MX2008015823A

MX2008015823A - Deteccion de corriente que fluye a traves de una linea electrica.

Info

Publication number: MX2008015823A
Application number: MX2008015823A
Authority: MX
Inventors: Yehuda Cern
Original assignee: Ambient Corp
Priority date: 2006-07-07
Filing date: 2007-04-10
Publication date: 2009-01-12
Also published as: US8093745B2; WO2008008106A2; EP2044581A2; WO2008008106A3; EA013000B1; AU2007273232A1; EA200802377A1; KR101291410B1; KR20090038002A; US20080007416A1; CA2656152A1; EP2044581A4; CN101573737B; CA2656152C; AU2007273232B2; CN101573737A; BRPI0713855A2

Abstract

Se proporciona un método para medir un parámetro de una corriente de frecuencia de energía que es llevada por una línea eléctrica. El método incluye (a) convertir una corriente de frecuencia de energía que fluye a través de una línea eléctrica, a un voltaje de frecuencia de energía, vía un acoplador inductivo que acopla una señal de comunicaciones de la línea eléctrica, (b) separar el voltaje de frecuencia de energía de la señal de comunicaciones, y (c) determinar un valor de un parámetro de la corriente de frecuencia de energía del voltaje de frecuencia de energía. También se proporciona un sistema y aparato para medir el parámetro.

Description

I DETECCION DE CORRIENTE QUE FLUYE A TRAVES DE UNA LINEA ELECTRICA Campo de la Invención La invención se refiere generalmente a comunicaciones de línea eléctrica (PLC, por sus siglas en inglés), y más particularmente, a explotar un acoplador inductivo de línea eléctrica para la medición de corriente de frecuencia eléctrica en una línea eléctrica, y transmitir la medición sobre una red de PLC cuyo mismo acoplador inductivo es un componente. Antecedentes de la Invención En un sistema de comunicación de línea eléctrica, la frecuencia de energía está comúnmente en un intervalo de 50-60 Hertz (Hz) y una frecuencia de señal de comunicaciones de datos es mayor que aproximadamente 1 MHz, y comúnmente está en un intervalo de 1 MHz-50 MHz . Un acoplador de datos para las comunicaciones de línea eléctrica acopla la señal de comunicaciones de datos entre una línea eléctrica y un dispositivo de comunicación tal como un módem. Un ejemplo de tal acoplador de datos es un acoplador inductivo que incluye un núcleo, y una bobina enrollada alrededor de una porción del núcleo. El núcleo se fabrica de un material magnético e incluye una Ref. No. 198713 abertura. El acoplador inductivo opera como un transformador, y se ubica en la línea eléctrica tal que la línea eléctrica está dirigida a través de la abertura y sirve como bobina primaria del transformador, y la bobina del acoplador inductivo sirve como bobina secundaria del transformador. La señal de comunicaciones de datos se acopla entre la línea eléctrica y la bobina secundaria vía el núcleo. La bobina secundaria se acopla, a su vez, al dispositivo de comunicación. Una técnica para medir la corriente de frecuencia de energía en la línea eléctrica es utilizar un transformador de corriente acoplado a la línea eléctrica, donde el transformador de corriente tiene un circuito corto secundario a través del amperímetro u otro dispositivo de detección de corriente. Alternativamente, en un caso de un circuito abierto secundario, una corriente primaria induce un voltaje secundario proporcional a una corriente primaria. Breve Descripción de la Invención Se proporciona un método para medir un parámetro de una corriente de frecuencia de energía que es llevada por una línea eléctrica. El método incluye (a) convertir una corriente de frecuencia de energía que fluye a través de una línea eléctrica, en un voltaje de frecuencia de energía, vía un acoplador inductivo que acopla una señal de comunicaciones de línea eléctrica, (b) separar el voltaje de frecuencia de energía de la señal de comunicaciones, y (c) determinar un valor de un parámetro de corriente de frecuencia de energía del voltaje de frecuencia de energía. También se proporciona un sistema y un aparato para medir el parámetro. Breve Descripción de las Figuras La figura 1A es una ilustración de un sistema configurado para medir la corriente que fluye a través del una línea eléctrica. La figura IB es un diagrama esquemático del sistema de la figura 1A. La figura 1C es diagrama de bloques del sistema de la figura 1A, y proporciona el detalle adicional de la operación de un nodo de comunicaciones. La figura 2 es diagrama de bloques de un sistema que utiliza cables separados para las señales de PLC y para las señales de voltaje de detección de corriente. La figura 3 es diagrama de bloques de un sistema que detecta una corriente en una primera línea eléctrica, y también detecta una corriente en una segunda línea eléctrica . La figura 4 es diagrama de bloques de otro sistema configurado para medir la corriente que fluye a través de una línea eléctrica.

La figura 5 es un diagrama esquemático de una porción de un nodo de comunicaciones, y muestra una implementación ejemplar de un filtro de alto paso y un filtro de bajo paso. La figura 6 es un diagrama esquemático de una porción del sistema de la figura 4, y muestra una implementación ejemplar de un módulo de derivación. La figura 7 es un diagrama de bloques de un sistema para la fase de medición de una corriente de una línea eléctrica de voltaje medio, referida a una fase de un voltaje de energía. La figura 8 es diagrama de bloques de una porción de una red de distribución de energía configurada para medir los parámetros de energía en varias ubicaciones dentro de la red de distribución de energía. Descripción Detallada de la Invención El elemento incidental a la operación de alta frecuencia de un acoplador inductivo, su salida de circuito secundaria incluye las señales de PLC de alta frecuencia y un voltaje de detección de corriente de frecuencia de energía, que se pueden separar y procesarse por separado. La figura 1A es una ilustración, y la figura IB es un diagrama esquemático, de un sistema 100 configurado para medir la corriente que fluye a través de una línea eléctrica 103. El sistema 100 incluye un acoplador inductivo, es decir, un acoplador 105 y un nodo de comunicaciones 112. El acoplador 105 incluye un núcleo magnético, es decir, un núcleo 106, que tiene una abertura 108. El acoplador 105 opera como un transformador de corriente, y se ubica en la línea eléctrica 103 tal que la línea eléctrica 103 está dirigida a través de la abertura 108 y sirve como bobina primaria, representada esquemáticamente en la figura IB como la bobina primaria 102, para el acoplador 105. El acoplador 105 también incluye una bobina secundaria 107. La bobina secundaria 107 se acopla al nodo de comunicaciones 112 vía un par de alambres 110a y 110b, que se designan colectivamente como pares de bobinas secundarias 110. La línea eléctrica 103 lleva (a) una corriente de frecuencia de energía, por ejemplo, una corriente de 200 amperios a un voltaje de 13 kv y una frecuencia de 50-60 Hz , y (b) una señal de PLC , también referida en la presente como una señal de datos, por ejemplo, una señal de pico a pico de 10 voltios que tiene una frecuencia en un intervalo de 1 MHz a 50 MHz . El acoplador 105 acopla de manera inductiva las señales entre la línea eléctrica 103 y los pares de bobinas secundarias 110 vía el núcleo 106. Más particularmente, el acoplador 105 acopla las señales de PLC de manera bidireccional entre la línea eléctrica 103 y los pares de bobinas secundarias 110, y convierte la señal de corriente de frecuencia de energía de la línea eléctrica 103 a un voltaje de frecuencia de energía a través de los pares de bobinas secundarias 110. La línea eléctrica 103 lleva una corriente de frecuencia de energía, es decir, Iioi, que tiene una frecuencia f. Una bobina primaria 102 tiene una inductancia Lp, y una reactancia Xp, donde Xp = 2n f Lp. La reactancia de la línea eléctrica 103 a través del núcleo 106 es menor a diez miliohmios a una frecuencia de energía. Lp es un valor bajo debido a problemas múltiples referentes a la operación en las frecuencias de MHz . Éstos incluyen la permeabilidad relativa de núcleos magnéticos de alta frecuencia que están comúnmente en el intervalo de 100 a 1000, y el único a su vez primario representado por la línea eléctrica 103 pasa solamente una vez a través de la abertura 108. Por ejemplo, para f = 60 Hz y Lp=3 µ?, Xp = 2n £ Lp = 1.13 miliohmios. Iioi fluye a través de la bobina primaria 102, y según la ley de ohmio, una magnitud de una disminución de voltaje primaria Vp a través de la bobina primaria 102 se da por Vp = Xp Iioi- Un voltaje secundario, es decir, un voltaje de frecuencia de energía, se induce a través de la bobina secundaria 107. El voltaje secundario, también llamado voltaje de detección de corriente Vs, es proporcional a la disminución de voltaje primaria Vp, y se da por Vs = k Vp, donde k es un coeficiente de acoplamiento para el acoplador 105. La medición de Vs permite el cálculo de Iioi = p/Xp = vs (k Xp) . Definiendo la conversión como Y = l/(k Xp), Iioi se pueden calcular como Iioi = Y VS. Una curva B-H de los magnéticos del núcleo comienza como una línea recta, desde la corriente cero hasta un cierto valor, por ejemplo 200 amperios, y entonces su cuesta comienza a disminuir, mientras incorpora una región de saturación cada vez mayor. "Corriente baja" se refiere a la corriente por debajo de la "media". Para las corrientes bajas, Y es un constante. El núcleo 106 comienza a saturarse por encima de un cierto valor de Iioi, y hace que Y se disminuya mientras que Iioi aumenta. Esta dependencia de Y en Iioi se puede medir, y compensar en el cálculo ???? = Y Vs . Para ilustrar las magnitudes implicadas, se considera una frecuencia de energía f = 60 Hz, y el acoplador 105 con una inductancia primaria Lp · = 1 µ?. Asumir k = 0.9. Entonces: Xp = 2n f Lp Xp = (2n) (60) (1 µ?) Xp = 377 micro-ohmios e Y = 1 (k Xp) Y = 1(0.9 (377 micro-ohmios)) Y = 2950 Mhos. Para Ii0i = corriente de línea eléctrica de 200 amp : Vs = k Xp Iioi Vs = 0.9 * 377 micro-ohmios * 200 amps Vs = 68 mV. Por el presente ejemplo, el equipo de medición de corriente recibiría este voltaje de detección de corriente de 68 mV, multiplicaría el voltaje de detección de corriente por transducción Y = 2950 mhos, y calcularía una corriente de línea eléctrica de Iioi = 200 amps. El acoplador 105, por su transmisión, convierte la corriente de línea eléctrica en un voltaje de detección de corriente .

El nodo de comunicaciones 112 incluye los módulos que detectan el voltaje de detección de corriente Vs . El nodo de comunicaciones 112 también incluye los módulos que calculan Ii0i del voltaje de detección de corriente Vs, no obstante como alternativa, el nodo de comunicaciones 112 puede transmitir los datos que representan el voltaje de detección de corriente Vs a otra parte del equipo que calculara Iioi- La figura 1C es un diagrama de bloques del sistema 100. El nodo de comunicaciones 112 incluye un módulo de filtro 115, módem 130, procesador de datos 135, procesador análogo 140, convertidor r.m.s.-a-cc 145, y un convertidor de análogo a digital (A/D) 150. El módulo de filtro 115 incluye un filtro de alto paso 1 16 y un filtro de paso bajo 117. El filtro de alto paso 116 pasa las señales de PLC y bloquea los voltajes de frecuencia de energía. El filtro de paso bajo 117 hace pasar los voltajes de frecuencia de energía y bloquea las señales de PLC. El filtro de paso bajo 117 hace salir un voltaje de detección de corriente filtrado. El voltaje de detección de corriente filtrado es esencialmente igual que el voltaje de detección de corriente Vs . El módem 130 se acopla al módulo de filtro 115, y más particularmente al filtro de paso alto 116. El módem 130 también se acopla al procesador de datos 135. El módem 130 conduce la comunicación bidireccional de las señales de PLC con cada uno del módulo de filtro 115 y del procesador de datos 135. El procesador análogo 140 recibe el voltaje de detección de corriente filtrado del filtro de paso bajo 117. El procesador análogo 140 incluye preferiblemente un transformador y/o un amplificador (no mostrados) , y mide el voltaje de detección de corriente filtrado. El procesador análogo 140 hace salir un voltaje de detección de corriente medido. El convertidor r.m.s.-a-cc 145 recibe el voltaje de detección de corriente medido del procesador análogo 140. El voltaje de detección de corriente Vs es un voltaje aproximadamente sinusoidal. Para la medición de la corriente, el parámetro de interés es una raíz cuadrada promedio, o un valor de r.m.s., de la corriente, el convertidor r.m.s.-a-cc 145 convierte el voltaje de detección de corriente medido a una representación de ce del voltaje de detección de corriente. El A/D 150 recibe la representación de ce del voltaje de detección de corriente del convertidor r.m.s.-a-cc 145, y la convierte a una salida digital, es decir, datos de detección de corriente. El procesador de datos 135 recibe los datos de detección de corriente del A/D 150, y calcula el Iioi- El procesador de datos 135 hace salir los datos que representan un valor para Iioi- El módem 130 recibe los datos del procesador de datos 135, modula los datos en una señal de PLC, y transmite la señal de PLC vía el módulo de filtro 115, el acoplador 105 y la línea eléctrica 103 a un sitio de monitoreo remoto (no mostrado en la figura 1C) . Opcionalmente , los datos de detección de corriente y o el valor calculado de Iioi se pueden hacer salir, a un puerto de datos (no mostrado) o a un monitor (no mostrada) en el nodo 112 de comunicaciones, para permitir a los personales de servicio monitorear la línea corriente en el sitio. En la revisión, en el sistema 100, la línea eléctrica 103 lleva una corriente de frecuencia de energía. El acoplador 105 es un acoplador inductivo que acopla una señal de comunicación de una línea eléctrica 103, y convierte la corriente de frecuencia de energía en un voltaje de frecuencia de energía. En el nodo de comunicaciones 112, el módulo de filtro 115 separa el voltaje de frecuencia de energía de la señal de comunicaciones, y el procesador 135 determina un valor de un parámetro de corriente de frecuencia de energía del voltaje de frecuencia de energía. La figura 2 es diagrama de bloques de un sistema 200 que utiliza cables separados para las señales de PLC y para las señales de voltaje de detección de corriente. El sistema 200 incluye un filtro de paso bajo 205, y un nodo de comunicaciones 212. El nodo de comunicaciones 212 es similar al nodo de comunicaciones 112, pero no incluye el módulo de filtro 115. El par de alambres secundario 110, del acoplador 105, conecta al módem 130 y al filtro de paso bajo 205. Un cable 222 conecta el filtro de paso bajo 205 al procesador análogo 140. El filtro de paso bajo 205 hace pasar los voltajes de frecuencia de energía y bloquea las señales de PLC . El filtro de paso bajo 205 recibe el voltaje de detección de corriente Vs vía los pares secundarios 110, y hace salir un voltaje de detección de corriente filtrado al cable 222. Por lo tanto, el filtro de paso bajo 205 separa el voltaje de detección de corriente Vs de las señales de PLC. El procesador análogo 140 recibe el voltaje de detección de corriente filtrado vía el cable 222, y, como en el nodo de comunicaciones 112, convierte el voltaje de detección de corriente filtrado a un voltaje de detección de corriente medido. El módem 130, procesador de datos 135, convertidor de r.m.s.-a-cc 145, y el A/D 150 operan como en el nodo de comunicaciones 112. La figura 3 es un diagrama de bloques de un sistema 300 que detecta G10? en la linea eléctrica 103 , y también detecta un I30i de corriente en una línea eléctrica 3 03 . El sistema 300 incluye el acoplador 105 en la línea eléctrica 103 , y un acoplador 305 en la línea eléctrica 303 . El sistema 300 también incluye un mezclador de señal 32 0 , cable 330 , par de alambres secundario 311 , filtro de paso bajo 3 06 , cable 323 , y un nodo de comunicaciones 3 12 . El acoplador 105 , como en el sistema 100 , (a) acopla las señales de PLC entre los pares de bobinas secundarias 110 y la línea eléctrica 103 , y (b) acopla una señal de energía de la línea eléctrica 103 , e induce un voltaje de detección de corriente Vs, que se presenta a través de los pares de bobinas secundarias 110 . El acoplador 3 05 acopla las señales de PLC entre los pares de bobinas secundarias 311 y la línea eléctrica 3 03 . Además, el acoplador 3 05 acopla una señal de energía de la línea eléctrica 3 03 , e induce un voltaje de detección de corriente para la línea eléctrica 303 a través de una bobina secundaria (no mostrada) del acoplador 305 . El voltaje de detección de corriente para la línea eléctrica 3 03 se presenta a través de los pares de bobinas secundarias 311 . El mezclador 32 0 acopla las señales de PLC entre el acoplador 105 y el nodo de comunicaciones 312 , y acopla las señales de PLC entre el acoplador 3 05 y el nodo de comunicaciones 312. Cuando se acoplan las señales de PLC de los acopladores 105 y 305 al nodo de comunicaciones 312, el mezclador 320 combina las señales de PLC para producir una señal combinada de PLC, y hace salir la señal combinada de PLC sobre el cable 330. Cuando se acoplan las señales de PLC del nodo de comunicaciones 312 a los acopladores 105 y/o 305, el mezclador 320 recibe una señal combinada de PLC del nodo de comunicaciones 312, y dirige las señales de PLC a los acopladores 105 y 305. El uso de dos acopladores, es decir, acopladores 105 y 305, es conveniente, por ejemplo (a) para proporcionar el acoplamiento diferencial en las dos fases del mismo alimentador trifásico, para cancelar las emisiones electromagnéticas, o (b) para acoplarse en los dos alimentadores que van dos direcciones. El módem 130 se acopla al mezclador 320, vía el cable 330, para la comunicación bidireccional de las señales de PLC. El módem 130, procesador de datos 135, convertidor de r.m.s.-a-cc 145, y el convertidor de análogo a digital 150 operan como en el nodo de comunicaciones 112. El filtro de paso bajo 205 bloquea las señales de PLC, y hace pasar un voltaje de detección de corriente del acoplador 105. El filtro de paso bajo 205 hace salir un voltaje de detección de corriente filtrado que corresponde a ???? · El filtro de paso bajo 306 bloquea las señales de PLC, y hacer pasar un voltaje de detección de corriente del acoplador 305. El filtro de paso bajo 306 hace salir un voltaje de detección de corriente filtrado que corresponde a I301- El procesador análogo 340 recibe el voltaje de detección de corriente filtrado que corresponde a ???? vía el cable 222, y recibe el voltaje de detección de corriente filtrado que corresponde a I301 vía el cable 323. El procesador análogo 340 incluye un multiplexor análogo (no mostrado) como parte de su circuito de entrada, u otro arreglo apropiado, para procesar las señales de entrada múltiples . La figura 4 es diagrama de bloques de un sistema 400 que, similarmente al sistema 100, incluye un acoplador 105 y un nodo de comunicaciones 112. El nodo de comunicaciones 112 opera en el sistema 400 como lo hace en el sistema 100. En contraste al sistema 100, el sistema 400 incluye un circuito 405, un módulo de derivación 415, y un cable 410. El cable 410 conecta cada uno del circuito 405 y del módulo de derivación 415 al módulo de filtro 115. El circuito 405 representa el circuito que opera en asociación con el acoplador 105, y hace pasar las señales de PLC, pero bloquea las señales de frecuencia de energía. Los ejemplos de circuito incluyen un supresor de ondas y/o un transformador de igualación de impedancia. Puesto que el circuito 405 bloquea las señales de frecuencia de energía, el módulo de derivación 415 proporciona una trayectoria para las señales de frecuencia de energía del acoplador 105 al nodo de comunicaciones 112. Más particularmente, el módulo de derivación 415 dirige el voltaje de detección de corriente del acoplador 105, alrededor del circuito 405, al cable 410. Las señales de PLC del circuito 405 y el voltaje de detección de corriente se multiplexan en el cable 410, de manera descendente al circuito 405. El módulo de derivación 415 es con eficacia un filtro de paso bajo, y por lo tanto no afecta significativamente a las señales de PLC en las entradas o salidas del circuito 405. El módulo de filtro 115 recibe la señal multiplexada vía el cable 410, y por operaciones del filtro de paso alto 116 y del filtro de paso bajo 117, desmultiplexa las señales de PLC y el voltaje de detección de corriente. La figura 5 es un diagrama esquemático de una porción del nodo de comunicaciones 112 que muestra una implementación ejemplar del filtro de paso alto 116 y del filtro de paso bajo 117. El módem 130 incluye un transformador 520 que, a su vez, incluye una bobina primaria 515. Un transformador secundario 520 se acopla al circuito de comunicaciones dentro del módem 130. El filtro de alto paso 116 incluye un condensador 510 que se ubica en serie con la bobina primaria 515. El condensador 510, primario 515 y Zin de impedancia de entrada de módem 540 funcionan juntos como un filtro de alto paso. El filtro de paso bajo 117 incluye reguladores 525 y un condensador 530. Los reguladores 525 conducen la señal de voltaje de detección de corriente (es decir, una señal de baja frecuencia), y bloquean las señales de PLC . El condensador 530 filtra cualquier componente de alta frecuencia residual. , La figura 6 es un diagrama esquemático de una porción del sistema 400, y muestra una implementación ejemplar del módulo de derivación 415. Aquí, se muestra que el módulo de derivación 415 incluye los reguladores 605, transformador 615, y un condensador 625. Según lo mencionado anteriormente, el circuito 405 hace pasar las señales de PLC, pero bloquea las señales de frecuencia de energía. Los reguladores 605 proporcionan una trayectoria de baja impedancia para la señal de voltaje de detección de corriente (de los pares de bobinas secundarias 110) a un primario 610 del transformador 615. El transformador 615 es un transformador de baja frecuencia, y puede tener una relación que se vuelve no unitaria para medir la magnitud del voltaje de detección de corriente para igualar un intervalo de voltaje de entrada del convertidor de analógico a digital 140 o del convertidor de r.m.s.-a-cc 145 (ver la figura 1C) . Un secundario 620 del transformador 615 se conecta en serie a un alambre que conduce las señales de PLC en la salida del circuito 405. Este arreglo conecta las señales de PLC y el voltaje de detección de corriente en serie, multiplexando por lo tanto las señales de PLC y el voltaje de detección de corriente para la transmisión multiplexada vía el cable 410. El condensador 625 tiene un valor en el intervalo de nanofaradios , y actúa como un circuito corto para conducir las señales de PLC (de alta frecuencia) , mientras aparece como un circuito abierto para el voltaje de detección de corriente (de baja frecuencia) . Por consiguiente, para las frecuencias bajas, un secundario 620 se coloca en serie con la salida del circuito 405. La figura 7 es un diagrama de bloques de un sistema 700 para la fase de medición de una corriente de una línea eléctrica de voltaje medio, referida como una fase de un voltaje de energía. El sistema 700 incluye el acoplador 105, transformador de distribución 702, y un nodo de comunicaciones 712. El transformador de distribución 702 transforma el voltaje de la línea eléctrica 103 a un voltaje inferior, y proporciona energía a las cargas en las dependencias 740. Además, el transformador de distribución 702 proporciona energía al nodo de comunicaciones 712 vía una línea eléctrica de bajo voltaje 725. El nodo de comunicaciones 712 incluye el módulo de filtro 115, módem 130, procesador análogo 140, convertidor de r.m.s.-a-cc 145, procesador de datos 135, y el convertidor de análogo a digital 150, que operan según lo descrito anteriormente. El nodo de comunicaciones 712 incluye además, un detector de fase 730, y un convertidor de análogo a digital 750. El detector de fase 730 determina la fase de Iioi relacionada a una fase de referencia. Más específicamente, el detector de fase 730 recibe un voltaje de referencia derivado de la línea eléctrica de bajo voltaje 725, y también recibe un voltaje de detección de corriente amplificado de la salida del procesador análogo 140. El detector de fase 730 determina la fase de Iioi basada en una relación de fase entre el voltaje de referencia derivado de la línea eléctrica de bajo voltaje 725, y el voltaje de detección de corriente amplificado de la salida del procesador análogo 140. El detector de fase 730 hace salir un voltaje que representa la fase de Ii0i relacionado a la fase del voltaje de referencia derivado de la línea eléctrica de bajo voltaje 725. El convertidor de análogo a digital 750 tiene dos entradas, es decir (a) una entrada del detector de fase 730, es decir, el voltaje que representa la fase de Iioi, y (b) una entrada del convertidor de r.m.s.-a-cc 145, es decir, la representación de ce del voltaje de detección de corriente. El convertidor de análogo a digital 750 convierte cada una de las dos entradas al formato digital, y hace salir los datos de fase y los datos de detección de corriente . El procesador de datos 235 recibe los datos de fase y los datos de detección de corriente del convertidor de análogo a digital 750, y envía los datos de fase y los datos de detección de corriente al módem 130. El módem 130 modula los datos de fase y los datos de detección de corriente en una señal de PCL, y transmite la señal de PLC vía el módulo de filtro 115, acoplador 105 y la línea eléctrica 103, a otros nodos de comunicaciones (no mostrados en la figura 7) conectados por otros acopladores (no mostrados en la figura 7) en una red de línea eléctrica de cuyo línea eléctrica 103 es parte. Además esta información se puede presentar en un monitor o en un puerto de datos (ninguno de los dos se muestra) instalado en o adyacente al nodo de comunicaciones 712, para el beneficio del personales que proporciona servicio en un sitio en el cual se ubica el nodo de comunicaciones 712. La figura 8 es diagrama de bloques de una porción de una red de distribución de energía 800 configurada para medir los parámetros de energía en varias ubicaciones dentro de la red de distribución de energía 800. La red de distribución de energía 800 incluye una línea eléctrica de voltaje medio trifásica, es decir, una línea eléctrica 825, acopladores 805, 815 y 830, nodos de comunicaciones 840, 845 y 850, y un sistema de monitoreo 855. Cada uno de los acopladores 805, 815 y 830 son similares al acoplador 105. Los nodos de comunicaciones 840, 845 y 850 son similares al nodo de comunicaciones 712. El acoplador 805 se ubica en una ubicación 810, y se acopla al nodo de comunicaciones 840. El acoplador 815 se ubica en una ubicación 820, y se acopla al nodo de comunicaciones 845. El acoplador 830 se ubica en una ubicación 835, y se acopla al nodo de comunicaciones 850. El sistema de monitoreo 855 también se acopla al nodo de comunicaciones 850. Un transformador de distribución 837 transforma el voltaje de una línea de fase de la línea eléctrica 825 a un voltaje inferior, y proporciona energía a las cargas en las dependencias 852. Además, el transformador de distribución 837 proporciona energía al nodo de comunicaciones 840. Los nodos de comunicaciones 845 y 850 son accionados similarmente por otros transformadores de distribución (no mostrados) . El acoplador 805 y el nodo de comunicaciones 840 operan juntos para detectar la corriente, la fase y el voltaje en la ubicación 810. El nodo de comunicaciones 840 transmite periódicamente los valores detectados para la ubicación 810, en una señal de PLC, vía el acoplador 805, línea eléctrica 825, acoplador 830 y el nodo de comunicaciones 850 al sistema de monitoreo 855. El acoplador 815 y el nodo de comunicaciones 845 operan juntos para detectar la corriente, fase y el voltaje en la ubicación 820. El nodo de comunicaciones 845 transmite periódicamente los valores detectados para la ubicación 820, en una señal de PLC, vía el acoplador 815, línea eléctrica 825, acoplador 830 y el nodo de comunicaciones 850 al sistema de monitoreo 855. El acoplador 830 y el nodo de comunicaciones 850 operan juntos para detectar la corriente, fase y el voltaje en la ubicación 835. El nodo de comunicaciones 850 reporta periódicamente los valores detectados para la ubicación 835 al sistema de monitoreo 855. El sistema de monitoreo 855 está en una ubicación de control central, por ejemplo una subestación. El sistema de monitoreo 855 recibe los datos detectados para cada una de las ubicaciones 810, 820 y 835, y desarrolla un reporte amplio del sistema con respecto a las corrientes y otros parámetros eléctricos a través de la red de distribución de energía 800. El sistema de monitoreo 855 incluye un monitor a, equipo de análisis, equipo de registro y un sistema de alarma que permite que el personal de servicios públicos monitoreen la operación del sistema de distribución de energía 800, para localizar y eliminar rápidamente las fallas eléctricas cuando ocurren, por lo tanto mejora la conflabilidad y disminuye el costo total de mantenimiento de red rejilla del sistema de distribución de energía 800. Se observa que el acoplador 805 está unido a una línea de fase inferior de la línea eléctrica 825, y que el acoplador 830 está unido a una línea de fase media de la línea eléctrica 825. Las señales de PLC se acoplan entre las fases, permitiendo las comunicaciones relativamente independientes de la línea de fase en la cual se ubica un acoplador . Aunque la detección se describe en la presente como parámetros de detección en las líneas de fase a las cuales se unen los acopladores, es posible unir los censores de corriente convencionales autónomos (no mostrados) a otras fases, unir las salidas digitales de los censores de corriente a los puertos (no mostrados) en los nodos de comunicaciones tales como el nodo de comunicaciones 840, y proporciona al sistema de monitoreo 855 un conjunto de datos más completo. Similarmente , los censores de voltaje autónomos convencionales se pueden unir a las líneas eléctricas de bajo voltaje o voltaje medio, y sus datos digitales también se suministran al sistema de monitoreo 855. Por consiguiente, si una compañía de servicio público necesita una información completo de todas las corrientes y voltajes en algún polo eléctrico crítico, la compañía de servicio público puede unir los tipos de censores que la compañía de servicio público utiliza comúnmente para las otras líneas (de otra manera sin detectar por los nodos de comunicaciones 840, 845 y 850), y un nodo de comunicaciones convenientemente situado 840, 845 ó 850 puede servir como una base de datos digitales para estas fuentes de datos adicionales. Aunque varios sistemas descritos en la presente se describen en la presente como proveedores de comunicaciones de datos bidireccionales en combinación con la detección de los parámetros de la línea eléctrica, ellos no necesitan mencionarse. Por ejemplo, con referencia a la figura 1, en el sistema 100, puede no estar presente una señal de PLC en la línea eléctrica 103 en un momento en el cual el nodo de comunicaciones 112 está midiendo Iioi- Por lo tanto, en el momento de la medición de Iioi, la señal que está acoplada desde la línea eléctrica 103, vía el acoplador 105, puede incluir solamente la señal de frecuencia de energía, y ninguna señal de PLC . Por otra parte, sin importar si una señal de PLC está presente en la línea eléctrica 103, el nodo de comunicaciones 112 no necesita ser configurado para la comunicación bidireccional , pero en su lugar, puede configurarse solamente para la transmisión de PLC vía el acoplador 105. Como tal, el nodo de comunicaciones 112 detectaría la señal de frecuencia de energía, y después transmitiría los datos que representan la señal detectada, en una señal de PLC, vía el acoplador 105, a una estación de monitoreo remoto. Además, el nodo de comunicaciones 112 no necesita configurarse para ningún PLC vía el acoplador 105. Por ejemplo, el nodo de comunicaciones 112 puede detectar, procesar y presentar un resultado vía una interfaz local al nodo de comunicaciones 112, sin la necesidad de transmitir ningún dato a ningún otro dispositivo . Un sistema para medir la magnitud y/o fase de una corriente en una línea eléctrica de voltaje medio o en una línea eléctrica de alto voltaje, y comunicar la medición, preferiblemente aislar los voltajes mortales del circuito de medición y proporcionar la protección contra las sobretensiones que ocurren rutinariamente en tales líneas. Los sistemas descritos en la presente incluyen un acoplador inductivo que puede proporcionar la medición de la corriente y la comunicación, para que los datos medidos se concentren fácilmente en un punto central, para el análisis, alarma, registro y detección de fallas. Aunque varias modalidades ejemplares de la invención se hayan descrito, debe ser evidente a los expertos en la técnica que varios cambios y modificaciones se pueden hacer para alcanzar algunas de las ventajas de la invención sin apartarse del alcance verdadero de la invención. Por ejemplo, aunque el filtro de alto paso 116, filtro de paso bajo 117 y el módulo de derivación 415 se describen en la presente como implementados con los componentes discretos (es decir, condensadores discretos e inductores discretos) , se pueden implementar como circuitos digitales en los cuales sus operaciones respectivas son realizadas por el procesamiento numérico de la señal. La presente invención tiene el propósito de comprender todos los cambios y modificaciones que se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones anexas . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Un método, caracterizado porque comprende: convertir una corriente de frecuencia de energía que atraviesa una línea eléctrica, en un voltaje de frecuencia de energía, vía un acoplador inductivo que acopla una señal de comunicaciones de la línea eléctrica; separar el voltaje de frecuencia de energía de la señal de comunicaciones; determinar un valor de un parámetro de la corriente de frecuencia de energía del voltaje de frecuencia de energía; modular el valor en una señal de comunicación resultante; y acoplar la señal de comunicación resultante a la línea eléctrica, vía el acoplador inductivo. 2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el acoplador inductivo incluye: (a) un núcleo magnético que tiene una abertura, en donde la línea eléctrica se dirige a través de la abertura y sirve como una bobina primaria para el acoplador inductivo; (b) una bobina secundaria enrollada alrededor de una porción del núcleo magnético, en donde el voltaje de frecuencia de energía se induce a través de la bobina secundaria. 3. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la separación comprende el paso del voltaje de frecuencia de energía a través de un filtro que bloquea la señal de comunicaciones. . El método de conformidad con · la reivindicación 3, caracterizado porque la señal de comunicaciones se dirige a un circuito que hace pasar la señal de comunicaciones y bloquea el voltaje de frecuencia de energía, y en donde adicionalmente comprende: dirigir el voltaje de frecuencia de energía alrededor del circuito; multiplexar el voltaje de frecuencia de energía y la señal de comunicaciones juntas, hacia abajo del circuito, para producir una señal multiplexada ; y desmultiplexar la señal, antes de la determinación . 5. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el voltaje de frecuencia de energía tiene una frecuencia en un intervalo de aproximadamente 50-60 Hz, y la señal de comunicaciones tiene una frecuencia mayor de aproximadamente 1 MHz. 6. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el parámetro se selecciona del grupo que consiste de (a) una magnitud de la corriente de frecuencia de energía, y (b) una fase de la corriente de frecuencia de energía, con respecto a una fase de referencia. 7. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el acoplador inductivo incluye (a) un núcleo magnético que tiene una abertura, en donde la línea eléctrica se dirige a través de la abertura y sirve como una bobina primaria para el acoplador inductivo; y (b) una bobina secundaria que se enrolla alrededor de una porción del núcleo magnético, en donde la señal acoplada se induce a través de la bobina secundaria, y en donde la separación comprende hace pasar el voltaje de frecuencia de energía a través de un filtro que bloquea la señal de comunicaciones. 8. Un sistema, caracterizado porque comprende: un acoplador inductivo que (a) acopla una señal de comunicaciones de una línea eléctrica, y (b) convierte una corriente de frecuencia de energía que fluye a través de la línea eléctrica, a un voltaje de frecuencia de energía ; un filtro que se separa el voltaje de frecuencia de energía de la señal de comunicaciones; un procesador que determina un valor de un parámetro de corriente de frecuencia de energía del voltaje de frecuencia de energía; y un modulador que controla el valor en una señal de comunicaciones, en donde el sistema acopla la señal de comunicaciones a la línea eléctrica, vía el acoplador inductivo . 9. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el acoplador inductivo incluye: (a) un núcleo magnético que tiene una abertura, en donde la línea eléctrica se dirige a través de la abertura y sirve como una bobina primaria para el acoplador inductivo; y (b) una bobina secundaria enrollada alrededor de una porción del núcleo magnético, en donde el valor de un parámetro de la corriente de frecuencia de energía del voltaje de frecuencia de energía se induce a través de la bobina secundaria. 10. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el filtro hace pasar el voltaje de frecuencia de energía y bloquea la señal de comunicaciones. 11. El sistema de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque: en donde la señal de comunicaciones se dirige a un circuito que hace pasar la señal de comunicaciones y bloquea el voltaje de frecuencia de energía, y en donde adicionalmente comprende: un módulo de derivación que dirige el voltaje de frecuencia de energía alrededor del circuito; un arreglo que multiplexa el voltaje de frecuencia de energía y la señal de comunicaciones juntos, de manera descendente al circuito, para producir una señal muítiplexada ; y un arreglo que desmultiplexa la señal multiplexada a modo que el procesador pueda determinar el valor . 12. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el voltaje de frecuencia de energía tiene una frecuencia en un intervalo de aproximadamente 50-60 Hz, y la señal de comunicaciones tiene una frecuencia mayor de aproximadamente 1 MHz. 13. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el parámetro se selecciona del grupo que consiste de (a) una magnitud de la corriente de frecuencia de energía, y (b) una fase de la corriente de frecuencia de energía, con respecto a una fase de referencia. 14. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque el acoplador inductivo incluye (a) un núcleo magnético que tiene una abertura, en donde la línea eléctrica se dirige a través de la abertura y sirve como una bobina primaria para el acoplador inductivo; y (b) una bobina secundaria enrollada alrededor de una porción del núcleo magnético, en donde la señal acoplada se induce a través de la bobina secundaria, y en donde el filtro hace pasar el voltaje de frecuencia de energía y bloquea la señal de comunicaciones . 15. Un aparato, caracterizado porque comprende: un filtro que separa un voltaje de frecuencia de energía de una señal de comunicación que se acopla, vía un acoplador inductivo, de una línea eléctrica que lleva una corriente de frecuencia de energía; un procesador que determina un valor de un parámetro de la corriente de frecuencia de energía del voltaje de frecuencia de energía; y un modulador que controla el valor en una señal de comunicaciones para acoplar la línea eléctrica vía el acoplador inductivo. 16. El aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el filtro hace pasar el voltaje de frecuencia de energía y bloquea la señal de comunicaciones. 17. El aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el voltaje de frecuencia de energía tiene una frecuencia en un intervalo de aproximadamente 50-60 Hz, y la señal de comunicaciones tiene una frecuencia mayor de aproximadamente 1 MHz.