimento de energia com um sistema para determinar uma localização de falha.

[0044] A Figura 2 mostra uma representação dos parâmetros elétricos de uma seção de linha Δx para explicar a definição de uma localização de falha de acordo com o princípio de onda de deslocamento.

[0045] A Figura 3 mostra um exemplo de uma característica de transmissão de um filtro para gerar valores de corrente e tensão filtrados.

[0046] A Figura 4 mostra exemplos de características de valores medidos de corrente e tensão.

[0047] A Figura 5 mostra exemplos de características de valores de corrente e tensão filtrados.

[0048] A Figura 6 mostra exemplos de características de valores de corrente e tensão transformados gerados a partir dos valores de corrente e tensão filtrados.

[0049] A Figura 7 mostra exemplos de características de valores de tensão de falha com medições síncronas e uma localização de falha conhecida.

[0050] A Figura 8 mostra exemplos de características de valores de tensão e falha com medições não síncronas e uma localização de falha conhecida.

[0051] A Figura 9 mostra exemplos de características de valores de tensão de falha com medições não síncronas e uma localização de falha fictícia que não corresponde com a localização de falha real.

[0052] A Figura 10 mostra exemplos de características de valores de tensão de falha com medições não síncronas e uma localização de falha fictícia que corresponde com a localização de falha real.

[0053] A Figura 11mostra exemplos de características de funções alvo para a localização de falha.

[0054] E a Figura 12 mostra uma vista esquemática de um diagrama de fluxo para explicar uma modalidade de exemplo de um método para a localização de falha.

[0055] A Figura 1 mostra uma vista esquemática de um sistema 10 para determinar uma localização de falha in uma rede de fornecimento de energia elétrica. Para este propósito, a Figura 1 mostra uma representação esquemática de uma linha elétrica 11 da rede de fornecimento de energia. Presume-se que a linha tenha o comprimento l. A linha 11 pode ser uma linha de fase única ou de múltiplas fases.

[0056] A linha 11 é limitada nas suas extremidades de linha 11a e 11b por comutadores de potência 12a, 12b e pode ser desconectada pelo último a partir da remanescente rede de fornecimento de energia (não mostrado em detalhe na Figura 1). Pontos de medição em que valores medidos de corrente e tensão são gravados com transformadores de corrente 13a, 13b e transformadores de tensão 14a, 14b mostrados na Figura 1 meramente por meio de exemplo estão adicionalmente presentes nas extremidades de linha 11a, 11b. Os transformadores de corrente 13a, 13b e os transformadores de tensão 14a, 14b pode ser transformadores convencionais ou não convencionais. Valores de corrente medidos i e valores de tensão medidos u, que podem ser valores analógicos ou digitais, são emitidos pelos transformadores no lado secundário.

[0057] Dispositivos 15a, 15b para determinar uma localização de falha são conectados com os transformadores de corrente 13a, 13b e os transformadores de tensão 14a, 14b nas respectivas extremidades de linha 11a, 11b. Estes dispositivos 15a, 15b, por exemplo, podem ser dispositivos de proteção elétrica que, bem como uma função de localização de falha, também realizam outras funções de proteção e monitoramento. Por exemplo, os dispositivos de proteção podem ser dispositivos de proteção de distância, dispositivos de proteção diferencial ou dispositivos de proteção de excesso de corrente que monitoram o estado de operação da linha 11 com base nos valores medidos de corrente e tensão gravados e, no evento de uma falha, transmitem um sinal de desligamento T para o seu respectivo comutador de potência 12a, 12b para fazer com que o último abra os seus contatos de comutação.

[0058] Os dispositivos 15a, 15b são configurados, no evento de uma falha na linha 11, para determinar e output a localização de falha, isto é a localização na linha em que uma falha (por exemplo, curto circuito, falha de terra) ocorreu. Para fazer isto, eles usam os valores medidos de corrente e tensão da sua própria extremidade de linha e a respectiva outra extremidade de linha que foram gravados durante a falha. Para este propósito, os dispositivos 15a, 15b são conectados através de uma conexão de comunicação 16, que podem ser qualquer conexão de comunicação com fios ou sem fios adequada. Os dispositivos 15a, 15b podem trocar, inter alia, os seus valores medidos de corrente e tensão através de conexão de comunicação 16 de maneira a determinar a localização de falha.

[0059] Os dispositivos 15a, 15b efetuam uma localização de falha de acordo com o princípio de onda de deslocamento. Isto explora o fato de que, quando uma falha ocorre, componentes de sinal transiente de alta frequência são produzidos na corrente e na tensão que se propagam quase na velocidade da luz em ambas as direções na linha 11. Isto é desenhado por meio de exemplo na Figura 1. Para este propósito, é presumido que uma falha ocorre em uma localização de falha F. As ondas de deslocamento se propagam como mostrado a partir da localização de falha F ambas na direção da primeira extremidade de linha 11a e na direção da segunda extremidade de linha 11b e podem ser medidos no mesmo com os transformadores e podem ser avaliados com os dispositivos 15a, 15b de maneira a definir a localização de falha. Observado a partir da primeira extremidade de linha, a localização de falha F está localizada em uma distância x, e, correspondentemente a partir da perspectiva da segunda extremidade de linha, a localização de falha F está localizada em uma distância l-x. Como descrito em detalhe abaixo, os dispositivos avaliam os valores medidos de corrente e tensão e emitem a localização de falha F, por exemplo, como uma distância ou porcentagem do comprimento de linha l.

[0060] O operador da rede de fornecimento de energia pode direcionar a localização de falha determinada F para um time de manutenção que então pode visitar a localização de falha e eliminar a causa da falha. A determinação mais precisa possível da localização de falha é necessária para este propósito. Um procedimento para a localização de falha é descrito abaixo que, diferentemente das localizações de falha de onda de deslocamento anteriores, ocorre sem valores medidos sincronizados no tempo a partir das extremidades de linha 11a, 11b.

[0061] Uma breve explicação do princípio de localização de falha de onda de deslocamento será dada primeiramente. Para este propósito, um algoritmo de localização de falha de onda de deslocamento bilateral é explicado, isto é um algoritmo que opera com valores medidos a partir de ambas as extremidades de linha 11a, 11b. Um modelo de propagação para deslocar ondas ao longo da linha 11 é usado. O algoritmo usado no método de acordo com a invenção adicionalmente ocorre sem valores medidos sincronizados no tempo.

[0062] A “teoria de linhas longas” é usada para produzir o algoritmo referido. Isto envolve o mapeamento com base em modelo de uma linha elétrica na forma de “parâmetros distribuídos”. Isto é mostrado por meio de exemplo na Figura 2.

[0063] A Figura 2 mostra que os parâmetros de rede tais como a indutância por comprimento de unidade L0, capacitância por unidade de comprimento C0, resistência por unidade de comprimento R0 e condutividade por unidade de comprimento G0 são distribuídos ao longo da linha. Com base neste modelo de linha, usando as leis de Kirchhoff para a seção Δx da linha, as seguintes equações são obtidas para a tensão u e a corrente i:

[0064] Através de transformações matemáticas, as equações (1) e (2) podem ser convertidas para a seguinte forma:

[0065] Estas equações (3) e (4) são equações diferenciais parciais de uma linha homogênea e normalmente são referidas como “equações de telégrafo”. Elas podem ser generalizadas para se aplicar aos dados condutores.

[0066] Com a consideração das equações (3) e (4) no domínio de Laplace, presumindo x como um parâmetro, muitos efeitos que ocorrem na linha podem ser interpretados de maneira substancialmente mais simples:

[0067] A derivação de equações (5) e (6) de acordo com o parâmetro x produz os seguintes:

[0068] As Equações (7) e (8) podem ser resolvidas separadamente usando a teoria de equação diferencial para tensão e corrente:

[0069] Na resolução de equações (9) e (10), é possível calcular os parâmetros desconhecidos A1 e A2 a partir de condições iniciais:

em que U1 e I1 representam as condições iniciais em x = 0. Em adição, as equações (9) e (10) contêm uma impedância de onda ZC e a constante de propagação y, que pode ser calculada a partir dos parâmetros de linha:

[0070] Aqui, Z representa a impedância da linha e Y a entrada de derivação de uma seção da linha. Os valores são indicados em cada caso com relação ao comprimento.

[0071] As seguintes formas assim são obtidas para as equações (9) e (10):

[0072] As Equações (15) e (16) representam um modelo de propagação para deslocar ondas relacionado com a tensão ou relacionado com a corrente ao longo da linha 11. A tensão de falha na localização de falha inicialmente conhecida F é considerada para a localização de falha de onda de deslocamento descrita aqui. A relação descrita na equação (15) é usada aqui.

[0073] Esta equação de tensão (15) pode ser representada na seguinte forma no domínio de Laplace:

[0074] A transição para o domínio de frequência é efetuada inserindo s = jo, onde a frequência angular é representada como na sequência:

[0075] Isto produz a equação analítica (18), que é satisfeita para cada frequência f= o/2π que ocorre. Por esta razão, a consideração pode estar limitada a um espectro de frequência selecionado. A localização de falha de onda de deslocamento opera em uma faixa de alta frequência em que a informação com relação à propagação de onda de deslocamento e as reflexões que ocorrem é significativamente pronunciada.

[0076] Neste contexto, a Figura 3 mostra a função de transmissão (resposta de fase e amplitude) de um exemplo de um filtro por meio do qual as frequências relevantes são filtradas a partir da característica dos valores medidos de corrente e tensão para a análise adicional, em que os valores de corrente e tensão filtrados são produzidos. Um exemplo de uma passagem de banda de um filtro adequado pode ser em torno de 30 kHz a 400 kHz. Nesta faixa, transformadores de medição primários convencionais normalmente usados nas redes de fornecimento de energia podem transmitir os sinais com uma qualidade suficiente para a localização de falha.

[0077] As Figuras 4 e 5 mostram por meio de exemplo como o filtro impacta nos valores medidos de corrente e tensão gravados. A Figura 4 mostra um exemplo de uma característica de valores medidos de corrente e tensão em uma extremidade de linha de uma linha de alta tensão de três fases durante uma falha de polo único na fase A. A falha de polo único causa um aumento na corrente na fase A afetada pela falha, em que a tensão cai na fase A. Seguindo o surgimento da falha, os sinais de tensão e corrente contêm transientes de alta frequência que devem ser avaliadas para a localização de falha.

[0078] Os componentes transientes de alta frequência dos valores medidos de corrente e tensão podem ser filtrados usando um filtro (por exemplo, um filtro de passagem de banda como descrito em conexão com a Figura 2). Isto produz valores de corrente e tensão filtrados como mostrado por meio de exemplo na Figura 5. Na consideração dos valores de corrente e tensão filtrados, deve ser notado que as fases B e C que não são afetados por uma falha possuem correspondentes padrões de alta frequência.

[0079] Uma falha na localização de falha F da linha 11 (cf. Figura 1) resulta em uma divisão da linha 11 em duas seções para as quais duas equações de tensão (19) e (20) podem ser obtidas usando a equação (18):

[0080] Aquij l representa o comprimento da linhaj UF,I a tensão de falha na localização de falha a partir da perspectiva da primeira extremidade de linha 11a e UFj2 a tensão de falha na localização de falha a partir da perspectiva da segunda extremidade de linha 11b. U1j U2 e I1j I2 representam as voltagens e correntes medidas em ambas as extremidades de linha. Estas duas voltagens são iguais para a localização de falha correta na distância x (observada a partir da primeira extremidade de linha) ou l-x (observada a partir da segunda extremidade de linha). Esta condição é usada para a localização de falha.

[0081] As linhas nas redes de fornecimento de energia normalmente compreendem pelo menos condutores de três fases. Assim é necessário apresentar equações (18) ou (19) e (20) definidas acima na forma de uma matriz. Um sistema de equação deste tipo pode ser simplificado por meio de uma transformação modal ou de valor próprio. Isto permite que equações individuais do sistema de equação resultante sejam desacopladas entre si e assim sejam consideradas de maneira independente entre si. Em adição, esta transformação permite que as equações já obtidas sejam consideradas nos componentes transformados.

[0082] Por meio de exemplo, uma linha simétrica simples tendo os seguintes parâmetros para uma frequência classificada de 60 Hz será considerada abaixo:

[0083] Aqui, Z representa a impedância da linha e Y a entrada da linha. A “transformação de Clark” é usada por meio de exemplo como a transformação modal para o desacoplamento. Esta possui uma matriz de transformação T como na sequência; isto produz componentes α, β e 0:

[0084] As matrizes mencionadas anteriormente (21) e (22) podem ser transformadas com a transformação de Clark como na sequência:

[0085] No conjunto com as equações (13) e (14), isto produz as três constantes de propagação (equação (26)) e impedâncias de onda (equação (27)) que devem ser consideradas:

[0086] Através da análise da constante de propagação y, é possível quais dos componentes modais possuem a maior velocidade, este preferivelmente usado para a análise adicional. Em adição, o componente que ocorre até uma extensão suficiente no sinal deve ser avaliado. Isto depende bastante do tipo de falha. A Figura 6 mostra os valores de corrente e tensão transformados produzidos a partir de valores de corrente e tensão filtrados através da transformação. Estes representam as ondas de deslocamento reais que são usadas para a localização de falha.A Figura 6 mostra que, no caso de exemplo da falha de polo único na fase A, o componente β não ocorre. É adicionalmente evidente que o componente 0 é substancialmente menor do que o componente α.

[0087] Presumindo que a localização de falha é conhecida, a tensão UF na localização de falha pode ser inferida separadamente a partir de ambas as extremidades de linha 11a, 11b.

[0088] Nos sistemas de localização de falha de onda de deslocamento convencionais, a gravação de valor medido ocorre de uma maneira sincronizada com o tempo em ambas as extremidades de linha 11a e 11b. Os valores medidos são dados uma marcação de tempo por meio da qual uma localização exata dos valores medidos de corrente e tensão a partir de ambas as extremidades de linha pode ocorrer. Uma localização de falha assim pode ocorrer de uma maneira simples com a gravação de valor medido sincronizado com base nas equações (19) e (20). Este caso é mostrado por meio de exemplo na Figura 7. É evidente que, na localização de falha correta (distância x a partir da primeira extremidade de linha 11k), os valores de tensão de característica da falha UF,1 definida com os valores medidos a partir da primeira extremidade de linha 11a corresponde com os valores de tensão de característica da falha UF,2 definida com os valores medidos a partir da segunda extremidade de linha 11b. Para a comparação, o diagrama inferior na Figura 7 mostra os valores de tensão de característica da falha UF que pode ser medida diretamente na localização de falha. No exemplo mostrado na Figura 7, todos os valores de tensão das características da falha são posicionados na mesma janela de medição. Isto é possível apenas através de uma sincronização temporal altamente precisa.

[0089] Se nenhuma sincronização com o tempo da gravação de valor medido está disponível, as formas das curvas não vão mudar se a localização de falha é conhecida, mas em vez disso a sua alocação temporal; isto é ilustrado por meio de exemplo na Figura 8. As janelas de medição 80a, 80b com correspondentes valores de tensão das características da falha são destacadas visualmente na Figura 8 nas características da tensão de falha UF,1, UF,2 definidas a partir das extremidades de linha 11a e 11b. Para comparação, o diagrama inferior na Figura 8 também mostra os valores de tensão de característica da falha UF que podem ser medidos diretamente na localização de falha. A janela de medição de maneira apropriada correspondente 80c também é visualmente destacada nesta característica. É evidente que as características contidas nas janelas de medição 80a, 80b, 80c ocorrem deslocadas temporalmente uma com relação a outra, mas possuem padrões virtualmente idênticos.

[0090] No entanto, padrões virtualmente idênticos deste tipo podem ser definidos apenas para a localização de falha real; fora da localização de falha real, padrões significativamente diferentes ocorrem para os valores de tensão das características da falha UF,1, UF,2. Isto é mostrado por meio de exemplo na Figura 9, em que as características de tensão de falha UF,1, UF,2 são mostradas para uma localização de falha fictícia que não corresponde com a localização de falha real. É claramente evidente na Figura 9 que as características de tensão de falha UF,1, UF,2 definidas a partir de ambas as extremidades de linha 11a, 11b não possuem padrões correspondentes dentro e fora das janelas de medição selecionadas para a análise na Figura 8. Para comparação, o diagrama inferior na Figura 8 também mostra os valores de tensão de característica da falha UF que podem ser medidos diretamente na localização de falha real. Nem existe qualquer evidência de correspondência entre esta característica UF e as duas características de tensão de falha UF,1, UF,2.

[0091] Isto verificando que existe apenas um padrão para uma localização de falha real que pode ser calculada a partir de ambas as extremidades de linha e produz padrões idênticos nas respectivas características de tensão de falha UF,1, UF,2 é explorada abaixo para a definição de localização de falha. Consequentemente, uma localização de falha deve ser encontrada para a qual os valores de tensão de falha definidos a partir de ambas as extremidades de linha 11a, 11b correspondem entre si de maneira suficientemente próxima. Este problema pode ser resolvido para uma sincronização de valor medido existente simplesmente equalizando as duas equações (19) e (20) para obter a distância x que indica a localização de falha correta.

[0092] No entanto, na ausência de sincronização temporal da gravação de valor medido, o reconhecimento de padrão necessário é tornado mais difícil.

[0093] De maneira a ser capaz de efetuar uma determinação da localização de falha real, a verificação de que um deslocamento nas características de tensão de falha calculadas UF,1, UF,2 em cada caso pelo tempo de propagação da onda de deslocamento, isto é o tempo que a onda de deslocamento necessita a partir da localização de falha real para a respectiva extremidade de linha 11a, 11b é explorado, resulta em alcançar a mesma base de tempo.

[0094] No domínio do tempo, os termos de deslocamento resultando para ambas as extremidades de linha podem ser expressos como na sequência:

[0095] Para a primeira extremidade de linha 11a, e

[0096] Para a segunda extremidade de linha 11b. Aqui, vmode é a velocidade de um modo respectivamente selecionado; l é o comprimento da linha.

[0097] No domínio da frequência, os correspondentes seguintes termos de deslocamento são obtidos a partir do mesmo:

para a primeira extremidade de linha 11a, e

para a segunda extremidade de linha 11b. No domínio da frequência, o deslocamento temporal é refletido na multiplicação pela função exponencial complexa.

[0098] Se o respectivo termo de deslocamento (30) e (31) é transferido para as equações (19) e (20), este produz as seguintes equações para as características de tensão de falha UF,1, UF,2:

[0099] O resultado deste deslocamento temporal é mostrado por meio de exemplo na Figura 10 para uma localização de falha real conhecida; aqui, todas as curvas de tensão e janelas de medição foram convertidas pelo deslocamento para a mesma base de tempo. Para comparação, o diagrama inferior na Figura 10 também mostra os valores de tensão de característica da falha UF que pode ser medido diretamente na localização de falha real.

[00100] No entanto, já que a localização de falha real é inicialmente desconhecida, o valor para x que provê a correspondência mais próxima de duas características de tensão de falha UF,1, UF,2 deve ser encontrada.

[00101] Em outras palavras, por um lado, os valores de tensão de característica da falha UF,1 de acordo com a equação (32) primeiramente devem ser definidos para uma primeira localização de falha presumida ou fictícia e, por outro lado, os valores de tensão de característica da falha UF,2 de acordo com a equação (33) primeiramente devem ser definidos para a mesma localização de falha fictícia ou presumida. Se as duas características correspondem entre si, a primeira localização de falha fictícia pode corresponder com a localização de falha real. Se nenhuma correspondência existe, o mesmo procedimento deve ser refetuado para uma segunda localização de falha fictícia. O procedimento é continuado até uma correspondência de duas características de tensão de falha UF,1, UF,2 ser identificada para uma localização de falha fictícia; esta localização de falha fictícia então corresponde com a localização de falha real.

[00102] Tal busca manual para a localização de falha é comparativamente custosa; adicionalmente, os valores de tensão das características da falha UF,1, UF,2 não podem ser esperados normalmente para ser exatamente idênticos em realidade devido às imprecisões de medição e cálculo e os parâmetros de linha que são usados.

[00103] O procedimento descrito acima, portanto, pode ser substituído vantajosamente com um método de otimização matemática em que uma função alvo é definida com a qual a correspondência mais próxima de duas características de tensão de falha pode ser determinada dependendo da localização de falha. A distância x da localização de falha a partir da primeira extremidade de linha 11a pode ser usada como um parâmetro para a função alvo. Portanto, a sequência se aplica para a localização de falha real:

[00104] Diferentes funções alvo podem ser definidas de maneira a satisfazer a condição da equação (34). Uma possível função alvo ZF1, em que uma minimização ocorre para a otimização, é indicada abaixo pela equação (35):

[00105] A característica de a função alvo ZF1 é mostrada por meio de exemplo no diagrama superior na Figura 11 para o caso de uma falha de polo único com uma distância x = 60 km a partir da primeira extremidade de linha 11a. Neste caso, o comprimento da linha é presumido como sendo de 150 km, resultando em um mínimo 110a no diagrama para uma distância da localização de falha a partir da primeira extremidade de linha 11a de x = 60 km a partir da segunda extremidade de linha 11b de (l-x) = 90 km.

[00106] Outra possível função alvo ZF2, em que uma maximização ocorre para a otimização, é indicada abaixo pela equação (36):

[00107] A expressão complexo - conjugada é projetada pelo asterisco *. A característica da função alvo ZF2 é mostrada por meio de exemplo no diagrama inferior na Figura 11 similarmente para o caso de uma falha de polo único com uma distância x = 60 km a partir da primeira extremidade de linha 11a. O diagrama mostra um máximo 110b para uma distância da localização de falha a partir da primeira extremidade de linha 11a de x = 60 km e a partir da segunda extremidade de linha 11b de (l-x) = 90 km.

[00108] As Equações (35) e (36) representam exemplos de funções alvo que devem ser sujeitadas a um processo de minimização ou maximização. Isto pode ser alcançado, por exemplo, por um método iterativo matemático. O processo de minimização ou maximização pode ser efetuado tanto no domínio da frequência quanto no domínio de tempo, em que o cálculo das características de tensão de falha preferivelmente ocorre no domínio da frequência. Já que dispositivos digitais tais como os dispositivos 15a, 15b normalmente operam com valores discretos, os métodos podem ser adaptados de acordo com este requisito.

[00109] A Figura 12 finalmente mostra um diagrama de fluxo esquemático de uma modalidade de exemplo de um método para determinar uma localização de falha. As etapas de método acima da linha pontilhada ocorrem no dispositivo 15a na primeira extremidade de linha 11a, enquanto aquelas abaixo da linha pontilhada ocorrem no dispositivo 15b na segunda extremidade de linha 11b (cf. Figura 1).

[00110] As correntes e voltagens locais são medidas em cada caso com os dispositivos 15a, 15b em ambas as extremidades de linha nas etapas 120a e 120b e correspondentes valores medidos de corrente e tensão são produzidos. Estes valores medidos estão presentes como valores de amostragem dos sinais de tensão e corrente da linha 11. Um exemplo de valores medidos de corrente e tensão gravados é mostrado na Figura 4.

[00111] De forma que apenas os componentes transientes de alta frequência (ondas de deslocamento) dos respectivos valores medidos de corrente e tensão são gravados, uma filtragem (por exemplo, por um filtro de passagem de banda) ocorre em cada caso nas etapas 121a e 121b. Através da seleção de frequências de corte, por exemplo, do filtro de passagem de banda, o método pode ser adaptado para as características de transformadores 13a, 13b e 14a, 14b. Se estes transformadores proveem apenas uma largura de banda média, por exemplo, até 10 kHz apenas, os filtros devem limitar a largura de banda dos sinais para a largura de banda dos transformadores. Dependendo do erro de fase dos transformadores usados, uma precisão de medição levemente inferior então pode ser esperada. Se os transformadores podem prover uma maior largura de banda, por exemplo, até 500 kHz, os filtros devem ser dimensionados de maneira apropriada.

[00112] Nas etapas 121a, 121b, valores de corrente e tensão filtrados são gerados, como mostrado por meio de exemplo na Figura 5. Um exemplo de uma característica de transmissão de um filtro adequado é mostrado na Figura 3.

[00113] Nas etapas 122a e 122b, as respectivas ondas de deslocamento são tratadas em cada caso por meio de uma transformação (por exemplo, transformação de Clarke), por exemplo, de maneira a desacoplar os componentes relacionados com fase. Valores de corrente e tensão transformados são gerados, como mostrado por meio de exemplo na Figura 6.

[00114] De maneira a iniciar um método de localização de falha ou posicionar a janela de medição corretamente para a avaliação apenas se for necessário, isto é no evento de uma falha, um salto transiente, que é usado, por exemplo, como um gatilho para o posicionamento da janela de medição, pode ser adicionalmente determinado em cada caso para cada lado nas etapas 123a e 123b. O comprimento da janela de medição preferivelmente deve ser pelo menos o dobro do tempo de propagação da onda de deslocamento no componente modal selecionado. A detecção de salto pode ocorrer com relação aos valores de corrente e tensão transformados ou filtrados ou com relação aos valores medidos de corrente e tensão originais.

[00115] Uma transferência dos valores de corrente e tensão transformados para o domínio da frequência ocorre nas etapas 124a e 124b. Isto preferivelmente é realizado por meio de Transformada de Fourier Rápida (FFT) ou Transformada de Fourier Discreta (DFT).

[00116] Como indicado pelas setas entre os blocos das etapas 124a e 124b, os valores resultantes são trocados na faixa de frequência entre os dispositivos 15a e 15b (cf. Figura 1). Isto é realizado através da conexão de comunicação 16.

[00117] Com os seus próprios valores e os valores a partir de respectivas outras extremidades de linha, os dispositivos 15a e 15b então realizam uma busca de localização de falha por meio da otimização de uma função alvo como descrita acima nas etapas 125a e 125b. A função alvo pode ser processada, por exemplo, nas etapas 125 e 125b de acordo com equações (35) ou (36). Como descrito acima, uma localização de falha fictícia é pensada para a qual a função alvo possui um mínimo ou um máximo. Esta localização de falha fictícia então é aceita como a localização de falha real.

[00118] A localização de falha determinada então é emitida na etapa 126. De acordo com Figura 12, isto ocorre em uma etapa de emissão conjunta. Em vez disso, uma saída separada também pode ser realizada por cada um de dois dispositivos 15a e 15b.

[00119] Os dispositivos 15a e 15b normalmente possuem um dispositivo de processamento em que as etapas 120a/b a 126 são efetuadas. Por exemplo, este pode ser um microprocessador que acessa o software de dispositivo correspondente que está localizado em uma memória do respectivo dispositivo. Alternativamente, também pode ser um módulo de processamento com programação definida por hardware, por exemplo, um ASIC ou FPGA.

[00120] As Figuras 1 e 12 mostraram um sistema para determinar uma localização de falha em que a localização de falha é determinada com dois dispositivos 15a e 15b que estão localizados em cada caso em uma extremidade de linha 11a ou 11b. Em vez disso, um dispositivo central também pode ser provido, em que os valores medidos de corrente e tensão a partir das extremidades de linha são alimentados.

[00121] Apesar de a invenção ter sido ilustrada e descrita em detalhe acima através das modalidades preferidas de exemplo, a invenção não está restrita aos exemplos descritos, e outras variações podem ser derivadas aqui pelo versado na técnica sem exceder o escopo de proteção das seguintes reivindicações da patente.

Claims

1. Método para determinar a localização de falha (F) de uma falha em uma linha (11) de uma rede de fornecimento de energia elétrica, em que primeiros valores de corrente e tensão são medidos em uma primeira extremidade de linha (11a) da linha (11); segundos valores de corrente e tensão são medidos em uma segunda extremidade de linha (11b) da linha (11); e a localização de falha (F) de uma falha é definida usando os primeiros e os segundos valores de corrente e tensão seguindo a ocorrência de uma falha na linha (11), caracterizado pelo fato de que os valores de corrente e tensão medidos nas extremidades de linha (11a, 11b) são sujeitados a uma filtragem, em que primeiros e segundos valores de corrente e tensão filtrados são formados que o indica uma faixa de frequência selecionada dos valores de corrente e tensão medidos; uma característica temporal dos primeiros valores de tensão de falha fictícios presentes em uma localização de falha fictícia na linha (11) é definida usando os primeiros valores de corrente e tensão filtrados e um modelo de propagação para deslocar ondas na linha (11); uma característica temporal dos segundos valores de tensão de falha fictícios presentes em uma localização de falha fictícia na linha (11) é definida usando os segundos valores de corrente e tensão filtrados e um modelo de propagação para deslocar ondas na linha (11); uma localização de falha fictícia na linha (11) é determinada para a qual a característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios corresponde de maneira mais próxima com a característica dos segundos valores de tensão de falha fictícios, em que a localização de falha fictícia na linha (11) para a qual a característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios corresponde de maneira mais próxima com a característica do valor tensão de falha fictício é determinada por meio de um método de otimização, em que a localização de falha fictícia é usada como um parâmetro de otimização de uma função alvo do método de otimização; e a localização de falha fictícia determinada é usada como a localização de falha (F) da falha na linha (11).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método de otimização é um método de otimização iterativo.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a localização de falha fictícia para a qual um mínimo da diferença entre a característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios e a característica dos segundos valores de tensão de falha fictícios está presente é definida com a função alvo.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a localização de falha fictícia para a qual um máximo do produto da característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios e a característica conjugada complexa dos segundos valores de tensão de falha fictícios está presente é definida com a função alvo.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a faixa de frequência selecionada compreende componentes transientes de alta frequência ou componentes transientes de banda limitada dos valores de corrente e tensão medidos.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que no caso de uma rede de fornecimento de energia elétrica de múltiplas fases, com relação aos primeiros e segundos valores de corrente e tensão filtrados, uma transformação matemática é realizada para desacoplar os componentes de fase individual, em que primeiro e segundo valores de corrente e tensão transformados são formados; e os primeiros e segundos valores de tensão de falha fictícios são definidos usando os primeiros e os segundos valores de corrente e tensão transformados.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a determinação da localização de falha (F) é efetuada se um salto que excede um limite predefinido foi identificado na característica dos primeiros valores de corrente e tensão ou valores derivados a partir dos mesmos e/ou na característica dos segundos valores de corrente e tensão ou valores derivados a partir dos mesmos.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a localização de falha (F) é determinada por meio de um dispositivo (15a, 15b) configurado para este propósito; e a localização de falha determinada (F) é emitida pelo dispositivo (15a, 15b).

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a localização de falha (F) é determinada em cada caso por meio de um dispositivo (15a, 15b) em cada uma das extremidades de linha (11a, 11b); e as localizações de falha (F) determinadas com os dispositivos (15a, 15b) são emitidas pelos dispositivos (15a, 15b).

10. Dispositivo (15a, 15b) para determinar a localização de falha (F) de uma falha em uma linha (11) de uma rede de fornecimento de energia elétrica, com um dispositivo de processamento que é configurado para determinar a localização de falha (F) de uma falha usando primeiros valores de corrente e tensão medidos em uma primeira extremidade de linha (11a) da linha (11) e segundos valores de corrente e tensão medidos em uma segunda extremidade de linha (11b) da linha (11) seguindo a ocorrência da dita falha na linha; caracterizado pelo fato de que o dispositivo (15a, 15b) compreende um filtro que é configurado para sujeitar os valores de corrente e tensão medidos nas extremidades da linha (11a, 11b) para a filtragem, em que primeiros e segundos valores de corrente e tensão filtrados são formados o que indica uma faixa de frequência selecionada dos valores de corrente e tensão medidos; o dispositivo de processamento é configurado para definir uma característica temporal dos primeiros valores de tensão de falha fictícios presentes em uma localização de falha fictícia na linha (11) usando os primeiros valores de corrente e tensão filtrados e um modelo de propagação para deslocar ondas na linha (11); - o dispositivo de processamento é configurado para definir uma característica temporal dos segundos valores de tensão de falha fictícios presentes na localização de falha fictícia na linha (11) usando os segundos valores de corrente e tensão filtrados e o modelo de propagação para deslocar ondas na linha (11); e - o dispositivo de processamento é configurado para determinar uma localização de falha fictícia na linha (11) para a qual a característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios corresponde de maneira mais próxima com a característica dos segundos valores de tensão de falha fictícios, em que a localização de falha fictícia na linha (11) para a qual a característica dos primeiros valores de tensão de falha fictícios corresponde de maneira mais próxima com a característica dos segundos valores de tensão de falha fictícios é determinado por meio de um método de otimização, em que a localização de falha fictícia é usada como um parâmetro de otimização de uma função alvo do método de otimização, e para indicar a localização de falha fictícia determinada como a localização de falha (F) da falha na linha (11).

11. Dispositivo (15a, 15b) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o dispositivo (15a, 15b) é um dispositivo de proteção elétrica.

12. Dispositivo (15a, 15b) de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de queo dispositivo (15a, 15b) é um dispositivo de localização de falha separado.

13. Sistema (10), caracterizado pelo fato de que é para determinar a localização de falha (F) de uma falha em uma linha (11) de uma rede de fornecimento de energia elétrica, com dois dispositivos (15a, 15b) projetados como definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 12 que são interconectados através de uma conexão de comunicação (16) para trocar dados.