MX2014010385A - Hacer uso de redundancia inherente en un dispositivo electronico inteligente multifuncional. - Google Patents

Abstract

Se describen aquí sistemas y métodos para hacer uso de la redundancia inherente de entradas de medida eléctrica disponibles para dispositivos electrónicos inteligentes (IED) con base en microprocesador. Específicamente, un IED puede recibir una pluralidad de medidas eléctricas asociadas con un sistema de suministro de energía eléctrica, tal como medidas asociadas con un generador. Un primer módulo de protección puede configurarse para detectar un primer tipo de alteración eléctrica utilizando un primer subgrupo de la pluralidad de medidas eléctricas. Un segundo módulo de protección puede configurarse para detectar un segundo tipo de alteración eléctrica utilizando un segundo subgrupo de la pluralidad de medidas eléctricas. Un primer módulo de protección redundante puede configurarse para verificar la detección del primer tipo de alteración eléctrica utilizando al menos una porción del segundo subgrupo de la pluralidad de medidas eléctricas.

Description

HACER USO DE REDUNDANCIA INHERENTE EN UN DISPOSITIVO ELECTRONICO INTELIGENTE MULTIFUNCIONAL CAMPO DE LA INVENCION Esta descripción se refiere a dispositivos de protección multifuncionales . Más particularmente, esta descripción se refiere al uso de datos redundantes proporcionados a un dispositivo electrónico inteligente para verificar la detección de alteraciones eléctricas.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS Se describen modalidades no limitantes y no exhaustivas de la descripción, incluyendo varias modalidades de la descripción con referencia a las figuras, en donde: la Figura 1 ilustra un diagrama de una línea simplificado de un sistema de suministro de energía eléctrica monitoreado por múltiples dispositivos electrónicos inteligentes (IED, por sus siglas en inglés) .

La Figura 2 ilustra un diagrama de una línea simplificado de un sistema de suministro de energía eléctrico monitoreado por múltiples elementos protectores discretos, cada elemento protector recibe entradas de sensores de corriente y/o voltaje.

La Figura 3A ilustra un diagrama de una línea simplificado de un sistema de suministro de energía eléctrica monitoreado por un IED a base de microprocesador.

Ref. 250553 La Figura 3B ilustra un diagrama de una línea simplificado de un sistema de suministro de energía eléctrica monitoreado por un IED configurado con módulos de protección redundante .

La Figura 4 ilustra un diagrama de bloque funcional de un sistema de computadora que actúa como un IED con al menos dos módulos de protección y al menos un módulo de protección redundante.

La Figura 5 ilustra un módulo de protección redundante configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento protector diferencial.

La Figura 6 ilustra un módulo de protección redundante configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento de balance de fase.

La Figura 7 ilustra un módulo de protección redundante configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por una elemento de energía direccional.

La Figura 8 ilustra un módulo de protección redundante configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento de voltios por Hertzios.

La Figura 9 ilustra un módulo de protección redundante configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por uno o más de un elemento de sobrecorriente , un elemento de baja corriente, un elemento de sobrevoltaj e , y una pared de bajo voltaje.

La Figura 10 ilustra un módulo de protección redundante configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento de campo (excitación alta/baja) .

La Figura 11 ilustra módulo de protección redundante configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento de distancia.

La Figura 12 ilustra un diagrama lógico de un módulo configurado para detectar un transformador de corriente abierto.

La Figura 13 ilustra un módulo de protección redundante configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento de sobrecorriente instantánea utilizando la salida del módulo de transformador de corriente abierto de la Figura 12.

La Figura 14 ilustra un cuadro de flujo de una modalidad de un método para verificar la detección de una alteración eléctrica por un primer módulo de protección utilizando un módulo de protección redundante configurado para utilizar medidas eléctricas redundantemente disponibles.

La Figura 15 ilustra un cuadro de flujo de un ejemplo específico de un método para verificar la detección de una alteración eléctrica por un primer módulo de protección utilizando medidas eléctricas redundantemente disponibles.

En la siguiente descripción, se proporcionan numerosos detalles específicos para un entendimiento completo de las varias modalidades aquí descritas. Los sistemas y métodos aquí descritos pueden practicarse sin uno o más de los detalles específicos, con otros métodos, componentes, materiales, etc. Además, en algunos casos, estructuras, materiales, u operaciones bien conocidos pueden no mostrarse o describirse en detalle con el fin de evitar oscurecer aspectos de la descripción. Además, los aspectos, estructuras, o características descritas pueden combinarse en cualquier forma adecuada en una o más modalidades alternativas .

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION Los sistemas de suministro de energía eléctrica (transmisión, distribución, y similares) se someten a fallas, que pueden incluir una o más fases eléctricamente conectadas a entre sí y/o a tierra. La protección de sistema de suministro de energía eléctrica puede requerir una determinación de que fase o fases están involucradas en la falla. Ciertas condiciones de falla, por ejemplo fallas de alta resistencia, pueden complicar la determinación de falla apropiada. Generación de energía eléctrica, transmisión, y sistemas de suministro pueden utilizar dispositivos electrónicos inteligentes para monitorear fallas en equipo eléctrico tal como líneas de transmisión, líneas de distribución, conductores comunes, transformadores, bancos capacitores, generadores, cambiadores de toma, reguladores de voltaje, o similares. Los IED además pueden estar configurados para emitir instrucciones de control a equipo con la detección de una falla.

Un IED, tal como un relé protector, puede monitorear y proteger un sistema de energía eléctrica en el caso de falla de sistema de energía. En respuesta a detectar la condición de falla, el IED puede tomar una o más medidas protectoras (por ejemplo, interruptores de disparo) , que pueden causar interrupciones de servicio entre el sistema de energía eléctrica, tal como falla de energía al área de servicio del sistema de energía eléctrica, condiciones de bajo voltaje (por ejemplo, baja de tensión), aumentan las cargas sobre otras porciones del sistema de energía, y así sucesivamente. Por consiguiente, los costos asociados con mala operación del IED (disparo falso) pueden ser significativos. Algunos IED pueden ser dispositivos complejos que operan en una red interconectada . Con la complejidad cada vez mayor de IED llega un riesgo aumentado de mala operación. Se ha observado que la mala operación de IED puede ocurrir por cualquier número de razones, incluyendo, pero no limitadas a: fallas en componentes de IED, tal como procesador (es) , memoria, medios legibles por computadora, interconexiones eléctricas, interfases de comunicación, y similares; fallas en los componentes eléctricos, tal como amplificadores operativos, convertidores analógicos a digitales (ADC, por sus siglas en inglés) , capacitores, inductores, y similares; errores suaves debido a fallas de software y/o firmware, errores de recopilador, errores de procesador, y similares.

Algunos IED pueden incorporar componentes de auto-prueba y/o auto-validación, tal como mecanismos de control de procesador, para ayudar a prevenir mala operación. Sin embargo, estos componentes se someten a falla justo como los otros componentes del IED. Además, ya que los dispositivos de monitoreo son típicamente incorporados en el IED, una falla dentro del IED también puede causar una falla en el (los) componente (s) de monitoreo. En otro acercamiento, puede monitorearse a un sistema energía eléctrica por dos IED redundantes, cuyas salidas pueden ser validadas de manera cruzada para asegurar que ambas están operando apropiadamente. Esta configuración, sin embargo, puede aumentar la posibilidad de falla de IED ya que la combinación resulta en un sistema que es aproximadamente dos veces más complejo que un IED individual (el índice de falla puede ser aproximadamente el doble que el de un IED individual) . Además, ya que una falla en cualquier IED puede causar una alarma de auto-prueba y sacar los IED de servicio, es probable que se reduzca significativamente la disponibilidad.

Antes de la introducción de IED a base de microprocesador, se monitorearon sistemas de suministro de energía eléctrica por elementos protectores analógicos discretos. Cada elemento protector puede estar configurado para monitorear un componente individual o apuntar en un sistema de suministro de energía eléctrica. Cada elemento protector puede recibir entradas de dispositivos de medida independientes, tal como transformadores de corriente (CT, por sus siglas en inglés) , transformadores de voltaje (VT, por sus siglas en inglés) , sensores de temperatura, sensores de luz (tal como sensores de detección de arco eléctrico) , y/u otros dispositivos de monitoreo y/o de detección. Por ejemplo, un generador pudo haber sido monitoreado por numerosos elementos protectores, incluyendo, pero no limitados a, elementos protectores configurados para realizar la función de un elemento protector diferencial (número de dispositivo ANSI 87) , elemento de balance de fase (número de dispositivo ANSI 46) , un elemento de energía direccional (número de dispositivo ANSI 32) , un elemento de voltios por Hertzio (número de dispositivo ANSI 24), un elemento de alto o bajo voltaje/corriente (número de dispositivo ANSI 27, 51, 59, 67, y/o 76) , un elemento de pérdida de campo (número de dispositivo ANSI 40) , un elemento de distancia (número de dispositivo ANSI 21) , un módulo de detección de transformador de corriente abierto, un elemento de sobrecorriente instantáneo (número de dispositivo ANSI 50) , y/o cualquier otro elemento de monitoreo o de protección, con o sin un número de dispositivo ANSI asignado.

Cada elemento protector que monitorea el generador puede recibir medidas eléctricas de CP y/o VT discretos. Por consiguiente, el generador (u otro componente eléctrico) puede incluir un número relativamente grande de dispositivos de medida eléctrica. La llegada de los IED a base de microprocesador permitió que un dispositivo individual, el IED, reciba una pluralidad de entrada de medida eléctrica e realice la función de números elementos protectores simultáneamente. Por ejemplo, en lugar de utilizar un elemento de balance de fase con un primer grupo de entradas de medida eléctrica y un elemento protector diferencial con un segundo grupo de entradas de medida eléctrica, un IED individual puede recibir el primer y segundo grupos de entradas de medida eléctrica y realizar la función de ambos elementos protectores.

Un IED que realiza la función de múltiples elementos protectores puede recibir una pluralidad de entradas originalmente opuestas a disponibilidad por el generador para uso por una pluralidad de elementos protectores discretos . Dado que algunos de los elementos protectores pueden utilizar medidas eléctricas de puntos eléctricamente equivalentes dentro del sistema de suministro de energía eléctrica, el IED puede recibir numerosas entradas de medida eléctrica redundantes. Un IED puede utilizar las medidas eléctricas redundantes para verificar la detección de alteraciones eléctricas, tal como una falla, con los módulos de protección primarios del IED. En algunas modalidades, puede reportarse una alteración eléctrica (tal como al disparar un interruptor) únicamente cuando el módulo de protección primario indica una alteración eléctrica y cuando un módulo de protección redundante indica una alteración eléctrica.

Por consiguiente, los sistemas y métodos actualmente descritos pueden reducir o eliminar mala operación de IED debido a señales de entrada erróneas. Adicionalmente , los sistemas y métodos actualmente descritos pueden proporcionar información adicional a un operador con respecto a la razón que un IED disparó un interruptor o de otra forma indicó que ocurrió una alteración eléctrica.

De conformidad con varias modalidades, un IED puede configurarse con un primer módulo de protección configurado para realizar la función de un primer elemento protector y un segundo módulo de protección configurado para realizar la función de un segundo elemento protector. El primer módulo de protección puede utilizar un primer subgrupo de una pluralidad de entradas de medida eléctrica con el fin de realizar su función protectora. El segundo módulo de protección puede utilizar un segundo subgrupo de la pluralidad de entradas de medida eléctrica con el fin de realizar su función protectora. Un módulo de protección redundante puede utilizar al menos una porción del segundo subgrupo de la pluralidad de entradas de medida eléctrica para verificar la detección de una alteración eléctrica por el primer módulo de protección. Por consiguiente, tomando ventaja de la existencia de entradas de medida eléctrica redundantes, el IED es capaz de verificar la detención de alteraciones eléctricas sin requerir entradas de medida más allá de lo que ya está disponible para el IED.

De conformidad con varias modalidades, la pluralidad de medidas eléctricas puede asociarse con un generador, un transformador, una línea transmisión, una línea de distribución, u otro componente en un sistema de suministro de energía eléctrica. En los siguientes ejemplos, los módulos de protección primarios pueden utilizar un primer subgrupo de entradas de medida eléctrica para detectar un primer tipo de alteración eléctrica. El módulo de protección redundante puede utilizar un segundo subgrupo de entradas de medida eléctrica para verificar la detección del primer tipo de alteración eléctrica. El segundo subgrupo de entradas de medida eléctrica puede utilizarse por uno o más módulos de protección primarios adicionales para detectar tipos adicionales de alteraciones eléctricas.

El módulo de protección primario puede incluir un elemento diferencial de corriente para bobinados de estator de generador y el módulo de protección redundante puede determinar cuando existe un diferencial de corriente entre varios conductores o bobinados de fase. El módulo de protección primario puede ser un elemento de corriente de balance fase y el módulo de protección redundante puede determinar una diferencia entre la corriente de secuencia negativa en las terminales de la máquina y la corriente de secuencia negativa en el lado neutral de la máquina. El módulo de protección primario puede ser un elemento de energía direccional y el módulo de protección redundante puede determinar una diferencia entre la energía por fase entre una primera línea de fase y una segunda línea de fase y la energía por fase entre la segunda línea de fase y una tercera línea de fase. El módulo de protección primario puede ser un elemento de Voltios por Hertzio que monitorea una primera línea de fase, y la protección redundante puede ser un elemento de voltios por Hertzio que monitorea una segunda línea de fase. El módulo de protección primario puede ser un elemento de sobrevoltaje configurado para detectar un sobrevoltaje en una primera línea de fase y el módulo de protección redundante puede ser un segundo elemento de sobrevoltaje configurado para detectar un sobrevoltaje en una segunda línea de fase. El módulo de protección primario puede ser un elemento de sobrecorriente configurado para detectar una sobrecorriente en una primera línea de fase y el módulo de protección redundante puede ser un segundo elemento de sobrecorriente configurado para detectar una sobrecorriente en una segunda línea de fase.

El módulo de protección primario puede ser una pérdida de elemento de excitación y el módulo de protección redundante puede ser un detector de voltaje de secuencia negativa y un detector de corriente de secuencia negativa. El módulo de protección primario puede ser un elemento de distancia y el módulo de protección redundante puede estar configurado para determinar una diferencia entre la corriente de secuencia negativa en las terminales de máquina y la corriente de secuencia negativa en un lado neutral de la máquina. El módulo de protección primario puede ser un elemento de sobrecorriente y el módulo de protección redundante puede estar configurado para determinar un aumento en una corriente diferencial y determinar una disminución en una corriente de restricción, de manera que el módulo de protección redundante detecta un transformador de corriente abierto cuando el aumento en la corriente diferencial y la disminución en una corriente de restricción son aproximadamente equivalentes, y los valores determinados para la corriente diferencial y la corriente de restricción están sobre un umbral predeterminado.

Aunque se han ilustrado y descrito modalidades y aplicaciones específicas de la descripción, se entenderá que la descripción no está limitada a la configuración y componentes precisos aquí descritos. Varias modificaciones, cambios y variaciones evidentes para aquellos expertos en la técnica pueden hacerse en la disposición, operación y detalles de los métodos y sistemas de la descripción sin apartarse del espíritu y alcance de la descripción.

La referencia a través de esta descripción a "una modalidad" significa que un aspecto, estructura, o característica particular descrita en conexión con las modalidades se incluye al menos en una modalidad. De esa forma, las apariciones de las frases "en una modalidad" o "en una modalidad" en varios lugares de principio a fin en esta descripción no necesariamente están haciendo referencia a todas a la misma modalidad. Además, una "modalidad" puede ser un sistema, un método, o un producto de un proceso.

Como se utiliza aquí, el término IED puede referirse a cualquier dispositivo a base de microprocesador que monitorea, controla, automatiza, y/o protege equipo monitoreado dentro de un sistema. Tales dispositivos pueden incluir o realizar la función de, por ejemplo, unidades terminales remotas, elementos diferenciales, elementos de distancia, elementos direccionales , elementos de alimentador, elementos de sobrecorriente , controles de regulador de voltaje, elementos de voltaje, elementos de falla de interruptor, elementos de generador, elementos de motor, controladores de automatización, controladores de compartimento, medidores, controles de reconectador, procesadores de comunicaciones, plataformas de cómputo, controladores de lógica programable (PLC, por sus siglas en inglés) , controladores de automatización programables, módulos de entrada y salida, unidades de motor, y similares. Los IED pueden estar conectados a una red, y pueden facilitarse comunicación en la red por dispositivos en red incluyendo, pero no limitados a, multiplexores, enrutadores, concentradores, puertas de acceso, muros contra fuego, e interruptores. Además, los dispositivos en red y de comunicación pueden incorporarse en un IED o estar en comunicación con un IED. El término IED puede utilizarse intercambiablemente para describir un IED individual o un sistema que comprende múltiples IED.

Algunos aspectos de ciertas modalidades aquí descritos pueden implementarse como módulos o componentes de software. Como se utiliza aquí, un módulo o componente de software puede incluir cualquier tipo de instrucción de computadora o código ejecutable por computadora localizado dentro o sobre un medio de almacenamiento legible por computadora. Un módulo de software puede, por ejemplo, comprender uno o más bloques físicos o lógicos de instrucciones de computadora, que pueden organizarse como una rutinas, programa, objeto, componente, estructura de datos, etc., que realiza una o más tareas o implementa tipos de datos abstractos particulares.

Algo de la estructura que puede utilizarse con modalidades aquí descritas ya está disponible, tal como computadoras de propósito general, herramientas y técnicas de programación de computadora, medios de almacenamiento digital, y redes de comunicaciones. Una computadora puede incluir un procesador, tal como un microprocesador, microcontrolador, sistema de circuitos de lógica, o similares. El procesador puede incluir un dispositivo de procesamiento de propósito especial, tal como un ASIC, PAL, PLA, PLD, Disposición de Puerta Programable de Campo, u otro dispositivo personalizado o programable. La computadora también puede incluir un dispositivo de almacenamiento legible por computadora, tal como memoria no volátil, RAM estática, RAM dinámica, ROM, CD-ROM, disco, cinta, memoria magnética, óptica, flash, u otro medio de almacenamiento legible por computadora.

Las modalidades de la descripción se entenderán mejor por referencia a las figuras, en donde partes similares están designadas por números similares de principio a fin. Los componentes de las modalidades descritas, como se describió e ilustró generalmente en las figuras aquí, podrían disponerse y diseñarse en una gran variedad de diferentes configuraciones. De esa forma, la siguiente descripción detallada de las modalidades de los sistemas y métodos de la descripción no pretende limitar el alcance de la descripción, como se reivindicó, sino que simplemente es representativo de posibles modalidades. En otros casos, estructuras, materiales, u operaciones bien conocidos no se muestran o describen en detalle para evitar oscurecer aspectos de esta descripción. Además, los pasos de un método no necesariamente necesitan ejecutarse en cualquier orden específico, o incluso secuencialmente, ni los pasos necesitan ejecutarse únicamente una vez, a menos que se especifique de otra forma.

La Figura 1 ilustra una modalidad de un diagrama de un sistema de suministro de energía eléctrica 100. El sistema de suministro de energía eléctrica 100 puede incluir una pluralidad de IED 113, 135, y 175 configurados para monitorear, controlar, y/o proteger varios componentes del sistema de suministro de energía eléctrica 100. El sistema de suministro de energía eléctrica 100 también puede incluir generador 110 configurado para generar energía eléctrica. Como se ilustró, el generador 110 puede alimentar el transformador de aumento 130 para aumentar el voltaje en la línea transmisión 180 para distribución a través del conductor común 150 y línea de transmisión 185. Como se ilustró, la línea de transmisión 185 puede suministrar energía a cargas 195 a través del transformador 165.

Pueden utilizarse otros IED (no mostrados) para monitorear, controlar, y/o para proteger varios conductores, transformadores, generadores, conductores comunes, bancos de capacitor, interruptores de circuito, interruptores, reguladores de voltaje, cargas, baterías, y similares. Cada IED puede estar en comunicación con uno o más de otros IED. Algunos IED pueden estar configurados como controladores centrales, procesadores de vector de sincrofasor, controladores de automatización, controladores de lógica programable, controladores de automatización en tiempo real, sistemas SCADA, o similares.

De conformidad con varias modalidades, el sistema de suministro de energía eléctrica 100 puede generar, transmitir, y distribuir energía trifásica. Alternativamente, el sistema de suministro de energía eléctrica 100 puede adaptarse para incorporar cualquier número de fases, incluyendo fase individual, bifásica, trifásica como una línea neutral, trifásica sin una línea neutral, o una combinación de las mismas.

El sistema de suministro de energía eléctrica 100 puede incluir varios interruptores 125, 145, 155, 160, y 190 controlados por cualquiera de los IED 113, 135, o 175. Uno o más de los interruptores 125, 145, 155, 160, y 190 pueden abrirse cuando cualquiera de los IED 113, 135, y 175 detecta una alteración eléctrica, tal como una condición de falla. Cada IED 113, 135, y 175 puede monitorear un componente o porción de sistema de suministro de energía eléctrica 100 a través de otros CP y/lo VT, tal como se ilustró CT ilustrados 111, 112, 140 141, 170, 171. Cada IED 113, 135, y 175 puede configurarse con uno o más módulos de protección configurados para detectar alteraciones eléctricas específicas. Por ejemplo, el IED 113 configurado para monitorear y proteger el generador 110 sin realizar la función de cualquiera de una gran variedad de elementos de detección, tal como aquellos elementos y dispositivos descritos en IEEE C37.2 (última vez revisado en 2008) , el IED 113 puede incluir numerosos módulos de protección primarios cada uno configurado para realizar la función de un elemento protector. Además, el IED 113 puede incluir uno o más módulos de protección redundante configurados para verificar la detección de una alteración eléctrica por uno de los módulos de protección primarios.

La Figura 2 ilustra un diagrama de una línea 200 simplificado de un sistema de suministro de energía eléctrica 250 monitoreado por múltiples elementos protectores de función individual 210, 211, 212 y 230. Como se ilustró, el sistema de suministro de energía eléctrica 250 puede incluir un generador 260, un interruptor 270, y un transformador 280. Como se puede apreciar por un experto en la técnica, el sistema de suministro de energía eléctrica 250 ilustrado es simplemente una representación simplificada de un sistema de suministro de energía. En la práctica, tal sistema de suministro incluiría una gran variedad de componentes y conexiones adicionales. Varios componentes de sistema de suministro de energía eléctrica 250 pueden monitorearse , protegerse, y/o controlarse por elementos protectores de función individual 210-230. Como se ilustró, cualquier número de elementos protectores puede utilizarse para monitorear cualquier número de componentes . De conformidad con varias modalidades, cada elemento protector 210-230 puede realizar una función protectora discreta. Adicionalmente, cada elemento protector 210-230 puede recibir entradas de medida eléctrica específicas para su función deseada. Por ejemplo, el generador 260 puede monitorearse, protegerse, y/o controlarse por numerosos elementos protectores de función individual, cada uno de los cuales puede revisar un grupo discreto de entradas de medida eléctrica. Cada elemento protector 210-230 puede realizar una función discreta, tal como, pero no limitada a, aquellas descritas en IEEE C37.2.

La Figura 3A ilustra un diagrama de una línea 300 simplificado de un sistema de suministro de energía eléctrica 330 monitoreado por un IED a base de microprocesador 310. Como se ilustró, en lugar de utilizar una pluralidad de elementos protectores discretos, pueden utilizarse uno o más IED para monitorear, proteger, y/o controlar sistemas de suministro de energía eléctrica 330. De conformidad con varias modalidades, el IED 310 puede realizar las funciones que se asignaron tradicionalmente a una pluralidad de elementos protectores discretos. Por ejemplo, un IED individual, tal como IED 310, puede configurarse para monitorear el generador 332. Otro IED puede configurarse para monitorear el transformador 336. El IED 310 puede accionar el interruptor 334 si se detecta una alteración eléctrica.

Todas las entradas de medida eléctrica 302 originalmente disponibles para elementos protectores 210-230 en la Figura 2 pueden ponerse a disponibilidad para el IED 310 a través del módulo de entrada 314. Por consiguiente, el IED 310 puede incluir varios módulos de protección 316. Cada módulo de protección 316 puede estar configurado para realizar la función de uno o más de los elementos protectores 210-230 en la Figura 2. En varias modalidades, algunas de las entradas de medida eléctrica 312 pueden ser redundantes. En donde elementos protectores discretos 210-230 en la Figura 2 no utilizaron la redundancia existente en el grupo completo de entradas de medida eléctrica 312 disponibles, el IED 310 puede hacer uso de la redundancia existente en el grupo completo de entradas de medida eléctrica 312. El módulo de salida 318 puede proporcionar señales de control y/o retroalimentación 320 al sistema de suministro de energía eléctrica 330 cuando se detecta una alteración eléctrica por uno de los módulos de protección 316.

Como se describió previamente, la mala operación de IED es indeseable y puede resultar en complicaciones y/o costos adicionales. Por consiguiente, como se ilustró en la Figura 3B, el IED 310 puede utilizar las medidas eléctricas redundantes 312 para verificar la detección de alteraciones eléctricas mediante módulos de protección 316. Cada uno de la pluralidad de módulos de protección 316 puede realizar la función de un elemento de protección y su lógica de supervisión. Por ejemplo, el módulo de protección puede realizar la función de un elemento diferencial de corriente en su lógica de supervisión. Módulos de protección redundante 317 pueden incluir varios módulos de protección y/o lógica de supervisión redundante configurada para verificar la detección de alteraciones eléctricas utilizando las entradas de medida eléctrica redundantes 312.

En un ejemplo, el módulo de protección 316 puede incluir un elemento diferencial de corriente configurado para determinar cuándo un diferencial de corriente de una primera línea de fase y una segunda línea de fase es mayor que un umbral predeterminado. Cualquiera de las alteraciones eléctricas detectadas puede verificarse por un módulo de protección redundante 317 configurado para determinar cuándo un diferencial de corriente entre una tercera línea de fase y una de la primera y segunda líneas de fase es mayor que el umbral predeterminado. Por consiguiente, la lógica de salida 318 puede indicar que existe una alteración eléctrica cuando tanto el módulo de protección primario 316 como el módulo de protección redundante 317 detectan un diferencial de corriente mayor que el umbral predeterminado.

Ya que las entradas de medida eléctrica 312 incluyen inherentemente entradas de medida redundante, como existe comúnmente en la práctica, no es necesario agregar nuevas entradas de medida o sensores al sistema de suministro de energía eléctrica 330. Más bien, la redundancia existente en generador multifuncional (u otro componente) se hace uso de los IED con el fin de proporcionar verificación redundante de alteraciones eléctricas detectadas. De conformidad con varias modalidades, hacer uso de las entradas de medida eléctrica redundantes 312 puede reducir o eliminar mala operación de IED.

Como se describió aquí, el módulo de protección 316 puede incluir cualquiera de una gran variedad de módulos de protección y pueden configurarse para monitorear cualquiera de una gran variedad de componentes eléctricos en sistemas de suministro de energía eléctrica 330. Módulos redundantes 317 pueden incluir cualquier número de módulos de protección redundante, cada uno configurado para verificar la detección de una alteración eléctrica por al menos uno de los módulos de protección 316.

La Figura 4 ilustra un diagrama de bloque funcional de un sistema de computadora 400 que actúa como un IED con al menos dos módulos de protección 482 y 484 y al menos un módulo de protección redundante 488. Como se ilustró, el sistema de computadora 400 puede incluir un procesador 430, memoria (tal como RAM) 440, una interfaz de red 450, y entradas de medida eléctrica 460 conectadas a través del conductor común 420. En algunas modalidades, las entradas de medida eléctrica 460 pueden omitirse y la interfaz de red 450 puede recibir datos de entrada de medida eléctrica. El conductor común 420 también puede conectarse al medio de almacenamiento legible por computadora 470. El medio de almacenamiento legible por computadora 470 puede incluir varios módulos, tal como módulo de entrada 480, primer módulo de protección 482, segundo módulo de protección 484, tercer módulo de protección 486, primer módulo de protección redundante 488, segundo módulo de protección redundante 490, y lógica de salida 492.

De conformidad con varias modalidades, el módulo de entrada 480 puede configurarse para recibir datos con respecto a una pluralidad de entradas de medida eléctrica. El primer módulo de protección 482 puede estar configurado para analizar un primer subgrupo de la pluralidad de entradas de medida eléctrica 460 para detectar alteraciones eléctricas de un primer tipo. Por ejemplo, el primer módulo de protección 482 puede ser (es decir, realizar la función de) un elemento de distancia (número de dispositivo ANSI 21) . El segundo módulo de protección 484 puede configurarse para analizar un segundo subgrupo de la pluralidad de entradas de medida eléctrica 460 para detectar alteraciones eléctricas de un segundo tipo. El tercer módulo de protección 486 puede estar configurado para analizar un tercer subgrupo de la pluralidad de entradas de medida eléctrica 460 para detectar alteraciones eléctricas de un tercer tipo.

El primer módulo de protección redundante 488 puede estar configurado para verificar la detección del primer tipo de alteración eléctrica por el primer módulo de protección 482 utilizando al menos algunos de los segundos y/o terceros subgrupos de la pluralidad de medidas eléctricas. El segundo módulo de protección redundante 490 puede estar configurado para verificar la detección del segundo tipo de alteración eléctrica por el segundo módulo de protección 484 utilizando al menos algunos de los primeros y/o terceros subgrupos de la pluralidad de medidas eléctricas. La lógica de salida 492 puede estar configurada para indicar que existe una alteración eléctrica cuando un módulo de protección primario (tal como primer, segundo, y/o tercer módulo de protección 482-486) detecta una alteración eléctrica y un módulo de protección redundante correspondiente (tal como primer y/o segundo módulos de protección redundante 488 y 490) verifica la detección de la alteración eléctrica por el módulo de protección primario.

Las Figuras 5-13 ilustran varias modalidades de módulos de protección primarios como bloques individuales que implementan una o más de las funciones protectoras descritas en IEEE C37.2 y diagramas lógicos para varios módulos de protección redundante correspondientes. Como se puede apreciar por un experto la técnica, un IED puede estar configurado para realizar una o más de las funciones de los módulos de protección primarios ilustrados en las Figuras 5-13. El IED también puede estar configurado para realizar una o más de las funciones de los módulos de protección redundante .

Por ejemplo, un IED puede recibir una pluralidad de entradas de medida eléctrica. Un primer módulo de protección primario (cualquiera de los módulos de protección primarios en las Figuras 5-13) puede configurarse para detectar un primer tipo de alteración eléctrica utilizando un primer subgrupo de la pluralidad de medidas eléctricas. Un segundo módulo de protección primario (otro de los módulos de protección primarios en las Figuras 5-13) puede configurarse para detectar un segundo tipo de alteración eléctrico utilizando un segundo subgrupo de la pluralidad de medidas eléctricas. Módulos de protección primarios adicionales pueden utilizar subgrupos adicionales de la pluralidad de medidas eléctricas. Un módulo de protección redundante puede utilizar cualquiera segundo, tercer, cuarto, n-ésimo subgrupos de la pluralidad de medidas eléctricas para verificar la detección de una alteración eléctrica por el primer módulo de protección primario. Módulos de protección redundante adicionales pueden utilizar cualquier número de medidas eléctricas disponibles para verificar la detección de alteraciones eléctricas por cualquiera de los módulos de protección primarios utilizando cualquiera de los subgrupos de la pluralidad de medidas eléctricas, excepto el subgrupo utilizado por el módulo de protección primario correspondiente.

Ejemplos específicos de módulos de protección primarios y módulos de protección redundante correspondientes se proporcionan en las Figuras 5-13. Los ejemplos específicos incluidos a continuación son no exhaustivos. De hecho, los sistemas y métodos actualmente descritos para verificar alteraciones eléctricas detectadas utilizando las medidas eléctricas redundantemente disponibles en un IED pueden utilizar y ser aplicables a una gran variedad de elementos y/u otros dispositivos de protección, monitoreo, y/o control.

La Figura 5 ilustra un módulo de protección redundante 500 configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento protector diferencial 501. Como se ilustró, cada uno de los elementos protectores primarios 501, 502, y 503 puede incluir un elemento protector diferencial configurado para determinar un desbalance de corriente entre dos o más corrientes, tal como las corrientes terminales y laterales neutrales de un generador. El módulo protector redundante 500 puede requerir operación de al menos dos de los elementos trifásicos, haciendo uso del hecho de que una falla de fase a fase activaría al menos dos de los tres elementos diferenciales 501, 502 y 503. Por consiguiente, en lugar de indicar una alteración eléctrica, con base en 550, con base en la salida de uno de los elementos protectores diferenciales 501, 502, y 503, el módulo protector redundante 500 puede requerir que al menos dos de los elementos protectores diferenciales 501, 502, y 503 detecten alteraciones eléctricas. Cada uno de los elementos protectores diferenciales 501, 502 y 503 pueden implementarse como elementos protectores discretos y/o como módulos de protección en IED. Por consiguiente, los módulos de protección configurados para implementar las funciones de elementos protectores diferenciales 501, 502, y 503 y un módulo de protección redundante que implementa puertas lógicas 510, 520, 530, y 550 pueden incorporarse en un IED.

La Figura 6 ilustra un módulo de protección redundante 600 configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento de balance de fase 645. Como se ilustró, un módulo de protección puede incluir o implementar las funciones de un elemento de balance de fase 645. La salida puede indicar una alteración eléctrica cuando el elemento de balance de fase 645 y, en 660, el módulo de protección redundante 600 verifica la detección de la alteración eléctrica. De conformidad con la modalidad ilustrada, el módulo de protección redundante 600 puede determinar la diferencia entre la corriente de secuencia negativa en las terminales de la máquina y la corriente de secuencia negativa en el lado neutral de la máquina.

Por consiguiente, puede indicarse una alteración eléctrica, en 670, cuando el elemento de balance de fase 545 detecta una alteración eléctrica y, en 660, cuando corriente de secuencia negativa en las terminales de máquina y la corriente de secuencia negativa en el lado neutral son mayores que un umbral predeterminado. El elemento de balance de fase 645 y/o las funciones revisadas por el elemento de balance de fase 645 pueden implementarse por un IED. Similarmente, lógica 610, 620, 630, 640, 650 y 660, que implementa modulo de protección redundante 600 puede implementarse en un IED.

La Figura 7 ilustra un módulo de protección redundante 700 configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento de energía direccional 765. Como se ilustró, un módulo de protección puede incluir o implementar la función de un elemento de energía de dirección 765. La salida puede indicar una alteración eléctrica cuando el elemento de energía direccional 765 y, en 790, el módulo de protección redundante 700 verifica la detección de la alteración eléctrica. De conformidad con la modalidad ilustrada, el módulo de protección redundante 700 puede determinar la diferencia entre la energía por fase de una primera fase y una segunda fase, y la energía por fase entre la segunda fase y una tercera fase.

La salida puede indicar una alteración eléctrica, en 795, cuando el elemento de energía direccional 765 detecta una alteración eléctrica, cuando la diferencia en la energía por fase entre la primera fase y la segunda fase está sobre un umbral predeterminado, y cuando la diferencia en la energía por fase entre la segunda fase y la tercera fase está por encima de un umbral predeterminado. El elemento de energía de dirección 765 y/o las funciones realizadas por el elemento de energía direccional 765 pueden implementarse por un IED. Similarmente, la lógica 710, 711, 712, 713, 720, 721, 722, 723, 730, 740, 750, 760, 770, 780, y 790, que implementa módulo de protección redundante 700 puede implementarse en un IED.

La Figura 8 ilustra un módulo de protección redundante 800 configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento de Voltios por Hertzio 801, 802, y/u 803. Como se ilustró, el módulo de protección redundante 800 puede incluir lógica 810 configurada para requerir que al menos dos de los elementos de Voltios por Hertzio 801, 802, y 803 detecten una alteración eléctrica. En tal modalidad, uno o más de los elementos de Voltios por Hertzio 801, 802, y/u 803 pueden implementarse como módulos de protección primarios y un primer o tercer elemento de Voltios por hertzio 801, 802, y/u 803 y lógica 810 puede implementarse como módulo de protección redundante y/o como un módulo de salida. Elementos de Voltios por Hertzio 801, 802, y 803, la lógica 810, y módulo de salida 850 y/o la función realizada por ellos puede implementarse en un IED.

La Figura 9 ilustra un módulo de protección redundante similar 900 y configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por uno o más de un elemento de sobrecorriente, un elemento de baja corriente, un elemento de sobrevoltaje, y un elemento de bajo voltaje (dispositivos 901, 902, y 903). De conformidad con la modalidad ilustrada, uno o más de los dispositivos 901, 902, y/o 903 pueden ser un módulo de protección primario y uno o más de los dispositivos restantes 901, 902, y/o 903 pueden ser un módulo de protección redundante en conjunto con lógica 910. Por consiguiente, un módulo de salida puede indicar una alteración eléctrica, en 950, cuando un módulo de protección primario (uno de los dispositivos 901, 902, o 903) y un módulo de protección redundante (otro de los dispositivos 901, 902, y 903) detecta una alteración eléctrica.

La Figura 10 ilustra un módulo de protección redundante 1000 configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento de campo (sobre/baja excitación) 1055 (tal como una pérdida de un elemento de excitación) . Como en modalidades previamente descritas, el elemento de campo 1055 y/o las funciones implementadas por el elemento de campo 1055 pueden implementarse por un IED. El elemento de campo 1055 puede considerarse un módulo de protección primario y lógica 1010, 1020, 1030, 1040, y 1050 puede considerarse un módulo de protección redundante. El módulo de protección redundante, que comprende lógica 1010, 1020, 1030, 1040, y 1050, puede realizar la función de un detector de voltaje de secuencia negativa y un detector de corriente de secuencia negativa. Un módulo de salida 1095 puede indicar una alteración eléctrica cuando el elemento de campo 1055 detecta una pérdida de excitación, el detector de voltaje de secuencia negativa tiene un valor cero (como se esperaría durante un evento de pérdida de excitación real) , y el detector de corriente de secuencia negativa tiene un valor cero (como se esperaría durante un evento de pérdida de excitación real) . El módulo de protección redundante y/o la función realizada por el módulo de protección redundante pueden implementarse por un IED.

La Figura 11 ilustra un módulo de protección redundante 1100 configurado para verificar una alteración eléctrica detectada por un elemento de distancia 1155. Similar a modalidades previas, el elemento de distancia 1155 y/o la función realizada por el elemento de distancia pueden implementarse por un IED. El elemento de distancia 1155 puede ser parte de un módulo de protección primario. La lógica 1110, 1120, 1130, 1140, y 1150 puede determinar una diferencia entre la corriente de secuencia negativa en las líneas de fase y la corriente de secuencia negativa en la línea neutral. Si la diferencia está sobre un umbral predeterminado, y, en 1160, el elemento de distancia 1155 detecta una alteración eléctrica, entonces un módulo de salida 1170 puede indicar una alteración eléctrica. La lógica 1110, 1120, 1121, 1130, 1140, 1142, 1150, y 1160 puede implementarse en un IED.

La Figura 12 ilustra un diagrama lógico de un módulo 1200 configurado para detectar un transformador de corriente abierta. El módulo 1200 puede ser parte de un módulo de protección redundante, como se ilustró en la Figura 13 a continuación. El módulo 1200 puede determinar un aumento en una corriente diferencial y determinar una disminución en una corriente de restricción. El módulo 1200 puede detectar un transformador de corriente abierta cuando el aumento en la corriente diferencial y la disminución en una corriente de restricción son aproximadamente equivalentes, y los valores determinados para la corriente diferencial y la corriente de restricción están sobre un umbral predeterminado. Puede implementarse la lógica 1210, 1215, 1220, 1225, 1230, 1235, 1240, 1245, 1250, 1255, 1260, 1265, 1270, y 1275 en un IED Como se ilustró en la Figura 13, si el módulo 1200 de la Figura 12 no detecta un transformador de corriente abierta, en 1310, y un elemento de sobrecorriente instantánea 1355 detecta una alteración eléctrica, entonces la lógica de salida 1350 puede indicar una alteración eléctrica. Supervisar elemento de sobrecorriente instantánea constituye el uso de medidas redundantes típicamente no aplicadas por este elemento. Similar a modalidades previas, el módulo 1200 en la Figura 12, elemento de sobrecorriente instantánea 1355, lógica 1310, y módulo de salida 1350 pueden incluirse en y/o sus funciones respectivas pueden realizarse por un IED La Figura 14 ilustra un cuadro de flujo de una modalidad de un método 1400 para verificar la detección de una alteración eléctrica por un primer módulo de protección utilizando un módulo de protección redundante configurado para utilizar medidas eléctricas redundantemente disponibles. Como se ilustró, un IED puede recibir una pluralidad de medidas eléctricas que proporcionan suficiente información para que un IED detecte al menos dos tipos de alteraciones eléctricas, en 1410. El IED puede incluir un primer módulo de protección que detecta un primer tipo de alteración eléctrica utilizando un primer subgrupo de la pluralidad de medidas eléctricas, en 1420.

El IED también puede incluir un segundo módulo de protección que detecta un segundo tipo de alteración eléctrica utilizando un segundo subgrupo de la pluralidad de medidas eléctricas, en 1430. Adicionalmente , el IED puede incluir un módulo de protección redundante que verifica la detección del primer tipo alteración eléctrica utilizando al menos una porción del segundo subgrupo de la pluralidad de medidas eléctricas, en 1440. Por consiguiente, ya que los IED a base de microprocesador pueden recibir las mismas entradas que elementos protectores de función individual de legado recibidos, numerosas entradas de medida eléctricas redundantes pueden estar disponibles para el IED multifuncional . Al hacer uso de estas entradas de medida eléctricas redundante, puede obtenerse precisión aumentada a través de verificación redundante de módulos de protección primarios. Tal verificación redundante puede reducir o eliminar mala operación de IED.

La Figura 15 ilustra un cuadro de flujo de un ejemplo específico de un método 1500 para verificar la detección de una alteración eléctrica por un primer módulo de protección utilizando medidas eléctricas redundantemente disponibles. Un IED puede recibir una pluralidad de medidas eléctricas, incluyendo un primer subgrupo de entradas para un elemento de balance de fase y un segundo subgrupo de entradas para un segundo módulo de protección configurado para detectar otro tipo de alteración eléctrica, en 1510. El elemento de balance de fase puede detectar corrientes no balanceadas en el estator de un generador utilizando el primer subgrupo de entradas, en 1520. El segundo módulo de protección puede detectar un segundo tipo de alteración eléctrica utilizando el segundo subgrupo de la pluralidad de medidas eléctricas, en 1530. Un módulo de protección redundante, que utiliza al menos algo del segundo subgrupo de la pluralidad de medidas eléctricas, puede comparar las corrientes de secuencia negativa en ambos lados del generador para verificar la detección de las corrientes no balanceadas en el estator como se detectó por el elemento de balance de fase, en 1540. Finalmente, el módulo de salida puede indicar que existen corrientes no balanceadas cuando el elemento de balance de fase y el módulo de protección redundante indican ambos que existe una corriente no balanceada en el estator, en 1550.

La descripción anterior proporciona numerosos detalles específicos para un entendimiento completo de las modalidades aquí descritas. Sin embargo, aquellos expertos en la técnica reconocerán que pueden omitirse, modificarse, y/o reemplazarse uno o más de los detalles específicos por un proceso o sistema similar.

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 (36)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. - Un dispositivo electrónico inteligente para detectar una alteración eléctrica en un sistema de suministro de energía eléctrica, caracterizado porque comprende: un módulo de entrada configurado para obtener una pluralidad de medidas asociadas con un sistema de suministro de energía eléctrica, la pluralidad de medidas proporciona información suficiente para que el IED detecte al menos dos tipos de alteraciones eléctricas; lógica de protección configurada para detectar una alteración eléctrica en el sistema de suministro de energía eléctrica, que comprende: un primer módulo de protección configurado para detectar un primer tipo de alteración eléctrica utilizando un primer subgrupo de la pluralidad de medidas; un segundo módulo de protección configurado para detectar un segundo tipo de alteración eléctrica utilizando un segundo subgrupo de la pluralidad de medidas; y un primer módulo de protección redundante configurado para verificar la detección del primer tipo de alteración eléctrica utilizando al menos una porción del segundo subgrupo de la pluralidad de medidas; y un módulo de salida configurado para indicar selectivamente que existe una alteración eléctrica con base en la salida de la lógica de protección.

2. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque además comprende un segundo módulo de protección redundante configurado para detectar el segundo tipo de alteración eléctrica utilizando al menos una porción del segundo grupo de la pluralidad de medidas.

3. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de salida está configurado para indicar que existe una alteración eléctrica cuando al menos uno del primer módulo de protección, el segundo módulo de protección, y el primer módulo de protección redundante detectan una alteración eléctrica.

4. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo de salida está configurado para generar una salida de disparo para causar que un interruptor se dispare con base en la salida de la lógica de protección.

5. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos uno de la pluralidad de medidas comprende una medida de corriente.

6.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una de la pluralidad de medidas comprende una medida de voltaje.

7.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una de la pluralidad de medidas comprende una de una medida de temperatura y una media de detección de arco eléctrico.

8. - El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la pluralidad de medidas se asocia con uno de un generador, un transformador, una línea de transmisión, y una línea de distribución en el sistema de suministro de energía eléctrica.

9.- El sistema de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de suministro de energía eléctrica comprende sistema de suministro de energía eléctrica trifásica con líneas trifásicas, y en donde la pluralidad de medidas comprende al menos una medida para cada una de las líneas trifásicas.

10.- El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el primer módulo de protección comprende un elemento diferencial de corriente configurado para determinar cuándo un diferencial de corriente entre una primera línea de fase y una segunda línea de fase es mayor que un umbral predeterminado, en donde el primer módulo de protección redundante está configurado para determinar cuándo un diferencial de corriente entre una tercera línea de fase y una de la primera y segunda líneas de fase es mayor que el umbral predeterminado, y en donde el módulo de salida está configurado para indicar que existe una alteración eléctrica cuando tanto el elemento diferencial de corriente como el primer módulo de protección redundante detecta un diferencial de corriente mayor que el umbral predeterminado.

11. - El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el primer módulo de protección comprende un elemento de corriente de balance de fase, y en donde el primer módulo de protección redundante está configurado para determinar una diferencia entre la corriente de secuencia negativa en las líneas de fase y la corriente de secuencia negativa en una línea neutral, y en donde el módulo de salida está configurado para indicar que existe una alteración eléctrica cuando el elemento de balance de fase detecta una alteración eléctrica y cuando la diferencia entre la corriente de secuencia negativa en las líneas de fase y la corriente de secuencia negativa en la línea neutral es mayor que un umbral predeterminado.

12. - El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la pluralidad de medidas está asociada con un generador, en donde el primer módulo de protección comprende un primer elemento de energía direccional, en donde el primer módulo de protección redundante está configurado para determinar una diferencia entre la energía por fase entre una primera fase y una segunda fase, y le energía por fase entre la segunda fase y una tercera fase, y en donde el módulo de salida está configurado para indicar que existe una alteración eléctrica cuando el elemento de energía direccional detecta una alteración eléctrica, cuando la diferencia en la energía por fase entre la primera fase y la segunda fase está sobre un umbral predeterminado, y cuando la diferencia en la energía por fase entre la segunda fase la tercera fase está sobre un umbral predeterminado.

13. - El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la pluralidad de medidas está asociada con un generador, en donde el primer módulo de protección comprende un primer elemento de Voltios por Hertzio configurado para monitorear una primera línea de fase, en donde el primer módulo de protección redundante comprende un segundo elemento de Voltios por hertzio configurado para monitorear una segunda línea de fase, y en donde el módulo de salida está configurado para indicar que existe un alteración eléctrica cuando el primer elemento de Voltios por Hertzio detecta una alteración eléctrica y el segundo elemento de Voltios por Hertzio detecta una alteración eléctrica.

14. - El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el primer módulo de protección comprende un elemento de sobrevoltaje configurado para detectar un sobrevoltaje en una primera línea de fase, en donde el primer módulo de protección redundante comprende un segundo elemento de sobrevoltaje configurado para detectar un sobrevoltaje en una segunda línea de fase, y en donde el módulo de salida está configurado para indicar que existe un alteración eléctrica cuando el primer módulo de protección detecta un sobrevoltaje en la primera línea de fase y el primer módulo de protección redundante detecta un sobrevoltaje en la segunda línea de fase.

15. - El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el primer módulo de protección comprende un elemento de sobrecorriente configurado para detectar una sobrecorriente en una primera línea de fase, en donde el primer módulo de protección redundante comprende un segundo elemento de sobrecorriente configurado para detectar una sobrecorriente en una segunda línea de fase, y en donde el modo de salida está configurado para indicar que existe una alteración eléctrica cuando el primer módulo de protección detecta una sobrecorriente en la primera línea de fase y el primer módulo de protección redundante detecta una sobrecorriente en la segunda línea de fase.

16.- El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la pluralidad de medidas está asociada con un generador, en donde el primer módulo de protección comprende una pérdida de elemento de excitación, en donde el primer módulo de protección redundante comprende un detector de voltaje de secuencia negativa y un detector de corriente de secuencia negativa, y en donde la lógica de protección está configurada para indicar que existe una alteración eléctrica cuando el primer módulo de protección detecta una pérdida de excitación, el detector de voltaje de secuencia negativa tiene un valor cero, y el detector de corriente de secuencia negativa tiene un valor cero.

17.- El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la pluralidad de medidas está asociada con un generador, en donde el primer módulo de protección comprende un elemento de distancia, en donde el primer módulo de protección redundante está configurado para determinar una diferencia entre la corriente de secuencia negativa en las líneas de fase y la corriente de secuencia negativa en una línea neutral, y en donde el módulo de salida está configurado para indicar que existe una alteración eléctrica cuando el elemento de distancia detecta una alteración eléctrica y cuando la diferencia entre la corriente de secuencia negativa en las líneas de fase y la corriente de secuencia negativa en la línea neutral es mayor que un umbral predeterminado.

18. - El sistema de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque el primer módulo de protección comprende un elemento de sobrecorriente, en donde el primer módulo de protección redundante está configurado para determinar un aumento en una corriente diferencial y determinar una disminución en una corriente de restricción, de manera que el primer módulo de protección redundante detecta un transformador de corriente abierta cuando el aumento en la corriente diferencial y la disminución en una corriente de restricción son aproximadamente equivalentes, y los valores determinados para la corriente diferencial y la corriente de restricción están por encima de un umbral predeterminado, y en donde el módulo de salida está configurado para indicar que existe una alteración eléctrica cuando el elemento de sobrecorriente detecta una alteración eléctrica y cuando el primer módulo de protección redundante no detecta un transformador de corriente abierta.

19.- Un método para detectar una alteración eléctrica en un sistema de suministro de energía eléctrica, caracterizado porque comprende: en un primer dispositivo electrónico inteligente, recibir una pluralidad de medidas asociadas con un sistema de suministro de energía eléctrica, la pluralidad de medidas proporciona suficiente información para que el IED detecte al menos dos tipos de alteraciones eléctricas; un primer módulo de protección que detecta un primer tipo de alteración eléctrica utilizando un primer subgrupo de la pluralidad de medidas; un segundo módulo de protección que detecta un segundo tipo de alteración eléctrica utilizando un segundo subgrupo de la pluralidad de medidas; un primer módulo de protección redundante que verifica la detección del primer tipo de alteración eléctrica utilizando al menos una porción del segundo subgrupo de la pluralidad de medidas; y indicar que existe una alteración eléctrica con base en la detección del primer tipo de alteración eléctrica y la verificación de la detección del primer tipo de alteración eléctrica.

20.- El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque además comprende un segundo módulo de protección redundante que verifica la detección del segundo tipo de alteración eléctrica utilizando al menos una porción del primer subgrupo de la pluralidad de medidas.

21.- El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque indica que existe una alteración eléctrica que se realiza cuando al menos uno del primer módulo de protección, el segundo módulo de protección, y el primer módulo de protección redundante detectan una alteración eléctrica.

22. - El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque además comprende generar una salida de disparo para causar que un interruptor se dispare con base en la salida de al menos uno del primer módulo de protección, el segundo módulo de protección, y el primer módulo de protección redundante.

23. - El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque al menos uno de la pluralidad de medidas comprende una medida de corriente.

24. - El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque al menos uno de la pluralidad de medidas comprende una medida de voltaje.

25. - El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque al menos una de la pluralidad de medidas comprende una de una medida de temperatura y una medida de detección de arco eléctrico.

26. - El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque la pluralidad de medidas está asociada con uno de un generador, un transformador, una línea de transmisión, y una línea de distribución en el sistema de suministro de energía eléctrica.

27.- El método de conformidad con la reivindicación 19, caracterizado porque el sistema de suministro de energía eléctrica comprende un sistema de suministro de energía eléctrica trifásica con líneas trifásicas, y en donde la pluralidad de medidas comprende al menos una medida para cada una de las líneas trifásicas.

28.- El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque detectar un primer tipo de alteración eléctrica comprende determinar cuándo un diferencial de corriente de una primera línea de fase y una segunda línea de fase es mayor que un umbral predeterminado, en donde verificar la detección del primer tipo de alteración eléctrica comprende determinar cuándo un diferencial de corriente entre una línea trifásica y una de la primera y segunda líneas de fase es mayor que el umbral predeterminado, y en donde indicar que existe alteración eléctrica comprende indicar un alteración eléctrica cuando tanto el primer módulo de protección como el primer módulo de protección redundante detecta una alteración de eléctrica.

29.- El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el primer módulo de protección comprende un elemento de corriente de balance de fase, y en donde verificar la detección del primer tipo de alteración eléctrica comprende determinar una diferencia entre la corriente de secuencia negativa en las líneas de fase y la corriente de secuencia negativa en una línea neutral, y no en donde indicar que existe una alteración eléctrica comprende indicar un alteración eléctrica cuando tanto el primer módulo de protección como el primer módulo de protección redundante detectan una alteración eléctrica.

30. - El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la pluralidad de medidas está asociada con un generador, en donde el primer módulo de protección comprende un elemento de energía direccional, en donde verificar la detección del primer tipo de alteración eléctrica comprende determinar una diferencia entre la energía por fase entre una primera fase y una segunda fase, y le energía por fase entre la segunda fase y una tercera fase, y en donde indicar que existe una alteración eléctrica comprende indicar una alteración eléctrica cuando tanto el primer módulo de protección como el primer módulo de protección redundante detectan una alteración eléctrica.

31. - El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la pluralidad de medidas está asociada con un generador, en donde el primer módulo de protección comprende un primer elemento de Voltios por Hertzio configurado para monitorear una primera línea de fase, en donde el primer módulo de protección redundante comprende un segundo elemento de voltios por Hertzio configurado para monitorear una segunda línea de fase, y en donde indicar que existe una alteración eléctrica comprende indicar una alteración eléctrica cuando tanto el primer elemento de Voltios por Hertzio detecta una alteración eléctrica y el segundo elemento de Voltios por hertzio detecta una alteración eléctrica.

32. - El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el primer módulo de protección comprende un elemento de sobrevolta e y en donde detectar el primer tipo de alteración eléctrica comprende detectar un sobrevoltaje en una primera línea de fase, en donde el primer módulo de protección redundante comprende un segundo elemento de sobrevoltaje y en donde verificar la detección del primer tipo de alteración eléctrica comprende detectar un sobrevoltaje en una segunda línea de fase, y en donde indicar que existe una alteración eléctrica comprende indicar una alteración eléctrica cuando el primer módulo de protección detecta un sobrevoltaje sobre la primera línea de fase y el primer módulo de protección redundante detecta un sobrevoltaje en la segunda línea de fase.

33. - El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el primer módulo de protección comprende un elemento de sobrecorriente y en donde detectar el primer tipo de alteración eléctrica comprende detectar una sobrecorriente en una primera línea de fase, en donde el primer módulo de protección redundante comprende un segundo elemento de sobrecorriente y en donde verificar la detección del primer tipo de alteración eléctrica comprende detectar una sobrecorriente en una segunda línea de fase, y en donde indicar que existe una alteración eléctrica comprende indicar un alteración eléctrica cuando el primer módulo de protección detecta una sobrecorriente en la primera línea de fase y el primer módulo de protección redundante detecta una sobrecorriente en la segunda línea de fase.

34. - El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la pluralidad de medidas está asociada con un generador, en donde el primer módulo de protección comprende una pérdida de elemento de excitación, en donde el primer módulo de protección redundante comprende un detector de voltaje de secuencia negativa y un detector de corriente de secuencia negativa, y en donde indicar que existe una alteración eléctrica comprende indicar un alteración eléctrica cuando el primer módulo de protección detecta una pérdida de excitación, el detector de voltaje de secuencia negativa tiene un valor cero, y el detector de corriente de secuencia negativa tiene un valor cero.

35.- El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque la pluralidad de medidas está asociada con un generador, en donde el primer módulo de protección comprende un elemento de distancia, en donde verificar la detección del primer tipo de alteración eléctrica comprende determinar una diferencia entre la corriente de secuencia negativa en las líneas de fase y la corriente de secuencia negativa en una línea neutral, y en donde indicar que existe una alteración eléctrica comprende indicar una alteración eléctrica cuando el elemento de distancia detecta una alteración eléctrica y cuando la diferencia entre la corriente de secuencia negativa en las líneas de fase y la corriente de secuencia negativa en la línea neutral es mayor que un umbral predeterminado.

36. - El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el primer módulo de protección comprende un elemento de sobrecorriente, en donde verificar la detección del primer tipo de alteración eléctrica comprende el primer módulo de protección redundante que detecta un transformador de corriente abierta cuando el aumento en la corriente diferencial y la disminución en una corriente de restricción son aproximadamente equivalentes y valores determinados para la corriente diferencial y la corriente de restricción están por encima de un umbral predeterminado, y en donde indicar que existe una alteración eléctrica comprende indicar una alteración eléctrica cuando el elemento de sobrecorriente detecta una alteración eléctrica y cuando el primer módulo de protección redundante no detecta un transformador de corriente abierta.