Reivindicaciones

1. REIVINDICACIONES 1.- Sistema de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna que permite detectar al menos una falta entre espiras con la máquina en funcionamiento,caracterizadoporque comprende al menos los siguientes subsistemas: - un subsistema de registro de corrientes y/o tensiones que recoge al menos las corrientes y/o tensiones de todas las bornas de entrada o salida del devanado de la máquina eléctrica a proteger; - un subsistema de estimación de corrientes de secuencia instantánea a partir de las anteriores corrientes registradas; un subsistema de detección de falta entre espiras en el dominio del tiempo mediante corriente que registra la medida del rizado de la componentei1y/oi2y detecta la falta entre espiras si dicha componente sobrepasa un valor umbral T1 previamente establecido por el operador de la instalación, dondei1ei2son las componentes de secuencia instantáneas absolutas; - un subsistema de detección de falta entre espiras en el dominio de la frecuencia mediante corriente que realiza una transformación de la medida dei1y/oi2en función del tiempo a dominio de la frecuencia, y que detecta la falta si las componentes de frecuencia superan un cierto umbral T2 previamente establecido por el operador de la instalación; y - un subsistema de emisión de alarma que envía una señal de alarma con información de al menos la detección de la falta entre espiras a dispositivos externos a la invención. 2.- Sistema de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según la reivindicación 1,caracterizadoporque en el subsistema de estimación de corrientes de secuencia, dichas componentes de secuencia instantánea se disponen como sigue, para un ejemplo trifásico: <img class="EMIRef" id="121db74b-fe83-4435-a1ee-539f8c9b158b-imgf000021-0001" /> donde:ia,ibeicson las corrientes de fase de la máquina eléctrica a proteger;i0r,i1rei2rson las componentes de secuencia instantánea reales;i0i,i1iei2ison las componentes de secuencia instantánea transversales a las anteriores;i0,i1ei2son las componentes de secuencia instantáneas absolutas. 3.- Sistema de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según la reivindicación 1,caracterizadoporque el subsistema de detección de falta entre espiras en el dominio del tiempo calcula el rizado de la corriente como: <img class="EMIRef" id="121db74b-fe83-4435-a1ee-539f8c9b158b-imgf000021-0002" /> donde ∆ies el rizado de la corriente “i” que se refiere a una corriente instantánea genérica pudiendo ser estai1oi2;imaxeiminse refieren a los valores máximo y mínimo de la corriente anterior para un ciclo deia, ib o ic; eimse refiere al valor medio de la corriente “i”. 4.- Sistema de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según la reivindicación 1,caracterizadoporque el subsistema de detección de falta entre espiras en el dominio de la frecuencia compara la componente de segundo armónico de la corriente i<1>o i<2>, obtenida de un proceso de conversión en ventanas sucesivas no solapadas entre ellas y utiliza la diferencia convertida a decibelios tal que: <img class="EMIRef" id="121db74b-fe83-4435-a1ee-539f8c9b158b-imgf000022-0001" /> donde:Aies la diferencia en decibelios entre el segundo armónico (k=2) normalizado respecto a su primer armónico de la corrienteis,que es la corriente de la ventana sucesiva, y el segundo armónico (k=2) normalizado respecto al primer armónico de la corrienteip,que es la corriente de la ventana anterior, parai1oi2. 5.- Sistema de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según la reivindicación 4,caracterizadoporque la corriente comparada enAies la corriente de segundo armónico respecto a la frecuencia de alimentación fundamental de la máquina eléctrica a proteger de la componente directa o inversa de secuencia instantánea (i1oi2). 6.- Sistema de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según la reivindicación 1,caracterizadoporque los subsistemas de registro, estimación de componentes de secuencia instantánea y detección de falta en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia, se basan en las tensiones registradas en lugar de las corrientes, siendo las tensiones: tensiones de línea o tensiones de fase en los terminales de los devanados a diagnosticar. 7.- Sistema de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según las reivindicaciones 1 y 6,caracterizadoporque el subsistema de detección de falta entre espiras en el dominio del tiempo calcula el rizado de la tensión como: <img class="EMIRef" id="121db74b-fe83-4435-a1ee-539f8c9b158b-imgf000022-0002" /> donde ∆ues el rizado de la tensión “u” que se refiere a una tensión instantánea genérica pudiendo ser estau1ou2;umaxeuminse refieren a los valores máximo y mínimo de la tensión anterior para un ciclo deua, ub o uc; eumse refiere al valor medio de la tensión “u”. 8.- Sistema de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según las reivindicaciones 1 y 6,caracterizadoporque el subsistema de detección de falta entre espiras en el dominio de la frecuencia compara la componente de segundo armónico de la tensiónu1ou2, obtenida de un proceso de conversión, en ventanas sucesivas no solapadas entre ellas y utiliza la diferencia convertida a decibelios tal que: <img class="EMIRef" id="121db74b-fe83-4435-a1ee-539f8c9b158b-imgf000023-0001" /> donde:Aues la diferencia en decibelios entre el segundo armónico (k=2) normalizado respecto a su primer armónico de la tensiónus,que es la tensión de la ventana sucesiva, y el segundo armónico (k=2) normalizado respecto al primer armónico de la tensiónup,que es la tensión de la ventana anterior, parau1ou2. 9.- Sistema de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según las reivindicaciones 1 y 6,caracterizadoporque el sistema utiliza las medidas de tensión y corriente de forma simultánea para utilizarlas de forma paralela en el diagnóstico de faltas entre espiras siendo cada una de las ramas, o bien diagnóstico por corrientes, o bien diagnóstico por tensiones complementarias entre ellas y condición suficiente de diagnóstico de falta individualmente. 10.- Sistema de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según las reivindicaciones 1, 6 y 9,caracterizadoporque el sistema comprende al menos un subsistema de estimación de carga de la máquina eléctrica que utiliza los subsistemas de registro de corrientes y tensiones para estimar la carga de la máquina, y que está comunicado con el subsistema de detección de falta entre espiras en el dominio del tiempo, por corriente y/o tensión, y que evita el disparo si se sobrepasa el umbral preestablecido T1 cuando se produce una variación de carga, y que posteriormente a dicha variación de carga, si T1 se mantiene superado, entonces se detecta la falta. 11.- Sistema de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según cualquiera de las reivindicaciones anteriores,caracterizadoporque la máquina eléctrica es: una máquina de inducción de jaula de ardilla, una máquina síncrona o un transformador. 12.- Método de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna que permite detectar la falta entre espiras con la máquina en funcionamiento,caracterizadoporque comprende al menos las siguientes etapas: - una etapa de registro de corrientes y/o tensiones que recoge al menos las corrientes y/o tensiones de todas las bornas de entrada o salida del devanado de la máquina eléctrica a proteger; - una etapa de estimación de corrientes de secuencia instantánea a partir de las corrientes anteriormente registradas; una etapa de detección de falta entre espiras en el dominio del tiempo mediante corriente que registra la medida del rizado de la componentei1y/oi2y detecta la falta entre espiras si dicha componente sobrepasa un valor umbral T1 previamente establecido por el operador de la instalación, dondei1ei2son las componentes de secuencia instantáneas absolutas; - una etapa de detección de falta entre espiras en el dominio de la frecuencia mediante corriente que realiza una transformación de la medida dei1y/oi2en función del tiempo a dominio de la frecuencia, y que detecta la falta si las componentes de frecuencia superan un cierto umbral T2 previamente establecido por el operador de la instalación; y - una etapa de emisión de alarma que envía una señal de alarma con información de al menos la detección de la falta entre espiras a dispositivos externos a la invención. 13.- Método de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna que permite detectar la falta entre espiras con la máquina en funcionamiento, según la reivindicación 12,caracterizadoporque dichas componentes de secuencia instantánea se disponen como sigue, para un ejemplo trifásico: <img class="EMIRef" id="121db74b-fe83-4435-a1ee-539f8c9b158b-imgf000024-0001" /> <img class="EMIRef" id="121db74b-fe83-4435-a1ee-539f8c9b158b-imgf000025-0001" /> donde:ia,ibeicson las corrientes de fase de la máquina eléctrica a proteger;i0r,i1rei2rson las componentes de secuencia instantánea reales;i0i,i1iei2ison las componentes de secuencia instantánea transversales a las anteriores;i0,i1ei2son las componentes de secuencia instantáneas absolutas. 14.- Método de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según la reivindicación 12,caracterizadoporque las etapas se aplican a la medida de tensión de fase o línea en vez de para corrientes o pueden utilizarse ambas medidas de tensión y corriente de forma complementaria para realizar la detección de la falta entre espiras de la máquina eléctrica a proteger. 15.- Método de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según la reivindicación 12,caracterizadoporque la etapa de detección de falta entre espiras en el dominio del tiempo calcula el rizado de la corriente como: <img class="EMIRef" id="121db74b-fe83-4435-a1ee-539f8c9b158b-imgf000025-0002" /> donde ∆ies el rizado de la corriente “i” que se refiere a una corriente instantánea genérica pudiendo ser estai1oi2;imaxeiminse refieren a los valores máximo y mínimo de la corriente anterior para un ciclo deia, ib o ic; eimse refiere al valor medio de la corriente “i”. 16.- Método de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según la reivindicación 12,caracterizadoporque la etapa de detección de falta entre espiras en el dominio de la frecuencia compara la componente de segundo armónico de la corriente i<1>o i<2>, obtenida de un proceso de conversión como puede ser una transformada rápida de Fourier, en ventanas sucesivas no solapadas entre ellas y utiliza la diferencia convertida a decibelios tal que: <img class="EMIRef" id="121db74b-fe83-4435-a1ee-539f8c9b158b-imgf000026-0001" /> donde:Aies la diferencia en decibelios entre el segundo armónico (k=2) normalizado respecto a su primer armónico de la corrienteis,que es la corriente de la ventana sucesiva, y el segundo armónico (k=2) normalizado respecto al primer armónico de la corrienteip,que es la corriente de la ventana anterior, parai1oi2. 17.- Método de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según la reivindicación 12,caracterizadoporque la etapa de detección de falta entre espiras en el dominio del tiempo calcula el rizado de la tensión como: <img class="EMIRef" id="121db74b-fe83-4435-a1ee-539f8c9b158b-imgf000026-0002" /> donde ∆ues el rizado de la tensión “u” que se refiere a una tensión instantánea genérica pudiendo ser estau1ou2;umaxeuminse refieren a los valores máximo y mínimo de la tensión anterior para un ciclo deua, ub o uc; eumse refiere al valor medio de la tensión “u”. 18.- Método de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según la reivindicación 12,caracterizadoporque la etapa de detección de falta entre espiras en el dominio de la frecuencia compara la componente de segundo armónico de la tensiónu1ou2, obtenida de un proceso de conversión como puede ser una transformada rápida de Fourier, en ventanas sucesivas no solapadas entre ellas y utiliza la diferencia convertida a decibelios tal que: <img class="EMIRef" id="121db74b-fe83-4435-a1ee-539f8c9b158b-imgf000026-0003" /> donde:Aues la diferencia en decibelios entre el segundo armónico (k=2) normalizado respecto a su primer armónico de la tensiónus,que es la tensión de la ventana sucesiva, y el segundo armónico (k=2) normalizado respecto al primer armónico de la tensiónup,que es la tensión de la ventana anterior, parau1ou2. 19.- Método de detección de faltas entre espiras en máquinas eléctricas de corriente alterna según cualquiera de las reivindicaciones 12 a 18,caracterizadoporque utiliza la medida de tensión y corriente conjuntamente para estimar la carga de la máquina para evitar disparos indeseados, considerando válidos entonces los disparos que sobrepasen los umbrales T1 y T2 si no se ha detectado una variación de la carga durante el proceso.