BRPI0721927A2 - "método de autenuação de um pico momentâneo em uma bobina de polarização c.c. em um limitador de corrente de fuga e circuito atenuador de potência para a interconexão em paralelo com um bobina de polarização de c.c. em um limitador de corrente de fuga - Google Patents

Description

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MÉTODO DE ATENUAÇÃO DE UM PICO MOMENTÂNEO EM UMA BOBINA DE POLARIZAÇÃO C. C. EM UM LIMITADOR DE CORRENTE DE FUGA E CIRCUITO ATENUADOR DE POTÊNCIA PARA A INTERCONEXÃO EM PARALELO COM UMA BOBINA DE POLARIZAÇÃO DE C. C. EM UM LIMITADOR DE CORRENTE DE FUGA

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a dispositivos limitadores de corrente de fuga supercondutores.

ANTECEDENTES

A utilização de limitadores de corrente de fuga supercondutores é bem conhecida como dotada de um enorme potencial na proteção de circuitos elétricos contra as falhas de fase a fase e as falhas de fase a terra.

Os exemplos de dispositivos limitadores de corrente de fuga supercondutores podem ser vistos em: Patente Norte- americana 7.193.825 concedida a Darmann et al. ; Patente Norte-americana 6.809.910 concedida a Yuan et al.; Patente Norte-americana 5.726.848 concedida a Boenig; e Publicação de Pedido de Patente Norte-americano Número 2002/0018327 de Walker et al. Tomando o exemplo de Darmann, esses dispositivos podem operar por meio de uma bobina de polarização C. C. que é colocada em torno de um núcleo magnético para polarizar o núcleo até a saturação magnética. Com a ocorrência de uma falha, o núcleo é tirado da saturação, o que induz uma relutância substancial à falha. Outros dispositivos limitadores de corrente utilizam frequentemente à manipulação das propriedades magnéticas de um núcleo.

Durante a operação da maior parte dos dispositivos limitadores de corrente de fuga, uma fuga de corrente substancial pode passar através do circuito C. A. do dispositivo quando ocorre um evento de falha. Isto induz uma voltagem e uma corrente de pico momentâneo correspondente no circuito C. C. do dispositivo. A própria bobina supercondutora, as interconexões, as alimentações de passagem de criostato, a fonte de alimentação C.C., e a filtragem da fonte de alimentação (por exemplo, capacitores), e 5 dispositivos da proteção (por exemplo, diodos, transistores) devem ser selecionados ou projetados para suportar a magnitude no pior caso da voltagem de pico momentâneo prevista, da corrente, e da energia pura transferida durante o período do pico momentâneo.

Um evento de falha no contexto desta descrição pode

ser descrito em uma forma como um curto-circuito no circuito C.A. que está sendo protegido pelo FCL - que é um curto- circuito ou um outro fenômeno de pico momentâneo no circuito C.A. para o qual o FCL foi projetado para limitar. Supõe-se 15 que o evento de falha não descreve uma falha interna desenvolvida dentro do FCL, dos enrolamentos, ou seus componentes.

Um exemplo deste problema é ilustrado na Figura 1 e na Figura 2, as quais ilustram a simulação de um evento de falha em um dispositivo acima mencionado devido a Darmann. Na Figura 1 é ilustrado um gráfico da voltagem versus o tempo de uma falha simulada que ocorre em t = 4,000 segundos. Na Figura 2 é ilustrado um fluxo de corrente induzido correspondente em uma bobina de polarização supercondutora C. C. Pode ser observado que há uma grande corrente induzida potencialmente prejudicial no tempo t = 4.000 segundos e além disso. Os resultados da simulação mostram que uma voltagem de 500 V do pico momentâneo pode ser induzida com mais de 1,1 kA da corrente de pico. Tais picos momentâneos podem danificar a 3 0 alimentação C.C. à bobina e à própria bobina de C.C.

É difícil reduzir esta corrente induzida de pico momentâneo porque ela é ativada eficazmente pelo efeito do transformador entre as bobinas de C.A. e C. C. e desse modo é uma função da corrente de fuga que é dependente do sistema. Ela pode ser reduzida se a voltagem do lado da C. A. for reduzida, mas essa é fixa e dependente da aplicação (por exemplo: 11 kV, 22 kV, etc.).

A corrente induzida de pico momentâneo também pode ser reduzida ao reduzir a relação de voltas entre o lado da C. C. e da C.A. - isto requer o aumento do número de voltas em torno da bobina de C. C., o que pode ser impraticável para a porcentagem de limitação de falha requerida na aplicação sob consideração ou pode ser demasiadamente dispendioso. Alternativamente, o número de voltas em torno do lado da C.A. pode ser reduzido, no entanto, isto irá reduzir a impedância eficaz do dispositivo para limitar as correntes de fuga. A impedância do pico momentâneo do dispositivo é proporcional ao quadrado do número de voltas de C.A. A redução da impedância eficaz através da redução do número de voltas de C.A. é desvantajosa porque,, para compensar isto, a área em seção transversal de aço deveria ter que ser aumentada, tornando o desenho maior, mais pesado e mais caro.

Além disso, deve ser observado que, durante a operação de estado estável do dispositivo, uma corrente e uma voltagem induzidas também estão presentes no circuito de C.C. em conseqüência da indução do lado da C.A. Estas são muito mais baixas na magnitude do que aquelas induzidas durante o evento limitador de corrente de fuga, mas, no entanto, este efeito deve ser permitido no desenho do circuito de interface da fonte de alimentação da bobina de C. C. Por exemplo, ao prover capacitância suficiente a terra para afastar a corrente da fonte de alimentação C.C.

É comum nas aplicações de supercondução a inclusão de um circuito de detecção e proteção contra interrupção. O circuito de interrupção consiste geralmente em um interruptor de estado sólido de abertura rápida para isolar a fonte de alimentação e um outro interruptor de estado sólido que fecha para despejar a energia armazenada em um resistor. Estes chamados "mecanismos de proteção contra interrupções" são projetados para proteger a bobina supercondutora contra falhas internamente desenvolvidas ou os picos momentâneos térmicos instáveis que ativam a bobina em um estado normalmente condutor. Os circuitos de detecção de interrupção são frequentemente baseados na detecção de uma relação das voltagens entre duas ou mais seções da bobina desenvolvidas internamente â bobina supercondutora.

Infelizmente, um circuito de detecção de interrupção e o circuito do mecanismo da proteção não são apropriados para despejar a energia durante um evento de falha no circuito de C.A. em um limitador da corrente de fuga saturado C.C. Isto ocorre porque um circuito de detecção da relação de voltagem não irá funcionar corretamente. O fenômeno de pico momentâneo da voltagem induzido no circuito de C. C. durante uma falha no lado da C.A. não é devido a uma falha internamente desenvolvida.

Além disso, e em conseqüência do fenômeno discutido nos pontos acima, os picos momentâneos da voltagem induzidos são distribuídos uniformemente através da bobina - esta não se presta à detecção e proteção contra interrupção tradicional.

Qualquer discussão da técnica anterior por todo o relatório descritivo não deve ser de nenhuma maneira considerada como uma admissão que tal técnica anterior é extensamente conhecida ou faz parte do conhecimento geral comum no campo.

DESCRIÇÃO RESUMIDA

Um objetivo da presente invenção consiste na apresentação de um método eficaz de atenuação de potência dos picos momentâneos em um limitador de corrente de fuga. De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é apresentado um método de atenuação de um pico momentâneo em uma bobina de polarização C. C. em um limitador de corrente de fuga, em que o método inclui a etapa de: 5 interconexão de um circuito de supressão de picos de correntes momentâneos através da bobina de polarização C. C.,

» em que o circuito de supressão de picos de correntes

momentâneos é operativo quando a voltagem do pico momentâneo através da bobina de polarização C. C. excede um valor máximo predeterminado.

0 circuito de supressão de picos de correntes momentâneos pode incluir uma primeira e uma segunda série de diodos conectados em série, em que a primeira e a segunda série são conectadas em paralelo com uma orientação de uma 15 oposta à outra. Alternativamente, o circuito de supressão de picos de correntes momentâneos pode incluir uma série de diodos Zener conectados em cascata. Alternativamente, o circuito de supressão de picos de correntes momentâneos pode incluir preferivelmente uma série de resistores não-lineares. 20 A bobina de polarização C.C. pode ser enrolada em torno de um núcleo monofásico ou de fases múltiplas em um sistema multifásico. A bobina de polarização C. C. pode compreender uma bobina supercondutora.

De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é apresentado um circuito atenuador de potência para a interconexão em paralela com uma bobina de polarização

*

C. C. em um limitador de corrente de fuga, em que o circuito atenuador de potência tem uma resposta não-linear, tem uma impedância elevada para as voltagens baixas através da bobina 3 0 de polarização C. C. e uma impedância baixa para as altas voltagens através da bobina de polarização C.C.

0 circuito pode ser formado por componentes passivos, incluindo uma série de diodos Zener conectados em série e ativados quando uma voltagem predeterminada através da bobina de C. C. pode ser excedida, ou pelo menos um resistor não-linear.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Uma realização preferida da invenção será descrita agora, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

a Figura 1 ilustra um gráfico da EMF induzida calculada em uma bobina de C. C. da técnica anterior com a ocorrência de uma condição de falha;

a Figura 2 ilustra um gráfico da corrente induzida calculada dentro de uma bobina de C. C. de um limitador de corrente de fuga quando sujeitada a uma condição de falha simulada;

a Figura 3 mostra um braço de um limitador de corrente de fuga construído de acordo com a patente norte- americana 7.193.82 5;

a Figura 4 mostra um circuito para a simulação de um FCL saturado de C. C. sem proteção contra potência refletida;

a Figura 5 mostra um gráfico da resposta simulada para o circuito da Figura 4;

a Figura 6 mostra um gráfico da redução da corrente de fuga devido à operação do FCL na Figura 4;

a Figura 7 ilustra esquematicamente a conexão de um circuito atenuador de potência em paralelo com a bobina de C. C . ;

a Figura 8 ilustra esquematicamente uma forma de circuito atenuador;

a Figura 9 ilustra uma segunda forma de circuito

atenuador;

a Figura 10 ilustra um circuito simulado que inclui o circuito atenuador da Figura 8; a Figura 11 ilustra os picos momentâneos correspondentes de C.C. para o circuito da Figura 10;

a Figura 12 ilustra um gráfico que mostra a redução na corrente de fuga através da utilização do atenuador de potência;

a Figura 13 ilustra um gráfico que mostra a operação de um pico momentâneo do circuito de C. C.;

a Figura 14 ilustra a corrente do circuito da C. C. para dois picos momentâneos consecutivos; e

a Figura 15 ilustra a corrente do circuito de C. C. para dois picos momentâneos consecutivos pouco espaçados entre si.

DESCRIÇÃO DETALHADA Nas realizações preferidas, é reconhecido que a energia em uma bobina supercondutora saturada C.C. que circunda um núcleo de ferro é substancialmente igual ao produto do campo magnético e da magnetização porque o núcleo se encontra em um estado altamente saturado. Um núcleo altamente saturado é desejado para minimizar a impedância de inserção do dispositivo (isto é, a impedância do dispositivo vista nos terminais de C.A. na condição do estado estável sem falhas) . Em um FCL saturado de C.C., tal como aquele apresentado na patente norte-americana 7.193.825 (cujo conteúdo é aqui incorporado a título de referência remissiva) , uma bobina de C.A e uma bobina de C. C. estão ambas presentes. A energia que deve ser despejada durante um evento de corrente de fuga (isto é, um curto-circuito no circuito de C.A. que está sendo protegido) inclui não somente a energia armazenada da bobina de C.C., mas também a energia refletida na bobina de C. C. do circuito de C.A. devido ao acoplamento mútuo entre as bobinas de C.A. e de C. C. Esta energia pode ser representada tal como segue: /I

Energia = Bfye>) H(to ) H- Jv(/)Equação 1

to

onde: a energia é a energia total dissipada no circuito de C.C., B(tO) é o campo magnético de C.C. no núcleo de aço antes do momento da falha; H(tO) é a magnetização de C. C. do núcleo de aço antes do momento da falha; V(t) é o 5 pico momentâneo da voltagem induzido na bobina de C.C. do acoplamento de C. A.; i(t) é o pico momentâneo induzido na bobina de C. C. do acoplamento de C.A. ; e tl é o final do período de falha no circuito de C.A.

A voltagem e a corrente pico momentâneo na bobina 10 de C. C. irão depender das características do circuito de proteção e da bobina de C. C. Nas realizações preferidas é desejável reduzir a magnitude de v(t) e de i(t) e controlar a energia total da bobina de modo que ela seja despejada com segurança em um resistor externo durante a operação do FCL 15 (isto é, durante uma falha no circuito de C.A.).

A primeira parte da equação da energia (Equação 1) é uma quantidade que depende do desenho específico do FCL saturado de C. C. Os valores de B e de H são normalmente otimizados de acordo com considerações técnicas e econômicas.

2 0 A segunda parte da equação da energia pode ser aumentada através do desenho criterioso da relação das voltas entre os circuitos de C.A. e de C.C. e o grau de acoplamento entre eles. A redução do acoplamento magnético, por exemplo, através da introdução de um entreferro no núcleo de aço, irá 25 reduzir o pico momentâneo induzida e as voltagens, no entanto, isto aumenta o número de amperes-voltas de supercondução requeridos para saturar o núcleo, e isto pode ser dispendioso.

Além disso, o campo de magnetização, H, é aumentado ao aumentar a energia C.C. armazenada no sistema. Os elementos versados na técnica irão reconhecer que a energia adicional é armazenada substancialmente no campo magnético do volume do entreferro.

Uma melhor maneira para reduzir a energia total consiste em reduzir diretamente a energia acoplada no circuito de C. C. do circuito de C.A. ao controlar as formas de onda de voltagem e corrente induzidas por picos momentâneos, v(t) , e i(t) , através de circuitos de proteção no circuito de C. C. A colocação de um resistor apropriadamente dimensionado em paralelo através da bobina de C.C. pode atingir este objetivo, no entanto, com um resistor permanentemente conectado irão ocorrer perdas de potência significativas e a fonte de alimentação C. C. deve ser dimensionada consideravelmente maior para fornecer a corrente de derivação de C.C. constante.

A Figura 4 ilustra um circuito de C.A. simulado utilizado para simular testes na realização preferida. O circuito 41 é interconectado a um FCL de três membros 42 tal como formado no pedido de patente acima mencionado. O campo magnético de saturação era de 2,00 Tesla e a magnetização é de 10.000 A/m. A energia armazenada no campo magnético de C. C. é de aproximadamente 2 0 k J. Na simulação, há muitos métodos diferentes para representar uma fonte de alimentação de C.C. Foi verificado que resultados substancialmente consistentes são obtidos se for empregado um modelo de fonte de corrente constante, um modelo de fonte de voltagem constante, um modelo de fonte de alimentação regulado linear, ou uma fonte de alimentação de modo comutado. Os detalhes das formas de onda da voltagem de pico momentâneo e da corrente induzida em cada caso variaram mas não pareceu que isto diminuiu a operação dos mecanismos de proteção aqui apresentados. Para fins de simplificação, as simulações da realização preferida empregaram uma fonte de voltagem constante.

A Figura 5 ilustra um gráfico das prováveis respostas das formas de onda de picos momentâneos da corrente e da voltagem induzidas no circuito de C. C. para uma falha no lado da C.A. A falha do circuito de C.A. é simulada ao introduzir um curto-circuito em um resistor de 0,08 ohm. 0 gráfico 50 ilustra a falha do circuito de C.A., ao passo que o gráfico 51 ilustra a voltagem de pico momentâneo induzido correspondente no circuito de C.C. O pico momentâneo induzido é grande devido a uma ausência de qualquer resistência e irá depender dos detalhes da fonte de alimentação de C. C. Em geral, a voltagem induzida pelo pico momentâneo no circuito de C. C. 51 é prejudicial à bobina supercondutora e pode causar danos de isolamento incrementais e uma falha completa da bobina supercondutora.

A Figura 6 ilustra as características funcionais básicas do FCL. Isto é, a técnica aqui descrita não efetua o desempenho do FCL, mas, por outro lado, realça a proteção e a confiabilidade do circuito de C.C. requeridas para a operação correta e repetida do mesmo. Os gráficos ilustram a corrente do lado da C.A. para um primeiro caso 6 0 onde nenhum FCL está presente e um segundo caso 61 onde o FCL está presente. Os dois gráficos mostram a redução na corrente de fuga quando o limitador da corrente de fuga saturado de C. C. é empregado no circuito de C.A. em comparação ao caso quando ele não é empregado.

Na realização preferida, além do FCL, um circuito atenuador de potência passivamente comutado também é incluído em paralelo com o circuito da bobina de C. C., e o arranjo é tal como ilustrado esquematicamente na Figura 7, com a bobina de C. C. 71 formada em torno do núcleo de aço 74 e o circuito atenuador de potência 72 formado em paralelo e interconectado à fonte de alimentação de C.C. 73.

A Figura 8 ilustra uma primeira forma do circuito atenuador de potência passivamente comutado 80, e a Figura 9 ilustra uma segunda forma do circuito 90. Ambos incluem um resistor de descarga passivamente comutado no circuito da bobina de C.C. Conforme observado anteriormente, estes ) circuitos são conectados em paralelo com a bobina

supercondutora.

Ambos os circuitos da Figura 8 e da Figura 9 10 empregam componentes não-lineares que agem como interruptores durante eventos de picos momentâneos no circuito de C.A. Durante o estado estável, a condição sem falhas, os circuitos de proteção 80, 90 têm uma alta impedância total e não conduzem uma corrente. Desse modo, estes circuitos de 15 proteção não impõem nenhuma carga de corrente adicional na fonte de alimentação de C. C. e têm uma carga térmica nula. Isto reduz a quantidade de dissipação de calor e refrigeração que pode então ser requerida.

Durante um evento de falha no circuito de C.A., a

2 0 magnitude da voltagem de pico momentâneo através da bobina de C. C. 71 (Figura 7) irá aumentar até um valor mais elevado do que o normal através do acoplamento mútuo entre os circuitos de C.A. e de C. C. Essa voltagem irá ativar os elementos de comutação passivos (isto é, os varistores 81 ou os diodos 82) 25 para conduzir e desse modo estes componentes, se forem dimensionados corretamente, terão uma resistência baixa durante o período de falha no circuito de C.A.

Deve ser reconhecido que a voltagem 'de acionamento' do circuito mostrado na Figura 8 pode ser obtida 30 ao ajustar o número de diodos 81 em cada tira em série. Em um arranjo alternativo, os diodos 81 podem ser substituídos por um dispositivo de espaçamento de centelhamento apropriadamente dimensionado ou um outro dispositivo passivo que é acionado a uma voltagem de polarização de avanço conhecida. Alternativamente, onde disponível, a cadeia de diodos pode ser substituída por um diodo Zener apropriadamente configurado.

Uma vantagem do circuito de proteção mostrado na

Figura 8 é que os componentes não têm um requisito do tempo de refrigeração térmica de pico momentâneo antes que possam ser empregados a seguir em uma função limitadora de voltagem. Por exemplo, alguns resistores não-lineares derivam as suas 10 características não-lineares de um efeito de aquecimento. O efeito pode requerer um tempo de paralisação de refrigeração, o que não é prático para a confiabilidade total do dispositivo. Por exemplo, a lógica de disjuntor em uma sub- estação particular pode requerer que o disjuntor feche depois 15 de um período de 1 segundo a fim de submeter o circuito a uma "nova tentativa". Este esquema é frequentemente utilizado onde alimentadores de linhas aéreas são utilizados (isto é, não no subsolo) e uma ramificação caída pode ser a causa do curto-circuito.

A polarização de avanço dos diodos 81 na Figura 8

pode ser ajustada a um valor que seja menor do que o ajuste de proteção contra sobretensão na fonte de alimentação de C. C. 73 (Figura 7) . Desta maneira, a fonte de alimentação permanece ativa durante o evento de falha no lado da C.A. e 25 estará pronta para o evento de falha de C.A. subseqüente seguinte sem nenhum atraso para re-polarizar o núcleo.

A escolha do resistor de descarga, R (82, 92) , irá depender dos componentes empregados na fonte de alimentação de C.C. e no filtro, na energia armazenada na bobina de C.C.,

3 0 e no isolamento da voltagem para suportar o nível da bobina de C.C.

Nas realizações preferidas, os circuitos aplicados estão protegendo uma bobina supercondutora, e são empregados para despejar a energia da bobina que é refletida do lado da C.A. do circuito.

Os elementos versados na técnica irão reconhecer que os circuitos acima podem ser substituídos ao empregar um circuito de detecção de sobretensão, um interruptor IGBT para isolar a fonte de alimentação, e um outro interruptor IGBT ‘i para desviar a energia da bobina de C. C. e a energia do pico

momentâneo refletida a um resistor de descarga. No entanto, esse tipo de mecanismo de proteção é baseado em técnicas de 10 detecção ativa e componentes eletrônicos para ser eficaz. As realizações preferidas provêm um circuito passivo, e desse modo são provavelmente mais robustas, e são compatíveis com a natureza passiva do limitador de corrente de fuga saturado de C. C.

Será apresentada agora uma explanação de como os

circuitos atenuadores passivos agem para reduzir as formas de onda de corrente e voltagem induzidas por picos momentâneos.

A Figura 10 mostra o mesmo circuito que aquele da Figura 4, mas com a inclusão de um circuito atenuador de 20 potência refletida passiva 100. A polarização de cada uma das tiras de diodos 100 foi ajustada em 6,0 volts ao conectar dez diodos em série em cada tira paralela de diodos. Esta é a voltagem "de acionamento" do circuito de proteção. Outros parâmetros que pertencem ao circuito eram tais como segue: o 25 número de voltas de C.A. era 4 0 em cada um dos seis membros (n = 40) ; o número de voltas de C. C. era 800 (N = 800); a corrente de polarização de C. C. era 90 ampères. I (Alimentação de energia) = 90 Ampères; a fonte de voltagem de C.A. empregada era 11 kV C.A. RMS de fase a fase; a carga do

3 0 circuito de C.A. era 10 ohms (carga de estado estável sem falhas) ; a carga de curto-circuito (isto é, a impedância de falha) empregada era 0,08 ohm; a possível corrente de curto- circuito era 10.000 ampères; a área do núcleo de material permeável era 0,02 metro quadrado; as dimensões da janela do núcleo empregadas eram 0,8 m de largura x 2,2 m de altura, e o tempo de ocorrência da falha foi designado como t = 12.000 segundos.

A Figura 11 mostra as correntes de pico momentâneos

111 e as voltagens 110 calculadas no circuito de C.C. após um evento de falha no lado da C.A. A voltagem induzida no circuito de C. C. foi reduzida eficazmente a um pico de aproximadamente 200 volts e a corrente de C. C. a um pico de aproximadamente 300 ampères.

A Figura 12 mostra as formas de onda da corrente de pico momentâneo de C.C. calculadas para o circuito na Figura

10, com 122 e sem 121 um FCL. Pode ser observado que o FCL não altera o seu requisito principal de desempenho com o circuito de proteção incluído. Será aparente que a voltagem de acionamento e o valor da resistência podem ser alterados para se adequar a um desenho particular de fonte de alimentação ou de bobina de C. C. Por exemplo, se um nível de voltagem induzida mais elevado puder ser tolerado devido ao isolamento superior da bobina de C.C., então a voltagem de acionamento pode ser aumentada ao aumentar o número de diodos colocados em série em cada tira de diodos. A escolha da resistência R também precisa ser balanceada com o tipo de refrigeração empregado para a bobina supercondutora. Por exemplo, uma bobina supercondutora que é refrigerada a seco, isto é, por uma coluna de refrigeração, no espaço do vácuo, tem menos capacidade de sobreviver longos períodos de aquecimento por picos momentâneos. Neste caso, um melhor isolamento da bobina supercondutora pode ser empregado, e um valor mais elevado da resistência de descarga de maneira tal que a energia seja despejada em um período de tempo reduzido.

Como um exemplo particular de uma técnica apropriada de proteção para uma bobina supercondutora refrigerada por coluna de refrigeração, a Figura 13 mostra que a energia total pode ser despejada em um período de tempo mais curto ao aumentar o valor da resistência de descarga à custa de uma voltagem da bobina máxima mais elevada induzida 5 no circuito de C.C. Neste cálculo, o valor da resistência de descarga foi aumentado para 10 ohms e a voltagem de acionamento dos diodos de proteção foi mantida em 6 volts. A conseqüência é que a voltagem máxima induzida no circuito de C. C. aumenta para 2,5 kV, no entanto, o período de tempo que 10 a corrente aumentada flui é reduzido significativamente por um fator de 10, devido ao valor da resistência de descarga maior.

O valor de R pode ser aumentado até que a resistência de isolamento a impulsos da bobina de C. C. seja 15 aproximada. A escolha de R deve ser balanceada, no entanto, com a avaliação térmica dos componentes do circuito de proteção, a bobina supercondutora, e os dissipadores de calor devem ser apropriadamente dimensionados para o circuito particular.

A Figura 14 e a Figura 15 mostram que a inclusão

dos circuitos de proteção propostos não impedem que o FCL limite às falhas que ocorrem em uma sucessão próxima, por exemplo, logo depois do evento de re-fechamento de um disjuntor em uma falha persistente no circuito de C.A.

Também pode ser reconhecido que os esquemas aqui

apresentados fornecem um meio para incluir suporte ou redundância da proteção. Com a adição de um ou mais circuitos , atenuadores de potência passivos em paralelo através da bobina de C.C., cada um deles desenhado e dimensionado 30 térmica e eletricamente para tomar a voltagem e a corrente induzidas previstas, um sistema redundante é construído. Isto deve proteger contra componentes queimados ou outras falhas elétricas em qualquer circuito de descarga. Será evidente aos elementos versados na técnica que o arranjo ilustrado pode ser utilizado em sistemas monofásicos e multifásicos. Embora a invenção tenha sido descrita com referência aos exemplos específicos, será 5 apreciado pelos elementos versados na técnica que a invenção pode ser incorporada em muitas outras formas.

Claims (17)

1. MÉTODO DE ATENUAÇÃO DE UM PICO MOMENTÂNEO EM UMA BOBINA DE POLARIZAÇÃO C.C. EM UM LIMITADOR DE CORRENTE DE FUGA, em que o método é caracterizado pelo fato de incluir a etapa de interconexão de um circuito de supressão de picos de correntes momentâneos através da bobina de polarização C. C., em que o dito circuito de supressão de picos momentâneos é operativo quando a voltagem do pico momentâneo através da bobina de polarização C. C. excede um valor máximo predeterminado.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito circuito de supressão de picos momentâneos inclui uma série de diodos conectados em cascata.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o dito circuito de supressão de picos momentâneos inclui uma primeira e uma segunda série de diodos conectados em série, em que a primeira e a segunda série são conectadas em paralelo com uma orientação de uma oposta à outra.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o dito circuito de supressão de picos momentâneos inclui um resistor interconectado em série com os diodos.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito circuito de supressão de picos momentâneos inclui uma série de resistores não- lineares.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito circuito de supressão de picos momentâneos inclui uma série de diodos Zener conectados em cascata em série com um resistor linear apropriadamente dimensionado.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito circuito de supressão de picos momentâneos inclui uma série de diodos conectados em cascata paralelos de parte traseira a parte traseira em série com um resistor linear apropriadamente dimensionado.

8. MÉTODO, de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a bobina de polarização de C. C. é enrolada em torno de um núcleo monofásico em um sistema multifásico.

9. MÉTODO, de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a bobina de polarização de C. C. é enrolada em torno de um núcleo que protege múltiplas fases em um sistema multifásico.

10. MÉTODO, de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que a bobina de polarização de C.C. compreende uma bobina supercondutora.

11. CIRCUITO ATENUADOR DE POTÊNCIA PARA A INTERCONEXÃO EM PARALELO COM UMA BOBINA DE POLARIZAÇÃO DE C. C. EM UM LIMITADOR DE CORRENTE DE FUGA, caracterizado pelo fato de que o circuito atenuador de potência tem uma resposta não-linear, tem uma alta impedância para as voltagens baixas através da bobina de polarização C. C. e uma impedância baixa para as altas voltagens através da bobina de polarização de C. C.

12. CIRCUITO ATENUADOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o circuito é formado a partir de componentes passivos.

13. CIRCUITO ATENUADOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o dito circuito inclui uma primeira e uma segunda série de diodos conectados em série, em que a primeira e a segunda série são conectadas em paralela com uma orientação de uma oposta à outra.

14. CIRCUITO ATENUADOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o dito circuito inclui um resistor interconectado em série com os diodos.

15. CIRCUITO ATENUADOR DE POTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de incluir pelo menos um resistor não-linear.

16. MÉTODO DE ATENUAÇÃO DE UM PICO MOMENTÂNEO EM UMA BOBINA DE POLARIZAÇÃO DE C. C. EM UM LIMITADOR DE CORRENTE DE FUGA, caracterizado pelo fato de ser substancialmente tal como aqui descrito com referência a qualquer uma das realizações da invenção ilustradas nos desenhos em anexo e/ou nos exemplos.

17. CIRCUITO ATENUADOR DE POTÊNCIA, caracterizado pelo fato de ser tal como aqui descrito com referência a qualquer uma das realizações da invenção ilustradas nos desenhos em anexo e/ou nos exemplos.