BRPI0419008B1

BRPI0419008B1 - Sistema para detectar e método para determinar a fase de ligação de uma tensão de fase desconhecida relativa a uma tensão de fase de referência

Info

Publication number: BRPI0419008B1
Application number: BRPI0419008-4A
Authority: BR
Inventors: Fabio Veroni; Paolo Giubbini
Original assignee: Enel Distribuzione Spa
Priority date: 2004-08-16
Filing date: 2004-08-16
Publication date: 2014-07-15
Also published as: EP1779126A1; TW200624825A; TWI297778B; CN101048669B; SI2144071T1; PT2144071T; DK2144071T3; EP2144071A3; JP5043659B2; DK1779126T3; HUE038722T2; WO2006018031A1; CN101048669A; EP1779126B1; PT1779126E; HRP20100063T1; PL1779126T3; AU2004322435A1; BRPI0419008B8; SI1779126T1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA PARA DETECTAR E MÉTODO PARA DETERMINAR A FASE DE LIGA- ÇÃO DE UMA TENSÃO DE FASE DESCONHECIDA RELATIVA A UMA TENSÃO DE FASE DE REFERÊNCIA". A presente invenção refere-se a um sistema e a um método para detectar a fase de ligação de uma tensão de fase desconhecida relativa a uma tensão de fase de referência em um sistema de distribuição de energia elétrica dotado de uma linha de energia polifásica.

Os atuais sistemas de distribuição de energia utilizam linhas de energia polifásicas para a distribuição de eletricidade. Uma linha de energia polifásica compreende uma pluralidade, tipicamente três, de condutores, ca- da condutor carregando uma tensão de fase específica. Assim como é tam- bém conhecido, uma linha de energia polifásica pode ter ou não um condutor neutro, o qual, se presente, constitui um condutor adicional da linha de ener- gia polifásica. Ainda, além destes condutores de uma linha de energia polifá- sica típica, pode haver ou não um outro condutor que carrega o potencial terra.

Embora a linha de energia polifásica ofereça vantagens para certos tipos de cargas, por exemplo, para máquinas elétricas que empregam campos magnéticos rotativos, há muitos aparelhos elétricos que não podem ser conectados a todas as fases disponíveis em uma dada linha de energia polifásica. Para muitos tipos de cargas, é suficiente que a carga seja conec- tada entre duas das fases, ou mais tipicamente, entre uma das fases dispo- níveis e o condutor neutro. Este esquema de ligação é amplamente estendi- do particularmente nas redes de baixa tensão utilizadas no fornecimento de eletricidade para os aparelhos elétricos do domínio doméstico. Na Europa, a rede de distribuição de energia de baixa tensão possui três fases de ligação, cada qual a uma tensão de 220 Volts a 240 Volts ao neutro, as três fases sendo espaçadas entre si em um ângulo de 120°.

Particularmente no domínio doméstico, a maior parte das cargas elétricas é conectada entre uma das três fases de ligação R, S, T e o condu- tor neutro N, a fase R ou S ou T em particular, à qual a carga se encontra de fato conectada, sendo insignificante para a maior parte dos tipos de aplica- ções e cargas monofásicas, e, portanto, tipicamente desconhecida. Deve-se notar que existe uma variedade de diferentes convenções nominais para as três fases de ligação de uma linha de energia trifásica. A convenção nominal R, S, T usada no presente documento não resultará em nenhuma perda de generalidade.

Em alguns casos, é desejável se detectar a fase de ligação à qual uma dada carga se encontra conectada. Por exemplo, em um sistema de comunicação de dados através da rede elétrica que utiliza a rede de dis- tribuição de energia existente para fins de telecomunicação, pode ser alta- mente desejável que o transmissor conheça a fase de ligação à qual o re- ceptor se encontra conectado, tendo em vista que se pode esperar que a comunicação entre o transmissor e o receptor via uma linha de energia seja melhor se o transmissor e o receptor estiverem conectados à mesma fase de ligação do que se o transmissor e o receptor se comunicarem entre si atra- vés de diferentes fases de ligação através de uma linha cruzada capacitiva ou indutiva entre as fases de ligação. Se os medidores se comunicam com outros nós em um sistema de medição remoto através de uma comunicação de linhas de energia, o conhecimento da fase à qual o respectivo medidor remoto no local consumidor se encontra conectado é uma informação valio- sa no sentido de otimizar o desempenho da comunicação do sistema de medição remoto como um todo.

Em um sistema de medição de eletricidade para medir a energia elétrica consumida por uma pluralidade de consumidores, existem outros bons motivos para se detectar a fase de ligação de um medidor de eletrici- dade localizado dentro ou fora do local consumidor. Por exemplo, um medi- dor de eletricidade monofásico ou polifásico pode ter sido recapeado por meio da conexão de seu terminal terra a uma fase de ligação para forneci- mento ao consumidor. A detecção se a fase de ligação do medidor foi inver- tida permitirá julgar se o medidor de eletricidade foi ilegalmente recapeado ou não intencionalmente recapeado de tal modo que o medidor não meça corretamente a energia consumida.

De acordo com a Patente U.S. N. 4.626.622, é conhecido se identificar uma fase de ligação desconhecida dentro de uma rede polifásica ao se comparar a fase desconhecida com uma fase de referência conhecida da rede polifásica. O sistema compreende um primeiro dispositivo conectado à fase de referência em um primeiro local e um segundo dispositivo conec- tado à fase desconhecida em um local remoto. Os primeiro e segundo dis- positivos compreendem, cada qual, um modem a fim de estabelecer uma conexão telefônica entre os dois dispositivos. O primeiro dispositivo inclui um circuito para produzir um sinal alternado digital representativo da fase da corrente alternada da fase de referência. Este sinal representativo é transmi- tido através dos dois modems e da conexão telefônica do primeiro para o segundo dispositivo. O segundo dispositivo inclui um circuito de detecção de fases a fim de identificar a fase desconhecida por meio da detecção do ân- gulo de fase entre a corrente alternada da fase de referência e a corrente alternada da fase desconhecida. Embora este sistema permita se detectar a fase de ligação no local remoto com relação a uma fase de referência em um local de referência, o mesmo não é prático para muitas aplicações, uma vez que assume a existência de uma linha telefônica entre os dois locais. O documento IEC 61334-5-2 define um método para identificar uma fase desconhecida dentro de uma rede polifásica por meio da injeção de um curto sinal de selo de tempo na rede polifásica quando ocorre um primeiro ponto de referência, por exemplo, um cruzamento(s) por zero, na tensão de fase de referência. A própria rede polifásica serve para comunicar o sinal curto para o local onde a fase desconhecida tem de ser identificada.

No local da fase desconhecida, o sinal curto é extraído da linha de energia polifásica, e um intervalo de tempo entre a ocorrência do sinal curto e um ponto de referência, por exemplo, um cruzamento(s) por zero na tensão de fase desconhecida, é medido. Este intervalo de tempo é, portanto, indicativo do ângulo de fase entre a fase de referência e a fase desconhecida. O ângu- lo de fase deste modo determinado permite identificar a fase de ligação des- conhecida.

Os métodos conhecidos têm em comum que os sinais síncronos de fase de referência são carregados do local da fase desconhecida, tam- bém denominado no presente documento como local de referência, para o local de fase desconhecida, também chamado no presente documento de local remoto. O local remoto compara a fase de sinal recebido com a fase desconhecida à qual o mesmo se encontra conectado a fim de detectar sua fase de ligação. Se a informação de fase for corrompida devido a barulho ou outras perturbações, uma detecção apropriada da fase poderá se tornar difí- cil de ser obtida. Muitos tipos de cargas elétricas conectadas à linha de energia tendem a gerar barulho ou perturbações em sincronismo com as fases às quais as mesmas são conectadas. Por conseguinte, os sinais de barulho síncronos à fase podem interferir no método conhecido nos sinais síncronos de fase de referência curtos usados na detecção de fase de tal modo a impedir a detecção dos sinais síncronos de fase de referência. Isto pode se tornar muito crítico em distâncias mais longas entre o local de refe- rência e o local remoto. É um objetivo da presente invenção prover um método e um sis- tema para detectar a fase de ligação de uma tensão de fase desconhecida relativa a uma tensão de fase de referência em um sistema de distribuição de corrente elétrica monofásica ou polifásica, que não requer a transmissão de sinais de selo de tempo curtos em sincronismo com a fase de referência.

Este objetivo é solucionado de acordo com a presente invenção nas reivindicações independentes.

Modalidades vantajosas da presente invenção são apresentadas nas reivindicações dependentes.

Um sistema de acordo com uma modalidade da presente inven- ção para detectar a fase de ligação de uma tensão de fase desconhecida relativa a uma tensão de fase de referência em um sistema de distribuição de energia elétrica tendo uma linha de energia monofásica ou polifásica que compreende um circuito para a transmissão de um sinal a partir de um pri- meiro local para um segundo local, o dito sinal compreendendo um padrão de sinal característico. Um circuito é provido para medir no dito primeiro local um primeiro intervalo de tempo entre o padrão de sinal característico e a ocorrência de um ponto de referência em uma primeira tensão de fase no dito primeiro local. Além disso, o sistema compreende um circuito para de- tectar, no dito segundo local, o padrão de sinal característico do dito sinal, e também para medir um segundo intervalo de tempo entre o dito padrão de sinal característico e a ocorrência de um ponto de referência em uma se- gunda tensão de fase no dito segundo local. O sistema compreende ainda um circuito para determinar a partir do dito primeiro e do dito segundo inter- valos de tempo a fase de ligação da tensão de fase desconhecida entre a primeira e segunda tensões de fase relativas a uma outra tensão de fase que serve como tensão de fase de referência entre as primeira e segunda tensões de fase. A primeira tensão de fase no primeiro local a partir do qual o dito sinal é transmitido pode ser tomada como a tensão de fase de referência, enquanto a tensão de fase no segundo local pode ser a tensão de fase des- conhecida, cuja fase de ligação relativa à primeira tensão de fase deve ser detectada. De maneira alternativa, a segunda tensão de fase no dito segun- do local que recebe o dito sinal pode ser tomada como a tensão de referên- cia, enquanto a primeira tensão de fase no dito primeiro local é a tensão de fase desconhecida a ser detectada. A seguir, enquanto o local tendo a ten- são de fase de referência será chamado de local de referência, o local onde a tensão de fase desconhecida é detectada será chamado de local remoto.

Apreciar-se-á que tanto o primeiro como o segundo local podem ser o local de referência e ainda, por conseguinte, tanto o segundo como o primeiro local podem ser o local remoto.

Em uma concretização da invenção na qual o local de referência é o primeiro local que transmite o dito sinal, o circuito para a determinação da fase de ligação pode se localizar no dito local de referência. De acordo com a presente modalidade, o sistema, com vantagem, compreende um meio para a transmissão de informações indicativas do dito segundo interva- lo de tempo do dito local remoto para o dito local de referência. De maneira alternativa, o circuito para a determinação da fase de ligação pode, eviden- temente, se localizar no dito local remoto que recebe o dito sinal, e é provido um meio para a transmissão de informações indicativas do dito primeiro intervalo de tempo do dito local de referência para o dito local remoto. Pode ser vantajoso incluir adicionalmente nas informações transmitidas a partir do local de referência uma identificação da fase usada no local de referência como a fase de referência. Isto permite que o local remoto identifique a fase desconhecida mesmo que não haja um conhecimento a priori no local remo- to de que fase é usada no local de referência como a fase de referência.

Em uma outra concretização da invenção, na qual o local de re- ferência é o segundo local, o circuito para a determinação da fase de ligação desconhecida pode mais uma vez se localizar no local de referência. De acordo com a presente modalidade, o sistema, com vantagem, compreende um meio para a transmissão de informações indicativas do dito primeiro in- tervalo de tempo do dito local remoto para o dito local de referência. De ma- neira alternativa, o circuito para a determinação da fase de ligação pode, evidentemente, se localizar no dito local remoto que transmite o dito sinal, e é provido um meio para a transmissão de informações indicativas do dito segundo intervalo de tempo do dito local de referência para o dito local re- moto. Pode ser vantajoso incluir adicionalmente nas informações transmiti- das a partir do local de referência uma identificação da fase usada no local de referência como a fase de referência. Isto permite que o local remoto identifique a fase desconhecida mesmo que não haja um conhecimento a priori no local remoto de que fase é usada no local de referência como a fase de referência. A fase de ligação da tensão de fase desconhecida pode ser de- terminada a partir dos ditos primeiro e segundo intervalos de tempo ao se calcular a diferença entre o dito segundo intervalo de tempo e o dito primeiro intervalo de tempo. Esta diferença pode em seguida ser usada, por exemplo, para pesquisar uma tabela que associa vários valores de diferença a um fora de um dado número de possíveis ângulos de fase.

Uma vez que o padrão de sinal característico não precisa funci- onar como um selo de tempo síncrono com um ponto de referência na fase de referência, o padrão de sinal característico só não pode ser curto. O pa- drão de sinal característico no sinal transmitido pode até mesmo ter uma duração tão longa ou maior que o período da tensão de corrente alternada na linha de energia. Isto permite se obter um padrão de sinal característico com uma alta energia de sinal que pode ser mais facilmente distinguida do barulho e da interferência causada por cargas conectadas à linha de ener- gia. O padrão de sinal característico pode com vantagem ser detectado por meio de técnicas de correlação analógicas ou digitais ou por meio do uso de filtros combinados. O padrão de sinal característico pode ser codificado por correção de erro e detectado usando técnicas de decodificação de correção de erro. Evidentemente, outras técnicas de detecção são igualmente aplicá- veis à presente invenção.

De acordo com uma modalidade da presente invenção, o sinal transmitido não é um sinal dedicado para detecção de fase, mas sim usado para transmitir outras informações ao longo da linha de energia. O padrão de sinal característico pode ser uma seqüência de símbolos predeterminada ou uma seqüência de bits que ocorre aleatoriamente no sinal, ou o padrão de sinal característico pode ser uma palavra de código única, por exemplo, uma seqüência única dentre uma pluralidade de bits ou símbolos transmitidos que podem ser contíguos ou não contíguos dentro do sinal e que podem ser pro- vidos na partida do sinal ou em qualquer outro local no sinal conforme dese- jado. Pode ser vantajoso se usar técnicas de codificação de correção de erro e/ou intercalar porções do padrão de sinal característico com outras porções de informações carregadas pelo sinal, a fim de proteger o padrão de sinal característico contra barulho ou outra perturbação na linha de energia e au- mentar a confiabilidade de sua detecção. Uma porção de cabeçalho prece- dendo o padrão de sinal característico pode ser provido no sinal, por exem- plo, de modo a facilitar a sincronização de símbolos para o circuito de detec- ção de padrão de sinal característico. A porção de cabeçalho pode ainda ser uma porção de sinal que carrega outras informações do local de referência para o local remoto.

De preferência, os circuitos de detecção para detectar a porção de sinal característico são providos tanto no primeiro local como no segundo local. De preferência, os circuitos de detecção em ambos os locais são simi- lares ou operam de uma maneira similar. Isto possibilita se obter um fácil sincronismo na detecção da ocorrência da porção de sinal característico em ambos os locais, independente de quanto tempo realmente demora o pro- cesso de detecção. O sinal que compreende a porção de sinal característico pode ser uma seqüência de símbolos, por exemplo, bits, com uma freqüência de símbolos predeterminada, e os circuitos para a determinação de um primeiro intervalo de tempo e um segundo intervalo de tempo, respectivamente, pode explorar a freqüência de símbolos para contar o número de símbolos entre o padrão de sinal característico detectado e a ocorrência de um ponto de refe- rência na dita tensão de fase desconhecida e de um ponto de referência na dita tensão de fase de referência, respectivamente. De maneira alternativa, um contador de livre funcionamento pode ser acertado em uma predetermi- nada freqüência de relógio. O contador se inicia após a detecção do dito pa- drão de sinal característico e um valor contado pelo dito contador é lido quando um dito ponto de referência ocorre. Qualquer outro meio para a de- tecção do intervalo de tempo entre uma porção de sinal característico e um ponto de referência pode, evidentemente, ser adotado.

De preferência, o sinal é transmitido de tal modo que o padrão de sinal característico não apresente um relacionamento de sincronização regular com nenhum dos pontos de referência que repetitivamente ocorrem nas ditas tensões de fase da dita linha de energia polifásica. Por exemplo, o padrão de sinal característico é transmitido em uma sincronização aleatória ou pseudo-aleatória.

De preferência, uma pluralidade dos ditos padrões de sinal ca- racterístico são repetidamente transmitidos em sincronizações aleatórias ou em sincronizações determinísticas e/ou em diferentes porções do espectro e/ou do espalhamento espectral modulado com diferentes códigos de espa- Ihamento a fim de se obter uma transmissão redundante do padrão de sinal característico, e para cada um dentre a pluralidade de padrões de sinal ca- racterístico transmitidos, um primeiro intervalo de tempo é determinado no dito primeiro local entre o padrão de sinal característico do sinal e a ocorrên- cia de um ponto de referência na dita primeira tensão de fase, e um segundo intervalo de tempo é determinado no dito segundo local entre o padrão de sinal característico e a ocorrência de um ponto de referência na dita segunda tensão de fase, de tal modo que uma pluralidade de primeiros intervalos de tempo e segundos intervalos de tempo associados seja obtida. Isto permite aumentar a confiabilidade da detecção de fase de ligação, por exemplo, ao selecionar a fase de ligação que possui uma maior parte dentre a pluralidade de primeiros e segundos intervalos de tempo associados assim obtidos. A

maior parte pode ser uma maioria obtida através da relação M/(M+1), M sendo um número inteiro igual a ou maior que 2, de tal modo que um fora de M erros na detecção dos primeiro e segundo intervalos de tempo associados não afete a correção da fase de ligação detectada.

De preferência, a fim de diminuir qualquer correlação entre a ocorrência do padrão de sinal característico e as perturbações síncronas de fase na linha de energia, os ditos sinais são transmitidos de tal modo que um intervalo de tempo entre dois padrões de sinal característico sucessivos seja maior ou menor do que o período de tensão de corrente alternada da dita linha de energia polifásica e desigual a múltiplos inteiros do dito período de tensão de corrente alternada.

De preferência, os pontos de referência na tensão de fase des- conhecida e na tensão de fase de referência, respectivamente, são pontos únicos em cada período da respectiva tensão de fase especificada por sua tensão e/ou queda, por exemplo, os cruzamentos zero das respectivas ten- sões de fase com uma queda de sinal especificado, ou tensões de pico de uma polaridade específica. O primeiro intervalo de tempo e o dito segundo intervalo de tempo, respectivamente, terminam com o ponto de referência Nth seguido do padrão de sinal característico, N sendo um inteiro positivo predeterminado igual ou de preferência maior que 1. Um valor particularmen- te adequado para N é 1 ou 2.

De preferência, o dito sinal é um sinal modulado de chaveamen- to de defasagem de freqüência (FSK) injetado no dito primeiro local em pelo menos uma fase ou de preferência em todas as fases da linha de energia (L) polifásica, entre a respectiva fase e o condutor neutro ou entre duas dentre as fases. De maneira alternativa, o sinal pode ser transmitido por um canal de comunicação de rádio ou por uma rede telefônica. Pode ser vantajoso incorporar o sinal como um sinal de Freqüência Múltipla de Tom Dual (DTMF) a fim de aumentar a sua imunidade contra um barulho harmônico. A seguir, será descrita uma modalidade preferida da presente invenção com referência aos desenhos em anexo. Deve-se notar que a des- crição abaixo serve o único propósito de ilustrar um exemplo de como a pre- sente invenção pode ser incorporada. A modalidade descrita de forma algu- ma deve ser construída como uma limitação do âmbito da presente inven- ção. A Figura 1 mostra um perfil básico de uma modalidade da pre- sente invenção; A Figura 2a mostra um diagrama de sincronização de modo a ilustrar o princípio operacional básico da modalidade mostrada na Figura 1; A Figura 2b mostra um exemplo de um sinal usado na modalida- de mostrada na Figura 1; A Figura 3 mostra um diagrama em blocos de uma modalidade de um nó de rede em um sistema de comunicação de dados através da rede elétrica para a realização de uma operação de detecção de fase; A Figura 4a mostra um diagrama de blocos ilustrando a estrutura interna do retector de padrão de sinal 2 mostrado na Figura 3; A Figura 4b mostra um diagrama de sincronização de modo a ilustrar a operação do circuito detector de padrão de sinal; e A Figura 5 mostra um diagrama de sincronização de modo a ilustrar a operação de detecção de fase do circuito mostrado na Figura 3. A Figura 1 mostra o perfil básico de uma modalidade da presen- te invenção. Na Figura 1, L indica uma linha de energia trifásica. A linha de energia L compreende três condutores R, S e T, cada qual carregando uma tensão de fase específica relativa ao condutor neutro N da linha de energia L. A linha de energia L pode compreender ainda um condutor terra que não é mostrado no diagrama da Figura 1. As tensões de fase respectivamente carregadas nos três condutores R, S e T podem ser de 220 Volts a 240 Volts, conforme freqüentemente utilizado no domínio doméstico europeu, ou de 110 Volts, conforme comumente utilizado nos EUA. Deve-se notar, no entanto, que a presente invenção seria igualmente aplicável às linhas de energia L de uma rede de distribuição de energia elétrica média, que carre- ga, por exemplo, 20 kV, ou ainda de uma rede de distribuição de alta tensão que carrega eletricidade por longas distâncias em um nível de tensão de 380 kV ou ainda superior. Conforme bem-conhecido nas redes de distribuição de energia elétrica trifásica, as tensões carregadas nas três fases R, S e T dife- rem entre si por um ângulo de fase de 120°. O numeral de referência 100 na Figura 1 indica um dispositivo em um primeiro local que é conectado a cada uma das linhas de energia de cada uma das fases R, S e T da linha de energia L, assim como ao condutor neutro N da linha de energia L. Na presente modalidade, o primeiro local é tomado como um local de referência, no qual R é usado como a fase de re- ferência. Evidentemente, qualquer uma dentre as três fases pode ser toma- da como a fase de referência. O dispositivo 100 no local de referência pode ser um nó de comunicação em uma rede de comunicação de dados através da rede elétrica que utiliza a linha de energia como o meio de transmissão de informação física. O dispositivo 100 pode ser disposto, por exemplo, pró- ximo a um transformador de subestação secundário para a transformação da tensão média de 20 kV da rede de distribuição de energia na baixa tensão de 220 a 240 V, ou em qualquer outro local ao longo da linha de energia L na qual uma das três fases R, S e T encontra-se disponível para seleção como uma fase de referência. No transformador de subestação, a nomeação das três fases R, S, T é simplesmente uma questão de definição. Contanto que seja observada a seqüência de fases das tensões nas saídas trifásicas, qualquer uma das três fases podem ser nomeada R. Esta fase de ligação que carrega uma tensão com um ângulo de fase de 120°atrás da tensão de fase R é em seguida nomeada S, e a tensão de fase que fica 240° atrás da tensão R é nomeada T. Evidentemente, qualquer outra convenção de nomes para distinguir as três fases pode ser usada no lugar. Na modalidade da Fi- gura 1, o dispositivo 100 é conectado a cada uma das três fases R, S e T a fim de poder injetar um sinal de comunicação de dados através da rede elé- trica em cada uma das três fases para transmissão pela linha de energia L de tal modo que o sinal de comunicação de dados através da rede elétrica possa ser recebido em um local remoto em qualquer uma das três fases R, S e T. Pode ser suficiente, no entanto, se injetar o sinal de comunicação de dados através da rede elétrica para apenas uma das três fases R, S e T.

Pode ser suficiente, no entanto, explorar o acoplamento cruzado indutivo e capacitivo entre as três fases ao se receber o sinal de comunicação de da- dos através da rede elétrica de uma outra dentre as três fases. O numeral de referência 200 indica um outro dispositivo em um segundo local que pode ser um outro nó da rede de comunicação de dados através da rede elétrica na linha de energia L. Nesta modalidade, o segundo local é o local remoto onde a fase de ligação é desconhecida. O dispositivo 200 pode compreender uma carga ou pode ser um medidor remoto para medir o consumo de energia de um consumidor, um dispositivo de teste de- dicado à detecção de fase, ou qualquer outro dispositivo adequado. O mes- mo é conectado à linha de energia L em um local remoto do local de refe- rência. Na modalidade mostrada, o dispositivo 200 é conectado entre uma das fases e o condutor neutro N da energia L. No local remoto do dispositivo 200, ao se observar apenas os condutores de fase da linha de energia L, nenhuma informação estará disponível quanto a qual dentre as três saídas R, S e T da subestação secundária o dispositivo 200 se encontra conectado.

Isto é esquematicamente ilustrado na Figura 1 por meio do círculo X. Este círculo indica que, em muitos casos, não se pode de uma maneira fácil de- terminar como exatamente as três fases R, S e T se encontram ligadas ao longo do trajeto desde o local de referência do dispositivo 100 até o local remoto do dispositivo 200. Por exemplo, a porção X da linha de energia L pode estar enterrada ou de qualquer outra forma inacessível, ou pode ser simplesmente comprida demais para se poder dizer a exata ligação das três fases R, S e T. A fim de descobrir a fase de ligação do dispositivo 200 no local remoto, em outras palavras, a fim de detectar à qual das três fases R, S ou T do dispositivo 200 se encontra conectado no local remoto, os dois dispositi- vos 100 e 200 se comunicam entre si da maneira mostrada na Figura 2a.

Na Figura 2a, as fases R, S e T, respectivamente, indicam as tensões trifásicas, nas quais a tensão de fase S fica 120° atrás da R, e a tensão de fase T fica 120°atrás da S; R+, S+ e T+ indicam os cruzamentos zero das respectivas tensões de fase R, S e T com uma variação positiva. R- , S- e T- indicam os cruzamentos zero nas respectivas tensões de fase R, S e T com uma variação negativa. C1 na Figura 2a indica um sinal que o dispositivo 100 da Figura 1 injeta em pelo menos um dos três condutores R, S e T da linha de energia L. A Figura 1 mostra uma modalidade na qual o sinal C1 é injetado em todos os condutores de fase da linha de energia. No entanto, devido aos efeitos do acoplamento cruzado entre os condutores de fase R, S e T ao longo da linha de energia, pode ser suficiente injetar o sinal C1 em apenas um dos condu- tores de fase. Pode ser vantajoso injetar o sinal C1 seqüencialmente um a um de uma maneira de ensaio e erro em cada um dos três condutores de fase e concentrar a energia de sinal injetado sobre o respectivo condutor e, deste modo, estender a faixa do sinal C1 ao longo da linha de energia. O sinal C1 pode ser qualquer sinal de comunicação para carregar qualquer tipo de informação através da rede de comunicação de dados através da rede elétrica. O sinal C1 pode ser um sinal de comunicação não especificamente dedicado à detecção da fase de ligação do dispositivo 200 em um local re- moto. O sinal C1 compreende um padrão de sinal característico indicado DEL na Figura 2a. O dispositivo 100 injeta o sinal C1 na linha de energia em uma sincronização que pode, porém não necessariamente, ser sincronizada com quaisquer dentre os cruzamentos zero das três fases R, S e T. O sinal C1 pode se iniciar a qualquer momento não relacionado ao ciclo de 50 Hz na linha de energia L e pode, por exemplo, ser determinado em função de ne- cessidades de comunicação entre os dois dispositivos 100 e 200 ou entre o dispositivo 100 e qualquer outro dispositivo conectado à linha de energia L.

Na Figura 2a, T2 indica o intervalo de tempo entre um padrão de sinal característico DEL no sinal C1 e a subseqüente ocorrência do cruza- mento^) por zero Nth com uma variação positiva na fase de ligação desco- nhecida à qual o dispositivo 200 se encontra conectado em um local remoto. N foi escolhido como 2 a fim de evitar que o intervalo de tempo T2 se torne muito curto, embora outros valores para N, incluindo N=1, sejam, evidente- mente, possíveis. No exemplo mostrado na Figura 1, é indicado para fins de ilustração que o dispositivo no local remoto 200 seja conectado à fase S.

Conforme mostrado na Figura 2a, o intervalo de tempo T2 termina no se- gundo cruzamento(s) por zero S+ seguido do padrão de sinal característico DEL transmitido pelo dispositivo 100 no local de referência ao longo da linha de energia L para o local remoto. O dispositivo 200 no local remoto detecta este intervalo de tempo T2. T1 na Figura 2a indica o intervalo de tempo entre a ocorrência do padrão de sinal característico DEL no sinal C1 e o cruzamento(s) por zero Nth com a variação positiva da fase de referência. No exemplo mostrado, R foi escolhido como a fase de referência. Similar ao que foi descrito com rela- ção ao dispositivo 200 que mede o intervalo de tempo T2, o dispositivo 100 no local de referência mede o intervalo de tempo T1. O intervalo de tempo T3 indica a diferença entre o intervalo de tempo T1 e o intervalo de tempo T2. Esta diferença é indicativa da fase des- conhecida, S no exemplo mostrado, relativa à fase de referência R no exem- plo. Quando a informação T3 se encontra disponível, a fase desconhecida pode ser identificada. A fim de se chegar à diferença de tempo T3, nesta modalidade, o dispositivo 200 transmite informações sobre a duração T2 detectada pelo dispositivo 200 para o dispositivo 100 no local de referência, de tal modo que o dispositivo 100 possa chegar à diferença T2-T1 e, desta maneira, identificar a fase S no local remoto. De acordo com uma modalida- de alternativa, o dispositivo 100 no local de referência transmite informação sobre a duração do intervalo de tempo T1 para o dispositivo 200 no local remoto e o dispositivo 200, em seguida, obtém T3 a partir da diferença entre T2 e T1 a fim de identificar a sua fase de ligação relativa à fase de referência R. Qual destas modalidades alternativas será a preferida dependerá do fato se as informações de detecção de fase são necessárias no local remoto ou no local de referência.

As informações referentes à duração dos respectivos intervalos de tempo T2 e T1 podem ser transmitidas de qualquer maneira adequada de um local para o outro. Por exemplo, esta informação pode ser transmitida em um formato digitalmente codificado como uma mensagem de comunicação de rede que utiliza a linha de energia como o meio de transmissão. Nenhu- ma limitação de tempo em particular foi observada ao se transmitir esta in- formação de um local para o outro. Assim que a informação foi transmitida de tal modo que as durações T1 e T2 ficassem disponíveis no mesmo local, a diferença T3 poderá ser calculada e a ligação de fase desconhecida pode- rá ser detectada. A Figura 2b mostra um exemplo da estrutura do sinal C1 trans- mitido pelo dispositivo 100 no local de referência. De acordo com o exemplo mostrado na Figura 2b, o sinal C1 é um sinal de comunicação de rede digital transmitido, por exemplo, por meio de um carregador de modulação de fre- qüência (FSK) adequado para uma comunicação de dados através da rede elétrica, conforme bem-conhecido como tal. O sinal C1 estende-se por um ou mais ciclos de CA na linha de energia e compreende um PRB de preâm- bulo seguido de um delimitador de quadro de partida DEL que é usado para delimitar a porção de informação subseqüente a partir da porção de preâm- bulo do sinal C1. Este delimitador de quadro de partida é um padrão de sinal característico no sinal C1 que pode ser usado para determinar os intervalos de tempo T1 e T2 descritos com referência à Figura 2a. A porção de infor- mação seguida do delimitador de quadro de partida DEL pode ser estrutura- da de qualquer maneira adequada, por exemplo, de acordo com um protoco- lo de rede de comunicação de dados através da rede elétrica. No exemplo mostrado, LT indica o tamanho do quadro de sinal C1, seguido do endereço MAC IND, um campo de controle CTL, os parâmetros de repetição PR para a transmissão redundante do sinal C1 na rede de comunicação de dados através da rede elétrica, seguidos do campo de informação corrente, por exemplo, uma unidade de dados de serviço MAC, a qual é então seguida de um campo de verificação CRC e de um delimitador de quadro final EFD. A informação sobre o intervalo de tempo T1 detectado pelo dispositivo que transmite o sinal pode ser incluída em uma posição adequada dentro do si- nal C1, por exemplo, no campo de informação INF ou em um campo dedica- do (não-mostrado) que chega tarde o suficiente no sinal C1 para o intervalo de tempo T1 ficar acima e, desta maneira, disponível. O mesmo pode se localizar, por exemplo, antes do campo PR ou entre o campo PR e o campo INF. No entanto, deve-se notar que o formato de sinal mostrado na Figura 2b é um exemplo tomado a partir de uma grande variedade de diferentes forma- tos e protocolos de sinal que podem ser usados em uma rede de comunica- ção de dados através da rede elétrica. Qualquer padrão de sinal característi- co, como o delimitador de quadro de partida DEL ou o delimitador de quadro final EFD, pode ser usado para medir os intervalos de tempo T1 e T2 mos- trados na Figura 2a. Evidentemente, ao invés de se usar um delimitador de quadro, um padrão de sinal característico dedicado pode ser incluído, por exemplo, no campo de informação INF ou no campo de controle CTL ou em qualquer outro local dentro do quadro de sinal C1. O padrão de sinal carac- terístico pode ser uma única palavra de código ou uma única seqüência de bits no sinal C1. Da mesma forma, o padrão de sinal característico pode aparecer no sinal com ou sem uma codificação de correção de erro. Se o padrão de sinal característico aparece no sinal C1 em uma forma codificada de correção de erro, a confiabilidade na detecção do padrão de sinal carac- terístico poderá ser ainda maior. A Figura 3 mostra um diagrama em blocos de componentes do dispositivo 100 mostrado na Figura 1 para a transmissão do sinal C1 no local de referência. De preferência, componentes similares são também providos no dispositivo 200 no local remoto para a detecção do padrão de sinal carac- terístico e para a medição do intervalo de tempo T1.

Na Figura 3, o numeral de referência 1 indica um circuito de co- municação digital incluindo um microprocessador que executa programas para a transmissão, a recepção, a geração e o processamento de mensa- gens de rede na rede de comunicação de dados através da rede elétrica. As estruturas internas de um circuito de comunicação deste tipo não são essen- ciais para a modalidade mostrada. As mesmas dependem da finalidade indi- vidual e funções da rede de comunicação de dados através da rede elétrica e são bem-conhecidas como tais. O circuito de comunicação digital tem um meio, por exemplo, uma porta de saída do microprocessador, para a gera- ção de um sinal C1 compreendendo um padrão de sinal característico para a transmissão pela linha de energia L. 2 indica um circuito para a detecção da ocorrência do padrão de sinal característico no sinal C1, conforme será ex- plicado em maiores detalhes com referência à Figura 4a abaixo. C2 indica um sinal de saída do detector de padrão de sinal característico 1 cujo sinal C2 indica a ocorrência do padrão de sinal característico no sinal C1. O nu- meral de referência 3 indica um circuito transceptor tendo um amplificador transmissor 32 e um circuito receptor 31 que são conectados à linha de energia via um capacitor de acoplamento 4 ou qualquer outro meio adequa- do para isolar o circuito transceptor 3 da linha de energia sem bloquear a transmissão dos sinais de comunicação entre a linha de energia e o circuito transceptor 3. O amplificador transmissor 32 pega o sinal digital C1 do circui- to de comunicação 1 e modula este sinal em um carregador adequado para transmissão. O receptor 31 recebe sinais de comunicação de dados através da rede elétrica através de um meio de filtro adequado, realiza uma opera- ção de demodulação adequada e apresenta um sinal de dados para o circui- to de comunicação 1 para outro processamento. No dispositivo 100, no local de referência, o transceptor 3 é de preferência conectado a pelo menos um dentre os três condutores R, S e T a fim de disponibilizar os sinais de comu- nicação de dados através da rede elétrica transmitidos pelo circuito 100 nas três fases, conforme explicado acima. O numeral de referência 20 indica um detector de cruzamento(s) por zero que é conectado à fase de referência R.

Este detector pode ser implementado simplesmente por meio de um compa- rador que compara o sinal de fase de entrada a zero a fim de emitir um sinal retangular em sincronismo com o sinal de fase em sua entrada. A referência 5 indica um contador pré-ajustavel que realiza uma operação de contagem descendente de acordo com um sinal de relógio na entrada CK1 do contador 5. PST indica as entradas do contador descenden- te 5 de modo a programar um valor de partida para a contagem descendente do contador 5. O valor de partida em uma representação binária presente nas entradas preestabelecidas PST é carregado para o contador de acordo com um sinal de habilitação preestabelecido na entrada PE do contador 5.

As referências numéricas 2o e 21 indicam os dois bits menos significativos da saída do contador 5. O numeral de referência 6 indica um outro contador que realiza uma operação de contagem de pulsos de relógio aplicados à entrada CK2 do contador 6. A referência BT1 indica a saída do contador 6 que é uma representação binária da duração do intervalo de tempo T1. Os numerais de referência 7 e 9 indicam as portas AND, enquanto o numeral de referência 8 indica uma porta OR. Uma primeira entrada da porta AND 7 recebe um sinal ZC do detector de cruzamento(s) por zero 20. A outra entrada da porta AND 7 é conectada à saída da porta OR 8 a fim de receber um sinal C3. A saída da porta AND 7 é conectada à entrada de relógio CK1 do contador 5. As du- as entradas da porta OR 8 são conectadas aos bits menos significativos 2o e 21 da saída do contador 5. A porta AND 9 recebe um sinal de relógio de bit BCK gerado por um circuito de recuperação de relógio (não-mostrado) no circuito de comunicação 1 a partir do sinal C1 de uma maneira convencional bem-conhecida como tal. A outra entrada da porta AND 9 recebe o sinal de saída C3 da porta OR 8. A saída da porta AND 9 é conectada à entrada de relógio do contador 6. A referência BT2 indica a informação sobre a duração do intervalo de tempo T2 detectado pelo dispositivo 200. Na presente moda- lidade, esta informação é recebida via a rede de comunicação de dados através da rede elétrica através do receptor 31 do dispositivo 200 no local remoto.

As informações BT1 e BT2 são adequadamente processadas em um circuito não-mostrado na Figura 3 a fim de mapear estas informa- ções para um valor de fase relativo à fase de referência indicativa da fase desconhecida à qual o dispositivo 200 se encontra conectado, ou direta- mente a uma das três fases R, S e T. Esta operação pode ser incorporada em uma variedade de maneiras diferentes. De preferência, uma diferença entre BT1 e BT2 é calculada e uma tabela de pesquisa é usada para pes- quisar a fase de ligação dependendo da diferença entre BT1 e BT2. Na modalidade mostrada, foi escolhida a freqüência de relógio de bit em 48 bits por ciclo de CA de 20ms. A tabela de pesquisa contém, portanto, as seguintes entradas: Na tabela acima, as entradas 1, 3 e 5 indicam que o dispositivo remoto 200 é conectado a uma das três fases de ligação da linha de energia.

As entradas 2, 4 e 6 indicam as fases inversas de ligação da unidade remota 200 quando a fase terminal do dispositivo remoto 200 é conectada ao neu- tro, enquanto o terminal neutro do dispositivo remoto 200 é conectado a uma das fases de ligação da linha de energia. O circuito de processamento para a execução desta operação de tabela de pesquisa a fim de mapear BT1-Bt2 para um dos números de entrada 1 a 6 pode estar compreendido no circuito de comunicação 1. Outras implementações no sentido de obter a fase de ligação desconhecida do dispositivo 200 podem, evidentemente, ser adota- das. A Figura 4a mostra uma modalidade do detector de padrão de sinal característico 2. Na Figura 4a, o numeral de referência 19 indica um registrador de deslocamento tendo oito tomadas no exemplo mostrado. Evi- dentemente, outros números de tomadas, por exemplo, 12 tomadas, seriam igualmente adequados, dependendo do número de bits que formam o pa- drão de sinal característico a ser detectado. Os dados são deslocados no registrador de deslocamento 19 do topo da Figura 4a para o fundo, conforme indicado pela seta, de acordo com o relógio de bits BCK. O registrador de deslocamento 19 mantém nas oito posições de tomada o histórico dos oito bits mais recentes transmitidos no sinal C1, o presente bit sendo mantido na posição mais superior mostrada. Na Figura 4a, um estado particular do re- gistrador de deslocamento 19 é mostrado para fins de ilustração. No estado mostrado, o bit mais antigo assim como o bit atual é "0", enquanto os seis bits do meio são "1". Este padrão de bits é o delimitador de quadro de parti- da DEL usado no sinal C1 que é também usado como o padrão de sinal ca- racterístico. Por conseguinte, para fins de ilustração, a Figura 4a mostra o estado de detecção do padrão de sinal característico. Obviamente, este es- tado mudará com o próximo impulso de relógio de bit BCK. Os numerais de referência 10 a 17 indicam as portas Exclusivas OR (EXOR), cada qual ten- do duas entradas. Uma destas duas entradas de cada uma das portas EXOR 10 a 17 é conectada a uma porta associada dentre as oito tomadas de saída do registrador de deslocamento 19. A porta EXOR 10 que tem uma de suas entradas conectada à tomada mais superior do registrador de des- locamento que segura o presente bit possui a sua outra entrada conectada a um sinal com o nível lógico "1". O mesmo se aplica à porta EXOR 17 que tem uma de suas entradas conectada à tomada que segura o mais antigo dentre os oitos bits do registrador de deslocamento 19. As entradas das ou- tras portas EXOR 11 a 16 não conectadas ao registrador de deslocamento são conectadas a um sinal com um nível lógico "0". Desta maneira, o detec- tor de padrão de sinal característico 2 é programado de modo a poder detec- tar o padrão de sinal característico predeterminado em particular 01111110.

As saídas das portas EXOR 10 a 17 são conectadas às respectivas entradas de uma porta AND 18. A saída da porta AND 18 suporta o numeral de refe- rência C2. Esta saída indica a ocorrência do padrão de sinal característico no sinal C1. Evidentemente, o padrão de sinal característico 01111110 é apenas um exemplo. Outras implementações do padrão de sinal caracterís- tico tanto com relação ao seu tamanho como também com relação à sua seqüência de bits são, evidentemente, possíveis.

Em operação, o detector de padrão de sinal característico mos- trado na Figura 4a desloca continuamente a seqüência dos bits que chegam do sinal C1 através do registrador de deslocamento 19. A cadeia de portas EXOR 10 a 17 examina o padrão de bits armazenados no registrador de deslocamento 19 no sentido de observar se o padrão de bits combina com o inverso do padrão de bits presentes nas respectivas outras entradas das portas EXOR 10 a 17. Com a condição de só acontecer uma perfeita combi- nação, os pares de entradas de todas as portas EXOR 10 a 17 terão diferen- tes níveis lógicos e todas as saídas das portas EXOR 10 a 17, por conse- guinte, terão um nível de sinal lógico "1", de tal modo que a saída C2 da por- ta AND 18 terá um valor lógico "1". A Figura 4b mostra um diagrama de sin- cronização no sentido de ilustrar o sinal C1, o relógio de bits BCK e o sinal de saída C2 do detector de padrão de sinal característico da Figura 4a. A Figura 5 mostra um diagrama de sincronização de modo a ilustrar a operação do circuito mostrado na Figura 3. Conforme mostrado na Figura 5, um impulso ocorre no sinal C2 quando o circuito 2 detecta a ocor- rência de um padrão de sinal característico no sinal C1. Este impulso C2 aparece na entrada de habilitação preestabelecida do contador e pré-ajusta o contador para um valor N definindo o número de pontos de referência en- tre a ocorrência de um padrão de sinal característico e o fim do intervalo de tempo T1. Este número N de pontos de referência pode ser 1 ou maior que 1, por exemplo, N-2, a fim de garantir que o intervalo de tempo T1 medido pelo circuito na Figura 3 tenha uma certa duração mesmo que o padrão de sinal característico ocorra próximo ao ponto de referência detectado pelo circuito na Figura 3. O sinal ZC na Figura 5 é o sinal de saída do detector de cruza- mento^) por zero indicando a ocorrência de cruzamentos zero na fase de referência R. A porta OR 8 no circuito da Figura 3 mantém o sinal C3 em um nível "1" lógico contanto que o contador descendente 5, depois de ser pré- ajustado em virtude do impulso do sinal C2, não atinja um valor zero. Uma vez que a modalidade mostrada na Figura 3 utiliza o valor N+2, uma simples porta OR será suficiente para gerar este sinal C3 que assume um nível um lógico de modo a gerar este sinal C3 que assume um nível um lógico come- çando com ocorrência de um padrão de sinal característico e terminando com o contador descendente 5 chegando a zero. Contanto que C3 esteja em um nível 1 lógico, os impulsos a partir do detector de cruzamento(s) por zero 20 aparecem na entrada de relógio CK1 do contador descendente 5, em vir- tude da porta AND 7. Os dois sinais de saída 2o e 21 mostrados na Figura 5 indicam o que acontece na saída do contador descendente 5 em resposta ao sinal C2 na entrada de habilitação predefinida PE. Contanto que o sinal C3 esteja em um nível 1 lógico, e a porta AND 9 provenha em sua saída o reló- gio de bits com porta BCK a partir do circuito de recuperação de relógio de bits que faz com que o contador 6 realize uma operação de contagem de tal modo que o contador 6 realize a medição do intervalo de tempo T1 entre a ocorrência do padrão de sinal característico e a ocorrência subseqüente de um segundo ponto de referência na tensão de fase de referência. Conforme mostrado na Figura 5, durante esta operação de medição, a operação do intervalo de tempo T1, as duas bordas aparecem na entrada de relógio CK1 do contador descendente 5. A duração do estado 1 lógico no sinal CK1 de- pois da segunda borda de relógio é muito curta, devido ao fato de a transi- ção na saída 2o de "1" para "0" em resposta à segunda borda de relógio fa- zer com que o sinal C3 assuma um nível 0 lógico, de tal modo que a saída da porta AND 7 também resulte em "0" lógico. O circuito e sua operação descrita com referência às Figuras 3, 4a, 4b, 5 são providos no dispositivo 100 mostrado na Figura 1. Um circuito similar é provido no dispositivo 200 da Figura 1, no qual a entrada do detec- tor de cruzamento(s) por zero 20 é conectada à fase desconhecida ao invés de a fase de referência R, conforme mostrado. O intervalo de tempo contado pelo contador 6 no dispositivo 200 é T2. O dispositivo 200 além disso difere do circuito no dispositivo 100 mostrado na Figura 3 no sentido de que as in- formações obtidas pelo contador 6 a respeito da duração do intervalo de tempo T2 são supridas para o nó de comunicação 1 para transmissão na forma de uma mensagem explícita para o dispositivo 100. Não há necessi- dade de se prover um meio para calcular uma diferença entre T1 e T2 no dispositivo 200. Estas adaptações do circuito mostrado na Figura 3 para o dispositivo 200 são modificações menores que se tornam imediatamente aparentes a partir da descrição acima apresentada sobre a estrutura e fun- ção da modalidade.

Os primeiro e segundo locais podem ser nós em um sistema de comunicação de dados através da rede elétrica, por exemplo, em um siste- ma de comunicação de dados através da rede elétrica para a medição remo- ta do consumo de energia. Este sistema pode compreender uma pluralidade de medidores remotos de eletricidade, assim como um concentrador que atua como um mestre na comunicação com a pluralidade de medidores re- motos. Quando um medidor remoto recebe um sinal C1 do concentrador, o mesmo conta quantos bits existem a partir de um padrão de sinal caracterís- tico para o próximo cruzamento(s) por zero (ou de modo mais geral, Nth) da tensão de fases à qual o mesmo se encontra conectado. O medidor retorna uma mensagem de resposta para o concentrador que carrega esta informa- ção. O concentrador pode em seguida determinar a diferença entre o núme- ro de bits contados e comunicados pelo medidor remoto e o número de bits do padrão de sinal característico para o próximo cruzamento(s) por zero (ou Nth) contado pelo concentrador a fim de achar a fase à qual o medidor remo- to se encontra conectado. Se o medidor remoto receber na mensagem do concentrador informações sobre o número de bits que o concentrador con- tou, o medidor poderá determinar a sua fase de ligação a partir deste núme- ro e o número de bits que o mesmo contou. O medidor pode comunicar o resultado, por exemplo, um dos números 1 a 6 da tabela acima, para o con- centrador a fim de informar o mesmo sobre a fase de ligação do medidor remoto detectada pelo medidor remoto.

Deve-se notar que as modalidades descritas podem ser modifi- cadas de diversas maneiras. Por exemplo, o circuito de detecção de padrão de sinal característico 2 foi mostrado no sentido de executar uma operação de combinação entre um padrão de bits pré-programado e a seqüência de bits no registrador de deslocamento 19. No entanto, pode ser vantajoso usar um código de correção de erro para proteger o padrão de bits característico e incorporar o circuito que avalia o conteúdo do registrador de deslocamento 19 como um decodificador para a decodificação do padrão de sinal caracte- rístico codificado por correção de erro a fim de aumentar a imunidade ao barulho do circuito detector de padrão de sinal característico 2. As técnicas de codificação de correção de erro apropriadas são bem-conhecidas como tais, fazendo-se referência a qualquer publicação sobre códigos de correção de erro e sua aplicação. Ainda, deve-se notar que o circuito mostrado na Figura 3 para a medição de um intervalo de tempo entre a ocorrência de um padrão de sinal característico no sinal C1 e a ocorrência de um ponto de re- ferência Nth na fase de referência e na fase desconhecida, respectivamente, é um exemplo dentre uma grande variedade de diferentes circuitos que pode ser usado para realizar esta medição de intervalo de tempo. Embora a mo- dalidade mostrada na Figura 3 utilize o relógio de bits no sinal C1 para medir o intervalo de tempo T1 e T2, respectivamente, um gerador de sinal de reló- gio de livre contagem pode ser usado em seu lugar para a geração de um sinal de relógio a ser contado pelo contador 6.

Claims

1. Sistema para detectar a fase de ligação (R; S; T) de uma ten- são de fase (x) desconhecida (S) relativa a uma tensão de fase de referência (R) em um sistema de distribuição de energia elétrica tendo uma linha de energia monofásica ou uma linha de energia polifásica (L), que compreende: um circuito (1, 3, 32) para transmitir um sinal (C1) a partir de um primei- ro local (100) para um segundo local (200), o dito sinal compreendendo um padrão de sinal característico (DEL); um circuito (2, 5 a 9) para detectar no dito segundo local o padrão de sinal característico do dito sinal (C1); e caracterizado por compreender também um circuito (2, 5 a 9) para medir no dito primeiro local (100) um primeiro intervalo de tempo (T1) entre o padrão de sinal característico (DEL) e a ocorrência de um ponto de referência (R+) em uma tensão de fases (R) no dito primeiro local (100); um circuito (2, 5 a 9) para medir um segundo intervalo de tempo (T2) entre o dito padrão de sinal característico (DEL) e a ocorrência de um ponto de referência (S+) em uma segunda tensão de fase no dito se- gundo local (200); e um circuito (1) para determinar a partir do dito primeiro (T1) e do dito segundo (T2) intervalos de tempo a fase de ligação (S) da fase desco- nhecida dentre as primeira e segunda tensões de fase relativas a uma dentre as primeira e segunda tensões de fase que serve como a tensão de fase de referência.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, onde o dito circuito (1) para determinar a fase de ligação (S) localiza-se no dito primeiro local (100), o sistema caracterizado por compreender: um meio (7, 16) para transmitir informações indicativas do dito segundo intervalo de tempo (T2) a partir do dito segundo local (200) para o dito local de referência (100).

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, onde o dito circuito para determinar a fase de ligação localiza-se no dito segundo local (200), o sistema caracterizado por compreender: um meio para transmitir informações indicativas do dito primeiro inter- valo de tempo (T2) a partir do dito primeiro local para o dito segundo local.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 3, caracterizado por o dito circuito (1) para determinar a fase de ligação da tensão de fase desconhecida a partir do dito primeiro e do dito segundo intervalos de tempo (T1, T2) compreende um meio para calcu- lar a diferença entre o dito segundo intervalo de tempo e o dito primeiro in- tervalo de tempo, e um meio para determinar a dita fase de ligação com ba- se na dita diferença.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por: o dito padrão de sinal característico (DEL) compreende uma palavra de código única.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dito sinal (C1) compreende uma porção de cabeçalho (PRB) que precede o padrão de sinal característico.

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por: o dito padrão de sinal característico a ser detectado é a partida do si- nal.

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 7, caracterizado por: o dito sinal (C1) é uma seqüência de símbolos com uma freqüência de símbolos predeterminada; e os ditos circuitos para determinar um primeiro intervalo de tempo (T1) e um segundo intervalo de tempo (T2), respectivamente, compreendem contadores (6) para a contagem do número dos ditos símbolos entre o dito padrão de sinal característico e a ocorrência de um dito ponto de referência (S+) na dita tensão de fase desconhecida (S) e um dito pon- to de referência (R+) na dita tensão de fase de referência (R), respecti- vamente.

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por: o dito circuito para detectar o dito primeiro intervalo de tempo (T1) compreende um contador de livre contagem em uma predeterminada freqüência de relógio; um meio para iniciar o contador de livre contagem após a detecção do dito padrão de sinal característico (DEL); e um meio para ler um valor contado pelo dito contador quando ocorre o dito ponto de referência.

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que: o dito circuito (1, 3, 32) para a transmissão de um sinal é adaptado pa- ra transmitir o dito sinal de tal modo que o padrão de sinal característi- co não coincida com nenhum dos pontos de referência que ocorrem repetidamente nas ditas tensões de fase da dita linha de energia polifá- sica.

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 10, caracterizado por o dito circuito para a transmissão de um sinal é adaptado para transmitir o dito sinal de tal modo que o padrão de sinal característico tenha uma sincronização aleatória ou pseudo-aleatória.

12. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender: um meio (1) para: transmitir uma pluralidade dos ditos padrões de sinal característico (DEL) em diferentes sincronizações e/ou em diferentes porções do es- pectro e/ou do espalhamento espectral modulado com diferentes códi- gos de espalhamento; e para cada qual dentre a pluralidade de padrões de sinal transmitido: determinar no dito segundo local (200) um primeiro intervalo de tempo (T2) entre o padrão de sinal característico do sinal e a ocorrência de um ponto de referência (S+) na dita segunda tensão de fase; determinar no dito primeiro local (100) um primeiro intervalo de tempo (T1) entre o padrão de sinal característico (DEL) e a ocorrência de um ponto de referência (R+) na dita primeira tensão de fase (R); de tal modo que seja obtida uma pluralidade dos primeiros intervalos de tempo e segundos intervalos de tempo associados (T2); o dito circuito (1) para determinar a fase de ligação sendo adaptado para determinar a fase de ligação a partir da dita pluralidade de primei- ro e segundo intervalos de tempo (Τ1, T2).

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por o dito circuito (1) para determinar a fase de ligação a partir da dita plura- lidade dos primeiro e segundo intervalos de tempo compreende: um meio para calcular uma diferença entre cada primeiro intervalo de tempo e seu segundo intervalo de tempo associado; um meio para determinar uma fase de ligação preliminar a partir de cada uma das diferenças assim obtidas; e um meio para selecionar aquela fase de ligação que tem uma maior parte dentre as ditas fases de ligação preliminares assim determinadas.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a dita maior parte é uma maioria obtida através da relação M/(M+1), M sendo um número inteiro igual a ou maior do que 2.

15. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado por os ditos sinais são transmitidos sucessivamente de tal modo que um intervalo de tempo entre dois padrões de sinal característi- co sucessivos (DEL) seja maior ou menor que o período de tensão de cor- rente alternada da dita linha de energia polifásica e diferente de múltiplos números inteiros do dito período de tensão de corrente alternada.

16. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 15, caracterizado por os ditos pontos de referência (R+; S+) são pontos únicos em cada período da respectiva tensão de fase espe- cificada pela sua tensão e/ou queda.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por os ditos pontos de referência são cruzamentos zero das respectivas tensões de fase com uma queda de sinal especificado.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracteri- zado por o dito primeiro intervalo de tempo (T1) e o dito segundo intervalo de tempo (T2), respectivamente, terminam com o ponto de referência Nth seguido do padrão de sinal característico, N sendo um número inteiro positi- vo predeterminado igual a ou maior do que 1.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por N=2.

20. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 19, caracterizado por o dito circuito para transmitir um sinal compreende um meio (4) para injetar o dito sinal em pelo menos uma fase da dita linha de energia polifásica (L).

21. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado por o dito circuito para transmitir um sinal (C1) compre- ende um circuito transmissor para a transmissão de um sinal por um canal de comunicação de rádio.

22. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado por o dito sinal é transmitido por uma rede de telefone.

23. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes 1 a 22, caracterizado por o dito sinal é um sinal de Freqüência Múltipla de Tom Dual (DTMF).

24. Método para determinar a fase de ligação de uma tensão de fase desconhecida relativa a uma tensão de fase de referência em um sis- tema de distribuição de energia elétrica tendo uma linha de energia monofá- sica ou polifásica, compreendendo as etapas de: transmitir um sinal (C1) a partir de um primeiro local (100) para um se- gundo local (200), o dito sinal compreendendo um padrão de sinal ca- racterístico (DEL); detectar no dito segundo local (200) o padrão de sinal característico; e caracterizado por o método compreender ainda as etapas de: medir no dito primeiro local (100) um primeiro intervalo de tempo (T1) entre o dito padrão de sinal característico (C1) e a ocorrência de um ponto de referência (R+) em uma primeira tensão de fase (R); medir um segundo intervalo de tempo (T2) entre o padrão de sinal ca- racterístico (C1) e a ocorrência de um ponto de referência (S+) em uma segunda tensão de fase (S); e determinar a partir do dito primeiro (T1) e do dito segundo (T2) interva- los de tempo a fase de ligação (S) da fase desconhecida dentre as pri- meira e segunda tensões de fase relativas à outra dentre as primeira e segunda tensões de fase que serve como a tensão de fase de referên- cia.