Projeto e construção de limitador de corrente supercondutor utilizando fitas de YBCO

Abstract

AGRADECIMENTOSAos meus pais Carlos Javier Lamas e Maria Rossana Samanamud Lamas por todo o investimento que fizeram em mim de tal forma a possibilitar melhores condições de estudo e oportunidades. Pelo suporte prestado durante este tempo e pelas palavras de sabedoria nos momentos oportunos. Aos meus irmãos Gisella Rossana Lamas Samanamud e Mario Javier Lamas pelo apoio, conselhos e companhia. Aos meus cachorros Karpet e Dolly que me acompanharam no início dos meus trabalhos e não puderam ver a finalização do mesmo e Panda e Shanti cuja companhia me alegram e cujos passeios diários me fazem achar soluções para problemas. Ao meu namorado Henk Huisseune pela paciência e apoio nos dias mais difíceis e pelos conselhos e dicas quando tive dúvidas. Ao Prof. Dr. Carlos Alberto Baldan por acreditar que eu poderia realizar este trabalho e por me orientar pessoalmente, por telefone e por e-mail. Ao Prof. Dr. Carlos Yujiro Shigue pela contribuição profissional e científica, pessoal e orientação durante este trabalho. A Profa. Dra. Cristina Bormio pelas instruções e informações fornecidas. Ao Prof. Dr. Victo Moshalkov por permitir a realização das medidas magnéticas em seu laboratório INPAC -KULeuven. Ao PhD Alejandro Silhanek da KULeuven pelo auxílio nas medidas magnéticas. Aos amigos de pós-graduação e graduação pela amizade, colaborações e compartilhamento de idéias. Aos amigos que participaram de minha formação pessoal, Aos funcionários e técnicos, Bento, Sávio, Dainesi, Geraldo Prado, Brás e todos os demais, que sempre foram prestativos em todas as necessidades ao longo do trabalho. Ao Departamento de Engenharia de Materiais da Escola de Engenharia de Lorena por colocar a disposição a área experimental para realização deste trabalho.A CAPES e CPFL pelo apoio financeiro para a realização deste trabalho de mestrado. Palavras-chave: Limitadores de corrente supercondutores resistivos (FCL). Fitas HTS. Fitas BSCCO. Fitas YBCO. Caracterização de fitas. ABSTRACT LAMAS, J.S. Project and construction of a fault current limiter using YBCO tapes. Resistive Superconducting fault current limiter (SFCL) are devices with electrical behavior near the ideal when it changes its state from the superconducting to the normal state, limiting the fault current by the insertion of a fast transition resistance in the grid. The technical and economical feasibility of these limiters arose after the development of the high critical temperature superconductors HTS. First generation HTS tapes (BSCCO) consist of multifilamentary composite tapes embedded in a silver matrix. The typical critical current density is approximately 14 kA/cm 2 . However, the resistance reached by the SFCL when normal state occurs is not high enough to limit the fault current, making necessary long lengths of tapes (~5 km) for limiting purposes. The recently development of coated conductors composites with high resistivity metal substrate have succeeded the BSCCO tapes which are based on YBCO textured film. Upon carrying a critical current density of 13.6 kA/cm 2 , YBCO tapes...

Uma contribuição ao estudo de limitadores de corrente elétrica supercondutores usando transformador e fita supercondutora de alta temperatura crítica

“…Esse controle gera uma grande orientação de suas camadas, portanto, possuem uma corrente elétrica crítica superior Tabela V -Características das fitas HTS de YBCO. Para este trabalho foram considerados os resultados obtidos nos ensaios em corrente alternada do protótipo de limitadores de corrente resistivo construído utilizando-se 25,6m de fita de YBCO, AMSuper com 4mm de largura e característica de Ic(DC)=86 A [13].…”

“…Uma maneira adequada de estudar a operação dinâmica de um limitador de corrente elétrica supercondutor resistivo (LCESR) é através de simulação dinâmica. O LCESR considerado para esta simulação foi construído e ensaiado em um trabalho de pesquisa realizado em laboratório conforme descrito em [13] utilizando 25 m de fita supercondutora de alta temperatura crítica do composto supercondutor de YBCO (YBa2Cu3O7). Os resultados dessa pesquisa foram utilizados para a simulação aqui apresentada.…”

“…Os valores das correntes elétricas de regime permanente e de falta destas simulações foram ajustados aos valores críticos determinados nos experimentos realizados, descritos em [13] e apresentados no capítulo 3 (figuras 36 e 37).…”

“…Os resultados experimentais deste tipo de limitador de corrente elétrica supercondutor resistivo obtidos a partir de [13], foram utilizados para obtenção do comportamento dinâmico de um limitador de corrente elétrica colocado num sistema elétrico alimentado pela rede de 220V, submetido aos ensaios em corrente elétrica de curto-circuito de 1 a 10 kA (pico).…”

“…Figura 5 -Desenhos esquemáticos: a Figura da esquerda mostra o método PIT, a da direita é uma vista topográfica do tubo de Ag/Mg . ------------------------------------------------23 Figura 6 -Estrutura das fitas de BSCCO, a) microestrutura mostrando os filamentos em matriz de prata com revestimento (AMSC), b) microestrutura mostrando os filamentos do material supercondutor em matriz de prata sem revestimento (EAS) [13] ----------------------------------------24 Figura 7 -Estrutura esquemática da fita BSCCO - -----------------------------------------------------------24 Figura 8 -Método de preparação do substrato pelo método MOD e deposição das camadas buffer por LASER pulsado . -------------------------------------------------------------------26 Figura 9 -Composição das camadas da fita de HTS da AMSC 2G, chamada de supercondutores 344.…”