PT1456728E - Dispositivo com impedância controlável - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO COM IMPEDÂNCIA CONTROLÁVEL" A invenção refere-se a um componente de circuito com uma impedância controlável do tipo descrito no pedido Internacional de patente com o número de publicação WO 01/90835. No referido pedido de patente, descreve-se um componente de circuito compreendendo um corpo de material magnetizável, um enrolamento principal que é enrolado à volta do corpo em torno de um primeiro eixo, e um enrolamento de controlo que é enrolado à volta do corpo em torno de um segundo eixo. Ao alterar a corrente no enrolamento de controlo irá ser possível alterar a relutância do componente do circuito e, desse modo, a impedância, independentemente das variações de frequência no circuito ao qual o enrolamento principal está conectado. O documento de patente US 3757201 revela um sistema de controlo ou regulação de energia eléctrica compreendendo uma parte de núcleo de íman principal de um transformador que forma uma primeira abertura em anel, uma parte de núcleo de controlo magnético formando uma segunda abertura em anel e uma contracção e fusão magnéticas com o referido núcleo principal. A segunda abertura situa-se no exterior e está separada da abertura do núcleo principal. Os enrolamentos principais, primário e secundário, estão dispostos na parte do núcleo principal e atravessam a primeira abertura. Os enrolamentos de controlo estão dispostos na parte do núcleo de controlo e atravessam a segunda abertura ao mesmo tempo que não obstruem a primeira abertura. O fluxo magnético que interliga os enrolamentos, 1 primário e secundário, na parte do núcleo principal é controlável fazendo variar a excitação dos enrolamentos de controlo. A segunda parte de núcleo estende-se, ou num plano normal ao da primeira abertura em anel, ou estende-se em torno da parte do núcleo principal no mesmo plano que o último e tem maiores dimensões para que as duas aberturas em anel se situem, sensivelmente, no mesmo plano. 0 pedido Internacional de patente número WO 94/11891 revela um indutor com uma indutância variável com base no principio da magnetização ortogonal, ou seja, controlo da permeabilidade do material magnético com o auxilio de um campo de controlo de direcção transversal. 0 indutor possui um enrolamento principal que se destina a receber corrente alterna e que circunda um núcleo tubular enrolado por material magnético em forma de fita. 0 núcleo é composto por vários núcleos anelares que são empilhados coaxialmente, uns por cima dos outros, e que estão axialmente divididos e desfasados, de modo angular, relativamente uns aos outros. Um enrolamento de controlo estende-se através do núcleo e destina-se a receber corrente continua. Ao alterar a corrente no enrolamento de controlo, a permeabilidade do núcleo é alterada na sua direcção axial e, consequentemente, também a indutância do indutor. As perdas das correntes de Foucault no núcleo podem ser consideravelmente reduzidas construindo o núcleo de modo a que este se afunile, de forma cónica, na direcção das suas extremidades, ou dispondo os assim denominados funis de fluxo com estruturas laminares radicalmente laminadas junto das extremidades do núcleo. 0 indutor está especialmente adaptado para ser utilizado em centrais eléctricas, por exemplo, em filtros harmónicos sintonizáveis para correntes continuas de alta tensão. 2 0 pedido Internacional de patente número WO 97/34210 revela um dispositivo para efectuar, individualmente ou em combinação com outros, as funções de controlo de tensão, correcção do factor de potência, limitação de corrente e filtragem harmónica numa rede, com uma tensão U0 de linha e uma tensão U de carga, com o auxilio de uma tensão AU de controlo. O dispositivo compreende um reactor controlável compreendendo, pelo menos, um enrolamento de controlo e, pelo menos, um enrolamento de potência para gerar a tensão AU de controlo, bem como uma unidade de controlo que, através de, pelo menos, um amplificador de potência, fornece uma corrente Is de controlo ao enrolamento de controlo. O enrolamento de potência está conectado em série com a carga e através do mesmo flui uma corrente I0 de carga. Um elemento de medição detecta o fluxo magnético do reactor controlável e fornece uma tensão V® de fluxo proporcional a este. Por intermédio de elementos de medição, esses sinais que correspondem à tensão Uo de linha, tensão U de carga, tensão AU de controlo, corrente lo de carga e tensão V® de fluxo são enviados de volta para a unidade de controlo que, dependendo destes, através do(s) amplificador(es) de potência, fornece uma corrente Is de controlo desse tipo ao enrolamento de controlo de forma a que a tensão AU de controlo induzida no enrolamento de potência suplemente a tensão Uo de linha para que se obtenha(m) a(s) função (ões) relevante(s). A invenção refere-se a um sistema de controlo da impedância de uma linha de transmissão de acordo com a reivindicação 1. As caracteristicas opcionais da invenção estão definidas nas reivindicações dependentes. Uma vantagem principal da invenção reside no facto de não precisar de peças amovíveis ou circuitos complicados para controlar o valor da impedância. 3 0 princípio em que a invenção se baseia está ilustrado na figura 1. Nesta figura, ilustra-se um corpo 1 de um material magnetizável, que pode ser ferrite ou ferro ou outros materiais magnetizáveis adequados. Em torno do corpo 1 está enrolado um enrolamento AI principal, que irá ser conectado ao circuito no ponto em que é necessário introduzir uma impedância variável. 0 AI é enrolado numa primeira direcção que, no caso ilustrado na figura IA, coincide com a circunferência do corpo 1. Um segundo enrolamento, o enrolamento A2 de controlo, também é enrolado em torno do corpo 1, mas o eixo de enrolamento forma ângulos rectos (perpendiculares) com o eixo de enrolamento do Al, evitando, desse modo e em grande medida, uma conexão transformativa entre o Al e A2, ocorrendo a única conexão no interior do material magnetizável. Em princípio, a conexão irá manifestar-se como uma alteração na μΓ dos materiais. Com base nas equações conhecidas: Rm = 1/μΓμ0Α, L = N2/Rm e XL = jwL, pode ver-se que uma alteração na μΓ irá levar a uma alteração em L e, desse modo, em XL.

Esta característica da invenção é particularmente útil no que se refere à regulação que, actualmente, é implementada por meio de circuitos electrónicos de potência.

Um exemplo comparativo de uma implementação do componente de circuito aqui revelado consiste na compensação série em linhas de transmissão (figura 2) . A compensação série é empregue no caso de uma linha 12 de alta tensão na qual a conexão de vários equipamentos faz com que a impedância total da linha tenha um factor indutivo excessivamente elevado. De modo a compensar o factor indutivo, inserem-se condensadores Cl. 0 componente LI irá, então, ser conectado em série à linha 12 na qual se irá efectuar a compensação (i. e. o enrolamento Al principal no componente LI é conectado em série à linha 12) . Ao 4 mesmo tempo, o componente LI irá ser conectado em paralelo a um condensador ou a uma bateria Cl de condensador. Por meio do enrolamento A2 de controlo em Ll irá ser possível controlar a impedância do componente Ll desde um valor muito baixo (em que a corrente na linha 12 atravessa o componente Ll e não o condensador Cl) até um valor elevado (em que a corrente na linha 12 atravessa, em grande medida, o condensador Cl). Uma segunda aplicação da compensação série tem como função alterar o valor de impedância para uma linha de transmissão e, desse modo, controlar o fluxo de energia entre várias linhas em paralelo. No caso ilustrado na figura 1, irá ser possível, por meio do componente Ll, controlar a impedância na linha 12 e, desse modo, a distribuição de carga entre as linhas 12 e 13. De acordo com a técnica anterior, é possível, por este meio, efectuar uma regulação do fluxo de carga (limitação de corrente ou redistribuição do fluxo de energia) e controlar a estabilidade.

De acordo com a técnica anterior, uma compensação série deste tipo é implementada por meio de um condensador série controlado por tiristores ou conectado a tiristores (CSCS, TSSC). Um grupo de tiristores e dispositivos de controlo são, por conseguinte, exigidos de modo a activar os diferentes tiristores. Isto é pesado e dispendioso.

Uma forma de realização da invenção compreende uma unidade 2 de medição para medir parâmetros referentes ao funcionamento da linha (U, I, cos φ, P, Q, S, f) , uma unidade de processamento com entradas e saídas, em que uma primeira entrada está conectada à unidade de medição para que os resultados da medição sejam transmitidos para a unidade de processamento, uma segunda entrada está conectada a uma unidade de entrada para introduzir valores desejados e, pelo menos, uma saída, em que o sinal de 5 saída é convertido para um sinal de controlo da corrente com uma frequência (esta corrente pode ser corrente contínua ou corrente alternada) e intensidade desejadas, e um componente de circuito com impedância controlável compreendendo um enrolamento principal para efectuar uma conexão com a linha de transmissão e um enrolamento de controlo para efectuar uma conexão com a unidade de processamento, o que dá origem a que a unidade de processamento controle a impedância do componente com base no rácio entre os resultados da medição e os valores desejados.

Um diagrama de blocos simplificado de uma forma de realização da invenção é ilustrado na figura 3. Conforme exposto, o sistema compreende uma unidade 2 de medição para efectuar uma conexão com uma linha 12 de transmissão, que tem que ser compensada em série, e que irá medir os parâmetros de funcionamento da linha, tais como tensão, corrente, cos φ. Os valores medidos são transmitidos para uma unidade 4 de processamento, que, numa forma de realização da invenção, também é alimentada com valores desejados. Com base nos valores de entrada, a unidade de processamento calcula um valor desejado para a impedância do componente LI e, desse modo, o valor de corrente de controlo necessário que irá ser aplicado ao enrolamento A2 de controlo no componente. Deste modo, a forma de realização constitui um reactor série controlável que pode ser empregue em combinação com uma bateria em série. A invenção tem um grande valor utilitário dado que irá conduzir a uma utilização aumentada da rede (limites de carga aumentados) em resultado da capacidade de regulação do fluxo de energia (em funcionamento normal ou após uma anomalia), ou em resultado de limites de estabilidade aumentados. 6

No que se refere à saída do componente do circuito, a saída máxima pode, de um modo preferido, andar na ordem dos 3 000 A, com uma impedância de 10-50 ohm.

No que se refere a requisitos de requlação para o sistema, irá ser preciso o controlo linear da indutância em série. O sistema de regulação (que, no exemplo descrito, é proporcionado na unidade 4 de processamento) deverá estar apto a seguir alterações de potência com uma frequência de até 10 Hz se a unidade for utilizada para controlo de estabilidade. Se a unidade for utilizada para compensação da ressonância subssíncrona terá que ser aumentada para 30-50 Hz.

No que se refere a requisitos de protecção quando se utiliza o sistema, a protecção tradicional impedância/distância irá ser substituída por "protecção de onda". Se se utilizar uma bateria em série, isto obrigará à existência de desviadores de óxido de metal (MOD).

No que se refere às perdas do sistema, as perdas estacionárias devem ser pequenas, mas esta é uma consideração secundária, dado que o valor utilitário total do componente é elevado. Uma das vantagens do sistema é que este implica um único componente com custos de operação excepcionalmente baixos.

Um exemplo comparativo de uma implementação do componente de circuito aqui revelado é na forma de um compensador shunt em linhas de transmissão, i. e. na forma de um reactor shunt controlável, possivelmente em combinação com uma bateria shunt. De acordo com a técnica anterior, este tipo de compensação shunt é efectuado por meio de reactores controlados por tiristores 7 (TCR), com todos os inconvenientes que isso implica. Esta aplicação está ilustrada na figura 4.

De acordo com o exemplo comparativo anterior, a compensação shunt é implementada por meio de um componente LI de circuito com um enrolamento AI principal, que está conectado, num dos lados, a uma linha 13 de transmissão, e no outro lado, está conectado a um condensador Cl. 0 condensador Cl, por sua vez, está conectado à terra. A compensação é implementada através da alteração da impedância do componente Ll do circuito por meio do enrolamento A2 de controlo e, desse modo, através da alteração da impedância total da série Ll-Cl. A impedância total para a conexão em série irá, por conseguinte, variar de simplesmente indutiva (valor elevado de impedância para o componente Ll) a zero (ressonância série entre Ll e Cl) e, subsequentemente, para simplesmente capacitiva (valor baixo de impedância para o componente Ll de circuito). Ao mesmo tempo, irá ser possível efectuar uma regulação da tensão por meio deste dispositivo, em que uma inaceitável tensão alta na linha irá estar apta a ser compensada aumentando a impedância série total para o componente e condensador e vice-versa para uma tensão baixa inaceitável.

Noutra forma de realização, o sistema compreende um sistema para compensação shunt, com uma unidade de medição, unidade de processamento e um componente de circuito controlável, em que o enrolamento AI principal está configurado para ser conectado em paralelo com a linha 13 de transmissão, e em que o sistema compreende ainda um condensador Cl, ou uma bateria de condensador, conectado(a) em série com o enrolamento Al principal do componente Ll de circuito para efectuar uma compensação shunt da linha 13 de transmissão. A função desta forma de realização da invenção irá consistir numa compensação reactiva e regulação de tensão na linha de transmissão.

Levará a uma utilização aumentada da rede (limites de carga aumentados) em resultado de uma melhor regulação de tensão (em funcionamento normal ou após uma anomalia) e reserva reactiva, ou também em resultado de limites aumentados no que se refere à estabilidade da tensão.

No que se refere à saída para o reactor shunt, esta irá andar na ordem dos 80-150 MV Ar (300 kV, 420 kV) . Os requisitos para a regulação da unidade de processamento irão ser idênticos aos existentes para uma unidade SVC (largura de banda 10-20 Hz).

Este sistema não possui requisitos especiais de protecção, o que significa que se podem utilizar condutores padrão (MOA).

No que se refere a perdas, estas irão corresponder ou ser inferiores às dos reactores ordinários, i. e. reactores que não conseguem regular a impedância com núcleo de ferro. A perda da corrente de controlo irá surgir adicionalmente (3%) . É mais relevante comparar esta vertente da invenção com um reactor controlado por tiristores (TCR) tradicional.

Um exemplo comparativo de uma impedância do componente de circuito aqui revelado consiste numa compensação para falha à terra. A técnica anterior neste campo compreende a utilização de uma assim denominada bobina Petersen destinada a limitar a corrente de falha à terra. Uma bobina Petersen é um reactor com um núcleo de ferro e entreferro, que está conectada entre o ponto neutro da rede e a terra. As bobinas Petersen são 9 extremamente caras, além de terem que ser reguladas mecanicamente. A bobina Petersen tem que ser regulada continuamente para estar em ressonância com o resto do sistema ao qual está conectada. As alterações de impedância no sistema irão, por conseguinte, levar a que seja preciso uma nova regulação mecânica da bobina. Isto é pesado e dispendioso, e limita, sensivelmente, a utilização de uma bobina deste tipo. Este exemplo comparativo está ilustrado, esquematicamente, nas figuras 5 e 6. A figura 5 ilustra um conversor trifásico em que os enrolamentos primários estão conectados com uma configuração delta, enquanto os enrolamentos secundários estão conectados com uma configuração radial. 0 componente LI de circuito aqui revelado está, por conseguinte, disposto entre o ponto zero da configuração radial e a terra. Ao alterar a impedância do componente LI de circuito irá ser possível controlar a corrente de retorno ou de volta de falha à terra.

Outro exemplo comparativo de uma implementação do componente de circuito aqui revelado está num sistema para compensação da falha à terra, i. e. para regular a impedância da falha à terra, compreendendo uma unidade 2 de medição para medir a corrente de retorno ou de volta de falha à terra em conjunto com outros parâmetros para um componente TI eléctrico, uma unidade 4 de processamento com, pelo menos, uma entrada e uma saída, em que a entrada está conectada à unidade 2 de medição, e em que nessa unidade de processamento os valores de medição são comparados com valores desejados para valores de corrente de retorno de falha à terra de modo a obter um sinal de saída constituindo um sinal de corrente de controlo, e um componente LI de circuito com impedância controlável com um enrolamento AI principal para efectuar uma conexão entre o componente TI e a terra e um enrolamento A2 de controlo para efectuar uma conexão 10 com a unidade 4 de processamento, dando origem a que o sinal de corrente de controlo seja introduzido no enrolamento A2 de controlo proveniente da unidade 4 de processamento, controlando, desse modo, a impedância e a corrente de falha à terra do componente LI da unidade 4 de processamento com base no rácio entre os resultados da medição e os valores desejados.

No que se refere à saida deste sistema, esta irá, de um modo preferido, até aos 200 A.

Este exemplo comparativo não tem requisitos especiais de protecção, e as perdas não serão importantes dado que a tensão aos terminais do componente de circuito irá ser, normalmente, baixa.

Um outro exemplo comparativo de uma implementação do componente de circuito aqui revelado é um filtro, por exemplo na forma de uma compensação shunt ou série com regulação muito rápida.

Esta regulação rápida irá ser conseguida proporcionando, simplesmente, uma alteração rápida na corrente de controlo. O filtro do exemplo comparativo anterior compreende um filtro (figura 7 para filtro passa-banda, figura 8 para filtro passa-alto) compreendendo um compensador shunt ou série com um enrolamento principal para efectuar uma conexão ao circuito principal e um enrolamento de controlo para efectuar uma conexão a uma unidade de controlo. Por meio da corrente de controlo, o componente de circuito incluido no filtro irá estar apto a alterar as caracteristicas do filtro conforme exigido mudando, simplesmente, as caracteristicas da corrente de controlo. 11

Outro exemplo comparativo implementando o componente de circuito aqui revelado está num sistema de filtragem, que compreende um filtro com o componente de circuito, em conjunto com uma unidade de medição e de processamento para controlar a indutância do componente. A função do sistema irá consistir na compensação de modo a reduzir as harmónicas, assimetria de fase e a flutuação de tensão além da compensação reactiva.

Na implementação anterior, existirá uma melhor qualidade de tensão e um aumento da fiabilidade nos conversores HVDC.

No que se refere ao requisito de saida, esta irá variar dependendo do modo como o filtro tiver que ser utilizado, mas, de um modo geral, pode afirmar-se que, como regra, andará na ordem de 50-100 MV Ar. A regulação do sistema terá que ser rápida, viz., de um modo preferido da ordem dos milissegundos a 1/10 de segundo.

Outro exemplo comparativo implementando o componente de circuito aqui revelado assume a forma de um "interruptor gerador" limitador de corrente, tal como, por exemplo, um reactor série controlado para limitar a corrente em associação com um dispositivo de carga eléctrica. Este exemplo está ilustrado na figura 9, e é idêntico, no seu todo, ao ilustrado na figura 3, excepto pelo controlo ser, exclusivamente, conduzido com base nos valores de corrente desejados. Deste modo, o exemplo também irá compreender um sistema de limitação de corrente, em que irá ser possível proporcionar um interruptor por meio do componente de circuito. O interruptor irá, então, estar apto a passar de um estado aberto (i. e. impedância muito elevada) para um estado fechado (i. e. impedância igual a zero) 12 sem escalonamento, por meio da corrente de controlo. Utilizando um limitador de corrente desse tipo, irá ser possível reduzir a corrente fornecida ao dispositivo de carga até uma magnitude que pode ser gerida por um disjuntor de circuito. Deste modo, irá ser possível substituir interruptores de linha (que são 20 vezes mais dispendiosos do que disjuntores mas que, por outro lado, estão aptos a interromper valores de corrente elevados) por disjuntores em combinação com esses limitadores de corrente.

Neste caso, a função do sistema irá consistir na limitação de corrente através da introdução de uma impedância mais elevada ou mais baixa consoante a exigência.

No que se refere ao valor utilitário desta invenção, a vantagem mais importante irá consistir no facto de levar a uma redução na necessidade de equipamento de comutação.

Neste caso, o requisito de saída irá ser independente de acordo com a finalidade de utilização.

No que se refere aos requisitos de regulação, não será necessário ter um circuito fechado para regulação.

As perdas no "modo ligado" normal irão ser, aproximadamente, 0 perdas. A invenção irá representar uma alternativa a um limitador Is.

Ir-se-á agora apresentar aplicações concretas possíveis dos exemplos comparativos. 13

Reactor série Flesaker-Tegneby

No que se refere a aplicações possíveis na rede principal Norueguesa, pode citar-se a utilização do reactor série do exemplo comparativo. Limites na capacidade de transmissão de oeste para este no Sul da Noruega irão ser, frequentemente, determinados pela capacidade de 300 kV Flesaker-Tegneby. A razão para isto tem a ver com o facto de que, quando linhas centrais no Este da Noruega vão abaixo, isto conduzir a um aumento da carga na linha/cabo entre Flesaker e Tegneby. Um reactor série controlável irá proporcionar a possibilidade de reduzir o fluxo de energia nesta conexão numa situação anómala, permitindo, desse modo, aumentar os limites operacionais de carga na secção Flesaker.

Alimentação eléctrica para tracção

As flutuações de energia são um problema crescente no que se refere à alimentação eléctrica para tracção na Noruega e noutros países que empregam conversores rotativos. Os conjuntos de conversores na Noruega consistem, principalmente, em conjuntos motor síncrono-gerador síncrono conectados mecanicamente que alimentam a rede de energia para tracção com uma tensão alterna monofásica de, aproximadamente, 15 kV e frequência igual a 16 2/3 Hz. Problemas de estabilidade associados com os conjuntos de conversores são cada vez mais frequentes em resultado do facto das locomotivas serem cada vez mais potentes e reguladas mais rapidamente. O problema deve-se a uma atenuação inerentemente fraca nos conjuntos de conversores o que dá origem a flutuações de energia 14 no lado trifásico (lado da rede) e, desse modo, a uma redução na qualidade da electricidade. Além disso, as flutuações provocam o aumento do desgaste mecânico dos conjuntos actuais.

Um reactor série controlado do exemplo comparativo em conexão com o transformador que alimenta os conjuntos de conversores a partir do lado da rede pode constituir uma medida muito eficiente para estabilizar o seu funcionamento.

Unidade de controlo portátil para várias aplicações 0 facto de serem precisas unidades de controlo na rede irá, naturalmente, variar em resultado de alterações de carga, desenvolvimento da rede ou requisitos especiais temporários. Também se pode imaginar que, apesar de ser quase sempre preciso utilizar uma unidade de controlo, a melhor posição na rede irá variar com o tempo. Pode, por conseguinte, ser difícil defender um investimento deste tipo na rede, dado que não se sabe onde ou por quanto tempo é preciso utilizar o componente.

Isto proporciona a motivação para desenvolver unidades de controlo compactas, que podem ser transportadas, e que possuem grande flexibilidade no que se refere a aplicações. Por aplicações flexíveis, neste contexto, entende-se uma flexibilidade no que se refere à função de controlo e à conexão à rede (diferentes níveis de tensão, conexão shunt ou série, etc.) .

Enquanto exemplo específico, pode-se imaginar uma unidade montada num semi-reboque e consistindo em reactores controláveis do exemplo comparativo, possivelmente em combinação com uma 15 bateria de condensador, e com o equipamento necessário para protecção e conexão de rede. 0 sistema de controlo tem que ser flexível e configurável, permitindo, deste modo, que a unidade seja utilizada com diferentes finalidades, tais como compensação reactiva, regulação da tensão activa e melhoramento da qualidade da tensão ou atenuação de flutuações de energia.

Outros exemplos concretos de aplicações do componente de circuito revelado irão ser: • Compensação da corrente de terra. • Utilização como limitador de corrente de falhas.

Possibilidade de tornar os interruptores de geradores mais baratos e mais pequenos.

Num exemplo comparativo que implementa o componente de circuito aqui revelado, proporciona-se um dispositivo transformador, i. e. um componente de circuito que comporta dois enrolamentos principais e um, ou possivelmente dois enrolamentos de controlo, permitindo, deste modo, a alteração da relação de transformação do transformador por meio de uma ou mais corrente (s) de controlo.

Um dispositivo transformador desse tipo está ilustrado nas figuras 9 e 10. A figura 9 ilustra dois transformadores trifásicos compreendendo componentes de circuito reguláveis. A figura 11 ilustra o princípio subjacente a este dispositivo. Em torno do corpo 1 magnetizável existe um enrolamento A3 principal adicional conectado de modo a que os enrolamentos AI e A3 em conjunto com o corpo 1 conectado formem um transformador. O enrolamento A2 de controlo ainda se encontra presente e irá 16 regular a relação de transformação do transformador. Também é possível enrolar o enrolamento A3 principal em torno do mesmo eixo que o enrolamento de controlo.

Uma área importante de aplicação para um transformador desse tipo irá ser num novo sistema para a regulação de tensão em conexão com transformadores que irão substituir os conhecidos comutadores de carga automáticos. A função consistirá, por conseguinte e principalmente, na regulação de tensão. As vantagens do aumento de utilização de transformadores com um novo "comutador de carga" são: fiabilidade, manutenção, regulação, igualmente válida em todos os tipos de rede (redes de distribuição, regional e central).

Entre as vantagens que serão obtidas está uma regulação mais rápida e mais precisa da tensão (mais simples com controlo coordenado). A saída para um componente de circuito conforme implementado anteriormente, irá ser de 200-2000 A. No que se refere a requisitos de regulação, não é necessária uma regulação rápida, mas uma regulação da ordem dos 10 segundos a 1 minuto será suficiente.

No que se refere às perdas, estas podem ser comparadas com as de outros transformadores convencionais.

Uma vantagem principal destes dispositivos transformadores reside no facto de levarem a custos de manutenção muito menores do que com os actuais comutadores de carga. 17

Como soluções alternativas, i. e. soluções de acordo com a técnica anterior, podem mencionar-se comutadores de carga automáticos tradicionais. 0 dispositivo transformador do exemplo comparativo também pode ser empregue em associação com um regulador de ângulo de fase que, irá, desse modo, compreender um componente de transformador. Ao regular a corrente de controlo irá ser possivel controlar o desvio de fase entre o lado primário e o secundário. Um regulador de ângulo de fase deste tipo está ilustrado na figura 12. Neste caso, podem imaginar-se várias soluções técnicas, tais como um transformador série regulável (um transformador conectado em série com regulação de tensão) . A função do regulador de ângulo de fase consistirá, principalmente, na regulação do fluxo de carga e, possivelmente, estabilização. A introdução do anterior exemplo comparativo irá levar a um aumento da utilização da rede (limites de carga aumentados) em resultado da possibilidade de se regular rapidamente o fluxo de carga (em funcionamento normal ou após uma anomalia) e da melhoria da estabilidade. A transferência de potência irá ser da ordem dos 200-1000 MVA (132 kV-420 kV). A regulação irá depender da função (distribuição de potência estática ou também regulação e estabilização dinâmica). No que se refere a uma regulação pura do fluxo de carga, a exigência em largura de banda irá andar na área dos segundos (0,1-1 Hz).

Os requisitos de protecção irão ser os mesmos que para a compensação série. 18

No que se refere às perdas, as perdas estacionárias devem ser baixas, mas o que é aceitável para cada aplicação irá ser dependente do valor de utilização total do componente.

Uma vantagem especial que pode ser mencionada em associação com o anterior exemplo comparativo consiste numa maior flexibilidade no funcionamento da rede.

As soluções alternativas de acordo com a técnica anterior irão consistir em compensadores série estáticos (SSSC), transformadores de distorção de fase, UPFC. 0 regulador de tensão e ângulo de fase podem, de um modo vantajoso, formar uma parte de um sistema de regulação, em que, conforme mencionado anteriormente, o sistema compreende uma unidade de medição e, possivelmente, uma unidade para introdução manual de valores desejados.

Todas as formas de realização supracitadas da invenção e exemplos comparativos estão particularmente preparados para serem utilizados no leito do mar ou noutros locais sujeitos a pressões elevadas.

Lisboa, 19 de Março de 2007 19

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Sistema de controlo da impedância de uma linha (12) de transmissão, compreendendo uma unidade (2) de medição para medir parâmetros referentes ao funcionamento da linha (U, I, cos φ, P, Q, S, f), uma unidade (4) de processamento com, pelo menos, uma entrada e uma saida, em que a entrada está conectada à unidade (2) de medição, e em cuja unidade de processamento os valores de medição são comparados com valores operacionais desejados para a linha de modo a obter um sinal de saida constituindo um sinal de controlo da corrente, e um componente (Ll) de circuito com impedância controlável com um enrolamento (Al) principal para efectuar uma conexão com a linha de transmissão e um enrolamento (A2) de controlo para efectuar uma conexão com a unidade de processamento, caracterizado por os enrolamentos, principal e de controlo, serem enrolados em torno de um único e mesmo corpo formando ângulos rectos entre si para evitar, em grande medida, uma conexão transformativa entre os enrolamentos, principal e de controlo, e por o enrolamento de controlo estar apto a alterar a permeabilidade relativa do material do corpo, alterando, desse modo, a impedância do componente de circuito quando o sinal de corrente de controlo é fornecido ao enrolamento de controlo proveniente da unidade de processamento, controlando, desse modo, o funcionamento da linha com base no rácio entre os resultados medidos e os valores desejados.
2. 2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que os valores desejados para a linha são passíveis de ser introduzidos manualmente por um operador. 1
3. 3. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o enrolamento (Al) principal está preparado para efectuar uma conexão em série com a linha (12) de transmissão e o sistema compreende ainda um condensador ou uma bateria (Cl) de condensador conectado (a) em paralelo com o enrolamento (Al) principal do componente (Ll) de circuito para efectuar uma compensação série da linha (12) de transmissão.
4. 4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, em que a unidade de processamento está adaptada para seguir alterações de potência com uma frequência até aos 10 Hz no caso do controlo de estabilidade e 30-50 Hz no caso da compensação de ressonância subssincrona.
5. 5. Sistema de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que o enrolamento (Al) principal está preparado para efectuar uma conexão em paralelo com a linha (12) de transmissão e o sistema compreende ainda um condensador ou uma bateria (Cl) de condensador conectado (a) em série com o enrolamento (Al) principal do componente (Ll) de circuito para efectuar uma compensação shunt da linha (12) de transmissão.
6. 6. Sistema de acordo com a reivindicação 5, em que a unidade de processamento está adaptada para proporcionar regulação com uma largura de banda de 10-20 Hz.
7. 7. Sistema de acordo com qualquer reivindicação anterior, em que o corpo possui uma abertura de passagem.
8. 8. Sistema de acordo com a reivindicação 7, em que o enrolamento principal é enrolado através da abertura. Lisboa, 19 de Março de 2007 2