BR112013003072B1

BR112013003072B1 - Transformador conversor de corrente continua de alta tensao e processo de conexao de chave de variaqao de derivaqao em carga

Info

Publication number: BR112013003072B1
Application number: BR112013003072-0A
Authority: BR
Inventors: Licheng LU; Zehong LIU; Liying Gao; Xin Sun
Original assignee: State Grid Corporation Of China
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2011-08-02
Publication date: 2020-11-17
Also published as: WO2012019514A1; CN102013815B; CN102013815A; BR112013003072A2

Abstract

TRANSFORMADOR CONVERSOR DE CORRENTE CONTÍNUA DE ALTA TENSÃO E PROCESSO DE CONEXÃO DE CHAVE DE VARIAÇÃO DE DERIVAÇÃO EM CARGA. A presente invenção refere-se a um transformador conversor de corrente contínua de alta tensão (HVDC) e um processo para conexão de chave de variação em carga (OLTC) dele, em que o dito transformador conversor HVDC compreende um lado CC e um lado CA; o lado CA compreende um abobina principal no lado CA, uma bobina de regulagem de tensão, uma chave de transferência e um primeiro resistor; um terminal da bobina principal no lado CA é conectado a uma alta tensão, o outro terminal é conectado a uma chave de polaridade; dois terminais de seleção da chave de polaridade são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão, respectivamente; a bobina de regulagem de tensão é disposta com vários orifícios de terminais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência é conectado a um dos ditos orifícios de terminais de regulagem de tensão, o outro terminal é aterrado; ao lado CA do dito transformador conversor compreende também uma segunda chave e uma primeira chave seletora; um terminal da segunda chave é conectado ao (...).

Description

Campo da Invenção

[001] A presente invenção refere-se a um transformador, e, mais particularmente, a um transformador conversor usado para transmissão de corrente contínua de alta tensão (HVDC).

Descrição da Técnica Relacionada

[002] Na construção de rede de energia, a transmissão HVDC tem uma expectativa de amplo desenvolvimento em termos de transmissão a longa distância e interligação regional grande, e é um meio importante para promover transmissão de energia elétrica de longa distância, grande capacidade, alta tensão, e interligação assíncrona de redes de energia. A transmissão HVDC se aproveita dos benefícios da corrente contínua estável, tais como sem impedância indutiva, reatância capacitiva ineficiente e sem necessidade de sincronização, e emprega transmissão CC (corrente contínua) de longa distância, de alta potência. A transmissão HVDC é utilizada usualmente em transmissão de energia elétrica em linha aérea e cabo submarino, comunicação entre sistemas CA (corrente alternada) sincronizados, e similares.

[003] A transmissão HVDC é um modo de transmissão de energia elétrica, na qual energia elétrica CA trifásica é retificada em energia elétrica CC por uma estação conversora, e depois é transmitida para outra estação conversora pelas linhas de transmissão CC, para ser invertida em energia elétrica CA trifásica. É constituída principalmente por duas estações conversoras e linhas de transmissão CC, as estações conversoras sendo ligadas aos sistemas CA em ambas as extremidades, respectivamente. Os dispositivos principais de uma estação conversora compreendem um conversor, um transformador conversor, um reator de nivelamento, um para-raios, e dispositivos protetores de controle.

[004] O transformador conversor é um dos dispositivos principais de uma estação conversora, e é um dispositivo principal para um sistema de transmissão CC, com os parâmetros principais determinados de acordo com os requisitos especiais do sistema CC. O transformador conversor é usado para alimentar energia CA ao conversor ou receber energia CA do conversor, e transformar uma tensão CA no lado da rede em uma tensão necessária no lado da válvula.

[005] Em uma estação retificadora, um transformador conversor é usado para isolar um sistema CA e um sistema CC, e a energia elétrica na rede CA é convertida em energia elétrica HVDC, por meio de um conversor, para a transmissão por linhas de transmissão HVDC; em uma estação inversora, a energia elétrica CC é convertida em energia elétrica CA, por meio de um conversor, e depois é transmitida para a rede CA por um transformador conversor; de modo que a comunicação entre a rede de transmissão CA e a rede de transmissão HVDC seja promovida. O transformador conversor pode proporcionar uma tensão de 12 ondas de pulsações, com uma diferença de fase de 30°, para reduzir a corrente harmônica no lado CA, especialmente as quinta e sétima correntes harmônicas; agindo como um isolante elétrico entre o sistema CA e o sistema CC, reduz a sobretensão no lado CA interferindo no sistema CC; a corrente de curto-circuito do sistema CC é impedida de entrar no sistema CA, devido à impedância do transformador conversor; uma maior faixa de regulagem de escalonamento de tensão CC pode ser promovida pelo transformador conversor.

[006] Em um projeto de transmissão HVDC, um transformador conversortem, geralmente, muitas posições de derivação de regulagem de tensão (tais como, 29 posições de derivação) para adaptar diferentes condições operacionais de um grupo de válvulas e satisfazero requisito de uma maior faixa de regulagem de tensão no lado da válvula. Nesse caso, todos os transformadores conversores são projetados para terem regulagens de tensão positiva e negativa, como seus modos de regulagem de tensão; como tal, um transformador conversor apenas com metade das posições de derivação de bobina de regulagem de tensão necessárias pode satisfazer o requisito de projeto. Esse é também um modo de regulagem de tensão comum em projetos de transmissão HDVC. A maior parte dos projetos de transmissão HVDC e EHVD que estão em construção ou em operação, têm essa disposição de regulagem de tensão de transformador conversor. Por exemplo, por comutação de uma chave de polaridade, uma bobina de regulagem de tensão com 14 posições de derivação pode satisfazer o requisito funcional de 29 posições de derivação.

[007] Uma vez que o transformador conversor é diretamente conectado a um grupo de válvulas, para garantir a tensão mais baixa submetida pelo grupo de válvulas em restabelecimento de impacto, enquanto reduzindo o impacto suportado pelo próprio transformador conversor, de acordo com especificações relativas, após a energização do transformador conversor, a sua posição de derivação é ajustada automaticamente na posição mais longe no enrolamento do lado CA, desse modo, o próprio transformador conversor fica em um estado de excitação em refechamento de impacto, e a tensão no lado da válvula tem o valor mais baixo, que é o modo mais seguro.

[008] Após energização do transformador conversor, a posição de derivação de uma chave de mudança de derivação em carga (OLTC) é ajustada a uma posição adequada, de acordo com um requisito de tensão no lado da válvula, após o que o grupo de válvulas é desbloqueado. Durante esse processo, a chave OLTC é geralmente submetida à comutação de uma chave de polaridade, de uma posição positiva a uma posição negativa. No processo de ensaio de projeto, o grupo de válvulas tem que sofrer múltiplas operações de ativação/desativação, e o transformador conversor tem que experimentar múltiplos impactos de restabelecimento e múltiplas comutações de polaridade da chave reguladora de tensão.

[009] Embora o modo de regulagem de voltagens positiva e negativa seja empregado, um transformador conversor HVDC tem ainda posições de derivação de bobinas de regulagem de tensão em demasia. No projeto de um transformador conversor genérico, todas as bobinas de regulagem de tensão são enroladas separadamente como uma bobina única, na produção de um transformador conversor, não importando se para o lado mais externo com tensão no lado da válvula maior, ou para o lado mais interno com tensão no lado da válvula mais alta, a bobina de regulagem de tensão tendo uma maior capacitância de terra.

[0010] Desse modo, quando a chave OLTC tem uma ação de comutação de polaridade, a chave de polaridade precisa sempre comutar uma tensão capacitiva. Para limitar essa tensão, antes da ação de comutação de polaridade da chave OLTC, um resistor é conectado na posição de derivação intermediária do enrolamento de regulagem de tensão, para reduzir a descarga entre as posições de derivação de polaridade, quando a chave de polaridade é comutada a um certo grau.

[0011] Embora um resistor seja conectado, quando a chave OLTC tem uma ação de comutação de polaridade, é ainda necessário comutar parte da capacitância de terra da bobina, nessa situação, uma ação de comutação de polaridade podendo provocar descarga de faísca entre os terminais de contato, e, desse modo, produzir descarga de acetileno gasoso. Desse modo, se o número de ações de comutação de polaridade aumentar, após o repetido acúmulo de uma pequena quantidade de acetileno, provocada por uma descarga diminuta, durante as ações de comutação de polaridade, uma anormalidade de acetileno sutil pode ocorrer na análise cromatográfica do óleo do transformador conversor. Se o transformador conversor continuar a funcionar sob essa situação, uma indicação de segurança pode surgir; se sua operação for interrompida, um novo transformador precisa substitui-lo, provocando não apenas eventos de escassez, mas também um maior custo operacional da rede.

Sumário da Invenção

[0012] Para solucionar o problema mencionado acima, um transformador conversor HVDC e uma conexão de chave OLTC dele são proporcionados nesta invenção, e por meio de mudança da conexão de circuito no lado da bobina de regulagem de tensão de um transformador conversor, a descarga da bobina, durante uma ação de comutação de polaridade, pode ser impedida, e, desse modo, a produção de acetileno gasoso pode ser evitada.

[0013] Particularmente, um transformador conversor HVDC é proporcionado nesta invenção, compreendendo um lado CC e um lado CA, em que o lado CA inclui uma bobina principal no lado CA, uma bobina de regulagem de tensão, uma chave de transferência e um primeiro resistor; um terminal da bobina principal no lado CA é conectado a uma alta tensão, e o outro terminal na bobina principal no lado CA é conectado a uma chave de polaridade por meio de uma primeira chave; dois terminais de seleção da chave de polaridade são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão, respectivamente; a bobina de regulagem de tensão é dotada com vários orifícios de terminais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência é conectado a um dos orifícios de terminais de regulagem de tensão, e o outro dos seus terminais é aterrado; em que o lado CA do transformador conversor compreende ainda uma segunda chave e uma primeira chave seletora; um terminal da segunda chave é conectado ao terminal de baixa tensão da bobina principal no lado CA, e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal do primeiro resistor é conectado ao terminal positivo ou negativo da bobina de regulagem de tensão, respectivamente, pela primeira chave seletora, e o outro terminal é aterrado.

[0014] Um processo para conexão de chave de variação de derivação em carga (OLTC) em um transformador conversor HVDC é ainda proporcionado nesta invenção, o lado CA do transformador conversor HVDC inclui uma bobina principal no lado CA, uma bobina de regulagem de tensão, uma chave de transferência, uma primeira chave e uma segunda chave, em que um terminal da bobina principal no lado CA é conectado a uma alta tensão, e o outro dos seus terminais é conectado a uma chave de polaridade pela primeira chave; dois terminais seletores da chave de polaridade são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão; a bobina de regulagem de tensão é dotada com vários orifícios de terminais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência é conectado a um dos orifícios de terminais de regulagem de tensão, e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal da segunda chave é conectado a um terminal de baixa tensão da bobina principal no lado CA, e o outro dos seus terminais é aterrado; em que o lado CA compreende ainda um primeiro resistor e uma primeira chave seletora; um terminal do primeiro resistor é conectado ao terminal positivo ou negativo da bobina de regulagem de tensão, respectivamente, por meio da primeira chave seletora, e o outro terminal é aterrado.

[0015] Um transformador conversor HVDC é ainda proporcionado nesta invenção, que compreende um lado CC e um lado CA, em que o lado CA inclui uma bobina principal no lado CA, uma bobina de regulagem de tensão, uma chave de transferência, um segundo resistor e um terceiro resistor; um terminal da bobina principal no lado CA é conectado a uma alta tensão, e o outro terminal da bobina principal no lado CA é conectado a uma chave de polaridade por uma primeira chave; dois terminais de seleção da chave de polaridade são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão, respectivamente; a bobina de regulagem de tensão é dotada com vários orifícios determinais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência é conectado a um dos orifícios de terminais de regulagem de tensão, e o outro dos seus terminais é aterrado; ainda mais, o lado CA do transformador conversor compreende ainda uma segunda chave, uma terceira chave e uma quarta chave; um terminal da segunda chave é conectado ao terminal de baixa tensão da bobina principal no lado CA, e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal do segundo resistor é conectado ao terminal positivo da bobina de regulagem de tensão pela quarta chave, e o outro terminal é aterrado; um terminal do terceiro resistor é conectado ao terminal negativo da bobina de regulagem de tensão pela quarta chave, e o outro terminal é aterrado.

[0016] Um processo para conexão de chave de variação de derivação em carga (OLTC) em um transformador conversor HVDC é ainda proporcionado nesta invenção, o lado CA do transformador conversor HVDC inclui uma bobina principal no lado CA, uma bobina de regulagem de tensão, uma chave de transferência, uma primeira chave e uma segunda chave, em que um terminal da bobina principal no lado CA é conectado a uma alta tensão, e o outro terminal da bobina principal no lado CA é conectado a uma chave de polaridade por uma primeira chave; dois terminais de seleção da chave de polaridade são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão, respectivamente; a bobina de regulagem de tensão é dotada com vários orifícios determinais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência é conectado a um dos orifícios de terminais de regulagem de tensão, e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal da segunda chave é conectado ao terminal de baixa tensão da bobina principal no lado CA, e o outro dos seus terminais é aterrado; em que o lado CA compreende ainda um segundo resistor, um terceiro resistor, uma terceira chave e uma quarta chave; um terminal do segundo resistor é conectado ao terminal positivo da bobina de regulagem de tensão pela terceira chave, e o outro terminal é aterrado; um terminal do terceiro resistor é conectado ao terminal negativo da bobina de regulagem de tensão pela quarta chave, e o outro terminal é aterrado.

[0017] O transformador conversor HVDC desta invenção tem uma conexão no lado CA original alterada para solucionar completamente o defeito da descarga incompleta de capacidade errática da bobina de regulagem de tensão, de modo que a produção de acetileno gasoso pode ser bastante reduzida, promovendo uma maior confiabilidade operacional do transformador conversor.

Breve Descrição dos Desenhos

[0018] A Figura 1 é um diagrama de fundamento do lado CA de um transformador conversor HVDC existente.

[0019] A Figura 2 é um diagrama de fundamento de uma bobina de regulagem de tensão ajustada em uma posição mais externa.

[0020] A Figura 3 é um diagrama de circuito equivalente do transformador conversor HVDC existente, quando a chave de polaridade é ativada.

[0021] A Figura 4 é um diagrama esquemático de um transformador conversor HVDC, de acordo com uma concretização desta invenção.

[0022] A Figura 5 é um diagrama de circuito equivalente de um transformador conversor HVDC, quando a chave de polaridade é ativada, de acordo com uma primeira concretização desta invenção.

[0023] A Figura 6 é um diagrama esquemático de um transformador conversor HVDC, de acordo com uma outra concretização desta invenção.

Descrição das Concretizações

[0024] As concretizações preferíveis desta invenção vão ser descritas em detalhes abaixo, em conjunto com os desenhos em anexo.

[0025] A Figura 1 é um diagrama de funcionamento do lado CA de um transformador conversor HVDC existente. Como mostrado nessa Fig., o lado CA do transformador conversor compreende uma bobina principal no lado CA 110, uma bobina de regulagem de tensão 120, uma chave de transferência 130 e um resistor 160, em que um terminal da bobina principal no lado CA 110 é conectado a uma alta tensão, e o outro terminal da bobina principal no lado CA 110 é conectado a uma chave de polaridade 150 por uma chave 142; dois terminais de seleção da chave de polaridade 150 são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão 120, respectivamente; a bobina de regulagem de tensão 120 é dotada com vários orifícios de terminais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência 130 é conectado a um dos orifícios de terminais de regulagem de tensão, e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal do resistor 160 é conectado à parte intermediária da bobina de regulagem de tensão 120 por uma chave 170, e o outro terminal do resistor 160 é aterrado; ainda mais, o lado CA do transformador conversor compreende ainda uma chave 140, tendo um terminal conectado ao terminal de baixa tensão da bobina principal no lado CA 110, e o outro terminal aterrado. O lado CA do transformador conversor compreende ainda um aparelho de controle (não mostrado) para controlar as ações das chaves mencionadas acima.

[0026] Em uma condição de operação normal, a chave 142 é fechada, e as chaves 170 e 140 são abertas; a chave de polaridade 150 é conectada a uma extremidade da bobina de regulagem de tensão 120, e um orifício de terminais de regulagem de tensão da bobina de regulagem de tensão 120 é conectado à chave de transferência 130. Como tal, por meio de comutação da chave de transferência 130 a um diferente orifício de terminais de regulagem de tensão da bobina de regulagem de tensão 120, o valor de tensão do lado CA pode ser alterado.

[0027] Quando é necessário ativar a chave de polaridade 150, a chave 140 é fechada, e depois a chave 142 é fechada para desconectar a chave de transferência 130 da bobina de regulagem de tensão 120; após isso, a chave 170 é fechada, e a chave de polaridade 150 começa a comutar; após a ação de comutação da chave de polaridade 150, a chave 170 é aberta, a chave de transferência 130 é conectada à bobina de regulagem de tensão 120, e a chave 140 é aberta; finalmente, a chave 142 é fechada para restabelecer a condição de operação normal do transformador conversor.

[0028] Como descrito acima, quando o transformador conversor é projetado, todas as bobinas de regulagem de tensão são enroladas separadamente como uma única bobina, na produção do transformador conversor, não importando se é seu lado mais externo com tensão no lado da válvula mais baixa, ou seu lado mais interno com tensão no lado da válvula mais alta, a bobina de regulagem de tensão tem uma maior capacitância de terra.

[0029] Considerando a bobina de regulagem de tensão ajustada na sua posição mais externa como um exemplo, o seu funcionamento é mostrado na Figura 2.

[0030] Nessa situação, a distribuição de tensão entre os eletrodos positivo e negativo é calculada como apresentado a seguir.

[0031] Nesse caso, Uhv é o valor de tensão pela bobina no lado da rede, e Urw é o valor de tensão pela bobina de regulagem de tensão.

[0032] Desse modo, quando há uma ação de comutação de polaridade da chave OLTC, a chave de polaridade precisa comutar a tensão capacitiva. Embora um resistor seja conectado quando a chave de polaridade 150 é ativada, a chave OLTC ainda precisa comutar parte da capacitância de terra da bobina, cujo circuito equivalente é mostrado na Figura 3. Nessa situação, a ativação da chave de polaridade 150 pode provocar ainda descarga de faísca entre os terminais de contato, e, desse modo, produzir descarga de acetileno gasoso.

[0033] A Figura 4 é um diagrama esquemático de um transformador conversor HVDC, de acordo com uma concretização desta invenção, no qual apenas o lado CA é mostrado. Como mostrado na Fig., o lado CA do transformador conversor compreende uma bobina principal no lado CA 210, uma bobina de regulagem de tensão 220, uma chave de transferência 230 e um primeiro resistor 260, em que um terminal da bobina principal no lado CA 210 é conectado a uma alta tensão, e o outro terminal da bobina principal no lado CA 210 é conectado a uma chave de polaridade 250 por uma primeira chave 242; dois terminais de seleção da chave de polaridade 250 são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão 220, respectivamente; a bobina de regulagem de tensão 220 é dotada com vários orifícios de terminais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência 230 é conectado a um dos orifícios de terminais de regulagem de tensão, e o outro dos seus terminais é aterrado; ainda mais, o lado CA do transformador conversor compreende ainda uma segunda chave 240 e uma primeira chave seletora 270, em que um terminal da segunda chave 240 é conectado ao terminal de baixa tensão da bobina principal no lado CA 210, e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal do primeiro resistor 260 é conectado ao terminal positivo ou negativo da bobina de regulagem de tensão 220, respectivamente, por meio da primeira chave seletora 276, e o outro terminal é aterrado. O lado CA do transformador conversor compreende ainda um aparelho de controle (não mostrado) para controlar as ações das chaves mencionadas acima, em que o aparelho de controle pode ser um mecanismo de controle de chave mecânico, tal como um mecanismo deslizante, ou um aparelho similar.

[0034] Em uma condição de operação normal, a primeira chave 242 é fechada, e a segunda chave 240 é aberta, a primeira chave seletora 270 é flutuada, a chave de polaridade 250 é conectada a uma extremidade da bobina de regulagem de tensão 220, um orifício de terminais de regulagem de tensão da bobina de regulagem de tensão 220 é conectado à chave de transferência 230. Como tal, por meio de comutação da chave de transferência 230 a um orifício de terminal de regulagem de tensão diferente da bobina de regulagem de tensão 220, a quantidade de enrolamentos no lado CA pode ser alterada, e, desse modo, o valor de tensão no lado CA é alterado.

[0035] Em virtude de uma ação de comutação de polaridade poder ocorrer por um período de tempo, quando a chave de polaridade é ativada, alguma medida precisa ser tomada para garantir a segurança da ação de comutação. Abaixo, esse procedimento vai ser descrito com um exemplo, to qual a chave de polaridade 250 é comutada de um terminal positivo da bobina de regulagem de tensão 200 a um terminal negativo.

[0036] Quando a chave de polaridade 250 precisa ser ativada, primeiro de tudo, a chave 240 é fechada, de modo que a extremidade de baixa tensão da bobina principal no lado CA 210 seja conectada à terra pela chave 240; depois, a primeira chave 242 é aberta e a chave de transferência 230 é desconectada da bobina de regulagem de tensão 220, a primeira chave seletora 270 é conectada a um terminal positivo da bobina de regulagem de tensão 220; depois, a chave de polaridade 250 começa a comutar, do terminal positivo da bobina de regulagem de tensão 220 a um terminal negativo. Após a ação de comutação da chave de polaridade 250, a chave de polaridade 250 é conectada ao terminal negativo da bobina de regulagem de tensão 220, a primeira chave seletora 270 é desconectada da bobina de regulagem de tensão 220 e colocada em um estado flutuante, a chave de transferência 230 é conectada à bobina de regulagem de tensão 220, e a primeira chave 242 é fechada; depois, a segunda chave 240 é aberta e o transformador conversor é restaurado à sua condição operacional normal.

[0037] Durante a ação da chave de polaridade 250, o primeiro resistor 260, por conexão à primeira chave seletora 270, forma um circuito de descarga RC com a bobina de regulagem de tensão 220, cujo circuito equivalente é mostrado na Figura 5. De acordo com as características de um circuito RC, a descarga da bobina de regulagem de tensão 220 é completada durante a ação da chave de polaridade 250, de modo que nenhum acetileno gasoso seja produzido no transformador conversor, e, desse modo, o problema técnico da produção de acetileno gasoso na técnica anterior pode ser solucionado.

[0038] O procedimento operacional do transformador conversor desta concretização foi descrito com um exemplo, no qual a chave de polaridade 250 é comutada de terminal positivo da bobina de regulagem de tensão 220 a um terminal negativo. Se a chave de polaridade 250 for comutada de um terminal negativo da bobina de regulagem de tensão 220 a um terminal positivo, a maior parte do procedimento mencionado acima é igual, exceto que a primeira chave seletora 270 é conectada a um terminal negativo da bobina de regulagem de tensão 220.

[0039] O primeiro resistor 260 dessa concretização difere do resistor 160 em termos dos seus efeito e natureza, devido aos seus diferentes fundamentos do circuito: o primeiro resistor260 é um resistor de descarga, que pode ter um menor valor de resistência, tal como de 50 Ω a 5.000 Ω, por exemplo, um valor de resistência constante de 500 Ω, ou pode ser um resistor variável com um valor de resistência ajustável dentro de uma faixa entre 50 Ω e 5.000 Ω, por exemplo, ajustável de 100 Ω a 500 Ω; O resistor 160 é um resistor de tensão com um valor de resistência maior, em geral, acima de 1 MΩ, que é geralmente um resistor variável.

[0040] Ainda mais, a primeira chave 242 e a segunda chave 240 podem ser, nesta concretização, duas chaves separadas, por exemplo, duas chaves mecânicas separadas, ou uma chave integral, tal como uma chave deslizante, que pode executar, simultaneamente, as funções das primeira e segunda chaves, por meio de sua ação deslizante. A primeira chave seletora 270 pode ser uma chave mecânica ou uma chave elétrica, desde que possa satisfazer o requisito do procedimento mencionado acima.

[0041] A Figura 6 é um diagrama esquemático de um transformador conversor HVDC, de acordo com uma outra concretização desta invenção, na qual apenas o lado CA é mostrado. Como mostrado na Fig., o lado CA do transformador conversor compreende uma bobina principal no lado CA 210, uma bobina de regulagem de tensão 220, uma chave de transferência 230 e um segundo resistor 262, e um terceiro resistor 264, em que um terminal da bobina principal no lado CA 210 é conectado a uma alta tensão, e o outro terminal da bobina principal no lado CA 210 é conectado a uma chave de polaridade 250, por uma primeira chave 242; dois terminais de seleção da chave de polaridade 250 são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão 220, respectivamente; a bobina de regulagem de tensão 220 é dotada com vários orifícios de terminais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência 230 é conectado a um dos orifícios de terminais de regulagem de tensão, e o outro dos seus terminais é aterrado; além disso, o lado CA do transformador conversor compreende ainda uma segunda chave 240, uma terceira chave 272 e uma quarta chave 274, em que um terminal da segunda chave 240 é conectado à extremidade de baixa tensão da bobina principal no lado CA 210 pela quarta chave 272, e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal do terceiro resistor264 é conectado a um terminal negativo da bobina de regulagem de tensão 220 pela quarta chave 274, e o outro terminal é aterrado. O lado CA do transformador conversor compreende ainda um aparelho de controle (não mostrado) para controlar as ações das chaves mencionadas acima, em que o aparelho de controle pode ser um mecanismo de controle de chave mecânico, tal como um mecanismo deslizante, ou um aparelho similar.

[0042] Em uma condição operacional normal, a primeira chave 242 é fechada, e a segunda chave 240 é aberta, a terceira chave 272 e a quarta chave 274 são abertas, a chave de polaridade 250 é conectada a uma extremidade da bobina de regulagem de tensão 220, um orifício de terminal de regulagem de tensão da bobina de regulagem de tensão 220 é conectado à chave de transferência 230. Como tal, por meio de comutação da chave de transferência 230 a um diferente orifício de terminal de regulagem de tensão da bobina de regulagem de tensão 220, a quantidade de enrolamentos no lado CA pode ser alterada, e, desse modo, o valor de tensão no lado CA é alterado.

[0043] Em virtude de uma ação de comutação de polaridade poder ocorrer por um período de tempo, quando a chave de polaridade é ativada, alguma medida precisa ser tomada para garantir a segurança da ação de comutação. Abaixo, esse procedimento vai ser descrito com um exemplo, no qual a chave de polaridade 250 é comutada de um terminal positivo da bobina de regulagem de tensão 200 a um terminal negativo.

[0044] Quando a chave de polaridade 250 precisa ser ativada, primeiro de tudo, a chave 240 é fechada, de modo que a extremidade de baixa tensão da bobina principal no lado CA 210 seja conectada à terra pela chave 240; depois, a primeira chave 242 é aberta e a chave de transferência 230 é desconectada da bobina de regulagem de tensão 220, a terceira chave 272 é fechada; depois, a chave de polaridade 250 começa a comutar, de um terminal positivo da bobina de regulagem de tensão 220 a um terminal negativo. Após a ação de comutação da chave de polaridade 250, a chave de polaridade 250 é conectada à bobina de regulagem de tensão 220, e a primeira chave 242 é aberta; depois a segunda chave 240 é aberta, e o transformador conversor é restabelecido na sua condição operacional normal.

[0045] Durante a ação da chave de polaridade 250, o segundo resistor 262, por conexão à terceira chave 272, forma um circuito de descarga RC com a bobina de regulagem de tensão 220, cujo circuito equivalente é mostrado na Figura 5.

[0046] De acordo com as características do circuito RC, a descarga da bobina de regulagem de tensão 220 é completada durante a ação da chave de polaridade 250, de modo que nenhuma descarga de acetileno gasoso é produzida no transformador conversor, e, desse modo, o problema técnico da produção de acetileno gasoso na técnica anterior pode ser solucionado.

[0047] O procedimento operacional do transformador conversor desta concretização foi descrito com um exemplo, no qual a chave de polaridade 250 é comutada de um terminal positivo da bobina de regulagem de tensão 200 a um terminal negativo. Se a chave de polaridade 250 for comutada de um terminal negativo da bobina de regulagem de tensão 220 a um terminal positivo, a maior parte do procedimento mencionado acima é igual, exceto que a quarta chave 274 é ativada em vez da terceira chave 272. Como tal, durante a ação da chave de polaridade 250, o terceiro resistor 264 forma um circuito de descarga RC com a bobina de regulagem de tensão 220, por conexão à quarta chave 274, de modo que a descarga da bobina de regulagem de tensão 220 fica completa durante a ativação da chave de polaridade 250, sem produção de acetileno gasoso no transformador conversor, e, desse modo, o problema técnico da produção de acetileno gasoso na técnica anterior pode ser solucionado.

[0048] O segundo resistor 262 e o terceiro resistor 264 desta concretização diferem do resistor 160 em termos dos seus efeitos e natureza, devido aos seus diferentes fundamentos do circuito: o segundo resistor 262 e o terceiro resistor 264 são resistores de descarga, que podem ter valores de resistência menores, tais como de 50 Ω a 5.000 Ω, por exemplo, um valor de resistência constante de 500 Ω, ou podem ser resistores variáveis com valores de resistência ajustáveis dentro de uma faixa de 50 Ω a 5.000 Ω, por exemplo, ajustáveis de 100 Ω a 500 Ω; O resistor 160 é um resistor de tensão com um maior valor de resistência, em geral, acima de 1 MΩ, que é, geralmente, um resistor variável. Certamente, o segundo resistor 262 e o terceiro resistor 264 podem ter valores de resistência iguais ou diferentes.

[0049] Além disso, a primeira chave 242 e a segunda chave 240 podem ser, nesta concretização, duas chaves separadas, por exemplo, duas chaves mecânicas separadas, ou uma chave integral, tal como uma chave deslizante, ou uma chave integral, tal como uma chave deslizante, que pode executar, simultaneamente, as funções das primeira e segunda chaves por sua ação deslizante. O mesmo é verdade também para a terceira chave 272 e a quarta chave 274, que podem ter várias estruturas, desde que possam executar as funções descritas acima.

[0050] O fundamento e o procedimento operacional do transformador conversor HVDC desta invenção foram descritos em duas concretizações. Em comparação com a técnica anterior, o HVD0 ’ d. . d. d.dd „ d. d∞ d. w„. provocados pela produção de acetileno gasoso podem ser efetivamente evitados.

[0051] O que foi exposto acima é, meramente, as concretizações preferidas desta invenção, aqueles versados na técnica devendo notar ..d.d„ . mddiW„ „d„ «, afaste do fundamento desta invenção, que e também imaginado como o conteúdo desta invenção.

Claims

1. Transformador conversor de corrente contínua de alta tensão (HVDC), compreendendo um lado CC e um lado CA, caracterizado pelo fato de que o lado CA inclui uma bobina principal no lado CA (210), uma bobina de regulagem de tensão (220), uma chave de transferência (230), uma primeira chave e uma segunda chave (240); em que um terminal da bobina principal no lado CA (210) é conectado a uma alta tensão, e o outro terminal na bobina principal no lado CA (210) é conectado a uma chave de polaridade (250) por meio da primeira chave (242); dois terminais de seleção da chave de polaridade (250) são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão (220), respectivamente; a bobina de regulagem de tensão (220) é dotada com vários orifícios de terminais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência (230) é conectado a um dos orifícios de terminais de regulagem de tensão, e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal da segunda chave (240) é conectado a um terminal de baixa tensão da bobina principal no lado CA (210), e o outro dos seus terminais é aterrado; em que o lado CA do transformador conversor compreende ainda um primeiro resistor (260) e uma primeira chave seletora (270); um terminal do primeiro resistor (260) é conectado ao terminal positivo ou negativo da bobina de regulagem de tensão (220), respectivamente, pela primeira chave seletora (270), e o outro terminal é aterrado.

2. Transformador conversor HVDC, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro resistor (260) é um resistor fixo, com um valor de resistência de 50 Ω a 5.000 Ω.

3. Transformador conversor HVDC, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro resistor (260) é um resistor variável, com um valor de resistência ajustável em uma faixa de 50 Ω a 5.000 Ω.

4. Processo para conexão de chave de variação de derivação em carga (OLTC) em um transformador conversor de corrente contínua de alta tensão (HVDC), caracterizado pelo fato de que o lado CA do transformador conversor HVDC inclui uma bobina principal no lado CA (210), uma bobina de regulagem de tensão (220), uma chave de transferência (230), uma primeira chave (242) e uma segunda chave (240), em que um terminal da bobina principal no lado CA (210) é conectado a uma alta tensão, e o outro dos seus terminais é conectado a uma chave de polaridade (250) pela primeira chave (242); dois terminais seletores da chave de polaridade (250) são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão (220); a bobina de regulagem de tensão (220) é dotada com vários orifícios de terminais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência (230) é conectado a um dos orifícios de terminais de regulagem de tensão, e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal da segunda chave (240) é conectado a um terminal de baixa tensão da bobina principal no lado CA (210), e o outro dos seus terminais é aterrado; em que o lado CA compreende ainda um primeiro resistor (260) e uma primeira chave seletora (270); um terminal do primeiro resistor (260) é conectado ao terminal positivo ou negativo da bobina de regulagem de tensão (220), respectivamente, por meio da primeira chave seletora (270), e o outro terminal é aterrado.

5. Processo para conexão de chave OLTC em um transformador conversor HVDC, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o primeiro resistor (260) tem valor de resistência de 50 Ω a 5.000 Ω.

6. Transformador conversor de corrente contínua de alta tensão (HVDC), caracterizado pelo fato de que compreende um lado CC e um lado CA, em que o lado CA inclui uma bobina principal no lado CA (210), uma bobina de regulagem de tensão (220), uma chave de transferência (230), uma primeira chave (242) e uma segunda chave (240); um terminal da bobina principal no lado CA (210) é conectado a uma alta tensão, e o outro terminal da bobina principal no lado CA (210) é conectado a uma chave de polaridade (250) pela primeira chave (242); dois terminais de seleção da chave de polaridade (250) são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão (220), respectivamente; a bobina de regulagem de tensão (220) é dotada com vários orifícios de terminais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência (230) é conectado a um dos orifícios de terminais de regulagem de tensão, e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal da segunda chave (240) é conectado à extremidade de baixa tensão da bobina principal no lado CA (210), e o outro terminal é aterrado; em que o lado CA do transformador conversor compreende ainda um segundo resistor(262), um terceiro resistor(264), uma terceira chave (272) e uma quarta chave (274); um terminal do segundo resistor (262) é conectado a um terminal positivo da bobina de regulagem de tensão (220) pela terceira chave (272), e o outro terminal é aterrado; um terminal do terceiro resistor (264) é conectado a um terminal negativo da bobina de regulagem de tensão (220) pela quarta chave (274), e o outro terminal é aterrado.

7. Transformador conversor HVDC, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o terceiro resistor(264) e o segundo resistor (262) são resistores fixos com valores de resistência de 50 Ω a 5.000 Ω.

8. Transformador conversor HVDC, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o terceiro resistor(264) e o segundo resistor (262) têm valores de resistência iguais.

9. Processo para conexão de chave de variação de derivação em carga (OLTC) em um transformadorconversorde corrente contínua de alta tensão (HVDC), caracterizado pelo fato de que o lado CA do transformador conversor HVDC inclui uma bobina principal no lado CA (210), uma bobina de regulagem de tensão (220), uma chave de transferência (230), uma primeira chave (242) e uma segunda chave (240), em que um terminal da bobina principal no lado CA (210) é conectado a uma alta tensão, e o outro terminal da bobina principal no lado CA (210) é conectado a uma chave de polaridade (250) pela primeira chave (242); dois terminais de seleção da chave de polaridade (250) são conectados aos terminais positivo e negativo da bobina de regulagem de tensão (220), respectivamente; a bobina de regulagem de tensão (220) é dotada com vários orifícios de terminais de regulagem de tensão; um terminal da chave de transferência (230) é conectado a um dos orifícios de terminais de regulagem de tensão, e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal da segunda chave (240) é conectado ao terminal de baixa tensão da bobina principal no lado CA (210), e o outro dos seus terminais é aterrado; em que o lado CA compreende ainda um segundo resistor (262), um terceiro resistor (264), uma terceira chave (272) e uma quarta chave (274); um terminal do segundo resistor (262) é conectado ao terminal positivo da bobina de regulagem de tensão (220) pela terceira chave (272), e o outro dos seus terminais é aterrado; um terminal do terceiro resistor (264) é conectado ao terminal negativo da bobina de regulagem de tensão (220) pela quarta chave (274), e o outro dos seus terminais é aterrado.

10. Processo para conexão de chave OLTC em um transformador conversor HVDC, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o terceiro resistor (264) e o segundo resistor (262) têm valores de resistência iguais.