BRPI1005078B1 - Dispositivo de proteção diferencial, aparelho comutador elétrico e método de proteçãodiferencial - Google Patents
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Abstract
dispositivo de proteção diferencial e método e aparelho elétrico compreendendo tal dispositivo. a presente invenção refere-se a um dispositivo de proteção diferencial que compreende a medição de falha diferencial e os circuitos de processamento para prover um sinal de disparo (d) para um ativador (4). um módulo de detecção (13) detecta sinais de energia elevada (11, 12) que per- turbam a medição de corrente diferencial. um circuito de desarme (14) conectado a um módulo de detecção (13) desarma o suprimento do sinal de disparo quando o módulo de detecção detecta a presença de sinais de energia elevada (11,12). a presença dos sinais de energia elevada (11, 12) é detectada monitorando-se uma falha de passagem em torno de zero do sinal de medição (ids) durante um período predefinido (ti). o método de proteção diferencial compreende a detecção de sinais de energia elevada que perturbam a medição do dito sinal de medição de corrente diferencial e o disparo desarma quando a medição é perturbada pelos sinais de energia elevada.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO DE PROTEÇÃO DIFERENCIAL, APARELHO COMUTADOR ELÉTRICO E MÉTODO DE PROTEÇÃO DIFERENCIAL.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de proteção diferencial, compreendendo:
- meio para medir a corrente diferencial, e
- meio de processamento de falha diferencial conectado ao meio para medir, para receber um sinal de medida provido pelo meio para medir e prover um sinal de disparo para os meios de ativação. [002] A invenção refere-se, também, a um dispositivo comutador elétrico compreendendo condutores principais conectados em série com os contatos principais, um mecanismo de abertura dos ditos contatos principais e um tal dispositivo.
[003] A invenção também se refere a um método de proteção diferencial, compreendendo:
- medição de um sinal de medição de corrente diferencial, e
- processamento de falha diferencial para prover um sinal de disparo quando o sinal de falha diferencial exceder um limiar de disparo predefinido por um período predefinido.
ESTADO DA TÉCNICA [004] Dispositivos de proteção diferencial conhecidos, tais como os descritos nos pedidos de patente EP1111750 e EP1441429 e um representado no diagrama da figura 1 compreende um sensor 1 medindo uma corrente diferencial Id conectada a um circuito de processamento 2 para acionar a abertura dos contatos principais 3 via um relé de disparo 4. Quando o dispositivo de proteção diferencial não estiver na categoria dos dispositivos tendo que operar no modo de acionamento de sistema, o circuito de processamento é geralmente
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2/16 suprido por um circuito de suprimento de energia 5. O sensor de medição 1 compreende, geralmente, um toroide 6 feito de material magnético que circunda os condutores principais 7, um enrolamento secundário 8 provendo Ids de corrente de medição representativos da corrente diferencial Id. Os Ids de corrente secundária fluem através de um resistor de medição 9 para suprir um sinal de medição Vds representativo dos Ids de corrente secundária para o circuito de processamento. Dois diodos 10 conectados de cima a baixo limitam a voltagem dos Vds de sinal para proteger o circuito de processamento. [005] As perturbações de energia elevada aplicadas aos condutores principais e que geram fortes correntes diferenciais podem perturbar a operação dos sensores de corrente 1. As ditas correntes diferenciais são, em particular, devido a falhas diferenciais de valor elevado, que ocorrem durante um período curto, por exemplo, falhas de mais do que várias vezes um limiar de disparo durante meia-ondas principais. Certas correntes podem ter até vários ampères. Outras correntes de perturbação devem-se a correntes causadas por descargas de testes que suportam ondas padronizadas, por exemplo, 8/20, ou descargas reais entre os condutores principais e/ou terra.
[006] Correntes diferenciais fortes de curta duração não precisam acionar a abertura dos contatos principais quando o dispositivo de proteção diferencial é um dispositivo que recebe distribuição elétrica. Esse tipo de dispositivo compreende um retardo de tempo para disparar com um tempo de falha mínimo e uma duração máxima de disparo para obter a seletividade com unidades de proteção diferencial localizadas no lado da carga.
[007] Em particular quando o sensor de corrente for um toroide de circuito magnético, a energia armazenada no sensor continua a suprir Ids de corrente secundária mesmo após a forte corrente diferencial nos condutores principais terem cessado. Essa corrente
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3/16 tail-off secundária é vista pelo circuito de processamento como uma corrente de falha persistente e pode acionar o disparo, enquanto a falha não estiver mais presente. Nesses casos, os retardos de tempo podem não prover imunidade suficiente contra correntes de perturbação de energia muito elevada. As ditas correntes de perturbação de energia elevada podem, assim, afetar a seletividade dos dispositivos de proteção seletivos.
SUMARIO DA INVENÇÃO [008] O objetivo da invenção é prover um dispositivo de proteção diferencial e método com um nível muito elevado de imunidade contra correntes de perturbação.
[009] Em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com a invenção, compreendendo:
- meio para medir a corrente diferencial, e
- meio de processamento de falha diferencial conectado ao meio para medir, para receber um sinal de medida provido pelo meio para medir e prover um sinal de disparo para o meio de ativação, compreende:
- meio para detectar sinais de energia elevada que perturbam os ditos meios de medição, e
- meio de desarme conectado ao dito meio para detectar, para desarmar o suprimento do dito sinal de disparo provido pelos meios de processamento quanto os ditos meios detectam a presença de sinais de elevada energia.
[0010] Em uma modalidade preferida, o dito meio para detectar detecta a presença de sinais de energia elevada através da monitoração de uma falta de passagem do dito sinal de medição em torno de zero durante um período predefinido.
[0011] O dito período predefinido é preferivelmente mais longo do que o meio-período, ou uma meia-onda da corrente de um sistema de
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4/16 energia elétrica a ser protegido e mais curto do que um tempo de disparo do dito dispositivo de proteção diferencial.
[0012] Em uma modalidade particular, os meios para detectar compreendem meios de comparação para comparar o dito sinal de medição com pelo menos um primeiro limiar de passagem em torno de zero, mudanças de estado de pelo menos uma saída dos ditos meios de comparação sendo representativas da detecção da passagem em torno de zero.
[0013] Vantajosamente, o dito pelo menos primeiro limiar de passagem em torno de zero é inferior a metade de um limiar de disparo usado no meio de processamento para detectar uma falha diferencial, os ditos valores em torno de zero sendo definidos entre zero e um valor absoluto de limiar de passagem em torno de zero, ou entre um valor negativo de limiar de passagem em torno de zero e um valor positivo de limiar de passagem em torno de zero.
[0014] O dito pelo menos um primeiro limiar de passagem em torno de zero é, preferivelmente, inferior a 10% de um limiar de disparo usado para detectar uma falha diferencial.
[0015] O meio de desarme permite, preferivelmente, um disparo quando uma passagem em torno de zero é detectada pelos meios para detectar.
[0016] Um aparelho comutador elétrico compreende condutores principais conectados, em série, com contatos principais e um mecanismo de abertura de ditos contatos principais compreende um dispositivo de proteção diferencial, conforme definido acima, dito meio de medição sendo disposto em torno de condutores principais para medir uma corrente diferencial e o dito meio de ativação que opera juntamente com o mecanismo de abertura.
[0017] Um método de proteção diferencial, de acordo com a invenção, compreendendo:
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- medir um sinal de medição de corrente diferencial, e
- processamento de falha diferencial para prover um sinal de disparo quando o sinal de falha diferencial exceder um limiar de disparo predefinido por um período predefinido, compreende:
- detecção de sinais de energia elevada que perturbam a medição do dito sinal de medição de corrente diferencial, e
-desarme do disparo para desarmar o disparo quando a medida é perturbada por sinais de energia elevada.
[0018] Em uma modalidade preferida, a detecção detecta a presença de sinais de energia elevada por uma falta de passagem do dito sinal de medição de corrente diferencial em torno de zero durante um período predefinido.
[0019] O dito período predefinido é vantajosamente maior do que o meio-período ou uma meia-onda da corrente de um sistema de energia elétrico a ser protegido e mais curto do que o tempo de disparo de proteção diferencial.
[0020] Em uma modalidade particular, a detecção compara o dito sinal de medição de corrente diferencial com pelo menos um primeiro limiar de passagem em torno de zero, uma mudança de estado de comparação sendo uma detecção de passagem em torno de zero.
[0021] O dito pelo menos um primeiro limiar de passagem em torno de zero é vantajosamente menor do que metade de um limiar de disparo usado para detectar uma falha diferencial.
[0022] O meio de desarme do disparo permite, preferivelmente, o disparo quando uma passagem em torno de zero é detectada pela detecção.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0023] Outras vantagens e aspectos ficarão mais claros a partir da seguinte descrição das modalidades particulares da invenção, dadas como exemplos não restritivos apenas e representados nos desenhos
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6/16 em anexo, nos quais:
[0024] a figura 1 representa um diagrama de um dispositivo de proteção diferencial;
[0025] as figuras 2 A a 2C ilustram primeiros sinais de perturbação aptos para serem recebidos por dispositivos de proteção diferencial;
[0026] as figuras 3 A a 3C ilustram segundos sinais de perturbação aptos para serem recebidos por dispositivos de proteção diferencial;
[0027] a figura 4 representa um diagrama de um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma primeira modalidade da invenção;
[0028] a figura 5 representa um fluxograma de um primeiro método de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção;
[0029] a figura 6 ilustra sinais com perturbação em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção;
[0030] a figura 7 ilustra sinais sem perturbação em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção;
[0031] a figura 8 representa um diagrama de um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma segunda modalidade da invenção;
[0032] as figuras 9A a 9E ilustram um processamento dos sinais de perturbação em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com a figura 8;
[0033] a figura 10 representa um fluxograma de um segundo método de proteção diferencial de acordo com uma modalidade da invenção;
[0034] a figura 11 ilustra o processamento de sinais sem perturbação em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção;
[0035] a figura 12 ilustra um processamento de sinais com
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7/16 perturbação em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção;
[0036] a figura 13 ilustra o processamento de sinais de meia-onda retificados, sem perturbação em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção;
[0037] a figura 14 ilustra o processamento de sinais de meia-onda retificada, truncada, sem perturbação em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção; DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS [0038] Os dispositivos de proteção diferencial, tais como os representados na figura 1 compreendem um sensor de medição de corrente diferencial 1 e um circuito de processamento de falha 2 conectado a um sensor de medição para receber um sinal de medição Ids ou vds e para prover um sinal de disparo D. O sinal de medição Ids ou Vds é comparado com pelo menos um limiar de disparo Sd para detectar uma falha diferencial. Então, o limiar do disparo é excedido durante um período de retardo de tempo predefinido TD, o circuito de processamento provê o sinal D de disparo.
[0039] A figura 2A ilustra um diagrama Id de uma corrente diferencial que flui nos condutores principais no circuito principal de um toroide 6 do sensor 1. Essa corrente tem a forma de uma sino-onda de meio período de amplitude muito elevada, com uma duração de cerca de 8 a 10 milissegundos. Na figura 2B, no secundário, uma corrente Ids é representativa da corrente primária Id no começo 11 do diagrama de curva. Então, ao desaparecer a corrente primária Id, em uma segunda parte 12 do diagrama, uma corrente secundária Ids continua a fluir para descarregar a energia armazenada no circuito magnético do toroide 6. A corrente Ids excede um limiar de disparo Sd ou Sd+e Sd na figura 2B entre o início do tempo de excesso t1 e o final do tempo de perturbação tp. A figura 2C ilustra o sinal de disparo D. Após
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8/16 o tempo t1, no final do período de retardo de tempo de disparo TD, o sinal de disparo D é ativo no tempo t3. Nesse caso, o disparo não deve ter ocorrido como o sinal Id desapareceu antes do período TD. O tempo tp ocorrendo logo após o tempo t3, ocorre o disparo perturbando a seletividade do dispositivo de proteção diferencial.
[0040] A figura 3 A ilustra um diagrama Id de uma corrente diferencial tendo a forma de pulso de energia elevada. Na figura 3B, no secundário, uma corrente Ids tem uma primeira parte 11 representativa da corrente primária Id e uma segunda parte 12 da curva representativa de uma corrente tail-off para descarregar a energia armazenada no circuito magnético do toroide 6. A figura 3C também ilustra o sinal de disparo D que aparece após um período de retardo de tempo de disparo TD. A corrente Ids cai de volta, abaixo do limiar Sd- em valor absoluto em um tempo tp logo após o tempo de disparo t3. O dito sinal de perturbação também pode perturbar a seletividade ou fazer surgir um disparo espúrio.
[0041] A figura 4 representa um diagrama de um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma primeira modalidade da invenção, provendo uma grande imunidade para perturbações devido às fortes correntes diferenciais e a pulsos de energia muito elevada. Para obter a imunidade, o dispositivo compreende um circuito de detecção 13 de sinais de energia elevada que perturbam os sensores de medida e um módulo de desarme 14 conectado a um circuito de detecção para desarmar ou bloquear o suprimento do sinal de disparo D provido pelo circuito de processamento quando o dito módulo de detecção detecta a presença de sinais de energia elevada.
[0042] O circuito de detecção 13 detecta a presença de sinais de energia elevada por uma falta de passagem em torno de zero dos ditos sinais Ids ou vds de medição secundária durante um período de monitoração de desarme predefinido TL. O dito período predefinido T1
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9/16 é preferivelmente maior do que o meio período ou uma meia-onda da corrente de um sistema de energia elétrica a ser protegido e mais curto do que um tempo de disparo TD do dito dispositivo de proteção diferencial. Por exemplo, se um sistema de energia elétrica é 50 Hz ou 60Hz, o meio período máximo do sistema de energia é 10 ms. O tempo de disparo mais curto TD na seletividade é geralmente entre 30 e 60 ms. Nesse caso, TI é, então, maior do que 10 ms e menor do que 30 ms, isto é, por exemplo, 15 ou 22 ms. Assim, se o sinal Ids ou Vds não cruza zero ou não cai para zero durante o período TI, o circuito de detecção 13 provê um sinal de desarme INH para o circuito de desarme, para bloquear o suprimento de um sinal de disparo. Assim que o sinal Ids ou Vds cruzar ou retornar para zero, o desarme cessa e o disparo é novamente possível.
[0043] A figura 5 representa um fluxograma de um primeiro método de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção. Esse método de proteção diferencial compreende uma etapa 20 da detecção de um sinal de medição de corrente diferencial Ids. Uma etapa 21 detecta a ausência de sinais de energia elevada que perturbam a medição do dito sinal de medição de corrente diferencial. Se uma passagem em torno de zero for detectada, não há perturbação e uma etapa 22 desativa o desarme do disparo ou bloqueamento. Uma etapa 23 detecta a presença de sinais de energia elevada que perturbam a medição do sinal de medição de corrente diferencial. Se não for detectada nenhuma passagem em torno de zero durante um período TI, há uma perturbação e uma etapa 24 ativa, então, o desarme do disparo, ou o bloqueamento. Uma etapa 25 realiza o processamento da falha diferencial para prover um sinal de disparo D quando o sinal de falha de diferencial exceder um limite de disparo predefinido SD durante um período predefinido TD. Uma etapa 26 processa o desarme do disparo para desarmar ou bloquear o
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10/16 disparo quando os meios de medição são perturbados por sinais de energia elevada. Quando o desarme ou bloqueamento são desativados, uma etapa 27 causa o disparo se as condições da etapa 25 forem verdadeiras.
[0044] A etapa de detecção 23 detecta, assim, a presença de sinais de energia elevada por uma falha da passagem em torno de zero do dito sinal de medição de corrente diferencial durante um período predefinido T1. O dito período predefinido TI não é maior do que o período ou do que duas meia-ondas da corrente de um sistema de energia elétrica a ser protegido e mais curto do que o tempo de disparo TD do dito dispositivo de proteção diferencial. As etapas 21 e 22 permitem o disparo quando for detectada uma passagem em torno de zero.
[0045] A figura 6 ilustra os sinais com perturbação em um dispositivo de proteção de diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção. Em um tempo t4a, um sinal de perturbação de energia elevada muito mais alto do que o limiar de disparo aparece, é detectado um cruzamento de zero, o desarme é desativado e o sinal INH está em um estado 0. Em um tempo t4b, após um tempo que é mais curto do que o período TI, um novo cruzamento de zero é detectado. Então, no final do período TI, em um tempo t5, os Ids não retornaram a ou cruzaram zero. O desarme é, então, detectado e o sinal INH vai para o estado 1. Mais tarde, no final do retardo de tempo de disparo TD, em um tempo t6, um sinal de disparo intermediário DA é ativado, mas não é provido como o sinal de disparo D devido ao fato de que o desarme é desativado. O sinal D permanece inativo em zero. Na aparência do sinal, é considerado começar do zero nessa descrição, como um equivalente de uma passagem em torno de zero.
[0046] A figura 7 ilustra sinais sem perturbação em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção.
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Em um tempo t7, um sinal de diferencial AC mais elevado do que o limiar de disparo aparece. Um primeiro cruzamento de zero no início, seguido de outros cruzamentos de zero a cada meia-onda se sucede um ao outro, o desarme é desativado e o sinal INH fica no estado 0. Como o sinal Ids compreende os cruzamentos zero separados por intervalos mais curtos do que o período TI, o desarme permanece desativado. No final do retardo de tempo de disparo TD, em um tempo t8, um sinal de disparo intermediário DA é ativado. Nesse caso, é provido como o sinal de disparo D quando o desarme é desativado.
[0047] A figura 8 representa um diagrama de um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma segunda modalidade da invenção. O circuito de detecção 13 dos sinais de energia elevada que perturbam os sensores de medição compreende os meios de comparação para comparar o dito primeiro sinal de medição com pelo menos um primeiro limiar passagem em torno de zero. Na figura 8, o circuito 13 compreende um amplificador diferencial 30 para ampliar o sinal de medição Vds e prover um sinal Ads com relação a uma linha de referência eletrônica. Um primeiro comparador 31 compara o sinal amplificado Ads com o primeiro limiar positivo SI+ para detectar as passagens em torno de zero, por exemplo, os cruzamentos de zero, começa a fechar ou retorna a zero no lado positivo do sinal. Um segundo comparador 32 compara o sinal amplificado Ads com o segundo limiar negativo SI- para detectar as passagens em torno de zero, por exemplo, os cruzamentos zero, começa a fechar para zero ou retorna no lado negativo do sinal. As saídas dos comparadores são conectadas a um módulo de monitoração 33 para determinar o desarme de acordo com as extremidades dianteira ou traseira das saídas do comparador. Por exemplo, um sinal de desarme INH é provido se nenhuma extremidade for detectada durante um período mais longo do que o período de monitoração de desarme predefinido
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TI.
[0048] Vantajosamente, no caso do diagrama da figura, o processamento das extremidades também pode ser limitado a um tipo individual para contar o retardo do tempo TI. Nesse caso, o processamento independente dos dois tipos de extremidades pode requerer duas contagens do retardo de tempo TI.
[0049] Os limiares SI+ e SI- definem uma janela de monitoração em torno de zero entre Si- e Si+. A passagem em torno de zero descrita acima também significa a passagem dentro dessa janela, seja qual for a direção de chegada ou saída. O circuito 33 também pode realizar operações de monitoração adicionais provendo-se um sinal de desarme INH se nenhuma extremidade for detectada durante um período mais longo do que o período TI de monitoração de desarme predefinido e se um comparador indicar um estado do sinal fora da janela Si-, SI+, isto é, se o sinal for mais elevado do que um limiar SI em valor absoluto.
[0050] As figuras 9 A a 9E ilustram o processamento de sinais de perturbação em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com a figura 8. A figura 9A ilustra um sinal Ids de energia elevada com uma segunda parte de tail-off 12. Os limiares do disparo Sd+ e Sd- e os limiares de desarme SI+ e SI- são indicados nessa figura e calibrados com relação aos Ids. Os limiares de desarme SI+ e SI- que determinam o cruzamento zero ou o retorno para zero são menores em valor absoluto do que a metade dos limiares de disparo Sd+ e Sdem valor absoluto usado no meio de processamento para detectar uma falha diferencial. A figura 9B mostra um sinal S representativo de superação de disparo durante um período TS. O breve cruzamento zero é inoperante na detecção da superação do limiar de disparo. A figura 9C mostra o estado de uma saída C1 de um comparador 31 que monitora o excesso do limar positivo SI+. A figura 9D mostra o estado
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13/16 de uma saída C2 de um comparador 32 que monitora o excesso do limiar negativo SI-. A figura 9E ilustra o sinal de disparo INH. No tempo t9, o sinal Ids excede o limiar Si - saindo da janela SI+, Si-. A saída C2 muda o estado, indo para 1 com uma extremidade dianteira. Então, no final do período predefinido TI, no tempo t10, o desarme é desativado, já que nenhuma outra extremidade é detectada. O disparo é, então, desativado, mesmo se o sinal tail-off da parte 12 ainda estiver acima do limiar Sd- em valor absoluto. Então, no tempo t11, os sinais Ids vão para o nível do limiar SI-, uma mudança de estado e/ou uma extremidade é detectada e o desarme é, então, imediatamente desativado para permitir o disparo em caso de falhas diferenciais. O circuito 13 e o o módulo 14 permitem o disparo quando um cruzamento zero ou um retorno para zero for detectado pelos meios de detecção.
[0051] Do mesmo modo em um método, de acordo com uma modalidade da invenção, o meio de detecção compara o dito sinal Ids de medição de corrente diferencial com pelo menos um primeiro limiar de passagem em torno de zero Si, Si+ ou Si- para disparar um retardo de tempo T1, T2 e determinar uma duração de acordo com mudanças de estado de pelo menos uma comparação. A dita pelo menos um primeiro limiar de passagem em torno de zero é vantajosamente menor do que metade de um limiar de disparo Sd, Sd+, Sd-usado para processamento da detecção de falha diferencial.
[0052] A figura 10 representa um fluxograma de um segundo método de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção. Na etapa 40, os sinais de disparo e desarme são desativados. Se uma extremidade em uma etapa 41 correspondente a uma primeira comparação for detectada, um primeiro retardo de tempo T1 se inicia em uma etapa 42. Se uma extremidade em uma etapa 43 correspondente a uma primeira comparação for detectada, um
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14/16 segundo retardo de tempo T2 se inicia em uma etapa 44. Se o primeiro retardo de tempo T1 exceder o período predefinido T1 em uma etapa 45, o desarme é ativado em uma etapa 46. Se o segundo retardo de tempo T2 exceder a duração predefinida T1 em uma etapa 47, o desarme é ativado em uma etapa 48. Em uma etapa 49, se uma falha for detectada e se o desarme for desativado, ocorre o disparo na etapa 50. Em caso negativo, na etapa 51, um sinal de disparo é desativado ou reajustado.
[0053] A figura 11 ilustra o processamento de sinais sem a perturbação em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção. O sinal Id é alternado e os comparadores ligados em cada cruzamento zero. Não há desarme de disparo ou bloqueio. A figura 12 ilustra o processamento dos sinais com perturbações em um dispositivo de proteção diferencial, de acordo com uma modalidade da invenção. O sinal Id é perturbado, os comparadores ligados no início do sinal, mas permanece no mesmo estado durante um longo período. O desarme do disparo ou o bloqueio acontece após um período T1 após a última mudança de estado.
[0054] As figuras 13 e 14 ilustram o processamento de sinais sem a perturbação em um dispositivo de proteção diferencial de acordo com uma modalidade da invenção, os sinais sendo respectivamente meia-onda retificada e meia-onda truncada retificada. Esses sinais sendo sinais de falha diferencial genuínos cruzam regularmente, retornam ou partem novamente de zero. Assim, na ocorrência do sinal, o desarme é ajustado ou confirmado em zero. Então, no final de um disparo TD, um sinal de disparo é provido para ativar o mecanismo de abertura de contato principal.
[0055] Nos dispositivos e métodos, de acordo com a invenção, os sinais Ids podem ser processados diretamente em AC ou retificados antes do processamento. Os limiares de disparo Sd, Sd+ ou Sd- e os
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15/16 limiares de detecção SI+, SI- de desarme INH podem ser polarizados ou em valores absolutos. Isso se aplica diretamente aos valores de corrente diferencial de modo genérico ou para os sinais, imagens ou dados representativos da corrente diferencial secundária Ids. O valor dos limiares de detecção SI, SI+, SI- de desarme INH são vantajosamente em torno de 10% do valor dos limiares de disparo Sd, Sd+ ou Sd- em valores absolutos.
[0056] O processamento dos limiares de detecção SI+, SI- do desarme INH das saídas do comparador podem levar em conta as diferentes combinações lógicas, em particular, de overshoot, independente do fato de o limiar ser positivo ou negativo, de overshoot de amplitude indo para uma amplitude maior e retornar para zero, ou o overshoot do limiar em valor absoluto através da duração do período. Nesse caso, o desarme também pode ser desativado se o sinal Ids for inferior aos limiares SI, SI+, SI- em valor absoluto.
[0057] A detecção pode ser de duração indefinida, dependendo de um retorno próximo a zero, mas também pode ser limitado no tempo. Por exemplo, pode demorar um tempo de ajuste máximo de cerca de um ou uns poucos segundos, ou um tempo mais longo do que o tempo de disparo no caso de sistemas com ajuste na regulagem do tempo de disparo.
[0058] O circuito 13 e o módulo 14 podem ser obtidos em circuitos independentes ou podem ser agrupados em um e no mesmo circuito. Eles podem ser integrados no circuito de processamento 2 como funções ou módulos além da proteção convencional.
[0059] Um dispositivo, de acordo com a invenção, pode ser integrado em um relé de proteção diferencial independente ou um aparelho comutador elétrico como um comutador ou um disjuntor compreendendo condutores principais conectados em série com os contatos principais e um mecanismo de abertura dos contatos
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16/16 principais.
[0060] A corrente diferencial descrita acima também corresponde a uma corrente residual, a uma corrente de vazamento, uma corrente de falha de terra ou a uma corrente de sequência zero. Os dispositivos, de acordo com a invenção, se aplicam, igualmente, a distribuições elétricas de dois polos, três polos ou quatro polos.
Claims (10)
1. Dispositivo de proteção diferencial, compreendendo:
- meios de medição (1,6,8) da corrente diferencial (Id), e
- meio de processamento de falha diferencial (2) conectado aos meios de medição, para receber um sinal de medida (Ids,Vds) provido pelos meios de medição e prover um sinal de disparo (D) para o meio de ativação,
- meios de detecção (13) dos sinais de energia elevada (11, 12) que perturbam os ditos meios de medição (1), e
- meios de desarme (14, 26, 49), conectados aos ditos meios de detecção (13), para desarmar o suprimento do dito sinal de disparo (D) provido pelos meios de processamento (2) quando os ditos meios de detecção (13) detectam a presença de sinais de energia elevada (11, 12), caracterizado pelo fato de que:
os ditos meios de detecção detectam a presença de sinais de energia elevada (11, 12) através do monitoramento de uma falta de passagem do dito sinal de medição (Ids, Vds) em torno de zero durante um período predefinido (TI), em que o dito período predefinido (TI) é mais longo do que o meio-período ou do que uma meia-onda da corrente de um sistema de energia elétrica a ser protegido e mais curto do que um tempo de disparo (TD) do dito dispositivo de proteção diferencial.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os meios de detecção compreendem meios de comparação (31,32,C1,C2,41,42) para comparar o dito sinal de medição (Ids,Vds) com pelo menos um primeiro limiar de passagem em torno de zero (SI,SI+SI-), mudanças de estado (C1,C2,41,42) de pelo menos uma saída dos ditos meios de comparação sendo representativas da detecção da passagem em torno de zero.
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2/3
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos primeiro limiar de passagem em torno de zero (SI, SI+,SI-) é inferior à metade de um limiar de disparo (Sd, Sd+, Sd-) usado nos meios de processamento para detectar uma falha diferencial, os ditos valores em torno de zero sendo definidos entre zero e um valor absoluto de limiar de passagem em torno de zero (SI),ou entre valor de limiar negativo (SI-) e um valor positivo de limiar de passagem em torno de zero (SI+).
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos primeiro limiar de passagem em torno de zero (SI, SI+, SI-) é inferior a 10% de um limiar de disparo (Sd, Sd+, Sd-) usado para detectar uma falha diferencial.
5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que os meios de desarme (14) permitem um disparo quando uma passagem em torno de zero é detectada pelos meios de detecção.
6. Aparelho comutador elétrico compreendendo condutores principais (7) conectados, em série, com contatos principais (3) e um mecanismo de abertura dos ditos contatos principais, os ditos meios de medição (1) sendo dispostos em torno de condutores principais (7) para medir uma corrente diferencial (Id) e os ditos meios de ativação sendo operados juntamente com o dito mecanismo de abertura caracterizado pelo fato de compreender um dispositivo de proteção diferencial, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
7. Método de proteção diferencial, compreendendo:
- medir (20) um sinal de medição de corrente diferencial (Ids), e
- processar a falha diferencial (25) para prover um sinal de disparo (D) quando o sinal de falha diferencial exceder um limiar de disparo predefinido (Sd, Sd+, Sd-) por um período predefinido (TD),
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3/3 caracterizado por compreender:
- detectar (21, 23, 41,43,45,57) sinais de energia elevada que perturbam a medição do dito sinal de medição de corrente diferencial, os ditos meios de detecção (21, 23, 41, 43, 45, 47) detectam a presença de sinais de energia elevada por uma falta de passagem em torno de zero do dito sinal de medição de corrente diferencial (Ids, Vds) durante um período predefinido (TI), o dito período predefinido (TI) é maior do que o meio-período ou uma meiaonda da corrente de um sistema de energia elétrico a ser protegido e mais curto do que o tempo de disparo de proteção diferencial (TD), e
- desarmar o disparo (22, 24; 26, 46, 48, 51) para bloquear o disparo quando a medida é perturbada por sinais de energia elevada.
8. Método de proteção diferencial, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os meios de detecção (21, 23, 41, 43, 45, 47) comparam o dito sinal de medição de corrente diferencial (Ids, Vds) com pelo menos um primeiro limiar de passagem em torno de zero (SI, SI+,SI-), uma mudança de estado de comparação (C1,C2) sendo uma detecção de passagem em torno de zero.
9. Método de proteção diferencial, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que o dito pelo menos um primeiro limiar de passagem em torno de zero (SI, SI+, SI-) é menor do que metade de um limiar de disparo (Sd, Sd+, Sd-) usado para detectar uma falha diferencial.
10. Método de proteção diferencial, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o meio de desarme permite o disparo quando uma passagem em torno de zero é detectada pelo meio de detecção.
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