L’introduzione di un dispositivo di limitazione della corrente di corto circuito all’interno dei moderni sistemi elettrici costituisce un requisito essenziale per un esercizio sicuro e per aumentare efficacia e flessibilità. L’esperienza di esercizio dimostra quanto un corto circuito sia dannoso per tutti i componenti e per la funzionalità dell’intero sistema. I provvedimenti tradizionalmente adottati per limitare il livello delle correnti di corto (trasformatori con elevata reattanza interna, reattanze in aria connesse in serie, sezionamento delle reti) introducono perdite permanenti e limitano l’esercizio del sistema; ne consegue che lo sviluppo di un dispositivo capace di limitare la corrente di guasto senza condizionare il sistema durante il normale funzionamento risulta di particolare rilevanza. Tra i possibili dispositivi di limitazione, quelli che utilizzano i materiali superconduttori (SFCL - Superconducting Fault Current Limiter) presentano caratteristiche ideali: impedenza trascurabile in condizioni di normale funzionamento, rapida transizione passiva, e dunque affidabile, verso uno stato ad alta impedenza in condizioni di guasto. I superconduttori tradizionali disponibili commercialmente prima della scoperta dei Superconduttori ad Alta Temperatura critica (SAT) nel 1986, avendo temperature critiche (temperatura al di sopra della quale il materiale perde completamente le sue proprietà superconduttive) inferiori ai 20K, necessitano per il loro impiego di essere raffreddati a temperature prossime a quelle dell’elio liquido (punto di ebollizione Teb =4,2K); questo requisito legato al costo e alla complessità d’impiego dell’elio liquido ha per anni di fatto impedito lo sviluppo di componenti e dispositivi superconduttori per applicazioni nel settore elettrico di potenza. Dopo l’avvento dei SAT e quindi della possibilità di utilizzare l’azoto liquido come mezzo refrigerante (sostanza diffusissima, con punto di ebollizione Teb = -196°C o 77K e molto meno costoso dell’elio liquido) tutte le possibili applicazioni sono state rinvigorite ed in particolare sono stati compiuti numerosi studi volti a dimostrare la fattibilità e ad analizzare le principali caratteristiche di limitatori di corrente superconduttivi di varie tipologie e taglie.
L. Martini, M. Bocchi, A. Morandi, M. Fabbri, F. Negrini, P.L. Ribani (2006). Limitatori di corrente superconduttivi: confronto tra le diverse tipologie. AEIT, 5, 22-31.
Limitatori di corrente superconduttivi: confronto tra le diverse tipologie
MORANDI, ANTONIO;FABBRI, MASSIMO;NEGRINI, FRANCESCO;RIBANI, PIER LUIGI
2006
Abstract
L’introduzione di un dispositivo di limitazione della corrente di corto circuito all’interno dei moderni sistemi elettrici costituisce un requisito essenziale per un esercizio sicuro e per aumentare efficacia e flessibilità. L’esperienza di esercizio dimostra quanto un corto circuito sia dannoso per tutti i componenti e per la funzionalità dell’intero sistema. I provvedimenti tradizionalmente adottati per limitare il livello delle correnti di corto (trasformatori con elevata reattanza interna, reattanze in aria connesse in serie, sezionamento delle reti) introducono perdite permanenti e limitano l’esercizio del sistema; ne consegue che lo sviluppo di un dispositivo capace di limitare la corrente di guasto senza condizionare il sistema durante il normale funzionamento risulta di particolare rilevanza. Tra i possibili dispositivi di limitazione, quelli che utilizzano i materiali superconduttori (SFCL - Superconducting Fault Current Limiter) presentano caratteristiche ideali: impedenza trascurabile in condizioni di normale funzionamento, rapida transizione passiva, e dunque affidabile, verso uno stato ad alta impedenza in condizioni di guasto. I superconduttori tradizionali disponibili commercialmente prima della scoperta dei Superconduttori ad Alta Temperatura critica (SAT) nel 1986, avendo temperature critiche (temperatura al di sopra della quale il materiale perde completamente le sue proprietà superconduttive) inferiori ai 20K, necessitano per il loro impiego di essere raffreddati a temperature prossime a quelle dell’elio liquido (punto di ebollizione Teb =4,2K); questo requisito legato al costo e alla complessità d’impiego dell’elio liquido ha per anni di fatto impedito lo sviluppo di componenti e dispositivi superconduttori per applicazioni nel settore elettrico di potenza. Dopo l’avvento dei SAT e quindi della possibilità di utilizzare l’azoto liquido come mezzo refrigerante (sostanza diffusissima, con punto di ebollizione Teb = -196°C o 77K e molto meno costoso dell’elio liquido) tutte le possibili applicazioni sono state rinvigorite ed in particolare sono stati compiuti numerosi studi volti a dimostrare la fattibilità e ad analizzare le principali caratteristiche di limitatori di corrente superconduttivi di varie tipologie e taglie.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
