BR112020024559A2

BR112020024559A2 - detecção de arco voltaico

Info

Publication number: BR112020024559A2
Application number: BR112020024559-3A
Authority: BR
Inventors: Bernd Hofer; Christian Fasthuber; Franz Fischereder; Stefan Breuer; Walter Spitzer; Mario Bairhuber; Reimar Pfeil
Original assignee: Fronius International Gmbh
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2019-07-26
Publication date: 2021-03-02
Also published as: WO2020021088A1; CN112534670A; AU2022209234A1; CN117080993A; US20240014648A1; ES2942026T3; AU2019309171A1; US20210159687A1; EP3830922B1; AU2022209234B2; CN112534670B; EP4123865A1; PL3830922T3; AU2019309171B2; US11804710B2; EP3830922A1; EP3599693A1

Abstract

DETECÇÃO DE ARCO VOLTAICO. Para detectar um arco voltaico (arc) em uma disposição (1) para transmissão de uma tensão contínua (Udc), está previsto um transformador de comunicação (4) com um enrolamento primário (L1) e um enrolamento secundário (L2), sendo que o enrolamento secundário (L2) está ligado a um dispositivo emissor (3), o qual está configurado para enviar um sinal de comunicação (i_Tx) ao enrolamento secundário (L2) do transformador de comunicação (4) e sendo que o enrolamento primário (L1) está ligado a uma das linhas de tensão contínua (DC+, DC-), para alimentar um sinal de comunicação (i_Tx1) transformado através do transformador de comunicação (4) a uma das linhas de tensão contínua (DC+, DC-). Para detecção do sinal de arco voltaico (i_arc) provocado por um arco voltaico na disposição (1), o enrolamento secundário (L2) está ligado a uma unidade de detecção de arco voltaico (5), a qual está configurada para detectar um sinal de arco voltaico (i_arc') transformado através do transformador de comunicação (4).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para

DE ARCO VOLTAICO

[1] A presente invenção refere-se a uma disposição para trans- missão de uma tensão contínua de uma fonte de tensão contínua, atra- vés de pelo menos duas linhas de tensão contínua, a pelo menos um polo de tensão contínua, sendo que está previsto um transformador de comunicação com um enrolamento primário e um enrolamento secun- dário, sendo que o enrolamento secundário está ligado a um dispositivo emissor, o qual está configurado para enviar um sinal de comunicação sobre o enrolamento secundário do transformador de comunicação e sendo que o enrolamento primário está ligado à linha de tensão contínua, para alimentar um sinal de comunicação transformado através do trans- formador de comunicação a uma das linhas de tensão contínua, sendo que um circuito de preparação de sinais está ligado entre o enrolamento secundário do lado secundário e a unidade de detecção de arco voltaico, sendo que o circuito de preparação de sinais está configurado para pre- parar uma corrente alternada secundária que flui através do enrola- mento secundário para a unidade de detecção de arco voltaico. A pre- sente invenção refere-se ainda a um processo para detecção de um si- nal de arco voltaico gerado através de um arco voltaico em uma dispo- sição para transmissão de uma tensão contínua de pelo menos uma fonte de tensão contínua através de uma linha de tensão contínua a pelo menos um polo de tensão contínua, sendo que um sinal de comunica- ção é ligado a um lado secundário de um transformador de comunicação e um sinal de comunicação transformado é alimentado à linha de tensão contínua através de um enrolamento primário do transformador de co- municação, sendo que para detecção do sinal de arco voltaico na dis- posição é processado um sinal de arco voltaico transformado através do transformador de comunicação.

[2] Em instalações de tensão contínua, disponibiliza-se pelo me- nos uma tensão contínua de fonte de tensão contínua, que é transmitida a um polo de tensão contínua através de linhas de tensão contínua. Como fontes de tensão contínua pode estar à disposição, por exemplo, uma pluralidade de painéis solares, ou células solares de uma instala- ção fotovoltaica, ou uma bateria. Nesse caso, a tensão contínua é geada nos painéis solares ou nas células solares, em função da respectiva ir- radiação solar. Como polo de tensão contínua pode servir, por exemplo, um ondulador. Um ondulador transforma a tensão contínua em uma ten- são alternada e pode alimentar esta última a uma rede de abasteci- mento de energia elétrica ou disponibilizar toda a tensão alternada de uma carga elétrica, como por exemplo, de uma máquina elétrica ou de uma bateria.

[3] Em muitas disposições é desejada uma comunicação com as fontes de tensão contínua existentes e/ou com polos de tensão con- tínua. Sinais de comunicação enviados de uma unidade de controle po- dem servir, por exemplo, para sincronização de painéis solares indivi- duais. Especialmente quando do surgimento de um caso de erro, sinais de comunicação podem servir também para desligamento de fontes de tensão contínua ou outros elementos da disposição. Portanto, sinais de comunicação de tensão contínua podem ser transmitidos, por exemplo, através de linhas de comunicação previstas expressamente previstas, ou diretamente através da linha de tensão contínua existente por meio Em uma comuni que os sinais de comunicação são transmitidos são modulados para o sinal de base existente para transmissão de energia e transmitido como sinal de base com a tensão contínua. A umidade receptora pode recuperar e avaliar o sinal de comunicação modulado através de desmodulação.

[4] Em caso de erro, pode ocorrer que arcos voltaicos parasitas se iniciem em instalações de tensão contínua. Arcos voltaicos formam- se através de uma tensão entre dois elementos distanciados um do ou- tro. Assim, originalmente pode estar previsto que dois elementos este- jam em contato elétrico. Porém, se o dito contato elétrico, estiver defei- tuoso ou interrompido, então resulta um distanciamento entre os dois elementos. Através da alta tensão elétrico surge uma ionização do ar que se encontra entre os dois elementos (e que originalmente atua de modo isolante), pelo que pode configurar-se um arco voltaico. Um arco voltaico pode surgir, porém, através de um material isolante defeituoso (por exemplo, inclusões de ar) entre dois elementos que apresentam uma alta diferença de potencial. Nesse caso, ocorre uma descarga atra- vés do material isolante, com o que se configura um arco voltaico. Usu- almente arcos voltaicos não se apagam sozinhos e, portanto, têm que ser apagados ativamente, por exemplo, através de uma desativação da fonte de tensão. Porém, uma detecção de arcos voltaicos representa um desafio básico, uma vez que frequentemente somente uma ignição do arco voltaico pode ser detectada, mas um arco voltaico aceso per- manece não detectado. O sinal de arco voltaico, após a ignição, teria que ser diferenciado de fumaças, que não era possível nos processos conhecidos até agora. Quando o arco voltaico está aceso, então este tem um nível baixo e possivelmente não apresenta alterações transien- tes na linha do tempo.

[5] Portanto, especialmente em instalações fotovoltaicas, é ne- cessário detectar arcos voltaicos que ocorrem e depois desligar o sis- tema com rapidez e segurança. Usualmente é necessário um hardware extra para detecção de arco voltaico. O documento US 2014/084942 A1 divulga, por exemplo, uma detecção de arco voltaico, a qual torna-se ativa durante as pausas de transmissão de uma comunicação Powerline. Porém, sobre a configuração exata da unidade de reconhecimento de arco voltaico o documento US 2014/084942 A1 não dá nenhuma infor- mação. O documento DE 102014104205 A1, porém, divulga uma insta- lação fotovoltaica na qual comunicação Powerline ocorre através de um transformador ligado à linha de tensão contínua. Além disso, em um on- dulador está previsto um circuito de detecção para detecção de arcos voltaicos. O ondulador está ligado à instalação fotovoltaica através de um dispositivo separador que consistem em enrolamentos e um contato de ligação, e pode receber também sinais PLC através do dispositivo separador.

[6] É um objetivo da presente invenção implementar uma detec- ção de arco voltaico em uma disposição para transmissão de uma ten- são contínua, o qual causa um dispêndio de hardware tão pequeno quanto possível.

[7] Este objetivo á alcançado, de acordo com a invenção, atra- vés de uma disposição, sendo que para detecção de um sinal de arco voltaico provocado através de um arco voltaico o lado secundário de um transformador de comunicação está ligado a uma unidade de detecção de arco voltaico, a qual está configurada para detectar um sinal de arco voltaico transformado através do transformador de comunicação, sendo que um circuito de preparação de sinal está ligado entre um enrola- mento secundário do lado secundário e a unidade de detecção de arco voltaico, sendo que o circuito de preparação de sinal está configurado para preparar a corrente alternada secundária que flui através do enro- lamento secundário para a unidade de detecção de arco voltaico. O ob- jetivo é alcançado igualmente através de um processo, sendo que para detecção do sinal de arco voltaico na disposição um sinal de arco vol- taico transformado através do transformador de comunicação é proces- sado e uma corrente de alternada secundária que flui através do enro- lamento secundário é preparada para a detecção do arco voltaico. Por- tanto, pode-se empregar um sinal de arco voltaico provocado através do arco voltaico para detecção do arco voltaico, mesmo quando o arco voltaico já foi aceso.

[8] Portanto, um transformador de comunicação já existente na disposição pode ser empregado para transformar o sinal de arco vol- taico em um sinal de arco voltaico transformado. O transformador de comunicação serve originalmente para transformar um sinal de comuni- cação aplicado ao enrolamento secundário através de um dispositivo emissor em um enrolamento primário ligado à linha de tensão contínua, sendo que o sinal de comunicação transformado é transmitido através da linha de tensão contínua. Um transformador de comunicação está disposto usualmente na linha de tensão contínua negativa. Este é o caso especialmente quando da disposição estão previstas pelo menos duas fontes de tensão contínua, ou dois polos de tensão contínua, uma vez que assim estão previstas também pelo menos duas linhas de ten- são contínua positiva. Pelo fato de que o transformador de comunicação está previsto na linha de tensão contínua negativa em comum, ele pode comunicar com vários polos de tensão contínua ou várias fontes de ten- são contínua. Caso contrário, seria necessário um transformador de co- municação por linha de tensão contínua positiva. O transformador de comunicação, porém, pode estar previsto ou integrado também em um polo de tensão contínua, uma fonte de tensão contínua, ou outro com- ponente da disposição, como em um ondulador, um microinvresor, em um otimizador, etc.

[9] O transformador de comunicação é empregado adicional- mente, de acordo com a invenção, para transformar um sinal de arco voltaico existente no enrolamento primário no enrolamento secundário, sendo que o sinal de arco voltaico transformado é detectado através de uma unidade de detecção de arco voltaico. Portanto, para a detecção do arco voltaico não é necessário nenhum transformador adicional.

[10] A fonte de tensão contínua pode compreender pelo menos uma célula fotovoltaica. A fonte de tensão contínua pode compreender, portanto, também um circuito de células fotovoltaicas em série e/ou em paralelo ou também diversas interconexões de outras fontes de tensão contínua diferentes ou iguais, como memória fotovoltaica ou baterias (intralógica). O polo de tensão contínua pode compreender pelo menos um ondulador. O polo de tensão contínua pode compreender também, por exemplo, consumidores elétricos, como estágios de tensão contí- nua/tensão contínua, motores, iluminações, etc. Especialmente no caso de disposições bidirecionais, por exemplo, com baterias e onduladores, fontes de tensão contínua e polos de tensão contínua também podem trocar o papel dependendo do modo operacional.

[11] A corrente alternada primária no enrolamento primário do transformador de comunicação compõe-se, para o caso de um sinal de comunicação emitido e de um aço voltaico surgido, do sinal de comuni- cação transformado e do sinal de arco voltaico, e representa assim um sinal misto. A corrente alternada secundária no lado secundário do transformador de comunicação compõe-se igualmente do sinal de co- municação e do sinal de arco voltaico transformado e representa igual- mente um sinal misto (transformado). Para detecção do sinal de arco voltaico provocado através do arco voltaico o sinal de comunicação pode ser amortecido em relação ao sinal de arco voltaico.

[12] Um circuito de preparação de sinal está ligado entre um en- rolamento secundário do lado secundário e a unidade de detecção de aço voltaico, sendo que o circuito de preparação de sinal está configu- rado para preparar uma corrente alternada secundária que flui através do enrolamento secundário para a unidade de detecção de arco voltaico.

[13] Vantajosamente o circuito de preparação de sinal compre- ende uma resistência e um condensador ligados em série, sendo que o condensador está ligado paralelamente ao enrolamento secundário do lado secundário e a unidade de detecção de arco voltaico está ligado à resistência, para preparar tensão existente na resistência para detecção do arco voltaico. Como o arco voltaico provoca uma tensão de alta fre- quência, a análise da tensão ocorre vantajosamente na faixa de fre- quência, sendo que pode estar previsto um sensor de alta frequência.

[14] O dispositivo emissor pode estar ligado apenas ao enrola- mento secundário, para transformar o sinal de comunicação no enrola- mento primário. O dispositivo emissor pode estar ligado também, atra- vés do circuito de subtração, a um outro enrolamento secundário que, através do enrolamento primário, contém um sinal misto transformado, sendo que o circuito de subtração está configurado para subtrair o sinal de comunicação emitido pelo dispositivo emissor do sinal misto trans- formado, para obter o sinal de arco voltaico transformado e transmitir à unidade de detecção de arco voltaico para detecção. O sinal misto trans- formado recebido do outro enrolamento secundário compõe-se do sinal de arco voltaico transformado e do sinal de comunicação, sendo que naturalmente outras percentagens de sinal, como por exemplo, fumaças, podem ser parte do sinal misto. Como o sinal misto (transformado) surge através de uma transformação de um sinal misto do enrolamento primá- rio no outro enrolamento secundário, o sinal misto é transformado natu- ralmente também do enrolamento primário para o primeiro enrolamento secundário. Nesse caso, o sinal misto transformado no enrolamento se- cundário, porém pode diferir do sinal misto transformado no outro enro- lamento secundário, por exemplo, em virtude de transformação dife- rente do enrolamento secundário e do outro enrolamento secundário. Através da disposição de enrolamento secundário, de outro enrola- mento secundário e de circuito de subtração resulta um circuito híbrido. Esse circuito híbrido pode estar previsto, em vez do circuito de prepara- ção de sinal acoplado ao primeiro enrolamento secundário ou adicional- mente ao circuito de preparação de sinal.

[15] O dispositivo emissor está configurado vantajosamente para transmitir um sinal de comunicação, preferivelmente um sinal de desli- gamento, à fonte de tensão contínua e/ou ao polo de tensão contínua através da unidade de detecção de arco voltaico quando da detecção de um arco voltaico. Para isto, pode estar prevista também uma unidade de controle, a qual consegue, através da unidade de detecção de arco voltaico, que um arco voltaico esteja presente na disposição e, em con- sequência, envia um sinal de comunicação correspondente, através do dispositivo emissor, por exemplo, para realizar um desligamento do polo de tensão contínua e/ou da fonte de tensão contínua e/ou de outros ele- mentos da disposição.

[16] Um sinal de comunicação pode ser transmitido também pelo dispositivo emissor, quando de ausência de detecção de um arco vol- taico, à fonte de tensão contínua e/ou ao polo de tensão contínua e, somente quando de uma detecção de um arco voltaico, a transmissão do sinal de comunicação pode ser parada. Assim o sinal de comunica-

[17] Na disposição podem estar previstos pelo menos dois polos de tensão contínua e/ou pelo menos duas fontes de tensão contínua, sendo que está previsto um respectivo sensor de corrente para detec- ção do sinal de arco voltaico, preferivelmente de uma percentagem de baixa frequência do sinal de arco voltaico, nos pelo menos dois polos de tensão contínua ou pelo menos duas fontes de tensão contínua, para determinar o polo de tensão contínua ou a fonte de tensão contínua per- tencente ao arco voltaico.

[18] Assim, para detecção de uma posição do arco voltaico na disposição com pelo menos dois polos de tensão contínua e/ou pelo menos das fontes de tensão contínua quando da detecção de um arco voltaico através da unidade de detecção de arco voltaico, o sinal de arco voltaico, preferivelmente pelo menos uma percentagem de baixa fre- quência do sinal de arco voltaico, pode ser detectado através de um sensor de corrente previsto no polo de tensão contínua ou na fonte de tensão contínua, para determinar o polo de tensão contínua ou a fonte de tensão contínua pertencente ao arco voltaico.

[19] Se estiverem previstas várias fontes de tensão contínua (sic)(polos?) (ou também várias fontes de tensão contínua), então estas usualmente partilham a linha de tensão contínua negativa. Como o transformador de comunicação usualmente está disposto na linha de tensão contínua negativa, um arco voltaico pode ser detectado basica- mente com o emprego do transformador de comunicação. Se o arco voltaico surge em uma linha e tensão contínua positiva ou em um polo de tensão contínua ou em uma fonte de tensão contínua, então ele pode ser detectado através da unidade de detecção de arco voltaico, mas a linha de tensão contínua em questão ou o polo de tensão contínua ou a fonte de tensão contínua não podem ser identificados. Aqui, um sensor de corrente que se encontra em cada polo de tensão contínua ou fonte de tensão contínua pode ajudar. Se um arco voltaico for detectado atra- vés da unidade de detecção de arco voltaico, então, por exemplo, a o curso de corrente de todos os sensores pode ser observado e, com isso, pode-se determinar através de qual sensor de corrente o sinal de arco voltaico passa. Assim se pode delimitar a posição do arco voltaico no sistema e pode-se determinar em que ramo, isto é, em qual linha de tensão contínua, polo de tensão contínua ou fonte de tensão contínua o arco voltaico ocorre.

[20] A presente invenção é esclarecida mais detalhadamente a seguir com referência às Figuras 1 a 4, as quais, a título de exemplo, mostram esquematicamente e de maneira não limitativa configurações vantajosas da invenção. Nesse caso são mostrados:

[21] Figura 1: uma disposição de acordo com a invenção com uma unidade de detecção de arco voltaico,

[22] Figura 2: uma disposição de acordo com a invenção com uma pluralidade de polos de tensão,

[23] Figura 3: uma unidade de detecção de arco voltaico com uma unidade de preparação de sinal,

[24] Figura 4: um circuito híbrido com outro enrolamento secun- dário e um circuito de subtração.

[25] Na Figura 1 está representada uma disposição 1 de acordo com a invenção para transmissão de uma tensão contínua U_dc. Uma fonte de tensão contínua 2 está ligada a um polo de tensão contínua 6 através de uma linha de tensão contínua positiva DC+ e uma linha de tensão contínua negativa DC-. A fonte de tensão contínua 2 pode com- preender, por exemplo, uma ou várias células solares e disponibiliza energia que é transmitida como tensão contínua U_dc ao polo de tensão contínua 6. O polo de tensão contínua 6 pode compreender, por exem- plo, um ondulador ou um retificador e servir para alimentação a uma rede de fornecimento de energia ou para fornecimento de energia de um consumidor. Naturalmente, como polo de tensão contínua 6 pode ser considerado também diretamente um consumidor de energia.

[26] Especialmente em instalações fotovoltaicas podem estar previstas distingas configurações de fontes de tensão contínua 2 e polos de tensão contínua 6, de modo que, por exemplo, cada painel solar pode estar ligado a um ondulador como polo de tensão contínua 6 através de uma linha de tensão contínua DC+, DC-. Várias fontes de tensão contí- nua 2 e/ou polos de tensão contínua 6 podem ser também partes das linhas de tensão contínua DC+, DC-. Painéis solares como fonte de ten- são contínua 2 podem estar ligados entre si também em série e/ou em paralelo. Portanto, são possíveis diversas configurações de fontes de tensão contínua 2, polos de tensão contínua 6 e linhas de tensão contí- nua DC+, DC-, com o que a invenção não está restrita à configuração da Figura 1. Com o emprego de baterias, as baterias podem ser consi- deradas como fontes de tensão contínua 2 ou polos de tensão contínua

6, dependendo de se as baterias são descarregadas ou carregadas. As- sim, dependendo do tipo de operação, por exemplo, um ondulador ou carregador pode servir como fonte de tensão contínua 2 para uma ba- teria como polo de tensão contínua 6, ou uma bateria pode servir como polo de tensão contínua 6 para um ondulador ou um carregador como fonte de tensão contínua 2.

[27] A Figura 2 divulga uma disposição semelhante com uma fonte de tensão contínua 2, porém com uma pluralidade de polos de tensão contínua DC- e têm uma respectiva linha de tensão contínua positiva assoc 2, etc. são possíveis na disposição. Uma pluralidade de polos instalação fotovoltaica ou de um ondulador.

[28] Na disposição 1 está previsto um respectivo transformador de comunicação 4, o qual compreende um enrolamento primário L1 em um lado primário e um enrolamento secundário L1 no lado secundário. O enrolamento primário L1 está ligado a uma linha de tensão contínua DC+, DC-, o lado secundário ligado a um dispositivo emissor 3. A liga- ção do enrolamento primário L1 à linha de tensão contínua negativa DC- está ligada, por exemplo, o enrolamento primário L1 poderia estar ligado também, naturalmente, à linha de tensão contínua positiva DC+. Espe- cialmente em disposições com várias linhas de tensão contínua positi- 2, usual- mente o enrolamento primário L1 do transformador de comunicação deve ser previsto na linha de tensão contínua negativa DC-, para que o transformador de comunicação 4 possa comunicar com todas as fontes de tensão contínua 2 ou com os polos de tensão contínua 6, 61 existen- tes.

[29] Uma corrente alternada primária I1- que flui através do enro- lamento principal L1 é transformada e invertida, através do transforma- dor de comunicação 4, para uma corrente alternada secundária I2- que flui através do enrolamento secundário L2. Vantajosamente o transfor- mador de comunicação 4 tem uma razão de transformação de 1:1, 1:2 ou 1:4 do lado primário para o lado secundário. Além disso, o transfor- mador de comunicação 4 pode apresentar um núcleo de ferrita, por exemplo, um núcleo Hiflux, preferivelmente com um comportamento de saturação especialmente vantajoso para correntes contínuas.

[30] Agora, através do dispositivo emissor 3, no âmbito de uma comunicação Powerline, pode-se alimentar um sinal de comunicação i_Tx ao enrolamento secundário L2 do lado secundário. O sinal de co- municação i_Tx é transformado assim através do transformador de co- municação 4 no enrolamento primário L1 do lado primário para um sinal de comunicação transformado. O sinal de comunicação transformado corrente que flui através da linha de tensão contínua negativa DC-, com o que naturalmente a tensão contínua U_dc é influenciada. Assim o sinal de comunicação transformado i_Tx é transmitido, através das linhas de tensão contínua DC+, DC-, à fonte de tensão contínua 2 e/ou e recebido e desmodulado por uma unidade de recepção 20, 60 prevista na fonte de tensão contínua 2 /ou do sinal de comunicação transformado i_Tx através das li- nhas de tensão contínua DC+, DC-, emprega-se preferivelmente um ca- sinal de comunicação transformado i_Tx.

[31] Na Figura 1 somente na fonte de tensão contínua 2 está pre- vista uma unidade receptora 20; naturalmente pode estar prevista, tam- 870200151283, de 01/12/2020, pág. 28/44 sinal de comunicação transformado i_Tx. As unidades receptoras 20, 2 DC- quanto na linha de tensão contínua positiva DC+. Na Figura 2 de polos de tensão contín Como sinais de comuni- cação i_Tx podem servir, por exemplo, pulsos para detecção de pontos de interferência, sinais de medição de impedância, sinais de medição de nível de interferência, sinais de sincronização para fontes de corrente individuais 2, como células solares, ou também sinais de controle.

[32] Na disposição pode-se configurar um arco voltaico, por exemplo, em uma fonte de tensão contínua 2, de um polo de tensão de uma ligação d ou em outro elemento da disposição 1. Por exemplo, nas Figuras 1, 3 e 4 o arco voltaico está caracterizado como relâmpago na linha de tensão contínua negativa DC- e na Figura 2 como relâmpago em uma das li- um sinal de arco voltaico i_arc, o qual se sobrepõe à corrente que flui através das linhas de tensão contínua DC+, DC+ provocado através da tensão con- tínua U_dc. De acordo com a invenção, o enrolamento secundário L2 do transformador de comunicação 4 já previsto para transmissão de si- nais de comunicação i_Tx é ligado a uma unidade de detecção de arco voltaico 5. Portanto, um sinal e arco voltaico i_arc gerado pelo arco vol- taico arc na linha de tensão contínua DC+, DC- é transformado pelo enrolamento primário L1 do transformador de comunicação 4 para um no enrolamento secundário L2. O sinal de arco voltaico i_arc é então de alta frequência, de modo que no polo de tensão contínua 6 pode estar previsto um capacitor de filtro CF para fechamento do circuito de cor- rente. Nesse caso, o capacitor de filtro está ligado entre a linha de ten- são contínua negativa DC- e a respectiva linha de tensão contínua po- 1-4, está disposto inte

[33] Se ocorre agora, ao mesmo tempo, um arco voltaico arc, en- quanto um sinal de comunicação i_Tx é emitido, então no enrolamento primário L1 adiciona-se o sinal de arco voltaico i_arc e o sinal de comu- nicação O transfor- mador de comunicação transforma a corrente alternada primária I no enrolamento primário L1 para a corrente alternada secundária I2 do en- rolamento secundário L2. No lado secundário, adicionam-se, de ma- neira análoga, o sinal de comunicação i_Tx e o sinal de arco voltaico No caso de tal superposição a corrente alternada primária I1 e a corrente alternada secundária I2 representam um sinal misto.

[34] Se não se configura nenhum arco voltaico arc na disposição, então a corrente alternada primária I1- ou corrente alternada secundária I2- naturalmente não compreende nenhum respectivo sinal de arco vol- taico i_arc, ou sinal de arco voltaico transfo nenhum sinal de comunicação I2- for transmitido, então a corrente alternada primária I1- ou corrente alternada secundária I2- não compre- ende naturalmente nenhum respectivo sinal de comunicação transfor- caso se configure um arco voltaico. Naturalmente, em todas as constelações, tanto a corrente alternada primária I1- quanto a corrente alternada se- cundária I2- incluem outras percentagens de correntes alternadas, p.ex.,

outros sinais, interferência, etc. Portanto, basicamente ao mesmo tempo, com o dispositivo emissor 3, pode-se enviar um sinal de comunicação i_Tx e, através da unidade de detecção de arco voltaico, pode-se reco- nhecer um arco voltaico arc, ou um sinal de arco voltaico transformado

[35] Como no lado secundário está prevista uma unidade de de- tecção de arco voltaico 5, não é necessário colocar outros hardwares complexos, por exemplo, de outro transformador, para detecção de um arco voltaico arc não é nescesário. Vantajosamente, através do dispo- sitivo emissor 3, um sinal de desligamento pode ser emitido como sinal de c se o arco voltaico arc for detectado pela unidade de detec- ção de arco voltaico 5. Para isto uma unidade de controle pode estar prevista, a qual está ligada à unidade de detecção de arco voltaico 5 e ao dispositivo emissor 3 e, quando de detecção de um arco voltaico arc, recebe uma informação correspondente da unidade de detecção de aço voltaico 5 e depois faz com que o dispositivo emissor 3 emita um sinal de comunicação i_Tx à fonte de tensão contínua 2 e/ou ao polo de ten- arc. Naturalmente pode ser emitido também um sinal de adver- tência, quando um arco voltaico é detectado. Se como sinal de comuni- desativados, quando o sinal de comunicação i_Tx não for mais enviado devido a uma detecção de um arco voltaico arc. Para a recepção do sinal de desliga- 20, 60 está prevista de maneira correspondente.

[36] Na Figura 2, como mencionado, está prevista uma plurali- uma linha de tensão contínua DC+ ou em um polo de tensão contí- i_arc é transmitido na linha de tensão contínua negativa DC- e, de acordo com a invenção, pode ser detectado através da unidade de detecção de arco voltaico 5. Porém, usualmente pode não ocorrer nenhum fechamento em uma posição do arco voltaico arc. Para determinar em que ramo, isto é, em qual linha de tensão contínua DC- de tensão contínua 2) o arco voltaico ocorre, pode estar previsto de filtro CF estiver pre- do capacitor de filtro Cf no circuito de corrente.

[37] Se for detectado um arco voltaico através da unidade de de- tecção de arco voltaico 5, então pode-se detectar, através do respectivo Isto é possível, uma vez que o sinal de arco voltaico i_arc, ou pelo menos uma percentagem de baixa frequência do sinal de arco vol- taico i_arc, flui apenas através desses sensores de corrente S_boost,

[38] Como senso um respectivo sensor de corrente já existente nos polos de cor- 870200151283, de 01/12/2020, pág. 32/44 sensores de corrente S_boost sozinhos não estão em condições de de- tectar um arco voltaico aceso arc com suficiente segurança e, portanto, têm que ser empregados em conjunto com a unidade de detecção de arco voltaico 5.

[39] A Figura 3 mostra uma configuração vantajosa da invenção. O transformador de comunicação 4 apresenta, no lado secundário, um enrolamento secundário L2 e, no lado primário, um enrolamento primá- rio L1. O enrolamento primário L1 está ligado à linha de tensão contínua DC+, DC-, aqui um circuito de preparação de sinal 50 está ligado entre o enrolamento secundário L1 e a unidade de detecção de arco voltaico

5. O sinal de arco voltaico I_arc, porém, é de alta frequência, de modo que na faixa de tempo ele é difícil de detectar e aparece como uma cor- rente contínua quase sem se considerar um transiente durante a ignição. O circuito de preparação de sinal 50 serve, portanto, para preparar a corrente alternada secundária I2- que flui através do enrolamento se- cundário L2. Assim uma detecção mais simples do sinal de arco voltaico da unidade de detecção de arco voltaico 5. Vantajosamente o circuito de preparação de sinal 50 pode estar realizado de tal modo, que uma detecção melhorada de um arco voltaico arc durante uma emissão de um sinal de comunicação i_Tx é possibilitada. Isto pode ocorrer, em relação à unidade de detecção de arco voltaico 5, com amortecimento do sinal de comunicação i_Tx em relação ao sinal de arco voltaico trans- Pode-se empregar um capacitor de filtro CF no polo de de sinal 50 pode compreender uma resistência R e um capacitor C ligado em série com uma disposição de tamanho preferida de 70 a 10nF, sendo que uma frequência básica pode estar prevista na faixa de kHz, preferivelmente 130 kHz. O capacitor C está ligado em paralelo ao enrolamento secundário L2 do lado secundário, a unidade de detecção de aço voltaico 5 está ligada ainda à resistência R, para processar uma tensão U_R presente na resistência R para detecção do sinal de arco ao enrolamento secundário, gera-se assim um circuito de resso- nância que provoca um sinal de comunicação amortecido i_Tx em rela- de detecção de arco voltaico 5. Assim resulta, na resistência R, quando da emissão de um sinal de comunicação i_Tx, com isso, de um arco voltaico arc que ocorre na disposição 1.

[40] Na configuração representada na Figura 3 o dispositivo emissor 3, como também a unidade de detecção de arco voltaico 5, está ligado ao enrolamento secundário L2. Podem estar previstos, como ou- tra configuração preferida, um transformador de comunicação 4, com de subtração 7 como representado na Figura 4. O dispositivo emissor 3 está ligado também ao enrolamento secundário L2 para trans- através do enrolamento primário L1, um sin qual se compõe de sinal de comunicação i_Tx e sinal de arco voltaico subtrair o sinal de comunicação i_Tx enviado pelo dispositivo emissor 3 do sinal misto i emissor 3 e uma entrada positiva ao outro enrolamento se-

transmi- tido à unidade de detecção de arco voltaico 5, para detectar o arco vol- taico.

[41] O sinal de arco voltaico i_arc, porém, é transformado usual- mente para o lado secundário através do primeiro enrolamento secun- dário L2. Para impedir que um sinal de arco voltaico i_arc transformado através do primeiro enrolamento secundário L2 seja alimentado ´tam- bém à entrada negativa do circuito de subtração 7, pode estar previsto um reforçador extra no dispositivo emissor como indicado na Figura 4 -, o qual contribui para que apenas o sinal de comunicação i_Tx seja alimentado à entrada negativa do circuito de subtração 7. Assim im- pede-se um acoplamento de volta do sinal de comunicação i_Tx, uma vez que o sinal de comunicação i_Tx é marcado pelo dispositivo emissor 3 separadamente no enrolamento secundário L2 e no circuito de sub- tração 7, o que aqui ocorre através de dois reforçadores separados.

[42] Naturalmente é possível uma configuração que combine um circuito de preparação de sinal 50, por exemplo, de acordo com a Figura 3, e um circuito híbrido de acordo com a Figura 4, para detectar um arco voltaico com segurança.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Disposição (1) para transmissão de uma tensão contínua (U_dc) de pelo menos uma fonte de tensão contínua (2), através de pelo a pelo menos (4) está ligado a um enrolamento primário (L1) e um enrola- mento secundário (L2), sendo que o enrolamento secundário (L2) está ligado a um dispositivo emissor (3), o qual está configurado para marcar emitir um sinal de comunicação (i_Tx) ao enrolamento secundário (L2) do transformador de comunicação (4) e sendo que o enrolamento pri- mário (L1) está ligado a uma das linhas de tensão contínua (DC+, DC-), transformador de comunicação (4) a uma das linhas de tensão con- tínua (DC+, DC-), sendo que para detecção de um sinal de arco voltaico (i_arc) provocado através de um arco voltaico (arc) na disposição (1) o enrolamento secundário (L2) está ligado a uma unidade de detecção de arco voltaico (5), a qual está configurada para detectar um sinal de arco do transformador de comunicação (4), caracterizada pelo fato de que um circuito de preparação de sinal (50) está ligado entre um enrolamento secundário (L2) do lado secun- dário e a unidade de detecção de arco voltaico (5), sendo que o circuito de preparação de sinal (50) está configurado para preparar uma cor- rente alternada secundária (I2-) que flui através do enrolamento secun- dário (L2) para a unidade de detecção de arco voltaico (5).

2. Disposição (1) de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zada pelo fato de que a pelo menos uma fonte de tensão contínua (2) compreende pelo menos uma célula fotovoltaica, e que o pelo menos

3. Disposição (1) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca- racterizada pelo fato de que o circuito de preparação de sinal (50) compreende uma resistência (R ) e um capacitor (C ) ligado em série, sendo que o capacitor (C ) está ligado em paralelo ao enrolamento se- cundário (L2) do lado secundário e a unidade de detecção de arco vol- taico (5) está ligada à resistência (R ) para processar uma tensão (U) presente na resistência (R ) para detecção do arco voltaico (i_arc).

4. Disposição (1) de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o dispositivo emissor (3) está ligado, através de um circuito de subtração, a outro enrolamento primário (L1), sendo que o circuito de subtração (7) está con- figurado para subtrair o sinal de comunicação (i_Tx) enviado pelo dis- voltaico transformado (i_ e transmitir à unidade de detecção de arco voltaico (5) para detecção.

5. Disposição (1) de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o dispositivo emissor (3) está configurado para transmitir um sinal de comunicação (Tx) à fonte unidade de detecção de arco voltaico (5), independentemente de uma detecção ou ausência de detecção de um arco voltaico (i_arc).

6. Disposição (1) de acordo com qualquer uma das reivindi- cações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que estão previstos pelo me- tensão contínua (2), e que um respectivo sensor de corrente (S_bo- ost) está previsto para detecção do sinal de arco voltaico (i_arc), prefe- rivelmente pelo menos de uma percentagem de baixa frequência do si- nal de arco voltaico (i_arc), nos pelo menos dois polos de tensão contí-

ou pelo menos duas fontes de tensão contínua (2), para de- ou a fonte de tensão contínua (2).

7. Processo para detecção de um sinal de arco voltaico (i_arc) gerado através de um arco voltaico (arc), em uma disposição (1) para transmissão de uma tensão contínua (Udc) de pelo menos uma fonte de tensão contínua (2), através de pelo menos duas linhas de tensão con- tínua (DC+, C- o sinal de comunicação (Tx) é ligado a um enrolamento secundário (L2) de um transformador de comunicação (4) e, através de um enrola- mento primário (L1) do transformador de comunicação (4), um sinal de tensão contí- nua (D caracterizado pelo fato de que, para detecção do sinal de arco voltaico (i_arc) na disposição (1), um sinal de arco vol- processado, sendo que uma corrente alternada (I2-) que flui através do enrolamento secundário (L2) é preparada para a detecção de arco voltaico.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, para detecção do sinal de arco voltaico (i_arc) provo- cado através do arco voltaico (arc), o sinal de comunicação (_Tx) é amortecido em relação ao sinal de arco voltaico (i_arc).

9. Processo de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracteri- zado pelo fato de que, quando da detecção de um arco voltaico, um sinal de comunicação (i_Tx), preferivelmente um sinal de desligamento, é enviado à pelo menos uma fonte de tensão contínua (2) e/ou a pelo menos um

10. Processo de acordo com a reivindicação 7 ou 8, carac- terizado pelo fato de que, quando da ausência de detecção de um arco voltaico (i_arc), um sinal de comunicação (i_Tx) é transmitido a pelo me- nos uma fonte de tensão contínua (2) e/ou a pelo menos um polo de que, quando da detecção de um arco voltaico (i_arc), a transmissão do sinal de comunicação (i_Tx) é parada.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindica- ções 7 a 10, caracterizado pelo fato de que, quando de detecção de um arco voltaico (arc) através da unidade de detecção de arco voltaico (5) para detecção de uma posição do arco voltaico (arc) em uma dispo- menos duas fontes de tensão contínua (2), o sinal de arco voltaico (i_arc), preferivelmente pelo menos uma percentagem de baixa frequên- cia do sinal de arco voltaico (i_arc), é detectado através de um sensor contínua (2), para de- terminar o polo de tensão contínuo ou a fonte de tensão contínua (2) pertencente ao arco voltaico (arc).