BR112013026353B1 - Método e sistema para programação e implementação de isolamento de falha automático e restauração de serviço em redes de distribuição de energia e meio legível por computador - Google Patents

Abstract

método e sistema para programação e implementação de isolamento de falha automático e restauração usando lógica sequencial. a presente invenção refere-se a um método e sistema para programação e implementação de isolamento de falha automático e restauração de detecção de falha de alta velocidade de circuitos em redes de distribuição de energia usando lógica sequencial e comunicação ponto a ponto, é proporcionado. a detecção de falha de alta velocidade de circuitos em redes de distribuição de energia usa dispositivos de relé protetores (14) que segmentam uma linha de distribuição (11) tendo dispositivos eletrônicos inteligentes (ied) (22) associados com dispositivos de comutação (20) que se comunicam ponto a ponto, via um sistema de comunicação (30) para proporcionar informação de localização de falha rápida e precisa em sistemas de distribuição com lógica sequencial.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a sistemas de distribuição e, mais particularmente, a um método e sistema para programação e implementação de isolamento de falha automático e restauração de serviço de detecção de falha de alta velocidade de circuitos em redes de distribuição de energia usando lógica sequencial em uma estrutura de controlador lógico programável (PLC) descentralizada e comunicação ponto a ponto.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[0002] A proteção de sistemas de distribuição de energia envolve detecção, localização e iniciação da remoção de uma falha a partir do sistema de energia. A identificação da localização de falhas é um processo importante. Os relés protetores são extensivamente usados para funções protetoras maiores. Os sistemas de proteção e disjuntores são instalados em localizações estratégicas ao longo do alimentador para a proposta de detectar falhas que causam excesso de corrente que fluem e automaticamente o desconecta da fonte. Operações manuais são usualmente requeridas para isolar a seção de falha, e isto pode levar várias horas durante cujo tempo muitos usuários estão sem eletricidade.

[0003] Técnicas de classificação de tempo são frequentemente usadas para minimizar o número de usuários desconectados quando do isolamento de uma falha. Os sistemas protetores classificados de tempo têm dispositivos de proteção em zonas sucessivas que são dispostos para operar em tempos que são classificados através da sequência de equipamento de modo que após a ocorrência de uma falha, somente aquela relevante à zona da falha completa a função de disparo. Uma desvantagem de esquemas de classificação de tempo é que eles são lentos para identificar zonas com falha, e devido à separação de tempo requerida é pressuposto que existe uma fonte única alimentando o sistema. Este método não é adequado quando operando com fontes variáveis múltiplas similares a vento e geração solar, e requererá mudanças de ajuste de adaptação contínua.

[0004] Um problema de isolamento lento e restauração de falhas do sistema de distribuição de energia conduzem ao aumento indesejado de falta de energia. É hoje ainda típico para estas ações serem realizadas por acionamento de um instalador de linha em caminhões de comutador para comutador. A falta de energia na maior parte conduz diretamente a perda das receitas para Utilitários, multas impostas pelos fiscalizadores nas utilidades, e perda na produção em parte dos consumidores elétricos similares a fábricas que são dependentes de um suprimento constante de energia elétrica.

[0005] O problema de criar uma rede inteligente de distribuição foi prejudicado pela existência de sistemas de comunicação antigos, protocolos e infraestruturas de comunicação. O problema existente hoje na distribuição de alimentadores é que os sistemas não têm a capacidade de isolar deselegantemente a seção com falhas e restaurar estes alimentadores após uma falha ter sido retirada do sistema. O procedimento de isolamento e restauração tem sido, por uma grande extensão, um processo manual vagaroso, ou efetuado através de comutação manual no campo pelo instalador da linha, ou técnicos/eletricistas da utilidade, ou comutação remotamente por um operador através de um centro de controle de distribuição ligado a RTU muito simples de tipo PLC de dispositivo de campo. Várias tentativas foram feitas para criar sistemas centralizados que recolheriam dados para os dispositivos de campo e, em seguida, processariam esta informação centralmente em equações lógicas para realizar a assim denominada "automação do alimentador de distribuição". Estes sistemas são todos notoriamente lentos para recolher os dados a partir do campo e apresentá-los no Centro de Controle. Pode levar muitos minutos antes que a falha possa ser isolada através de comutação repetida para uma falha usando um processo de eliminação para isolar a falha.

[0006] Os Sistemas Atuais agem extremamente vagarosamente, e podem levar minutos para reagirem à mudança das condições do sistema. Isto é indesejável, e causa falta de energia indesejada, enquanto as falhas estão sendo isoladas ou restauradas. A comutação manual no comutador ou comutação remota de um sistema de controle SCADA é comumente usada. Os sistemas de não comunicação denominados sistema de automação em "loop"são usados com religadores. Estes sistemas agem na presença de tensão medida no ponto de comutação e lógica local. Os sistemas inteligentes atuais usam especialmente protocolos de comunicação adaptados similares a DNP3 para se comunicar entre dispositivos para alcançar lógica restrita. Estes sistemas são específicos do fornecedor, e não são abertos para adaptação ou modificação pelo usuário à medida que sua necessidade possa mudar. Estes sistemas são também restritos a um pequeno número de dispositivos de comutação. O sistema também ocorre em um dispositivo mestre para realizar lógica desejada.

[0007] Um número de sistemas existe abordando detecção de falha de circuitos em redes de distribuição de energia tais como aqueles descritos na Publicação/Patente dos Estados Unidos Nos 6.603.649; 6.687.573; 6.697.240, 7.636.616; 7.773.360; 2008/0024142; e 2009/0290275, todas das quais são incorporadas aqui por referência.

[0008] Existe uma necessidade na técnica de um esquema que possa detectar claramente uma zona com falha em um tempo mais curto, e com menos impacto na rede de energia conectada, e que seja também imune ao efeito da introdução de geração distribuída na distribuição de redes de alimentador. Existe também uma necessidade na técnica de um sistema que não requeira um tipo mestre ou símbolo de arranjo.

[0009] A presente invenção preenche estas necessidades.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00010] Amplamente falando-se, a invenção proporciona um método e sistema para programação e uso de isolamento de falha automático e restauração de detecção de falha de alta velocidade de circuitos em redes de distribuição de energia usando comunicação ponto a ponto.

[00011] Esta invenção aperfeiçoa os tempos de falta de energia dramaticamente pela provisão de uma solução de "rede inteligente" verdadeira. Pela combinação de hardware, software e blocos de construção de comunicação com novas e inovadoras equações lógicas, uma solução técnica, bem como um processo de distribuição de criação de operação nova rápida ponto a ponto baseada nos sistemas de automação de alimentação de distribuição, é proporcionada.

[00012] A invenção proporciona um sistema de automação de alimentação de distribuição que é baseado em uma rede ponto a ponto que pode isolar seções de alimentador com falha, e proporciona isolamento mais rápido de falhas e restauração mais rápida dos alimentadores após uma falha ser removida do que disponível no mercado hoje. Este método pode ser usado para intensificar grandemente o desdobramento rápido para proporcionar um meio para acelerar o desenvolvimento da "Rede Inteligente" dos Estados Unidos. Esta invenção proporcionará também uma espinha dorsal para desenvolver soluções de proteção mais novas e inovadoras para adicionalmente intensificar a futura "Rede Inteligente".

[00013] Em uma concretização da presente invenção, os dispositivos de relé protetores são associados com comutadores automáticos/religadores, tal como em uma zona de sobreposição de configuração de proteção, onde os dispositivos de relé protetores incluem microprocessadores, e podem ser referidos como Dispositivos Eletrônicos Inteligentes (IED). Tais microprocessadores podem compreender, por exemplo, controladores de lógica programáveis (PLCs) para o desenho de controle associado. Um sistema de comunicação de alta velocidade (tal como link de fibra, WiMax, WiFi, ou outras tecnologias de transporte com fio e em fio, ou uma mistura destes), é proporcionado entre os dispositivos de relé protetores para comunicação ponto a ponto. Os dispositivos de relé protetores são capazes de trocarem mensagens, por exemplo, mensagens GOOSE (Evento de Subestação Orientado de Objeto Genérico) sob o padrão IEC61850. Os dispositivos de relé protetores são então adaptados para testarem as falhas em uma maneira única, e se comunicarem entre si para proporcionar informação de localização de falha rápida e precisa nos sistemas de alimentador de distribuição.

[00014] A invenção pode ser implementada em numerosos modos, incluindo como um sistema, um dispositivo/aparelho, um método, ou um meio legível por computador. Várias concretizações da invenção são discutidas abaixo.

[00015] Em uma concretização, a invenção compreende um método para programação e implementação de isolamento de falha automático e restauração de serviço em redes de distribuição de energia tendo dispositivos de relé protetores compreendendo capacidades de processamento e comunicação, e associados com dispositivos de comutação, compreendendo: (a) armazenagem, baseada em uma topologia de uma rede de distribuição de energia, da informação a ser usada no isolamento de falha automático e restauração de serviço, compreendendo informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha; (b) agrupamento da informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha nos grupos funcionais para mensagem; (c) programação em cada um dos dispositivos de relé protetores de uma pluralidade de sequências operacionais que quando executadas controlam os dispositivos de comutação associados quando um elemento de detecção de falha identifica uma seção com falha na rede, no qual cada sequência operacional é baseada na informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha; (d) compartilhamento da informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha, via mensagem entre pares entre todos dos dispositivos de relé protetores, via um sistema de comunicação de alta velocidade; e (d) execução de uma operação de isolamento sequencial compreendendo uma sequência operacional correta baseada na informação de modo, informação de estado de sistema, e informação de falha para isolar a seção com falha em uma série de etapas sequenciais.

[00016] Em uma concretização, a informação de estado de sistema compreende uma posição de cada dispositivo de comutação primário em um alimentador; a informação de falha compreende posições de falha detectadas, e é usada como um disparador para iniciar a operação de isolamento sequencial; e a informação de modo de operação compreende um ou mais de modo automático, modo de controle de seção, modo de restauração, modo de tempestade, modo de simulação, e modo de equilíbrio de carga.

[00017] Mais especificamente, a informação de modo de operação compreende um ou mais de modo automático que proporciona operação automática para detectar, isolar, e restaurar falhas; modo de controle de seção que proporciona abertura de uma seção de linha para etapas lógicas pré-programadas; modo de restauração que proporciona restauração a um estado normal uma vez que a falha tenha sido reparada; modo de tempestade que proporciona operação de mudança da proteção, bem como as sequências operacionais; modo de simulação que proporciona teste das sequências operacionais; e modo de equilíbrio de carga que proporciona indicação de um ponto aberto melhor possível em um alimentador para distribuir uma carga uniformemente entre duas fontes.

[00018] Em uma concretização adicional, as sequências operacionais compreendem sequências lógicas implementadas usando uma pluralidade de portas lógicas. As portas lógicas compreendem portas AND lógicas representando uma sequência de informação binária programada em lógica de relé que quando preenchida causará uma operação de um dispositivo de comutação, e junto com os dispositivos de comutação do sistema cria um sistema lógico sequencial distribuído. A informação lógica é configurada a uma saída binária do relé que é conectada a circuitos de operação do comutador primário para fechar e abrir o comutador primário. Um ou mais dos religadores, comutadores e disjuntores são ativados para isolar a seção com falha em uma série de etapas sequenciais. Os dispositivos de relé protetores compreendem dispositivos inteligentes tendo um microprocessador e um sistema de comunicação.

[00019] Em uma concretização adicional, a invenção compreende um sistema para programação e implementação de isolamento de falha automático e restauração de serviço em redes de distribuição de energia, compreendendo uma pluralidade de dispositivos de relé protetores em uma rede de distribuição de energia, cada dispositivo de relé protetor compreendendo um processador e associado com dispositivos de comutação para isolamento de falha e restauração de serviço; um dispositivo de comunicação associado com cada dispositivo de relé protetor que proporciona comunicação ponto a ponto entre os dispositivos de relé protetores, no qual a mensagem no dispositivo de comunicação compreende grupos funcionais definidos que agrupa informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha definidas baseadas em uma topologia da rede de distribuição de energia, informação a ser usada no isolamento de falha automático e restauração de serviço, no qual cada dispositivo de comunicação proporciona compartilhamento de informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha, via mensagem entre pares entre todos dos dispositivos de relé protetores, via um sistema de comunicação de alta velocidade; no qual cada dispositivo de relé protetor tem programado no mesmo uma pluralidade de sequências operacionais que quando executadas controlam os dispositivos de comutação associados quando um elemento de detecção de falha identifica uma seção com falha na rede, no qual cada sequência operacional é baseada na informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha, tal que uma operação de isolamento sequencial compreendendo uma sequência operacional correta baseada na informação de modo, informação de estado de sistema, e informação de falha, é executada para isolar a seção com falha em uma série de etapas sequenciais.

[00020] Um meio legível por computador tangível é também proporcionado em uma concretização que compreende instruções quando executadas por um processor implementam as etapas da invenção. Os métodos da presente invenção podem ser implementados como um produto de programa de computador com um meio legível por computador tangível (não transitório) tendo código no mesmo.

[00021] Como um aparelho, a presente invenção pode incluir dispositivos protetores à base de microprocessador ou RTU's ou PLC programados, de acordo com as etapas da presente invenção.

[00022] Consequentemente, uma vantagem da presente invenção é que o método pode detectar claramente uma zona com falha em um tempo mais curto com menos impacto na rede de energia conectada que é imune a impedância do sistema e variações de fontes. Vantagens adicionais incluem um número aumentado de dispositivos de comutação, operação de alta velocidade (Velocidades de operação em milissegundos conforme oposto a segundos ou minutos), detecção de falha de alta velocidade e isolamento, e Protocolo aberto (por exemplo, IEC61850).

[00023] Outros aspectos e vantagens da invenção tornarão aparentes a partir da seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com os desenhos acompanhantes, ilustrando, por meio de exemplos, os princípios da invenção.

[00024] Todas as patentes, pedidos de patente, pedidos provisórios, e publicações referidos ou aqui citados, ou do qual uma reivindicação para benefício de prioridade foi feita, são aqui incorporados por referência em sua totalidade à extensão que eles não são inconsistentes com os ensinamentos explícitos deste relatório descritivo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00025] De modo que a maneira na qual as vantagens e objetivos acima colocados da invenção sejam obtidos, uma descrição mais particular da invenção descrita brevemente acima será tomada por referência às concretizações específicas desta que são ilustradas nos desenhos em anexo. A compreensão que estes desenhos representam somente concretizações típicas da invenção e não são, portanto, para serem consideradas limitação de seu escopo, a invenção será descrita e explanada com especificidade e detalhe adicionais através do uso dos desenhos acompanhantes, em que:

[00026] A FIG. 1a é um diagrama de blocos de uma concretização da invenção.

[00027] A FIG. 1b é um exemplo de uma infraestrutura de comunicação sem fio WiMAX e componentes usados em um sistema FLISR.

[00028] A FIG. 1c é um diagrama de blocos de um método diferencial de detecção de falha usando três relés.

[00029] A FIG. 2a é um fluxograma mostrando as etapas de uma concretização da invenção.

[00030] A FIG. 2b é um diagrama de blocos de um método diferencial de detecção de falha RMS medido em três estágios.

[00031] FIG. 2c é um diagrama de blocos de um método de detecção de falha com detector de salto de três estágios.

[00032] FIG. 3 é um diagrama de blocos mostrando detecção de falha ponto a ponto.

[00033] FIG. 4 é um diagrama de blocos mostrando compartilhamento de estado ponto a ponto.

[00034] FIG. 5 é um diagrama de blocos mostrando compartilhamento de modo ponto a ponto.

[00035] A FIG. 6 é um diagrama de blocos mostrando lógica de isolamento de ponto.

[00036] A FIG. 7 é um diagrama de blocos mostrando lógica de restabelecimento de ponto.

[00037] A FIG. 8 mostra um processo de programação IED.

[00038] A FIG. 9a mostra um sequência operacional do alimentador teste.

[00039] A FIG. 9b mostra sequências lógicas do alimentador.

[00040] A FIG. 9c mostra lógica sequencial distribuída.

[00041] A FIG. 10 mostra programação IED para isolamento e restabelecimento.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00042] Amplamente falando, a invenção proporciona um método e sistema para programação e uso de isolamento de falha automático e restauração de detecção de falha de alta velocidade de circuitos em redes de distribuição de energia usando comunicação ponto a ponto. O método e aparelho compreende detecção de falha de alta velocidade de circuitos em redes de distribuição de energia utilizando Dispositivos Eletrônicos Inteligentes (IED) associados com dispositivos de comutação que se comunicam ponto a ponto para proporcionar informação de localização de falha rápida e precisa em sistemas de distribuição de alimentador sobre redes de comunicação sem fio. A lógica sequencial proporciona re-ligamento inteligente e esquemas de transferência de carga.

[00043] Um sistema de alimentador típico é fornecido por uma subestação através de um disjuntor e inclui pelo menos três dos seguintes tipos de dispositivos de comutação distribuídos ao longo da linha: religadores, chaves de isolamento, seccionadoras, comutadores de airbreak, e fusíveis. Em adição, bancos de capacitor e reguladores de tensão são incluídos em muitas instalações.

[00044] Um sistema equipado com Automação do Alimentador de Distribuição também incluiria equipamento para a detecção, localização e isolamento de falhas, e um meio para restaurar a energia a seções não danificadas das linhas. Esta funcionalidade adicional é referida como Localização, Isolamento e Restauração de Fornecimento de Falha (FLISR). Outros componentes de sistema típicos incluem equipamento de controle e expedição de VAR para manter o fator de energia, e controlar a marcha para regular a tensão da linha.

[00045] A FIG. 1a mostra uma vista simplificada de uma porção de um sistema de distribuição de energia elétrica exemplar 10 que inclui dispositivos de proteção de falha 14 (F1, F2, F3...). Geralmente, em tal disposição, uma fonte 12a (S1) é acoplada a uma linha de distribuição 11 junto com uma fonte alternada 12b (S2) acoplada à linha de distribuição 11 por um dispositivo normalmente aberto 15 (N/O) e os dispositivos de proteção de falha 14 (F1, F2, F3...) segmentam a linha de distribuição 11 em segmentos/zonas (Zona 1-2, Zona 2-3, etc.) incluindo 16a (Zona Estável 1-2), 16b (Zona com Falha 2-3). Neste exemplo, o sistema de distribuição 10 compreende uma pluralidade de fontes 12a, 12b de energia elétrica, mostradas aqui como fontes S1, S2 conectadas a uma pluralidade de usuários ou cargas (por exemplo, fábricas, residências, etc., não mostradas) através de uma linha de distribuição elétrica 11 tais como linhas de energia elétrica convencionais. A linha de distribuição 11 tem uma pluralidade de dispositivos de proteção de falha/dispositivos de relé protetores 14 (individualmente rotulados F1, F2, ...FN) colocados em pontos predeterminados ao longo da linha, incluindo, por exemplo, um comutador N/O normalmente aberto F4 nesta disposição particular. A representação do número e disposição de fontes, usuários, linhas e dispositivos na FIG. 1a é arbitrária e podem existir muitas configurações diferentes e virtualmente qualquer número de cada um destes componentes em qualquer dado sistema de distribuição.

[00046] Os dispositivos de relé protetores 14 são associados com comutadores automáticos/religadores 20 (por exemplo, um grupo de religadores, comutadores, ou uma combinação de ambos, dentro de um loop), tal como uma zona de ultrapassagem de configuração de proteção. O relé de proteção aqui preferivelmente compreende dispositivos à base de microprocessador, tais como Dispositivos Eletrônicos Inteligentes 22 (IEDs - qualquer dispositivo incorporando um ou mais processadores com a capacidade de receber ou enviar dados/controle de ou para uma fonte externa) tendo um controlador de lógica programável (PLC) e um processador de comunicação e protocolo tal como um IEC 61850 (processador de comunicação de padrão aberto como uma parte do Comitê Técnico da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC) 57 (TC57), arquitetura de referência para energia elétrica). O PLC do IED 22 principalmente compreende uma CPU, áreas de memória, e circuitos apropriados para receber dados de entrada/saída. Os processadores nos dispositivos de proteção realizam certas tarefas lógicas baseadas em sua programação. Numerosos terminais de entrada recebem estados de lógica admitidos de sensores e comutadores (por exemplo, "0"/"1", ou "liga"/"desliga"). Os terminais de saída iniciam eventos, tais como acionar um circuito. Os relés de proteção 14 são dispositivos que são usados como um elemento de detecção para detectar condições anormais no sistema de distribuição. Um religador de circuito automático é um dispositivo autocontido que pode detector e interromper correntes de falha, bem como religar automaticamente em uma tentativa de re-energizar uma linha.

[00047] O dispositivo de relé protetor 14 é conectado com corrente e sensores de tensão, ou transformadores de tensão (VTs), e transformadores de corrente (CTs), não mostrados, para monitorar o fluxo de energia. Os sensores de corrente e de tensão proporcionam a entrada necessária de dados usados para determinar sequências lógicas na detecção de falha. O loop geralmente pode conter 3 - 20 dispositivos de comutação no interior de um grupo de dispositivos ou loop. Um alimentador típico tem 7-10 estações de comutação.

[00048] Um sistema de comunicação de alta velocidade 30 (tal como fibra, link, WiMax, WiFi, ou outras tecnologias de transporte com fio ou sem fio, ou uma mistura destes), é proporcionado entre os dispositivos para comunicação ponto a ponto. Geralmente falando, tal rede de distribuição com capacidades de comunicação ponto a ponto é revelado no pedido de patente copendente de propriedade comum dos Estados Unidos No. de Série 12/967.191, depositado em 14 de dezembro de 2010, e descrito em detalhe adicionalmente aqui. Ver, por exemplo, FIG. 1b. A informação é, em seguida, feita disponível a cada um dos outros dispositivos inteligentes, sobre o canal de comunicação localizado dentro daquele loop particular. Por exemplo, um suporte de Ethernet pode ser ligado sobre um cabo de cobre do tipo par torcido, fibra, ou um sistema de rádio à base de protocolo de Internet (IP), faixa ampla sobre linha de energia (BPL), ou linha subscrita digital (DSL). Os dispositivos 14 são capazes de trocarem mensagens, por exemplo, mensagens GOOSE (Evento de Subestação Orientado por Objeto Genérico) sob o IEC61850 Padrão (Estes protocolos podem operar sobre redes TCP/IP e/ou subestação LANs usando Ethernet comutada de alta velocidade para obter os tempos de resposta necessários de < 4 ms para relés de proteção). A funcionalidade ponto a ponto, via IEC 61850 mensagens de evento de subestação orientado por objeto genérico (GOOSE) não proporciona não somente dados binários, mas valores análogos também. Não existe, desse modo, necessidade de uma disposição mestre-escravo, visto que IEC 61850 proporciona capacidade de comunicação ponto a pontos. Desde que os dispositivos todos se comunicam em uma maneira ponto a ponto, alguns dos dispositivos de entrada que normalmente seriam requeridos em um sistema de loop-automação sistema podem ser eliminados.

[00049] Os dispositivos 14 são configurados para testar as falhas usando proteção diferencial (isto é, quantidades elétricas que entram e deixam a zona protegida são comparadas e se a rede é zero, é assumido que nenhuma falha existe) e se comunicam entre si para proporcionar sistemas de distribuição de informação de localização de falha rápida e precisa.

[00050] O método diferencial pode detectar seções de linha de falha. Em uma concretização, três relés são usados para proporcionar funcionalidade de detecção de falha para as duas seções de linha. A comunicação de dados entre relés (tal como Relé Diferencial/ANSI-87,) inclui mensagem sobre uma rede sem fio (tal como mensagem IEC61850 GOOSE) para transferir toda informação análoga e binária entre os dispositivos. Ver, por exemplo, FIG. 1c. A lógica de autorregeneração pode residir nos grupos de dispositivo elétrico inteligente individual (IED) localizados nos loops do alimentador. Os IEDs 22 manipulam a funcionalidade de autorregeneração, e tentam retirar as falhas, isolar e, em seguida, após a falha ser removida, iniciar a lógica de restauração. A informação de localização de falha é processada em milissegundos com equações diferenciais usando comunicações ponto a ponto entre pontos de comutação. O sistema realiza as funções de detecção, isolamento e restauração de falha (FDIR) com automação descentralizada, às vezes descrita como Localização, Isolamento e Restauração de Serviço de Falha (FLISR). O loop de autorregeneração individual interrompe a rede em segmentos de mensagem, e permite que a utilidade adicionalmente defina a lógica do processo de regeneração para seu sistema de distribuição.

[00051] Cada PLC contém portas AND múltiplas que realizam etapas de comutação, que quando combinadas, criam sequências lógicas que controlam os processos de isolamento e restauração. As sequências para balanceamento de carga e transferência de carga podem também serem programadas. Desse modo, o sistema tem flexibilidade completa para executar sequências desejadas baseadas em modo de operação, informação de falha, e estado do sistema, combinados simplesmente em uma porta AND única.

[00052] Cada relé pode ser programado para operar em modos diferentes para satisfazer o sistema e requisitos ambientais conforme direcionados por um ponto de controle remoto ou sistema SCADA. Os modos de operação incluem auto (FLISR), remoto, manual, restauração, controle de carga, balanceamento de carga, tempestade, e similares.

[00053] Referindo-se às FIGURAS 2a - 2c, o método de teste aqui usado para falhas essencialmente compreende três estágios. O método detecta falhas em um sistema de distribuição de energia 10 tendo pelo menos uma fonte 12a acoplada a uma linha de distribuição 11 compreendendo uma pluralidade de dispositivos de proteção de falha 14 que segmentam a linha de distribuição 11 em uma pluralidade de zonas protegidas 16a, 16b, os dispositivos de proteção de falha 14 tendo capacidades de processamento e comunicação, e associados com dispositivos de comutação 20. No método, para cada zona protegida 16a, 16b definida por um par de dispositivos de proteção de falha 14 em qualquer extremidade, um primeiro dispositivo de proteção de falha local 14 (F1) em uma primeira extremidade, e um segundo dispositivo de proteção de falha remoto 14 (F2) em uma segunda extremidade, as etapas incluem ETAPA 1 (101) de recebimento como entrada de um valor médio de raiz quadrada local (RMS)de uma corrente de sequência positiva II do primeiro dispositivo de proteção de falha local, e um valor de RMS remoto da corrente de sequência positiva I2 do segundo dispositivo de proteção de falha remoto, no qual os valores de RMS são comunicados entre os dispositivos de proteção de falha via mensagens de evento; ETAPA 2 (102) determinação para cada dispositivo de proteção de falha do par de um diferencial de corrente entre a corrente Ii e a corrente I2 para ajustar um valor binário para cada dispositivo de proteção de falha do par baseado em um ajuste de corrente de sequência positiva mínima medida; ETAPA 3 (103) ajuste individualmente de cada dispositivo de proteção de falha em um primeiro estado de estágio de binário 0 se o diferencial de corrente é menor do que uma carga esperada (ajuste If nesta zona, então ajuste do primeiro estado de estágio como um binário 1; ETAPA 4 (104) comunicação entre cada dispositivo de proteção de falha, via mensagens de evento dos primeiros estados de estágios e, em seguida, comparação dos primeiros estados de estágios no qual se qualquer dispositivo de proteção de falha tem o primeiro estado de estágio de binário 0, ajuste individualmente de cada dispositivo de proteção de falha do segundo estado de estágio como binário 0, ainda ajuste do segundo estado de estágio como um binário 1; ETAPA 5 (105) comunicação entre cada dispositivo de proteção de falha, via mensagens de evento dos segundos estados de estágio e, em seguida, comparação dos segundos estados de estágio, no qual se qualquer dispositivo de proteção de falha tem o segundo estado de estágio de binário 0, ajuste individualmente de cada dispositivo de proteção de falha de um estado final como binário 0, ainda ajuste do estado final como um binário 1; e ETAPA 6 (106) indicação de uma situação de não falha se ambos os estados finais são binários 0, ainda indicação de uma falha. Outras concretizações são variações destas etapas conforme mostrado nas tabelas seguintes.

[00054] Estas etapas são essencialmente executadas nos três estágios. No estágio 1, o valor de RMS local da corrente de sequência positiva l é subtraído do valor de RMS a montante da corrente de sequência positiva, e dado um valor (por exemplo, 1 ou 0) baseado em um ajuste de corrente de sequência positiva mínima medida. Mensagens GOOSE podem ser usadas para distribuir os valores de RMS. Em adição, os saltos positivo e negativo associados com as correntes de fase individual ou correntes de sequência positivas causadas por uma falha serão detectados e compartilhados, e podem ser usados como uma função AND ou OR através dos estágios remanescentes.

[00055] No Estágio 2, os resultados de ambas extremidades de linha são, em seguida, adicionados e comparados para formar um resultado em cada ponto. Valores de binário são usados.

[00056] No Estágio 3, os resultados do Estágio 2 são, em seguida, adicionados e comparados em cada ponto para formar o resultado local final no qual um binário 1 ou alto indicará uma zona falhada. Este método permitirá indicação de uma zona com falha dentro de uma estrutura de tempo de 200 mseg sobre uma rede de comunicação sem fio.

[00057] Para uma zona estável como entre F1 e F2 na Fig. 1 e com referência à Fig. 2, as seguintes tabelas representam a sequência de etapas: Tabela 1a. Zona Estável 1 - 2 (Nota: » indica um valor de GOOSE; PU = por unidade)

[00058] Tabela 1a Descrição: Esta tabela descreve como os IED's reagirão a uma falha fora da zona de proteção. Neste exemplo, a corrente medida em ambos os dispositivos aumentará ao mesmo tempo e com a mesma grandeza. Os seguintes estágios indicam como os IED's calculam o diferencial de corrente e comparam os resultados pelo menos duas vezes dentro de cerca de 200 mseg a janela de tempo para alcançar um resultado final. A corrente de sequência positiva é usada neste para manter o tráfico de GOOSE a um mínimo, as medições de fase individuais podem ser usadas se desejado. Este é o primeiro e único estágio que os valores medidos são usados. A direção é assumida para ser não crítica nesta aplicação radial. A direção é determinada por cada IED para ser avançada ou reversa através da topologia do sistema. As medições direcionais que agem como um inversor do valor medido devem mudar a direção. Esta função é usada em sistemas não radiais.

[00059] Estágio 1: O valor de GOOSE a partir do IED remoto é agora subtraído a partir da corrente medida localmente. O valor da diferença deve ser menor do que a carga esperada (ajuste de Idiff) nesta seção de linha. Se este é verdadeiro, o IED emitirá um valor de binário 0. O LED remoto realizará o exato mesmo cálculo conforme descrito acima. Cada IED emitirá, em seguida, um valor de binário 0 para Idiff. Na Tabela 1a, alcança-se um resultado de binário 0 em ambos os relés.

[00060] Estágio 2: Neste estágio, os resultados diferenciais Idiff ou estágio 1 são comparados entre os dois IED's. Cada IED comparará seu resultado Idiff àquele do outro Idiff a partir do GOOSE recebido. Se qualquer dos valores Idiff são 0, este estágio emitirá um 0 como um resultado. Na Tabela 1a, alcança-se um resultado de binário 0 em ambos os relés.

[00061] Estágio 3: Neste estágio, os resultados do estágio 2 são comparados entre os dois IED's. Cada IED comparará seu resultado de estágio 2 àquele dos outros IED's de GOOSE recebidos. Se qualquer dos valores de estágio 2 são 0, este estágio emitirá um 0 como um resultado. Um resultado zero indica uma situação de não falha. Na tabela 1a, alcança-se um resultado de binário 0 em ambos os relés. Tabela 1b. Zona Estável 1 - 2 (Nota: » indica um valor de GOOSE, PJ = Salto Positivo. NJ = Salto Negativo)

[00062] Tabela 1b Descrição: A tabela descreve o método de detector de salto para identificar uma seção de linha com falha. O método compartilha somente informação de GOOSE de binário entre IED's para chegar a um resultado final. O método não é afetado pela direção de corrente, considerando-se que somente 1 fonte é conectada ao alimentador. Este método compreende uma medição local para detectar uma mudança súbita, ou salto na corrente em ambas direções positiva ou negativa. Estes saltos são enviados para os IED's adjacentes, via GOOSE, para processamento. Cada salto somente será ativo para um tempo predeterminado como um pulso. Dois IED's devem concordar durante este período de pulso que uma falha está presente.

[00063] Estágio 1: Neste estágio, cada IED mede as correntes de fase para um salto positivo ou aumento de corrente, e um salto negativo ou diminuição de corrente que é mais do que o valor ΔIt pré-ajustado. O salto deve ser mais do que o valor ΔI t, um valor de binário 1 ou 0 é gerado para ambos o salto positivo e salto negativo. Estes dois indicadores de salto são saídas de pulso, e permanecerão altos por um tempo pré-ajustado. Na Tabela 1b, alcança-se um binário 1 para saltos positivos em ambos relés, e o resultado de binário 0a em ambos IED's para saltos negativos.

[00064] Estágio 2: Neste estágio, a informação de salto positivo e negativo é comparada através da função AND. Os sinais de salto positivo e salto negativo formam o IED local e o IED remoto é posto através de duas portas AND. As portas AND produzirão um binário 1 se existe salto positivo local AND, um salto negativo remoto, OR um salto negativo local AND um salto positivo remoto. Este sinal indica uma falha diff presente conforme medida em qualquer IED. Na Tabela 1b, alcança-se um resultado de binário 0 em ambos os relés.

[00065] Estágio 3: Neste estágio, os sinais de saída final do estágio 2 são usados em uma função AND para finalmente determinar a presença de uma falha diff. Se ambos IED's concordam que uma falha está presente, uma Falha Diff para a seção de linha é emitida por ambos dispositivos. Na Tabela 1 b, nós alcançamos um resultado de binário 0 em ambos os relés, desse modo, nenhuma falha.

[00066] Para uma zona com falha como entre F2 e F3 na Fig. 1a, e com referência à Fig. 2a - 2c, as seguintes tabelas representam a sequência de etapas: Tabela 2a. Zona com falha 2-3 (Nota: » indica um valor de GOOSE; PU = por unidade)

[00067] Tabela 2a Descrição: Esta tabela descreve como os IED's reagirão a uma falha no interior da zona de proteção. Neste exemplo, a corrente medida em um IED aumentará e, ao mesmo tempo, a corrente no outro IED diminuirá. A corrente fluirá na falha atual e não alcança este IED na posição 3. Os seguintes estágios indicam como os IED's calculam o diferencial de corrente e comparam os resultados pelo menos duas vezes dentro de 200 mseg de janela de tempo para alcançar um resultado final. A corrente de sequência positiva é usada neste para manter o tráfico de GOOSE a um mínimo, medições de fase individual podem ser usadas se desejado. Preferivelmente, este é o primeiro e único estágio que valores medidos são usados. A direção é assumida ser não crítica nesta aplicação radial. A direção é determinada por cada IED para ser avançada ou reversa através da topologia do sistema. A medição direcional que age como um inversor do valor medido deve mudar a direção. Esta função é usada em sistemas não radiais.

[00068] Estágio 1: O valor de GOOSE a partir do IED é agora subtraído a partir da corrente localmente medida. O valor da diferença deve ser menos do que a carga esperada (ajuste de Idif) nesta seção de linha. Se isto é falso, o IED emitirá um valor de binário 1. O IED remoto realizará o exato mesmo cálculo conforme descrito acima. Cada IED em seguida emitirá um valor de binário 1 para Idif. Na Tabela 2a nós alcançamos um resultado de binário 1 em ambos os relés.

[00069] Estágio 2: Neste estágio, os resultados diferenciais Idif ou estágio 1 são comparados entre os dois IED's. Cada IED comparará seu resultado Idif àquele do outro Idif a partir do GOOSE recebido. Se ambos os valores Idif são 1, este estágio emitirá um 1 como um resultado. Na Tabela 2a nós alcançamos um resultado de binário l em ambos os relés.

[00070] Estágio 3: Neste estágio os resultados do estágio 2 são comparados entre os dois IED's. Cada IED comparará seu resultado do estágio 2 àquele dos outros IED's a partir do GOOSE recebido. SE ambos dos valores do estágio 2 são 1, este estágio emitirá um 1 como um resultado. Um resultado 1 indica uma situação de falha. Na Tabela 2a nós alcançamos um resultado de binário l em ambos os relés. Tabela 2b. Zona com falha 2-3 (Nota: » indica um valor de GOOSE)

[00071] Tabela 2b Descrição: A tabela descreve o método de detector de salto para identificar uma seção de linha com falha. O método compartilha somente informação GOOSE de binário entre IED's para chegar a um resultado final. O método não é afetado pela direção de corrente considerando-se que somente 1 fonte é conectada ao alimentador. Este método compreende uma medição local para detectar uma mudança súbita ou salto na corrente em ambas direção positiva ou negativa. Estes saltos são enviados aos IED's adjacentes, via GOOSE, para processamento. Cada salto somente será ativo por um tempo predeterminado como um pulso. Dois IED's devem concordar durante este período de pulso que uma falha está presente.

[00072] Estágio 1: Neste estágio, cada IED mede as correntes de fase para um salto positivo ou aumento de corrente, e um salto negativo ou diminuição de corrente, que é mais do que o valor Δ11 pré- ajustado. O salto deve ser mais do que o valor ΔI1, um valor de binário 1 ou 0 é gerado para ambos os salto positivo e salto negativo. Estes dois indicadores de salto são saídas de pulso, e permanecerão alto por um tempo pré-ajustado. Na Tabela 2b nós obtemos para F2 um binário 1 para um salto positivo, e um binário 0 para o salto negativo, e em F3 obtém-se um binário 0 para um salto positivo, e um binário 1 para o salto negativo.

[00073] Estágio 2: Neste estágio, a informação de salto positivo e salto negativo é comparada através de uma função AND. Os sinais de salto positivo e de salto negativo formam o IED local e o IED remoto é posto através de duas portas AND. As portas AND produzirão um binário 1 se existe salto positivo local E um salto negativo remoto, OU um salto negativo local E um salto positivo remoto. O sinal indica uma falha dif presente conforme medida em qualquer IED. Na Tabela 2b nós alcançamos um resultado de binário 1 em ambos os relés.

[00074] Estágio 3: Neste estágio, os sinais de saída final de estágio 2 são usados em uma função AND para finalmente determinar a presença de uma falha diferencial. Se ambos IED's concordam que uma falha está presente, uma Falha Dif final para a seção de linha é emitida por ambos dispositivos. Na Tabela 2b alcança-se um resultado de binário 1 em ambos os relés, desse modo, a falha diferencial é detectada.

[00075] Após detecção de uma falha neste exemplo, disjuntores F2 e F3 podem ser abertos para isolar a falha.

[00076] Mensagens ponto a ponto são usadas para distribuir os valores RMS às equações diferenciais locais e informação de estado de estágio.

[00077] O método de teste pode também ser usado para agir como um esquema de disparo permissivo para permitir desconexão mais rápida para falhas de baixa corrente ou alta impedância. Além disso, detecção de quebra de condutor pode também ser usada para desativar a função diferencial se desejado.

[00078] O problema de comutação vagarosa é solucionado pelo uso de protocolo à base de Ethernet IEC61850 conforme oposto a protocolos de comunicação Serial DNP 3. A Ethernet proporciona um barramento de dados de alta velocidade, e IEC61850 proporciona mensagens de GOOSE que proporcionam capacidade ponto a ponto. IEC61850 não foi pretendido para ser usado sobre sistemas sem fio fora dos confins de uma subestação.

[00079] O isolamento de falha e restauração de serviço é também proporcionado usando relés como sistema descentralizado de PLCs. Alimentadores usualmente contêm vários dispositivos de comutação primários, incluindo disjuntores, religadores, e comutadores principais que podem ser usados para isolar seções de falha de uma linha. Um comutador principal não pode interromper falha de corrente, mas um disjuntor ou religador pode. Se uma falha ocorre entre dois comutadores em uma seção em linha, o primeiro disjuntor a montante ou religador deve ser aberto antes dos comutadores principais poderem ser operados para isolar a seção com falha. Em seguida, o disjuntor a montante ou religador pode ser fechado para restaurar serviço à seção sem falha da linha.

[00080] A informação usada para produzir tais decisões de comutação é tipicamente baseada na detecção de uma falha e uma determinação de sua localização entre dois dispositivos de comutação primários. Além disso, o conhecimento de suprimento de estado de corrente é usado para determinar quando ele é seguro para operar um comutador primário. Um procedimento de comutação pode usualmente ser estabelecido para isolar uma seção de falha de linha e restaurar energia de seções não afetadas. Em um sistema automático, é também importante saber qual modo de operação está sendo usado, por exemplo, modo auto, modo de simulação, modo de teste, e modos de tempestade.

[00081] A mensagem pode ser usada para distribuir falha, estado, e informação de modo entre todos os dispositivos, permitindo que, desse modo, funções de comutação sejam baseadas em dados recebidos a partir do restante do alimentador. A mensagem GOOSE, por exemplo, pode ser transmitida a velocidades muito altas sobre redes WiMAX.

[00082] As seguintes etapas são tomadas para realizar um sistema FLISR.

[00083] Primeiro é a definição de Modos de Operação. A definição de modos de operação é usada quando um sistema SCADA é para realizar operações manuais remotas. O sistema ou um HMI proporciona informação de modo de operação para todos os relés em um sistema de alimentador automático usando comandos multicast específicos de fonte (SSM).

[00084] Por exemplo, o sistema proporciona operação no modo auto, de controle secional, de restauração, de tempestade, de simulação, e modo de equilíbrio de carga. Em Modo Auto, o sistema operará em si próprio para detectar e isolar falhas. Ele pode também restaurar seção sem falha. Se o modo auto está DESLIGADO, o controle de comutadores individuais é possível a partir dos pontos de controle. No Modo de Controle de Seção, o operador pode abrir uma seção de linha para etapas lógicas pré-programadas. O Modo de Restauração é usado para restaurar o sistema ao estado normal uma vez que a falha tenha sido reparada. O Modo de Tempestade é provido para dar a capacidade de mudar a operação da proteção, bem como as sequências operacionais. O Modo de Simulação proporciona a ferramenta de teste ideal para testar as sequências operacionais do sistema. Os controladores imitarão a operação dos comutadores primários e proporcionam realimentação aos HMI's. No modo de Equilíbrio de Carga, o sistema indicará o ponto aberto melhor possível em um alimentador para distribuir a carga uniformemente entre duas fontes. Alarmes proporcionam dados operacionais e dados de não- operação aos pontos de controle e ao SCADA.

[00085] O sistema pode incluir pontos de controle múltiplos. Três pontos de controle podem ser usados, um sendo um HMI conectado através de um computador de subestação, com os outros dois cada sendo um relé com uma interface gráfica programável ligada em dois disjuntores que suprem o alimentador. Em adição a proporcionar proteção, os relés proporcionam informação de modo e de controle aos outros dispositivos usando mensagem GOOSE, tornando, desse modo, a forma mais básica de controle.

[00086] As funções de proteção local e de lógica de controle incluindo etiqueta de linha direta, tira de proteção, bloqueio, e informação de estado de bateria, pode ser incluídas na programação de cada relé. Um arquivo de relé de detecção de falha padrão e de lógica de controle pode ser criado para um disjuntor, um religador, e em chave de desligamento.

[00087] A Detecção de Falha é realizada independente do SCADA durante a operação da proteção para identificar uma seção com falha. O Isolamento de Falha é uma série de etapas sequenciais que conduzem a isolamento de uma seção com falha. Uma mistura de religadores, comutadores e disjuntores pode ser comutada em sequências pré-programadas. O sobre carregamento de uma seção de linha pode ser detectado e reportado ao operador.

[00088] Em seguida está a definição de Informação de Estado. A informação de estado de sistema usada para produzir uma decisão de comutação informada, incluindo a posição de cada dispositivo de comutação primário em um alimentador, é definida. A informação de contato 52a e 52b é usada e transmitida entre todos os relés. Cada relé, desse modo, tem informação de tempo real sobre o estado do alimentador total. O sistema é baseado na informação compartilhada entre todos os controladores. As mensagens GOOSE relacionadas aos modos de operação, o estado e informação de falha são compartilhados entre todos os controladores. Uma sequência de operação é, desse modo, selecionada pelo modo de operação e estado de corrente. Esta sequência em seguida começará a executar logo que o elemento de detecção de falha identifique uma falha no sistema. Qualquer operação é, desse modo, dependente de um Modo e um Estado de Falha.

[00089] Em seguida está a definição de Sequências Lógicas. Cada operação é uma porta AND lógica simples que se preenchida causará uma operação de um comutador. Podem ser numerosas, e portas em cada dispositivo para requisitos operacionais diferentes. Devido à velocidade de operação de mensagem GOOSE sobre WiMAX ser suficientemente rápida para realizar lógica de comutação sequencial requerida, é permitida a eliminação ou minimização do uso de reguladores no sistema. Esta abordagem assegura que o sistema não teria quaisquer condições reais causadas pela comunicação e ou mudança nas condições do sistema de comunicação.

[00090] A primeira etapa na definição de sequências lógicas é determinar as sequências de operação atuais requeridas para um alimentador particular. A abordagem usa, por exemplo, uma ferramenta gráfica criada em uma planilha para planejar todas as sequências. Após os dispositivos de comutação no alimentador serem especificados, convenções direcionais e estado de operação normal são definidos.

[00091] A informação relacionada a modo de operação, estado de comutador primário, falhas da seção do alimentador, e controle secional, estão incluídos. Toda a informação é preferivelmente dada na forma de binário conforme indicado nas barras localizadas abaixo da representação do alimentador na Fig. 9a. Um sistema de cor pode ser usado para simplificar o planejamento e destaque das modificações.

[00092] A segunda etapa é listar todas as sequências lógicas possíveis para um alimentador. A lista inclui, por exemplo, as seguintes sequências: Uma falha em cada seção de linha; Restauração para cada seção de linha isolada; Lógica de transferência para perda de fonte; Isolamento seccional; Restauração seccional; e Balanceamento de carga.

[00093] A lista atual pode conter, por exemplo, 24 sequências possíveis que podem ser consideradas. Os processos incluem a definição de sequências lógicas completas conforme mostradas na Fig. 9b.

[00094] O primeiro estado indica um estado normal. O segundo estado indica que uma falha ocorreu (mudar para binário 1) e que uma operação para abrir o disjuntor P1 é requerida pelo relé em P1. Isto é denominado estado de disparador. No terceiro estado, o disjuntor P1 mudou de binário 1 para binário 0, indicando que uma operação para abrir o religador P2 deve ser emitida pelo relé em P2. No quarto estado, o religador P2 mudou de binário 1 para binário 0, indicando que uma operação para fechar o religador P3 deve ser emitida pelo relé em P3. Isto completa a primeira sequência.

[00095] Em seguida está a Programação da Lógica em Relés. A programação de lógica de relé é efetuada usando o seguinte procedimento. Cada sequência de informação binária é programada como uma porta AND na lógica de relé. Para a sequência indicada na Fig. 9b, uma porta AND no relé P1 deve ser programada para abrir o disjuntor de acordo com uma informação de trecho de binário localizada abaixo da representação gráfica do alimentador para o estado do disparador. Esta lógica é representada simplesmente na Fig. 9c. A próxima porta AND é, em seguida, programada no relé P2, e a última em P3, criando, desse modo, um sistema lógico sequencial distribuído simples.

[00096] O procedimento de programação para um sistema de alimentador completo pode ser automatizado pelo desenvolvimento de ferramentas de software para operação desejada em muito pouco tempo. Para o alimentador discutido acima, em uma concretização exemplo, 125 portas AND ou operações foram programadas nos relés.

[00097] Uma configuração de simulação de teste de bancada pode também ser implementada nos relés para aumentar a velocidade do teste das sequências. Ferramentas de software podem ser desenvolvidas para incluir todas as sequências a serem estadas.

[00098] A ferramenta de simulação pode essencialmente imitar os comutadores primários e aplicar falhas e restaurar os comandos aos relés. A ferramenta é também usada no comissionamento de campo para comprovar o sistema total sem comutação de um dispositivo primário, ou rompimento do serviço aos consumidores.

[00099] O controle da mensagem de GOOSE é manuseado na maioria pela ferramenta de configuração IEC61850. Todas as mensagens podem ser avaliadas como uma classificação de prioridade de 7, a mais alta possível. Cada relé preferivelmente envia uma mensagem para manter o tráfico de dados a um mínimo. Uma mensagem típica de GOOSE contém pelo menos 120 bytes de dados principais, e todo bit de dados de binário acrescenta 10 bytes ao tamanho da mensagem. O objetivo é manter o dado conjuntural abaixo de 500 kb/s em cada dispositivo de comutação de modo que um sistema de comunicação de 10 Mb/s suportando 20 dispositivos pode ser usado em níveis aceitáveis.

[000100] O relé em P1 contém 37 bits de informação de binário diferente em uma mensagem simples de GOOSE que é feita disponível aos outros relés no sistema. Isto acrescenta não mais do que 500 bytes de dados ao sistema de comunicação. Portanto, existe capacidade suficiente para expandir funcionalidade e características de comunicação. Uma tabela de terminologia de GOOSE é criada para simplificar a programação, e torná-la mais compreensível.

[000101] Um Sistema WiMax simples será agora descrito. Estes sistemas empregam tipicamente um assistente de configuração á base de Web que pode ser acessado através de um navegador padrão. A configuração de estação base inclui um ajuste de modo de operação, que é ajustado para operação de funcionamento isolado. O endereço IP e Máscaras subnet são também configurados.

[000102] Um sistema de controle de endereço IP é usado para simplificar a identificação de tipos de dispositivo e suas localizações dentro do sistema. A configuração para o modo de comutação pode ser ajustada para comutação L2. A frequência pode ser ajustada a 3.600.000 KHz, e a energia de transmissão a 12 dBm em uma largura de banda de 10 MHz.

[000103] Ajustes de unidade de assinante são aplicados através de um processo similar usando uma interface da Web. O primeiro ajuste acrescenta um canal ao scanner. A frequência pode ser ajustada a 3.600.000 KHz, e a energia de transmissão a 12 dBm para o canal. A duração da estrutura pode ser ajustada para 5 ms, e o endereço IP e informação de subnet são admitidos.

[000104] Um Serviço de Programação de Sistema desempenha um papel significante na quantidade de latência experimentada. Durante teste inicial, um ajuste de falha de BE, ou melhor esforço, pode ser usado com a estação base. O uso do UGS ou ajuste de serviço de concedimento não solicitado pode ser recomendado para uso com relés no sistema. Este ajuste aperfeiçoa a latência das mensagens de GOOSE significantemente.

[000105] O compartilhamento de estado ponto a ponto na informação usando IEC61850 "GOOSE"é proporcionado. Ele remove a necessidade de ter um dispositivo mestre, desse modo, reduzindo o custo do sistema. Ele aperfeiçoa a velocidade de operação por remoção das latências inerentes de um sistema master slave. A solução incluía minimização do número de mensagens de GOOSE, bem como convenções requeridas para produzir programação compreensível e repetível.

[000106] A solução ainda proporciona novo agrupamento de mensagens de GOOSE em grupos funcionais. Os grupos incluem detecção de falha, modos, e estado.

[000107] A Detecção de Falha (P1 - 3 Comutadores ou Religadores) é mostrada na FIG. 3. A detecção de falha é compartilhada usando GOOSE. A posição de falha é detectada, e é usada como um disparador para iniciar a operação de isolamento sequencial. A detecção de falha ou localização da falha quando detectada, tornará esta informação conhecida aos outros relés no sistema. Esta informação é tipicamente usada como um disparador pelo sistema para iniciar uma sequência de operações de comutação do sistema para isolar somente as seções de linha com falha e restaurar energia para seções livres de falha.

[000108] A informação de falha quando detectada é enviada a partir dos dispositivos conectados a uma seção de linha a todos os outros dispositivos usando mensagens GOOSE. Esta informação de falha permanecerá em uma lógica alta até que ela seja reajustada por um operador ou homem de linha no dispositivo localizado na localização de comutação.

[000109] Se uma falha é detectada na seção de linha entre P1 e P2 pelos relés localizados em P1 e P2, os relés em seguida ambos ajustariam uma função de memória RS flip Flop para indicar que a Falha 1-2 é lógica alta ou presente. Esta informação de lógica alta que a Falha 1-2 está presente é enviada por ambos os dispositivos como uma Mensagem de Goose para outros dispositivos no sistema.

[000110] A Falha 1-2 alta será enviada como uma mensagem de Goose, por exemplo, por P1', os relés em P2 e P3 subscreverão a esta informação de P1.

[000111] A Falha 2-3 alta será enviada como uma mensagem de Goose, por exemplo, por P2, os relés em P1 e P3 subscreverão a esta informação de P1.

[000112] O Compartilhamento de Estado (P1 - 3 Comutadores ou Religadores) é mostrado na FIG. 4. A informação de estado é compartilhada usando GOOSE (Aberto/Fechado). Ele é usado como um disparador para operação sequencial. Um dispositivo pode somente operar uma vez que um estado de outro dispositivo é mudado.

[000113] O compartilhamento de estado é uma informação importante que necessita ser compartilhada por todos os dispositivos. Isto cria um sistema feito por cada um dos relés em P1, P2 e P3 que é totalmente informado da topologia do sistema total. Esta informação é usada para criar uma série sequencial de operações. Um sistema sequencial é muito estável e imune a condições de operação de comutação de sistema. O relé P1, P2 e P3 é conectado através de fios rígidos ao comutador primário associado através de entradas de binário. A informação de contato indica se o comutador primário é aberto ou fechado. A informação aberta e fechada é enviada como uma mensagem de Goose de P1, P2 e P3, proporcionando o estado de tempo real do comutador primário associado. P1 subscreverá à informação de estado de P1 e P3. P 2 subscreverá à informação de estado de P1 e P3. P3 subscreverá à informação de estado para P1 e P2.

[000114] Compartilhamento de modo (P1 - 3 Comutadores ou Religadores; Master = RTU ou controlador de subestação ou SCADA ou P1, P2, P3, ou combinação de todos) é mostrado na FIG. 5. A informação de modo é compartilhada usando GOOSE, ou através de comando central de SCADA. Ela inclui Modo automático (Liga/Desliga), Restauração (Liga/Desliga), Modo de simulação (Liga/Desliga) e Local. Ela é usada como comutador de seleção de operação lógica para operação sequencial. Um dispositivo pode somente operar uma vez que o modo de outro dispositivo tenha mudado.

[000115] O compartilhamento de modo é usado para selecionar uma sequência operacional programada a ser seguida pelos relés em um grupo. Esta informação pode ser proporcionada aos relés em P1 P2 e P3, via vários meios. A informação pode ser proporcionada através de comutadores selecionados tradicionais ligados a entradas de binário de relés, por exemplo, aos relés situados em P1. P1, em seguida, enviará uma mensagem de goose a P2 e P3 para informá-los do modo de operação selecionado. A informação pode também ser suprida por um RTU ou um sistema de SCADA aos relés através de uma interface de comunicação adicional. A informação de modo pode incluir vários modos, por exemplo, modo Auto, modo de Restauração, Modo de tempestade, Modo de controle de seção, ou qualquer modo que pode conduzir a seleção de uma sequência diferente que necessita ser realizada.

[000116] As portas lógicas simples são usadas para construir sistemas de lógica avançados, conforme representado na FIG. 6 e 7. O uso de lógica simples torna o sistema muito fácil para implementar e compreender. Este resulta em uma nova automação do alimentador usando GOOSE e relés de proteção ou IED's. A Fig. 6 (Lógica de restabelecimento de ponto) mostra o número de entradas de porta usadas para gerar operações sequenciais baseadas em Falhas, Estado e Modo. Um programa de lógica similar é usado para cada operação de comutação do sistema. A Fig. 7 (Lógica de isolamento de ponto) mostra o número de entradas de porta usadas para gerar operações sequenciais baseadas em Falhas, Estado e Modo. Um programa de lógica similar é usado para cada operação de comutação do sistema.

[000117] A informação de Falha, Estado e Goose de Modo que cada relé subscreve é configurada em uma série de portas AND na função de PLC do relé para realizar uma operação. Esta operação na FIG. 6 representa a informação usada para o relé para emitir um comando para fechar ou abrir o comutador primário conectado. Se todas as entradas de porta AND são altas, a saída da porta AND ficará alta. Esta informação alta de lógica é configurada para uma saída binária do relé que é conectada através de fios rígidos aos circuitos de operação do comutador primário para fechar e abrir o comutador primário. Uma porta AND pode ser usada para realizar a lógica conforme representada nas FIGURAS 6 e 7. A representação de 3 portas AND foi meramente usada para separar claramente a falha e informação de estado geradas pelos relés, e os modos gerados para uma fonte externa.

[000118] Uma técnica de programação de lógica de comutação sequencial simples é proporcionada. Um novo processo de programação é usado para produzir lógica rápida e precisamente por meio de uma representação gráfica seguida por uma tabela sequencial. Ver FIG. 8. Esta técnica proporciona um processo de distribuição que pode ser seguido, etapa simples por etapa simples, para criar um sistema de lógica avançada que comutará sequencialmente. O disparo sequencial é um pré-requisito para operação rápida. O sistema supera a latência variante de um sistema sem fio com IED's e WiMax sem um controle, criando um processo para programar um sistema de lógica ponto a ponto que é imune à comunicação e velocidades de operação do equipamento de comutador primário.

[000119] Esta figura representa o processo complete de planejamento da implementação das sequências sequenciais requeridas.

[000120] A primeira etapa é criar uma representação gráfica da topologia do alimentador, e tornar certas premissas similares à direção de fluxo de energia no alimentador. A topologia na FIG. 8 mostra um disjuntor conectado a um religador, conectado a um comutador conectado a um comutador e, finalmente, conectado a um religador. A conexão do religador de fundo ao alimentador adjacente não é mostrada nesta representação.

[000121] O estado de cada comutador primário pode ser representado por uma mudança de cor, ou através de uma mudança de símbolo indicando a posição. Na FIG. 8, vermelho indica uma posição fechada de um comutador primário, e verde uma posição aberta.

[000122] A eficiência por meios gráficos de planejamento é feita para mostrar como os estados do comutador primário do alimentador mudam de modo a isolar uma seção com falha e restaurar energia para as seções de linha sem falhas. Na seção de planejamento "etapa 1", as etapas de sequência podem ser descritas como: Estado normal do alimentador com uma falha detectada entre o disjuntor e o primeiro religador.

[000123] A Etapa 2 mostra que o disjuntor é requerido para abrir.

[000124] A Etapa 3 indica que o religador deve abrir efetivamente o isolamento da seção com falha.

[000125] A etapa 4 indica o fechamento do religador de fundo requerido para proporcionar energia à linha a partir da fonte ou alimentador adjacente.

[000126] A próxima etapa é transformar esta informação gráfica em informação de binário de lógica alta "1" ou baixa "0" em uma tabela ou planilha. Cada etapa é agora representada por uma série de alta e baixa informação. No fundo da tabela, uma saída ou ação é admitida baseada no planejamento gráfico feito antes.

[000127] A programação de IED é construída de simples e/ou portas para alcançar esquemas de comutação sequenciais complexos. O processo é designado para construir sistemas customizados rapidamente e efetivamente. A programação de IED pode compreender as seguintes etapas. Etapa 1, Controle base de Programa e Modos operacionais desejados de Lógica de Simulação. Etapa 2 Criar nova topologia de acordo com plano gráfico e Estado e Modo de programa, entradas e saídas no relé. Etapa 3 Transferir Todas as Mensagens de Goose. Etapa 4 Interconectar Conectar todos Estado, Modo e Mensagens de GOOSE de indicação de falha em ferramenta de configuração IEC61850 e teste. Etapa 5 Programar todo Isolamento e Restauração de lógica por tabelas de sequência de Isolamento e Restauração. Etapa 6 Conectar todos os relés a um comutador para formar uma rede de Ethernet privada.

[000128] Em seguida, cada etapa de lógica pode ser testada após completação de programação através de funcionalidade de simulação (cada IED é equipado com modo de simulação), incluindo aplicação de falhas e realização de teste dinâmico para sequência completa, e aplicação de restauração e realização de um teste dinâmico para uma sequência completa. Esta função tem grandes vantagens durante o desenvolvimento da lógica de sistema. A lógica pode ser testada imediatamente em seguida á programação da lógica nos IED's conectados à rede de comunicação. O sistema pode, desse modo, ser testado em bancada sem ser instalado em equipamento de comutador primário. Após o desenvolvimento da lógica, o cliente agora terá a capacidade de testar em laboratório o sistema pretendido anterior para ereção de equipamento primário. Uma vez instalado no campo, o sistema completo pode ser testado ao sistema SCADA sem comutação da engrenagem primária e interrupção aos consumidores. Um abrir e fechar simples de cada peça do equipamento de comutador primário por último será requerido. Isto encurtará o comissionamento e tempos, e cortes de abastecimento inerentes aos consumidores.

[000129] O modo de simulação modela a operação dos dispositivos de comutação por desconexão efetiva dos relés de proteção a partir do sistema. O operador HMIs recebe informação de estado de sistema simulado como se o sistema estivesse realmente em linha e operando. As falhas simuladas podem ser aplicadas às seções de linha para testar sequências de operação, sem mudar o estado físico de qualquer dispositivo de comutação primário. O desempenho e funcionalidade de um sistema FLISR total, incluindo a rede de comunicação relacionada, podem ser testados e avaliados.

[000130] A solução proporciona um comutador sobre lógica nos IED's. Os IED's não foram designados com esta funcionalidade em mente. O Inter travamento também apresenta problemas, mas ambos os problemas foram superados pelo uso de comandos de ponto duplo nos IED's. Cada IED é equipado com modo de simulação. As Ações de Modo incluem: Desconexão de lógica de saída para IED de contatos abertos e fechados, Conexão à lógica RS Flip Flop, Desconexão de Estado de Posições de Entradas de Binário, e Conexão de Estado de Posição à RS Flip Flop.

[000131] O sistema é baseado em um IED que é tipicamente usado como um relé de proteção do alimentador de distribuição com comunicação IEC61850. O sistema pode usar software de programação pronto para uso para os IED's que é simples de usar.

[000132] Enquanto que a invenção é descrita em termos de várias concretizações preferidas, será apreciado que a invenção não é limitada a dispositivos de interrupção e desconexão de circuito. Os conceitos inventivos podem ser empregados em conjunto com qualquer número de dispositivos, incluindo disjuntores, religadores, e similares. Quando falhas são detectadas, os disjuntores são disparados, indicações de alarme são enviadas ao controle do sistema, ou outros esquemas de proteção podem ser iniciados.

[000133] As unidades lógicas utilizadas em um sistema total para dispositivos de proteção à base de microprocessadores, conforme conhecidos na técnica, podem incluir transformadores de entrada, filtros de baixa passagem, amplificadores de retenção de amostra, multiplexadores, amplificadores de ganho programável, conversores A/D, e similares.

[000134] A comunicação ponto a ponto (tal como mensagens de evento de subestação orientada de objeto genérico (GOOSE) do padrão IEC 61850) capacita os relés de distribuição a se comunicarem com outros conectados à rede de comunicação sem ter um dispositivo mestre. Como tal, um relé pode reconfigurar o sistema de distribuição após uma falha ocorrer dependendo da programação. Qualquer de um número de esquemas de comunicação ponto a pontos são aqui contemplados.

[000135] O código de programa de computador para efetuar operações da invenção descritas acima pode ser escrito em uma variedade de linguagens para conveniência de desenvolvimento. Por exemplo, PLCs podem ser programados usando software de aplicação em computadores pessoais, usando linguagens de programação á base de padrões (por exemplo, IEC 61131-3). Os PLCs são geralmente programados usando software de aplicação em computadores pessoais. O computador é conectado ao PLC através da Ethernet, cabeamento RS-232, RS-485 ou RS-422. O software de programação permite a entrada e edição da lógica de estilo de escada (Ladder Logic Diagram Programming). A lógica de escada é uma linguagem de programação que representa um programa por um diagrama de gráfico baseado nos diagramas de circuito de hardware de lógica à base de relé. Ele é principalmente usado para desenvolver software para Controladores de Lógica Programável (PLCs) usados em aplicações de controle industrial. O nome é porque programas nesta linguagem se assemelham a escadas, com dois trilhos verticais e uma série de degraus horizontais entre eles.

[000136] A funcionalidade do PLC inclui, por exemplo, controle de relé sequencial, controle de movimento, controle de processo, sistemas e redes de controle distribuídos. Em certos exemplos, PLRs (relés de lógica programável) podem ser usados. PLCs mais modernos podem se comunicar sobre uma rede a algum outro sistema, tal como um computador que opera um sistema SCADA (Supervisory Control AND Data Acquisition), ou navegador da web. Em adição, o código de programa de computador para efetuar operações das concretizações da presente invenção pode também ser escrito em outras linguagens de programação, tais como um dialeto que se assemelha a BASIC ou C, ou outra linguagem de programação com ligações apropriadas para um ambiente de aplicação de tempo real.

[000137] O código em que um programa da presente invenção é descrito pode ser incluído como um firmware em uma RAM, uma ROM e uma memória instantânea. De outro modo, o código pode ser armazenado em um meio de armazenagem legível por computador tangível, tal como uma fita magnética, um disco flexível, um disco rígido, um disco compacto, um disco fotomagnético, DVD. A presente invenção pode ser configurada para uso em um computador, ou um aparelho de processamento de informação que inclui memória, tal como uma unidade de processamento central (CPU), uma RAM e uma ROM, bem como um meio de armazenagem, tal como um disco rígido.

[000138] O "processo etapa por etapa" para realização das funções aqui reivindicadas é um algoritmo específico, e é mostrado no texto do relatório descritivo como prosa e/ou nos fluxogramas. As instruções do programa de software criam uma máquina de proposta especial para efetuar o algoritmo particular. Em qualquer reivindicação aqui em que a estrutura revelada é um computador, ou microprocessador, programado para efetuar um algoritmo, a estrutura revelada não é o computador de proposta geral, mas, preferivelmente, o computador de proposta geral programado para realizar o algoritmo revelado.

[000139] Um computador de proposta geral, ou microprocessador, pode ser programado para efetuar o algoritmo/etapas da presente invenção criando uma nova máquina. O computador de proposta geral/ microprocessador torna-se um computador de proposta especial uma vez que ele é programado para realizar funções particulares de acordo com instruções do programa de software da presente invenção. As instruções do programa de software que efetuam o algoritmo/etapas mudam eletricamente o computador de proposta geral/microprocessador pela criação de trajetórias elétricas dentro do dispositivo. Estas trajetórias elétricas criam uma máquina de proposta para efetuar o algoritmo/etapas particulares.

[000140] Enquanto que várias concretizações da presente invenção foram mostradas e descritas aqui, será óbvio que tais concretizações são proporcionadas por meio de exemplo somente. Numerosas variações, mudanças e substituições podem ser feitas sem fugir da invenção aqui. Consequentemente, é pretendido que a invenção seja limitada somente pelo espírito e escopo das reivindicações em anexo.

Claims (20)

1. Método para programação e implementação de isolamento de falha automático e restauração de serviço em redes de distribuição de energia tendo dispositivos de relé protetores (14) compreendendo capacidades de processamento e comunicação e associados com dispositivos de comutação (20), caracterizado pelo fato de que compreende, (a) armazenagem, baseada em uma topologia de uma rede de distribuição de energia, informação para ser usada no isolamento de falha automático e restauração de serviço, compreendendo informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha; (b) agrupamento da informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha em grupos funcionais para mensagem; (c) programação em cada um dos dispositivos de relé protetores (14) de uma pluralidade de sequências operacionais que, quando executadas, controlam dispositivos de comutação (20) associadosquando um elemento de detecção de falha identifica uma seção com falha na rede, em que cada sequência operacional é baseada na informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha; (d) compartilhamento da informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha, via mensagem entre pares entre todos dos dispositivos de relé protetores (14), via um sistema de comunicação (30) de alta velocidade; e (e) execução de uma operação de isolamento sequencial compreendendo uma sequência operacional apropriada baseada na informação de modo, informação de estado de sistema, e informação de falha para isolar a seção com falha em uma série de etapas sequenciais.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação de estado de sistema compreende uma posição de cada dispositivo de comutação (20) primário em um alimentador.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação de falha compreende posições de falha detectadas, e é usada como um disparador para iniciar a operação de isolamento sequencial.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação de modo de operação compreende um ou mais de modo automático, modo de controle de seção, modo de restauração, modo de tempestade, modo de simulação, e modo de equilíbrio de carga.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a informação de modo de operação compreende um ou mais de modo automático que proporciona operação automática para detectar, isolar, e restaurar falhas; modo de controle de seção que proporciona abertura de uma seção de linha para etapas lógicas pré-programadas; modo de restauração que proporciona restauração a um estado normal uma vez que a falha tenha sido reparada; modo de tempestade que proporciona operação de mudança da proteção, bem como sequências operacionais; modo de simulação que proporciona teste das sequências operacionais; e modo de equilíbrio de carga que proporciona indicação de um ponto aberto melhor possível em um alimentador para distribuir uma carga uniformemente entre duas fontes (12a, 12b).

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as sequências operacionais compreendem sequências lógicas implementadas usando uma pluralidade de portas lógicas.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as portas lógicas compreendem portas E lógicas representando uma sequência de informação binária programada em lógica de relé que, quando preenchida, causará uma operação de um dispositivo de comutação (20), e junto com os dispositivos de comutação (20) do sistema cria um sistema lógico sequencial distribuído.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a informação lógica é configurada para uma saída binária do relé que é conectada a circuitos de operação do comutador (20) primário para fechar ou abrir o comutador primário.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ou mais de religadores (P2, P3), comutadores (20) e disjuntores (P1) são ativados para isolar a seção com falha em uma série de etapas sequenciais.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de relé protetores (14) compreendem dispositivos inteligentes tendo um microprocessador e um sistema de comunicação (30).

11. Sistema para programação e implementação de isolamento de falha automático e restauração de serviço em redes de distribuição de energia, caracterizado pelo fato de que compreende, uma pluralidade de dispositivos de relé protetores (14) em uma rede de distribuição de energia, cada dispositivo de relé protetor (14) compreendendo um processador e associado com dispositivos de comutação (20) para isolamento de falha e restauração de serviço; um dispositivo de comunicação associado com cada dispositivo de relé protetor (14) que proporciona uma comunicação ponto a ponto entre os dispositivos de relé protetores (14), no qual a mensagem no dispositivo de comunicação compreende grupos funcionais definidos que agrupam informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha definidos baseados em uma topologia da rede de distribuição de energia, informação a ser usada em isolamento de falha automático e restauração de serviço, no qual cada dispositivo de comunicação proporciona compartilhamento de informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha, via mensagem entre pares entre todos dos dispositivos de relé protetores (14), via um sistema de comunicação (30) de alta velocidade; no qual cada dispositivo de relé protetor (14) tem programado no mesmo uma pluralidade de sequências operacionais que quando executadas controlam os dispositivos de comutação (20) associados quando um elemento de detecção de falha identifica uma seção com falha na rede, no qual cada sequência operacional é baseada na informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha, tal que uma operação de isolamento sequencial compreendendo uma sequência operacional apropriada baseada na informação de modo de operação, informação de estado de sistema, e informação de falha é executada para isolar a seção com falha in a série de etapas sequenciais.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a informação de estado de sistema compreende uma posição de cada dispositivo de comutação (20) primário em um alimentador.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a informação de falha compreende posições de falha detectadas, e é usada como um disparador para iniciar a operação de isolamento sequencial.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a informação de modo de operação compreende um ou mais de modo automático que proporciona operação automática para detectar, isolar e restaurar falhas; modo de controle de seção que proporciona abertura de uma seção de linha para etapas lógicas pré-programadas; modo de restauração que proporciona restauração a um estado normal uma vez que a falha tenha sido reparada; modo de tempestade que proporciona operação de mudança da proteção, bem como as sequências operacionais; modo de simulação que proporciona teste das sequências operacionais; e modo de equilíbrio de carga que proporciona indicação de um ponto aberto melhor possível em um alimentador para distribuir uma carga uniformemente entre duas fontes (12a, 12b).

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que as sequências operacionais compreendem sequências lógicas implementadas usando uma pluralidade de portas lógicas.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que as portas lógicas compreendem portas E lógicas representando uma sequência de informação binária programada na lógica de relé que quando preenchidas causará uma operação de um dispositivo de comutação (20), e junto com os dispositivos de comutação (20) do sistema cria um sistema lógico sequencial distribuído.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a informação lógica é configurada para uma saída binária do relé que é conectado a circuitos de operação do comutador primário para fechar ou abrir o comutador primário.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que um ou mais de religadores (P2, P3), comutadores (20) e disjuntores (P1) são ativados para isolar a seção com falha em uma série de etapas sequenciais.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que os dispositivos de relé protetores (14) compreendem dispositivos inteligentes tendo um microprocessador e um sistema de comunicação (30).

20. Meio legível por computador tangível, caracterizado pelo fato de que compreende instruções que, quando executadas por um processador, implementa as etapas como definido na reivindicação 1.

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