ES2599857T3 - Dispositivo de protección diferencial - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de protección diferencial que comprende: - unos medios (1) de medición de corriente diferencial, - unos medios (7) de tratamiento conectados a los medios de medición para recibir una señal (ID) representativa de una corriente diferencial, comprendiendo dichos medios de tratamiento unos medios (14; 108) de selección de calibre de funcionamiento y unos medios (16; 110) de selección de la temporización, para seleccionar unas curvas de disparo, y - unos medios (21) accionadores para abrir unos contactos (4) principales del disyuntor en función de la selección de las curvas de disparo, y - unos medios (31 a 38) de prueba conectados a los medios de medición, caracterizado porque los medios de prueba están asociados a los medios de selección de calibre de funcionamiento y a los medios de selección de la temporización, para seleccionar un calibre de funcionamiento mínimo o reducido y para seleccionar una temporización mínima o reducida, cuando se accionan dichos medios de prueba.
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo de proteccion diferencial
Campo tecnico de la invencion
La invencion se refiere a un dispositivo de proteccion diferencial que consta de:
- unos medios de medicion de corriente diferencial,
- unos medios de tratamiento conectados a los medios de medicion para recibir una senal representativa de una corriente diferencial, comprendiendo dichos medios de tratamiento unos medios de seleccion de calibre de funcionamiento y unos medios de seleccion de la temporizacion, para seleccionar unas curvas de disparo,
- unos medios accionadores para abrir los contactos principales del disyuntor en funcion de la seleccion de las curvas de disparo, y
- unos medios de prueba conectados a los medios de medicion.
Estado de la tecnica
La solicitud de patente EP 0 936 716 describe un dispositivo de proteccion diferencial que consta de unos medios de medicion de corriente diferencial, de unos medios de tratamiento conectados a los medios de medicion para recibir una senal representativa de una corriente diferencial, de unos medios de seleccion para seleccionar un calibre de funcionamiento de los medios de tratamiento, de unos medios de prueba conectados a los medios de medicion y asociados a los medios de seleccion de calibre para seleccionar un calibre bajo cuando se accionan dichos medios de prueba, y de unos medios accionadores. Otro ejemplo de proteccion diferencial con circuito de prueba y ajuste del calibre se da a conocer en el documento US 4 833 564.
Los medios de prueba de los dispositivos de proteccion diferencial de la tecnica anterior se implementan generando una corriente de prueba que presenta una intensidad suficiente para que la detecten los medios de medicion de corriente diferencial. Un inconveniente de los medios de prueba implementados en los dispositivos de proteccion diferencial de la tecnica anterior es un consumo de energfa no optimizado.
Descripcion de la invencion
La invencion pretende resolver los inconvenientes de los dispositivos de la tecnica anterior proponiendo un dispositivo de proteccion diferencial que consta de:
- unos medios de medicion de corriente diferencial,
- unos medios de tratamiento conectados a los medios de medicion para recibir una senal representativa de una corriente diferencial, comprendiendo dichos medios de tratamiento unos medios de seleccion de calibre de funcionamiento y unos medios de seleccion de la temporizacion, para seleccionar unas curvas de disparo, y
- unos medios accionadores para abrir los contactos principales del disyuntor en funcion de la seleccion de las curvas de disparo, y
- unos medios de prueba conectados a los medios de medicion.
En el dispositivo de proteccion diferencial segun la invencion, los medios de prueba estan asociados a los medios de seleccion de calibre de funcionamiento y a los medios de seleccion de la temporizacion, para seleccionar un calibre de funcionamiento mmimo o reducido y para seleccionar una temporizacion minima o reducida, cuando se accionan dichos medios de prueba.
De preferencia, los medios de prueba estan asociados a un circuito de entrada de los medios de tratamiento para aumentar la ganancia de medios amplificadores, cuando se accionan dichos medios de prueba.
De preferencia, los medios de prueba constan de un interruptor de mando, permitiendo dicho interruptor generar una corriente de prueba con una duracion superior a la temporizacion minima. De manera ventajosa, la corriente de prueba se genera con un plazo inicial superior a 50 milisegundos. De manera ventajosa, la corriente de prueba consta al menos de un impulso, de preferencia, al menos de un tren de impulsos. En este caso, el al menos un tren de impulsos tiene, de preferencia, una duracion superior a la temporizacion minima, por ejemplo inferior a diez veces la temporizacion minima. De preferencia, la corriente de prueba consta de una multitud de trenes de impulsos separados por una duracion de al menos dos veces la temporizacion minima o reducida.
Breve descripcion de las figuras
Se mostraran otras ventajas y caractensticas de manera mas clara en la descripcion que viene a continuacion de unas formas particulares de realizacion de la invencion, dados a tttulo de ejemplo no limitativos, y representados en
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las figuras adjuntas.
La figura 1 representa de manera esquematica un dispositivo de proteccion diferencial y los medios de prueba asociados segun una forma de realizacion de la invencion.
La figura 2 es un esquema funcional del circuito de control del dispositivo de proteccion diferencial segun una forma de realizacion de la invencion.
Las figuras 3a y 3b representan, a tftulo de ejemplo, la senal de control de prueba y la senal de prueba del dispositivo de proteccion diferencial.
Descripcion detallada de una forma de realizacion
El disyuntor representado en la figura 1 es un dispositivo de proteccion diferencial que consta de un toro 1 de medicion para medir una corriente diferencial en unos conductores 2 de lmea de una instalacion que hay que proteger. Un circuito 3 magnetico del toro rodea los conductores de lmea que forman de este modo un devanado primario. Los conductores de lmea estan conectados en serie con unos contactos 4 principales que se pueden abrir mediante un mecanismo 5. Estos contactos pueden ser los contactos de un rele, de un interruptor o de un disyuntor.
En el dispositivo de proteccion diferencial de la figura 1, el toro 1 de medicion consta de un primer devanado 6 secundario conectado a un circuito 7 de tratamiento para recibir una senal ID representativa de una corriente diferencial. Una resistencia 8 de carga esta conectada a los extremos del primer devanado secundario para determinar la sensibilidad maxima del circuito de tratamiento.
El circuito 7 de tratamiento consta tambien de un circuito 11 de tratamiento de la corriente para suministrar una orden de disparo a un circuito 12 de disparo que permite accionar el mecanismo 5 para abrir los contactos 4 principales. El circuito 11 de tratamiento de la corriente esta conectado al primer devanado 6 secundario del toro 1 para recibir la senal ID representativa de una corriente diferencial que circula en los conductores 2. Un primer dispositivo 13 de ajuste conectado al circuito 11 de tratamiento de la corriente permite el ajuste o la seleccion del calibre de funcionamiento o de un umbral de funcionamiento predeterminado. El ajuste o la seleccion se realiza a traves de una entrada 14. Si la corriente diferencial en los conductores 2 sobrepasa este umbral de funcionamiento, el dispositivo de proteccion actua por ejemplo sobre los contactos 4 principales. Un segundo dispositivo 15 de ajuste conectado tambien al circuito 11 de tratamiento de la corriente permite el ajuste o la seleccion de la temporizacion. El ajuste o la seleccion se realiza a traves de una entrada 16. De este modo, se aplica la orden de disparo al circuito
12 de disparo con la temporizacion seleccionada. La seleccion del calibre de funcionamiento y la seleccion de la temporizacion permiten seleccionar la curva de disparo.
El circuito 12 de disparo esta conectado a un accionador 21, por medio de un transistor 22 de control. El accionador permite abrir los contactos 4 principales del disyuntor, como respuesta a un fallo electrico de tipo diferencial y en funcion de la seleccion de las curvas de disparo. El accionador 21 y el transistor 22 de control estan montados en paralelo con una capacidad 23 de almacenamiento de energfa electrica lo que permite mantener la alimentacion electrica del accionador. Esta capacidad se alimenta mediante una alimentacion 24, por medio de un diodo 25.
El dispositivo de proteccion diferencial de la invencion consta, ademas, de unos medios de prueba que permiten enviar una corriente IP de prueba en un segundo devanado 31 secundario. Los medios de prueba constan de un interruptor, en este caso un boton 32 pulsador conectado a un circuito 33 de prueba en el circuito 7 de tratamiento. El circuito de prueba permite, como respuesta al cierre del boton 32 pulsador generar una senal de prueba en una salida 34 del circuito 7 de tratamiento. Esta salida 34 esta a su vez conectada al segundo devanado 31 secundario del toro de medicion, por medio de unos medios amplificadores alimentados electricamente por la alimentacion 24. Estos medios amplificadores constan de dos transistores 35 y 36, y de dos resistencias 37 y 38. En el caso de la figura 1, los transistores 35 y 36 tienen una funcion de interruptor. Los impulsos emitidos por la salida 34 permiten ordenar el cierre de estos interruptores para generar una corriente IP de prueba en el segundo devanado 31 secundario. La resistencia 37 se utiliza para limitar la corriente en el segundo devanado 31 secundario y la resistencia 38 se utiliza para polarizar el interruptor 36. De este modo, en una prueba, una accion sobre el interruptor 32 permite el paso de una corriente IP de prueba en el segundo devanado 31 secundario.
Como se representa en la figura 1, el interruptor 32 de los medios de prueba esta tambien conectado a los medios
13 de seleccion del calibre de funcionamiento y a los medios 15 de seleccion de la temporizacion. Esta asociacion de los medios de prueba con los medios 13 de seleccion de calibre de funcionamiento y con los medios 15 de seleccion de la temporizacion permite, cuando se accionan dichos medios de prueba, seleccionar un calibre de funcionamiento mmimo o reducido, asf como una temporizacion minima o reducida. De este modo, los medios de prueba del dispositivo actuan sobre los dispositivos 13 y 15 de ajuste para seleccionar, a la vez, un calibre mmimo o reducido y una temporizacion minima o reducida. Por ello, en una prueba, una corriente IP de prueba de baja intensidad es suficiente para probar el funcionamiento del dispositivo de proteccion diferencial, y su consumo electrico se ve optimizado. Para limitar aun mas el valor de la corriente de prueba, se puede eventualmente aumentar el numero de espiras del segundo devanado 31 secundario. La relacion entre el numero de espiras del segundo devanado secundario y del primer devanado secundario esta limitada por el espacio alrededor del toro. Esta relacion puede estar comprendida entre 1 y 50, por ejemplo igual a 10.
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Como se representa en la figura 2, el circuito 11 de tratamiento de la corriente consta de una sucesion de modulos que permiten suministrar una orden de disparo al circuito 12 de disparo en funcion de la senal ID representativa de una corriente diferencial. En la forma de realizacion representada en la figura 2, el circuito de tratamiento de la corriente consta de un circuito 101 de entrada que permite recibir y tratar la senal ID representativa de la corriente diferencial. El circuito de entrada esta equipado con un amplificador 102, con un convertidor 103 analogico digital y con un filtro 104 de paso alto para seleccionar la parte continua de la senal. Un modulo 105 multiplicador, en este caso que permite elevar al cuadrado, y un filtro 106 de paso bajo permiten determinar el valor eficaz de la corriente diferencial. Un modulo 107 comparador permite comparar el valor eficaz de la corriente diferencial con un calibre de funcionamiento seleccionado por medio de los medios 13 de seleccion de calibre. Cuando el valor eficaz de la corriente diferencial es superior al calibre de funcionamiento, se envfa una primera senal de activacion a un modulo 109 de temporizacion. El modulo de temporizacion permite transmitir la primera senal de activacion una vez pasada una duracion de temporizacion seleccionada por unos medios 15 de seleccion de la temporizacion. En paralelo a los modulos 105, 106, 107 y 109, se transmite la senal procedente del filtro 104 de paso alto, despues del filtrado en un filtro 111 rapido, como segunda senal de activacion. El filtro 111 permite realizar una validacion rapida de la presencia de un fallo diferencial. El tratamiento por los modulos 105, 106, 107 y 109 es menos rapido que el realizado por el filtro 111. Las dos senales de activacion se envfan a un modulo 112 booleano que permite realizar un “Y” logico. Cuando las senales de activacion se envfan al mismo tiempo, se envfa una orden de disparo al circuito 12 de disparo. De este modo, para que se envfe una orden de disparo, es necesario que el filtro 111 rapido valide la presencia de un fallo diferencial al menos hasta el final de la duracion de temporizacion.
Como se representa en la figura 2, el interruptor de prueba esta conectado funcionalmente al amplificador 102 del circuito 101 de entrada, mediante una conexion 121 funcional. El accionamiento del interruptor de prueba permite aumentar la ganancia del amplificador 102 a un valor alto o maximo. El interruptor de prueba tambien esta unido funcionalmente a los medios 13 de seleccion del calibre de funcionamiento mediante una conexion 122 funcional. De este modo, el accionamiento del interruptor de prueba permite seleccionar un calibre de funcionamiento mmimo o reducido. De la misma forma, el interruptor de prueba esta unido funcionalmente a los medios 15 de seleccion de la temporizacion mediante una union 123 funcional. De este modo, el accionamiento del interruptor de prueba permite seleccionar una temporizacion minima o reducida. Estas relaciones funcionales entre, por un lado, los medios de prueba y, por el otro lado, los medios de seleccion del calibre de funcionamiento, los medios de seleccion de la temporizacion y los medios amplificadores del circuito de entrada toman parte en la optimizacion del consumo de energfa electrica del dispositivo de proteccion diferencial.
En las figuras 3a y 3b se ilustra un ejemplo de funcionamiento de los medios de prueba del dispositivo de proteccion de la invencion. Se genera una senal 201 de control de prueba mediante el accionamiento del boton 32 pulsador. Como se representa en la figura 3a, la senal de control pasa de un estado bajo a un estado alto, durante el accionamiento del boton pulsador de prueba. El circuito 33 de prueba representado en la figura 1, permite generar, como respuesta a la orden de prueba, una senal 202 de prueba. Esta senal de prueba, tras su amplificacion, permite enviar la corriente IP de prueba al segundo devanado 31 secundario. Como se representa en la figura 3b, la senal 202 de prueba consta de una fase 203 inicial de una duracion T1 durante la cual esta senal se mantiene en un estado bajo que corresponde a la ausencia de corriente de prueba. Este plazo T1 es de manera ventajosa superior a 50 milisegundos, por ejemplo igual a 150 milisegundos. El plazo inicial que corresponde a esta fase inicial permite evitar el envfo de una corriente de prueba cuando se acciona el boton pulsador de prueba por error o de manera accidental. La senal de prueba consta de unos trenes 204 de impulsos que permiten generar unos impulsos de corriente. Estos impulsos los genera un oscilador comprendido en el circuito 33 de prueba. La duracion T2 de estos trenes de impulsos es superior a la temporizacion minima o reducida. Por ejemplo, la duracion T2 del tren de impulsos puede ser igual a dos veces la temporizacion minima o reducida. La limitacion de la duracion T2 permite optimizar el consumo electrico del dispositivo. Como se representa en la figura 3b, la senal 202 de prueba consta de una multitud de trenes 204 de impulsos separados por unas fases de inactividad de duracion T3 que permiten la recarga de la capacidad 23 de almacenamiento de energfa electrica. La duracion T3 puede ser superior a dos veces la temporizacion minima o reducida, por ejemplo igual a 500 milisegundos. La limitacion de la duracion T2 de los trenes de impulsos y el aumento de la duracion T3 toman parte en la optimizacion del consumo de energfa del dispositivo de proteccion diferencial segun la invencion.
El dispositivo de proteccion diferencial segun la invencion se puede adaptar a cualquier dispositivo de proteccion en el que se realiza una medicion de una corriente diferencial.
Claims (9)
- 51015202530REIVINDICACIONES1. Dispositivo de proteccion diferencial que comprende:- unos medios (1) de medicion de corriente diferencial,- unos medios (7) de tratamiento conectados a los medios de medicion para recibir una senal (ID) representativa de una corriente diferencial, comprendiendo dichos medios de tratamiento unos medios (14; 108) de seleccion de calibre de funcionamiento y unos medios (16; 110) de seleccion de la temporizacion, para seleccionar unas curvas de disparo, y- unos medios (21) accionadores para abrir unos contactos (4) principales del disyuntor en funcion de la seleccion de las curvas de disparo, y- unos medios (31 a 38) de prueba conectados a los medios de medicion,caracterizado porque los medios de prueba estan asociados a los medios de seleccion de calibre de funcionamiento y a los medios de seleccion de la temporizacion, para seleccionar un calibre de funcionamiento mmimo o reducido y para seleccionar una temporizacion minima o reducida, cuando se accionan dichos medios de prueba.
- 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los medios de prueba estan asociados a un circuito (101) de entrada de los medios (7) de tratamiento para aumentar la ganancia de medios (102) amplificadores, cuando se accionan los medios de prueba.
- 3. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque los medios de prueba comprenden un interruptor (32) de mando, permitiendo dicho interruptor generar una corriente (IP) de prueba con una duracion superior a la temporizacion minima.
- 4. Dispositivo segun la reivindicacion 3, caracterizado porque la corriente de prueba se genera con un plazo inicial superior a 50 milisegundos.
- 5. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizado porque la corriente de prueba comprende al menos de un impulso.
- 6. Dispositivo segun la reivindicacion 5, caracterizado porque la corriente de prueba comprende al menos de un tren (204) de impulsos.
- 7. Dispositivo segun la reivindicacion 6, caracterizado porque el al menos un tren de impulsos tiene una duracion superior a la temporizacion minima.
- 8. Dispositivo segun la reivindicacion 7, caracterizado porque el al menos un tren de impulsos tiene una duracion inferior a diez veces la temporizacion minima.
- 9. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizado porque la corriente de prueba comprende una pluralidad de trenes de impulsos separados por una duracion de al menos dos veces la temporizacion minima o reducida.
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