ES2683772T3 - Circuito regulador de alta tensión y alta corriente - Google Patents

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ES2683772T3 ES11831549.8T ES11831549T ES2683772T3 ES 2683772 T3 ES2683772 T3 ES 2683772T3 ES 11831549 T ES11831549 T ES 11831549T ES 2683772 T3 ES2683772 T3 ES 2683772T3
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Abstract

Un circuito regulador de alta tensión y alta corriente, destinado a ser interpuesto entre unos primer y segundo terminales que están destinados a ser conectados a un circuito externo, que comprende: a) un circuito de regulación de corriente bidireccional (10, 120), conectado entre los primer y segundo terminales (13, 15) para recibir y regular la corriente entre los primer y segundo terminales (13, 15); de tal manera que el circuito regulador de corriente comprende al menos un tubo de electrones de emisión de campo de cátodo frío (23, 24/25), portador de corriente principal, que conduce la corriente entre los primer y segundo terminales (13, 15); caracterizado por que: b) el al menos un tubo de electrones de emisión de campo de cátodo frío (23, 24/25), portador de corriente principal, tiene electrodos portadores de corriente principal (26, 29), de geometría cilíndrica concéntrica y que tienen unas primera y segunda rejillas de control (28, 31, 33, 34) para controlar la conducción de la corriente entre los primer y segundo terminales (13, 15) cuando la tensión en los primer y segundo terminales (13, 15) es positiva y negativa, respectivamente; y por que el circuito regulador comprende, de manera adicional, c) unos primer y segundo tubos de electrones de emisión de campo de cátodo frío (35, 1035), de control de rejilla, que proporcionan, respectivamente, señales de control para dichas primera y segunda rejillas de control (28, 31, 33, 34).

Description

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DESCRIPCION
Circuito regulador de alta tension y alta corriente Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un circuito regulador de alta tension y alta corriente con un aspecto relativo a controlar una corriente elevada en un circuito, y otro aspecto relativo a confinar una tension elevada en el circuito regulador.
Referencia cruzada a Solicitudes relacionadas
Esta Solicitud esta relacionada con dos Solicitudes previas del presente inventor, la Solicitud de los EE.UU. N° 12/359.198, presentada el 23 de enero de 2009 y titulada “Inversor de alta tension”, ahora la Patente de los EE.UU. N° 7.916.507 B2, y la Solicitud de los EE.UU. N° 12/554.818, presentada el 4 de septiembre de 2009 y titulada “Metodo y aparato para proteger sistemas de potencia de impulsos electromagneticos extraordinarios”, ahora la Patente de los EE.UU. N° 8.300.378 B2.
Antecedentes de la invencion
Existe la necesidad de reguladores de corriente fiables y eficientes, asf como de circuitos de confinamiento de tension para circuitos de potencia de alta tension. Existen numerosas aplicaciones para tal tecnologfa, que van desde funciones de control cntico en la red de distribucion de energfa electrica, hasta sistemas de diagnostico medico y terapeuticos y armas militares. Una «red de distribucion de energfa electrica», tal como se utiliza en esta memoria, quiere decir una red de potencia y distribucion electrica para alimentar energeticamente residencias privadas, industria y usuarios gubernamentales.
El documento US 4.594.630 divulga un circuito regulador de alta tension y alta corriente de acuerdo con el preambulo de la presente reivindicacion 1. El documento US 2010/0097734 divulga un triodo de emision de campo de catodo fno, de alta tension unidireccional, asf como un tubo de electrones de emision de campo, de catodo fno y de alta tension bidireccional.
Normativa actual de redes de distribucion de energia electrica
Por lo que respecta a las redes de distribucion de energfa electrica a gran escala que funcionan a una alta tension y a una corriente elevada, uno de los problemas mas significativos es el de limitar la corriente de fallo. Existe la acuciante necesidad de modernizar la red de distribucion de energfa electrica de los EE.UU. y de otros pafses, con una creciente necesidad de reguladores de corriente de fallo eficaces en la red de distribucion de energfa electrica. Una practica comun en la actualidad es que los sistemas de transmision electrica sean dimensionados con una magnitud sustancialmente multiplo de la capacidad de carga real, a fin de soportar condiciones de corriente de fallo transitorias que, de otro modo, desestabilizaran la red. Esto crea un factor de sobreelevacion de costes que puede ser del orden del 75% por encima de lo que sena necesario si la red se hubiera disenado tan solo para la capacidad de carga real. De esta forma, la reduccion de los transitorios de corriente de fallo podna incrementar drasticamente la capacidad efectiva de la red. Ademas de ello, existen otras aplicaciones de la regulacion de corriente en el funcionamiento de las redes de distribucion de energfa electrica que podnan beneficiarse de un regulador de corriente de fallo eficaz, tal como la regulacion del flujo de potencia.
Los limitadores de fallo de corriente de la tecnica anterior estan basados, por lo comun, en tecnologfas tales como la insercion de una resistencia o de una inductancia, la cual puede consistir en bobinas de inductancia convencionales o superconductoras, o bien en el uso de dispositivos de estado solido, tales como varistores de oxido metalico. Ninguna de estas tecnicas es capaz de satisfacer las necesidades de la industria de la energfa electrica. En la actualidad, los sistemas mas robustos en desarrollo ofrecen una limitacion de corriente de fallo de aproximadamente el 50% de la corriente nominal maxima, mientras que la industria de la energfa electrica necesita limitadores del 80% o mas de la corriente nominal maxima. Por otra parte, las tecnologfas de la tecnica anterior estan limitadas en su capacidad de manejo de tension y de corriente debido a la naturaleza intrrnseca de su diseno.
La limitacion de corriente puramente resistiva constituye el metodo mas antiguo y menos eficiente para limitar la corriente. Este implica insertar en un conductor que porta corriente una resistencia en serie cuyo valor se ha calculado de manera que tan solo permita el flujo de una cierta magnitud maxima de corriente. La corriente en exceso es convertida directamente en calor, de modo que la eficiencia es muy baja. La limitacion de corriente resistiva raramente se utiliza en circuitos de potencia, ya que la eficiencia es, con frecuencia, tan solo del orden del 50%.
La limitacion de corriente inductiva convencional es algo mejor que la limitacion de corriente resistiva y es, de hecho, ampliamente utilizada en la industria de la energfa electrica. Una desventaja de la limitacion de corriente inductiva es que la corriente es desplazada fuera de fase con respecto a la tension, de lo que resulta un pobre factor de potencia. En reactancias de limitacion de corriente inductivas mas caras, un condensador se empareja, a menudo, con una inductancia para corregir el factor de potencia. Esto llega a ser problematico en los sistemas de alta potencia, puesto que los ordenes de magnitud de manejo de potencia y de soporte de tension de las inductancias y los condensadores
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son limitados. Es principalmente esta limitacion lo que ha llevado a los presentes esfuerzos de desarrollo de la industria de la ene^a para llegar a tecnicas de limitacion de corriente mas fiables y efectivas.
Se ha propuesto el uso de tecnologfa de superconduccion y se han construido prototipos para limitar la corriente de fallo en redes de distribucion de energfa electrica. Sin embargo, la fiabilidad de la tecnologfa superconductora se ve obstaculizada por la necesidad de complejos sistemas de refrigeracion criogenica para mantener los elementos superconductores a su temperatura cntica o por debajo de esta. En caso de que fallen los sistemas criogenicos, los dispositivos superconductores pierden su superconductividad y se vuelven «normales», para convertirse en resistencias en las lmeas de potencia. Aparte de un diseno poco fiable del sistema como consecuencia de sus complejos componentes mecanicos, el coste de los limitadores basados en esta tecnologfa es alto y estan limitados, en la actualidad, a un maximo de aproximadamente 138 kV. Para hacer la red de distribucion robusta, se necesitan limitadores que puedan funcionar a aproximadamente 500 kV y por encima de este valor. A tensiones bajas, por lo comun entre 4 kV y 35 kV, tanto el tamano como el coste excluyen el uso de reguladores de corriente superconductores.
En el caso de las tecnicas de estado solido para la limitacion de corriente, se tienen las mismas desventajas que caracterizan otros sistemas de electronica de potencia de estado solido. No hay un unico dispositivo de estado solido que sea capaz de manejar, bien la necesaria tension o bien la necesaria corriente, con lo que se fuerza, asf, a los disenadores a conectar multiples dispositivos tanto en serie como en paralelo, a fin de incrementar las capacidades de manejo de la tension y la corriente, respectivamente. Sin embargo, la colocacion de dispositivos en serie y en paralelo requiere «rejillas de equilibrado» para garantizar que la tension y la corriente se distribuyen uniformemente a traves de un conjunto ordenado de dispositivos. Esto se suma a la complejidad y al coste de un sistema y reduce su fiabilidad. Los dispositivos de estado solido se ven tambien sometidos a fallos de arco individual. Un fallo de arco individual es causado cuando un dispositivo individual sufre una disrupcion electrica y se produce un arco en el seno del cristal del propio semiconductor. Esto dana el cristal, deja con frecuencia una huella de carbonizacion y provoca que dispositivo semiconductor deje de funcionar.
La exposicion anterior muestra varias razones por las que las tecnologfas existentes no son satisfactorias a la hora de utilizarse en la regulacion de corriente (por ejemplo, la limitacion de la corriente) en las redes de distribucion de energfa electrica de alta potencia. De acuerdo con ello, existe la necesidad de un regulador de corriente de fallo fiable y efectivo que pueda ser utilizado en redes de distribucion de energfa electrica o en otros circuitos.
Regulacion de tension en redes de distribucion de energfa electrica
Una preocupacion adicional relativa a las redes de distribucion de energfa electrica son los transitorios de tension, que pueden ser destructivos para los componentes electricos de la red de distribucion. Los transitorios de tension pueden presentarse por diversas causas y practicamente siempre surgen en presencia de una corriente de fallo sustancial.
De esta forma, existe la necesidad de un regulador de tension robusto, por ejemplo, un circuito de confinamiento de tension que pueda funcionar a una tension elevada y a una alta corriente en una red de distribucion de energfa electrica u otro circuito.
Breve compendio de la invencion
De acuerdo con la presente invencion, se proporciona un circuito regulador de alta tension y alta corriente destinado a ser interpuesto entre unos primer y segundo terminales que estan destinados a ser conectados a un circuito externo, el cual comprende un circuito regulador de corriente bidireccional, o en ambos sentidos, conectado entre los primer y segundo terminales para recibir y regular la corriente entre los primer y segundo terminales. El circuito de regulacion de corriente comprende al menos un tubo de electrones de emision de campo de catodo fno, portador de corriente principal, que conduce corriente entre los primer y segundo terminales. El al menos un tubo electronico de emision de campo de catodo fno, portador de corriente principal, tiene electrodos portadores de corriente principal, de geometna cilmdrica concentrica, y tiene unas primera y segunda rejillas de control para controlar la conduccion de la corriente entre los primer y segundo terminales cuando la tension en los primer y segundo terminales es positiva y negativa, respectivamente. El circuito de regulacion comprende, de manera adicional, unos primer y segundo tubos de electrones de emision de campo, de catodo fno, de control de rejilla, que proporcionan, respectivamente, senales de control para las primera y segunda rejillas de control.
Ventajosamente, el anterior regulador de corriente hace posible un regulador de corriente de fallo fiable y efectivo que puede ser utilizado en redes de distribucion de energfa electrica, asf como proporcionar otras funciones tales como las que se describen mas adelante.
De acuerdo con una realizacion, el circuito regulador comprende, de manera adicional, un circuito de confinamiento de tension, interpuesto entre los primer y segundo terminales que estan destinados a ser conectados a un circuito externo. El circuito de confinamiento de tension comprende un confinador de tension bidireccional que incluye al menos un tubo de electrones de emision de campo de catodo fno. El confinador de tension bidireccional tiene una tension de funcionamiento de umbral. Unas primera y segunda rejillas de control estan asociadas con el al menos un tubo de electrones de emision de campo de catodo fno, y son receptoras de respectivas senales de control para modular la tension en un camino de conduccion de corriente principal entre los primer y segundo terminales. Un circuito polariza
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el confinador de tension por medio de las primera y segunda rejillas de control, a fin de establecer la tension de funcionamiento de umbral.
El regulador de corriente y el confinador de tension anteriores pueden ser utilizados en conjuncion el uno con el otro y se distinguen de los dispositivos de estado solido por su extrema resistencia a los fallos debidos a la formacion de arcos. En un dispositivo de estado solido, un solo arco electrico provocara un fallo catastrofico, mientras que, en la realizacion mencionada, el circuito puede haberse hecho de manera que sea altamente tolerante a la formacion de arcos mediante el uso de metodos rutinarios para el experto de la tecnica, basandose en la presente memoria.
La presente realizacion se distingue adicionalmente de una version de estado solido debido a que presenta un intervalo de temperaturas de funcionamiento sustancialmente mas amplio. En los dispositivos de estado solido, el rendimiento comienza a decrecer rapidamente, por lo comun, a tan solo aproximadamente 26 grados centfgrados, al contrario que en la realizacion mencionada, cuando se utilizan tubos de electrones de emision de campo de catodo fno, los cuales pueden funcionar satisfactoriamente a temperaturas de 650 grados centigrados sin necesidad de utilizar medios de refrigeracion realizados espedficamente. El lfmite de temperatura superior para los tubos de electrones de emision de campo de catodo fno se produce a entorno a 760 grados centigrados, punto en el cual los electrodos de tubo llegan a una emision termoionica espontanea y el tubo comienza a conducir corriente de forma continua. Algunos nuevos dispositivos semiconductores, habitualmente con material de base de carburo de silicio, pueden funcionar a temperaturas algo mas altas que los dispositivos basados en silicio, esto es, hasta un maximo de 200 grados centigrados. Si bien esto representa una mejora sustancial, sigue siendo un valor sustancialmente mas bajo que el lfmite de temperatura para tubos de electrones de emision de campo de catodo fno, y el carburo de silicio sigue viendose sometido a fallos de arco individual, lo que lo hace casi tan vulnerable como los dispositivos basados en silicio. El carburo de silicio es tambien muy caro y presenta magnitudes de manejo de tension y de corriente del dispositivo individual bajas, teniendo, por lo comun, una magnitud de manejo de la tension no superior a aproximadamente 1.500 voltios, lo que precisa del uso generalizado de redes en serie y en paralelo para conseguir magnitudes de manejo de la tension mas elevadas.
En la realizacion mencionada de la invencion, combinando un regulador de corriente y un confinador de tension, puede construirse un tubo de electrones de emision de campo de catodo fno individual de manera que maneje tensiones que superan el millon de voltios, con capacidades de manejo de corriente medidas en cientos de kiloamperios, que ningun dispositivo semiconductor conocido es capaz de alcanzar.
Breve descripcion de los dibujos
Caractensticas y ventajas adicionales de la invencion se pondran de manifiesto de forma evidente por la lectura de la siguiente descripcion detallada de la invencion, en combinacion con las figuras de los dibujos, en las cuales:
La Figura 1 es un diagrama electrico esquematico de un regulador de alta tension y alta corriente, parcialmente en forma de bloques, de acuerdo con una realizacion preferida de la invencion.
La Figura 2 es una vista en perspectiva y simplificada, parcialmente recortada, de un tubo de electrones de emision de campo, de catodo fno y bidireccional, o tubo Bi-tron, que puede ser utilizado en el regulador de corriente de la Figura 1.
La Figura 3 es un diagrama electrico esquematico de un par de tubos de emision de campo de catodo fno, conectados entre sf por sus partes traseras, que pueden ser utilizados en lugar de un tubo Bi-tron mostrado en las Figuras 1 y 2.
La Figura 4 es un diagrama electrico esquematico, parcialmente en forma de bloques, de un par de transformadores de potencia, los cuales utilizan un aspecto de regulacion de corriente de la invencion para su proteccion frente a corrientes inducidas geomagneticamente (GIC -“Geomagnetically Induced Currents”-).
La Figura 5 es un diagrama electrico esquematico de unos circuitos para controlar los reguladores de corriente de la Figura 4 cuando se utilizan para proteger los transformadores de corrientes inducidas geomagneticamente (GIC).
La Figura 6 es similar a la Figura 4, pero muestra un uso diferente del aspecto de regulacion de corriente de la invencion.
La Figura 7 es similar a la Figura 1, pero muestra un circuito regulador de alta tension y alta corriente que tiene tanto un circuito regulador de corriente, tal como se muestra en la Figura 1, como un circuito de confinamiento de tension.
Descripcion detallada de la invencion
Cerca del final de esta descripcion detallada se encuentra una lista de numeros de referencia y de partes asociadas. Las siguientes definiciones se refieren a terminos que se utilizan en la presente memoria.
«Red de distribucion de energfa electrica» significa, en esta memoria, una red de energfa electrica y distribucion para alimentar energeticamente residencias privadas, industria y usurarios gubernamentales. Por lo comun, una red de distribucion de energfa electrica tendra una pluralidad de generadores de energfa y unos medios para la transmision
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de la electricidad a una pluralidad de subestaciones de distribucion, de manera que la funcion de dichas subestaciones es distribuir la energfa a residencias privadas industria y usuarios gubernamentales.
«Corriente de fallo» quiere decir un estado grave de sobrecorriente, o corriente excesiva.
«Corriente elevada» quiere decir, en la presente memoria, que es mayor que 50 amperios.
«Alta tension» significa, en esta memoria, que es mayor que 400 voltios CA [de corriente alterna -“AC (Alternating Current)”-].
Regulador de corriente de alta tension
De acuerdo con una realizacion de la invencion, la Figura 1 muestra un circuito regulador de corriente de alta tension 10 que tiene unos primer y segundo terminales, 13 y 15, destinados a ser interpuestos dentro de un circuito cuya corriente se desea regular. El circuito regulador de corriente 10 tiene una capacidad de corriente elevada, habiendose definido «corriente elevada» en lo anterior. Cuando la polaridad de una tension en los primer y segundo terminales, 13 y 15, es positiva, la parte del circuito 10 casi completamente encerrada por el lazo de lmea discontinua 18 controla el funcionamiento del circuito regulador 10. Y a la inversa, cuando la polaridad de una tension en los primer y segundo terminales, 13 y 15, es negativa, la parte del circuito 10 casi completamente encerrada por el lazo de lmea discontinua 20 controla el funcionamiento del circuito regulador 10. Por supuesto, en el recorrido de circuito ilustrado horizontalmente, entre los primer y segundo terminales, 13 y 15, el conductor (no numerado), los electrodos portadores de corriente principal (denominados catanodos) 26 y 29, del tubo Bi-tron 23 y una resistencia en derivacion 47 son utilizados para excursiones o idas de tension, tanto positivas como negativas, en los primer y segundo terminales, 13 y 15. Las rejillas 28 y 31 del Bi-tron 23 son utilizadas, respectivamente, durante las excursiones positivas y negativas de tension en los primer y segundo terminales.
Los lazos de lmea discontinua 18 y 20 se han dispuesto, preferiblemente, de forma asimetrica entre sf, tanto por lo que respecta a la topologfa de circuito como a los valores de los componentes, de tal manera que basta una descripcion de unicamente los circuitos asociados con el lazo de lmea discontinua 18 para describir los circuitos asociados con el lazo de lmea discontinua 20.
Los circuitos del lazo de lmea discontinua 18 incluyen un tubo de emision de campo de catodo fno y bidireccional 23, al que se hace referencia en esta memoria, de forma abreviada, como tubo Bi-tron. La estructura del tubo Bi-tron 23 puede ser mas facilmente apreciada haciendo referencia a la Figura 2, la cual comparte numeros de partes comunes con el Bi-tron 23 de la Figura 1. Como se muestra en la Figura 2, el tubo Bi-tron 23 incluye un «catanodo» interior 26, con el que quiere significarse un conductor portador de corriente principal que funciona alternativamente como catodo y como anodo. El catanodo 26 se ha conformado de forma cilmdrica, y puede tener la forma de un cilindro macizo, como se muestra. Un segundo catanodo 29, de forma cilmdrica, rodea el catanodo 26 y comparte el mismo eje longitudinal (no mostrado). Una rejilla conformada de forma cilmdrica 28 rodea el catanodo 26, y es adyacente a, y esta asociada con, dicho catanodo. Una rejilla conformada de forma cilmdrica 31 esta encerrada por el catanodo 29, y es adyacente a dicho catanodo y esta asociada con este. Pueden encontrarse detalles adicionales de los tubos Bi- tron en el documento de Publicacion N° US 2010/0195256 A1, de fecha 5 de agosto de 2010, titulado “Metodo y aparato para proteger sistemas potencia de impulsos electromagneticos extraordinarios”, ahora la Patente de los EE.UU. N° 8.300.378 B2.
Existe un tubo de electrones de alta tension 35 incluido en el lazo de lmea discontinua 18 y que, de acuerdo con los circuitos que se van a describir a continuacion, detecta la tension en el primer terminal 13 y controla la rejilla 31 del Bi- tron 23. El tubo de electrones de alta tension 35, tambien conocido como tubo Pulsatron, es un tubo de emision de campo de catodo fno que tiene un anodo 37, un catodo 39 y una rejilla 41 adyacente a dicho catodo 39 y que esta asociada con este. En una realizacion real, el anodo 37, el catodo 39 y la rejilla 41 se han conformado de forma cilmdrica. Detalles adicionales de un tubo Pulsatron se encuentran en la Patente de los EE.UU. N° 4.950.962, expedida el 21 de agosto de 1990 y titulada “Tubo de conmutacion de alta tension”. El primer terminal 13 y el segundo terminal 15 estan, preferiblemente, interconectados formando una red de distribucion de energfa electrica (no mostrada) en el orden del sentido de flujo de potencia en la red de distribucion de energfa electrica.
Dentro del lazo de lmea discontinua 18 de la Figura 1, suponiendo una tension positiva en los primer y segundo terminales, 13 y 15, la resistencia 42 y la resistencia ajustable 44 establecen una tension de polaridad para la rejilla 31 del Bi-tron 23, el cual funciona como un regulador de corriente en serie. La resistencia 42 puede tener tambien un componente inductivo. El Bi-tron 23 es funcionalmente analogo a un FET [transistor de efecto de campo -“Field Effect Transistor”-] en este circuito. La corriente que fluye desde el tubo Bi-tron 23 fluye a traves de una resistencia en derivacion 47 al objeto de desarrollar una tension a traves de tal resistencia 47. Esta tension es suministrada a traves de un divisor de tension compuesto por unas resistencias 50 y 52. La rejilla 41 del tubo Pulsatron 35 esta conectada a la union de las resistencias 50 y 52. Una tension de referencia, designada como REF. 1, se aplica al lado superior de la resistencia 50. La relacion entre la tension de la resistencia en derivacion 47, tomada en el segundo terminal 15, y la tension de referencia REF. 1 determina el grado de conduccion del tubo Pulsatron 35, el cual, a su vez, controla la conduccion del tubo Bi-tron 23. Un condensador 55, conectado a traves de la resistencia 52, establece una primera constante de tiempos con la resistencia 50 al objeto de garantizar que el circuito permanece en conduccion hasta el
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punto de cruce con el cero. Ajustando los valores de la tension de referencia REF. 1 y los valores de resistencia del divisor de tension 50 y 52, pueden ser implementados diferentes modos de regulacion de la corriente. La tension de referencia REF. 1 viene proporcionada por otro circuito, y corresponded a la practica rutinaria implementarla por parte de una persona con conocimientos ordinarios.
Supresion de harmonicos
Los harmonicos de alta frecuencia son indeseables en las redes de distribucion de energfa electrica, en las que conducen a ineficiencias del sistema. Se ha venido realizando un esfuerzo considerable por parte de las compares de servicios publicos para eliminar los harmonicos de alta frecuencia, de manera que cualquier componente de conmutacion que los produce es de un diseno inapropiado para aplicaciones de redes de suministro de energfa. La reduccion del contenido de harmonicos en las operaciones de conmutacion por parte del regulador de corriente de alta tension 10 (Figura 1) se lleva a efecto, preferiblemente, (1) aumentando la longitud de los conjuntos de canon de electrones formados a partir de los catanodos 26 y 29, segun se muestra en la Figura 2, y (2) incluyendo un segundo circuito de constante de tiempos en cada lazo de lmea discontinua 18 o 20 de la Figura 1, para controlar el Bi-tron 23.
Asf pues, los circuitos contenidos dentro del lazo de lmea discontinua 18 incluyen un circuito de constante de tiempos de Rc, formado por la resistencia 42 y un condensador 58, que se ha calculado para producir un tiempo de ascenso del orden de 1/8 de un ciclo a una frecuencia de 60 Hz u otra frecuencia tfpica en un circuito de red de distribucion de energfa electrica. Un circuito de constante de tiempos alternativo utiliza una inductancia en lugar de la resistencia 42, dispuesta en serie con la rejilla 29 del tubo Bi-tron 23. El circuito de constante de tiempos de resistencia-condensador (RC) descrito o el circuito de constante de tiempos de inductancia-condensador (LC) proporciona el deseado tiempo de ascenso lento para minimizar los harmonicos, tal y como se ha descrito anteriormente.
La resistencia 64 forma parte de un divisor de tension ajustable, provisto de la resistencia ajustable 44, para ajustar la polaridad de rejilla del Pulsatron 35. La resistencia 64 tambien influye en la polaridad de la rejilla asociada 31 del tubo Bi-tron 23. Puede tambien utilizarse una resistencia adicional 66, mostrada en lmeas discontinuas, para polarizar la rejilla 41 del tubo Pulsatron 35.
La Figura 3 muestra una alternativa de uso de un tubo de emision de campo de catodo fno, bidireccional, o tubo Bi- tron 23 de la Figura 1. Asf, pues, la Figura 3 muestra un par de tubos de electrones de emision de campo de catodo fno, conectados entre sf por sus partes traseras, o de forma antiparalela, 24 y 25, a fin de que el anodo del tubo 24 se encuentre al mismo potencial del electrodo 27 portador de corriente principal, que corresponde al catanodo 26 del Bi- tron (23) (Figura 1), y el anodo del tubo 25 se encuentre al mismo potencial del electrodo 30 portador de corriente principal, que corresponde al catanodo 29 del Bi-tron 23. Los tubos 24 y 25 tienen respectivas rejillas de control 33 y 34, las cuales se corresponden con las rejillas de control 31 y 28 del Bi-tron 23 de la Figura 1. Los tubos de electrones 24 y 25 tienen, preferiblemente, una geometna cilmdrica de los electrodos, y pueden comprender tubos Pulsatron, anteriormente descritos.
Para el funcionamiento del circuito regulador de corriente de alta tension 10 cuando la polaridad de la tension en los primer y segundo terminales, 13 y 15, es negativa, los circuitos situados dentro del lazo de lmea discontinua 20 funcionan de una manera complementaria a la de los circuitos anteriormente descritos situados dentro del lazo de lmea discontinua 18. Se ha dado a los componentes correspondientes dentro del lazo de lmea discontinua 20 numeros de referencia correspondientes, aumentados por un «10» antepuesto; de esta manera, el tubo Pulsatron 1135 situado dentro del lazo inferior 20 corresponde al tubo Pulsatron 35 del lazo superior 18.
Caractensticas de diseno preferidas del circuito de regulacion de corriente
Preferiblemente, el circuito regulador de corriente de alta tension 10 de la Figura 1 se ha disenado para tener una o mas de las siguientes caractensticas:
• un REGULADOR DE CORRIENTE DE FALLO, que tiene una capacidad de manejo de tension y de corriente suficiente para limitar las corrientes de fallo en una red de distribucion de energfa electrica, y, como se describe mas adelante en relacion con la Figura 7, tambien para limitar estados de sobretension en la red de distribucion de energfa electrica.
• una PROTECCION FRENTE A GIC, que tiene una capacidad de tension y de corriente suficiente para que, cuando se coloca en la pata de toma de tierra de un arrollamiento conectado en estrella, perteneciente a un transformador o generador electrico de una red de distribucion de energfa electrica, el circuito de regulacion de corriente bidireccional regula las corrientes inducidas geomagneticamente con el fin de prevenir danos al arrollamiento o al generador. El circuito de la presente invencion es funcional a la frecuencia muy baja (pseudo-CC) tfpica de las senales de GIC.
• un CONTROL DEL FLUJO DE POTENCIA, que tiene una capacidad de manejo de tension y de corriente suficiente para controlar el flujo de potencia en una red de distribucion de energfa electrica.
• un DISYUNTOR DE CIRCUITO, que tiene una capacidad de regular la corriente entre los primer y segundo terminales, 13 y 15, desde una conduccion total (del 100%) hasta un corte total (esto es, un flujo de corriente nulo), en un funcionamiento analogico continuo cuando se desea, de tal modo que el circuito regulador de corriente 10 puede
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ser utilizado como disyuntor de circuito.
La implementacion de las anteriores capacidades sera una practica rutinaria para una persona con conocimientos ordinarios de la tecnica, a la vista de la presente memoria. Estas capacidades son adicionalmente descritas como sigue.
REGULADOR DE CORRIENTE DE FALLO. Limitar las corrientes de fallo constituye una tecnica extremadamente importante que puede ser llevada a efecto en muchos lugares de una red de distribucion de energfa electrica. Puede utilizarse para proteger elementos individuales de dicha red, tales como los disyuntores de circuito y los transformadores; puede utilizarse como elemento de control activo en las denominadas «redes inteligentes»; y puede ser utilizada para la proteccion frente a corrientes inducidas geomagneticamente (GIC -“Geomagnetically Induced Currents”-), lo que se expone como sigue.
PROTECCION FRENTE DE GIC. Uno de los usos del circuito de regulacion de corriente de la invencion es un regulador de corriente de fallo para limitar la corriente y proteger el equipo de danos debidos a las GIC. La Figura 4 muestra unos transformadores trifasicos 70 y 80 conectados entre los elementos 85 y 86 de la red de distribucion de energfa electrica, de tal manera que los elementos son los expuestos en la anterior definicion de «red de distribucion de energfa electrica». El transformador 70 tiene un arrollamiento primario 72 con las tres fases conectadas en configuracion de triangulo, y un arrollamiento secundario 74 con las tres fases conectadas en una configuracion en estrella. El transformador 80 tiene, similarmente, un arrollamiento primario 82 conectado en una configuracion en estrella, y un arrollamiento secundario 84 con las tres fases conectadas en una configuracion de triangulo. El numero de referencia 87 alude a una cierta distancia tangible a traves de la superficie y la region de corteza o capa superior del terreno, y las tomas de tierra 88 y 89 son tomas conectadas al terreno. La GIC 90 se ha representado por una serie de flechas, y constituye una corriente de pseudo-CC. Las GICs se describen con mayor detalle en la Publicacion de Patente de los EE.UU. N° 2010/0097734 A1, de fecha 22 de abril de 2010, titulada “Metodo y aparato para la proteccion de sistemas de distribucion de energfa frente a impulsos electromagneticos extraordinarios”.
La Figura 4 tambien muestra la inclusion de reguladores de alta tension y alta corriente, 91 y 95, en respectivas patas de toma de tierra de los arrollamientos conectados en estrella 74 y 82 de los transformadores 70 y 80, fijados a las tomas de tierra conectadas al terreno 88 y 89, respectivamente. Los reguladores de corriente 91 y 95, que pueden comprender, cada uno de ellos, un circuito regulador de corriente de alta tension 10 de la Figura 1, por ejemplo, actuan limitando la GIC, que es una corriente de pseudo-CC de muy baja frecuencia, u otra corriente de Cc que se desplaza por las patas de toma de tierra de los arrollamientos del transformador conectado en estrella. De esta manera, los transformadores 70 y 80 son protegidos de tales corrientes de fallo de pseudo-CC o de CC que podnan facilmente danar o destruir el transformador.
Los reguladores de corriente 91 y 95 de la Figura 4 son controlados en respuesta a la corriente en las mencionadas patas de toma de tierra para los arrollamientos 74 y 82, que se mide a partir de la tension en las resistencias 92 y 96 de respectivas derivaciones de corriente de alta velocidad 93 y 97. Por ejemplo, las tensiones en las resistencias 92 y 96 vienen proporcionadas en un circuito diferenciador de CC-CA [corriente continua - corriente alterna] 100 de la Figura 5, por ejemplo, para ajustar las tensiones de referencia rEf. 1 y REF. 2 (Figura 1) de los reguladores de corriente 91 y 95. Tales tensiones son, preferiblemente, transmitidas a un terminal de entrada 101 de los respectivos circuitos diferenciadores de CC-CA de la Figura 5, los cuales controlan los reguladores de corriente de una manera tal, que permiten que las corrientes transitorias de CA pasen simplemente a traves de los reguladores de corriente, sin restricciones.
Las tensiones en las resistencias 92 y 96 (Figura 4) son, preferiblemente, transmitidas a los terminales de entrada 101 de los respectivos circuitos de la Figura 5 por respectivos medios de conexion coaxial 94 y 98. Los anteriores y otros detalles de las derivaciones de corriente de alta velocidad se encuentran dentro de la practica rutinaria del experto de la tecnica, por medio de la anteriormente citada Publicacion de Patente de los EE.UU. N° 2010/0097734, de fecha 22 de abril de 2010, titulada “Metodo y aparato para la proteccion de sistemas de distribucion de energfa frente a impulsos electromagneticos extraordinarios”. Una alternativa menos deseable al uso de los medios de conexion coaxial 94 y 98 es un enlace de fibra optica (no mostrado) con una etapa de electrica a optica en el extremo de entrada y una etapa de optica a electrica en el extremo de salida.
Las tensiones de las resistencias 92 y 96, recibidas por respectivos terminales de entrada 101 del circuito de la Figura 5, son aplicadas a una de las entradas de un amplificador diferencial 104, cuya otra salida esta conectada a la toma de tierra 105. En presencia de una corriente CC, o pseudo-CC, tal como la que caracteriza la GIC, en las patas de toma de tierra antes mencionadas de los arrollamientos 74 y 82 de transformador, los respectivos amplificadores diferenciales 104 producen una salida muy pequena. Sin embargo, en presencia de corriente CA transitoria en las mencionadas patas de toma de tierra, los amplificadores diferenciales 104 producen, respectivamente, un pico afilado. Un respectivo disparador de Schmidt 106, que tiene una entrada que recibe la salida de un amplificador diferencial 104, y otra entrada a la tension de referencia REF. 3, detecta el pico anterior y crea una tension en un terminal de salida respectivo 103 que es considerablemente mas elevada que las tensiones de referencia normales REF.1 y REF. 2 (Figura 1) y anula esas tensiones de referencia para permitir que pase un alto valor de la corriente CA transitoria sin obstaculos a traves de los reguladores de corriente 93 y 97. El diseno de los reguladores de corriente 93 y 97, incluyendo la seleccion de las tensiones de referencia REF. 1 y REF. 2, determina la magnitud del elevado valor de
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corriente que se deja pasar en presencia de una corriente CA transitoria.
La otra entrada del disparador de Schmidt 106 es una tension de referencia REF. 3 que se utiliza para ajustar un umbral para hacer que el disparador de Schmidt 106 envfe la tension de salida anuladora antes descrita por el terminal de salida 103, a fin de permitir que pase sin obstaculos un elevado valor de corriente CA transitoria a traves de los reguladores de corriente 93 y 97. Cuanto mas bajo es el umbral que se establece por la REF. 3, mas grande sera el intervalo de corrientes CA transitorias que se dejan pasar sin obstaculos a traves de los reguladores de corriente 93 y 97.
En ausencia de una corriente CA transitoria detectada en las patas de toma de tierra antes mencionadas de los arrollamientos conectados en estrella 74 y 82 de la Figura 4, las tensiones de referencia REF. 1 y REF. 2 (Figura 1) para cada uno de los reguladores de corriente 91 y 95 funcionan sin anulacion desde una salida 103 de un respectivo circuito diferenciador de CC-CA 100 de la Figura 5.
El amplificador diferencial 104 y el disparador de Schmidt 106, u otro detector de tension de umbral, pueden ser implementados con tubos de emision de campo de catodo fno o con otros circuitos que puedan funcionar apropiadamente a las magnitudes de tension y de corriente que se encontraran. Tales magnitudes de tension y de corriente pueden llegar mas arriba de 10 kV, incluso de entre 20 kV y 30 kV, y pueden llegar mas arriba de 100 kiloamperios. La implementacion del circuito diferenciador de CC-CA 100 sera una practica rutinaria para las personas con conocimientos ordinarios de la tecnica, basandose en la presente memoria.
El uso de los reguladores de alta tension y alta corriente 91 y 95 en el circuito de la Figura 4 es superior al uso de resistencias o condensadores (no mostrados) en las patas de toma de tierra de un transformador conectado en estrella, ya que las resistencias y los condensadores son propensos a fallos y, por tanto, actuan mas como fusibles que se queman y, en consecuencia, crean un circuito abierto. Una vez que una resistencia o un condensador se quema y crea un circuito abierto, el circuito en el que esta situado pierde su conexion a tierra y se hace extremadamente peligroso. Los condensadores son tambien limitados por sus magnitudes de manejo de tension y de corriente, que son ordenes de magnitud inferiores a las que los reguladores de corriente 91 y 95 de la Figura 4 pueden manejar de forma segura y repetida.
CONTROL DE FLUJO DE POTENCIA. Una aplicacion importante del regulador de alta tension y alta corriente 10 de la Figura 1 es el control del flujo de potencia en una red de distribucion de energfa electrica. Esta funcion es distinta de la de limitar la corriente de fallo, que es una funcion protectora. El control del flujo de potencia es una tecnica de gestion de la energfa que se utiliza para optimizar la capacidad de transmision de una red de distribucion de energfa electrica. La Figura 6 muestra una implementacion de esta aplicacion y es generalmente similar a la de la Figura 4, de manera que se sirve de los mismos numeros de referencia para las mismas partes. La Figura 6 muestra la interposicion de reguladores de corriente 110, 112 y 114, cada uno de los cuales puede comprender un circuito regulador de corriente de alta tension 10 de la Figura 1, por ejemplo, en los respectivos conductores 111, 113 y 115 que interconectan los arrollamientos en estrella 74 del transformador 70 con los arrollamientos conectados en estrella 82 del transformador 80. Los reguladores de corriente 110, 112 y 114 pueden controlar el flujo de potencia en una red de distribucion de energfa electrica, puesto que la tension de tal red se regula de manera que sea aproximadamente constante. De esta forma, el control de la magnitud de la corriente directamente controla el flujo de potencia electrica. Cuando se utilizan para el control del flujo de potencia, los reguladores de corriente 110, 112 y 114 funcionan, por lo comun, para regular la corriente de forma continua o de forma mas continua que cuando se utilizan para el proposito de limitar los transitorios de corriente excesiva, o sobrecorriente.
Beneficiosamente, los reguladores de corriente 110, 112 y 114 del circuito de la Figura 6, por ejemplo, pueden tambien ser utilizados para suprimir un estado de corriente excesiva en una red de distribucion de energfa electrica.
DISYUNTOR DE CIRCUITO. El circuito regulador de alta tension y alta corriente 10 de la Figura 1 puede ser utilizado, ventajosamente, para regular la corriente entre los primer y segundo terminales 13 y 15 hasta un valor nulo en una funcion analogica continua, cuando se desee. De esta manera, el circuito regulador de corriente 10 puede ser utilizado como disyuntor de circuito.
Otras aplicaciones para el regulador de alta tension y alta corriente 10 de la Figura 1 resultaran evidentes para las personas con conocimientos ordinados de la tecnica, basandose en la presente memoria.
Regulador de tension y regulador de corriente combinados.
Es deseable mejorar adicionalmente la capacidad funcional del circuito regulador de alta tension y alta corriente antes descrito 10 de la Figura 1, mediante la adicion de un circuito de confinamiento de tension, tal como se muestra, por ejemplo, en la Figura 7. Esto es debido a que las sobrevenidas de corriente de fallo, por ejemplo, vienen frecuentemente acompanadas por transitorios de sobretension, y, en ocasiones, se producen por sf mismos los transitorios de sobretension. Si son de la suficiente magnitud, tales transitorios de sobretension pueden provocar fallos en el aislamiento electrico, lo que conlleva danos graves en el sistema.
De esta forma, la Figura 7 muestra un circuito regulador de corriente 120 similar el circuito regulador de corriente 10 de la Figura 1 y que tiene los mismos numeros de referencia que en la Figura 1 para indicar partes similares, para las
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cuales resulta, por tanto, innecesaria una descripcion en relacion con la Figura 7. La Figura 7 muestra tambien un circuito de confinamiento de tension, de alta tension y alta corriente 130, interpuesto entre los primer y segundo terminales, 13 y 15. Un tubo de electrones de emision de campo de catodo fno y bidireccional, o tubo Bi-tron 140, de la misma descripcion que el anteriormente descrito tubo Bi-tron 23 de la Figura 1, tiene, preferiblemente, su electrodo mas exterior o catanodo 141, comparable al catanodo 29 de la Figura 2, conectado a la toma de tierra 145 a traves de una resistencia 148, y su electrodo central o catanodo 143, conectado a un conductor 150 que suministra corriente al circuito de regulacion de corriente 120. El tubo Bi-tron 140 tiene una cierta tension de funcionamiento de umbral. Una primera rejilla de control 142 esta asociada con el electrodo exterior o catanodo 141 del tubo Bi-tron 140, y una segunda rejilla de control 144 esta asociada con el electrodo interior o catanodo 143 del tubo Bi-tron 140. Estas rejillas 142 y 144 proporcionan unos medios para el control del flujo de corriente a traves del tubo Bi-tron 140.
Un circuito externo para polarizar el tubo Bi-tron 140, que comprende la resistencia 148 y las resistencias 152, 154 y 157, por ejemplo, se utiliza para ajustar una tension de funcionamiento de umbral para el funcionamiento del tubo 140. La seleccion de valores de componentes asf como las variaciones de los circuitos de polarizacion constituiran la practica rutinaria para las personas con conocimientos ordinarios de la tecnica, basandose en la presente memoria. Puede proporcionarse un primer filtro de paso bajo 160, preferiblemente de ferrita, entre el primer terminal 13 y el circuito regulador de corriente bidireccional 120 para la supresion de los transitorios por debajo de la antes mencionada tension de funcionamiento de umbral del tubo Bi-tron 140. El uso de un filtro de ferrita evita, ventajosamente, las resonancias ferromagneticas en el circuito protegido.
El circuito de polarizacion mencionado para el tubo Bi-tron 140 consigue un confinamiento de la tension hasta un valor predeterminado al drenar selectivamente el exceso de tension desde el primer terminal 13 a tierra en virtud de la configuracion en derivacion en que se ha configurado el tubo Bi-tron 140 en el circuito de la Figura 7. Una persona con conocimientos ordinarios de la tecnica encontrara propio de la practica rutinaria disenar el mencionado circuito de polarizacion para el tubo Bi-tron 140, a la vista de la presente memoria.
Preferiblemente, el circuito de confinacion de tension 130 precede al circuito regulador de corriente bidireccional 120 en el sentido del flujo de potencia, en una red de distribucion de energfa electrica. Esto es debido a que el angulo de fase de la corriente esta retrasado 90 grados con respecto al angulo de fase de la tension, y pueden ser preferibles los transitorios de tension de confinamiento con el circuito de confinamiento de tension 130, antes de regular la corriente con el circuito regulador de corriente 120. Sin embargo, el circuito de confinamiento de tension 130 puede seguir el circuito regulador de corriente bidireccional 120 en la direccion del flujo de potencia, en una red de suministro de energfa electrica.
En el circuito regulador de corriente bidireccional 120, puede utilizarse un segundo filtro de paso bajo 170, preferiblemente de ferrita, para suprimir cualesquiera transitorios que puedan haber escapado a una filtracion o supresion previas.
Una alternativa al uso de un tubo Bi-tron 140 en el circuito de confinamiento de tension 130 de la Figura 6 es utilizar el par de tubos de electrones de emision de campo de catodo fno, conectados entre sf por sus partes traseras, o en disposicion antiparalela, 24 y 25, de la Figura 3.
Lo que sigue es una lista de numeros de referencia y de sus partes asociadas, tal como se utilizan en esta memoria y en los dibujos:
Numero de referencia
Parte
10
Circuito regulador de corriente de alta tension
13
Primer terminal
15
Segundo terminal
18
Lazo de lmea discontinua
20
Lazo de lmea discontinua
23
Tubo de tetrodo de emision de campo de catodo fno y bidireccional /
tubo Bi-tron
24
Tubo de electrones de emision de campo de catodo fno
25
Tubo de electrones de emision de campo de catodo fno
26
Catanodo
27
Electrodo portador de corriente principal
28
Rejilla
29
Catanodo
Numero de referencia
Parte
30
Electrodo portador de corriente principal
31
Rejilla
33
Rejilla
34
Rejilla
35 y1035
Tubo de electrones de alta tension / tubo Pulsatron
37 y1037
Anodo
39 y1039
Catodo
42 y1042
Resistencia
44 y1044
Resistencia ajustable
47
Resistencia en derivacion
50 y1050
Resistencia
52 y1052
Resistencia
55 y1055
Condensador
58 y1058
Condensador
64 y1064
Resistencia
66 y1066
Resistencia
70
Transformador trifasico
72
Arrollamiento primario
74
Arrollamiento secundario
80
Transformador trifasico
82
Arrollamiento secundario
84
Arrollamiento primario
87
Terreno
88
Toma de tierra al terreno
89
Toma de tierra al terreno
90
Corriente geomagneticamente inducida
91
Regulador de corriente
92
Resistencia
93
Derivacion de corriente de alta velocidad
94
Conexion de cable coaxial
95
Regulador de corriente
96
Resistencia
97
Derivacion de corriente de alta velocidad
98
Conexion de cable coaxial
100
Circuito diferenciador de CC - CA
101
Terminal de entrada
103
Terminal de salida
104
Amplificador diferencial
105
Toma de tierra
Numero de referencia
Parte
106
Disparador de Schmidt
110
Regulador de corriente
111
Conductor
112
Regulador de corriente
113
Conductor
114
Regulador de corriente
115
Conductor
120
Circuito regulador de corriente
130
Circuito de confinamiento de tension, de alta tension y alta corriente
140
Tubo de electrones de emision de campo de catodo fno y bidireccional, o tubo Bi-tron
141
Electrodo mas exterior o catanodo
142
Primera rejilla de control
143
Electrodo central o catanodo
144
Segunda rejilla
145
Toma de tierra
148
Resistencia
150
Conductor
152
Resistencia
154
Resistencia
157
Resistencia
160
Primer filtro de paso bajo
170
Segundo filtro de paso bajo
Si bien la invencion se ha descrito con respecto a realizaciones espedficas a modo de ilustracion, pueden ser posibles modificaciones dentro del alcance de la presente invencion, definida por las reivindicaciones que se acompanan. Por ejemplo, si bien el regulador de alta tension y alta corriente antes descrito de la presente invencion esta destinado fundamentalmente al funcionamiento en circuitos de CA, funcionara de forma igualmente efectiva en circuitos de CC 5 y de pseudo-CC. Adicionalmente, mientras la geometna de electrodos cilmdricos es la preferida para los diversos tubos de electrones descritos en esta memoria, similar o igualmente a la geometna mostrada en la Figura 2, es posible utilizar tubos de electrones que tienen otras geometnas, tales como plana, arqueada o esferica, a modo de ejemplo.

Claims (11)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
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    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. - Un circuito regulador de alta tension y alta corriente, destinado a ser interpuesto entre unos primer y segundo terminales que estan destinados a ser conectados a un circuito externo, que comprende:
    a) un circuito de regulacion de corriente bidireccional (10, 120), conectado entre los primer y segundo terminales (13, 15) para recibir y regular la corriente entre los primer y segundo terminales (13, 15); de tal manera que el circuito regulador de corriente comprende al menos un tubo de electrones de emision de campo de catodo fno (23, 24/25), portador de corriente principal, que conduce la corriente entre los primer y segundo terminales (13, 15);
    caracterizado por que:
    b) el al menos un tubo de electrones de emision de campo de catodo fno (23, 24/25), portador de corriente principal, tiene electrodos portadores de corriente principal (26, 29), de geometna cilmdrica concentrica y que tienen unas primera y segunda rejillas de control (28, 31, 33, 34) para controlar la conduccion de la corriente entre los primer y segundo terminales (13, 15) cuando la tension en los primer y segundo terminales (13, 15) es positiva y negativa, respectivamente; y por que el circuito regulador comprende, de manera adicional,
    c) unos primer y segundo tubos de electrones de emision de campo de catodo fno (35, 1035), de control de rejilla, que proporcionan, respectivamente, senales de control para dichas primera y segunda rejillas de control (28, 31, 33, 34).
  2. 2. - El circuito regulador de acuerdo con la reivindicacion 1, en el cual unos circuitos de reduccion de harmonicos (42, 58, 1042, 1058) estan conectados a las primera y segunda rejillas de control (28, 31) con el fin de reducir la generacion de tensiones que son harmonicos de una frecuencia principal de tension presente en los primer y segundo terminales (13, 15).
  3. 3. - El circuito regulador de acuerdo con la reivindicacion 1, en el cual el al menos un tubo de electrones de emision de campo de catodo fno (24, 25), portador de corriente principal, comprende un par de tubos de electrones de emision de campo de catodo fno (24, 25), conectados entre sf por sus partes traseras.
  4. 4. - El circuito regulador de acuerdo con la reivindicacion 1, en el cual el al menos un tubo de electrones de emision de campo de catodo fno (23), portador de corriente principal, comprende un unico tubo de electrones de emision de campo de catodo fno, que tiene unos primer y segundo catanodos (26, 29) y rejillas de control primera y segunda (28, 31), respectivamente asociadas.
  5. 5. - El circuito regulador de acuerdo con la reivindicacion 1, de tal manera que el circuito regulador de corriente bidireccional se ha disenado para regular la corriente entre dichos primer (13) y segundo (15) terminales a un valor nulo en una funcion analogica continua, cuando se desee, mediante el ajuste de la cantidad de corriente en dicho al menos un tubo de electrones de emision de campo de catodo fno (23, 24/25), portador de corriente principal, de tal manera que este puede ser utilizado como disyuntor de circuito.
  6. 6. - El circuito regulador de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende adicionalmente un circuito de confinamiento de tension (130), interpuesto entre los primer (13) y segundo (15) terminales; de tal manera que el circuito de confinamiento de tension (130) comprende:
    a) un confinador de tension bidireccional, que incluye al menos un tubo de electrones de emision de campo de catodo fno (140); de tal manera que el confinador de tension bidireccional tiene una tension de funcionamiento de umbral que es ajustable de acuerdo con las respectivas senales de control proporcionadas a las primera (142) y segunda (144) rejillas de control que estan asociadas con el al menos un tubo de electrones de emision de catodo fno (140); de tal manera que las primera (142) y segunda (144) rejillas de control son receptoras de respectivas senales de control para modular la tension en un camino de conduccion de corriente principal entre los primer y segundo terminales (13, 15); y
    b) un circuito (148, 152, 154, 157) para polarizar el confinador de tension por medio de dichas primera y segunda rejillas de control (142, 144), a fin de establecer dicha tension de funcionamiento de umbral.
  7. 7. - El circuito regulador de acuerdo con la reivindicacion 6, que comprende, de manera adicional:
    a) un o mas filtros de paso bajo para la supresion de los transitorios de tension, en dicho camino de conduccion de corriente principal, por debajo de dicha tension de umbral de dicho circuito regulador; de tal manera que cada uno de dichos filtros de paso bajo comprenden un condensador;
    b) de forma que cada condensador comprende un manguito de filtro de ferrita (303), colocado en un primer conductor (305) del condensador y colocado dentro de un segundo conductor tubular circundante (307) del condensador; de tal modo que el segundo conductor (307) esta conectado electricamente a tierra; y
    c) el manguito de filtro de ferrita (303), que constituye una placa interior de un condensador, y el segundo conductor (307), que constituye la placa exterior de dicho condensador.
    5
    10
    15
    20
    25
  8. 8. - Un metodo de uso del circuito regulador de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende las etapas de:
    a) interponer el circuito regulador de corriente bidireccional (10) en un conductor portador de corriente de una red de distribucion de energfa electrica; y
    b) configurar el circuito regulador de corriente bidireccional para suprimir un estado de corriente excesiva en la red de distribucion de energfa electrica.
  9. 9. - Un metodo para utilizar el circuito regulador de la reivindicacion 1, que comprende las etapas de:
    a) interponer el circuito regulador de corriente bidireccional (10) en un conductor portador de corriente de una red de distribucion de energfa electrica;
    b) regular la red de distribucion de energfa electrica de tal manera que la tension en las lmeas de transmision electrica sea aproximadamente constante; y
    c) configurar el circuito de regulacion de corriente bidireccional para que controle el flujo de potencia a traves de dicho conductor portador de corriente.
  10. 10. - Un metodo para utilizar el circuito regulador de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende las etapas de:
    a) interponer el circuito regulador de corriente bidireccional (10) en una pata de toma de tierra de un arrollamiento conectado en estrella (74, 82) de equipo electrico de una red de distribucion de energfa electrica;
    b) proporcionar un circuito diferenciador de CC - CA (100) para discriminar entre senales de CA y de CC o pseudo- CC en dicha pata de toma de tierra y para generar una senal de control al objeto de hacer que la funcion reguladora de corriente sea puenteada durante la presencia de una senal transitoria de CA indeseada; de tal manera que el circuito diferenciador de CC - CA (100) permite una capacidad funcional reguladora de corriente en presencia de corrientes geomagneticamente inducidas en dicha pata de toma de tierra, al objeto de evitar datos en dicho equipo electrico.
  11. 11. - El circuito regulador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual cada uno de los primer y segundo tubos de electrones de emision de campo de catodo frio, de control de rejilla, tiene una rejilla de control respectiva.
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