Resumen
System and method for locating ground faults in electrical machine windings. Method and system for locating ground faults (4) in windings (3) of electrical machines based on the frequency response analysis of the machine circuit, feeding the terminals of the winding (3) to be analyzed, in a device (11) fault locator that compares the parameters of resonance frequency (fR) and gain of the system at said resonance frequency (AfR) with a database of surfaces produced from previous tests and that allows locating the fault in fault turn number (n) and fault resistance (Rf). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 1.- Método de localización de faltas a tierra (4) en devanados (3) de máquinas eléctricas, del tipo basado en análisis de respuesta en frecuencia, caracterizado porque comprende -al menos- las siguientes etapas: - inyectar señales eléctricas de frecuencia variable y amplitud constante por un borne (1) del devanado (3) en falta de la maquina eléctrica y medir (9) en el borne contrario (2) de dicho devanado -al menos- la ganancia (12), fase (13) y frecuencia (14) correspondiente; - calcular las funciones de transferencia de fase (15) y ganancia (16) en función de las medidas (9) de ganancia (12), fase (13) y frecuencia (14) obtenidas en la etapa anterior; - obtener (17) la frecuencia de resonancia (fR) para el devanado en falta; - obtener (18) la ganancia A(fR) correspondiente a la frecuencia de resonancia (fR) del devanado en falta; - obtener una curva de corte de frecuencia de resonancia (19) a partir de una base de datos que comprende emulaciones de faltas a distintas resistencias de falta (Rf) y en distintas espiras para un devanado tipo, siendo (n) el número de espira en falta, determinando para ello la frecuencia de resonancia del devanado en falta mediante la casación de un plano paralelo a los ejes Rf y n, de tal forma quef R = cte,obteniendo una curva bidimensional (21a) que depende exclusivamente de los parámetros Rfy n, producida por el corte entre dicho plano (fR=cte) y la curva de corte de frecuencia de resonancia -en tres dimensiones- de la base de datos; - obtener una curva de corte de ganancia constante (20) a partir de una base de datos que comprende valores de anteriores ensayos de faltas a distintas resistencias de falta y en distintas espiras para un devanado tipo, determinando para ello la ganancia para la frecuencia de resonancia del devanado en falta mediante la casación de un plano paralelo a los ejes Rf y n de tal forma queA(fR) = c t e ,obteniendo una curva bidimensional (21b) que depende exclusivamente de los parámetros Rfy n, producida por el corte entre dicho plano (A(fR)=cte) y la curva de corte de ganancia constante -en tres dimensiones- de la base de datos; - determinar (23) el número de espira en falta (n) y (24) la resistencia de defecto (Rf) del devanado en falta de la maquina eléctrica como el punto de corte entre la curva de corte de frecuencia de resonancia y la curva de corte de ganancia constante; y - emitir (25) la información de falta una vez recopiladas las señales de numero de espira en falta (n) y resistencia de falta (Rf) a un dispositivo de monitoreo externo o relé de protección. 2. - Método de localización de faltas a tierra según la reivindicación 1, en el que en la etapa (17) arriba indicada, la frecuencia la frecuencia de resonancia (fR) es el valor de frecuencia para el cual la respuesta en frecuencia de la fase del devanado (3) es nula. 3. - Método de localización de faltas a tierra según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa (19) arriba indicada, las emulaciones de faltas son funciones del tipo superficie espacial que dependen del número de espira en falta (n), de la resistencia de defecto (Rf ) y de la frecuencia de resonancia (fR). 4. - Método de localización de faltas a tierra según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que en la etapa (20) arriba indicada, los valores de anteriores ensayos de faltas son funciones del tipo superficie espacial que dependen del número de espira en falta (n), de la resistencia de defecto, (Rf) y de la ganancia asignada a frecuencia de resonancia, A(fR). 5. - Sistema de localización de faltas a tierra (4) en devanados (3) de máquinas eléctricas, del tipo basado en análisis de respuesta en frecuencia, provisto de: - un dispositivo (5) de inyección de tensión a frecuencia variable y amplitud constante entre un borne del devanado en falta y una referencia a tierra; - una impedancia (6) de medida calibrada, conectada entre el otro borne del devanado en falta y una referencia a tierra (8); - un medidor (7) de salida configurado para medir entre los bornes de la impedancia de medida calibrada, determinar la ganancia (12) y fase (13) del devanado (3) en función de la frecuencia (14) de inyección y enviar dicha información a un receptor; caracterizado porque está provisto además de un dispositivo (11) de localización de faltas a tierra que comprende -al menos- los siguientes elementos: - un receptor, configurado para recibir las medidas de frecuencia (14), fase (13) y ganancia (12) obtenidas por el medidor (7) de salida; - medios constructores de funciones de transferencia de fase y ganancia, configurados para calcular la función de transferencia de fase y ganancia a partir de las medidas de frecuencia (14), fase (13) y ganancia (12) obtenidas por el medidor (7) de salida; - medios calculadores de la frecuencia de resonancia y ganancia, configurados para calcular la frecuencia de resonancia fR y la ganancia a dicha frecuencia de resonancia A(fR) del devanado en falta, a partir de las medidas frecuencia (14), fase (13) y ganancia (12) obtenidas por el medidor (7) de salida; - un dispositivo de almacenamiento de bases de datos de ensayos previos de faltas en un devanado tipo, en los que se han emulado faltas en distintas espiras y con distintas resistencias de falta, configuradas para proporcionar el número de espira (n) de la falta a tierra a partir de la frecuencia de resonancia fR y ganancia A(fR) para dicha frecuencia de resonancia; - medios calculadores de curvas de corte, configurados para calcular una curva de corte de frecuencia de resonancia y una curva de corte de ganancia constante a partir de los valores de frecuencia de resonancia y ganancia del devanado ensayado incluidos en la base de datos; - un localizador de faltas, configurado para hallar el punto de corte de las curvas obtenidas por los medios calculadores de curvas, siendo dicho punto de corte una función del número de espira (n) de la falta y de la resistencia de falta (Rf); y - un elemento emisor de información configurado para enviar el número de espira (n) de la falta y la resistencia de falta (Rf), obtenidas por el localizador de faltas. 6.- Sistema de localización de faltas a tierra según la reivindicación 5, en el que las bases de datos de ensayos previos de emulaciones de faltas en forma de funciones del tipo superficie espacial que dependen del número de espira en falta (n), de la resistencia de defecto (Rf ) y de la frecuencia de resonancia (fR).
