BR112012011543B1

BR112012011543B1 - Dispositivo para romper uma corrente elétrica contínua, arranjo de limitação de corrente, instalação exterior de conexão para conectar um conversor hvdc e método para usar um dispositivo para interromper uma corrente elétrica contínua

Info

Publication number: BR112012011543B1
Application number: BR112012011543-0A
Authority: BR
Inventors: Jürgen Häfner; Björn Jacobson
Original assignee: Abb Technology Ag
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2009-11-16
Publication date: 2019-10-08
Also published as: AU2009355281A1; DK2502248T3; SA110310844B1; TN2012000201A1; CN102687221A; NZ599794A; EP2502248B1; CA2780946C; RU2510092C2; CN102687221B; KR20120089751A; ES2621777T3; RU2012125050A; MX2012005659A; CA2780946A1; AU2009355281B2; WO2011057675A1; KR101521000B1; US20120299393A1; BR112012011543B8

Abstract

dispositivo e método para interromper a corrente de uma linha de distribuição ou transmissão de energia e arranjo de limitação de corrente. a presente invenção refere-se a um dispositivo (13) para interromper uma corrente elétrica que passa através de uma linha de distribuição ou transmissão de energia (14) que compreende uma ligação em paralelo de um disjuntor principal (8) e uma resistência não linear (11), onde o disjuntor principal (8) compreende, pelo menos, uma chave semicondutora de potência de uma primeira direção de corrente. o dispositivo (13) compreende ainda uma ligação em série de uma chave de alta velocidade (10) que compreende, pelo menos, uma chave mecânica e um disjuntor de auxiliar (9), o disjuntor auxiliar tendo uma menor sobre resistência do que o disjuntor principal (8) e compreendendo, pelo menos, uma chave semicondutora de potência da primeira direção de corrente. a conexão em série está ligada em paralelo com a ligação em paralelo. em um método para usar o dispositivo (13) primeiro o disjuntor auxiliar (9) é aberto, desse modo conectando a corrente ao disjuntor principal (8), depois a chave de alta velocidade (10) é aberto e depois o disjuntor principal (8) é aberto conectando, assim, a corrente para a resistência não linear (11). o dispositivo (13) pode ainda ser usado em m arranjo de limitação de corrente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO PARA ROMPER UMA CORRENTE ELÉTRICA CONTÍNUA, ARRANJO DE LIMITAÇÃO DE CORRENTE, INSTALAÇÃO EXTERIOR DE CONEXÃO PARA CONECTAR UM CONVERSOR HVDC E MÉTODO PARA USAR UM DISPOSITIVO PARA INTERROMPER UMA CORRENTE ELÉTRICA CONTÍNUA.

[001] A invenção refere-se a um dispositivo para interromper uma corrente elétrica que passa através de uma linha de distribuição ou transmissão de energia que compreende uma ligação em paralelo de um disjuntor principal e um resistor não linear, o disjuntor principal compreendendo pelo menos uma chave semicondutora de potência de uma direção de primeira corrente. Além disso, a invenção refere-se a um método para utilizar o dispositivo, de modo que o dispositivo seja ligado em série com a linha de distribuição ou transmissão de energia. Adicionalmente, a invenção se refere a um arranjo de limitação de corrente, compreendendo pelo menos dois dos dispositivos acima mencionados.

[002] Originalmente, a invenção foi feita em relação ao campo de disjuntores de alta-tensão de CC ou seja, de dispositivos de chaveamento que são capazes de interromper uma corrente que flui através de uma linha de transmissão de energia, de modo que a linha esteja a um nível de tensão superior a 50 kV. No entanto, a invenção é também aplicável a distribuição de tensão em disjuntores de média potência CC, isto é, para uma faixa de tensão CC entre cerca de 1 kV e 50 kV, e alguns elementos da invenção são ainda aplicáveis a disjuntores para transmissão e distribuição de energia CA para qualquer nível de tensão, tal como descrito abaixo.

[003] Na EP 0.867.998 B1, é sugerida a utilização de uma conexão em paralelo de, pelo menos, uma chave semicondutora de potência e um desviador de sobretensão para interromper a corrente através de

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 5/62

2/41 uma rede de Corrente de Alta Direção de Tensão (HVDC). A ideia proveniente deste é o de proporcionar um sólido estado do disjuntor CC, que reage muito mais rapidamente a um sinal de disparo do que um disjuntor mecânico CC normalmente conhecido e que, assim, reduz o risco de desenvolvimento de danos de correntes elevadas na rede HVDC em caso de falha.

[004] Na prática, disjuntores de estado sólido de CC, isto é, disjuntores capazes de interromper uma corrente CC e compreendendo pelo menos uma chave semicondutora de potência, não são utilizados para sistemas de transmissão de energia HVDC, ainda, devido às perdas de alta corrente de tais disjuntores. Deve-se isto ao fato de que a tensão de alta operação por um lado e a tensão nominal relativamente baixa de uma única chave de potência de semicondutores atualmente disponíveis no mercado por outro lado, tornam necessário que o disjuntor de estado sólido CC seja construído de um considerável número de série de chaves semicondutoras de potência ligadas. O referido número pode chegar facilmente a várias centenas no caso de um nível de tensão HVDC de várias centenas de kV. Durante a operação normal do sistema de transmissão de energia HVDC, o disjuntor de CC e, assim, todas as suas chaves semicondutoras de potência são para ser ligados, expondo as chaves semicondutoras de potência à tensão de corrente contínua. As resultantes de quantidade de perdas em estado estacionário montam a 0,2 e 0,3% da energia transferida através do disjuntor CC. No caso de um disjuntor de estado sólido CC adequado para uma tensão de linha de 640 kV e uma corrente nominal normal de 2kA, estas perdas de estado estacionário igualam-se a 3 MW, que é tanto quanto acerca de metade das perdas de um conversor de potência conhecida HVDC para 640kV. As perdas resultam em custos significativos durante o tempo de vida do disjuntor de estado sólido, especialmente no caso em que muitos disjuntores de estado sólido são

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 6/62

3/41 para ser usados, por exemplo, em futuras aplicações de rede CC com várias subestações de CC.

[005] Na EP 1.377.995 B1, uma chave mecânica é apresentada entre outros adequados para ser usados em paralelo a um disjuntor de estado sólido, a fim de reduzir as perdas de estado estacionário do disjuntor. A chave mecânica tem uma pluralidade de pontos de ruptura dispostos em série uns com os outros que são operados simultaneamente e, em comparação a outras chaves mecânicas, a alta velocidade, isto é, no intervalo de tempo de cerca de 1 ms. Quando o disjuntor de estado sólido está no estado fechado, a chave mecânica está fechada também e conduz a corrente, enquanto elementos semicondutores de potência do disjuntor são em corrente livre e, por conseguinte, sem perdas. Se uma operação de ruptura está para ser executada, em primeiro lugar a chave mecânica é aberta de modo que a corrente seja comutada para o disjuntor e posteriormente o disjuntor é aberto.

[006] O referido arranjo tem duas desvantagens principais. Por um lado, a chave mecânica está ativamente abrindo a corrente, a fim de comutar para o disjuntor de estado sólido. Isto resulta em arcos que ocorrem nos pontos de ruptura da chave e levam a um desgaste inicial dos contatos correspondentes, requerendo, portanto, manutenção da chave depois de um par de operações de chaveamento apenas. Por outro lado, é de se notar que a chave mecânica é destinada a uma faixa de tensão de 12-36 kV. Assim, para aplicações de alta-tensão de várias centenas de kV, será necessário uma ligação em série de várias chaves mecânicas. A fim de assegurar que a tensão seja distribuída uniformemente através das chaves conectadas em série, especialmente para o caso em que as velocidades de operação diferem ligeiramente entre as chaves, são necessários os condensadores ligados em paralelo. Isso aumenta consideravelmente os custos de equipamentos.

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 7/62

4/41 [007] É um objetivo da presente invenção encontrar uma solução alternativa para um disjuntor de HVDC com o qual as perdas de estado estacionário de chaves semicondutoras de potência sejam reduzidas, enquanto ao mesmo tempo evita as desvantagens descritas acima em ligação com a EP1377995 B1.

[008] De acordo com a presente invenção, o dispositivo para interromper uma corrente elétrica que passa através de uma linha de transmissão ou distribuição de energia, também chamada quebra do dispositivo, contém - além da ligação paralela conhecida de um disjuntor principal e uma resistência não-linear com o disjuntor principal abrangendo, pelo menos, uma chave semicondutora de potência de uma direção de primeira corrente - uma ligação em série de uma chave de alta velocidade que compreende pelo menos uma chave mecânica e um disjuntor auxiliar, onde a ligação em série esteja ligada em paralelo à ligação em paralelo. O disjuntor auxiliar tem uma menor sobrerresistência do que o disjuntor principal e compreende pelo menos uma chave semicondutora de potência da direção de primeira corrente. O termo resistência de condução se refere à resistência para uma corrente que flui através de uma chave semicondutora de potência que esteja ligado. Em outras palavras, o disjuntor auxiliar tem uma menor queda de tensão de condução do que o disjuntor principal.

[009] É sugerido que o dispositivo de acordo com a presente invenção seja utilizado da seguinte forma: o dispositivo é para ser ligado em série a um percurso de corrente passando por uma linha de transmissão ou distribuição de energia , de preferência uma linha de transmissão HVDC de energia, e, em operação normal, o disjuntor auxiliar e a chave de alta velocidade do dispositivo são para ser fechado, o que significa para o disjuntor auxiliar que as chaves semicondutoras de potência respectivas são para ser ligadas. O disjuntor principal está fechado, ou seja, chaves semicondutoras estão ligadas, em um ponto

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 8/62

5/41 adequado em tempo antes do disjuntor auxiliar ser aberto novamente. Se depois de ser recebido um sinal de abertura de um disjuntor auxiliar, o disjuntor auxiliar é aberto desse modo ccomutando a corrente para o disjuntor principal, portanto a chave de alta velocidade é aberto e, finalmente, o disjuntor principal é aberto se um sinal de abertura do disjuntor principal for recebido. Como resultado, a corrente se comuta ao longo do disjuntor principal para a resistência não linear, onde o nível de corrente é reduzido e a tensão limitada. Como se torna claro a partir deste método, a chave de alta velocidade é necessária para dissociar o disjuntor auxiliar da linha a fim de impedir que a tensão total seja aplicada ao disjuntor auxiliar.

[0010] O dispositivo e o método proposto de a sua utilização de acordo com a presente invenção têm entre outros, as seguintes vantagens, em particular para aplicações de alta-tensão CC:

[0011] - As perdas de estado estacionário são reduzidas, uma vez que durante a operação normal as correntes já não fluem através do disjuntor principal, mas através da chave de alta velocidade, que é uma chave mecânica, com perda quase nenhuma, e através do disjuntor auxiliar que tem uma menor resistência de condução e, assim, uma menor queda de tensão de condução do que o disjuntor principal. Uma vez que as perdas em estado estável no disjuntor principal desaparecem, o disjuntor principal não é mais propenso à sobrecarga térmica de modo que um resfriamento ativo do disjuntor principal não é mais necessário. Para o disjuntor auxiliar, é preferível que a queda de tensão de condução e, portanto, as perdas sejam muito menores em comparação com o disjuntor principal de modo que nenhum resfriamento ativo não seja necessário nem aí.

[0012] - Para comutar a corrente para o disjuntor principal, já não é uma chave mecânica que tem de interromper a corrente primeiro, mas sim o disjuntor de estado sólido auxiliar. Por conseguinte, os problemas

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 9/62

6/41 com o desgaste dos contatos mecânicos devido aos arcos já não estão presentes o que reduz o esforço de manutenção e aumenta a confiabilidade e o tempo de vida do dispositivo de ruptura total. Por conseguinte, é suficiente que a chave de alta velocidade seja apenas uma rápida operação seccionadora.

[0013] - Uma vez que o disjuntor principal esteja sujeito à tensão máxima durante um período de tempo limitado somente após a comutação para a resistência não linear, torna-se possível adicionar chaves semicondutoras complementares de potência na ligação em série do disjuntor principal para assegurar a distribuição de tensão confiável sem adicionar às perdas globais.

[0014] - A concepção do disjuntor principal é ainda mais simplificada em relação à reação a uma falha em uma das suas chaves semicondutoras de potência. Em algumas chaves semicondutoras de potência conhecidas está previsto que uma chave inoperável esteja automaticamente em curto-circuito a fim de permitir a outra chave semicondutora de alimentação redundante assumir a operação. No entanto, o referido modo de falha de curto-circuito pode na prática ser um modo instável, no qual a estabilidade só pode ser assegurada por um período limitado de tempo. Com o dispositivo proposto, em que tanto o disjuntor principal e/ou o auxiliar podem conter chaves semicondutoras de alimentação redundante, o referido não apresenta mais um problema para o disjuntor principal uma vez que o disjuntor principal está em operação total apenas por um período de tempo muito curto de modo que um modo de falha ideal de curto-circuito não é necessário.

[0015] - A tensão e a corrente de tensão no disjuntor principal e, consequentemente, sobre as suas chaves semicondutoras de potência são consideravelmente reduzidas, reduzindo, portanto, a taxa de falha das chaves semicondutoras de potência e aumentando a confiabilidade

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 10/62

7/41 do disjuntor principal.

[0016] - No caso de tensões mais altas, onde a chave de alta velocidade compreende não só uma, mas várias chaves mecânicas ligadas em série, a questão de uma distribuição uniforme de tensão através das chaves ligadas em série não é mais um problema, pois a chave de alta velocidade é ligada em uma situação sem corrente e sem tensão. Assim, nenhum dos condensadores paralelos ligados deve ser necessário o que reduz os custos consideravelmente.

[0017] Em uma modalidade preferida do dispositivo, o disjuntor principal tem uma capacidade de bloqueio de tensão mais elevada do que do disjuntor auxiliar. Isto poderia, por exemplo, ser conseguido proporcionando, pelo menos, como a chave semicondutora de potência do disjuntor principal uma chave que tenha uma capacidade de bloqueio de tensão de várias centenas de kV, enquanto a capacidade de tensão de bloqueio da chave semicondutora de potência do disjuntor auxiliar encontra-se em poucos kV. Outra possibilidade de conseguir isto é usar diferentes tipos de chaves semicondutoras de potência, como por exemplo, pelo menos, um IGBT (transistor bipolar de grelha isolada) para o disjuntor principal e pelo menos um MOSFET (Transistor semicondutor de efeito de campo de Óxido Metal) para o disjuntor auxiliar, uma vez que se trata de características inerentes de um MOSFET que tem uma capacidade menor de ruptura de tensão do que um IGBT. Outros tipos de chaves semicondutoras de potência que podem ser utilizadas são IGCT (tiristor de porta de comutação integrada) ou GTO (tiristor de porta turn-off). Deve-se notar que todos estes tipos mencionados pertencem ao grupo de chaves semicondutoras de potência com capacidade turn-on e turn-off.

[0018] Em um desenvolvimento específico desta modalidade, o disjuntor principal compreende pelo menos duas chaves semicondutoras de potência ligadas em série da direção de primeira

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 11/62

8/41 corrente, o disjuntor auxiliar compreende pelo menos uma chave semicondutora de potência da direção de primeira corrente tendo a mesma capacidade bloqueando a tensão como as chaves semicondutoras de potência do disjuntor principal, e o disjuntor principal sempre compreende um maior número de chaves semicondutoras de potência do que o disjuntor auxiliar.

[0019] Esta modalidade é especialmente adequada para aplicações de alta-tensão, onde o nível de tensão requer que o disjuntor principal seja construído de uma série de chaves semicondutoras de potência ligadas em série. Para o disjuntor auxiliar, o mesmo tipo de chave semicondutora de potência é utilizado, mas uma vez que o disjuntor auxiliar não tem que suportar a tensão completa, apenas algumas chaves semicondutoras de potência ligadas em série são necessárias, aproximadamente entre 1 e no máximo 10. Para aplicações de altatensão de várias centenas de kV, quando o disjuntor principal compreende uma série de ligação de até várias centenas de chaves semicondutoras de potência, a diferença na resistência-on entre o disjuntor principal e o auxiliar se torna considerável, uma vez que para o disjuntor auxiliar apenas uma ou algumas poucas chaves semicondutoras de potência são necessárias. As perdas de estado estacionário para o disjuntor auxiliar são estimadas neste caso, a uma quantidade tão pequena quanto menos de 0,002% da energia transferida através do dispositivo, em comparação com o acima citado 0,2 a 0,3% do disjuntor principal. O problema de concepção acima descrito relativo às chaves semicondutoras de potência redundantes e da reação a uma falha de uma das chaves semicondutoras de potência, é no dispositivo de acordo com a presente invenção apenas de relevância para o disjuntor auxiliar, onde, sob condições normais de operação a corrente flui permanentemente através. Mas uma vez que apenas algumas chaves semicondutoras de potência são necessárias para o disjuntor

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 12/62

9/41 auxiliar, os custos para uma solução de redundância confiável, por exemplo, ligando uma ou duas chaves semicondutorqs de potência em série redundantes com pelo menos uma chave semicondutora de potência, podem ser mantidos baixos.

[0020] Em uma modalidade preferida do método para utilizar o dispositivo, o sinal de abertura do disjuntor auxiliar é gerado e enviado antes da geração e envio de um sinal de abertura do disjuntor principal. A geração e envio do sinal de abertura do disjuntor auxiliar e do sinal de abertura do disjuntor principal podem ser realizadas por um ou vários sensores diferentes e/ou meios de proteção que monitoram o estado da linha de energia e de transmissão e/ou de outros dispositivos elétricos, tais como conversores de energia, transformadores, outros dispositivos de ruptura ou linhas adicionais e que no caso de uma falha ao enviar os sinais de abertura por meio de cabo ou sem fios ao dispositivo. Alternativamente, os sinais de abertura de um ou ambos podem ser gerados internamente no dispositivo dependendo dos resultados de sensoriamento e/ou os sinais recebidos de sensoriamento de protecção de detecção externo e/ou meios de proteção, o que significa que os sinais de abertura podem não ser necessariamente fisicamente enviados e recebidos através de um barramento de comunicação de dados dentro do dispositivo, mas pode também ser simplesmente representado como variáveis em uma memória interna. Neste último caso, o processo de leitura de qualquer uma das referidas variáveis a partir da memória é para ser entendido como recebendo o sinal de abertura correspondente.

[0021] A vantagem com a geração e o envio do sinal de abertura do disjuntor auxiliar antes do sinal de abertura do disjuntor principal é que esta função pode ser utilizada para melhorar a velocidade de resposta do dispositivo para uma decisão de ruptura real através da abertura do disjuntor auxiliar antes da decisão de ruptura ser finalmente feita. Na

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 13/62

10/41 prática, os meios de proteção que têm de processar os sinais de estado e de sensoriamento a partir de fontes diferentes, a fim de decidir se uma falha realmente ocorreu o que requer a ruptura da corrente na linha, necessitam de até vários milissegundos antes da decisão de ruptura ser feita e o sinal de abertura do disjuntor principal ser enviado. Disjuntores conhecidos reagiriam após o momento em que o referido sinal de abertura do disjuntor principal é recebido, ou seja, seria possível que também o sinal de abertura do disjuntor auxiliar seja enviado apenas após a decisão de ruptura ser feita. Com o método de acordo com a referida modalidade, o disjuntor auxiliar e também a chave de alta velocidade, de preferência serão abertos antes da decisão de ruptura ser feita, de modo que o tempo de reação para a decisão de ruptura é reduzido para apenas o curto tempo de abertura do disjuntor principal de apenas um par de microssegundos desde a corrente já estar comutada anteriormente para o disjuntor principal. Por conseguinte, uma ação de ruptura de corrente muito rápida tendo apenas um par de microssegundos pode ser realizada sem ter as desvantagens das soluções baseadas dos conhecidos disjuntores de estado sólido.

[0022] Por exemplo, como em uma das modalidades do método, o disjuntor auxiliar pode ser aberto imediatamente após um primeiro limite de corrente ser excedido na transmissão de energia ou na linha de distribuição. Para disjuntores de corrente conhecidos, o sinal de abertura correspondente não é gerado diretamente após um limite de corrente ser excedido, mas apenas depois de processamento adicional e da avaliação das medições. Como descrito acima, o referido processamento adicional leva até vários milissegundos. Em oposição a que, nesta modalidade o sinal de abertura do disjuntor auxiliar é gerado, enviado e recebido eventual e imediatamente após o primeiro limite de corrente ser excedido; e uma vez que o disjuntor auxiliar é capaz de abrir dentro de alguns microssegundos, a corrente é comutada para o

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 14/62

11/41 disjuntor principal já vários microssegundos após a ultrapassagem do limite. Como consequência, o único fator limitador de tempo antes do disjuntor principal poder realmente ser aberto é o tempo de abertura da chave de alta velocidade, o que para as chaves de corrente disponíveis é de cerca de 1 ms. Mas uma vez que, como descrito acima, a geração do sinal de abertura do disjuntor principal leva pelo menos 1 ms em si, o dispositivo de acordo com a presente invenção reage em cerca do mesmo curto período de tempo para um sinal de abertura do disjuntor principal como o conhecido disjuntor CC de estado sólido autônomo evitando os seus problemas.

[0023] O primeiro limite de corrente pode, por exemplo, ser definido ligeiramente acima da corrente nominal térmica da transmissão de energia ou da linha de distribuição ou ligeiramente acima da corrente nominal térmica de uma estação de conversor ligado à linha. Durante a abertura do disjuntor auxiliar de comutação da corrente ao longo do disjuntor principal, uma certa redução do nível de corrente devido a mudanças nas condições do ambiente podem já ocorrer se o aumento de corrente era apenas temporário e não causado por um defeito. Se após o sinal de abertura do disjuntor principal não for gerado devido a um relaxamento do olhar crítico da situação anteriormente, esta modalidade como uma vantagem adicional poderia ter ajudado a proteger a linha de transmissão ou distribuição de energia contra a tensão térmica.

[0024] Em uma modalidade adicional do método, a chave de alta velocidade é aberta quando um primeiro período de tempo a partir da abertura do disjuntor auxiliar extinguir-se por caducidade. O referido tempo é de preferência escolhido suficientemente longo para o disjuntor auxiliar ter tido tempo suficiente para abrir completa e suficientemente curto para não perder tempo, isto é, se o disjuntor auxiliar for precisar de cerca de 10 microssegundos para abrir, o primeiro período de tempo

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 15/62

12/41 pode ser escolhido como 20 microssegundos.

[0025] Em uma primeira modalidade alternativa, a chave de alta velocidade é aberta quando a corrente excede um segundo limite de corrrente. O segundo limite de corrente encontra-se vantajosamente acima do primeiro limite de corrente uma vez que em uma situação de falha, a corrente na linha sobe gradualmente até que o disjuntor principal finalmente abre e desacopla a linha da falha.

[0026] Em uma segunda modalidade alternativa, a chave de alta velocidade é aberta quando um sinal é recebido indicando que a corrente se comutou com sucesso para o disjuntor principal.

[0027] Como foi mencionado antes, o sinal de abertura do disjuntor principal não pode, em alguns casos, ser gerado e, portanto, ser recebido, apesar de o disjuntor auxiliar e a chave de alta velocidade, já terem sido abertos. Isto pode, por exemplo, ser devido a um aumento transitório de corrente que é causado por uma perturbação de curto prazo, mas que não tem qualquer consequência grave. Em tais casos, é sugerida uma modalidade do método em que seja verificado que nenhum sinal de abertura do disjuntor principal seja recebido dentro de um segundo período de tempo desde a abertura do disjuntor auxiliar. Depois de decorrido o segundo período de tempo, a chave de alta velocidade e o disjuntor auxiliar são novamente fechados de modo que a operação normal possa ser continuada.

[0028] A não recepção do sinal de abertura do disjuntor principal pode também ser devida a uma falha de desenvolvimento lento, que não é imediatamente reconhecida como tal. Portanto, sugere-se em um desenvolvimento adicional da modalidade acima, que após o fechamento da chave de alta velocidade e do sinal de abertura do disjuntor auxiliar esteja ainda sendo recebido ou sendo recebido de novo, o disjuntor auxiliar seja novamente aberto em primeiro lugar, depois a chave de alta velocidade seja aberta, depois o disjuntor

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 16/62

13/41 principal seja aberto caso o sinal de abertura do disjuntor principal seja recebido. Os passos de abrir e fechar o disjuntor auxiliar e a chave de alta velocidade podem ser realizados várias vezes até que, finalmente, o sinal de abertura do disjuntor principal seja recebido ou, em alternativa, nenhum sinal mais forte de abertura do disjuntor auxiliar seja recebido.

[0029] De acordo com uma modalidade especial, uma assim chamada supervisão on-line do dispositivo é executada. Sob uma operação normal, o disjuntor principal está em um estado de corrente menor que torna possível que, pelo menos, uma chave semicondutora de potência e quaisquer elementos semicondutores de potência mais fortes estando presentes, tais como diodos de roda livre, possam ser testados quanto à sua operacionalidade. O fato de uma condição de operação normal existir, é reconhecido pelo menos a partir da ausência de um sinal de abertura do disjuntor auxiliar e um sinal de abertura do disjuntor principal, mas é claro que a informação do sensor adicional pode ser usada para determinar se o ponto no tempo é apropriado para um desempenho tal como uma supervisão on-line. Após o teste do disjuntor principal ser bem-sucedido, o disjuntor principal pode ser imediatamente fechado ou mais tarde após um procedimento adicional. O ponto importante é que o disjuntor principal seja fechado, o mais tardar, antes do disjuntor auxiliar estar prestes a ser aberto.

[0030] Em complementação ao teste do disjuntor principal, também o disjuntor auxiliar pode, em condições normais de funcionamento, ser levado a um estado de corrente menor, a fim de ser testada. O método de acordo com a modalidade para supervisão on-line do disjuntor auxiliar compreende as seguintes etapas:

• abertura do disjuntor auxiliar, comutando dessa forma a corrente ao disjuntor principal, • depois abrir a chave de alta velocidade, testando dessa

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 17/62

14/41 forma a operacionalidade da chave de alta velocidade, • depois testar a operacionalidade, pelo menos, da chave semicondutora de potência e, se presente, de pelo menos um diodo de retorno do disjuntor auxiliar, • após o teste bem-sucedido, fechar de novo a chave de alta velocidade e o disjuntor auxiliar.

[0031] Com a supervisão on-line acima descrita, todos os elementos de comutação do dispositivo de ruptura, isto é, o disjuntor principal, o disjuntor auxiliar e a chave de alta velocidade, podem ser testados para a sua operacionalidade sem perturbar o funcionamento normal da linha conectada de transmissão de energia. Tal supervisão on-line não é possível com disjuntores normalmente usados uma vez que não podem ser feitas livres de correntes, sem interromper a corrente. Isto significa também que a operacionalidade de um disjuntor normalmente utilizado não pode ser assegurada continuamente desde que a supervisão off-line seja, por razões práticas, realizados apenas ocasionalmente. Como resultado, se a última manutenção de tal disjuntor aconteceu há algum tempo atrás, não é certo se o disjuntor é realmente capaz de funcionar como esperado até que o disjuntor é realmente colocado em operação a fim de interromper uma corrente em uma situação de falha. Esta situação insatisfatória é muito melhorada pelo dispositivo de ruptura aqui descrito, uma vez que pode ser testado de forma contínua e desde que a sua operacionalidade possa, assim, ser assegurada com alta confiabilidade.

[0032] O dispositivo e o método aqui descritos podem ser usados vantajosamente em um arranjo, tal como uma instalação exterior de conexão, compreendendo pelo menos um dispositivo adicional do mesmo tipo. Se o referido dispositivo adicional está ligado ao mesmo caminho de corrente como a linha de transmissão ou distribuição de energia, o dispositivo ainda pode ser utilizado como um chamado

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 18/62

15/41 disjuntor de cópia de segurança, isto é, como um dispositivo de ruptura que se abre no caso do dispositivo original não abrir. A invenção proporciona a vantagem de que o dispositivo adicional já pode ser ativado antecipadamente quando o dispositivo original é colocado em operação, mas antes de uma falha do dispositivo original ser detectada. Em uma modalidade especial do método, as seguintes etapas adicionais são executadas após a recepção do sinal de abertura do disjuntor auxiliar para o dispositivo original: primeiro o disjuntor auxiliar no dispositivo adicional é aberto, depois, a chave de alta velocidade no dispositivo adicional é aberto, em seguida, é verificado se no dispositivo original a corrente é comutada com sucesso para a resistência não linear e se não, no dispositivo posterior o disjuntor principal é aberto. Caso contrário, se no dispositivo original a corrente é comutada com êxito para a resistência não linear, a chave de alta velocidade e o disjuntor auxiliar no dispositivo adicional são fechados de novo.

[0033] Esta forma de pré-ativação de um dispositivo de ruptura de cópia de segurança tem a vantagem de que o período de tempo antes de uma falha ser esclarecida pela instalação exterior de conexão no caso do dispositivo de ruptura original falhar, é encurtado para apenas o tempo necessário para a detecção e/ou proteção de meios para gerar o sinal de abertura do disjuntor principal mais o tempo até que seja finalmente reconhecido que o dispositivo de ruptura original falhou para abrir. O disjuntor principal da cópia de segurança do dispositivo de ruptura, então, precisa apenas um par de microssegundos para interromper a corrente, um período de tempo que é insignificante comparado com o resto do tempo. Devido ao período de tempo mais curto, a corrente falha é interrompida mais cedo do que com os dispositivos de ruptura normalmente utilizados, isto é, o nível de corrente falha que é finalmente alcançado é menor. Como resultado, o equipamento adicional da instalação exterior de conexão tal como reatores e os

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 19/62

16/41 extintores de bancos podem ser dimensionados em uma escala menor que conduz às reduções de custos.

[0034] O dispositivo e o método aqui descritos podem também ser utilizados vantajosamente em um arranjo de limitação de corrente, em que o arranjo de limitação de corrente compreende pelo menos dois dos dispositivos ligados em série uns aos outros e em série com um percurso de corrente através de uma transmissão de energia ou da linha de distribuição. No caso em que uma corrente no percurso da corrente excede um limite de sobrecorrente, um primeiro número determinado de, pelo menos, dois dos dispositivos é operado de modo que a corrente é comutada para as respectivas resistências não lineares, reduzindo assim a corrente. O termo para operar é utilizado a fim de expressar que um dos métodos acima descritos é usado para abrir subsequentemente primeiro o disjuntor auxiliar, então a chave de alta velocidade e por último o disjuntor principal correspondente. O princípio básico de tal arranjo de limitação de corrente é conhecido a partir da EP 0.867.998 B1, mas o arranjo utiliza os disjuntoresas autônomos de estado sólido CC descritos acima, que têm o problema de perdas elevadas. O referido problema é superado quando o uso de dispositivos é de acordo com a presente invenção.

[0035] Uma modalidade alternativa de um arranjo de limitação de corrente compreende • pelo menos duas ligações paralelas de um disjuntor principal e uma resistência não linear, em que as ligações paralelas estão ligadas em série umas com as outras e em que os disjuntores principais compreendem, pelo menos, uma chave semicondutora de potência da mesma direção ou direções de corrente, e • uma ligação em série de uma chave de alta velocidade e de um disjuntor auxiliar, onde a chave de alta velocidade compreende pelo menos uma chave mecânica e onde o disjuntor auxiliar tem uma

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 20/62

17/41 resistência de condução menor do que qualquer dos disjuntores principais e compreende, pelo menos, uma chave semicondutora de potência de mesma direção ou direções de corrente como a chave semicondutora de potência dos disjuntores principais.

• onde a ligação em série está ligada em paralelo às duas ligações paralelas pelo menos.

[0036] Por conseguinte, a única diferença para o arranjo de limitação de corrente acima descrito reside no fato da ligação em série de chave de alta velocidade e disjuntor auxiliar estar presente apenas uma vez aqui, enquanto está presente tantas vezes quantas existem disjuntores principais e resistências não lineares resistores no arranjo acima descrito.

[0037] A função do arranjo de limitação de corrente com uma chave de alta velocidade e disjuntor auxiliar é a mesma que a do arranjo com múltiplas chaves de alta velocidade e disjuntores auxiliares. Assim, o arranjo está adaptado para abrir o primeiro disjuntor auxiliar, em seguida, para abrir uma chave de alta velocidade e, depois abrir um primeiro número dos disjuntores principais de modo que uma corrente através da chave de alta velocidade e do disjuntor auxiliar é primeiro comutado para o primeiro número determinado de disjuntores principais e, em seguida, para as respectivas resistências não lineares, onde esta comutação é realizada no caso de uma corrente no percurso de corrente de transmissão de energia ou de linha de distribuição, em que o arranjo esteja conectado em série, exceder um limite de sobrecorrente.

[0038] O primeiro número decidido é determinado de acordo com uma modalidade dependendo de quanto o limite de sobrecorrente é excedido, e é determinada de preferência com o objetivo de reduzir a corrente de modo que caia abaixo do limite de sobrecorrente novamente e seja mantida a um nível de corrente predefinido, pelo menos, durante certo período de tempo.

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 21/62

18/41 [0039] Uma vantagem da utilização de pelo menos dois dos dispositivos de ruptura acima descritos ou ligações paralelas de disjuntor principal e de resistência não linear, respectivamente, em um arranjo de limitação de corrente é o seguinte. O período de tempo em que a corrente é mantida a um nível predefinido e portanto, não aumenta ainda mais é de fato um ganho para o algoritmo do detecção e/ou proteção de meios. O algoritmo obtém o referido período de tempo adicional para ser usado para avaliar se uma situação de falha está realmente presente ou não. Como resultado, a decisão final sobre se as correntes precisam ser interrompidas ou não, pode ser fornecida com maior precisão e confiabilidade de modo que as interrupções desnecessárias de corrente são evitadas. Além disso, uma vez limitado o nível atual, os disjuntores principais do arranjo de limitação de corrente e, portanto, sua chave ou chaves semicondutoras de potência precisam ser dimensionados para correntes de ruptura menores somente, o que reduz os custos consideravelmente.

[0040] No caso de decisão de interromper a corrente no percurso de corrente ser finalmente feita pelo algoritmo de meios de detecção e/ou proteção sendo ambos os arranjos limitadores de corrente utilizados como seus próprios dispositivos de ruptura. Neste caso, todos os dispositivos de ruptura restantes ou ligações paralelas são operados onde os respectivos disjuntores principais ainda estão sendo fechados, de modo que a corrente no percurso de corrente é comutada para todas as resistências não lineares do arranjo de limitação de corrente, quebrando assim o fluxo de corrente no percurso de corrente.

[0041] Ambos os arranjos limitadores de corrente acima descritos são capazes de limitar a corrente enquanto as energias térmicas em suas resistências não lineares não se tornarem demasiadamente elevadas.

[0042] De acordo com uma modalidade, a energia térmica nas

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 22/62

19/41 resistências não lineares correspondentes aos disjuntores principais abertos é monitorizada e, no caso em que excede a um primeiro limite predefinido de energia, os disjuntores principais abertos são fechados de novo e um mesmo determinado número de, pelo menos, dois dispositivos ou, pelo menos, duas ligações paralelas, cujos principais disjuntores foram previamente fechados, são operados e, assim, os seus disjuntores principais correspondentes são abertos.

[0043] Isto pode ser repetido até que a energia térmica em pelo menos uma das resistências não lineares do arranjo de limitação de corrente exceder a um segundo limite predefinido de energia. Se isso acontecer, a decisão de interromper completamente a corrente no percurso de corrente tem de ser feita em qualquer caso, independentemente dos resultados intermédiários do algoritmo de detecção e/ou proteção de meios.

[0044] Ao abrir e fechar as diferentes partes dos disjuntores principais do arranjo de limitação de corrente de uma forma alternada, o aumento de energia térmica nas correspondentes resistências não lineares e, assim, a sua tensão de corrente é distribuída mais uniformemente entre as resistências não lineares de modo que a tensão da corrente para cada resistência não linear é mantida dentro de limites aceitáveis para um período mais longo de tempo.

[0045] Por conseguinte, a necessidade de interromper a corrente na linha de transmissão devido ao excesso do segundo limite de energia surgir mais tarde, prolongando assim ainda mais o tempo disponível para o algoritmo de detecção e/ou proteção de meios.

[0046] Em um desenvolvimento adicional da modalidade, a tensão de corrente de pelo menos uma até todas as resistências não lineares do arranjo de limitação de corrente é determinada e armazenada em um dispositivo de memória, por exemplo, na forma do produto do nível de corrente que flui através da resistência não linear multiplicada com o

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 23/62

20/41 período de tempo correspondente, resumiu para cada operação de abertura do disjuntor principal correspondente, ou em forma de uma curva de temperatura ao longo do tempo. A partir da tensão de corrente, o tempo de vida esperado pode ser determinado para a resistência não linear respectiva, e esta informação pode ser usada para adaptar a forma alternada de operar os disjuntores principais do arranjo de limitação de corrente, a fim de aumentar o tempo de vida esperado de, pelo menos, uma a todas as resistências não-lineares.

[0047] Outro limite superior, além do segundo limite de energia, o que leva a uma decisão definitiva de ruptura de corrente é o caso de quando a corrente aumenta, apesar do arranjo de limitação de corrente sendo ativo, e atinge o nível máximo de corrente que os disjuntores principais do arranjo de limitação de corrente são definidos para ser capaz de romper.

[0048] Em uma modalidade especial, o arranjo de limitação de corrente é usado para limitar a corrente de sobretensão, que pode surgir na transmissão de energia ou na linha de distribuição para o caminho da corrente no qual o arranjo de limitação de corrente está ligado, no caso em que esta linha está em primeiro lugar em um estado desenergizado ou está primeiro pré-carregada para um nível de tensão diferente do que, pelo menos, outra linha de transmissão ou distribuição de energia que está em um estado de energia e onde a linha é para ser acoplada à linha de, pelo menos, uma outra linha. No que se segue, a modalidade é explicada para a linha desenergizada, mas é da mesma forma aplicável a uma linha que é pré-carregada para um nível de tensão diferente.

[0049] A corrente de sobretensão surge devido à capacitância adicional acrescentada, de repente, através da linha anteriormente desenergizada e pode tornar-se tão elevada que conduziria à desconexão imediata da linha anteriormente desenergizada novamente.

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 24/62

21/41

Na prática atual, uma assim chamada resistência de pré-inserção é usada, a qual está ligada temporariamente em série com a linha anteriormente desenergizada e que limita a sobretensão de corrente.

[0050] De acordo com esta modalidade especial, o arranjo de limitação de corrente assume a função de resistência de pré-inserção, reduzindo assim os custos. Antes do acoplamento de transmissão de energia ou de linha de distribuição para, pelo menos, uma linha energizada, o arranjo de limitação de corrente está no estado de aberto. O termo estado de aberto de um dispositivo de ruptura ou arranjo de limitação de corrente discutido aqui, significa que todos os disjuntores auxiliares e principais, bem como todos as chaves de alta velocidade daquele dispositivo ou arranjo estão abertas.

[0051] Durante o acoplamento da linha desenergizada para pelo menos umas linhas energizadas, uma parte dos disjuntores principais do arranjo de limitação de corrente é fechada e a outra parte dos disjuntores principais, assim como a chave de alta velocidade ou chaves e o disjuntor auxiliar ou disjuntores são mantidos abertos. Após um acoplamento bem-sucedido, a outra parte dos disjuntores principais, a chave de alta velocidade ou chaves e os disjuntores auxiliares ou disjuntores são fechados, portanto a comutação da corrente no arranjo de limitação de corrente para a chave de alta velocidade ou chaves e para o disjuntor auxiliar ou disjuntores. Depois de comutação bem sucedida dos disjuntores principais poderiam ser abertos novamente até antes do disjuntor auxiliar ou disjuntores estiverem para abrir na próxima vez. A parte dos disjuntores principais que estão para ser fechados em primeiro lugar é escolhida para ser tantos quanto os que são necessários para limitar a sobretensão de corrente de uma forma adequada de modo a que uma desconexão da linha anteriormente desenergizado seja evitada.

[0052] Modalidades adicionais do próprio dispositivo também são

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 25/62

22/41 propostas. Em uma modalidade do dispositivo, o disjuntor principal e/ou o disjuntor auxiliar compreendem pelo menos uma chave semicondutora de potência ligada em paralelo com, pelo menos, à chave semicondutora de potência da primeira direção da corrente. Esta modalidade é adequada para aumentar a corrente nominal para o disjuntor respectivo, onde aqui o disjuntor principal é dimensionado em relação ao nível de corrente de ruptura e o disjuntor auxiliar é dimensionado em relação ao nível da transferência de corrente contínua. Uma vantagem com a presente modalidade é que um aumento da transferência de corrente contínua é possível com custos baixos, uma vez que o disjuntor auxiliar de corrente contém apenas entre um e uns poucas chaves semicondutoras de energia, para os quais o pequeno número teria de ser dobrado. Além disso, o dimensionamento da chave de alta velocidade teria de ser ajustado. Na solução autônoma anterior de um dispositivo de ruptura com apenas um disjuntor principal de estado sólido, um aumento da transferência de corrente contínua resultou em um dispositivo de ruptura muito mais caro, uma vez que até várias centenas de chaves semicondutoras de energia tiveram de ser adicionados em paralelo.

[0053] Em uma modalidade adicional do dispositivo, tanto o disjuntor principal e o disjuntor auxiliar compreendem, pelo menos, uma chave semicondutora de potência ligado em paralelo com a chave semicondutora de potência de uma primeira direção de corrente e sendo de uma segunda direção de corrente.

[0054] Com esta modalidade, o dispositivo torna-se um dispositivo bidireccional, que é adequado para ser utilizado para interromper tanto a direção de primeira corrente e uma segunda direção de corrente oposta. As chaves semicondutoras de energia ligadas em paralelo um ao outro podem ser chaves individuais separadas ou chaves integradas no mesmo pacote de semicondutores.

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 26/62

23/41 [0055] Como são conhecidos a partir da técnica, as chaves semicondutoras de energia podem ser fornecidas cada uma com um diodo de retorno em ligação antiparalela para a chave correspondente. Nesse caso, uma modalidade alternativa para um dispositivo bidirecional é proposta para ter no disjuntor principal e no disjuntor auxiliar, pelo menos, uma segunda chave semicondutora de potência da segunda, direção de corrente oposta ligada em série em com pelo menos uma chave semicondutora de potência da primeira direcção de corrente, onde esta em pelo menos uma chave semicondutora potência da segunda direção de corrente, bem como é ligada em antiparalelo com um diodo de retorno.

[0056] A invenção e a sua modalidade será agora explicada com referência aos desenhos anexos nos quais:

[0057] a figura 1 mostra um primeiro exemplo de um elemento de base de um disjuntor de estado sólido, [0058] a figura 2 mostra um dispositivo de acordo com uma modalidade da invenção, [0059] a figura 3 mostra um segundo exemplo de um elemento de base de um disjuntor de estado sólido, [0060] a figura 4 mostra uma modalidade do dispositivo sob a forma de um dispositivo bidireccional, [0061] a figura 5 mostra um terceiro exemplo de um elemento de base de um disjuntor de estado sólido, [0062] a figura 6 mostra uma primeira modalidade de uma instalação exterior de conexão ligando de um conversor HVDC e quatro linhas de transmissão de energia CC, [0063] a figura 7 mostra a interacção entre o dispositivo da figura 2 e os meios de controle de dispositivo, assim como meios de controle de subestação, [0064] a figura 8 mostra a sequência dos passos em tempo oportuno

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 27/62

24/41 de uma modalidade do método de acordo com a presente invenção, [0065] a figura 9 mostra a sequência em tempo oportuno para operar um dispositivo de ruptura e uma cópia de segurança de um dispositivo de ruptura, [0066] a figura 10 mostra uma primeira modalidade de um arranjo de limitação de corrente, [0067] a figura 11 mostra uma segunda modalidade de um arranjo de limitação de corrente, [0068] a figura 12 mostra uma segunda modalidade de uma instalação exterior de conexão ligando um conversor HVDC e quatro linhas de transmissão de energia de CC· [0069] A figura 1 mostra um primeiro elemento de base 6 para disjuntores de estado sólido utilizados em modalidades da invenção, onde os disjuntores de estado sólido são o principal e os disjuntores auxiliares são explicados abaixo. O primeiro elemento de base 6 compreende uma chave semicondutora de potência 1 de uma primeira direção de corrente 4 e um diodo de retorno 2 ligado em antiparalelo à chave semicondutora de potência 1.

[0070] O primeiro elemento de base 6 é utilizado em uma modalidade do dispositivo de acordo com a presente invenção, conforme descrito na figura 2. O dispositivo de ruptura 13 da figura 2 é adequado para aplicações de alta-tensão de 50 kV e acima, é capaz de interromper as correntes até cerca de 10 kA e está ligado em série com uma linha de transmissão de energia 14. A linha de transmissão de energia 14 é de preferência uma linha de transmissão de energia HVDC. O dispositivo de ruptura 13 compreende um disjuntor principal 8 que contém conexões em série de várias dezenas de até várias centenas de elementos de base 6, - dependendo do nível de tensão - uma resistência não-linear 11 ligada em paralelo ao disjuntor principal 8 e uma conexão em série de uma chave de alta velocidade 10 e um disjuntor auxiliar 9

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 28/62

25/41 ligado em paralelo ao disjuntor principal 8 e à resistência não-linear 11. O disjuntor auxiliar 9 contém apenas o elemento de base 6. A chave de alta velocidade 11 é mostrada como uma chave mecânico, mas neste exemplo é constituído por uma conexão em série de pelo menos duas chaves mecânicas operadas simultaneamente. Em série com o dispositivo de ruptura 13, um reator 12 é colocado para limitação da taxa de corrente. Como pode ser entendido a partir da figura 2, o dispositivo de ruptura 13 é capaz de interromper uma corrente que flui na direção da primeira corrente 4 através da linha de transmissão de energia 14 apenas. Em série com o dispositivo de ruptura 13, um reator 12 é colocado para limitação da taxa da corrente. Assim, não é adequado para ser usado como um disjuntor de corrente CA, mas pode ser utilizado como um disjuntor de corrente CC ao longo de uma ampla gama de tensão, iniciando-se em aproximadamente 1 kV e de classificação de até 1000 kV e acima, isto é, pode ser utilizado em ambos os campos de distribuição de energia e transmissão de energia. [0071] O primeiro elemento de base 6 é utilizado em uma modalidade do dispositivo de acordo com a presente invenção, como descrito na figura 2. O dispositivo de ruptura13 da figura 2 é adequado para aplicações de alta-tensão de 50 kV e acima, e é capaz de interromper as correntes até cerca de 10 kA e está ligado em série com uma linha de transmissão de energia14. A linha de transmissão de energia 14 é de preferência uma linha de transmissão de energia HVDC. O dispositivo de ruptura 13 compreende um disjuntor principal 8 que contém uma conexão em série de várias dezenas até várias centenas de elementos de base 6 - dependendo do nível de tensão - uma resistência não-linear 11 ligado em paralelo com o disjuntor principal 8 e uma conexão em série de uma chave de alta velocidade 10 e um disjuntor auxiliar 9 ligado em paralelo com o disjuntor principal 8 e a resistência não-linear 11. O disjuntor auxiliar 9 contém apenas o

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 29/62

26/41 elemento de base 6. A chave de alta velocidade 11 é mostrada como uma chave mecânica, mas neste exemplo é constituído por uma conexão em série de pelo menos duas chaves mecânicas operadas simultaneamente. Como pode ser entendido a partir da figura 2, o dispositivo de ruptura 13 é capaz de interromper uma corrente que flui na primeira direção de corrente 4 através da linha de transmissão de energia 14 apenas. Em série com o dispositivo de ruptura 13, um reator 12 é colocado para limitação da taxa de corrente. Assim, não é adequado para ser usado como um disjuntor de corrente CA, mas pode ser utilizado como um disjuntor de corrente CC ao longo de uma ampla gama de tensão, iniciando-se em aproximadamente 1 kV e de classificação de até 1000 kV e acima, isto é, pode ser utilizado em ambos os campos de distribuição de energia e transmissão de energia. [0072] Na figura 3, um segundo elemento de base 7 para disjuntores de estado sólido pode ser visto o que compreende uma ligação em paralelo da chave semicondutora de potência 1 da primeira direção de corrente 4 e de uma chave semicondutora de potência 3 de uma segunda, direção de corrente oposta 5.

[0073] O segundo elemento de base 7 é utilizado em uma modalidade do dispositivo de acordo com a presente invenção como mostrado na figura 4. O dispositivo de ruptura 17 da figura 4 é um dispositivo de ruptura bidirecional, uma vez que é capaz de interromper a corrente na linha de transmissão de energia14 em ambos, a primeira direção de corrente 4 e a segunda direcção de corrente 5. O dispositivo de ruptura bidireccional 16 é de outra forma semelhante em sua concepção e função para o dispositivo de ruptura 13, isto é, é adequado para a mesma tensão e gama de corrente e contém os mesmos elementos com a única diferença de que o disjuntor principal 15 e o disjuntor auxiliar 16 compreendem o segundo elemento de base 7 em

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 30/62

27/41 vez de primeiros elementos de base 6. Além disso, uma vez que o dispositivo de ruptura 17 é um dispositivo de ruptura bidireccional, pode ser usado como disjuntor bidireccional de corrente CC, isto é, como disjuntor CC tanto para a primeira e a segunda direções de corrente 4 e 5, bem como do disjuntor de corrente CA.

[0074] Da figura 8, pode ser entendido como o dispositivo de ruptura de acordo com a presente invenção pode ser operado em caso de uma falha. O método será explicado usando o dispositivo de ruptura unidireccional 13, como exemplo, mas é da mesma forma aplicável a um dispositivo de ruptura bidirecional tal como o dispositivo de ruptura

17. No eixo-x do sistema de coordenadas da figura 8, o tempo t é mostrado em milissegundos, e sobre o eixo-y, a corrente I, é descrita através da linha de transmissão de energia 14. Antes do tempo instante t-ι, os disjuntores principal e auxiliar, 8 e 9, assim como a chave de alta velocidade 10 estão fechados, porque o disjuntor auxiliar 9 e a chave de alta velocidade 10 foram fechados todo o tempo durante a operação normal da linha de transmissão de energia 14, enquanto que o disjunto r principal 8 poderia, por exemplo, ter acabado de ser fechada depois de alguma supervisão on-line da sua funcionalidade ter sido realizada. A corrente nominal lrate está fluindo através da chave de alta velocidade 10 e do disjuntor auxiliar 9 enquanto o disjuntor principal 8 é livre de corrente. No instante de tempo t-ι, uma linha de falha ocorre na linha de transmissão de energia 14 que resulta em um aumento contínuo da corrente I a partir da corrente nominal lrate. No instante de tempo t2 que neste exemplo é de cerca de 1 ms após o instante de tempo t-ι, um primeiro limite de corrente l|im, o qual é definido um pouco acima da corrente nominal térmica da linha de transmissão de energia 14, é excedida levando à imediata geração e ao envio de um sinal de abertura de disjuntor auxiliar para o disjuntor auxiliar 9. O disjuntor auxiliar 9 recebe o sinal de abertura do disjuntor auxiliar e abre instantaneamente

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 31/62

28/41 dentro de alguns microssegundos, comutando assim a corrente l|im para o disjuntor principal 8. A partir do envio do sinal de abertura do disjuntor auxiliar é esperado um primeiro período de tempo até que o disjuntor auxiliar seria definitivamente aberto. Se, por exemplo, o disjuntor auxiliar necessita geralmente de10 μβ para abrir, o primeiro período de tempo pode ser escolhido para ser de 20 μβ. Uma vez que o referido primeiro período de tempo é muito curto em comparação com a gama-ms mostrada na figura 8, ele não é descrito. Após o primeiro período de tempo ter expirado, a chave de alta velocidade 10 é aberta a qual, neste exemplo terá um pouco mais do que 1 ms, de modo que a chave de alta velocidade 10 está finalmente no estado aberto no instante de tempo t3. O instante de tempo t5 mostra o fim do intervalo de tempo máximo que um algoritmo em um meio de sensoriamento e/ou proteção precisa para processar diversos sinais de entrada antes de uma decisão de ruptura ser feita e um sinal de abertura do disjuntor principal ser gerado e enviado para o disjuntor principal 8. O referido intervalo de tempo máximo, calculado a partir do instante de tempo da falha t-ι para o instante de tempo t5 é de cerca de 4 ms neste exemplo. Neste instante de tempo máximo t5, a corrente atinge o nível máximo de corrente lBmax no qual o disjuntor principal é definido para ser capaz de romper, isto é, nesse momento no tempo o sinal de abertura do disjuntor principal será em qualquer caso gerado e enviado para o disjuntor principal 8. No entanto, o algoritmo de meios de detecção e/ou proteção pode produzir e enviar o sinal de abertura do disjuntor principal em qualquer instante no tempo após a falha ter ocorrido, ou seja, em qualquer ponto no tempo após a ti. Neste exemplo, o sinal de abertura do disjuntor principal é recebido pelo disjuntor principal 8 no instante de tempo t4. No caso do sinal alternativamente estar disponível antes ou até que a chave de alta velocidade seja aberto já no instante de tempo t3, os instantes de tempo T4 e T3 marcariam o mesmo ponto no tempo,

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 32/62

29/41 ou seja, o método seria proceder diretamente no instante de tempo t3 como descrito abaixo. O disjuntor principal 8 abre instantaneamente dentro de um par de microssegundos, de modo que o instante de tempo, quando o disjuntor principal 8 é aberto e a corrente é comutada para a resistência não-linear 11 encontra-se tão próximo após o instante de tempo t4 que não pode ser mostrado na figura 8. O nível de corrente lRuptura, fluindo naquele instante de tempo t4 através da linha 14 e, assim, através do disjuntor principal, é o nível de corrente que o disjuntor principal 8 tem realmente para romper aqui. É interessante notar que é provável que uma sobretensão ocorra quando o disjuntor principal abrir. Uma vez que o aumento resultante do nível de tensão é aplicado aa chave de alta velocidade, deve ser concebido e avaliado de acordo.

[0075] Pode-se notar que, em geral, qualquer chave de operação ultrarrápida pode ser usada como disjuntor auxiliar. A ideia principal desta invenção é que, em conexão paralela em série para o disjuntor principal, o disjuntor auxiliar assume a tarefa de ligação e de comutação para o nível de corrente elevada do disjuntor principal l|im, o qual, no entanto situa-se muito abaixo da atual corrente de ruptura lRuptura, enquanto que a tarefa de suportar o nível de alta-tensão total é preenchida pela chave mecânica de velocidade elevada. Assumindo que, por exemplo, uma chave mecânica ultrarrápido torna-se disponível, o qual poderia desempenhar a mesma função que o disjuntor auxiliar de estado sólido, isto é, a chave ultrarrápido seria capaz de romper o nível de corrente l|im de, por exemplo 2 kA dentro de um período de tempo muito curto significando menos de 1 ms e poderia suportar o mesmo nível de tensão de, por exemplo, 2 kV. Nesse caso, o disjuntor auxiliar poderia também ser um mecânico em vez de uma chave de estado sólido.

[0076] Na figura 5, um terceiro elemento de base 19 é mostrado compreendendo uma ligação em série da chave semicondutora de

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 33/62

30/41 potência 1 da primeira direção de corrente e a chave semicondutora de potência 3 oposto, a segunda direção da corrente. O elemento de base 19 é utilizado na figura 6 para representar dispositivos de ruptura bidirecionais, que são dispostos em uma chave contectada 20, onde os dispositivos de ruptura bidireccionais são construídos dos mesmos elementos como o dispositivo de ruptura bidireccional 17 com a única diferença de que ambos disjuntores principal e auxiliar compreendem elementos de terceira base 19, em vez de elementos de segunda base

7. Uma vez que a funcionalidade geral do dispositivo de ruptura 17 e de um dispositivo de ruptura construído do terceiro elemento de base 19 são as mesmas, eles podem ser usados para a mesma tensão e gamas de corrente, bem como aplicações CC, CC bidirecional ou CA de aplicações de corrente de ruptura.

[0077] A instalação exterior de conexão da figura 6 liga um conversor HVDC 30, aqui representado como um conversor de fonte de tensão compreendendo chaves semicondutoras de energia com capacidade de turn-off, com quatro linhas de transmissão de energia CC 26-29 de uma rede CC. Supõe-se que uma falha de linha ocorre na linha de transmissão de energia CC 28. Nesse caso, os dispositivos de ruptura 22 e 21 terão de abrir, a fim de desligar a linha 28 de outras linhas 26, 27 e 29 e, consequentemente, do resto da rede CC. Em casos muito raros pode acontecer que um dispositivo de ruptura não consiga abrir. A fim de ainda ser capaz de desligar quantas linhas de rede CC a partir da linha com defeito 28, assim chamados disjuntores de cópia de segurança ou dispositivos de ruptura de cópias de segurança são definidos na instalação exterior de conexão que abrirá se o seu correspondente dispositivo de ruptura original falhar. No exemplo da figura 6 presume-se que o dispositivo de ruptura 22 consegue abrir enquanto o dispositivo de ruptura 21 falha. Os disjuntores de cópias de segurança para dispositivos de ruptura 21 são dispositivos de ruptura

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 34/62

31/41 e 24. Neste exemplo, dois disjuntores de cópia de segurança são necessários uma vez que o caminho da corrente da linha de transmissão de energia 28 é dividido em instalação exterior de conexão 20 em dois caminhos, um conduzindo através do dispositivo de ruptura e o outro que conduz através do dispositivo de ruptura 23. A sequência de tempo para abrir um dispositivo de ruptura original seguido de um dispositivo de ruptura de cópia de segurança será agora explicada com referência à a figura 9 e usando o exemplo de dispositivo de ruptura original 21 e de dispositivos de ruptura de cópia de segurança 23 e 24.

[0078] O eixo x do sistema de coordenadas da figura 9 mostra novamente o tempo t em milissegundos, e o eixo y mostra a corrente I através da linha de trnasmissão de energia 28. Antes de tempo instante t-ι, os disjuntores principal e auxiliar, bem como as chaves de alta velocidade de dispositivos de ruptura 21, 23 e 24 estão fechados; as correntes estão fluindo através dos disjuntores auxiliares e as chaves de alta velocidade, enquanto os disjuntores principais são de corrente livre. O nível individual da corrente através de cada dispositivo de ruptura 21, 22, 23 e 24 é determinado pela distribuição de corrente no interior da instalação exterior de conexão. No instante de tempo t-ι, uma falha de linha ocorre na linha de transmissão de energia 28 o que resulta em um aumento contínuo da corrente I a partir da corrente nominal lrate. Esta corrente crescente é alimentada na instalação exterior de conexão e daí para o resto da rede de CC, que é para prevenir através da abertura de ambos os dispositivos de ruptura 21 e 22. Mas, como disse antes, o dispositivo de ruptura 22 não será considerado ainda mais, uma vez que se presume que a sua ação de ruptura é bem sucedida. No instante de tempo t2, um primeiro limite de corrente l|im, que se encontra um pouco acima da corrente nominal térmica da linha de transmissão de energia 28 é excedida, levando à geração instantânea e ao envio de um sinal

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 35/62

32/41 de abertura auxiliar de um disjuntor auxiliar para os disjuntores auxiliares de ambos, o dispositivo de ruptura original 21 e os dispositivos de ruptura de cópia de segurança 23 e 24. Os disjuntores auxiliares recebem o sinal de abertura do disjuntor auxiliar e abrem instantâneamente dentro de alguns microssegundos, comutando, portanto, sua respectiva corrente ao seu disjuntor principal correspondente. Como já foi explicado em relação à figura 8, é esperado para cada um dos três dispositivos de ruptura 21,23 e 24 para um primeiro período de tempo entre o envio do sinal de abertura do disjuntor auxiliar até que o respectivo disjuntor auxiliar prepara-se para abrir antes de a chave de alta velocidade correspondente estar aberta também. As chaves de alta velocidade dos dispositivos de ruptura 21, 23 e 24 são todas abertas no instante de tempo t3. Neste exemplo, uma decisão de ruptura é feita por meios de detecção e/ou proteção e um sinal de abertura do disjuntor principal é gerado e enviado para o disjuntor principal do dispositivo de ruptura original 21 no instante de tempo t4, que deve receber o sinal e reagir instantaneamente.

[0079] No entanto, o disjuntor principal do dispositivo de ruptura 21 falha na abertura e, por conseguinte, nenhuma corrente é comutada para a resistência não linear correspondente. O referido fato é reconhecido no instante de tempo t5, que coincide neste exemplo com o instante de tempo em que o disjuntor principal teria de abrir, o mais tardar, devido à obtenção de lBmax-. Imediatamente, um sinal de abertura do disjuntor principal é gerado e enviado para os disjuntores principais de dispositivos de ruptura de cópias de segurança 23 e 24 que irão abrir instantâneamente. O tempo de reação entre o reconhecimento de uma falha do disjuntor no t5 e à abertura de um ou mais dispositivos de ruptura de cópias de segurança à t6 é, portanto, apenas determinado pelo tempo até que o disjuntor principal do disjuntor principal de cópia de segurança seja aberto o que é extremamente curto

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 36/62

33/41 aqui.

[0080] No entanto, é representado com um período de tempo um pouco exagerado entre T5 e T6, a fim de explicar que o nível de corrente que é atingido ao instante de tempo t6 é igual ao máximo nível de corrente lBmax que o disjuntor principal é definido para ser capaz de romper mais uma margem de cópia de segurança lmarg., i.e., os disjuntores principais dos dispositivos de ruptura da figura 6 são, de fato, concebidos para serem capazes de romper o referido nível máximo de corrente aumentado.

(lBmax' lmarg)[0081] Na figura 7, um arranjo é mostrado para explicar um exemplo de uma possível interação entre o dispositivo de ruptura 13, um meio de dispositivo de comando 36 e um meio de controle de chave conectado 38, onde se presume que o dispositivo de ruptura 13 é assim como outros dispositivos de ruptura parte de uma instalação exterior de conexão a qual é controlada através do meio de controle da instalação exterior de conexão 38. O meio de controle da instalação exterior de conexão 38 tem como sinais de entrada um sinal ou sinais 37 provenientes de um nível mais elevado de controle e proteção do sistema da rede que pertence à linha de transmissão de energia 14, e um sinal de medição de corrente tomada por um sensor de corrente 32. O sensor de corrente 32 proporciona medições dos níveis de corrente na linha de transmissão de energia 14. A partir destes sinais de entrada, do meio de controle da instalação exterior de conexão 38 nascem decisões sobre se um ou mais dos dispositivos de ruptura na instalação exterior de conexão correspondente são para ser abertos ou fechados de novo. A saída de sinal 37 do meio de controle da instalação exterior de conexão 38 é um sinal que é enviado para o meio de controle do dispositivo 36 e que indica que o dispositivo de ruptura 13 é para ser aberto, o que significa que a corrente através do dispositivo de ruptura

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 37/62

34/41 é para ser interrompida, independentemente do fato se o dispositivo 13 é para ser aberto como dispositivo de ruptura original ou como dispositivo de interrupção de cópia de segurança. A partir do meio de controle do dispositivo 36, a seguinte informação é enviada de volta ao meio de controle do interuptor conectado: o sinal 34, que indica se o dispositivo de ruptura 13 está disposto e capaz para, assim, comutar a corrente para o seu disjuntor principal 8 antes da decisão de ruptura real, e o sinal 35 indicando que o dispositivo de ruptura 13 falhou, i.e., que a corrente não pode ser comutado para a resistência não-linear 11. O sinal 34 informa que o meio de controle da instalação exterior de conexão 38 que os tempos de reação muito curtos são possíveis e que o controle e os algoritmos de proteção podem ser ajustados de acordo. [0082] Além do sinal 33, os sinais de entrada adicionais para os meios de controle do dispositivo 36 são o sinal de medição de corrente do sensor de corrente 32 e de sinais de indicação de corrente dos indicadores de corrente 25 e 31. O atual indicador 25 indica se uma corrente está presente no ramo de chave de alta velocidade 10 e disjuntor auxiliar 9 e os outros indicadores de corrente 31, indica se uma corrente está presente no ramo de resistência não-linear 11. Os indicadores de corrente 25 e 31 não precisam tomar uma medida de corrente real; ao contrário, é suficiente se eles podem dar um sim / não como resposta à pergunta se um fluxo de corrente está presente. Tal como foi descrito anteriormente com respeito às Figs. 8 e 9, o meio de controle do dispositivo 36 reage a uma medição de corrente de sensor de corrente 32 que indica que o primeiro limite de corrente l|im é excedido na linha de transmissão de energia 14, e gera o sinal de abertura do disjuntor auxiliar e envia-o através de uma ligação 41 para o disjuntor auxiliar 9, independentemente do sinal de entrada 33 a partir do meio de controle da instalação exterior de conexão 38. Depois, quer quando o primeiro período de tempo tiver expirado, ou, em uma modalidade

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 38/62

35/41 alternativa em primeiro lugar, quando a medição do sensor de corrente 32 excede um segundo limite de corrente ou, uma segunda modalidade alternativa, quando o indicador de corrente 25 indica que a corrente foi comutada com sucesso para o disjuntor principal 8, isto é, que nenhuma corrente é mais presente no ramo de instalação exterior de conexão de alta velocidade 10 e de disjuntor auxiliar 9, um sinal de abertura é enviado através de uma ligação 39 para uma chave de alta velocidade 10. [0083] Tão logo que o sinal de entrada posterior 33 indicar que o dispositivo de ruptura 13 é para interromper a corrente da linha de transmissão de energia 14, o meio de controle do dispositivo 36 gera o sinal de abertura do disjuntor principal e envia-o através de uma ligação 40 para o disjuntor principal 8. No caso em que o meio de controle da instalação exterior de conexão 38 opera o dispositivo de ruptura 13 como disjuntor original, o sinal de entrada 33 terá vindo anteriormente pelo intervalo de tempo (t5-t4) (ver a figura 9) em comparação com o caso em que o dispositivo de ruptura 13 é operado como disjuntor de cópia de segurança. Depois do sinal de abertura do disjuntor principal 40 ser enviado para fora, os meios de controle dos dispositivos 36 monitoram o sinal proveniente indicador de corrente 31. Se depois de um período de tempo predefinido após o envio do sinal de abertura do disjuntor principal, nenhuma indicação de uma comutação bem sucedida de corrente para uma resistência não-linear 11 for recebida, o meio de controle do dispositivo 36 envia o sinal 35 para o meio de controle da instalação exterior de conexão 38 para informá-lo sobre a falha do dispositivo de ruptura 13 para que o meio de controle da instalação exterior de conexão 38 possa ativar o dispositivo de ruptura de cópia de segurança do dispositivo 13.

[0084] Se após a abertura da chave de alta velocidade 10 ou, alternativamente, após a abertura do disjuntor auxiliar, um segundo período de tempo de, por exemplo, 100 ms caducar durante o qual os

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 39/62

36/41 meios de controle do dispositivo 36 não tiver recebido qualquer informação através do sinal 33 que a corrente na linha 14 deve ser interrompida, os meios de controle do dispositivo 36 enviam sinais de fechamento através das ligações 39 e 41 para a chave de alta velocidade 10 e para o disjuntor auxiliar 9, respectivamente. Se após a medição do sensor de corrente 32 ainda ou novamente, excede o primeiro limite de corrente, todo o procedimento é iniciado novamente.

[0085] A figura 10 mostra uma primeira e a figura 11 mostra uma segunda modalidade de um arranjo de limitação de corrente. O arranjo de limitação de corrente 42 na figura 10 baseia-se no primeiro elemento de base 6 da figura 1 e, portanto, é operável como dispositivo unidirecional limitador de corrente. O arranjo de limitação de corrente 42 compreende uma ligação em série de vários dispositivos de ruptura 13 e está ligado em série com uma linha de transmissão de energia 44 e com um reator de limitação de corrente 12. O arranjo de limitação de corrente 43 da figura 11 baseia-se no terceiro elemento de base 19 da figura 5 e é, portanto, operável como dispositivo limitador de corrente bidireccional. O arranjo 43 compreende uma ligação em série de disjuntores principais 45, cada um compreendendo pelo menos um terceiro elemento de base 19, onde cada disjuntor principal 45 tem uma resistência não-linear 11 ligado em paralelo. Do outro lado da ligação em série de disjuntores principais 45, uma ligação em série de uma chave de alta velocidade 10 e de um disjuntor auxiliar 46 está ligado em paralelo, quando o disjuntor auxiliar 46 compreende pelo menos um terceiro elemento de base 19. O arranjo de limitação de corrente 43 é ligado em série com uma linha de transmissão de energia 44 e com um reator de limitação de corrente 12.

[0086] Outras modalidades de arranjos limitadores de correntes não mostrados podem compreender disjuntores principais bem como um ou vários disjuntores auxiliares que são baseados no primeiro, segundo ou

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 40/62

37/41 terceiro elementos de base e que estão dispostos em uma das formas mostradas nas figuras 10 e 11. Desde que o segundo elemento de base 7 funciona em ambas as direções de corrente, correspondentes aos arranjos de limitação de corrente são também operáveis como dispositivos bidirecionais limitadores de corrente.

[0087] O arranjo de limitação de corrente de acordo com a presente invenção pode ser utilizado para as mesmas faixas de tensão como os dispositivos de ruptura descritos acima, isto é, tanto para a distribuição de média tensão de energia e aplicações de transmissão de energia de alta-tensão.

[0088] Um método de utilização do arranjo de limitação de corrente da figura 11 é agora descrito com respeito à figura 8. Pouco tempo antes do tempo instante t-ι, os disjuntores principal e auxiliar, 8 e 9, bem como a chave de alta velocidade 10 estão fechados. A corrente nominal lrate está fluindo através da chave de alta velocidade 10 e do disjuntor auxiliar 9, enquanto os disjuntores principais 8 são de corrente livre. No instante de tempo t-ι, uma linha de falha ocorre na linha de transmissão de energia 44 o que resulta em um aumento contínuo da corrente I a partir da corrente nominal lrate. No instante de tempo t2, um primeiro limite de corrente l|im, que fica ligeiramente acima da corrente nominal térmica da linha de transmissão de energia 44 é excedido, levando à geração de imediato e ao envio de um sinal de abertura do disjuntor auxiliar para o disjuntor auxiliar 9. O disjuntor auxiliar 9 recebe o sinal de abertura do disjuntor auxiliar e abre instantaneamente dentro de alguns microssegundos, comnicando assim a corrente l|im para os disjuntores principal 8. A partir do envio do sinal de abertura do disjunto r auxiliar é esperado um primeiro período de tempo até que o disjunto r auxiliar seria definitivamente aberto, e, em seguida, a chave de alta velocidade 10 é aberto, que após algum tempo de, por exemplo, 1 ms é, finalmente, no estado aberto no instante de tempo t3. No instante de

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 41/62

38/41 tempo t3, a corrente chegou a um nível intermediário de corrente 13 que fica acima do primeiro limite de corrente l|m, mas claramente abaixo da corrente de ruptura máxima lBmax- A partir da diferença entre o nível intermediário de corrente e o primeiro limite de corrente, (F-lnm), um número de disjuntores principais 8 a serem abertos no arranjo de limitação de corrente 43 é agora determinado, que neste exemplo é assumido como sendo três das seis séries ligados aos disjuntores principais 8. Assim, três dos disjuntores principal 8 estão abertos, assim a comutação da corrente que flui através deles sobre as correspondentes resistências não-lineares 11. Como resultado, o nível de corrente não aumenta ainda mais com a mesma taxa de aumento como antes. Em vez disso, ou aumenta uma taxa inferior, ou, como está representado na figura 8, com uma linha tracejada, permanece no nível intermediário de corrente l3, ou até diminui. No exemplo da figura 8, a corrente permanece no nível de corrente intermediário até que uma decisão de ruptura final, i.e., uma decisão de interromper completamente a corrente na linha de transmissão de energia 44, é feita no instante de tempo t4. A decisão de ruptura final pode ser feita, quer porque a energia térmica nas resistências não lineares 11 dos disjuntores principais abertos 8 excede a um limite superior ou porque um algoritmo em uns meios de detecção e/ou proteção avalia que a falha na linha de transmissão de energia 44 exige tal interrupção de uma corrente. Deste modo, no instante de tempo t4, todos os disjuntores principais que se encontram ainda no estado fechado são abertos, assim como, o referido exemplo se aplica para os tres disjuntores principais restantes 8. As correntes se comutam para as suas correspondentes resistências não lineares 11 e são, assim, finalmente interrompidas na linha de transmissão de energia 44. Como fica claro a partir da figura. 8, a corrente que os disjuntores principais 8 tem que interromper é neste exemplo, o nível de corrente intermediário l3, que é

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 42/62

39/41 consideravelmente menor do que o máximo poder de corte, lBmax Assumindo que o caso mais grave em que o nível de corrente aumenta ainda mais, apesar de abertura dos primeiros três disjuntores principais. Devido à abertura de alguns dos disjuntores principais 8, o referido aumento ocorre, pelo menos, a uma taxa inferior em comparação com a utilização do dispositivo de ruptura puro 13 (ou 17). Isto significa que quando o período de tempo máximo necessário para o algoritmo de meios de detecção e/ou proteção para chegar a uma decisão de ruptura de confiança é atingida, que é projetado aqui para expirar em t5, o nível de corrente, que os disjuntores principais restantes 8 teria que interromper faria, em qualquer caso, permanecer abaixo do máximo de corrente de ruptura l_Bmax de um puro dispositivo de ruptura. Assim, os disjuntores principais 8 poderiam ser projetados para uma corrente de ruptura máxima l_Bmax, o que reduz seus custos consideravelmente. A chave conectado da figura 12 é, em alguns aspectos, semelhantes aa chave conectado da figura 6. Um conversor HVDC 30 e quatro linhas de transmissão de energia CC 26-29 de uma rede de CC. Uma diferença é que os dispositivos de ruptura que estão diretamente ligados às linhas 26 e 29 estão na figura 12, cada um substituído por um arranjo limitador de corrente bidireccional 43 de acordo com A figura 11. Os arranjos de limites de corrente são referenciados pelos números 43', 43 e 43'. Além disso, em série com cada um dos dispositivos de ruptura diretamente ligado às linhas 27 e 28, uma resistência de pré-inserção 47 está ligada, e em paralelo com cada resistência de pré-inserção 47, uma chave de derivação 48 está ligada. Em operação normal, a chave de desvio 48 está fechada, como é mostrado para a chave de desvio correspondente ao dispositivo de ruptura 21, a fim de desligar a resistência de pré-inserção respectiva e, assim, evitar perdas desnecessárias. Os dispositivos de ruptura 21, 22 e 49 que estão diretamente ligados às linhas 27 e 28, bem como os dispositivos de

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 43/62

40/41 ruptura 23 e 50 que estão diretamente ligados ao conversor HVDC 30 são todos do tipo bidireccional que são baseados no terceiro elemento de base 19.

[0089] Supõe-se que a linha 27 é em primeiro lugar desenergizada e desconectada de todas as outras linhas energizadas 26, 28 e 29 e do conversor de HVDC 30 por meio de dispositivos de ruptura 22 e 49 estarem no estado aberto. Em alternativa, a linha 27 poderia ser précarregada para um nível diferente de tensão do que as outras linhas 26, 28 e 29. A fim de acoplar a linha 27 para o resto da rede e para desse modo energizá-la, os dispositivos de ruptura 49 e 22 estão fechados, fechando os seus disjuntores principais, chaves de alta velocidade e disjuntores auxiliares. Ao mesmo tempo, as chaves de derivação 48 das resistências de pré-inserção 47 correspondentes aos dispositivos de ruptura 22 e 49 são abertas de modo que as correntes de sobretensão que podem ocorrer na linha 27 a partir de ambos os lados esquerdo e o direito da chave conectado são limitadas. Depois da linha 27 ser acoplada com êxito às outras linhas, a chave de derivação 48 está fechada de novo.

[0090] A necessidade de ter resistências de pré-inserção e chaves de derivação ligadas em série com cada dispositivo de ruptura pode ser evitada através da substituição dos dispositivos de ruptura por qualquer um dos acima descritos arranjos limitadores de corrente, onde os arranjos limitadores de corrente assume as funções de ambos, o dispositivo da ruptura e da resistência de pré-inserção e adicionar mais funções vantajosas como descrito acima. Na figura 12, presume-se que a linha 26 está primeiro desenergizada. Como alternativa, a linha 26 poderia ser pré-carregada para um nível diferente de tensão do que as outras linhas 27, 28 e 29. A linha 26 é desconectada de todas as outras linhas energizadas 27, 28 e 29 e do conversor HVDC 30 por arranjos limitadores de corrente 43' e 43” estando no estado aberto. A fim de

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 44/62

41/41 acoplar a linha 26 ao resto da rede e para desse modo energizá-la, os arranjos de limite de corrente 43' e 43” estão fechados em parte apenas pelo fechamento uma parte dos seus disjuntores principais 45 e pela manutenção dos outros disjuntores principais 45, a chave de alta velocidade 10 e o disjuntor auxiliar 46 aberto. A corrente de sobretensão é, assim, limitada através das resistências não lineares correspondentes à parte dos disjuntores principais 45 que são mantidas abertas. Após a linha 26 ser acoplada com êxito às outras linhas, os outros disjuntores principais 45, a chave de alta velocidade 10 e o disjuntor auxiliar 46 de arranjos limitadores de corrente 43' e 43” são fechadas de modo que a corrente nestes arranjos limitadores de corrente são comutadas para a chave de alta velocidade e para os disjuntores auxiliares. Em seguida, todos os disjuntores principais 45 podem ser abertos de novo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo (13,17) para romper uma corrente elétrica contínua que passa através de uma transmissão de energia ou de uma linha de distribuição (14) que compreende uma ligação em paralelo de um disjuntor principal (8,15) e de uma resistência não linear (11), o disjuntor principal (8, 15) que compreende pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) de uma primeira direção de corrente (4), sendo que o dispositivo (13, 17) compreende ainda uma ligação em série de uma chave de alta velocidade (10) que compreende pelo menos uma chave mecânica e um disjuntor de auxiliar (9, 16), o disjuntor auxiliar (9, 16) tendo uma menor resistência de condução do que o disjuntor principal (8, 15) e compreendendo pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) da primeira direção de corrente (4), onde a ligação em série está ligada em paralelo à ligação em paralelo, caracterizado pelo fato de que, o dispositivo (13, 17) é adaptado par abrir o disjuntor auxiliar (9,16) com o recebimento de um sinal de disjuntor auxiliar antes de uma decisão de abrir a disjuntor principal (8, 15) ter sido tomada.
2. Dispositivo (13,17), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o disjuntor principal (8, 15) tem uma capacidade de bloqueio de tensão de maior coeficiente do que a do disjuntor auxiliar (9, 16).
3. Dispositivo (13, 17) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende, o disjuntor principal (8, 15) compreende pelo menos duas chaves semicondutores de energia ligadas em série (1) da primeira direção de corrente (4), o disjuntor auxiliar (9, 16) compreende pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) da primeira direção de corrente (4)

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 46/62

2/12 tendo a mesma capacidade de bloqueio de tensão como as chaves semicondutoras de potência (1) do disjuntor principal (8, 15), e o disjuntor principal (8, 15) compreende sempre um maior número de chaves semicondutoras de potência (1) do que o disjuntor auxiliar (9, 16).
4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o disjuntor principal (8, 15) e/ou o disjuntor auxiliar (9, 16) compreende pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) adicional da primeira direção de corrente (4) ligado em paralelo com pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) uma potência da primeira direção de corrente (4).
5. Dispositivo (17), de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que que tanto o disjuntor principal (8, 15) como o disjuntor auxiliar (9, 16) compreendem pelo menos uma chave semicondutora de potência (3) ligada em paralelo com pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) da primeira direção de corrente (4) e sendo de uma segunda direção de corrente (5).
6. Dispositivo (13) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o disjuntor principal (8, 15) e o disjuntor auxiliar (9, 16) compreendem cada um, pelo menos, um diodo de retorno (2), cada diodo de retorno (2) ligados em antiparalelo a pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) da primeira direção de corrente (4).
7. Dispositivo (21 -24) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o disjuntor principal (8, 15) e o disjuntor auxiliar (9, 16) compreendem cada um, pelo menos, uma chave semicondutora de potência (3) de uma segunda direção de corrente (5) tendo um diodo de retorno (18) em ligação antiparalelo com o mesmo e sendo ligado em série com, pelo menos, a chave semicondutora de potência (1) da primeira direção de corrente (4).

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 47/62

3/12
8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que é adaptado para, em caso de um sinal de disjuntor auxiliar ter sido recebido e nenhum sinal de abertura de disjuntor principal (40) é recebido dentro de um período de tempo a partir da abertura do disjuntor auxiliar (9, 16) ou a partir da abertura chave de alta velocidade (10), fecha a chave de alta velocidade (10) e o disjuntor auxiliar (9, 16) de novo.
9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende um meio de controle de dispositivo (36), tendo, uma primeira entrada adaptada pra receber uma medição de corente a partir de um sensor de corrente (32) adaptado para medir a corrente na linha (14), e uma segunda entrada adaptada para receber um sinal indicativo de que o dispositivo tem que ser aberto, sendo que o meio de controle de dispositivo é adaptado para gerar um sinal de disjuntor auxiliar em resposta a uma medição de corrente recebida indicando que um primeiro limite de corrente é excedido na linha de transmissão de energia, e o meio de controle de dispositivo é adicionalmente adaptado para gerar um sinal de abertura de disjuntor principal (40) com o recebimento de um sinal indicativo de que o dispositivo tem que ser aberto.
10. Arranjo de limitação de corrente (42), que compreende pelo menos dois dos dispositivos (13), como definido na reivindicação 1, ligados em série uns aos outros e em série com um percurso de corrente através de uma linha de distribuição ou transmissão de energia (44), caracterizado pelo fato de que o arranjo (42) está adaptado para operar um primeiro número determinado de pelo menos dois dispositivos (13) de modo que uma corrente através das chaves de alta velocidade (10) e disjuntores auxiliares (9) de, pelo menos, dois dispositivos

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 48/62

4/12 (13) é comutada ao longo das respectivas resistências não lineares (11) no caso em que a corrente no percurso de corrente excede um limite de sobrecorrente.
11. Arranjo de limitação de corrente (43) ligado em série com um percurso de corrente através de uma transmissão de energia ou uma linha de distribuição (44), sendo que compreende, uma ligação em série de uma chave de alta velocidade (10) e de um disjuntor auxiliar (46), onde a chave de alta velocidade (10) compreende pelo menos uma chave mecânica, caracterizado pelo fato de que, pelo menos duas ligações paralelas de um disjuntor principal (45) e uma resistência não linear (11), onde as ligações paralelas estão ligadas em série uma com a outra e em que os disjuntores principais (45) compreendem cada um, pelo menos, uma chave semicondutora de potência (1, 3) da mesma direção de corrente ou direções (4, 5), e onde o disjuntor auxiliar (46) tem uma menor sobre resistência do que qualquer um dos disjuntores principais (45) e compreende, pelo menos, uma chave semicondutora de potência (1, 3) da mesma direção de corrente ou direções (4, 5) como a chave semicondutora de potência (1, 3) pelo menos, dos disjuntores principais (45), sendo que, a ligação em série está ligada em paralelo com pelo menos duas ligações paralelas, o arranjo (43) está adaptado para operar a chave de alta velocidade (10) e o disjuntor auxiliar (46), assim como um primeiro certo número de, pelo menos, duas ligações paralelas de modo que uma corrente através da chave de alta velocidade (10) e do disjuntor auxiliar (46) é comutada para as respectivas resistências não lineares (11) do primeiro número determinado de, pelo menos, duas ligações paralelas no caso em que a corrente no percurso de corrente excede um limite de

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 49/62

5/12 sobrecorrente, e o arranjo de limitação de corrente é adaptado para abrir um disjuntor auxiliar (46) com o recebimento de um sinal de disjuntor auxiliar antes de uma decisão de abrir a disjuntor principal (45) ter sido tomada.
12. Instalação exterior de conexão para conectar um conversor HVDC (30) a um conjunto de linhas de transmissão (26, 27, 28, 29) em que, para cada linha de transmissão, a instalação exterior de conexão compreende dispositivos originais, como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, e dispositivos adicionais como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, a instalação exterior de conexão caracterizada pelo fato de que adicionalmente compreende, um meio de detecção de corrente (32) adaptado para gerar um sinal de medição de corrente indicativo do nível de corrente em uma primeira linha de transmissão; e a instalação exterior de conexão sendo arranjado de modo que, em resposta ao sinal de medição de corrente da primeira linha de transmissão tendo excedido um limite de corrente, um sinal de abertura de disjuntor auxiliar é gerado e enviado a ambos os dispositivos originais e os dispositivos adicionais da referida primeira linha de transmissão, antes da decisão ter sido tomada de abrir o disjuntor principal (8, 15) dos dispositivos originais da referida primeira linha de transmissão.
13. Método para usar um dispositivo para interromper uma corrente elétrica contínua que flui através de uma linha de transmissão de energia ou de uma linha de distribuição (14), o dispositivo compreendendo, uma ligação em paralelo de um disjuntor principal (8, 15) e de uma resistência não linear (11), o disjuntor principal (8, 15) compreendendo pelo menos uma chave semicondutor de energia (1) de uma primeira direção de corrente (4), e uma ligação em série de uma chave de alta velocidade (10)

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 50/62

6/12 que compreende pelo menos uma chave mecânica e um disjuntor de auxiliar (9, 16), o disjuntor auxiliar (9, 16) tendo uma menor resistência de condução do que o disjuntor principal (8, 15) e compreendendo pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) da primeira direção de corrente (4), sendo que a ligação em série está ligada em paralela à ligação em paralelo, e o dispositivo (13, 17; 21) é conectado em série a um trajeto de corrente que vai através de uma linha de transmissão de energia ou de uma linha de distribuição (14; 28) e onde o disjuntor auxiliar (9, 16) e a chave de alta velocidade (10) do dispositivo estão fechados, o método compreendendo as etapas de fechar o disjuntor principal (8, 15), caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende as etapas de abrir o disjuntor auxiliar (9, 16) se um sinal de abertura do disjuntor auxiliar (41) é recebido, assim comutando a corrente para o disjuntor principal (8, 15), depois abrir a chave de alta velocidade (10), depoisabrir o disjuntor principal (8, 15), se um sinal de abertura do disjuntor principal (40) é recebido, assim, comutando a corrente para a resistência não linear (11), sendo que a abertura do disjuntor auxiliar (9, 16) é realizada antes de uma decisão de abrir o disjuntor principal (8, 15) ter sido tomada.
14. Método pra o uso de um primeiro arranjo de limitação de corrente (42) compreendendo pelo menos dois dispositivos disjuntores (13) conectados em série um com o outro e em série com um trajeto de corrente através de uma linha de transmissão de energia ou de uma linha de distribuição (44), sendo que um dispositivo disjuntor compreende,

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 51/62

7/12 uma conexão em paralela de um disjuntor principal (8, 15) e um resistor não linear (11), o disjuntor principal (8, 15) compreendendo pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) de uma primeira direção de corrente (4), uma conexão em série de um disjuntor auxiliar (9, 16) e uma chave de alta velocidade (10) compreendendo pelo menos uma chave mecânica, o disjuntor auxiliar (9, 16) tendo uma menor resistência de condução do que o disjuntor principal (8, 15) e compreendendo pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) da primeira direção de corrente (4), sendo que a conexão em série do disjuntor auxiliar e a chave de alta velocidade está conectada em paralelo à conexão paralela, o método compreendendo em caso de que uma corrente no trajeto de corrente exceda um limite de sobrecorrente, opera um primeiro determinado número de pelo menos dois dispositivos disjuntores (13) de modo que a corrente é comutada para os respectivos resistores não lineares (11), caraterizado pelo fato de que operar um dispositivo disjuntor compreende, abrir o disjuntor auxiliar (9, 16) se um sinal de abertura do disjuntor auxiliar (41) é recebido, assim comutando a corrente para o disjuntor principal (8, 15), depois abrir a chave de alta velocidade (10), depois abrir o disjuntor principal (8, 15), se um sinal de abertura do disjuntor principal (40) é recebido, assim, comutando a corrente para a resistência não linear (11), sendo que a abertura do disjuntor auxiliar (9, 16) é realizada antes de uma decisão de abrir o disjuntor principal (8, 15) ter sido tomada.
15. Método de acordo com a reivindicação 14, caracterizado

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 52/62

8/12 pelo fato de que o primeiro número determinado é determinado dependendo de quanto o limite de sobrecorrente é excedido.
16. Método de acordo com a reivindicação 14 ou 15, caracterizado pelo fato de que a energia térmica nas resistências não lineares (11) correspondentes aos disjuntores principais abertos (8, 45) é monitorada e, no caso de exceder a um limite pré-definido de energia em primeiro lugar, os disjuntores principais abertos (8, 45) são fechados novamente e um mesmo primeiro número de disjuntores principais (8), os quais tinham sido previamente, fechados no estado, são abertos.
17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que, • a tensão corrente de pelo menos uma resistência não linear (11) do arranjo de limite de corrente respectiva (42, 43) é determinada e armazenada em um dispositivo de memória, • o tempo de vida esperado de pelo menos uma resistência não linear (11) é determinada a partir da tensão de determinada corrente e • o primeiro número determinado dos disjuntores principais (8, 45) do arranjo limitador de primeira corrente (42) ou do arranjo limitador de segunda corrente (43), respectivamente, que são para serem abertos em seguida é escolhido de modo que o tempo de vida esperado da, pelo menos, uma resistência não linear (11) é aumentado.
18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizado pelo fato de que no caso em que é tomada uma decisão de interromper a corrente no percurso de corrente, todos os dispositivos restantes (13) do arranjo de primeiro limitador de corrente (42) que ainda estão fechados são operados, ou todos os disjuntores restantes principais (45) do arranjo de segundo limitador de corrente (43) são abertos, respectivamente, de modo que a corrente no percurso de corrente é comutada para todas as resistências não lineares (11) do

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 53/62

9/12 respectivo acordo de limitação de corrente (42, 43).
19. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a decisão de interromper a corrente no percurso de corrente é feita se a energia térmica em pelo menos uma das resistências não lineares (11) do respectivo arranjo limitador de corrente (42, 43) excede um segundo limite de energia pré-definida.
20. Método de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a decisão de interromper a corrente no percurso de corrente é feita se um terceiro limite de corrente for excedido, quando o terceiro limite de corrente é o nível máximo de corrente (lBmax), que os disjuntores principais (8, 45) do respectivo arranjo de limitação de corrente (42, 43) são definidos para ser capaz de abrir.
21. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 20, caracterizado pelo fato de que a linha de distribuição ou transmissão de energia (26) está primeiramente em um estado desenergizado ou está primeiro pré-carregada para um nível de tensão diferente do que, pelo menos, uma outra linha de distribuição ou transmissão de energia (27 - 29) que está em um estado de energia, e o primeiro ou o segundo arranjo de limitação de corrente, respectivamente, está no estado de aberto, compreendendo os passos de fechamento de uma parte dos disjuntores principais (8, 45) do primeiro ou segundo arranjo de limitação de corrente e mantendo aberta a outra parte dos disjuntores principais (8, 45), bem como a chave ou chaves de alta velocidade (10) e o disjuntor auxiliar (46) ou disjuntores (9) enquanto que a linha de distribuição ou transmissão de energia (26) é acoplada à transmissão de energia, pelo menos, ou à linha de distribuição (27 - 29), e, depois do acoplamento bem-sucedido, fechando a outra parte dos disjuntores principais (8, 45), a chave ou chaves de alta velocidade (10) e o disjuntor auxiliar (46) ou disjuntores (9).
22. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 54/62

10/12

13 a 21, caracterizado pelo fato de que o sinal de abertura do disjuntor auxiliar (41) é gerado, enviado e recebido imediatamente após a corrente exceder um primeiro limite de corrente (t-i).
23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o primeiro limite de corrente (l|im) é definido ligeiramente acima da corrente nominal térmica da linha ou ligeiramente acima da corrente nominal térmica de uma estação de conversor ligado à linha.
24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 23, caracterizado pelo fato de que a chave de alta velocidade (10) é aberta quando um primeiro período de tempo a partir da abertura do disjuntor auxiliar (9, 16) tenha decorrido.
25. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 24, caracterizado pelo fato de que a chave de alta velocidade (10) é aberta quando a corrente excede um segundo limite de corrente.
26. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 25, caracterizado pelo fato de que a chave de alta velocidade (10) é aberta quando um sinal (25) é recebido, indicando que a corrente foi comutada com sucesso para o disjuntor principal (8, 15).
27. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 26, caracterizado pelo fato de que o sinal de abertura do disjuntor principal (40) é gerado, enviado e recebido se ocorrer uma falha na linha (14, 28) e/ou em um outro dispositivo elétrico ligado à linha (t4).
28. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 27, caracterizado pelo fato de que no caso de nenhum sinal de abertura do disjuntor principal (40) ser recebido dentro de um segundo período de tempo da abertura do disjuntor auxiliar (9, 16) ou a partir da abertura da chave de alta velocidade (10), a chave de alta velocidade (10) e o disjuntor auxiliar (9, 16) são novamente fechados.
29. Método de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que no caso de, após o fecho da chave de alta velocidade

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 55/62

11/12 (10) e do disjuntor auxiliar (9,16), o sinal de abertura do disjuntor auxiliar (41) é ainda recebido ou recebidos novamente, em primeiro lugar o disjuntor auxiliar (9, 16) é aberto, depois, a chave de alta velocidade (10) é aberto e depois o disjuntor principal (8, 15) é aberto, se o sinal de abertura do disjuntor principal (40) é recebido.
30. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 29, caracterizado pelo fato de que, na ausência de um sinal de abertura do disjuntor auxiliar (41) e de um sinal de abertura do disjuntor principal (40), o disjuntor principal (8, 15) é aberto, a operacionalidade de seu, pelo menos, uma chave semicondutora de potência (1, 3) e, se presente, pelo menos, um diodo de retorno é testado e o disjuntor principal (8, 15) é fechado de novo.
31. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 29, caracterizado pelo fato de que, na ausência de um sinal de abertura do disjuntor auxiliar (41) e de um sinal de abertura do disjuntor principal (40), os passos a seguir são realizados:

• abrir o disjuntor auxiliar (9, 16), deste modo comutando a corrente para o disjuntor principal (8, 15), • depois, abrir a chave de alta velocidade (10), deste modo testando a operacionalidade da chave de alta velocidade (10), • depois de testar a operacionalidade do pelo menos uma chave semicondutora de potência (1, 3) e, se presente, do pelo menos um diodo de retorno do disjuntor auxiliar (9, 16), • após o teste bem-sucedido, fechar de novo a chave de alta velocidade (10) e o disjuntor auxiliar (9, 16).
32. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 30, caracterizado pelo fato de que, um dispositivo adicional (23, 24) é conectado ao mesmo percurso de corrente que a linha de transmissão ou distribuição de energia (28), o dispositivo adicional compreendendo:

uma conexão paralela de um disjuntor principal (8, 15) e um

Petição 870190040729, de 30/04/2019, pág. 56/62

12/12 resistor não linear (11), o disjuntor principal (8, 15) compreendendo pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) de uma primeira direção de corrente (4), e uma ligação em série de uma chave de alta velocidade (10) que compreende pelo menos uma chave mecânica e um disjuntor de auxiliar (9, 16), o disjuntor auxiliar (9, 16) tendo uma menor resistência de condução do que o disjuntor principal (8, 15) e compreendendo pelo menos uma chave semicondutora de potência (1) da primeira direção de corrente (4), onde a ligação em série está ligada em paralela à ligação em paralelo, o método compreendendo no caso em que o sinal de abertura do disjuntor auxiliar (41) for recebido pelo dispositivo (21), os passos adicionais são seguidos:

• primeira abertura do disjuntor auxiliar no dispositivo adicional (23, 24), • depois abrir a chave de alta velocidade no dispositivo adicional (23, 24), • se no dispositivo (21) a corrente não for conectada com sucesso à resistência não linear, abrir o dispositivo adicional (23, 24), o disjuntor principal (8, 15), ou • se no dispositivo (21) a corrente é conectada com sucesso à resistência não linear, fechar a chave de alta velocidade e o disjuntor auxiliar no dispositivo adicional (23, 24).
33. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 31, caracterizado pelo fato de que a abertura do disjuntor auxiliar é realizada antes da decisão de abrir o primeiro número de disjuntores principais ter sido tomada.