Autor/apresentador

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Centro de Pesquisas de Energia Elétrica
CEPEL Rio de Janeiro RJ Brasil
A3-07 ENSAIOS COM MÓDULOS SUPERCONDUTORES PARA
LIMITAÇÃO DE CORRENTE DE CURTO-CIRCUITO Apresenta
dor Alexander Polasek
Título do trabalho
Autor/apresentador Área
2
AUTORES

• Alexander Polasek Laboratório de
  Supercondutividade - DTE
• Rodrigo Dias Laboratório de Supercondutividade
  - DTE
• Fábio A. da Silva - Laboratório de Alta Corrente
  - DVLA
• Francisco C. Lopes - DTE
• Eduardo T. Serra - Assistente Técnico da
  Diretoria Geral
• Orsino de O. Filho - Assistente Técnico da
• Diretoria de Pesquisa, Desenvolvimento e
  Inovações

Centro de Pesquisas de Energia Elétrica CEPEL
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Apresentador

• Alexander Polasek
• Doutor em Ciência e Engenharia de Materiais pela
  Pontifícia Universidade Católica do Rio de
  Janeiro (2002). Parte do seu doutorado foi
  realizada no Max-Planck-Institut für
  Metallforschung, em Stuttgart, na Alemanha.
• Pesquisador do Centro de Pesquisas de Energia
  Elétrica (CEPEL) desde 2002.
• Atua principalmente nos seguintes temas
• Materiais e Equipamentos Supercondutores para o
  setor elétrico
• Limitadores de corrente de curto-circuito
• Síntese e caracterização de materiais
  supercondutores
• PD de materiais isolantes poliméricos

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2011 - CENTENÁRIO DA SUPERCONDUTIVIDADE

• Kammerlingh Onnes-Holanda
• 1908 Hélio Líquido
• 1911 Supercondutividade
• 1913 Prêmio Nobel

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Supercondutores de Alta Temperatura
PRÊMIO NOBEL 1987

• 1986 Berdnorz e Müller IBM (Suíça)
• 1987 Chu et al. Universidade de Houston
• SUPERCONDUTIVIDADE A T gt 77 K (Nitrogênio
  Líquido) !!!

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Supercondutividade
Resistência elétrica nula
Repulsão de campos magnéticos
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Alta Densidade de Corrente
J 200A/mm2
J 2A/mm2
Fitas Supercondutoras
Cobre
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Aplicações
Transformadores
Stephen A. Gourlay - 2007 IEEE Council on
Superconductivity
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Limitadores de Corrente de Curto-Circuito

• PROBLEMA Aumento dos Níveis de Corrente de
  Curto-Circuito
• Superação de Disjuntores

• Limitadores de Corrente Supercondutores
• Atuação Rápida (lt ¼ de ciclo)
• Self-Triggering não requerem sensores e
  dispositivos de acionamento
• Retornam naturalmente ao estado supercondutor
  após o curto-circuito
• Praticamente não interferem na rede durante a
  operação normal do sistema
• FALHA SEGURA
• Primeiros Comerciais Alemanha e Grã-Bretanha
  (Distribuição)
• Três principais tipos Resistivo, Indutivo e
  Híbrido

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Limitador de Corrente Supercondutor Resistivo
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Curva E - J
E campo elétrico J densidade
de corrente Ec campo elétrico crítico Jc
densidade de corrente crítica Tsc temperatura
do supercondutor
Critério 1mV/cm
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Limitadores Supercondutores Exemplos
Fabricante Instalação Tensão Corrente Nominal Ano
ABB Suíça 8 kV 800 A 2000
ACCEL / NEXANS Alemanha 10 kV 600 A 2004
NEXANS Alemanha Grã-Bretanha 12 kV 12 kV 800 A 100 A 2009
ZENERGY EUA 13 kV 800 A 2009
INNOPOWER China 35 kV 1500 A 2009
NAGOYA UNIVERSITY Japão (transformador) 22kV / 6.6kV 52 A / 175 A -
KEPCO Coréia do Sul 154 kV 1200 A -
SIEMENS EUA 138 kV 1200 A -
Fonte EPRI
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Limitador Supercondutor
TIPO RESISTIVO
Conectado à rede NEXANS/ACCEL Alemanha
Componentes Limitadores
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Módulos Limitadores Supercondutores
TIPO RESISTIVO

• Módulos empregados no presente trabalho
• Bobina supercondutora de BSCCO 2212
• Fabricante NEXANS Superconductors, Alemanha

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Módulos Conectados - CEPEL
TIPO RESISTIVO

• 12 MÓDULOS CONECTADOS
• Em Série 1,6 kVeficaz / 300 Aeficaz
• Paralelo / Série 0,8 kVeficaz / 600 Aeficaz

LABORATÓRIO DE ALTA CORRENTE CEPEL, ADRIANÓPOLIS
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Ensaios no CEPEL
Circuito de Ensaio Laboratório de Alta Corrente
Cepel, Adrianópolis
Duração do curto-circuito 60 120 ms Corrente
Presumida medida sem o limitador (LCSC)
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Ensaios no CEPEL
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Resultados Conexão Série
Corrente Presumida 25 kA eficaz
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Resultados Conexão Série
Corrente Presumida 67 kA eficaz
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Resultados Conexão Paralelo/ Série
Corrente Presumida 25 kA eficaz (Assimétrica)
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Resultados Conexão Paralelo/ Série
Corrente Presumida 65 kA eficaz (Assimétrica)
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Conclusões

• O limitador supercondutor estudado mostrou
  eficácia na limitação dos níveis de corrente de
  curto-circuito
• Reprodutibilidade de resultados
• A corrente limitada depende pouco da corrente
  presumida
• Corrente limitada - Menos assimétrica que a
  presumida

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(No Transcript)