BR112016006414B1 - Divisor de alta-tensão - Google Patents

Abstract

DIVISOR DE ALTA-TENSÃO. A presente invenção refere-se a divisor de alta-tensão para reduzir alta-tensão de entrada (VIN) em sistemas HV, que compreende parte principal (P1) com primeira (A1) e segunda (A2) montagens incluídas dentro do meio isolante (INS) e apresentando, para a entrada, o mesmo borne de entrada que é o borne de entrada de divisor (TIN), a primeira montagem (A1) sendo primeira pilha de capacitores compreendendo primeiro capacitor de alta-tensão C1H) e capacitor de tensão intermediária (CM), a segunda montagem (A2) compreendendo segunda pilha de capacitores e pilha de resistores eletricamente conectadas em paralelo entre si, a segunda pilha de capacitores compreendendo segundo capacitor de alta-tensão (C2H) e capacitor de baixa tensão (C1), a pilha de resistores compreendendo resistor de alta-tensão (RH) e resistor de baixa tensão (R1), onde a segunda parte (P2) compreende unidade eletromagnética (UEM) e onde o conjunto de saídas da segunda parte (TOUT1, TOUT2) compreende pelo menos primeiro subconjunto de bornes de saída (TOUT1) t que deriva de primeiro borne intermediário (TINT1) processado através da unidade eletromagnética (UEM), disposta para prover primeiro subconjunto de tensão de saída (VOUT1) a ser usado para medir a amplitude da tensão de entrada (VIN) na faixa de frequência nominal, segundo borne de saída (TOUT2), que deriva de segundo borne intermediário (TINT2) t disposto para prover segunda tensão de saída (VINT2) a ser usada para medir a forma de onda da alta-tensão de entrada (VIN).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um divisor de alta-tensão (HV) usado para obter sinais de tensão mais baixa em redes elétricas HV.

[0002] Em redes elétricas HV, transformadores de tensão de ca pacitor (CTVs) são equipamento elétrico empregado para reduzir sinais HV de modo a prover sinais de saída de tensão mais baixa para dispositivos de proteção e/ou de medição de linha ou a ser usado como capacitores de acoplamento para sinais de comunicação HF.

[0003] Os elementos principais de um transformador CVT conven cional como, por exemplo, aquele projetado pela Trench Group, chamado de TCVT, são esquematicamente ilustrados na Figura 1.

[0004] Em sua forma mais básica, um transformador CVT conven cional compreende: - uma pilha de capacitores compreendendo dois capacito- res, um capacitor HV C1H e capacitor de tensão intermediária CM através dos quais o sinal de linha de transmissão é dividido; - um elemento indutivo REACT que atua como reator de compensação que visa sintonizar o disposto na frequência de linha; - um transformador intermediário indutivo de tensão intermediária TIMV para ainda reduzir a tensão.

[0005] O transformador CVT mostrado na Figura 1 consiste em duas partes principais, um divisor de tensão de capacitor A1 contido dentro de um corpo isolante INS e uma unidade eletromagnética UEM contida dentro de uma caixa de base BBCVT.

[0006] O divisor de tensão de capacitor A1 compreende a pilha de capacitores e um elo que conecta um ponto PCC1 entre os capacitores C1H, CM a um primeiro borne intermediário TINT1, que é um dos bornes da caixa de base BBCVT. Os capacitores C1H, CM se destinam a reduzir a tensão principal de entrada VIN até um valor entre 5 e 10KV útil para energizar o transformador indutivo de tensão intermediária TIMV contida na unidade eletromagnética UEM.

[0007] Os corpos isolantes INS do divisor de tensão de capacitor A1 dos produtos CVT desenvolvidos por Trench Group apresentam tipicamente um isolamento externo que usa isolantes de porcelana ou compostos e um isolamento de capacitor interno que compreende óleo e polipropileno com ou sem papel.

[0008] A unidade eletromagnética UEM tipicamente compreende um limitador de sobretensões SA, o transformador indutivo de tensão intermediária TIMV, o elemento indutivo REACT com um borne de extremidade neutro N1, e um circuito de filtro FILT contra oscilações de ferrorressonâncias. A placa G indica o borne de aterramento da caixa de base BBCVT.

[0009] A alta-tensão de entrada VIN é aplicada no borne principal HV de entrada TIN e um conjunto de tensões de saída VOUT1, VOUT3 é medido em um conjunto de bornes de saída TOUT1, TOUT3 localizado no nível da caixa de base. A tensão de saída VOUT3 é provida no borne de saída HF TOUT3 (derivado de outro borne intermediário TINT3) e é empregada para sinais de comunicação HF para fins de capacitor de acoplamento. O borne NHF é o elo de ligação à terra para o borne de saída HF TOUT3 (onde o elo ilustrado será desconectado no caso de um dispositivo de comunicação HF precisar ser conectado a ele). O subconjunto de tensões de saída VOUT1, medidas no subconjunto de bor- nes de saída TOUT1, é usado para medir a amplitude da tensão de entrada aplicada VIN na faixa de frequência nominal (por exemplo, 50 ou 60 Hz), por exemplo, para executar medições de tensão e/ou para suprir tensão para os dispositivos de proteção de linha.

[0010] Os subconjuntos de borne de saída TOUT1 são indicados com o termo "subconjunto", uma vez que a tensão V1 pode ser conve- nientemente suprida em mais de um borne de acordo com os requisitos do cliente que pode, por exemplo, desejar ter dois bornes a serem conectados a um dispositivo de medição de tensão e outros dois bor- nes a serem conectados a dispositivos de proteção.

[0011] Transformadores CVT são normalmente usados em siste mas HV com uma tensão principal de entrada aplicada VIN na faixa de 52 a 800 kV. Para diferentes faixas de tensão principal, apenas C1H precisa ser modificada de modo que, vantajosamente, um transformador indutivo de tensão intermediária padrão TIMV possa ser usado para uma grande faixa de valores de tensão principal.

[0012] Atualmente, na maioria das redes HV, transformadores CVT convencionais são usados para as finalidades já mencionadas (por exemplo, medições HV, relé de proteção, comunicação HF) como uma solução convencional.

[0013] Nos últimos anos, em sistemas de energia elétrica, a avali ação da qualidade de energia se tornou um requisito essencial para a gestão moderna de sistemas de energia elétrica, sendo a qualidade da energia uma maior preocupação para provedores de eletricidade e seus clientes. A qualidade da energia é avaliada em conformidade com as especificações da indústria para determinar o nível de poluição harmônica no sistema. Os harmônicos do sistema de energia são múltiplos inteiros da frequência de sistema de energia fundamental e são criados por uma grande variedade de dispositivos não lineares conectados aos sistemas de energia elétrica.

[0014] Os riscos envolvidos com a poluição de harmônicos são distorções de tensão que levam a diversos distúrbios de qualidade de energia, incluindo, por exemplo: - maior aquecimento no equipamento e condutores; - falha na ignição em acionamentos de velocidade variável; - pulsações de torque em motores; - aumento de perdas; - danos ao equipamento elétrico; - avaria do equipamento de medição e de controle.

[0015] Consequentemente, a poluição harmônica, por afetar os desempenhos do equipamento de energia, é frequentemente a causa da insatisfação dos clientes, de perdas de carga e de receitas.

[0016] A fim de assegurar que os critérios de qualidade de energia sejam atendidos, os provedores de energia precisam determinar a origem dos distúrbios de qualidade de energia. Para isso, o nível de harmônicos em sistemas HV precisa ser identificado e medido com uma imagem confiável da forma de onda de tensão na linha HV.

[0017] Infelizmente, os transformadores CVT convencionais acima descritos não proveem a precisão suficiente exigida pela indústria para a medição dos harmônicos de tensão, uma vez que eles proveem uma imagem pobre dos harmônicos nas redes HV. De fato, os transformados CVT são sintonizados para ressonar na frequência de sistema nominal (isto é, 50 Hz ou 60 Hz) de modo que a precisão CVT seja obtida em uma banda de frequência estreita. Uma vez que a mais baixa ressonância de frequência aparece em torno de alguns centésimos de Hz, CVTs convencionais não podem, portanto, ser usados para medições harmônicas.

[0018] A fim de poder pelo menos monitorar os harmônicos atra vés de CVTs convencionais, foram introduzidos, na técnica, alguns equipamentos que são modificações de CVTs convencionais com a adição de dispositivos extras.

[0019] Por exemplo, um primeiro tipo de tal CVT modificado é um CVT convencional compreendendo um borne de monitoramento de harmônico como aquele desenvolvido por Trench Group. Um segundo tipo conhecido de CVT modificado é um CVT convencional compreendendo um sensor PQ™. Com tais tipos de transformadores CVT modi- ficados, é possível monitorar os harmônicos no sistema HV enquanto simultaneamente pode-se ainda executar as tarefas convencionais de CVTs (por exemplo, medições HV, relé de proteção, comunicação HF).

[0020] O primeiro tipo de equipamento CVT modificado contém um borne de monitoramento de harmônicos (HMT) que compreende, entre outros elementos, um terceiro capacitor. O Trench Group projetou tal tipo de equipamento CVT modificado sob o nome de produto TCVT com borne HMT. Desempenhos no monitoramento de harmônicos de tal produto de equipamento é uma precisão de cerca de + 5% em uma faixa de frequência de cerca de 50Hz a 3kHz.

[0021] O segundo tipo de equipamento CVT modificado contém um sensor PQ™. A tecnologia por trás do sensor PQ™ pode ser encontrada nas descrições do documento EP 1295122 B1 (2001, Ghas- semi Foroozan) que descreve um CVT compreendendo um meio de sensor de corrente disposto para detectar a corrente que flui em pelo menos um capacitor do CVT e um meio de medições disposto para prover, a partir dos valores de corrente detectados, uma medição dos valores de harmônicos da tensão de entrada aplicada.

[0022] Por exemplo, o Trench Group acrescentou tal sensor PQ™ a seu CVT convencional a fim de comercializar tal segundo tipo de produto de equipamento CVT modificado, por exemplo, sob o nome de produto TCVT com o sensor PQ™, tal produto de equipamento sendo adequado para diferentes aplicações, tais como monitoramento de harmônicos, medição de rendimento, proteção e PLC. Desempenhos em monitoramento de harmônicos de tal produto de equipamento são uma precisão de cerca de + 3% em uma faixa de frequência de cerca de 50 Hz a 6 kHz.

[0023] Na técnica, a fim de medir os harmônicos de tensão com alta precisão, uma ótima solução usada até então consiste em divisores de resistor - capacitor (RCD) HV de precisão, outro tipo de trans- formador de instrumento HV.

[0024] Os divisores RCD HV de precisão são transformadores de tensão que proveem uma saída de baixa tensão proporcional à entrada de tensão HV aplicada e são quase lineares de CC até mais de 10 kHz; os harmônicos podem ser tipicamente medidos com uma precisão melhor do que 1% e um desvio de fase melhor do que 1o sobre esta faixa de frequência.

[0025] A Figura 2 é um circuito elétrico simplificado de um divisor RCD. O circuito simplificado RCD consiste em uma montagem A2 que compreende uma pilha de capacitores e uma pilha de resistores, eletricamente conectadas em paralelo entre si, e um ponto de conexão de elo PCC2 ao ponto PRR então para um segundo borne de saída TOUT2. A pilha de capacitores compreende dois capacitores C2H, CL e a pilha de resistores compreende dois resistores RH, RL. O ponto PCC2 e o ponto PRR são, respectivamente, um ponto PCC entre os dois capacitores C2H, CL e um ponto PRR entre os dois resistores RH, RL. A tensão principal de entrada VIN é aplicada no borne de entrada TIN e a segunda tensão de saída VOUT2 é medida no borne de saída TOUT2 (onde o borne neutro N2 é aterrado). As condições que permitem uma medição precisa da forma de onda de tensão é a independência de frequência da função de transferência VOUT2/VIN que exige que: RH*C2H = RL* CL. Tais dispositivos RCD podem ser projetados para conferir uma relação de transformação independente de frequência e ângulo de fase sobre uma faixa de frequência de até pelo menos 1 MHz e são também adequados para medição CC.

[0026] O Trench Group desenvolveu uma família de produtos de divisores RCD HV de precisão sob o nome de produto RCVT, que está disponível para níveis de tensão de 24kV até 765kV. Os desempenhos de tal produto de equipamento são uma precisão de até cerca de 0,1%, em uma frequência de cerca de 0 a 50 kHz. Tal faixa de produ- tos RCVT cobre todos os requisitos de medição IEC e ANSI: classe 0,2 ou inferior, e pode ser também usada para fins de proteção, de acordo com as especificações da indústria IEC e ANSI.

[0027] Tal produto de equipamento é adequado para diferentes aplicações, tais como medição de harmônicos, medição de rendimento e proteção (baixa energia).

[0028] Os RCVTs apresentam tipicamente um isolamento externo que usa isolantes de porcelana ou compostos e isolamento interno que usa óleo com papel-polipropileno ou SF6 com polipropileno.

[0029] Os RCVTs não são afetados pelos fenômenos de cargas aprisionadas.

[0030] A Tabela 1 abaixo resume rapidamente as características dos três tipos de equipamento HV descritos acima.

Tabela 1: Resumo de características do equipamento

[0031] Conforme resumido na Tabela 1, mesmo que se os dois tipos ilustrados acima de equipamento CVT modificado permitam fun-cionalidades de medição de harmônicos, é evidente que, quando da necessidade de medição de harmônicos de alta precisão e baixa potência, o equipamento tipo RCD representará uma ótima solução. Por outro lado, quando da necessidade de funcionalidades de medição de tensão, de proteção de tensão e de comunicação HF, ele será o equipamento tipo CVT que representa a solução desejada.

[0032] Consequentemente, em redes HV onde os melhores de sempenhos são exigidos, sempre será o caso em que ambos os tipos de equipamento de transformadores de instrumento precisam ser instalados, isto é, CVTs e RCDs.

[0033] Ademais, devido aos requisitos limitados de qualidade de energia de gestão de rede HV moderna, provedores de energia são obrigados cada vez mais a instalar transformadores RCD em subestações elétricas, além dos transformadores CVT convencionais ou modificados já presentes. Infelizmente, os transformadores CVT e RCD são equipamento HV de tamanhos grandes devido a suas características físicas. Isto pode ser um grande problema em subestações elétricas que apresentam uma disposição rígida e onde o espaço é uma grave limitação.

[0034] Por isso, um objetivo da presente invenção é o de superar as desvantagens acima mencionadas com a provisão de um divisor HV que provê pelo menos algumas funcionalidades do CVT enquanto permite uma medição de harmônicos de alta precisão.

[0035] O objetivo acima é atingido por um divisor HV para reduzir uma alta-tensão de entrada em sistemas HV, onde, no borne de entrada de divisor, é aplicada a alta-tensão de entrada e onde, no conjunto de bornes de saída de divisor, é provido um conjunto de tensões de saída,

[0036] onde o dito divisor compreende uma parte principal e uma parte secundária eletricamente conectadas entre si de modo que a saída da parte principal seja a entrada da parte secundária;

[0037] onde o borne de entrada da parte principal é o borne de en trada de divisor e a saída da parte secundária é o conjunto de saídas de divisor;

[0038] onde a parte principal compreende uma primeira montagem e uma segunda montagem incluídas dentro do meio de isolamento e apresentando para a entrada o mesmo borne de entrada que é o borne de entrada de divisor;

[0039] a primeira montagem sendo uma primeira pilha de capacito- res compreendendo um primeiro capacitor de alta-tensão e um capacitor de tensão intermediária; a segunda montagem compreendendo uma segunda pilha de capacitores e uma pilha de resistores eletricamente conectadas em paralelo entre si; a segunda pilha de capacito- res compreendendo um segundo capacitor de alta-tensão e um capacitor de baixa tensão; a pilha de resistores compreendendo um resistor de alta-tensão e um resistor de baixa tensão; onde a saída da parte principal é um conjunto de bornes intermediários compreendendo pelo menos: - um primeiro borne intermediário conectado a um ponto entre os dois capacitores da primeira pilha de capacitores; - um segundo borne intermediário conectado a um elo que conecta um ponto entre os dois capacitores da segunda pilha de capa- citores e um ponto entre os dois resistores da pilha de resistores; onde a parte secundária compreende uma unidade eletro-magnética e onde o conjunto de saída da parte secundária compreende pelo menos: - um primeiro subconjunto de bornes de saída, que deriva do primeiro borne intermediário processado através da unidade ele-tromagnética, disposto para prover um primeiro subconjunto de tensões de saída a ser usado para medir a amplitude da tensão de entrada na faixa de frequência nominal; - um segundo borne de saída, que deriva do segundo borne intermediário, disposto para prover uma segunda tensão de saída a ser usada para medir a forma de onda da alta-tensão de entrada.

[0040] Nas concretizações da invenção, o divisor HV pode vanta josamente compreender: - um terceiro borne intermediário conectado ao borne de saída da primeira montagem; - um terceiro borne de saída, que deriva do terceiro borne intermediário, disposto para prover uma terceira tensão de saída a ser usada para comunicações de alta frequência.

[0041] Nas concretizações da invenção, a primeira pilha de capaci- tores e a segunda pilha de capacitores podem ser convenientemente realizadas fisicamente através de duas disposições de coluna diferentes, a primeira disposição de coluna incluindo um conjunto de elementos de capacitor da primeira pilha fisicamente empilhados juntos uns acima dos outros e eletricamente conectados e a segunda disposição de coluna incluindo um conjunto de elementos de capacitor da segunda pilha fisicamente empilhados juntos uns acima dos outros e eletricamente conectados.

[0042] Nas concretizações da invenção, a primeira pilha de capaci- tores e a segunda pilha de capacitores podem ser preferivelmente realizadas fisicamente através de uma única disposição de coluna, a disposição de coluna única incluindo uma pluralidade de elementos de capacitor pertencentes a ambas as pilhas de capacitor, onde os elementos de capacitor de ambas as pilhas de capacitor são fisicamente empilhados juntos uns acima dos outros e onde apenas os elementos de capacitor pertencentes à mesma pilha de capacitores são eletricamente conectados.

[0043] Nas concretizações da invenção, a unidade eletromagnéti ca pode preferivelmente compreender pelo menos um transformador indutivo de tensão intermediária, um reator de compensação e um circuito de filtro. Concretizações da invenção permitem usar apenas um equipamento de transformador de instrumento HV em vez de dois, enquanto apresentam as funcionalidades exigidas. Isto resulta em economias de espaço e de custo para provedores de energia nas subestações elétricas V. As economias são também conseguidas em termos de custos de instalação do equipamento e de obras de engenharia exigidas nas subestações elétricas. Por exemplo, tais benefícios são particularmente relevantes para clientes que operam em severas limitações de espaço ou em regiões com condições ambientais adversas onde requisitos de robustez mecânica desempenham um papel essencial.

[0044] Concretizações da invenção permitem uma maior flexibili dade em permitindo empregar a disposição de subestação preexistente. Concretizações da invenção permitem selecionar uma ou mais funcionalidades a serem usadas, nos melhores desempenhos técnicos sem concessões.

[0045] Concretizações da invenção permitem uma fabricação sim ples e de custo efetivo com o emprego de componentes do portfólio de produtos de transformador de instrumento convencional.

[0046] A invenção será agora descrita em concretizações preferi das, mas não exclusivas, com referência aos desenhos anexos, onde: a Figura 1 é um diagrama de circuito esquemático de um transformador CVT convencional (técnica anterior, previamente descrita); a Figura 2 é um diagrama de circuito esquemático de um divisor RCD (técnica anterior, previamente descrita); a Figura 3 é um diagrama de circuito esquemático de um divisor HV de acordo com uma concretização exemplificativa da presente invenção; a Figura 4 é uma ilustração esquemática de duas concretizações exemplificativas diferentes da realização física das duas pilhas de capacitor.

[0047] Nos desenhos, sinais de referência semelhantes referem-se aos mesmos elementos ou a elementos similares.

[0048] A Figura 3 é um diagrama de circuito esquemático de um divisor HV de acordo com uma concretização exemplificativa da presente invenção. Pelo menos algumas concretizações da presente invenção endereçam a questão acima descrita na qual um divisor HV para medir uma alta-tensão de entrada VIN em sistemas HV apresenta um borne de entrada TIN ao qual é aplicada a alta-tensão de entrada VIN e que apresenta um conjunto de bornes de saída TOUT1, TOUT2 onde um conjunto de tensões de saída VOUT1, VOUT2 é provido.

[0049] O divisor compreende uma parte principal B1 e uma parte secundária P2 eletricamente conectadas entre si de modo que a saída da parte principal P1 seja a entrada da parte secundária P2; onde o borne de entrada da parte principal P1 é o borne de entrada de divisor TIN e a saída da parte secundária P2 é o conjunto de saídas de divisor TOUT1, TOUT2.

[0050] A parte principal P1 compreende uma primeira montagem A1 e uma segunda montagem A2 incluídas dentro do meio isolante INS e apresentando, para a entrada, o mesmo borne de entrada que é o borne de entrada de divisor TIN. A primeira montagem A1 é uma primeira pilha de capacitores compreendendo um primeiro capacitor de alta-tensão C1H e um capacitor de tensão intermediária CM. A segunda montagem A2 compreende uma segunda pilha de capacitores e uma pilha de resistores eletricamente conectada em paralelo entre si. A segunda pilha de capacitores compreende um segundo capacitor de alta- tensão C2H e um capacitor de baixa tensão CL. A pilha de resistores compreende um resistor de alta-tensão RH e um resistor de baixa tensão RL, ambos sendo preferivelmente resistores de alta precisão/baixa indutância. A saída da parte principal P1 é um conjunto de bornes in- termediários TINT1, TINT2 compreendendo pelo menos: - um primeiro borne intermediário TINT1 conectado a um ponto entre os dois capacitores C1H, CM da primeira pilha de capacito- res; - um segundo borne intermediário TINT2 conectado a um elo que conecta um ponto PCC entre os dois capacitores C2H, CL da segunda pilha de capacitores e um ponto PRR entre os dois resistores RH, RL da pilha de resistores.

[0051] O meio isolante INS em torno das duas montagens A1, A2 pode ser realizado através de três soluções alternativas: 1) Um corpo isolante contendo as duas montagens A1, A2, onde o corpo isolante é o ar ambiente (Subestação Isolada a Ar - AIS). 2) um corpo isolante contendo as duas montagens A1, A2, onde o corpo isolante está dentro de uma área de isolamento gasoso (por exemplo, com gás SF6) contida em um envoltório metálico (Subestação Isolada a Gás - GIS). 3) As duas montagens A1, A2 estão dentro de uma área de isolamento gasoso (por exemplo, com gás SF6) contida em um envoltório metálico (Subestações Isoladas a Gás - GIS).

[0052] O corpo isolante pode ser um corpo de porcelana cilindri- camente formado (com ou sem proteções) ou um tubo de fibra de vidro (com ou sem proteções de silicone). As proteções são tipicamente usadas para isolar corpos localizados em subestações AIS. As duas montagens A1, A2 - quando dentro do corpo isolante - são imersas em um material isolante que pode ser líquido (por exemplo, óleo), gasoso (por exemplo, SF6) ou sólido (por exemplo, resina). É notado que, no último caso, isto é, quando as duas montagens A1, A2 forem imersas em um material isolante sólido como resina, elas poderão não exigir um corpo isolante em torno delas, uma vez que o material isolante sólido pode atuar como um corpo isolante.

[0053] Ademais, é notado que o envoltório metálico (também cha mado de invólucro) da GIS geralmente contém outros tipos de equipamento de subestação também.

[0054] Cada capacitor pode ser preferivelmente formado com a alternância de folhas de alumínio, papel e/ou polipropileno.

[0055] Um lado da parte principal P1 é conectado à alta-tensão, o outro lado é conectado através de uma bucha a uma caixa de base BB contendo a unidade eletromagnética UEM e a um bloco de borne, que pode estar dentro ou fora da caixa de base BB, onde o segundo borne de saída TOUT2 é provido.

[0056] A parte secundária P2 compreende uma unidade eletro magnética UEM e um conjunto de bornes de saída TOUT1, TOUT2 compreendendo pelo menos: - um primeiro subconjunto de bornes de saída TOUT1, que deriva do primeiro borne intermediário TINT1 processado através da unidade eletromagnética UEM, disposto para prover um primeiro subconjunto de tensões de saída VOT1 a ser usado para medir a amplitude da tensão de entrada VIN na faixa de frequência nominal; - o segundo borne de saída TOUT2, que deriva do segundo borne intermediário TINT2, disposto para prover uma segunda tensão de saída VOUT2 a ser usada para medir a forma de onda da alta-tensão de entrada VIN.

[0057] Em uma concretização da invenção, a unidade eletromag nética UEM pode compreender pelo menos um transformador indutivo de tensão intermediária TIMV, um reator de compensação REACT e um circuito de filtro FILT.

[0058] Em uma concretização da invenção, o divisor HV pode van tajosamente compreender: - um terceiro borne intermediário TINT3 conectado ao borne de saída da primeira montagem A1; - um terceiro borne de saída TOUT3, que deriva do terceiro borne intermediário TINT3, disposto para prover uma primeira tensão de saída VOUT3 a ser usada para comunicação HF.

[0059] Os primeiro e terceiro bornes de saída TOUT1, TOUT3 são os bornes que proveem as funcionalidades típicas de CVTs convencionais, o primeiro subconjunto de borne TOUT1 é usado para conexão do equipamento de frequência de portadora (por exemplo, para fins de medição e de proteção) e o terceiro borne TOUT3 é usado para comunicação HF.

[0060] O segundo borne de saída TOUT2 provê a funcionalidade típica de RCDs, por exemplo, medição de harmônicos. Ele pode ser também vantajosamente usado pelos clientes para conexão do equipamento de energia de baixa tensão.

[0061] A Figura 4 é uma ilustração esquemática de duas concreti zações exemplificativas diferentes da realização física das duas pilhas de capacitor.

[0062] Em uma primeira concretização, conforme ilustrado na Fi gura 4a, a primeira pilha de capacitores e a segunda pilha de capacito- res são fisicamente realizadas através de duas disposições de coluna diferentes COL1, COL2. A primeira disposição de colunas COL1 compreende um conjunto de elementos de capacitor da primeira coluna CE1 fisicamente empilhados juntos uns acima dos outros e eletricamente conectados. A segunda disposição de coluna COL2 inclui um conjunto de elementos de capacitor da segunda pilha CE2 fisicamente empilhados juntos uns acima dos outros e eletricamente conectados. As conexões elétricas, conforme mostrado pela linha tracejada que conecta as pontas de elementos de capacitor TG, podem ser preferivelmente conexões em série. Em outras concretizações, as conexões elétricas podem ser conexões paralelas ou uma combinação de séries e paralelas.

[0063] Em uma segunda concretização, conforme ilustrado na Fi gura 4b, a primeira pilha de capacitores e a segunda pilha de capacito- res são fisicamente realizadas em uma única disposição de coluna COL12. Tal disposição de coluna única inclui uma pluralidade de elementos CE1, CE2 pertencentes a ambas as pilhas de capacitor. Na disposição de coluna única COL12, os elementos de capacitor de ambas as pilhas de capacitor são fisicamente empilhados juntos uns acima dos outros e apenas os elementos de capacitor CE1, CE2 pertencentes à mesma pilha de capacitores são eletricamente conectados, conforme mostrado pela linha tracejada que conecta os elementos de capacitor. As conexões elétricas, conforme mostrado pela linha tracejada que conecta as pontas de elementos de capacitor TG, podem ser preferivelmente conexões em série. Em outras concretizações, as conexões elétricas podem ser conexões paralelas ou uma combinação de séries e paralelas. A conexão elétrica de elementos de capacitor da mesma pilha de capacitores é implementada via uma determinada regra de combinação. Em uma concretização exemplificativa, como aquela ilustrada na Figura 4b, a regra de combinação pode estar conectando os elementos capacitores em uma sequência alternada. Como aquele versado na técnica irá facilmente apreciar, podem ser implementados outros tipos de regra de combinação para eletricamente conectar os elementos de capacitor CE1, CE2: por exemplo, regras de combinação com sequências alternadas (única, pares, triplas, e assim por diante, ou qualquer combinação das mesmas) de elementos capa- citores CE1, CE2 eletricamente conectados entre si, cada qual para formar uma das duas pilhas de capacitores correspondentes.

[0064] A vantagem da primeira concretização é a de que o design simples de conexões elétricas entre elementos de capacitor é fácil de ser implementado de modo a se conseguir economias de custo de fabricação.

[0065] A vantagem da segunda concretização é a de que as di mensões e o peso da peça principal P1 podem ser reduzidos.

[0066] De fato, uma única disposição de coluna COL12 em vez de duas disposições de coluna COL1, COL2 resultará em economias de volume, quando um corpo isolante for exigido também porque apenas um sistema de fixação de hardware para os elementos de capacitor é exigido em vez de dois e também por causa da forma cilíndrica típica dos corpos isolantes. Como resultado, quando um corpo isolante for exigido, o espaço intersticial a ser cheio pelo material isolante em torno das duas montagens A1, A2 será também reduzido. Uma menor quantidade de material isolante pode vantajosamente resultar na redução de peso da parte principal P1 (por exemplo, no caso de enchimento líquido ou sólido) e/ou menos impacto ambiental (por exemplo, no caso de óleo ou de enchimento SF6).

[0067] É notado que o impacto ambiental reduzido do equipamen to está se tornando um requisito importante de cliente em países e regiões onde os regulamentos impõem limitações sobre a quantidade de óleo usada (poluição do solo) e/ou de gás SF6 (emissão limitada pelo protocolo de Kyoto) no equipamento.

[0068] Além disso, o peso reduzido da parte principal P1 resulta também em vantagens em termos de obras de engenharia e custos de instalação exigidos, especialmente em subestações AIS. De fato, um divisor HV menos pesado exige uma solução de pedestal metálico mais simples e econômica para a fixação no solo a fim de satisfazer os mesmos requisitos de robustez mecânica. Requisitos de robustez mecânica em subestações AIS são uma questão delicada para clientes que operam em regiões com condições climáticas e geológicas adversas (por exemplo, ventos fortes, furacões, terremotos, etc.).

[0069] Embora a invenção tenha sido descrita com referência es pecífica a algumas concretizações preferidas, ficará evidente àqueles versados na técnica que a presente invenção não é limitada às mesmas, mas variações e modificações adicionais podem ser aplicadas sem se afastar do escopo da invenção. ACRÔNIMOS DE TERMOS USADOS

Claims (3)

1. Divisor de alta-tensão para reduzir uma alta-tensão de entrada (VIN) em sistemas de alta-tensão, sendo que, no borne de entrada de divisor (TIN), é aplicada a alta-tensão de entrada (VIN) e sendo que, no conjunto de bornes de saída de divisor (TOUT1, TOUT2), é provido um conjunto de tensões de saída (VOUT1, VOUT2); sendo que o dito divisor compreende uma parte principal (P1) e uma parte secundária (P2) eletricamente conectadas entre si de modo que a saída da parte principal (P1) seja a entrada da parte secundária (P2); sendo que o borne de entrada da parte principal (P1) é o borne de entrada de divisor (TIN) e a saída da parte secundária (P2) é o conjunto de saídas de divisor (TOUT1, TOUT2); caracterizado pelo fato de que a dita parte principal (P1) compreende uma primeira montagem (A1) e uma segunda montagem (A2) incluídas dentro do meio de isolamento (INS) e apresentando, para a entrada, o mesmo borne de entrada que é o borne de entrada de divisor (TIN); a primeira montagem (A1) sendo uma primeira pilha de ca- pacitores compreendendo um primeiro capacitor de alta-tensão (C1H) e um capacitor de tensão intermediária (CM); a segunda montagem (A2) compreendendo uma segunda pilha de capacitores e uma pilha de resistores eletricamente conectadas em paralelo entre si, a segunda pilha de capacitores compreendendo um segundo capacitor de alta-tensão (C2H) e um capacitor de baixa tensão (CL); a pilha de resistores compreendendo um resistor de alta-tensão (RH) e um resistor de baixa tensão (RL); sendo que a saída da parte principal (P1) é um conjunto de bornes intermediários (TINT1, TINT2) compreendendo pelo menos: - um primeiro borne intermediário (TINT1) conectado a um ponto (PCC1) entre os dois capacitores (C1H, CM) da primeira pilha de capacitores; - um segundo borne intermediário (TINT2) conectado a um elo que conecta um ponto (PCC2) entre os dois capacitores (C2H, CL) da segunda pilha de capacitores e um ponto (PRR) entre os dois resistores (RH, RL) da pilha de resistores; sendo que a dita parte secundária (P2) compreende uma unidade eletromagnética (UEM) e sendo que o conjunto de saídas da parte secundária (TOUT1, TOUT2) compreende pelo menos: - um primeiro subconjunto de bornes de saída (TOUT1), que deriva do primeiro borne intermediário (TINT1) processado através da unidade eletromagnética (UEM), disposto para prover um primeiro subconjunto de tensões de saída (VOUT1) a ser usado para medir a amplitude da tensão de entrada (VIN) na faixa de frequência nominal; - um segundo borne de saída (TOUT2), que deriva do segundo borne intermediário (TINT2), disposto para prover uma segunda tensão de saída (VOUT2) a ser usada para medir a forma de onda da alta- tensão de entrada (VIN), sendo que a primeira pilha de capacitores e a segunda pilha de capacitores são fisicamente realizadas através de uma única disposição de coluna (COL12), a disposição de coluna única (COL12) incluindo uma pluralidade de elementos de capacitor (CE1, CE2) pertencentes a ambas as pilhas de capacitor, sendo que os elementos de capacitor de ambas as colunas de capacitores são fisicamente empilhados juntos uns acima dos outros por meio de uma regra de combinação, sendo que apenas os elementos de capacitor (CE1, CE2) pertencentes à mesma pilha de capacitores são eletricamente conectados, e sendo que a regra de combinação dada é implementada pela conexão elétrica de sequências alternadas de elementos de ca- pacitor (CE1, CE2).

2. Divisor de alta-tensão de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por ainda compreender, - um terceiro borne intermediário (TINT3) conectado ao borne de saída da primeira montagem (A1); - um terceiro borne de saída (TOUT3), que deriva do terceiro borne intermediário (TINT3), disposto para prover uma terceira tensão de saída (VOUT3) a ser usada para comunicações de alta frequência.

3. Divisor de alta-tensão de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a unidade eletromagnética (UEM) compreende pelo menos um transformador indutivo de tensão intermediária (TIMV), um reator de compensação (REACT) e um circuito de filtro (FILT).

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