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Type: TESE DIGITAL
Title: Estudos, desenvolvimento e construção de um limitador de correntes elétricas com núcleo magnético saturado
Title Alternative: Studies, development and construction of a fault current limiter with saturated magnetic core
Author: Fajoni, Fernando Cardoso, 1980-
Advisor: Ruppert Filho, Ernesto, 1948-
Filho, Ernesto Ruppert
Abstract: Resumo: O constante crescimento do setor elétrico tem como consequência o aumento da potência dos transformadores dos circuitos alimentadores das redes de distribuição e de transmissão de energia elétrica e o aumento do nível de curtos-circuitos, fazendo com que os equipamentos de proteção das subestações e linhas de transmissão se tornem subdimensionados com o passar do tempo. No momento em que ocorre um curto-circuito, com corrente elétrica de magnitude maior do que o valor nominal de interrupção do disjuntor, este pode não funcionar corretamente, permitindo a passagem da corrente de falta, danificando-se e danificando os equipamentos instalados no circuito elétrico correspondente e causando danos, inclusive, para o transformador de potência. Limitadores de correntes elétricas são dispositivos com características elétricas próximas do ideal que podem ajudar na solução desse problema de elevação de níveis de corrente de curto-circuito. Eles apresentam baixa impedância em regime permanente e durante falta inserem uma impedância alta em série com o circuito elétrico, limitando sua corrente elétrica durante um intervalo de tempo muito pequeno a um valor para o qual o disjuntor possa atuar com segurança. Este trabalho apresenta estudo, projeto, construção e ensaios de um limitador de corrente elétrica com núcleo magnético saturado com bobina de corrente contínua de cobre. O projeto foi desenvolvido usando software de elementos finitos (Maxwell/Ansys) combinado com um software resolvedor de circuitos elétricos (Simplorer/Ansys), operando simultaneamente. Desenvolveu-se um circuito eletrônico analógico chaveado e de baixo custo para detecção de curtos-circuitos em uma rede elétrica trifásica, que é extremamente importante para o funcionamento deste tipo de limitador de corrente elétrica. O circuito eletrônico desenvolvido é simples e, salvo melhor juízo, é inédito para esta aplicação. Há que se ressaltar aqui que limitadores de corrente elétrica de núcleo magnético saturado podem também ser construídos com material supercondutor em seu enrolamento de corrente contínua. Assim construídos, eles apresentarão estrutura menor e consumirão menos energia em sua operação durante regime permanente. Trata-se do próximo passo a ser dado nesta pesquisa

Abstract: The constant growth of the electric power sector has the effect of increasing the power of the feeder transformers circuits and the increase in short-circuit level, causing the protective equipment of substations and transmission lines to become undersized over time. At the time that there is a short circuit, an electric current of magnitude larger than the rated value of the breaker interruption, this may not work properly, allowing the passage of fault current, damaging the equipment installed in the corresponding electrical circuit causing damage, including the power transformer. Fault current limiters are ideal devices with electrical characteristics that can help to solve this problem of high short-circuit current levels. They have low impedance at steady state and, at the time of a short circuit occurrence, it inserts a high impedance in series with the circuit, limiting its electrical current for a very short time to a value for which the circuit breaker can operate safely. This work presents the study, design, construction and testing of an electrical fault current limiter with saturated magnetic core using direct current cooper winding. The project was developed using finite element software (Maxwell / Ansys) combined with an electrical circuits solver software (Simplorer / Ansys), running at the same time. It was developed an analogic electronic switched circuit to short-circuit detection in a three-phase power grid, which is extremely important for the operation of this type of electric current limiter. The electronic circuit developed is simple and, for the lack of better view it, is new for this application. It must be point out here that electrical fault current limiter with saturated magnetic core also can be built with superconducting direct current winding. Thus constructed, they have probably smaller structure and they will consume less energy in their operation during steady state. This is the next step of this research work
Subject: Corrente elétrica
Curtos-circuitos
Supercondutores - Materiais
Energia elétrica - Transmissão
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:FEEC - Dissertação e Tese

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