Resumen
Method and system for locating ground faults in electrical installations with multilevel modular converters (6), based on the voltage measurement of a grounding impedance (11), either at the neutral point of an alternating current side (100), or at a midpoint of direct current (200) that registers the voltage at the terminals of the grounding impedance (11) and that, through at least the frequency analysis of said voltage records, is capable of locate the ground fault on the alternating current side (100), on the direct current side (200) or on the submodule (61) of switches (9) of the converter, with the electrical installation running, and indicating the position of the earth fault and the fault resistance (3). (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. REIVINDICACIONES 1. Sistema de localización de faltas a tierra en una instalación eléctrica de corriente continua y corriente alterna con convertidor modular multinivel (6), donde el convertidor modular multinivel (6) divide la instalación eléctrica en un lado de corriente continua (200) y un lado de corriente alterna (100), donde la instalación eléctrica comprende una conexión a tierra (12) a través de una impedancia de puesta a tierra (11), donde el sistema de localización de faltas a tierra comprende: - un primer medidor de tensión (14) configurado para medir una tensión de puesta a tierra (Ugnd) en la impedancia de puesta a tierra (11); - un segundo medidor de tensión (15) configurado para medir una tensión en el lado de corriente continua (UDC) entre un terminal positivo (7) y un terminal negativo (8) del lado de corriente continua (200) de la instalación eléctrica, y; - un tercer medidor de tensión (16) configurado para medir una tensión de fase (UAC) en el lado de corriente alterna (100) de la instalación eléctrica; donde el sistema de localización de faltas a tierra está caracterizado por que comprende un bloque de localización de falta a tierra (13) configurado para determinar si se ha producido una falta a tierra en la instalación eléctrica y para localizar dicha falta a tierra en el lado de corriente alterna (100), en el lado de corriente continua (200) o en el interior del convertidor modular multinivel (6), así como para determinar la resistencia de falta (3) de la falta a tierra, donde el bloque de localización de falta a tierra (13) comprende: - un sub-bloque de registro de tensión de puesta a tierra (19) configurado para registrar la tensión de puesta a tierra (Ugnd) en el dominio del tiempo y para enviar el valor de tensión de puesta a tierra (Ugnd) a un sub-bloque de transformación a dominio de la frecuencia (20), en caso de que la tensión de puesta a tierra (Ugnd) supere un valor umbral predeterminado indicativo de que se ha producido una falta a tierra en la instalación eléctrica; - el sub-bloque de transformación a dominio de la frecuencia (20), configurado para transformar a dominio de frecuencia la tensión de puesta a tierra (Ugnd); - un sub-bloque de obtención de armónicos (21) configurado para obtener una componente de armónico a frecuencia fundamental (Ugnd/i) y una componente de corriente continua (Ugnd/o) de la tensión de puesta a tierra ( Ugnd); - un sub-bloque de medida de tensión de AC y DC (22) configurado para registrar la tensión de fase (UAC) en el lado de corriente alterna (100) y la tensión en el lado de corriente continua (UDC) de la instalación eléctrica, y; - un sub-bloque de localización de falta a tierra y estimación de la resistencia de falta (23) configurado para calcular la posición de la falta a tierra dentro de la instalación eléctrica como: <img class="EMIRef" id="2ea5545d-3092-4413-a0c6-4873787a8fa7-imgf000024-0001" /> donde: <o>si la componente de corriente continua (Ugnd/o) de la tensión de puesta a tierra ( Ugnd) es cero, el valor de la posición “x” de falta a tierra es 0,5, indicando que la falta a tierra se ha producido en el lado de corriente alterna (100) de la instalación eléctrica; <o>si la componente de armónico a frecuencia fundamental (Ugnd/i) de la tensión de puesta a tierra ( Ugnd) es cero, el valor de la posición “x” de falta a tierra es 0 ó 1, indicando que la falta a tierra se ha producido en el lado de corriente continua (200) de la instalación eléctrica, donde x=0 es indicativo de que la falta a tierra se ha producido en el terminal negativo (8) del lado de corriente continua (200) y donde x=1 es indicativo de que la falta a tierra se ha producido en el terminal positivo (7) del lado de corriente continua (200), y; o si tanto la componente de corriente continua (Ugnd/o) como la componente de armónico a frecuencia fundamental (Ugnd/i) de la tensión de puesta a tierra ( Ugnd) son distintas de cero, el valor de la posición “x” de falta a tierra es 0<x<0,5 ó 0,5<x<1, indicando que la falta a tierra se ha producido entre submódulos (61) del convertidor modular multinivel (6), y donde “x” expresa, en tanto por uno, la posición de la falta a tierra en una rama de submódulos (61) del convertidor modular multinivel (6), tal que 0<x<0,5 es indicativo de que la falta a tierra se ha producido entre el lado de corriente alterna (100) y el terminal negativo (8) del lado de corriente continua (200) y 0,5<x<1 es indicativo de que la falta a tierra se ha producido entre el lado de corriente alterna (100) y el terminal positivo (7) del lado de corriente continua (200); donde: o si la falta a tierra se ha producido en el lado de corriente alterna (100), el sub-bloque de localización de falta a tierra y estimación de la resistencia de falta (23) está configurado para calcular la resistencia de falta (3) a tierra como: r, _\UAc\|Ugnd/J n « / -¡7.iKgnd IUgndf11 o si la falta a tierra se ha producido en el lado de corriente continua (200), el sub-bloque de localización de falta a tierra y estimación de la resistencia de falta (23) está configurado para calcular la resistencia de falta (3) a tierra como: Rf = Rgnd lugndf01 osi la falta a tierra se ha producido entre submódulos (61) del convertidor modular multinivel (6), el sub-bloque de localización de falta a tierra y estimación de la resistencia de falta (23) está configurado para calcular la resistencia de falta (3) a tierra como: <img class="EMIRef" id="2ea5545d-3092-4413-a0c6-4873787a8fa7-imgf000026-0001" /> donde Rf es el valor óhmico de la resistencia de falta (3) a tierra y Rgnd es el valor óhmico resistivo de la impedancia de puesta a tierra (11). 2. Sistema de localización de faltas a tierra en una instalación eléctrica de corriente continua y corriente alterna con convertidor modular multinivel (6) según la reivindicación 1, caracterizado por que el sub-bloque de localización de falta a tierra y estimación de la resistencia de falta (23) está configurado para emitir una señal de alarma (24) con al menos la información de la posición de la falta a tierra, “x”, y/o la resistencia de falta (3). 3. Sistema de localización de faltas a tierra en una instalación eléctrica de corriente continua y corriente alterna con convertidor modular multinivel (6) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que la instalación eléctrica comprende una conexión a tierra (12) a través de una impedancia de puesta a tierra (11) en el lado de corriente alterna (100) del convertidor modular multinivel (6). 4. Sistema de localización de faltas a tierra en una instalación eléctrica de corriente continua y corriente alterna con convertidor modular multinivel (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la instalación eléctrica comprende una conexión a tierra (12) a través de una impedancia de puesta a tierra (11) en el lado de corriente continua (200) del convertidor modular multinivel (6). 5. Método de localización de faltas a tierra en una instalación eléctrica de corriente continua y corriente alterna con convertidor modular multinivel (6) donde el convertidor modular multinivel (6) divide la instalación eléctrica en un lado de corriente continua (200) y un lado de corriente alterna (100), donde la instalación eléctrica comprende una conexión a tierra (12) a través de una impedancia de puesta a tierra (11), caracterizado por que comprende: - una etapa de medida de tensión en la impedancia de puesta a tierra (25), que comprende efectuar una medida y registro de la tensión de puesta a tierra (Ugnd) medida en la impedancia de puesta a tierra (11); - una etapa de comparación de falta con un umbral de actuación (26), donde si la tensión de puesta a tierra (U<g n d>) es mayor que dicho umbral de actuación predeterminado, se determina que se ha producido una falta a tierra y se procede a una etapa de transformación de la tensión de puesta a tierra (U<g n d>) a dominio de la frecuencia (27) y donde si la tensión de puesta a tierra (U<g n d>) no es mayor que dicho umbral de actuación predeterminado, se retrocede a la etapa de medida de tensión en la impedancia de puesta a tierra (25); - la etapa de transformación de la tensión de puesta a tierra (U<g n d>) a dominio de la frecuencia (27), que comprende transformar la tensión de puesta a tierra (U<g n d>) del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia; - una etapa de obtención de armónicos a frecuencia fundamental y componente de continua (28), que comprende obtener la componente de corriente continua (U<g n d / 0>) y de la componente de armónico a frecuencia fundamental (U<g n d / i>) de la tensión de puesta a tierra (U<g n d>); - una etapa de localización de la falta a tierra (29) que comprende calcular la posición, “x” , de la falta a tierra como: <img class="EMIRef" id="2ea5545d-3092-4413-a0c6-4873787a8fa7-imgf000027-0001" /> donde: <o>si la componente de corriente continua (Ugnd/o) de la tensión de puesta a tierra (Ugnd) es cero, el valor de la posición “x” de falta a tierra es 0,5, indicando que la falta a tierra se ha producido en el lado de corriente alterna (100) de la instalación eléctrica; <o>si la componente de armónico a frecuencia fundamental (Ugnd/i) de la tensión de puesta a tierra ( Ugnd) es cero, el valor de la posición “x” de falta a tierra es 0 ó 1, indicando que la falta a tierra se ha producido en el lado de corriente continua (200) de la instalación eléctrica, donde x=0 es indicativo de que la falta a tierra se ha producido en un terminal negativo (8) del lado de corriente continua (200) y donde x=1 es indicativo de que la falta a tierra se ha producido en un terminal positivo (7) del lado de corriente continua (200), y; <o>si tanto la componente de corriente continua (Ugnd/o) como la componente de armónico a frecuencia fundamental (Ugndfi)de la tensión de puesta a tierra ( Ugnd) son distintas de cero, el valor de la posición “x” de falta a tierra es 0<x<0,5 ó 0,5<x<1, indicando que la falta a tierra se ha producido entre submódulos (61) del convertidor modular multinivel (6), y donde “x” expresa, en tanto por uno, la posición de la falta a tierra en una rama de submódulos (61) del convertidor modular multinivel (6), tal que 0<x<0,5 es indicativo de que la falta a tierra se ha producido entre el lado de corriente alterna (100) y el terminal negativo (8) del lado de corriente continua (200) y 0,5<x<1 es indicativo de que la falta a tierra se ha producido entre el lado de corriente alterna (100) y el terminal positivo (7) del lado de corriente continua (200); - una etapa de lectura de tensiones AC y/o DC (30), que comprende medir y registrar una tensión de fase (UAC) en el lado de corriente alterna (100) y una tensión en el lado de corriente continua (UDC) de la instalación eléctrica, y; una etapa de estimación de resistencia de falta (31) que comprende calcular la resistencia de falta (3) a tierra, donde: <o>si la falta a tierra se ha producido en el lado de corriente alterna (100), la resistencia de falta (3) a tierra se calcula como: <img class="EMIRef" id="2ea5545d-3092-4413-a0c6-4873787a8fa7-imgf000029-0001" /> osi la falta a tierra se ha producido en el lado de corriente continua (200), la resistencia de falta (3) a tierra se calcula como: <img class="EMIRef" id="2ea5545d-3092-4413-a0c6-4873787a8fa7-imgf000029-0003" /> Rf ='Rgnd \U,gndf0\ osi la falta a tierra se ha producido entre submódulos (61) del convertidor modular multinivel (6), la resistencia de falta (3) a tierra se calcula como: Rf = Rgnd \ug,ndf0\ dondeRfes el valor óhmico de la resistencia de falta (3) a tierra yRgndes el valor óhmico resistivo de la impedancia de puesta a tierra (11). 6. Método de localización de faltas a tierra en una instalación eléctrica de corriente continua y corriente alterna con convertidor modular multinivel (6) según la reivindicación 5, caracterizado por que comprende una etapa de emisión de alarma (32) que a su vez comprende enviar una señal de alarma con al menos la información de la posición de la falta a tierra, “x” , y/o la resistencia de falta (3).
