BRPI0115053B1 - Sistema de suprimento e de controle - Google Patents

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Klaus Biester
Peter Kunow
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Cooper Cameron Corp
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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA DE SUPRIMENTO E DE CONTROLE". [001] A presente invenção refere-se a um sistema de suprimento e de controle para instalações elétricas com pelo menos uma instalação de suprimento de tensão e de controle acima do nível livre do mar, com um cabo submarino que liga esta instalação e as instalações elétricas e uma instalação de operação e de controle conjugada basicamente no mesmo local. [002] Tais sistemas de suprimento e de controle são empregados por exemplo na extração de gás natural ou de petróleo. Neste caso, o emprego pode ocorrer em perfurações terrestres como também em perfurações marítimas. [003] Em perfurações marítimas uma parte do sistema de suprimento e de controle está montada em uma plataforma acima do nível do mar. Esta parte é sobretudo uma instalação de suprimento de tensão e de controle. Esta está ligada, como auxílio de um cabo submarino, com a instalação de operação e de controle abaixo do nível do mar ou também situada no fundo do mar. Através de linhas de comunicação correspondentes a instalação de operação e de controle está ligada com diversas instalações elétricas como também motores, grupos elétricos e similares. [004] Em um tal sistema de suprimento e de controle conhecido da prática é transmitida tensão alternada através de um cabo submarino, onde a amplitude e a freqüência da tensão alternada são selecionadas de tal modo, que por exemplo fica aplicada, na extremidade do cabo conjugado às instalações elétricas, uma tensão de suprimento correspondente para as instalações. Para o controle direto de cada instalação pode ser previsto um cabo submarino correspondente separado. A transmissão de dados ocorre igualmente através de cabos submarinos separados. [005] Neste sistema de suprimento e de controle já conhecido constitui um inconveniente o fato de que por exemplo para um suprimento de uma instalação elétrica com 240 V AC e com uma alimentação de tensão original de 600 V AC para a transmissão da potência correspondente para as instalações elétricas e com por exemplo um comprimento de cabo submarino de 30 km ou de 50 km é necessária uma seção transversal de 100 mm2 a 200 mm2 para o cabo. Adicionalmente ainda são necessárias as linhas de dados, de modo que resulta um cabo submarino com diâmetro considerável. [006] No que foi dito anteriormente partiu-se do fato de que 240 V AC para as instalações elétricas são suficientes. Entretanto, foi constatado neste meio tempo de que são necessárias tensões mais elevadas a fim de poder operar por exemplo servomotores como instalações elétricas com potência mais elevada a fim de poder fechar, no máximo em um minuto, por exemplo as válvulas na extração de gás natural ou de petróleo. No caso de aplicação de tais instalações elétricas supridas com tensão mais elevada, a área da seção transversal do cabo submarino com o sistema conhecido de controle e suprimento seria ainda maior. [007] Além disso foi constatado na prática, que na partida de um servomotor como instalações elétricas e sobretudo em servomotor com potência maior ocorre, mesmo no caso de um procedimento lento de partida, uma informação de retorno através do cabo submarino para a instalação de suprimento de tensão e de controle de tal modo, que o procedimento de partida do servomotor é indicado como sendo um curto-circuito na extremidade do cabo. Isto origina um desligamento de um sistema protegido automaticamente contra curto-circuito. [008] Além disso resulta, no sistema de suprimento e de comando até agora descrito, uma eficiência do sistema global de 27% medido com relação a potência de saída. [009] Em um outro sistema de suprimento e de controle ocorre também uma transmissão de tensão alternada através do cabo submarino. Neste sistema é transmitida uma tensão alternada de por e-xemplo 10.000 v AC através do cabo submarino sendo que na instalação de operação e de controle ela é reduzida para os valores de tensão necessários para as instalações elétricas por exemplo por meio de um transformador. Além disso deve ser empregada uma série de ca-pacitores de potência a fim de linearizar novamente a tensão após a sua redução. A fim de poder reduzir eventualmente, neste sistema conhecido, as seções transversais de linha do cabo submarino, é realizada além disso ainda uma correção do fator de potência a fim de obter uma eficiência suficiente para o sistema global. Para essa correção são necessárias outras instalações, que são dispendiosas e caras. [0010] Mesmo no caso de uma montagem completa do sistema citado anteriormente resulta que a eficiência regra geral é menor do que 70%, sendo que as superfícies de seção transversal para uma linha do cabo submarino apresentam valores de aproximadamente 16 mm2 ou 26 mm2 para um comprimento de 30 km ou 50 km. [0011] A invenção tem por base a tarefa de melhorar um sistema de suprimento e de controle do tipo mencionado inicialmente no sentido de possibilitar, com dispêndio reduzido e com alta eficiência assim como com um melhor aproveitamento do sistema, suprimentos através de distâncias maiores. [0012] Esta tarefa é solucionada com base nas características de preâmbulo da reivindicação 1 pelo fato de que a instalação de suprimento de tensão e de controle para a obtenção de uma tensão contínua para a alimentação no cabo submarino apresenta pelo menos um conversor CA/CC, que para a instalação de operação e de controle é conjugado pelo menos um conversor CC/CC ou CC/CA para a conversão da tensão contínua transmitida através do cabo submarino em uma tensão contínua ou tensão alternada e que a tensão assim obtida é transmissível, através de linhas de ligação, para as instalações elétricas. Isto significa que, de acordo com a invenção é transmitida tensão contínua através dos longos cabos submarinos, onde somente nas extremidades do cabo submarino ocorre, em cada uma delas, a conversão de tensão alternada em tensão contínua ou inversamente de tensão contínua para tensão alternada. Com tensão contínua e com corrente contínua correspondente é somente transmitida potência efetiva e nenhuma potência aparente. Isto significa que o fator de potência é 1. Com base na transmissão de tensão contínua ao longo do cabo submarino ocorrem perdas reduzidas comparado com uma transmissão de tensão alternada nos sistemas até agora conhecidos. [0013] Além disso resultam seções transversais muito reduzidas para a transmissão de tensão contínua para uma linha de cabo submarino, que corresponde somente a um décimo ou menos do que as seções transversais de tensão alternada. [0014] Por meio do conversor CC/CC ou CC/CA na região da instalação de operação e de controle ocorre então uma conversão correspondente da tensão contínua em valores de tensão contínua ou em valores alternados necessários como por exemplo 240 v ou 300 v com freqüência correspondente necessária para as instalações elétricas como motores, grupos de máquinas e similares. [0015] O sistema de acordo com a invenção caracteriza-se por isso pela sua simplicidade e simultaneamente pela sua maior eficiência (pelo menos 70%) onde somente pela redução significativa da seção transversal das linhas do cabo submarino resulta uma economia considerável de custos. [0016] Uma fonte de tensão simples para o sistema em regra geral utilizado em outras aplicações, consiste no fato de que uma fonte de tensão alternada é combinada com a instalação de suprimento de ten- são e de controle para o suprimento com uma tensão alternada sobretudo trifásica. [0017] Nos sistemas já conhecidos também é possível transmitir dados entre a instalação de suprimento de tensão e de controle e a instalação de operação e de controle. Em geral é empregado para isso um cabo separado. [0018] De acordo com a invenção resulta como outra vantagem que a transmissão de tensão contínua ao longo do cabo submarino fica livre de quaisquer altas freqüências e desta forma são moduladas, de forma simples, as freqüências de tensão que correspondem diretamente à tensão contínua e destinadas à transmissão de dados. Isto pode ocorrer sobretudo pelo fato de que a instalação de tensão e de controle e a instalação de operação e de controle apresentam, cada uma, pelo menos uma instalação de modulação de dados. [0019] Uma forma de alimentação de dados especialmente simples e efetiva pode ocorrer pelo fato de que a instalação de modulação de dados da instalação de suprimento de tensão e de controle é aplicada depois do conversor CC/CC ou CA/CC. [0020] Uma aplicação correspondente de informação ou de dados pode ocorrer diretamente na região da instalação de modulação de dados através de instalação de entrada correspondentes. Também existe a possibilidade de ocorrer uma alimentação de sinais e de dados correspondente a partir de um ponto mais distante. Para isso a instalação de tensão e de controle pode ser ligada a uma instalação de transmissão de dados externa. Através desta os dados correspondentes são transmissíveis para a instalação de demodulação de dados ou podem ser recebidos desta. [0021] Analogamente a fim de receber ou alimentar, de forma simples, dados também na região da instalação de comando e de operação, a instalação de modulação de dados e da instalação de operação e de controle pode ser instalada antes do conversor CC/CC ou do conversor CC/CA. [0022] Desta forma a alimentação de dados e também a recuperação de dados ocorre em cada caso a partir da tensão contínua. [0023] A fim de impedir o aparecimento de correntes altas demais e para evitar eventualmente danos nas instalações elétricas sobretudo no fundo do mar, pode ser conjugada uma instalação de controle de sobrecorrente ao conversor CC/CC ou CC/CA. [0024] Em um conversor CC/CC no fundo do mar a tensão contínua elevada de vários milhares de volts aplicada a partir de superfície do mar, é dividida em tensões contínuas correspondentes para o suprimento das instalações individuais no fundo do mar. [0025] A fim de assegurar que as instalações elétricas sejam supridas com valores de tensão correspondentes, o conversor CC/CA pode ser acoplado indutivamente com uma instalação de medição de tensão alternada, sobretudo com um regulador em derivação-tensão. Por meio do regulador em derivação-tensão o sistema também pode ficar sob tensão plena mesmo antes da operação das instalações elétricas, onde o regulador em derivação-tensão assume a regulagem de carga dinâmica e em seguida a tensão pode ser reduzida para valores baixos correspondentes. [0026] Por intermédio do acoplamento indutivo como mais um destaque da invenção fica assegurado que conexões correspondentes ou outras ligações entre o cabo submarino e instalações elétricas não sejam operadas com tensão contínua. É em geral conhecido que já uma pequena umidade é perigosa para superfícies de contato que atuam na transmissão de tensão contínua sendo que sobretudo água salgada atua, com tensão contínua, como elemento galvânico, que iria destruir rapidamente superfícies de conexão metálicas. A fim de manter reduzido o dispêndio para conexões, o acoplamento indutivo ocorre abaixo do nível do mar e a condução adiante da tensão é realizada com tensão alternada, motivo pelo qual são utilizadas as conexões elétricas marítimas. [0027] Por meio do emprego dos conectores elétricos usuais é a-lém disso possível que todas as partes conectadas são novamente reaproveitáveis, podendo ser recuperadas abaixo do nível do mar, por exemplo guardadas e novamente reutilizadas. De acordo com a invenção não é necessária uma ligação fixa e não desconectável entre por exemplo o cabo submarino e instalação correspondentes. [0028] Para o acoplamento indutivo pode ser empregado um transformador que realiza por exemplo também diretamente a conversão de tensão contínua para os valores de tensão alternada necessária para as instalações elétricas. [0029] Um tal transformador pode apresentar duas metades de núcleo bobinado confrontantes entre si e basicamente simétricas e separáveis. [0030] A fim de poder trocar dados através de entreferro de ar entre as metades de núcleo bobinado e também na região do transformador, cada metade de núcleo bobinado pode ter conjugada uma instalação de modulação de dados para a transmissão de dados. [0031] A fim de controlar a conversão da tensão contínua em tensão alternada assim como controlar e supervisionar pelo menos as instalações de modulação de dados das metades de núcleo bobinados, a cada metade de núcleo bobinado pode ser conjugada uma instalação de controle de acoplamento correspondente ao controle das instalações de modulação de dados, do conversor CC/CA e/ou da instalação de medida de tensão alternada. Da instalação de medida de tensão alternada pode ocorrer igualmente uma mensagem de retorno para a instalação de suprimento de tensão e de controle para a regulagem de tensão contínua, onde a mensagem de retorno ocorre através das ins- talações de controle de acoplamento, das instalações de modulação de dados das metades de núcleos bobinados, da instalação de modulação de dados da instalação de operação e de controle, do cabo submarino e da instalação de modulação de dados da instalação de suprimento de tensão e de controle. Desta forma é possível, diretamente, uma troca bidirecional de dados entre a instalação de suprimento de tensão e de controle e a instalação de operação e de controle. [0032] Em um exemplo de realização simples sem outras instalações de controle a instalação de medida de tensão alternada pode estar ligada com as instalações elétricas para o seu suprimento. [0033] A fim de medir de forma simples através da instalação de medida de tensão alternada emitida pelo conversor CC/CA e suprir as instalações elétricas com valores de tensão correspondentes, a instalação de medida de tensão alternada pode medir sobretudo uma amplitude da tensão alternada. [0034] Neste relacionamento é vantajoso o caso em que a tensão alternada emitida pelo conversor CC/CA apresentar uma tensão de onda retangular. Com isso as diversas instalações elétricas podem ser supridas com uma tensão estável e com potência suficiente. [0035] Não é mais necessária uma estabilização de tensão separada, por exemplo com auxílio de uma disposição de diodos-Zener, com base na instalação de medida de tensão alternada com regulador de derivação de tensão pelo fato de que a tensão alternada emitida por este circuito já é estabilizada de forma estática e dinâmica. [0036] Para a transmissão, tanto da tensão contínua como também dos sinais elétricos ao longo do cabo submarino, este pode ser constituído vantajosamente por linhas coaxiais. Estas apresentam propriedades otimizadas com relação à atenuação e à imunidade referente a ruídos emitidos e possibilitam uma alta razão de transmissão de dados pelo menos 100 a 6000 kBaud. Além disso é também realizável de forma simples uma transmissão bidirecional de dados ao longo do cabo submarino. [0037] O transformador pode ser desenvolvido de tal modo, que o entre ferro de ar entre as duas metades de núcleo bobinadas seja por exemplo no máximo 4 mm ou sobretudo no máximo 2 mm. Além disso, são empregáveis materiais correspondentes para as metades de núcleos bobinados, que não são atacáveis sobretudo pela água do mar, como sejam disposições de chapas de aço de transformadores resistentes à corrosão ou misturas de pó magnético de material sintético moldado para os materiais de núcleo bobinado correspondente. [0038] A fim de poder transmitir diretamente das instalações elétricas ou da instalação de medida de tensão alternada dados no sentido da instalação de suprimento de tensão e de controle, o regulador de tensão em derivação pode ser desenvolvido de forma bidirecional. [0039] Com base no emprego de tensão contínua ou corrente contínua de acordo com a invenção e com isso a possibilidade de uma seção transversal reduzida das linhas do cabo submarino existe além disso a possibilidade de poder prever, para cada instalação elétrica uma linha de conexão separada no cabo submarino. Neste relacionamento deve ser observado que uma unidade elétrica, como por exemplo um motor individual ou um atuador individual pode apresentar uma estrutura ramificada ou grupo correspondente de motores elétricos, atuadores ou de outras instalações elétricas. [0040] Um acoplamento correspondentemente simples de dados-também com vários canais pode ocorrer pelo fato de que o sistema para a transmissão de dados apresenta uma instalação de multiplex. [0041] Em seguida é ilustrado em mais detalhes um exemplo de realização vantajoso da invenção com base nas Figuras apresentadas no desenho. [0042] São mostrados: [0043] Figuras 1a-c, uma representação do princípio de diversos sistemas de suprimento e de controle em posições confrontantes, onde está representado na Figura 1c o sistema de suprimento e de controle de acordo com a invenção; [0044] Figura 2, uma representação em bloco de sistema de suprimento e de controle de acordo com a Figura 1c. [0045] Na Figura 1 estão representados diversos sistemas de suprimento e de controle, dos quais já são conhecidos na prática aqueles de acordo com as Figuras 1 (a) e (b). [0046] No sistema de suprimento e de controle de acordo com a Figura 1(a) está disposta, acima do nível livre do mar 4, uma disposição de suprimento de tensão e de controle 3 com uma fonte de tensão correspondente e com uma instalação de multiplex 25. O suprimento de tensão ocorre por meio de tensão alternada, transmitida diretamente através de um cabo submarino 5 para uma instalação de operação e de controle 6. Esta é disposta abaixo do nível livre do mar e está ligada através de linhas de conexão 26 com instalações elétricas 24 pode ser constituída por um grupo de instalações elétricas 2 dispostas por exemplo em forma de uma estrutura ramificada, sendo controlada e operada em comum. [0047] Para a transmissão de dados entre a instalação de controle e de suprimento de tensão 3 e a instalação de operação e de controle 6 está previsto um cabo de dados 27. Este é de preferência constituído por linhas coaxiais. [0048] Ao longo do cabo submarino 5 é transmitido em regra geral uma tensão alternada com uma tensão máxima de 600 v CA. Para o suprimento das instalações elétricas correspondentes com 240 v CA e potência correspondente são necessárias seções transversais para linhas correspondentes do cabo submarino de um comprimento de por exemplo 50 km de pelo menos 175 mm2. [0049] A instalação de operação e de controle 6 abrange aí pelo menos uma instalação de operação de motor 31 e um sistema de controle 32. Os diversos motores em forma de instalações elétricas 2 podem ser aí empregados para a operação de válvulas, BOP (Blowout Preventer) e similares, sendo que estes equipamentos são todos empregados para a extração de petróleo ou para a extração de gás natural no fundo do mar. [0050] No outro sistema de suprimento e de controle de acordo com a Figura 1(b) também ocorre uma transmissão de tensão alternada ao longo do cabo submarino 5. Neste caso, porém é transmitida uma tensão máxima de 10.000 v CA, que é reduzida antes da instalação de operação e de controle 6 por meio de um transformador 33 correspondente para os valores de tensão necessários para as instalações elétricas. Também neste sistema conhecido está prevista uma linha de dados separada 27 em forma de cabo coaxial ou similar. A instalação de operação e de controle 6 de acordo com a Figura 1(b) requer capacitores de potência 34 dispendiosos a fim de filtrar correspondentemente a tensão alternada rebaixada. Além disso são necessárias, neste sistema assim como também no sistema de acordo com a Figura 1(a), instalações de correção de fator de potência a fim de baixar a potência aparente do sistema. Tais instalações de correção são em regra geral bastante dispendiosas e são constituídas por capacitores ou similares. [0051] No sistema de acordo com a Figura 1(b) resultam, para valores de tensão correspondentes e potências para as instalações elétricas no fundo do mar, seções transversais para linhas do cabo submarino de por exemplo 75 mm2 para 50 km de comprimento ou, com correção de fator de potência pelo menos uma seção transversal de 26 mm2 com 50 km de comprimento do cabo. [0052] De acordo com a invenção e segundo a Figura 1(c) não é transmitida tensão alternada mas tensão contínua através do cabo submarino 5. A instalação de suprimento de tensão e de controle 3 a-presenta para isso pelo menos um conversor CA/CC 7, que converte uma tensão alternada correspondente, de uma fonte de tensão alternada 9 veja Figura 2, em uma tensão contínua. Na região de instalação de operação e de controle 6 está previsto analogamente um conversor CC/CC ou -CC/CA 8 para a conversão da tensão contínua em uma tensão contínua ou em uma tensão alternada. Como de acordo com a invenção é transmitida uma tensão contínua através do cabo submarino 5, conseqüentemente não ocorre nenhuma transmissão de tensões de alta freqüência, de modo que, de forma simples, os sinais para a transmissão de dados são moduláveis na tensão contínua. Isto ocorre através da instalação de multiplexador e através de um acopla-dor de cabo 34 correspondente. Na região de operação e de controle 6 ocorre, correspondentemente uma demodulação dos dados. [0053] No desenvolvimento do conversor 8 para conversor CC/CC ocorre correspondentemente uma conversão de tensão contínua elevada transmitida através do cabo submarino 5 em tensões contínuas necessárias para o suprimento da instalação correspondente no fundo do mar. Neste relacionamento deve ser observado que no caso de um suprimento de tensão contínua para a instalação no fundo do mar, fica simplificada uma troca de dados correspondente com estas instalações pelo fato de que sinais de dados correspondentes podem ser modulados no sinal de tensão contínua de forma simples. Em seguida é descrito em detalhes, com base em um diagrama de bloco na Figura 2 o sistema de suprimento e de controle 1 de acordo com a invenção segundo a Figura 1(c). [0054] No exemplo de realização de acordo com a invenção o sistema de suprimento e de controle 1 segundo a Figura 2 é uma instala- ção de suprimento de tensão e de controle 3 disposta acima do nível livre do mar 4 e uma instalação de operação e de controle 6 disposta abaixo deste nível livre do mar 4. A ligação entre ambos ocorre através de um cabo submarino. [0055] A instalação de suprimento de tensão e de controle 3 apresenta pelo menos um conversor CA/CC 7 e uma instalação de modulação de dados 10. Além disso, as duas unidades mencionadas acima estão conjugadas a uma instalação de controle de superfície 28, através da qual ocorre o controle do conversor CA/CC 7 assim como também da instalação de modulação de dados 10. [0056] A instalação de suprimento de tensão e de controle 3 está ligada com uma fonte de tensão alternada 9, que oferece uma tensão alternada trifásica. Além disso, a instalação de suprimento de tensão e de controle 3 está ligada com uma instalação de transmissão de dados 11, que pode ser disposta afastada da instalação de suprimento de tensão e de controle, mas ainda continua sendo parte do sistema de suprimento e de controle 1. Através da instalação de transmissão de dados 11 pode ocorrer o controle do sistema global assim como a sua supervisão. [0057] As setas representadas entre as diversas unidades do sistema caracterizam, através do sentido da seta, uma transmissão de tensão ou de dados, onde em geral é possível uma transmissão de dados bidirecional. [0058] A instalação de operação e de controle 6 está disposta a-baixo do nível do mar 4 e fica por exemplo aplicada no fundo do mar. Ela apresenta uma instalação de modulação de dados 12 para a de-modulação dos dados transmitidos através do cabo submarino 5, mas também para a modulação de dados correspondentes no sentido inverso, ou seja, da instalação de operação e de controle para a instalação de suprimento de tensão e de controle 3. [0059] Junto e depois da instalação de modulação de dados 12 a instalação de operação e de controle 6 apresenta um conversor CC/CA 8. Através deste a tensão contínua transmitida através do cabo submarino 5 é novamente convertida em tensão alternada correspondente. Ao conversor CC/CA 8 é conjugada uma instalação de controle de sobrecorrente 13. Em seguida a conversão da tensão contínua em tensão alternada através do conversor CC/CA 8 ocorre uma transmissão indutiva da tensão alternada para uma instalação de medida de tensão alternada 14. A transmissão indutiva ocorre por meio de um transformador 16 constituído por duas metades de núcleo bobinado 17,18. Entre estas é formado um entreferro de ar 23. [0060] A instalação de medida de tensão alternada 14 se destina para a determinação sobretudo de valores de amplitude da tensão alternada e à instalação de medida é conjugado um regulador de tensão em derivação 15. Por meio deste ocorre correspondentemente uma estabilização estática e dinâmica da tensão alternada, sendo que o regulador de tensão em derivação 15 é bidirecional e juntamente com a instalação de medida de tensão alternada 14 está aplicado na saída do transformador 16. Em seguida ocorre um transporte adiante da tensão alternada estabilizada para uma fonte de tensão 30 submarina, com a qual estão ligadas, através de linhas de conexão elétricas 26, as diferentes instalações elétricas 2 ou unidades 24. [0061] A cada metade de núcleo bobinado é conjugada uma instalação de modulação de dados 19, 20 assim como uma instalação de controle de acoplamento 21, 22. Através das instalações de modulação de dados 19, 20 ocorre a transmissão de dados e as instalações de controle de acoplamento 21, 22 servem para o controle das diversas instalações de modulação de dados 12, 19 e 20 assim como também da instalação de medida de tensão alternada 14 com regulador de tensão em derivação 15. Além disso, as instalações de controle de acoplamento 21, 22 servem para a troca de dados por exemplo com a instalação de medida de tensão alternada 14 com regulador de derivação tensão 15 e por exemplo com um módulo eletrônico submarino 29. Este módulo eletrônico contém a eletrônica correspondente para o controle dos diferentes equipamentos abaixo do nível do mar e sobretudo no fundo do mar, como sejam válvulas, "Blow-out Preventer", atu-adores e similares. Em geral, a eletrônica correspondente está contida no módulo eletrônico redundante. [0062] Em seguida é descrito, de forma simplificada, o modo de funcionamento do sistema de suprimento e de controle 1 de acordo com a invenção com base sobretudo da Figura. [0063] De acordo com a invenção, ocorre um suprimento de instalação de operação e de controle 6 com tensão contínua através do cabo submarino 5. Somente no final do longo cabo submarino a tensão contínua é novamente convertida em tensão alternada através de um conversor CC/CA 8 correspondente. Acima da superfície livre do mar uma tensão alternada trifásica é convertida, por um conversor CA/CC em por exemplo uma tensão de saída de 3000 v a 6000 v. O valor da tensão depende dos requisitos de potência do sistema. [0064] Em seguida, a tensão contínua estável e filtrada é conduzida para linhas coaxiais do cabo submarino, sendo que antes ocorre uma modulação de dados através de uma instalação de modulação de dados correspondente como um modem ou similar. [0065] Pelo fato de que as linhas coaxiais apresentam propriedades ótimas relativamente à atenuação e ao ruído, são possíveis razões de transmissão de dados elevadas de pelo menos 100 a 600 kBAUD através destas linhas. [0066] No fundo do mar ou abaixo do nível livre do mar ocorre então uma demodulação dos sinais de dados por meio de uma instalação de modulação de dados correspondente como seja novamente um Modem. Em seguida, ocorre uma conversão da tensão alternada por meio de um conversor CC/CA em por exemplo uma tensão de onda retangular de 300 v com uma freqüência de 20 kHz. Esta tensão alternada pode ser transmitida através de instalações de linhas usuais para as diversas instalações elétricas. É somente necessária uma pequena filtragem sem grandes capacitores eletrolíticos. Os transformadores 16 empregados para a conversão da tensão alternada do conversor CC/CA para os valores de tensão correspondentes apresenta duas metades de núcleos bobinados confrontam entre si, são separáveis uma da outra e estão desenvolvidas simetricamente entre si. Por meio deste transformador é obtido o acoplamento indutivo. [0067] Em seguida é realizada uma medida da amplitude da tensão de onda retangular por intermédio da instalação de medida de tensão alternada 14, à qual é conjugado um regulador de tensão em derivação 15. Por meio destas duas instalações na saída do transformador ocorre basicamente uma estabilização estática e dinâmica da tensão de saída. As potências perdidas correspondentes do transformador assim como das outras instalações de operação e de controle 6 podem, através do contato com o mar, ser dissipadas através de uma parede correspondente da instalação, em forma de calor. [0068] Para a regulagem do suprimento de tensão é possível uma transmissão de dados da instalação de medida 14 através da instalação de modulação de dados 20 e 19 e através da outra instalação de modulação de dados 12 de volta para a instalação de suprimento de tensão e de controle 3. [0069] Por meio de cálculos correspondentes pra os valores de tensão e de potências necessárias resulta, para o sistema de suprimento e de controle de acordo com a invenção, uma seção transversal de linha para por exemplo 50 km de cabo submarino, de apenas aproximadamente 2 mm2. Isto é uma seção transversal consideravelmente menor do que aquela dos sistemas conhecidos da prática, veja Figura 1 (a) e (b). [0070] Além disso, são possíveis razões de transmissão de dados elevadas com base na modulação e da demodulação simples em virtude da tensão contínua e do cabo coaxial empregado. Por meio das instalações empregadas no sistema de acordo com a invenção resulta além disso uma tensão de suprimento estável e uma alta confiabilidade.

Claims (19)

1. Sistema de suprimento e de controle (1) para instalações elétricas (2) com pelo menos uma instalação de suprimento de tensão e de controle (3) acima do nível livre do mar (4), com um cabo submarino (5) ligando estas instalações elétricas (2) e com uma instalação de operação e de controle (6) basicamente conjugada às instalações elétricas (2), em que a instalação de suprimento de tensão e de controle (3) apresenta, para a obtenção de uma tensão contínua para o suprimento do cabo submarino (5), pelo menos um conversor CA/CC (7), que para a instalação de operação e de controle (6) é conjugado pelo menos um conversor CC/CC ou CC/CA (8) para a conversão da tensão contínua transmitida através do cabo submarino (5) em uma tensão contínua ou em uma tensão alternada e a tensão assim obtida é transmissível através de linhas de conexão para as instalações elétricas (2); que a instalação de suprimento de tensão e de controle (3) e a instalação de operação e de controle (6) apresentam, cada uma, pelo menos uma instalação de modulação de dados (10,12, 19, 20); caracterizado pelo fato de que o conversor CC/CA (8) está acoplado indutivamente com uma instalação de medida de tensão alternada (14), sobretudo com um regulador de tensão em derivação (15).
2. Sistema de suprimento e de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma fonte de tensão alternada (9) está ligada com a instalação de suprimento de tensão e de controle (3) para o suprimento com, sobretudo, uma tensão alternada trifásica.
3. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a instalação de modulação de dados (10) da instalação de suprimento de tensão e de controle (3) é aplicada depois do conversor CA/CC (7).
4. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a instalação de suprimento de tensão e de controle (3) está ligada com uma instalação de transmissão de dados externa (11).
5. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a instalação de modulação de dados (12) da instalação de operação e de controle (6) está ligada antes do conversor CC/CC ou do conversor CC/CA (8).
6. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que ao conversor CC/CC ou ao conversor CC/CA (8) é conjugada uma instalação de controle de sobrecorrente (13).
7. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que está previsto um transformador (16) para o acoplamento indutivo entre pelo menos o conversor CC/CA (8) e a instalação de medida de tensão alternada (14).
8. Sistema de suprimento e de controle de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o transformador apresenta duas metades de núcleo bobinado (17, 18) separáveis, basicamente simétricas e confrontantes entre si.
9. Sistema de suprimento e de controle de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a cada metade de núcleo bobinado (17, 18) é conjugada uma instalação de modulação de dados (19, 20) para a transmissão de dados.
10. Sistema de suprimento e de controle de acordo com a reivindicações 8 ou 9 , caracterizado pelo fato de que a cada metade de núcleo bobinado (17, 18) é conjugada uma instalação de controle de acoplamento (21, 22) correspondente ao controle das instalações de modulação de dados (19, 20) do conversor CC/CA (8) e da instalação de medida de tensão alternada (14).
11. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a instalação de medida de tensão alternada (14) está ligada, através da linha de conexão (26), com as instalações elétricas.
12. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que por meio da instalação de medida de tensão alternada (14) é mensurável sobretudo uma amplitude da tensão alternada.
13. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a tensão alternada emitida pelo conversor CC/CA (8) é uma tensão de onda retangular.
14. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a tensão alternada emitida pela instalação de medida de tensão alternada (14) com regulador de derivação de tensão (15) é estabilizada de forma estática e dinâmica.
15. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a transmissão de dados ao longo do cabo submarino (5) é realizada de forma bidirecional.
16. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que um entreferro de ar (23) entre as metades de núcleo bobinado (17, 18) apresenta largura máxima de 4 mm e sobretudo largura máxima de 2 mm.
17. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o regulador de tensão em derivação (15) é desenvolvido de forma bidirecional.
18. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que para cada unidade (24) de instalações elétricas (2) está prevista uma linha de conexão separada no cabo submarino (5).
19. Sistema de suprimento e de controle de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sistema apresenta uma instalação de multiplexador (25) para a transmissão de dados.
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