具有可控制阻抗的器件制造技术

本发明专利技术涉及具有可控制阻抗的电路元件（Ｌ１），包括可磁化材料的本体（１）、围绕本体（１）的绕第一轴缠绕的主绕组（Ａ１），以及围绕本体（１）的绕与第一轴成直角的第二轴缠绕的控制绕组（Ａ２），其中主绕组（Ａ１）被安排成连接到采用电路元件（Ｌ１）的工作电路，以及控制绕组（Ａ２）被安排成连接到用于控制工作电路中的阻抗的控制单元。本发明专利技术还涉及包括电路元件或类似的变压器装置的各种电流和电压调整装置。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有在PCT/NO001/00217中描述的那种可控制阻抗的电路元件。在所述专利申请中，描述的电路元件包括可磁化材料的本体，围绕本体绕第一轴缠绕的主绕组，以及围绕本体绕第二轴缠绕的控制绕组。通过改变控制绕组中的电流，有可能改变电路元件的磁阻，由此改变在主绕组被连接到的电路中的与频率变化无关的阻抗。所以，按照本专利技术的概念涉及到提供如在专利权利要求1中指出的具有可控制阻抗的电路元件，其中阻抗控制是藉助于控制电流实施的。本专利技术的主要优点在于，它不需要可移动的零件或用于控制阻抗值的复杂的电路。在本专利技术背后的原理显示于附图说明图1。在该图中，显示一可磁化材料的本体1，它可以是铁氧体或铁或其他适当的可磁化材料。围绕本体1缠绕有主绕组A1，该主绕组在其中需要引入可变阻抗的地点处被连接到电路。A1是围绕第一方向缠绕的，该方向在图1A所示的情形下是与本体1的周边一致的。第二绕组，即控制绕组A2，也围绕本体1缠绕，但是其绕线轴与A1的绕线轴成直角(正交)，由此很大地避免在A1与A2之间的变压器式联系，且唯一的联系发生在可磁化材料内。原理上，该联系被显示为材料的μr的改变。根据已知的公式Rm＝1/μrμ0A，L＝N2/Rm，以及XL＝jwL，可以看到，μr的改变将导致L的改变，从而是XL的改变。本专利技术的特性对于调整是特别有用的，该调整现在是藉助于电力电子装置实现的。按照本专利技术的电路元件的第一个应用是用于传输线中的串联补偿(专利权利要求2，图2)。串联补偿是在其中各种设备的连接造成线路的总的阻抗具有过高的电感因子的电力线12的情形下采用的。为了补偿电感因子，插入电容器C1。按照本专利技术的元件L1，然后被串联连接到其中要进行补偿的线路12(即，元件L1中的主绕组A1被串联连接到线路12)。同时，元件L1被并联连接到电容器或电容器电池C1。藉助于L1中的控制绕组A2，有可能控制元件L1的阻抗从非常低的数值(其中线路12中的电流传送通过元件L1而不通过电容器C1)改变到高的数值(其中线路12中的电流主要传送通过电容器C1)。串联补偿的第二个应用是为了改变传输线的阻抗值，由此控制在几条平行传输线之间的功率流。在图1所示的情形下，有可能藉助于按照本专利技术的元件L1来控制线路12的阻抗，由此控制在线路12与13之间的负载分布。按照现有技术，有可能通过这种手段执行负载流调整(电流限制或重新分布功率流)和稳定性控制。按照现有技术，这种串联补偿是藉助于闸流管控制或闸流管连接的串联电容器(CSCS，TSSC)实行的。为了驱动不同的闸流管，所以需要闸流管组和控制设备。这是麻烦和昂贵的。本专利技术也涉及按照专利权利要求10和11的用于控制传输线的阻抗的系统，以及在专门的实施例中，按照权利要求12的用于传输线的串联补偿系统。本专利技术的这样的实施例包括测量单元2，用于测量有关线路的运行参量(U，Icosφ，P，Q，S，f)；带有输入端和输出端的处理单元，其中第一输入端连接到测量单元，以使得测量的结果被发送到处理单元，第二输入端被连接到用于输入想要的数值的输入单元，以及至少一个输出端，其中输出信号被变换成具有想要的频率和强度的电流控制信号(这个电流可以是直流或交流)，以及具有可控制阻抗的电路元件包括用于连接到传输线的主绕组和用于连接到处理单元的控制绕组，结果，该处理单元根据测量的结果与想要的数值之间的比值控制元件的阻抗。也有可能把本专利技术实施为“开环”控制电路，其中根据想要的值调整阻抗值，而不用测量值的任何反馈。用于本专利技术的简化方框图显示于图3。图3显示按照本专利技术的上述的实施例的系统。如上所述，该系统包括测量单元2，用于连接到必须被串联补偿的传输线12，且该测量单元将测量线路的运行参量，诸如电压、电流、cosφ。该测量值被发送到处理单元4，在本专利技术的实施例中，该处理单元也被馈送以想要的值。根据输入值，处理单元计算对于元件L1的阻抗的想要的值，由此，得出将被加到元件的控制绕组A2的必要的控制电流值。因此，本专利技术构成可控制的串联电抗器，它可以与串联电池相组合地被利用。本专利技术具有很大的功利价值，因为它由于调整功率流的能力(在正常运行下或在故障后)或由于增加的稳定性极限而导致增加的网络利用(增加的负载极限)。关于电路元件的输出，最大输出优选地可以是3000A的量级，且具有10-50欧姆的阻抗。关于系统的调整要求，将需要串联电感的线性控制。调整系统(在想要的例子中它在处理单元4被提供)应当能够跟随高达10Hz的频率的功率改变，如果该单元要被使用于稳定性控制的话。如果它被使用于补偿子同步谐振，则它必须提升到30-50Hz。关于在使用系统时的保护要求，传统的阻抗/距离保护将被“波动保护”替换。如果使用串联电池，则这将导致对于金属氧化物分流器(MOD)的需要。至于系统损耗，静态损耗将是小的，但这是最小考虑，因为元件的总的实用价值是高的。系统的一个优点是，它包括具有极低的运行成本的单个元件。按照本专利技术的电路元件的第二个应用是作为在传输线中的并联补偿器(专利权利要求3)，即，作为有可能与并联电池相组合的可控制的并联电抗。按照现有技术，这种并联补偿是藉助于闸流管控制的电抗器(TCR)执行的，这必然伴有所有的缺点。本专利技术的这个应用被显示于图4。按照本专利技术的这个实施例，并联补偿是藉助于具有主绕组A1的电路元件L1实施的，该主绕组A1被连接到传输线13的一端，以及传输线的另一端被连接到电容器C1。该电容器C1又被连接到地。补偿是通过藉助于控制绕组A2改变电路元件L1的阻抗，由此改变串联电路L1-C1的总的阻抗。该串联连接的总的阻抗因此从纯电感性的(元件L1的高的阻抗值)变化到零(L1与C1之间的串联谐振)，以及此后变化到纯电容性的(电路元件L1的低的阻抗值)。同时，将有可能藉助于这个器件执行电压调整，其中在线路上不可接受的高电压将能够通过增加对于该元件和电容器的总的串联阻抗而被补偿，而对于不可接受的低电压来说反之亦然。因此，在第二实施例中，按照本专利技术的系统包括用于并联补偿的系统(专利权利要求13)，其具有测量单元、处理单元、和可控制的电路元件，其中主绕组A1被安排成与传输线13并联连接，以及其中系统还包括电容器或电容器电池C1，它与用于并联补偿传输线13的、电路元件L1的主绕组A1串联连接。本专利技术的这个实施例的功能将是传输线中的电抗补偿和电压调整。它由于较好的电压调整(在正常运行下或在故障后)和电抗保留，或由于电压稳定性方面增加的极限而导致增加的网络使用性(增加的负载极限)。关于并联电抗器的输出，其将是80-150MV Ar(300kV，420kV)。对于处理单元的调整的要求将类似于对于SVC单元的要求(带宽10-20Hz)。这个系统没有专门保护要求，这意味着，可以使用标准导体(MOA)。至于损耗，这些损耗相应于或低于普通电抗器(即，不能调整阻抗的带有铁芯的电抗器)的损耗。控制电流损耗将额外增加(3％)。最关心的是把本专利技术的这个方面与传统的闸流管控制的电抗器(TCR)相比较。按照本专利技术的电路元件的第三个应用是用于接地故障补偿(专利权利要求4)。在这个领域中的现有技术包括使用所谓的灭弧线圈(Petersen coil)以限制接地故障电流。灭弧线圈是具有铁芯和空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
具有可控制阻抗的电路元件（Ｌ１），包括可磁化材料的本体（１），围绕本体（１）的第一轴线缠绕的主绕组（Ａ１），以及围绕本体（１）的与第一轴线成直角的第二轴线缠绕的控制绕组（Ａ２），其中主绕组（Ａ１）被安排成连接到采用电路元件（Ｌ１）的工作电路，以及控制绕组（Ａ２）被安排成连接到工作电路中的用于控制阻抗的控制单元。

【技术特征摘要】
NO 2001-11-21 20015690;US 2001-11-26 60/332,5691.具有可控制阻抗的电路元件(L1)，包括可磁化材料的本体(1)，围绕本体(1)的第一轴线缠绕的主绕组(A1)，以及围绕本体(1)的与第一轴线成直角的第二轴线缠绕的控制绕组(A2)，其中主绕组(A1)被安排成连接到采用电路元件(L1)的工作电路，以及控制绕组(A2)被安排成连接到工作电路中的用于控制阻抗的控制单元。2.用于传输线的串联补偿器，其特征在于，它包括按照权利要求1的电路元件。3.用于传输线的并联补偿器，其特征在于，它包括按照权利要求1的电路元件。4.接地故障补偿器，其特征在于，它包括按照权利要求1的电路元件。5.在电力传输系统中用于谐波电流元件、相位非对称性和闪变的滤波器，其特征在于，它包括按照权利要求1的电路元件。6.限流器或开关装置，其特征在于，它包括按照权利要求1的电路元件。7.变压器装置，包括可磁化材料的本体(1)，围绕本体(1)的第一轴线缠绕的初级主绕组(A1)，以及围绕本体(1)的与第一轴线成直角的第二轴线缠绕的控制绕组(A2)，其中初级主绕组(A1)被安排成连接到采用变压器装置的初级工作电路，控制绕组(A2)被安排成连接到用于控制变压器的变换状态的控制单元，还包括围绕第一或第二轴线缠绕的次级主绕组(A3)，其被安排成连接到次级工作电路。8.电压调整器，其特征在于，它包括按照权利要求7的变压器装置。9.相位角调整器，其特征在于，它包括按照权利要求7的变压器装置。10.用于控制传输线(12)的阻抗的系统，包括测量单元(2)，用于测量有关线路的运行的参量(U，Icosφ，P，Q，S，f)，带有至少一个输入端和一个输出端的处理单元(4)，其中该输入端被连接到测量单元(2)，以及在该处理单元中，把测量值与用于线路(12)的想要的运行值进行比较，以便得出构成控制电流信号的输出信号，以及具有可控制阻抗的电路元件，其具有用于连接到传输线(12)的主绕组(A1)和用于连接到处理单元(4)的控制绕组(A2)，结果，控制电流信号从处理单元(4)被馈送到控制绕组(A2)，由此根据测量的结果与想要的数值之间的比值控制处理单元(4)元件(L1)的阻抗和线路(12)的运行。11.按照权利要求10的系统，其中用于线路(12)的想要的值被操作员人工地输入。12.按照权利要求10或11的系统，其中主绕组(A1)被安排成与传输线(12)串联连接，以及系统还包括电容器或电容器电池(C1)，与用于串联补偿传输线(12)的电路元件...

【专利技术属性】
技术研发人员：E豪斯，F斯特兰德，
申请(专利权)人：马格技术公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]