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Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL

Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL. Centro de Pesquisas de Energia Elétrica – CEPEL Rio de Janeiro – RJ – Brasil. A3-07 ENSAIOS COM MÓDULOS SUPERCONDUTORES PARA LIMITAÇÃO DE CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO Apresentador: Alexander Polasek. Título do trabalho. Autor/apresentador

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Presentation Transcript

  1. Centro de Pesquisas de Energia Elétrica - CEPEL Centro de Pesquisas de Energia Elétrica – CEPEL Rio de Janeiro – RJ – Brasil A3-07 ENSAIOS COM MÓDULOS SUPERCONDUTORES PARA LIMITAÇÃO DE CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO Apresentador: Alexander Polasek Título do trabalho Autor/apresentador Área

  2. AUTORES • Alexander Polasek – Laboratório de Supercondutividade - DTE • Rodrigo Dias – Laboratório de Supercondutividade - DTE • Fábio A. da Silva - Laboratório de Alta Corrente - DVLA • Francisco C. Lopes - DTE • Eduardo T. Serra - Assistente Técnico da Diretoria Geral • Orsino de O. Filho - Assistente Técnico da • Diretoria de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovações Centro de Pesquisas de Energia Elétrica – CEPEL

  3. Apresentador • Alexander Polasek • Doutor em Ciência e Engenharia de Materiais pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (2002). Parte do seu doutorado foi realizada no Max-Planck-Institut für Metallforschung, em Stuttgart, na Alemanha. • Pesquisador do Centro de Pesquisas de Energia Elétrica (CEPEL) desde 2002. • Atua principalmente nos seguintes temas: • Materiais e Equipamentos Supercondutores para o setor elétrico • Limitadores de corrente de curto-circuito • Síntese e caracterização de materiais supercondutores • P&D de materiais isolantes poliméricos

  4. 2011 - CENTENÁRIO DA SUPERCONDUTIVIDADE • Kammerlingh Onnes-Holanda: • 1908 – Hélio Líquido • 1911 – Supercondutividade • 1913 – Prêmio Nobel

  5. Supercondutores de Alta Temperatura PRÊMIO NOBEL – 1987 • 1986 – Berdnorz e Müller – IBM (Suíça) • 1987 – Chu et al. Universidade de Houston • SUPERCONDUTIVIDADE A T > 77 K (Nitrogênio Líquido) !!!

  6. Ímã permanente Supercondutor Supercondutividade Resistência elétrica nula Repulsão de campos magnéticos

  7. Alta Densidade de Corrente J ~ 200A/mm2 J ~ 2A/mm2 Fitas Supercondutoras Cobre

  8. Limitadores De Corrente Armazenadores de Energia Transmissão Motores e Geradores 2010 2015 2020 2025 2030 Cabos Aplicações Transformadores Stephen A. Gourlay - 2007 IEEE Council on Superconductivity

  9. PROBLEMA: Aumento dos Níveis de Corrente de Curto-Circuito Superação de Disjuntores Limitadores de Corrente de Curto-Circuito • Limitadores de Corrente Supercondutores: • Atuação Rápida (< ¼ de ciclo) • “Self-Triggering” – não requerem sensores e dispositivos de acionamento • Retornam naturalmente ao estado supercondutor após o curto-circuito • Praticamente não interferem na rede durante a operação normal do sistema • FALHA SEGURA • Primeiros Comerciais: Alemanha e Grã-Bretanha (Distribuição) • Três principais tipos: Resistivo, Indutivo e Híbrido

  10. Limitador de Corrente Supercondutor Resistivo

  11. Curva E - J E – campo elétrico J – densidade de corrente Ec – campo elétrico crítico Jc – densidade de corrente crítica Tsc – temperatura do supercondutor Critério 1mV/cm

  12. Limitadores Supercondutores Exemplos Fonte: EPRI

  13. Limitador Supercondutor TIPO RESISTIVO Conectado à rede NEXANS/ACCEL Alemanha Componentes Limitadores

  14. Módulos Limitadores Supercondutores TIPO RESISTIVO • Módulos empregados no presente trabalho: • Bobina supercondutora de BSCCO 2212 • Fabricante: NEXANS Superconductors, Alemanha

  15. Módulos Conectados - CEPEL TIPO RESISTIVO • 12 MÓDULOS CONECTADOS: • Em Série: 1,6 kVeficaz / 300 Aeficaz • Paralelo / Série: 0,8 kVeficaz / 600 Aeficaz LABORATÓRIO DE ALTA CORRENTE – CEPEL, ADRIANÓPOLIS

  16. Ensaios no CEPEL Circuito de Ensaio Laboratório de Alta Corrente – Cepel, Adrianópolis Duração do curto-circuito = 60 – 120 ms Corrente Presumida: medida sem o limitador (LCSC)

  17. Ensaios no CEPEL

  18. SEM LIMITADOR COM LIMITADOR Resultados – Conexão Série Corrente Presumida – 25 kA eficaz

  19. Resultados – Conexão Série Corrente Presumida – 67 kA eficaz

  20. Resultados – Conexão Paralelo/ Série Corrente Presumida – 25 kA eficaz (Assimétrica)

  21. Resultados – Conexão Paralelo/ Série Corrente Presumida – 65 kA eficaz (Assimétrica)

  22. Conclusões • Olimitador supercondutor estudado mostrou eficácia na limitação dos níveis de corrente de curto-circuito • Reprodutibilidade de resultados • A corrente limitada depende pouco da corrente presumida • Corrente limitada - Menos assimétrica que a presumida

  23. MUCHAS GRACIAS! Alexander Polasek polasek@cepel.br

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