ES2932731T3 - Autocomprobación de interruptores de circuito por falla de arco (AFCI) - Google Patents

Abstract

Para detectar una falla (F) en un arreglo que comprende un transformador (4) que tiene un devanado primario (L1) conectado en serie con una línea de voltaje DC (DC+, DC-) y un devanado secundario (L2) acoplado magnéticamente a el devanado primario (L1), y que comprende una unidad de evaluación (5) que procesa una señal secundaria (i2) en el devanado secundario (L2), según la invención, un componente de señal (n(fn)) en al menos una frecuencia (fn) se determina a partir de la señal secundaria (i2) y se compara un nivel de señal (P(fn)) del componente de señal (n(fn)) con un umbral de señal (P_min(fn)). El fallo (F) se detecta cuando el nivel de la señal (P(fn)) cae por debajo del umbral de la señal (P_min(fn)). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Autocomprobación de interruptores de circuito por falla de arco (AFCI)

La presente invención se refiere a un procedimiento para detectar un error en una disposición que comprende un transformador, que presenta un devanado primario conectable en serie a una línea de tensión continua y un devanado secundario acoplado magnéticamente al devanado primario, y comprende una unidad de evaluación que procesa una señal secundaria en el devanado secundario. La presente invención se refiere también a una disposición que comprende un transformador, que presenta un devanado primario conectable en serie a una línea de tensión continua y un devanado secundario acoplado magnéticamente al devanado primario, y comprende una unidad de evaluación configurada para procesar una señal secundaria en el devanado secundario.

En instalaciones de tensión continua, una tensión continua se suministra mediante al menos una fuente de tensión continua y se transmite a un sumidero de tensión continua mediante líneas de corriente continua. Como fuentes de tensión continua puede estar disponible, por ejemplo, un número de paneles solares o celdas solares de una planta fotovoltaica o una batería. La tensión continua se genera en los paneles solares o celdas solares en dependencia de la respectiva radiación solar. Como sumidero de tensión continua se puede utilizar, por ejemplo, un inversor. Un inversor transforma la tensión continua en una tensión alterna y la puede alimentar a una red de suministro eléctrico o puede suministrar la tensión alterna generada a una carga eléctrica, por ejemplo, una máquina eléctrica o una batería.

En muchas disposiciones se desea una comunicación con las fuentes de tensión continua y/o los sumideros de tensión continua existentes. Las señales de comunicación, emitidas por una unidad de control, pueden servir, por ejemplo, para sincronizar los paneles solares individuales. En particular cuando se produce un error, las señales de comunicación pueden servir también para la desconexión de fuentes de tensión continua u otros elementos de la disposición. Por consiguiente, las señales de comunicación se pueden transmitir, por ejemplo, a través de líneas de comunicación previstas especialmente o directamente a través de la línea de tensión continua existente con ayuda de la llamada Power Line Communication (Comunicación mediante línea de potencia, PLC). En el caso de una comunicación mediante línea de potencia se modulan y se transmiten de manera conocida como señal básica las señales PLC en una frecuencia PLC a la tensión continua existente para la transmisión de energía. Es posible entonces el uso de transformadores para acoplar y/o desacoplar las señales PLC de la línea de tensión continua, conectándose en serie un devanado primario a la línea de tensión continua. El transformador transforma una señal primaria alterna, que circula a través del devanado primario, en una señal secundaria alterna que circula en el devanado secundario. Asimismo, una unidad de recepción PLC o una unidad de emisión PLC está conectada al devanado primario para recibir o emitir la señal PLC. Otras unidades de recepción o unidades de emisión pueden estar situadas en fuentes de tensión continua y/o sumideros de tensión continua conectados a la línea de tensión continua.

Se puede utilizar también un transformador para detectar un arco voltaico, si una unidad de detección de arco voltaico está conectada al devanado secundario del transformador. Si se produce un arco voltaico, el transformador transforma una señal de arco voltaico como parte de la señal primaria del devanado primario en la señal secundaria al devanado secundario. La unidad de detección de arco voltaico analiza la señal secundaria y detecta una parte de la señal con una frecuencia de arco voltaico determinada o partes de la señal con frecuencias de arco voltaico distintas de una señal de arco voltaico transformada en el lado secundario por el transformador. De esta manera se puede deducir la formación de un arco voltaico. Se puede utilizar también un transformador, ya existente para la comunicación PLC, con el fin de detectar un arco voltaico, si la señal de arco voltaico en el lado secundario se diferencia de la señal PLC emitida.

El documento EP3214453A1 describe una detección de arco voltaico clásica, determinándose un arco voltaico al superarse un umbral de señal en una frecuencia determinada y estando previsto también un transformador para transformar la señal.

Sin embargo, se requiere a menudo que una disposición, que comprende el transformador y una unidad de evaluación, esté libre de errores para garantizar, por ejemplo, el funcionamiento de la detección de arco voltaico y/o la comunicación PLC.

Por tanto, un objetivo de la presente invención es detectar un error en una disposición que comprende un transformador para transformar una señal primaria de una línea de tensión continua en una señal secundaria y que comprende una unidad de evaluación para evaluar la señal secundaria.

Este objetivo se consigue según la invención mediante un procedimiento y una unidad de detección de error, en los que un componente de señal en al menos una frecuencia se determina a partir de la señal secundaria, un nivel de señal del componente de señal se compara con un umbral de señal y el error en la disposición se detecta, si el nivel de señal es inferior al umbral de señal, utilizándose al menos una frecuencia de ruido, generada usualmente en el devanado secundario, de la disposición sin errores como al menos una frecuencia.

De esta manera se puede comprobar la ausencia de errores en la disposición, en particular el transformador o una parte de la unidad de evaluación. Si, por ejemplo, el devanado primario y/o el devanado secundario del transformador están defectuosos, el nivel de señal del componente de señal queda situado por debajo del umbral de señal en al menos una frecuencia determinada. Si esto se detecta según la invención, se puede deducir un error en la disposición. Como error puede estar presente también una unidad de evaluación defectuosa, por ejemplo, un amplificador defectuoso. Pueden estar previstos naturalmente diferentes umbrales de señal para diferentes frecuencias.

El transformador puede desacoplar una señal primaria alterna de la línea de tensión continua mediante un devanado primario, conectado en serie a una línea de tensión continua, y transformarla en un devanado secundario. Asimismo, el transformador puede transformar también una señal secundaria alterna en una señal primaria alterna en el devanado primario y acoplarla a la línea de tensión continua.

Dado que como al menos una frecuencia se utiliza al menos una frecuencia de ruido, generada usualmente en el devanado secundario, de la disposición sin errores, como componente de señal se puede tener en cuenta un ruido en una frecuencia de ruido. Si el nivel de señal (el nivel de ruido) queda por debajo de un umbral de señal en la al menos una frecuencia (la frecuencia de ruido), se puede deducir un error. Por tanto, un ruido se aprovecha positivamente, porque la ausencia de un ruido en la señal secundaria se utiliza como indicador de un error en la disposición. Una fuente de un ruido usual con una frecuencia de ruido puede ser, por ejemplo, el sumidero de tensión continua.

Como umbral de señal se utiliza con preferencia un nivel de ruido, generado en la frecuencia de ruido generada usualmente, de la disposición sin errores. Sin embargo, el umbral de señal se puede fijar también en un intervalo superior a cero e inferior a un nivel de ruido, generado en la frecuencia de ruido generada usualmente, de la disposición sin errores.

El componente de señal se puede determinar en una pluralidad de frecuencias de una banda de frecuencia y el nivel de señal se puede comparar respectivamente con un umbral de señal en la pluralidad de frecuencias. El componente de señal comprende entonces varias frecuencias, comparándose en cada caso el nivel de señal en esta pluralidad de frecuencias con un umbral de señal (que puede, pero no tiene que ser idéntico para la pluralidad de frecuencias). Si un nivel de señal queda por debajo de un umbral de señal, se puede deducir un error.

El componente de señal se determina ventajosamente en una pluralidad de frecuencias de una banda de frecuencia y un valor promedio de los niveles de señal se forma en la pluralidad de frecuencias y se compara con un umbral de señal. Mediante esta formación del valor promedio se puede ignorar una interferencia en una frecuencia de la banda de frecuencia. En caso contrario, este tipo de interferencia podría provocar que el nivel de señal caiga por debajo del umbral de señal en esta frecuencia, aunque no se produzca un error. Al tenerse en cuenta todos los niveles de señal de las frecuencias en la banda de frecuencia y la formación del valor promedio se tiene en cuenta y se evalúa todo el contenido de energía en la banda de frecuencia.

Con preferencia resulta suficiente la banda de frecuencia de 0 Hz a una frecuencia límite, preferentemente 40 kHz.

El componente de señal se determina ventajosamente al arrancar la disposición. De esta manera se puede garantizar que la unidad de evaluación y el transformador funcionen correctamente durante la puesta en marcha y no se produzca un error. Naturalmente, el componente de señal o el nivel del componente de señal se puede determinar también durante el funcionamiento de la disposición.

La unidad de evaluación se puede representar mediante la propia unidad de detección de error o puede comprender la unidad de detección de error.

La unidad de evaluación puede comprender una unidad de detección de arco voltaico y/o una unidad de recepción PLC configurada para recibir una señal de arco voltaico y/o una señal de recepción PLC transformadas por el transformador del devanado primario al devanado secundario.

La unidad de evaluación puede ser parte también de una unidad de detección de arco voltaico y/o una unidad de recepción PLC configurada para recibir una señal de arco voltaico y/o una señal de recepción PLC transformadas por el transformador del devanado primario al devanado secundario. Una unidad de detección de arco voltaico y/o una unidad de recepción PLC pueden comprender entonces una unidad de evaluación según la invención. Puede estar prevista también una unidad de emisión conectada al devanado secundario del transformador y configurada para emitir una señal de emisión PLC al devanado secundario. Por tanto, el transformador está configurado para transformar la señal de emisión PLC del devanado secundario al devanado primario. Una unidad de recepción en una fuente de tensión continua o un sumidero de tensión continua puede recuperar y evaluar por demodulación la señal de emisión PLC modulada.

El devanado primario puede estar conectado en serie a la línea de tensión continua, estando prevista la línea de tensión continua para transmitir una tensión continua desde al menos una fuente de tensión continua hasta al menos un sumidero de tensión continua.

La al menos una fuente de tensión continua puede comprender al menos una celda fotovoltaica y el al menos un sumidero de tensión continua puede comprender al menos un inversor.

A partir de la señal secundaria se determina preferentemente otro componente de señal en al menos otra frecuencia y un nivel de señal del otro componente de señal se compara con un umbral de señal superior. El error en la disposición se detecta, si el nivel de señal supera el umbral de señal superior.

La al menos otra frecuencia puede corresponder a la al menos una frecuencia, correspondiendo el otro componente de señal al componente de señal.

La presente invención se explica detalladamente a continuación con referencia a las figuras 1 a 6 que muestran a modo de ejemplo, de una manera esquemática y no limitante, configuraciones ventajosas de la invención. Muestran:

Fig. 1a una disposición, según la invención, sin errores;

Fig. 1b una disposición, según la invención, con error;

Fig. 2 una disposición adecuada para recibir una señal de recepción PLC;

Fig. 3 una disposición adecuada para detectar un arco voltaico;

Fig. 4 una disposición adecuada para emitir una señal de recepción PLC y para detectar un arco voltaico;

Fig. 5 una disposición adecuada para emitir una señal de recepción PLC y para detectar un arco voltaico con cortocircuito; y

Fig. 6 un intervalo de frecuencia usual de la señal secundaria.

Las figuras 1a-4 muestran respectivamente una fuente de tensión continua 2 y un sumidero de tensión continua 6 que están conectados entre sí mediante una línea de tensión continua positiva DC+ y una línea de tensión continua negativa DC-. La fuente de tensión continua 2 puede comprender, por ejemplo, una o varias celdas solares y proporciona la energía que se transmite con tensión continua U_dc al sumidero de tensión continua 6. El sumidero de tensión continua 6 puede comprender, por ejemplo, un inversor, un rectificador, un convertidor elevador y/o reductor, un convertidor DC-DC, convertidores bidireccionales, etc., y puede servir para la alimentación a una red de suministro de energía o para el suministro de energía a un consumidor. Por supuesto, como sumidero de tensión continua 6 se puede considerar también directamente un consumidor eléctrico. En particular en las plantas fotovoltaicas pueden estar previstas diferentes configuraciones de fuentes de tensión continua 2 y sumideros de tensión continua 6, de modo que, por ejemplo, cada panel solar puede estar conectado como fuente de tensión continua 2 a un inversor como sumidero de tensión continua 6 mediante una línea de tensión continua DC+, DC-. Varias fuentes de tensión continua 2 y/o varios sumideros de tensión continua 6 pueden compartir también partes de las líneas de tensión continua DC+, DC-. Los paneles solares como fuente de tensión continua 2 pueden estar conectados entre sí también en serie y/o en paralelo. Por consiguiente, son posible diversas configuraciones de fuentes de tensión continua 2 , sumideros de tensión continua 6 y líneas de tensión continua DC+, DC-, de modo que la invención no queda limitada naturalmente a la configuración en las figuras. En caso de utilizarse baterías, las baterías se pueden considerar como fuentes de tensión continua 2 o sumideros de tensión continua 6, dependiendo de si las baterías se descargan o se cargan. En dependencia del modo operativo, un inversor o cargador se puede utilizar, por ejemplo, como fuente de tensión continua 2 para una batería como sumidero de tensión continua 6 o una batería se puede utilizar como sumidero de tensión continua 6 para un inversor o un cargador como fuente de tensión continua 2.

En las figuras 1a-4 está prevista también una disposición 1, según la invención, que comprende un transformador 4, una unidad de evaluación 5 y una unidad de detección de error 7. El transformador 4 comprende un devanado primario L1 en un lado primario y un devanado secundario L2 en un lado secundario. El devanado primario L1 está conectado aquí en serie a las líneas de tensión continua negativa DC- y el devanado secundario L2 está conectado a una unidad de evaluación 5. El devanado primario L1 podría estar conectado naturalmente también a la línea de tensión continua positiva DC+.

Una señal primaria alterna i1, preferentemente una corriente primaria, circulante a través del devanado primario L1 se transforma durante el funcionamiento normal mediante el transformador 4 en una señal secundaria alterna i2, preferentemente una corriente secundaria i2, circulante a través del devanado secundario L2 y viceversa. El transformador 4 tiene ventajosamente una relación de transmisión de 1:1, 1:2 o 1:4 del lado primario al lado secundario. El transformador de comunicación 4 puede presentar también un núcleo de ferrita, por ejemplo, un núcleo Hiflux, preferentemente con un comportamiento de saturación particularmente ventajoso para corrientes continuas.

La unidad de evaluación 5 está diseñada para evaluar la señal secundaria i2 presente en el devanado secundario L2. Así, por ejemplo, se puede recibir y procesar la señal de recepción PLC Rx(fx) y/o la señal de arco voltaico arc(f_arc) transformadas por el transformador 4 del devanado primario L1 al devanado secundario L2, como se describe más adelante por medio de las figuras 2 y 3.

En las figuras se asume a modo de ejemplo que el transformador 4 presenta una relación de transmisión de 1:1, de modo que al estar operativo el transformador 4, la señal primaria i1 corresponde a la señal secundaria i2. Por consiguiente, la señal primaria i1 y la señal secundaria i2 son básicamente idénticas al estar operativo el transformador 4, de modo que las frecuencias fn, las frecuencias de arco voltaico f_arc, las frecuencias PLC fx, etc., son idénticas en el lado primario y el lado secundario, lo que se asume, sin embargo, sólo para una mayor simplificación.

Según la invención, el devanado secundario L2 del transformador 4 está conectado a una unidad de detección de error 7. La unidad de detección de error 7 puede ser parte de la unidad de evaluación 5 o se puede considerar incluso como una unidad de evaluación 5. La unidad de detección de error 7 determina a partir de la señal secundaria i2 un componente de señal n(fn) en al menos una frecuencia fn. El componente de señal i2(fn) presenta un nivel de señal P(fn) que se compara con un umbral de señal P_mín.(fn). En la disposición 1 se detecta un error F, si el nivel de señal P(fn) queda por debajo del umbral de señal P_mín.(fn). Como error F se puede producir, por ejemplo, un defecto en el devanado primario L1, el devanado secundario L2 o también en la unidad de evaluación 5 o la unidad de detección de error 7.

Como componente de señal n(fn) se puede considerar de manera ventajosa un componente de ruido, generado usualmente, de la señal secundaria i2 de la disposición 1 sin errores. Por consiguiente, la al menos una frecuencia fn corresponde a una frecuencia de ruido generada usualmente en el devanado secundario L2. Como umbral de señal P_mín.(fn) se puede utilizar entonces un nivel de ruido a esperar, porque se genera usualmente, en la disposición 1 sin errores en la al menos una frecuencia fn (es decir, la frecuencia de ruido). Asimismo, el umbral de señal P_mín.(fn) se puede fijar en un intervalo superior a cero e inferior a un nivel de ruido, generado en la frecuencia de ruido generada usualmente, de la disposición 1 sin errores.

En las figuras 1a-4, el componente de señal n(fn) está representado a modo de ejemplo como flecha en la línea de tensión continua negativa DC-. Por tanto, el componente de señal n(fn) se transforma en las figuras del devanado primario L1 al devanado secundario L2. El componente de señal n(fn) se podría formar también, por supuesto, parcialmente (por ejemplo, en ciertas frecuencias fn) o completamente en el lado secundario, por ejemplo, en el devanado secundario L2 o en la unidad de evaluación 5.

Si no se produce un error F en la disposición 1, el componente de señal n(fn) presenta entonces en la al menos una frecuencia fn un nivel de señal P(fn) por encima del umbral de señal P_mín.(fn), como se muestra en la figura 1a. Por tanto, no se detecta un error F.

Si se produce un error F en la disposición 1, como se muestra en la figura 1b, el componente de señal n(fn) presenta un nivel de señal P(fn) por debajo del umbral de señal P_mín.(f2). En la figura 1a, el componente de señal n(fn) no está contenido, por ejemplo, en la señal secundaria i2, porque la línea del devanado secundario L2 está interrumpida (en este caso está interrumpida en realidad toda la señal secundaria i2). Por tanto, en la unidad de detección de error 7 se puede deducir la presencia de un error F.

La unidad de detección de error 7 según la invención se puede combinar con distintos transformadores 4. Por ejemplo, el transformador 4 puede estar previsto como transformador PLC, como se muestra en la figura 2. Una señal de recepción PLC Rx(fx) con una frecuencia PLC fx se transforma entonces sólo mediante el transformador 4 del devanado primario L1 al devanado secundario L2 y se recibe mediante una unidad de recepción PLC, por ejemplo, como parte de la unidad de evaluación 5.

El transformador 4 puede servir también para detectar un arco voltaico, como se muestra en la figura 3. Si un arco voltaico se forma en una fuente de tensión continua 2 , un sumidero de tensión continua 6, una línea de tensión continua DC+, DC- de una conexión enchufable de la línea de tensión continua DC+, DC- o similar, se genera entonces una señal de arco voltaico arc(f_arc) con la frecuencia de arco voltaico f_arc en la línea de tensión continua DC+, DC-. La frecuencia de arco voltaico f_arc se extiende, por ejemplo, por un espectro de frecuencia de 5 kHz a 200 kHz. La señal primaria i1 comprende entonces la señal de arco voltaico arc(f-arc). En la figura 3, el arco voltaico arc está representado a modo de ejemplo como rayo en la línea de tensión continua negativa DC-. El transformador 4 transforma la señal primaria i1 en la señal secundaria i2 que comprende también, por consiguiente, una señal de arco voltaico arc(f_arc). La unidad de evaluación 5 comprende aquí también una unidad de detección de arco voltaico y puede detectar la señal de arco voltaico arc(f_arc) en la señal secundaria i2 al producirse un arco voltaico. De esta manera se puede deducir la presencia de un arco voltaico arc.

La detección del error F se puede realizar de manera análoga a la descripción de las figuras 1a, b en una disposición 1 con una unidad de evaluación 5 que comprende una unidad de detección de arco voltaico y/o una unidad de recepción PLC, en particular si no se recibe una señal de recepción PLC Rx o una señal de arco voltaico arc(f_arc).

Sin embargo, si se recibe una señal de recepción PLC Rx(fx), la señal secundaria i2 comprende naturalmente la señal de recepción PLC Rx(fx). La señal de recepción PLC Rx(fx) presenta lógicamente una frecuencia PLC fx que se diferencia de la al menos una frecuencia fn para no interferir en la detección de error con la frecuencia PLC fx. Esta premisa se cumple en particular, si una frecuencia de ruido se utiliza como al menos una frecuencia fn para evitar que tenga lugar una comunicación PLC en el intervalo de frecuencia del ruido. Además, en caso de un error, tal como una interrupción de una línea o una espira del transformador 4, no hay usualmente una señal de recepción PLC Rx(fx) ni un componente de señal n(fn) en la señal secundaria i2, a partir de lo que se puede deducir rápidamente un error F.

Para la detección del arco voltaico es ventajoso también que un arco voltaico arc no interfiera en la detección de error, es decir, la frecuencia de arco voltaico f_arc de la señal de arco voltaico arc(f_arc) no está situada en el intervalo de la al menos una frecuencia fn. No obstante, si hubiera una señal de arco voltaico arc(f_arc) en el componente de señal n(f), sería posible una detección del error F, si en caso de un error F, el nivel de señal P(fn) del componente de señal P(fn) está situado por debajo del umbral P_mín.(fn). Una detección de un arco voltaico arc no sería posible, dado el caso, si una espira del transformador 4 o una línea está interrumpida o defectuosa y, por consiguiente, la señal de arco voltaico arc(f_arc) no llega a la unidad de evaluación 5. Sin embargo, la unidad de detección de error 7 detecta según la invención este error, lo que es posible también durante el funcionamiento de la disposición.

Asimismo, puede estar previsto un dispositivo de emisión 3 conectado al devanado secundario L2 para emitir una señal de emisión PLC Tx(fx) con una frecuencia PLC fx, como se muestra en la figura 4. La señal de emisión PLC Tx(fx) se modula a la señal secundaria i2 y se transforma en la señal i1 mediante el transformador 4. La señal primaria i1 se acopla a la línea de tensión continua DC+, DC- y se transmite mediante las líneas de tensión continua DC+, DC- a la fuente de tensión continua 2 y/o al sumidero de tensión continua 6 y se recibe y se demodula en una unidad de recepción 20 prevista en la fuente de tensión continua 2 y/o el sumidero de tensión continua 6. Incluso durante una transmisión de la señal de emisión PLC Tx a través de las líneas de tensión continua DC+, DC- se puede utilizar un capacitor de filtro Cf en o junto al sumidero de tensión continua 6 para hacer un bucle a través de la señal de emisión PLC Tx. Como señales de emisión PLC Tx(fx) pueden servir, por ejemplo, pulsos para detectar puntos de interferencia, señales para medir la impedancia, señales para medir el nivel de ruido, señales de sincronización para fuentes de corriente individuales 2 , tales como celdas solares, o también señales de control.

Las frecuencias PLC fx para señales de recepción PLC Rx(fx), así como para señales de emisión PLC Tx(fx) se encuentran usualmente en el espectro de frecuencia de 125 kHz a 145 kHz, por ejemplo, 131,25 kHz y 143,75 kHz.

Resulta particularmente ventajosa una disposición 1 con una unidad de detección de error y una unidad de evaluación 5 para la detección de un arco voltaico arc, en la que está prevista adicionalmente una unidad de emisión 3 para emitir una señal de emisión PLC Tx(fx). El transformador 4 se puede utilizar entonces tanto para la comunicación PLC como para la detección de un arco voltaico arc. Es posible emitir una señal de emisión PLC Tx(fx) mediante el dispositivo de emisión 3 y detectar simultáneamente un arco voltaico arc mediante una unidad de detección de arco voltaico, por ejemplo, como parte de la unidad de evaluación 5. La figura 4 muestra una configuración ventajosa de la invención que posibilita una detección de un arco voltaico arc mediante una señal de arco voltaico arc(f_arc) y la emisión de una señal de emisión PLC Tx(fx), estando implementada también una detección de error 7. El devanado primario L1 está conectado a la línea de tensión continua DC+, DC-. El devanado secundario L2 está conectado a la unidad de evaluación 5 que representa aquí en principio una unidad de detección de arco voltaico y comprende la unidad de detección de error 7. Para atenuar la señal de emisión PLC Tx(fx) respecto a la señal de arco voltaico arc(f_arc) se han previsto a modo de ejemplo un resistor R y un capacitor C conectado en serie con una magnitud preferida de 70 a 120 nF, pudiendo estar prevista una frecuencia básica en el intervalo kHz, preferentemente 130 kHz. El capacitor C está conectado en paralelo al devanado secundario L2. La unidad de evaluación 5 comprende también un resistor R para convertir la señal secundaria i2 en una tensión U presente en el resistor R y procesarla con el fin de detectar el arco voltaico arc. Asimismo, la señal secundaria i2 mediante la tensión U se utiliza para detectar el error F al considerarse el nivel de señal P(fn) del componente de señal n(fn) en la al menos una frecuencia fn y compararse con el umbral de señal P_mín.(fn).

Dado que la unidad de emisión 3 está conectada también en serie al devanado secundario, se crea un circuito de resonancia que desde el punto de vista de la unidad de evaluación 5 (junto con la unidad de detección de error 7) genera una señal de emisión PLC Tx(fx) atenuada en hasta 1/10 en comparación con el componente de señal n(fn) y la señal de arco voltaico arc(f_arc). Por tanto, al emitirse en particular una señal de emisión PLC Tx(fx) es posible también una detección segura de un arco voltaico arc al igual que de un error F. La configuración representada en la figura 4 es posible naturalmente también sin una detección de arco voltaico. De esta manera se puede comprobar también el funcionamiento o un error F de un transformador 4 que presenta una unidad de emisión 3 conectada al devanado secundario L1 para una comunicación PLC, sin la presencia de una unidad de detección de arco voltaico. El componente de señal n(fn) se puede generar naturalmente también a partir de un ruido en la propia unidad de evaluación 5, lo que permite deducir también un error en la unidad de evaluación.

Otro componente de señal n1(fn1) en al menos otra frecuencia fn1 se puede determinar a partir de la señal secundaria i2 y un nivel de señal P(fn1) del otro componente de señal n1(fn1) se puede comparar con un umbral de señal superior P_máx.(fn1). Un error F se detecta en la disposición 1, si el nivel de señal P(fn1) supera el umbral de señal superior P_máx.(fn1). En la figura 5 está representada una disposición 1 defectuosa que tiene un cortocircuito KS del condensador C de la unidad de evaluación 5 como error F. El cortocircuito KS cortocircuita también el devanado secundario L2. Como resultado del cortocircuito KS, el nivel de señal P(fn1) de otro componente de señal n1 (fn1 ) en otra frecuencia fn 1 está por encima de un umbral de señal superior P_máx.(fn1) y se puede deducir un error F que en este caso es el cortocircuito KS. El cortocircuito KS del condensador C se explica naturalmente sólo a modo de ejemplo, ya que se pueden detectar también otros cortocircuitos KS u otros tipos de errores en la unidad de evaluación 5 u otros elementos del dispositivo 1.

El umbral de señal P_mín.(fn) y/o el umbral de señal P_máx.(fn1) pueden variar para diferentes frecuencias fn u otras frecuencias fn 1, en particular si se puede asumir que los errores F influyen en los niveles P(fn), P(fn1) en diferentes frecuencias fn u otras frecuencias fn 1. Cuando la otra frecuencia fn 1 corresponde a la frecuencia fn, no se detecta un error, si el nivel de señal P(fn), P(fn1) está situado entre el umbral de señal inferior P_mín.(fn) y el umbral de señal superior P_máx.(fn1). Si el nivel de señal P(fn), P(fn1) está situado por debajo del umbral de señal inferior P_mín.(fn) o por encima del umbral de señal superior P_máx.(fn1), se detecta un error F.

Se puede asumir también que diferentes tipos de errores F en la disposición 1 pueden reducir los niveles de señal P(fn), P(fn1) de diferentes componentes de señal n(fn) en (otras) frecuencias diferentes fn, fn1. Por consiguiente, se pueden deducir diferentes tipos de errores F en la disposición 1 al compararse los niveles P(fn), P(fn1) de (otros) componentes de señal diferentes n(fn), n1(fn1) en (otras) frecuencias diferentes fn, fn 1 con el umbral de señal P_mín.(fn) o el umbral de señal superior P_máx.(fn1).

La figura 6 muestra un desarrollo usual de la señal secundaria i2 en el intervalo de frecuencia. En este caso se ha previsto a modo de ejemplo la banda de frecuencia de 0 a 40 kHz como frecuencia límite como componente de señal n(fn). La señal secundaria i2 está representada con líneas continuas sin errores F. Se puede observar que el componente de señal n(fn) está situado aquí para todas las frecuencias fn por encima del umbral de señal P_mín.(fn), lo que permite deducir que no se produce un error F en la disposición 1.

La señal secundaria i2 con un error generado F está representada con líneas discontinuas. El componente de señal n(fn) de la señal secundaria i2 con el error generado F presenta un nivel de señal P(fn) menor en comparación con el componente de señal n(fn) sin error F. El nivel de señal está situado entonces en todas las frecuencias fn por debajo del umbral de señal P_mín.(fn), lo que permite deducir un error F en la disposición 1. Se puede formar el valor promedio de los niveles de señal P(fn) de las frecuencias fn de la banda de frecuencia y se puede comparar el valor promedio con el umbral de señal P_mín.(fn) para promediar las interferencias de frecuencias individuales fn. Por tanto, no se consideran ni se evalúan los niveles de señal P(fn) de las frecuencias individuales fn, sino el contenido de energía total en la banda de frecuencia. El valor promedio puede ser un valor promedio aritmético, una mediana o similar.

La señal primaria i1 y la señal secundaria i2 pueden contener naturalmente, además del componente de señal n(fn), la señal de arco voltaico arc(f_arc), la señal de emisión PLC Tx(fx) y la señal de recepción PLC Rx(fx), otros componentes de corriente alterna, por ejemplo, otras señales, interferencias, etc.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para detectar un error (F) en una disposición que comprende un transformador (4), que presenta un devanado primario (L1) conectable en serie a una línea de tensión continua (DC+, DC-) y un devanado secundario (L2) acoplado magnéticamente al devanado primario (L1), y comprende una unidad de evaluación (5) que procesa una señal secundaria (i2) en el devanado secundario (^l2), caracterizado por que un componente de señal (n(fn)) en al menos una frecuencia (fn) se determina a partir de la señal secundaria (i2) y un nivel de señal (P(fn)) del componente de señal (n(fn)) se compara con un umbral de señal (P_mín.(fn)) y por que el error (F) en la disposición (1) se detecta, si el nivel de señal (P(fn)) es inferior al umbral de señal (P_mín.(fn)), utilizándose al menos una frecuencia de ruido, generada usualmente en el devanado secundario (L2), de la disposición (1) sin errores como al menos una frecuencia (fn).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que como umbral de señal (P_mín.(fn)) se utiliza un nivel de ruido, generado en la frecuencia de ruido generada usualmente, de la disposición (1 ) sin errores.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado por que el umbral de señal (P_mín.(fn)) se fija en un intervalo superior a cero e inferior a un nivel de ruido, generado en la frecuencia de ruido generada usualmente, de la disposición (1 ) sin errores.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el componente de señal (n(fn)) se determina en una pluralidad de frecuencias (fn) de una banda de frecuencia y el nivel de señal (P(fn)) se compara respectivamente con un umbral de señal (P_mín.(fn) en la pluralidad de frecuencias (fn).

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el componente de señal (n(fn)) se determina en una pluralidad de frecuencias (fn) de una banda de frecuencia, un valor promedio o una mediana de los niveles de señal (P(fn)) se forma en la pluralidad de frecuencias (fn) y se compara con un umbral de señal (P_mín.(fn)).

6. Procedimiento según la reivindicación 4 o 5, caracterizado por que resulta suficiente la banda de frecuencia de 0 Hz a una frecuencia límite, preferentemente 40 kHz.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el componente de señal (n(fn)) se determina al arrancar la disposición (1 ).

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la unidad de evaluación (5) recibe y evalúa una señal de recepción PLC (Rx(fx)) y/o una señal de arco voltaico (arc(f_arc)) transformadas por el transformador (4) del devanado primario (L1) al devanado secundario (L2).

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que una señal de emisión PLC (Tx(fx)) se emite mediante una unidad de emisión (3) al devanado secundario (L2) y se transforma del devanado secundario (L2) al devanado primario (L1).

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que a partir de la señal secundaria (i2) se determina otro componente de señal (n1(fn1 )) en al menos otra frecuencia (fn1 ) y un nivel de señal (P(fn1)) del otro componente de señal (n1(fn1)) se compara con un umbral de señal superior (P_máx.(fn1)) y por que el error (F) en la disposición (1) se detecta, si el nivel de señal (P(fn1)) supera el umbral de señal superior (P_máx.(fn1).

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado por que la otra frecuencia (fn1) corresponde a la frecuencia (fn).

12. Disposición (1) que comprende un transformador (4), que presenta un devanado primario (L1) conectable en serie a una línea de tensión continua (DC+, DC-) y un devanado secundario (L2) acoplado magnéticamente al devanado primario (L1), y comprende una unidad de evaluación (5) configurada para procesar una señal secundaria (i2) en el devanado secundario (L2), caracterizada por que está prevista una unidad de detección de error (7) conectada al devanado secundario (L2) y configurada para determinar a partir de la señal secundaria (i2) un componente de señal (n(fn)) en al menos una frecuencia (fn) que corresponde al menos a una frecuencia de ruido, generada usualmente en el devanado secundario (L2), de la disposición (1) sin errores, para comparar un nivel de señal (P(fn)) del componente de señal (n(fn)) con un umbral de señal (P_mín.(fn)) y para detectar un error (F) en la disposición (1), si el nivel de señal (P(fn)) es inferior al umbral de señal (P_mín.(fn)).

13. Disposición (1) según la reivindicación 12, caracterizada por que la unidad de evaluación (5) comprende una unidad de detección de arco voltaico y/o una unidad de recepción PLC configurada para recibir una señal de arco voltaico (arc(f_arc)) y/o una señal de recepción PLC (Rx(fx)) transformadas por el transformador (4) del devanado primario (L1) al devanado secundario (L2).

14. Disposición (1) según la reivindicación (12), caracterizada por que la unidad de evaluación (5) es parte de una unidad de detección de arco voltaico y/o una unidad de recepción PLC configurada para recibir una señal de arco voltaico (arc(f_arc)) y/o una señal de recepción PLC (Rx(fx)) transformadas por el transformador (4) del devanado primario (L1) al devanado secundario (L2).

15. Disposición (1) según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizada por que está prevista una unidad de emisión (3) conectada al devanado secundario (L2) del transformador (4) y configurada para emitir una señal de emisión PLC (Tx(fx)) al devanado secundario (L2) y por que el transformador (4) está configurado para transformar la señal de emisión PLC (Tx(fx)) del devanado secundario (L2) al devanado primario (L1).

16. Disposición (1) según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizada por que el devanado primario (L1) está conectado en serie a la línea de tensión continua (DC+, DC-), estando prevista la línea de tensión continua (DC+, DC-) para transmitir una tensión continua (Udc) desde al menos una fuente de tensión continua (2) hasta al menos un sumidero de tensión continua (6).

17. Disposición (1) según la reivindicación 16, caracterizada por que la al menos una fuente de tensión continua (2) comprende al menos una celda fotovoltaica y por que el al menos un sumidero de tensión continua (6) comprende al menos un inversor.