Capítulo 4 - Diseño del software
(p. ej., segundo armónico para la corriente de magnetización), la mayoría de las funciones de protección se basan
en componentes fundamentales derivadas de Fourier de las señales analógicas medidas. Los componentes de
Fourier de las señales de entrada de tensión y de corriente se almacenan en la memoria de forma que todos los
algoritmos de los elementos de protección puedan acceder a los mismos.
Los componentes de Fourier se calculan utilizando un algoritmo de Fourier de ciclo simple. Este algoritmo de
Fourier utiliza siempre las 24 muestras más recientes de la memoria intermedia ("buffer") de 2 ciclos.
La mayoría de los algoritmos de protección utilizan la componente fundamental. En este caso, al algoritmo de
Fourier extrae la componente fundamental de la señal de frecuencia de red para generar su magnitud y ángulo
de fase. Esto puede ser representado ya sea en formato polar o en formato rectangular, dependiendo de las
funciones y algoritmos en uso.
La función de Fourier actúa como filtro, con ganancia cero para CC y ganancia unidad para la fundamental, pero
con un buen rechazo armónico para todas las frecuencias de armónicos, hasta la frecuencia Nyquist. Las
frecuencias más allá de la frecuencia Nyquist se conocen como frecuencias de solapamiento frecuencial ("alias"),
que se presentan cuando la frecuencia de muestreo es inferior a dos veces el componente de frecuencia que es
muestreado. Sin embargo, las frecuencias Alias quedan atenuadas significativamente por un filtro anti-aliasing
(filtro de paso bajo), que actúa sobre las señales analógicas antes de que sean muestreadas. El punto de corte
ideal de un filtro de paso bajo anti-aliasing se fijaría como:
(muestras por ciclo)
Para 24 muestras por ciclo, esto correspondería a un valor nominal de 600 Hz para un sistema de 50 Hz, o de 720
Hz para un sistema de 60 Hz.
La figura siguiente muestra la respuesta de frecuencia nominal del filtro anti-alias y del filtro Fourier para un
algoritmo Fourier de ciclo simple de 24 muestras actuando sobre la componente fundamental:
1
0.8
0.6
0.4
0.2
1
50 Hz
V00301
Figura 32: Respuesta de frecuencia (solo indicativa)
5.5
LÓGICA DE ESQUEMA PROGRAMABLE
El propósito de la lógica de esquema programable (PSL) es permitirle configurar sus propios esquemas de
protección para que se adecuen a su aplicación concreta. Esto se realiza con las puertas lógicas programables y
las temporizaciones. Para permitir una mayor flexibilidad, se permiten diferentes PSL para cada uno de los cuatro
grupos de ajustes.
La entrada a la PSL es cualquier combinación de estado de las señales digitales de entrada desde los
optoaisladores de la tarjeta de entrada, las salidas de los elementos de protección, como por ejemplo los
arranques y disparos de protección, y las salidas de la lógica del esquema de protección fija (FSL). La PSL fija
proporciona los esquemas de protección estándar del relé. La PSL se compone de compuertas lógicas de software
y temporizadores. Las puertas lógicas pueden programarse para realizar una serie de funciones lógicas distintas y
aceptan cualquier número de entradas. Los temporizadores se utilizan para generar un retardo programable y/o
condicionar las salidas lógicas, por ejemplo, para generar un impulso de duración fija en la salida con
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´ (frecuencia fundamental)/2
Respuesta de filtro
anti-alias real
Respuesta Fourier con
filtro anti-aliasing
2 3 4
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Respuesta de filtro anti -alias
ideal
Respuesta Fourier sin
filtro anti-aliasing
600 Hz
Frecuencia de alias
1200 Hz
P64x-TM-ES-1.3
P64x