ES2323612A1 - Limitador superconductor de corriente de defecto. - Google Patents
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Abstract
Limitador superconductor de corriente de defecto, que tiene un módulo de conmutación de alta velocidad integral. El limitador suministra a un sistema una potencia eléctrica aportada desde un dispositivo alimentador de potencia, sin pérdidas en la misma, en consonancia con las características únicas del elemento superconductor cuando fluye una corriente normal, y restringe una sobre-corriente a través de un punto de contacto de conmutación de alta velocidad que interactúa integralmente con una bobina de excitación y un conmutador de trasposición de arco, transcurrido un semiperiodo, en el caso de que se genere la sobre-corriente como consecuencia de accidentes tales como la caída de un rayo, una derivación a tierra y un cortocircuito, de manera que pueden hacerse funcionar normalmente aparatos eléctricos de potencia, tales como disyuntores de circuito, en un sistema eléctrico de potencia.
Description
Limitador superconductor de corriente de
defecto.
Esta Solicitud reclama el beneficio de la
Solicitud de Patente coreana Nº
10-2006-0104194, depositada el 25 de
octubre de 2006 en la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual y
cuya descripción se incorpora aquí como referencia.
Esta descripción se refiere a un limitador
superconductor de corriente de defecto que tiene un módulo de
conmutación de alta velocidad integral.
Los limitadores y los disyuntores de circuito
actuales de un sistema eléctrico de potencia se aplican para evitar
que fluya al interior del sistema una
sobre-corriente o exceso de corriente, superior a un
valor de umbral, que se genera por accidentes tales como la caída
de un rayo, una derivación a tierra, un cortocircuito, etc.
De todos los limitadores actuales, los FCLs
(Limitadores de Corriente de Defecto - "Fault Current
Limiters"), que utilizan elementos superconductores, suministran
-una potencia eléctrica que se aporta desde un dispositivo
alimentador de potencia a un sistema sin pérdidas, debido a la
característica única de los elementos superconductores, y restringen
una sobre-corriente generada por accidentes tales
como la caída de un rayo, una derivación a tierra, un cortocircuito,
etc., de modo que no sea superior a un cierto valor de umbral.
De esta forma, los FCLs restringen o limitan los
esfuerzos mecánicos, térmicos y eléctricos provocados por los
aparatos eléctricos de potencia tales como una barra de bus, un
aislador y un disyuntor de circuito, etc.
Por otra parte, un disyuntor de circuito
conectado a un sistema eléctrico de potencia detecta una
sobre-corriente que es mayor que un cierto umbral,
interrumpe o corta la conexión con el sistema de acuerdo con el
control de un relé de sobre-corriente que genera una
señal de interrupción, e impide de esta forma que fluya la
sobre-corriente o corriente excesiva al interior
del sistema.
En lo que sigue se describirá en detalle un FCL
de acuerdo con la técnica relacionada, con referencia a los dibujos
que se acompañan. La Figura 1 muestra un estado conectado de
elementos superconductores de acuerdo con una cierta capacidad de
potencia eléctrica en limitadores superconductores de corriente de
defecto, y la Figura 2 muestra una parte detallada de la Figura
1.
Haciendo referencia a la Figura 1, el FCL
convencional incluye una matriz de disparo 100A destinada a generar
y suministrar un campo magnético con el fin de inducir el cebado o
saturación de la corriente de elementos superconductores
correspondientes a una conexión en serie de cada fila, en el caso
de la generación de una sobre-corriente que sea
mayor que un cierto valor de umbral, causada por accidentes tales
como la caída de un rayo, una derivación a tierra, un
cortocircuito, así como una matriz 100B de limitación de corriente,
destinada a restringir la sobre-corriente mayor que
el valor de umbral, generada por accidentes tales como la caída de
un rayo, una derivación a tierra, un cortocircuito, etc.
Como se muestra en la Figura 2, la matriz de
disparo 100A comprende un número n de elementos de matriz de
disparo, 110-1 a 110-n, formados de
acuerdo con la capacidad de corriente requerida por un sistema
eléctrico de potencia, de tal manera que los respectivos elementos
de matriz de disparo incluyen un elemento superconductor RR1 y una
bobina LL1 que rodea a los elementos superconductores RR1.
Como se observa en la Figura 2, la matriz 100B
de limitación de corriente comprende un número n de elementos de
matriz de limitación de corriente, 114-1 a
114-n, conectados al elemento 110-1
de matriz de disparo, de tal manera que los respectivos elementos de
limitación de corriente incluyen un elemento superconductor RR1, una
bobina LL1 que rodea a los elementos superconductores RR1, y una
bobina L11, conectada en paralelo con la bobina LL1. Además, la
matriz 100B de limitación de corriente está conectada en serie a un
número m de módulos de limitación de corriente (Módulos
112-1 a 112-m), de tal manera que
los respectivos módulos de limitación de corriente son un número n
de los elementos 114-1 a 114-n de
matriz de limitación de corriente.
Por lo tanto, en los FCLs aplicados a un sistema
eléctrico de potencia, se conectan un número n de los elementos,
110-1 a 110-n, de matriz de disparo,
formado de acuerdo con la capacidad de corriente requerida por un
sistema eléctrico de potencia, a un número n de los elementos,
114-1 a 114-n, de matriz de
limitación de corriente, conectados a un número n de los elementos
110-1 de matriz de disparo, un número n de los
elementos 114-1 a 114-n de matriz de
limitación de corriente se convierten, respectivamente, en módulos
de limitación de corriente (Módulos 112-1 a
112-m), y un número m de los módulos de limitación
de corriente (Módulos 112-1 a 112-m)
se conectan en serie de acuerdo con una capacidad de tensión que se
requiere en un sistema eléctrico de potencia. Es decir, los
elementos superconductores incluidos en un elemento de matriz de
disparo y en un elemento de matriz de limitación de corriente están
conectados en serie y en paralelo de acuerdo con la capacidad de
corriente que se requiere en el sistema eléctrico de potencia.
Como se observa en la Figura 2, que muestra una
parte detallada de la Figura 1, el elemento superconductor RR1 y el
elemento 110-1 de matriz de disparo de la bobina
LL1 que rodea a los elementos superconductores RR1, están
conectados a una conducción o línea de: potencia eléctrica que
recibe una potencia eléctrica desde un dispositiva alimentador de
potencia 100. Los elementos 114-1 de matriz de
limitación de corriente incluyen el elemento superconductor RR1 y
una bobina L11 que rodea a los elementos superconductores RR1, y un
número m de los elementos, 114-1 a
114-m, de matriz de limitación de corriente están
respectivamente conectados en serie, de acuerdo con una capacidad
de tensión. El elemento 110-1 de matriz de disparo
está conectado en paralelo con un número m de los elementos,
114-1 a 114-m, de matriz de
limitación de corriente, de acuerdo con una capacidad de corriente
exigida por un sistema eléctrico de potencia.
Haciendo referencia a la Figura 2, unos
elementos superconductores (RR1, R11, R21, ..., Rm1) suministran
una potencia eléctrica aportada por un dispositivo alimentador de
potencia a un sistema sin que haya pérdidas de la potencia
eléctrica en el caso de que fluya al interior del mismo una
corriente estacionaria. En el caso de la corriente estacionaria,
los elementos de inductancia generados en las bobinas (LL1, LL11,
LL21, ..., LLm1) que rodean a los respectivos elementos
superconductores están contrarrestados o compensados.
Por otra parte, en el caso de una
sobre-corriente o corriente excesiva, mayor que un
cierto valor de umbral y que se genera por accidentes tales como la
caída de un rayo, una derivación a tierra, un cortocircuito, etc.,
el elemento superconductor RR1 genera un alto valor de resistencia,
de manera que se ceba o satura en un estado de transición de
fases.
La sobre-corriente fluye al
interior de la bobina LL1 que rodea al elemento superconductor RR1,
por el valor de resistencia generado, y, de esta forma, se genera
un campo magnético. Aquí, este campo magnético se suministra
simultáneamente a las bobinas LL11 a LLm1, conectadas en serie. Se
genera un valor de resistencia elevado en el caso de que los
elementos superconductores R11 a Rm1 sean cebados o saturados por
el campo magnético y, por tanto, los elementos superconductores R11
a Rm1 distribuyan la sobre-corriente
introduciéndola en las bobinas L11 a Lm1 conectadas en paralelo con
los elementos superconductores R11 a Rm1. En conclusión, los:
elementos superconductores R11 a Rm1 no son destruidos por la
sobre-corriente, de tal manera que la
sobre-corriente se ve limitada por un valor de
impedancia contenido en las bobinas L11 a Lm1, a fin de bloquear un
flujo entrante de la sobre-corriente en el sistema
150.
Para el funcionamiento descrito de esta manera,
han de fabricarse respectivos elementos superconductores de modo que
presenten la misma característica, y enfriarse al ser rodeados por
refrigerantes tales como nitrógeno líquido,
etc.
etc.
Tal como se ha descrito anteriormente, los
elementos superconductores de los FCLs son llevados a un estado de
transición de fases por medio de una sobre-corriente
o una temperatura superior a un valor de umbral, por lo que se
genera una resistencia elevada con el fin de limitar la
sobre-corriente. Además, los elementos
superconductores de los FCLs se restablecen a un estado
superconductor al ser enfriados hasta una temperatura de estado de
superconducción, a través de un dispositivo de enfriamiento.
Sin embargo, los elementos superconductores de
los FCLs adolecen de desventajas por cuanto que los elementos
tienen una baja capacidad de potencia eléctrica aceptable por
unidad de longitud, y, por tanto, se requiere la aplicación de
conexiones en serie y en paralelo en un sistema eléctrico de
potencia, y se necesita un incremento en progresión geométrica de
las conexiones en serie y en paralelo de los elementos
superconductores en un sistema de potencia eléctrica de alta
tensión. Como es tal el caso, el incremento de los puntos de
conexión de acuerdo con las conexiones en serie y en paralelo de
los elementos superconductores provoca la inestabilidad de los
FCLs, con lo que se hace imposible el suministro de una potencia
eléctrica segura al sistema eléctrico de potencia. Otra desventaja
es que los FCLs no pueden ser aplicados en un sistema eléctrico de
potencia real debido a un alto coste de fabricación y la
complicación de la técnica para las conexiones en serie y en
paralelo de los elementos superconductores. Aún otra desventaja es
que el enfriamiento es costoso y las técnicas para mantener un
estado superconductor en la barra de FCLs impiden una aplicación
real en un sistema eléctrico.
Puede existir aún una desventaja adicional por
cuanto que, debido a que se requiere un tiempo considerable para el
restablecimiento desde una transición de fases a un estado
superconductor, la condición de que exista un circuito de nuevo
cierre antes de un segundo, que se requiere en un sistema eléctrico
de potencia general, es difícil de
satisfacer.
satisfacer.
Al mismo tiempo, como se requieren de 3 a 5
periodos en un disyuntor de circuito para interrumpir o cortar una
sobre-corriente superior a un cierto valor de umbral
en respuesta a un control ejercido desde un relé de
sobre-corriente, los FCLs restringen la
sobre-corriente con la detección de la
sobre-corriente que es mayor que el valor de
umbral, de acuerdo con una característica única de los elementos
superconductores. El relé de sobre-corriente detecta
una sobre-corriente que supera un cierto valor de
umbral y transmite una señal de corte a un disyuntor, pero si los
FCLs limitan la sobre-corriente antes de que el
relé de sobre-corriente detecte la
sobre-corriente, entonces el relé de
sobre-corriente no puede funcionar normalmente y
controlar el disyuntor.
De acuerdo con ello, es un propósito de la
presente invención proporcionar un limitador superconductor de
corriente de defecto, que tiene un módulo de conmutación de alta
velocidad integral que permite, por sí mismo, interactuar de forma
suave con elementos de protección del sistema al no restringir o
limitar por completo una corriente de cortocircuito durante un
semiperiodo, pero restringiendo la corriente de cortocircuito
pasado un semiperiodo para una interconexión harmoniosa entre el
limitador de corriente de defecto superconductor y los elementos de
relé de protección del sistema en el caso de la aparición de un
cortocircuito. La razón es que es deseable que una corriente
accidental no sea restringida durante un semiperiodo en el caso de
estar intervenida con elementos de relé de protección de un sistema
eléctrico de potencia, incluso aunque exista la desventaja de que el
limitador de corriente de defecto superconductor permita la
corriente accidental durante un semiperiodo, en comparación con un
limitador de corriente de defecto que limita la corriente antes de
que alcance un valor de cresta de la corriente accidental, dentro
del semiperiodo inicial que sigue a la generación de la corriente
accidental.
Otro propósito consiste en proporcionar un
limitador superconductor de corriente de defecto, que tiene un
módulo de conmutación de alta velocidad integral que comprende
únicamente tres partes de elemento superconductor, un módulo de
conmutación de alta velocidad y una carga de limitación de la
corriente en términos del aspecto de configuración global, al
formar a modo de un módulo que se activa concurrentemente de forma
integral por medio de un soló mecanismo, un cierto número de
elementos de conmutación periféricos que rodean a los elementos
superconductores a la hora de formar el limitador de corriente de
defecto utilizando elementos superconductores En consecuencia, el
coste de uso y de enfriamiento de los elementos superconductores
puede ser reducido.
Aún otro propósito es proporcionar un limitador
superconductor de corriente de defecto, que tiene un módulo de
conmutación de alta velocidad integral, capaz de resolver el
problema de nuevo cierre y de interaccionar con los dispositivos de
protección aplicados en un sistema eléctrico de potencia ya
existente, así como proporcionar adicionalmente un limitador de
corriente de defecto superconductor susceptible de emplearse en un
sistema eléctrico de potencia que incorpora una capacidad de alta
tensión y alta corriente adicional, gracias a la cual puede
asegurarse la fiabilidad a largo plazo.
En un aspecto general, un limitador
superconductor de corriente de defecto se caracteriza por un módulo
de conmutación de alta velocidad integral, de tal manera que el
módulo se caracteriza por comprender adicionalmente: una bobina de
excitación, dispuesta en un recorrido divisor de corriente
conectado en paralelo a elementos superconductores dispuestos en un
recorrido de suministro de potencia, a fin de generar una fuerza
electrónica repulsiva cuando se aplica una
sobre-corriente dividida por el cebado de los
elementos superconductores, y suministrar a continuación la misma a
unos medios de intervención; un punto de contacto de conmutación de
alta velocidad, conectado en serie entre la bobina de excitación y
un sistema, situado en un terminal trasero del recorrido divisor de
corriente y acoplado axialmente de forma integral a los medios de
intervención con el fin de permitir que un punto de contacto que
está en contacto con conmutador sea abierto por una fuerza
electrónica repulsiva suministrada a los medios de intervención;
así como un conmutador de trasposición de arco, dispuesto en un
recorrido limitador de corriente, al estar conectado en paralelo
con la bobina excitación, y uno de cuyos lados está acoplado
integral y axialmente a los medios de intervención, al tiempo que
es intervenido según una dirección de desplazamiento y una
dirección opuesta del punto de contacto de conmutación de alta
velocidad, y se suministra la sobre-corriente a una
carga de limitación de corriente conectada en serie con un terminal
trasero del mismo través del punto de contacto cuando el punto de
contacto de conmutación de alta velocidad es abierto tanto como un
intervalo predeterminado.
El módulo de conmutación de alta velocidad
integral puede estar dispuesto de forma consecutiva y secuencial en
al menos uno o más números desde el punto de vista mecánico, y, más
particularmente, el punto de contacto de conmutación de alta
velocidad puede estar dispuesto de forma consecutiva y secuencial
en al menos uno o más números, y, preferiblemente, la bobina de
excitación puede estar dispuesta en uno o más recorridos divisores
de corriente en el caso de que el punto de contacto de conmutación
de alta velocidad esté dispuesto en una pluralidad de números.
A continuación se describirá en detalle, con
referencia a los dibujos que se acompañan, el limitador
superconductor de corriente de defecto, que tiene un módulo de
conmutación de alta velocidad integral y así configurado de acuerdo
con la presente invención.
Se han omitido, en aras de la brevedad y la
claridad, las descripciones detalladas de las funciones,
configuraciones o construcciones bien conocidas, de tal modo que no
oscurezcan la descripción de la presente invención con un detalle
innecesario.
Estos y/o otros aspectos y ventajas de la
invención se pondrán de manifiesto y se apreciarán más fácilmente a
partir de la siguiente descripción detallada de las realizaciones
preferidas, tomada en combinación con los dibujos que se acompañan,
en los cuales:
la Figura 1 muestra un diagrama esquemático que
ilustra un estado conectado de elementos superconductores de
acuerdo con una cierta capacidad de potencia eléctrica en un
limitador de corriente de defecto superconductor;
la Figura 2 muestra una parte detallada de la
Figura 1;
la Figura 3 muestra una realización
proporcionada a modo de ejemplo de un limitador superconductor de
corriente de defecto que tiene un módulo de conmutación de alta
velocidad integral;
la Figura 4 muestra un estado conectado de los
elementos superconductores de la Figura 3;
la Figura 5 muestra el funcionamiento detallado
de un módulo de conmutación de alta velocidad integral de la Figura
3;
la Figura 6 muestra una vista esquemática de la
realización proporcionada a modo de ejemplo de la Figura 3;
la Figura 7 muestra otra realización
proporcionada a modo de ejemplo de un limitador superconductor de
corriente de defecto, que tiene un módulo de conmutación de alta
velocidad integral; y
la Figura 8 es un gráfico que muestra una
transición de sobre-corriente, o corriente en
exceso, de acuerdo con el tiempo transcurrido, en el caso de
generación de la sobre-corriente.
La Figura 3 muestra una realización
proporcionada a modo de ejemplo de un limitador superconductor de
corriente de defecto, que tiene un módulo de conmutación de alta
velocidad integral; la Figura 4 muestra un estado conectado de los
elementos superconductores de la Figura 3; la Figura 5 muestra el
funcionamiento detallado del módulo de conmutación de alta
velocidad integral de la Figura 3; y la Figura 6 muestra una vista
esquemática de la realización proporcionada a modo de ejemplo de la
Figura 3.
Haciendo referencia a la Figura 3, un elemento
superconductor 310 se conecta en serie a una línea o conducción de
potencia eléctrica que tiene un valor de impedancia predeterminado
con el fin de optimizar las características de transferencia de la
potencia eléctrica que se suministra desde un dispositivo de
alimentación de potencia 300.
Un módulo de conmutación de alta velocidad
integral 320, una carga 330 de limitación de corriente y un
disyuntor de circuito 340 están conectados a un extremo trasero del
elemento superconductor, (indicado en líneas discontinuas para
mostrar la integridad del mismo).
El módulo de conmutación de alta velocidad
integral 320 comprende: una bobina de excitación 322, conectada en
paralelo con el elemento superconductor 310 dispuesto en un
recorrido divisor de corriente formado para dividir una
sobre-corriente, es decir, una corriente
accidental, en el caso de que se genere en un circuito el cebado o
saturación del elemento superconductor 310; un punto de contacto
324. de conmutación de alta velocidad, conectado en serie entre la
bobina de excitación 322 y un sistema 350 al tener su punto de
contacto en contacto en todo instante; y un conmutador 326 de
transposición de arco, conectado en paralelo entre ambos extremos
de la bobina de excitación 322 al tener su punto de contacto
abierto en todo instante un recorrido de limitación de corriente.
Mecánicamente, según se ilustre en líneas continuas en la Figura 5,
un eje 327 está acoplado extensivamente con una placa repulsiva 328
que es desplazada por la bobina de excitación 322, de modo que el
punto de contacto 324 de conmutación de alta velocidad se forma en
los dos extremos distales inferiores del eje, y el conmutador 326
de trasposición de arco se forma en un lado superior de ambos
extremos, de tal manera que el punto 324 de contacto de conmutación
de alta velocidad y el conmutador 326 de trasposición de arco están
dispuestos opuestamente según una concepción de conmutación de
ACTIVACIÓN / DESACTIVACIÓN ("ON/OFF"). El funcionamiento del
módulo de conmutación de alta velocidad integral 320 se describirá
en detalle con referencia a las Figuras 5a a 5d.
El elemento superconductor 310 llega a
disponerse en un estado de superconducción en el que el valor de la
resistencia eléctrica es 0 \Omega dentro de un valor de umbral de
tres parámetros, tales como una densidad de corriente crítica (Jc),
un campo magnético crítico (Hc) y una temperatura crítica (Tc).
El elemento superconductor 310 suministra una
potencia eléctrica aportada desde un dispositivo alimentador de
potencia 300 a un sistema 350 sin que haya pérdidas de potencia
eléctrica, utilizando el estado superconductor. Además, el elemento
superconductor 310 es trasferido desde un estado de superconducción
a un estado de transición de fases a una velocidad elevada, y crea
instantáneamente un fenómeno de saturación que provoca la
generación de un valor de resistencia elevada si uno cualquiera de
esos tres valores de umbral excede un nivel predeterminado.
En el caso de que una
sobre-corriente o corriente en exceso, mayor que un
cierto valor de umbral, fluya en él por causa de un accidente tal
como la caída de un rayo, una derivación a tierra, un cortocircuito,
etc., se genera una saturación que provoca la generación de una
elevada resistencia y, de esta forma, la
sobre-corriente es desviada a un recorrido
diferente. Debido a que la sobre-corriente es
desviada a un recorrido diferente en el caso de la generación de la,
sobre-corriente, pueden conectarse entre sí una
pluralidad de los elementos superconductores 310 de acuerdo con la
capacidad de corriente que se requiera en un sistema eléctrico de
potencia. Esta conexión a modo de ejemplo se ilustra, por ejemplo,
en la Figura 4.
El elemento superconductor 310 es enfriado al
ser rodeado con nitrógeno líquido y similar en un recipiente.
En el caso de que fluya una
sobre-corriente, mayor que una cierta corriente de
umbral, al interior del elemento superconductor 310 por causa de
accidentes tales como la caída de un rayo, una derivación a tierra,
un cortocircuito, etc., el módulo de conmutación de alta velocidad
integral 320 separa la sobre-corriente del elemento
superconductor 310 utilizando la sobre-corriente, y
hace posible que la sobre-corriente separada sea
limitada en cuanto a su valor de corriente.
Como se ilustra en la Figura 5a, el módulo de
conmutación de alta velocidad integral 320 comprende integralmente:
una bobina de excitación 322; un punto de contacto 324 de
conmutación de alta velocidad; y un conmutador 326 de trasposición
de arco.
El módulo 320 de conmutación de alta velocidad
tiene una estructura de Interruptor de Vacío (VI - "Vacuum
Interrupter") en la que un punto de contacto, puesto en contacto
constante, del punto de contacto 324 de conmutación de alta
velocidad está abierto en vacío, y un punto de contacto,
constantemente abierto, del conmutador 326 de trasposición de arco
está puesto en contacto en un vacío.
La bobina de excitación 322 del módulo 320 de
conmutación de alta velocidad está dispuesta en un recorrido
divisor conectado en paralelo al elemento superconductor 310, y la
sobre-corriente dividida o separada del elemento
superconductor 310 fluye al interior de la bobina: de excitación
322 y se genera, de esta forma, una fuerza electrónica
repulsiva.
El punto de contacto 324 de conmutación de alta
velocidad del módulo 320 de conmutación de alta velocidad está
conectado en serie entre la bobina de excitación 322 situada en un
extremo trasero del recorrido divisor y un sistema 350, y su punto
de contacto, puesto constantemente en contacto, se abre por medio
de una fuerza electrónica repulsiva de más de un cierto valor de
umbral, generada por la bobina de excitación 322, a fin de generar
un arco.
Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 5b, se
induce una corriente parásita y, de esta forma, se genera una
fuerza electrónica repulsiva en el caso de que fluya una
sobre-corriente al interior de la bobina de
excitación 322 del módulo 320 de conmutación de alta velocidad, y
una placa repulsiva 328, que constituye unos medios de interacción
o intervención, es desplazada en la dirección de una flecha de
acuerdo con la fuerza electrónica repulsiva. Aquí, la placa
repulsiva 328 puede ser fabricada con un conductor que tenga una
elevada conductividad, como el cobre o el
aluminio.
aluminio.
En este instante, una de las superficies de
contacto de un punto de contacto puesto en contacto en el punto de
contacto 324 de conmutación de alta velocidad, se conecta a la placa
repulsiva 328, y el punto de contacto, puesto en contacto, comienza
a abrirse en el momento en que la placa repulsiva 328 se desplaza
para generar un arco. Al menos uno o más puntos de contacto 324 de
conmutación de alta velocidad pueden ser conectados secuencialmente
y en serie para su uso.
La resistencia dieléctrica, que define la
tensión más alta de que se dispone sin que haga aparición una
disrupción dieléctrica, según se ilustra en la Figura 6, puede ser
incrementada conectando secuencialmente y en serie dos puntos de
contacto 324 de conmutación de alta velocidad uno con otro, y, como
resultado de ello, se incrementa la capacidad de tensión aceptable.
Esto es, cuanto más se incremente el número de puntos de contacto
324 de conmutación de alta velocidad conectados en serie, más se
incrementa la capacidad de tensión que puede tolerarse.
Además, como se muestra en la Figura 5, se ha
dispuesto un conmutador 326 de transposición de arco, perteneciente
al módulo 320 de conmutación de alta velocidad, en un recorrido
limitador de corriente conectado en paralelo con la bobina de
excitación 322, y el punto de contacto, puesto en contacto, del
punto de contacto 324 de conmutación de alta velocidad es
desprendido gradualmente para permitir que el punto de contacto
abierto sea puesto en contacto cuando se alcanza un cierto punto de
un intervalo predeterminado.
Como referencia, el recorrido limitador de la
corriente define un recorrido en el que una corriente accidental,
dividida o separada por saturación en los elementos
superconductores, se limita en cuanto a su valor de corriente por
una carga de limitación de la corriente, y el recorrido divisor
significa un recorrido por el que fluye la corriente accidental,
separada por la saturación en los elementos superconductores.
Se determina un tiempo de conexión del recorrido
"c" por medio de un intervalo de punto de contacto desde el
conmutador 326 de transposición de arco, y si el punto de contacto
del conmutador 326 de transposición de arco está puesto en contacto
(Figura 3), fluye una sobre-corriente al interior
del recorrido "c", que tiene un elemento de baja impedancia.
Es decir, a través del contacto del punto de contacto del
conmutador 326 de trasposición de arco, la mayor parte de las
sobre-corrientes son separadas del elemento
superconductor 310 y, de esta forma, el elemento superconductor 310
es protegido contra la sobre-corriente. Por otra
parte, el arco generado desde el conmutador 326 de trasposición de
arco se mantiene de forma continua en el lugar donde se genera un
recorrido conductor de corriente en el que la
sobre-corriente fluye al interior del sistema 350
por el arco.
Haciendo referencia a la Figura 5d, el arco
generado desde el conmutador 326 de trasposición de arco es
extinguido cuando llega a un punto de corriente nula en un
semiperiodo de una potencia eléctrica, y el recorrido conductor de
corriente generado desde el conmutador 326 de trasposición de arco
es desconectado.
La carga 334 de limitación de corriente
comprende elementos de impedancia tales como resistencias,
inductancias y condensadores, etc., y restringe la
sobre-corriente de acuerdo con un valor de
impedancia previamente calculado. Si el arco generado por el punto
de contacto 324 de conmutación de alta velocidad es extinguido
cuando llega a un punto de corriente nula en un semiperiodo de la
potencia eléctrica, la sobre-corriente fluye al
interior de la carga 334 de limitación de la corriente, que, a su
vez, restringe la sobre-corriente.
El disyuntor de circuito 340 sirve para
interrumpir o cortar la conexión con el sistema 350 de acuerdo con
una señal de corte generada por un relé de
sobre-corriente (no mostrado) en el caso de
generación de una sobre-corriente de más que un
cierto valor de umbral. El relé de sobre-corriente
(no mostrado) detecta la sobre-corriente de más que
el valor de umbral, al estar conectado al sistema eléctrico del
potencia, y protege los aparatos eléctricos de potencia contra la
sobre-corriente al generar la señal de corte.
El sistema 350 comprende al menos una o más
cargas que utilizan una potencia eléctrica suministrada desde el
dispositivo alimentador de potencia 300.
Como se ha descrito anteriormente, el módulo de
conmutación de alta velocidad integral 320 incluye una bobina de
excitación 322, destinada a generar una fuerza electrónica repulsiva
por el flujo entrante de una sobre-corriente, un
punto de contacto 324 de conmutación de alta velocidad, destinado a
presentar un punto de contacto que es abierto por la fuerza
electrónica repulsiva, y un conmutador 326 de trasposición de arco,
destinado a ser conectado o activado en el caso de que el punto de
contacto 324 de conmutación de alta velocidad se abra en un
intervalo predeterminado. Aquí, la operación del módulo de
conmutación de alta velocidad integral 320 se lleva a cabo dentro
de un semiperiodo correspondiente a una cierta frecuencia de una
potencia eléctrica suministrada desde el dispositivo alimentador de
potencia 300. La velocidad de funcionamiento es más rápida que la
de los disyuntores de circuito convencionales para cortar una
sobre-corriente dentro de entre 3 y 5 periodos.
Sin embargo, debido a que el punto de contacto
324 de conmutación de alta velocidad, perteneciente al módulo 320
de conmutación de alta velocidad, está dispuesto en un extremo
trasero del recorrido divisor, el punto de contacto del punto de
contacto 324 de conmutación de alta velocidad se abre por una
fuerza electrónica repulsiva generada por la bobina de excitación
322, y se genera simultáneamente un arco, por lo que se genera el
recorrido de conducción de corriente por el que la
sobre-corriente fluye al interior del sistema 350
por el arco generado.
El elemento de arco generado por el punto de
contacto 324 de conmutación de alta velocidad es extinguido en el
caso de que éste alcance un punto de corriente nula en un
semiperiodo de la potencia eléctrica, y, como resultado de ello, el
recorrido de conducción de la corriente es desconectado para hacer
que toda la sobre-corriente o corriente en exceso
sea limitada en cuanto a su valor de corriente en 1a carga 330 de
limitación de corriente.
Es decir, el punto de contacto 324 de
conmutación de alta velocidad del módulo 320 de conmutación de alta
velocidad está dispuesto en un extremo trasero del recorrido
divisor con el fin de que sobre-corriente sea
limitada en cuanto a su valor de corriente en la carga 330 de
limitación de corriente. Ésta es una de las razones importantes por
las que se ha venido a denominar este concepto un tipo de limitación
temporal de ausencia de defecto de media onda.
Es éste uno de los propósitos importantes de la
presente invención, que permite aplicar dispositivos de protección,
tales como el disyuntor de circuito 320, a un sistema eléctrico de
potencia, para que interactúen uno con otro.
En resumidas cuentas, la disposición del punto
de contacto 324 de conmutación de alta velocidad del módulo 320 de
conmutación de alta velocidad en un extremo trasero del recorrido
divisor hace posible para un limitador de corriente superconductor
definir un limitador de corriente de defecto superconductor del
tipo de limitación de corriente de ausencia de defecto de media
onda, de acuerdo con la presente invención.
A continuación, haciendo de nuevo referencia a
la Figura 3, típicamente, el elemento superconductor 310 suministra
una potencia eléctrica aportada desde el dispositivo alimentador de
potencia 300 al sistema 350, a través de un recorrido "d" vía
un recorrido "a", sin pérdidas en la potencia eléctrica.
El fenómeno de cebado o saturación que genera un
valor de alta resistencia, surge en el elemento superconductor 310
en el caso de la generación de una sobre-corriente
mayor que un cierto valor de umbral, de acuerdo con accidentes
tales como la caída de un rayo, una derivación a tierra, un
cortocircuito, etc., y la sobre-corriente generada
por la resistencia elevada fluye al interior de la bobina de
excitación 322 de un recorrido "b" (recorrido divisor),
conectado en paralelo con el elemento superconductor 310.
Se induce una corriente parásita por la
sobre-corriente que fluye al interior de la bobina
de excitación 322 y, de esta forma, se genera una intensa fuerza
electrónica repulsiva, de tal manera que el punto de contacto,
puesto en contacto, del punto de contacto 324 de conmutación de alta
velocidad, conectado en serie con la bobina de excitación 322, es
abierto por la fuerza electrónica repulsiva.
Si el punto de contacto del punto de contacto
del punto de contacto 324 de conmutación de alta velocidad es
separado o abierto, se genera un arco y se restringe una
sobre-corriente por la resistencia del arco
generado, hasta ser tanto como un cierto valor predeterminado. Sin
embargo, se genera un recorrido de conducción de la corriente por el
arco de manera que se provoca que la sobre-corriente
fluya a través del recorrido "d".
El punto de contacto del conmutador 326 de
trasposición de arco es puesto en contacto para hacer que la
sobre-corriente fluya al interior del recorrido
"c" (recorrido limitador de corriente), en el caso de que el
punto de contacto de conmutación de alta velocidad sea abierto
tanto como un cierto intervalo predeterminado.
El arco generado desde el punto de contacto 324
de conmutación de alta velocidad es extinguido en el caso de que la
sobre-corriente alcance un semiperiodo de un punto
de corriente nula, punto en el que el elemento superconductor 310
es separado completamente de la sobre-corriente en
el mismo instante. La totalidad de la
sobre-corriente es dividida al entrar en la carga
330 de limitación de corriente, conectada en paralelo con el punto
de contacto 324 de conmutación de alta velocidad, y, por tanto, se
restringe a un cierto valor calculado por la carga 330 de
limitación de corriente, a partir de después de un semiperiodo de la
potencia eléctrica. El disyuntor de circuito 340 activa o conecta
su conmutador de acuerdo con una señal de corte generada por un
relé de sobre-corriente, y desconecta o interrumpe a
continuación la conexión con el sistema 350.
Siendo tal el caso, el elemento superconductor
310 suministra la potencia eléctrica aportada desde el dispositivo
alimentador de potencia 300 al sistema 350 sin pérdidas en la
potencia eléctrica, genera un elevado valor de resistencia y, por
tanto, divide la sobre-corriente en diferentes
recorridos en el caso de la generación de una
sobre-corriente de más que un cierto valor de
umbral, en respuesta a accidentes tales como la caída de un rayo,
una derivación a tierra, un cortocircuito, etc.
Además, el módulo de conmutación de alta
velocidad integral 320 protege al elemento superconductor 310 al
separar o desviar la sobre-corriente del elemento
superconductor 310, y permite que la sobre-corriente
sea restringida o limitada a partir de después de un semiperiodo de
la potencia eléctrica.
De esta forma, los elementos superconductores
310, según se ilustra en la Figura 4, se conectan en paralelo de
acuerdo con la capacidad de corriente que se necesita por parte del
sistema eléctrico de potencia.
Es decir, puede realizarse en la práctica un
limitador superconductor de corriente de defecto fiable, mediante el
empleo de un elemento superconductor independiente de la capacidad
de tensión del sistema eléctrico de potencia, y la aplicación de los
mínimos elementos superconductores.
Además, el limitador superconductor de corriente
de defecto, puede adaptarse o conjuntarse con aparatos eléctricos
de potencia tales como disyuntores de circuito y similares,
dispuestos en el sistema de potencia, al restringir la
sobre-corriente tras un semiperiodo al objeto de
permitir el funcionamiento de los aparatos de potencia.
Además, puede utilizarse a tal efecto el
limitador superconductor de corriente de defecto, debido a que
basta con que se conecten en paralelo elementos superconductores de
acuerdo con la capacidad de corriente requerida por un sistema
eléctrico de potencia, y, si se conectan también los elementos
superconductores en paralelo para satisfacer la capacidad de
corriente requerida en un sistema eléctrico de potencia grande, y se
recolocan los aparatos eléctricos de potencia de acuerdo con una
cierta capacidad de tensión, es posible utilizar de forma
provechosa el limitador de corriente de defecto superconductor del
tipo de expulsión de media onda.
La Figura 7 muestra otra realización a modo de
ejemplo de un limitador superconductor de corriente de defecto, que
tiene un módulo de conmutación de alta velocidad integral.
Haciendo referencia a la Figura 7, el elemento
superconductor 310 está conectado en serie con una línea o
conducción de potencia eléctrica que tiene un valor de impedancia
predeterminado con el fin de optimizar las características de
transferencia de la potencia eléctrica suministrada desde el
dispositivo alimentador de potencia 300 El limitador superconductor
de corriente de defecto, que tiene un módulo de conmutación de alta
velocidad integral, comprende un módulo de conmutación de alta
velocidad integral 320, de tal manera que el módulo de conmutación
de alta velocidad integral 320 incluye un primer punto de contacto
324-1 de conmutación de alta velocidad, destinado a
ser conectado en serie entre el elemento superconductor 310 y un
sistema 350, en un recorrido de suministro de potencia, y que tiene
su punto de contacto siempre conectado, una primera bobina de
excitación 322-1, destinada a ser conectada en
paralelo con el elemento superconductor 310 y el primer punto de
contacto 324-1 de conmutación de alta velocidad, en
un primer recorrido divisor, una segunda bobina de excitación
322-2, destinada a ser conectada en paralelo con la
primera bobina de excitación 322-1, en un segundo
recorrido divisor, un segundo punto de contacto
324-2 de conmutación de alta velocidad, destinado a
ser conectado en serie entre la segunda bobina de excitación
322-2 y el sistema 350, y que tiene su punto de
contacto siempre conectado, y un conmutador 326 de trasposición de
arco, destinado a ser conectado en paralelo con la segunda bobina
de excitación 322-2 y que tiene un punto de
contacto siempre abierto, en un recorrido limitador de la
corriente.
Además, una carga de limitación de la corriente
está conectada entre la primera bobina de excitación
322-1, la segunda bobina de excitación
322-2 y el conmutador 326 de trasposición de arco,
a fin de formar un limitador de corriente de defecto superconductor
del tipo de expulsión de media onda. Y el limitador superconductor
de corriente de defecto está conectado al sistema 350 a través del
disyuntor de circuito 340.
A continuación, se hace una comparación entre la
Figura 7 y la Figura 3. Puede apreciarse que el limitador
superconductor de corriente de defecto comprende adicionalmente el
módulo de conmutación de alta velocidad integral 320, que incluye
el primer punto de contacto 324-1 de conmutación de
alta velocidad, conectado en serie con el elemento superconductor
310, y la primera bobina de excitación 322-1,
destinada a abrir un punto de contacto del primer punto de contacto
324-1 de conmutación rápida.
Haciendo referencia de nuevo a la Figura 7, se
explicará adicionalmente el funcionamiento del circuito. El
elemento superconductor 310 es cebado o saturado si se produce una
sobre-corriente o corriente en exceso como
consecuencia de accidentes tales como la caída de un rayo, una
derivación a tierra y un cortocircuito, para generar una resistencia
elevada, de tal manera que la sobre-corriente es
repartida o dividida en un recorrido "b-1" (un
primer recorrido divisor) que tiene un valor de impedancia
relativamente bajo, y un recorrido "b-2" (un
segundo recorrido divisor). La primera bobina de excitación
322-1, situada en el recorrido
"b-1", genera una fuerza electrónica repulsiva
en respuesta a la sobre-corriente, y un punto de
contacto del primer punto de contacto 324-1 de
conmutación rápida es abierto por la fuerza electrónica repulsiva.
Aquí, debido a que el primer punto de contacto 324-1
de conmutación rápida está conectado en serie con el elemento
superconductor 310 y, por tanto, el elemento superconductor 310
divide o reparte la sobre-corriente en el recorrido
"b-1" y en el recorrido
"b-2", se genera un arco que tiene un valor
relativamente bajo, y una sobre-corriente residual
del recorrido "a" (recorrido de suministro de potencia) es
restringida o limitada por la resistencia del arco a tanto como un
cierto valor predeterminado.
Por otro lado, la segunda bobina de excitación
322-2, situada en el recorrido
"b-2", genera una fuerza electrónica repulsiva
en respuesta a la sobre-corriente, y un punto de
contacto del segundo punto de contacto 324-2 de
conmutación de alta velocidad es abierto por la fuerza electrónica
repulsiva. Aquí, el segundo punto de contacto 324-2
de conmutación de alta velocidad está conectado en serie con la
segunda bobina de excitación 322-2 y genera un arco
mayor que el generado desde el primer punto de contacto
324-1 de conmutación de alta velocidad, por lo que
la sobre-corriente del recorrido "d" es
restringida por una resistencia de arco del arco hasta tanto como
un cierto valor predeterminado.
Además, se genera un recorrido de conducción de
la corriente en el que la sobre-corriente fluye al
interior del sistema 350 en respuesta a un arco generado por el
segundo punto de contacto 324-2 de conmutación de
alta velocidad, a fin de permitir a la
sobre-corriente fluir al interior del recorrido
"d". Si un punto de contacto del primer punto de contacto
324-1 de conmutación de alta velocidad es abierto en
un intervalo predeterminado, se pone en contacto un punto de
contacto del conmutador 326 de trasposición de arco y, de esta
forma, un arco de pequeñas dimensiones, generado en el primer punto
de contacto 324-1 de conmutación de alta velocidad,
es dividido en un recorrido "c" y simultáneamente extinguido,
y, a continuación, el elemento superconductor 310 es separado
completamente de la sobre-corriente.
Es decir, el elemento superconductor 310 es
separado de la sobre-corriente con el fin de que
disfrute de un cierto tiempo del corrección para ser restablecido
en un estado superconductor dentro de un semiperiodo de la potencia
eléctrica. De acuerdo con ello, el elemento superconductor 310 puede
ser utilizado en un sistema eléctrico de potencia que incorpore un
disyuntor de nuevo cierre que corte la conexión con el sistema 350
y restablezca a continuación la conexión dentro de un tiempo
predeterminado, de acuerdo con una señal de control generada por un
relé de sobre-corriente.
Por otra parte, un arco de gran tamaño, generado
por el segundo punto de contacto 324-2 de
conmutación de alta velocidad, es extinguido en el caso de que
alcance un punto de corriente nula dentro de un semiperiodo de la
potencia eléctrica, y, a continuación, la
sobre-corriente fluye al interior de una carga 330
de limitación de corriente y, por tanto, es restringida por la
carga 330 de limitación de corriente. Es decir, la operación de
limitación de la corriente comienza pasado un semiperiodo de la
potencia eléctrica, tal como se ilustra en la Figura 3.
Una diferencia entre el limitador superconductor
de corriente de defecto mostrado en la Figura 3, y el limitador
superconductor de corriente de defecto que se muestra en la Figura 7
es que, en el caso de la Figura 3, el arco generado por el punto de
contacto 324 de conmutación de alta velocidad es extinguido en el
caso de que alcance un semiperiodo de la potencia eléctrica y un
punto de corriente nula, y, de esta forma, el elemento
superconductor 310 es separado completamente de la
sobre-corriente pasado el semiperiodo, en tanto
que, en la Figura 7, la sobre-corriente es separada
completamente del elemento superconductor 310 dentro de un
semiperiodo por el módulo de conmutación de alta velocidad integral
320, que incluye, de forma integral, el primer punto de contacto
324-1 de conmutación rápida, la primera bobina de
excitación 322-1, la segunda bobina de excitación
322-2, el segundo punto de contacto
324-2 de conmutación rápida y el conmutador 326 de
trasposición de arco, y, de esta forma, el elemento superconductor
310 tiene más tiempo para ser restablecido en un estado de
superconducción en el caso de que el disyuntor de circuito 340 se
cierre de nuevo en un sistema eléctrico de potencia que incorpore el
disyuntor de circuito 340, el cual lleva a cabo la operación de
nuevo cierre dentro de un segundo.
Es decir, el elemento superconductor 310 es
separado de la sobre-corriente más rápidamente
debido a que necesita un tiempo predeterminado para ser restablecido
en un estado de superconducción.
La Figura 8 es un gráfico que muestra una
transición de sobre-corriente de acuerdo con el
tiempo transcurrido, en el caso de la generación de la
sobre-corriente.
Se produce un fenómeno de cebado o saturación
que genera un valor de resistencia elevado en el elemento
superconductor 310, que, a su vez, es transferido a un estado de
transición de fases en el caso de que se genere una
sobre-corriente mayor que un cierto valor de umbral
como consecuencia de accidentes tales como la caída de un rayo, una
derivación a tierra y un cortocircuito, y, a continuación, la
sobre-corriente se divide o reparte por el valor de
resistencia generado (punto P1) en un recorrido
"b-1" (un primer recorrido divisor), que tiene
un valor de impedancia relativamente bajo, y un recorrido
"b-2" (un segundo recorrido divisor).
La primera bobina de excitación
322-1, situada en el recorrido
"b-1", genera una fuerza electrónica repulsiva
en respuesta a la sobre-corriente, un punto de
contacto del primer punto de contacto 324-1 de
conmutación de alta velocidad es abierto por la fuerza electrónica
repulsiva y se genera, a continuación, un arco que tiene un valor
relativamente bajo.
La segunda bobina de excitación
322-2, situada en el recorrido
"b-2", genera una fuerza electrónica repulsiva
en respuesta a la sobre-corriente, y un punto de
contacto del segundo punto de contacto 324-2 de
conmutación rápida es abierto por la fuerza electrónica repulsiva y
genera, a continuación, un arco que es mayor que el generado por el
primer punto de contacto 324-1 de conmutación
rápida.
La sobre-corriente de los
recorridos "a" y "d" es restringida o limitada hasta
tanto como un cierto valor predeterminado, por la resistencia del
arco generado por el primer punto de contacto 324-1
de conmutación de alta velocidad, y el segundo punto de contacto
324-2 de conmutación rápida (punto P2).
Si un punto de contacto del primer punto de
contacto 324-1 de conmutación de alta velocidad es
abierto hasta tanto como un cierto intervalo predeterminado, un
punto de contacto ya abierto del conmutador 326 de trasposición de
arco es acortado, un recorrido "c" (recorrido de limitación de
corriente) se conecta, y se genera, de esta forma, un arco de
pequeño valor desde el primer punto de contacto
324-1 de conmutación rápida, y es extinguido
simultáneamente. A continuación, el elemento superconductor 310 es
separado completamente de la sobre-corriente (punto
P3). El intervalo de separación del conmutador 326 de trasposición
de arco determina el tiempo de conexión del recorrido "c".
Un arco de un valor grande, generado en el
segundo punto de contacto 324-2 de conmutación
rápida, es extinguido en el caso de que alcance un punto de
corriente nula dentro de un semiperiodo de la potencia eléctrica, y
la totalidad de la sobre-corriente fluye al interior
de la carga 330 de limitación de corriente (punto P4). La
sobre-corriente que ha fluido a la carga 330 de
limitación de corriente es restringida por un valor de impedancia
calculado, correspondiente a la carga 330 de limitación de
corriente.
Por otra parte, el disyuntor de circuito 340
interrumpe o corta la conexión con el sistema 350 al abrir un
conmutador en respuesta a una señal generada por un relé de
sobre-corriente.
Tal como se ilustra en el gráfico de la Figura
8, cuando se genera una corriente anormalmente alta o una
sobre-corriente como consecuencia de accidentes
tales como la caída de un rayo, una derivación a tierra y un
cortocircuito, la sobre-corriente es restringida
pasado un semiperiodo de la potencia eléctrica suministrada desde el
dispositivo alimentador de potencia 300 a través del limitador de
corriente de defecto, a fin de permitir al relé de
sobre-corriente controlar un disyuntor de circuito
con la detección de la sobre-corriente.
Si bien se han mostrado y descrito unas pocas
realizaciones de la presente invención, se apreciará por parte de
los expertos de la técnica que es posible hacer cambios en estas
realizaciones sin apartarse de los principios y el espíritu de la
invención, cuyo ámbito se define en las reivindicaciones y en sus
equivalentes.
Como resulta evidente de lo anterior, un
limitados superconductor de corriente de defecto de acuerdo con la
presente invención puede adaptarse o conjuntarse con aparatos
eléctricos de potencia en un sistema, al restringir una
sobre-corriente pasado un semiperiodo, en el caso
de que se genere una sobre-corriente, mayor que un
cierto valor de umbral, por accidentes tales como la caída de un
rayo, una derivación a tierra y un cortocircuito, al formar un
elemento superconductor, un módulo de conmutación de alta velocidad
integral y una carga de limitación de corriente en un circuito de
tipo híbrido Además, en el limitador superconductor de corriente de
defecto, el coste de fabricación y el coste de enfriamiento de los
elementos superconductores se ven reducidos debido al uso de los
mínimos elementos superconductores. Como resultado de ello, puede
realizarse en la práctica de forma fiable un limitador
superconductor de corriente de defecto y puede aportarse a un
sistema una potencia eléctrica estable Por otra parte, las cargas de
limitación de corriente y los aparatos de potencia certificados y
aplicados hasta el momento se utilizan para permitir un
mantenimiento fácil. Una ventaja adicional es que los elementos
superconductores pueden ser conectados en paralelo incluso en un
sistema de potencia grande de acuerdo con la capacidad de potencia
que se requiera, y que los aparatos de potencia, tales como los
disyuntores, pueden ser utilizados adecuadamente para su aplicación
en la presente invención.
Claims (6)
1. Un limitador superconductor de corriente de
defecto, que comprende un módulo de conmutación de alta velocidad
integral que limita una sobre-corriente a partir de
un valor umbral cuando ocurre un accidente, caracterizado
por que el limitador comprende: una bobina de excitación, dispuesta
en un recorrido divisor de corriente conectado en paralelo a
elementos superconductores dispuestos en un recorrido de suministro
de potencia, a fin de generar una fuerza electrónica repulsiva
cuando se aplica una sobre-corriente o corriente en
exceso dividida por el cebado o saturación de los elementos
superconductores, y suministrar a continuación la misma a unos
medios de intervención; un punto de contacto de conmutación de alta
velocidad, conectado en serie entre la bobina de excitación y un
sistema, situado en un terminal trasero del recorrido divisor de
corriente y acoplado axialmente de forma integral a los medios de
intervención con el fin de permitir que un punto de contacto que
está en contacto con el conmutador sea abierto por una fuerza
electrónica repulsiva suministrada a los medios de intervención; así
como un conmutador de trasposición de arco, dispuesto en un
recorrido limitador de corriente, al estar conectado en paralelo con
la bobina excitación, y uno de cuyos lados está acoplado integral y
axialmente a los medios de intervención, al tiempo que es
intervenido según una dirección de desplazamiento y una dirección
opuesta del punto de contacto de conmutación de alta velocidad, y se
suministra la sobre-corriente a una carga de
limitación de corriente conectada en serie con un terminal trasero
del mismo a través del punto de contacto cuando el punto de contacto
de conmutación de alta velocidad es abierto tanto como un intervalo
predeterminado.
2. El limitador de acuerdo con la
reivindicación 1 caracterizado por que un intervalo de
separación de punto de contacto del conmutador de trasposición de
arco es menor que el del punto de contacto de conmutación de alta
velocidad, de tal manera que el punto de contacto del conmutador de
trasposición de arco es conectado con anterioridad a un instante en
que se separa o abre completamente el punto de contacto de
conmutación de alta velocidad.
3. El limitador de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por que los medios de
intervención están situados en un lado superior de la bobina de
excitación y consisten en una placa repulsiva con forma de plancha,
activada por una fuerza electrónica repulsiva generada por una
sobre-corriente que se suministra a la bobina de
excitación.
4. El limitador de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado por que un punto de contacto
del conmutador de trasposición de arco está conectado de tal modo
que se encuentre en interacción con un extremo superior de la placa
repulsiva, y un punto de contacto del punto de contacto de
conmutación de alta velocidad está conectado de tal manera que se
encuentre en interacción con un extremo inferior de la placa
repulsiva.
5. El limitador de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado por que el punto de contacto
de conmutación de alta velocidad es al menos uno de los puntos de
contacto de conmutación de alta velocidad conectados en serie.
6. Un limitador superconductor de corriente de
defecto que tiene un módulo de conmutación de alta velocidad
integral que limita una sobre-corriente a partir de
un valor umbral cuando ocurre un accidente, caracterizado por
que el limitador comprende:
un primer punto de contacto de conmutación de
alta velocidad, conectado en serie entre un elemento superconductor
y un sistema dispuestos en un recorrido de suministro de
potencia;
una primera bobina de excitación, conectada en
paralelo con el elemento superconductor y el primer punto de
contacto de conmutación rápida, y dispuesta en un primer recorrido
divisor, y que genera una fuerza electrónica repulsiva por una
sobre-corriente o corriente en exceso dividida por
el elemento superconductor, a fin de desprender o separar un punto
de contacto del primer punto de contacto de conmutación de alta
velocidad;
una segunda bobina de excitación, conectada en
paralelo con la primera bobina de excitación y dispuesta en un
segundo recorrido divisor con el fin de generar una fuerza
electrónica repulsiva en respuesta a la
sobre-corriente;
un segundo punto de contacto de conmutación de
alta velocidad, conectado en serie entre la primera bobina de
excitación, la segunda bobina de excitación y el sistema, y situado
en un extremo trasero del primer recorrido divisor y del segundo
recorrido divisor, y que tiene un punto de contacto que se desprende
o separa por una fuerza electrónica repulsiva generada por la
segunda bobina de excitación; y
un conmutador de trasposición de arco, dispuesto
en un recorrido de limitación de corriente al ser conectado en
paralelo con la segunda bobina de excitación, y que suministra la
sobre-corriente a una carga de limitación de
corriente, que se conecta en serie a su extremo trasero por medio
de la apertura del punto de contacto en el caso de que el punto de
contacto de conmutación rápida sea abierto en un intervalo
predeterminado.
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