用于电源线的电压稳定的系统技术方案

一种用于电源线的电压稳定的系统，所述系统包括：自耦变压器，包括串联绕组和并联绕组；可变电感，连接到所述自耦变压器，所述可变电感包括：磁心、缠绕在第一轴上的主绕组和缠绕在第二轴上的控制绕组；以及控制系统 ，用于控制所述磁心的磁导率，其中自动补偿所述电源线中的电压变化，其中第一轴和第二轴是正交轴，以及其中，当所述主绕组和所述控制绕组通电时，在所述磁心中产生正交通量。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Voltage stabilizing system for power lines

A system for power line voltage stability, the system includes a self coupling transformer includes a series winding and parallel windings; variable inductor connected to the autotransformer, the variable inductor includes main winding core, winding on a first shaft winding and control winding in second axes; and control system for controlling the permeability of cores, which automatically compensates the voltage change of power line, wherein the first and second axes are orthogonal axes, and which, when the main winding and the control winding is energized when the traffic is generated in the magnetic heart.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及电压稳定。更具体地说，本专利技术涉及采用可变电感来补偿电源线中可能出现的电压变化的方法和系统。
技术介绍
用于电力传输的小型线(也称作“弱线”)相对于负载要求具有太小的导体截面以及相对高的阻抗。小型导体所引起的损耗会产生过大的电压降。过大的电压降导致连接到线路的电力的电压电平不足。变压器是静态装置，其提供在初级侧和次级侧上多个绕组确定的固定电压，即变压比。固定的变压比可导致在负载高时电压过低(即欠压)，而在负载低时电压过高(即过压状态)。由于负载总是取决于个体电力消费者的高度可变的需求，因此固定变压比通常不足以为动态负载服务。通过在提供线路的变压器处同步增加电压，可补偿低电压电平。在一种现有技术方法中，在电压达到不可接受的低电平的位置上，通过连接到各相的变压器上的负载抽头变换器来控制电压电平。目前，经常通过使用新的具有较大截面(且相应较低电阻损耗)的线路来替代现有线路，以解决弱线的问题。当前，采用了数个方法用于升级线路。如果现有电极上有空间，则可将新线路与弱线平行地安装在电极另一侧。一旦安装了新线路，就断开老线路，并将其从服务中拆除。该方法使得可在服务中没有显著中断的情况下更新电力传输系统。另一种方法涉及安装硬件，用以保护到现有电极的新线路、断开弱线、并快速安装新线路。在与先前方法比较时，该方法导致服务中的较长中断。在当不能使用老路线时主要使用的第三种方法中构建新路线。该构建包括安装新电极和新导体。重要的是，在开始构建之前，必须由当地政府和产权人批准该新路线。在电压调节的另一现有技术方法中，结合变压器，使用机械控制的自耦变压器(即，具有可变变压比的变压器)。然而，通常由于机械构件需要频繁的服务，所以不再使用机械控制的自耦变压器。当前采用的另一种方法包括将电线重新定位为靠近用户，并将新的变压器连接到该重新定位的线路上，在此它会更靠近用户。由于重新定位电线所需的大范围操作以及与这种项目有关的高成本，该方法也不合乎要求。授予Wanlass(下文中的“Wanlass”)的美国专利NO.3409822描述了一种电压调节器，该调节器包括缠绕在铁磁心上的AC或负载绕组和DC或控制绕组。在一部分磁心中，总是沿相同路径但相反方向提供DC生成的通量分量和AC生成的通量分量。结果，在这些部分中，提取通量分量，并且磁心具有磁导率，该磁导率在有限程度上对应于合成通量。在其它部分(但不是整个磁心)中，通量彼此正交。例如，Wanlass示出了通过位于相同路径(具有反号的重合的通量)的磁通量的加减基于磁心引线中的通量控制的调节器。然而，由于Wanlass中描述的调节器用于在磁心的非饱和区域工作，所以设备的功率处理能力是有限的，且磁导率范围受磁心线性区的限制。
技术实现思路
本专利技术解决有关弱线所产生问题的现有解决方案的问题。与现有方法相比，使用正交场执行磁导率控制，而不是通过增加或减少的并行场来执行。在一方面，本专利技术是一种用于电源线电压稳定的系统，该系统包括具有串联绕组和并联绕组的自耦变压器、连接到自耦变压器的可变电感、以及控制系统。可变电感包括磁心、缠绕在第一轴上的主绕组、以及缠绕在与第一轴正交的第二轴上的控制绕组。在可变电感的主绕组和控制绕组通电时，在磁心中产生正交通量。该电压稳定系统自动补偿其连接到的电源线中的电压变化。在一个实施例中，基本在全部磁心中产生正交通量。在另一实施例中，磁心由各向异性磁材料制成。在上述电压稳定系统的一个实施例中，控制系统包括处理器单元，其控制提供给控制绕组的控制电流；设定点调节单元，其与处理器单元电通信；以及开关。所述开关连接和断开调节，并与处理器单元电通信。该系统还包括检测输出电压的反馈输入。该反馈输入与处理器单元和电源线电通信。该控制系统还包括与处理器单元和控制绕组电通信的整流电路。在以上实施例的一个版本中，自耦变压器的串联绕组与第一电源线串联连接，且并联绕组与主绕组和第二电源线串联连接。在以上实施例的另一版本中，串联绕组和主绕组与第一电源线串联连接，主绕组位于串联绕组的线路侧，且并联绕组直接连接到第二电源线。在以上实施例的又一版本中，串联绕组和主绕组与第一电源线串联连接，主绕组位于串联绕组的负载侧，且并联绕组直接连接到第二电源线。在另一方面，本专利技术包括一种稳定电压的方法。输入电压被提供给自耦变压器，且可控电感与自耦变压器的至少一个绕组串联连接。检测输出电压。在可控电感的磁心中产生正交磁场。调节至少一个正交磁场以控制磁心的磁导率，以便响应检测到的输出电压来调节电压。在根据本专利技术实施例的系统中，实际上在主绕组和控制绕组之间不存在变压器作用，因为在磁心的所有部分中两个场都是正交的。因此，设备的操作可扩展到磁心的饱和区中。这个扩展操作将可变电感的功率处理能力提高了一个数量级，因为功率处理能力与材料磁导率的成反比(在磁导率减半时，功率处理加倍)。因此，本专利技术可用在大功率应用中。此外，采用正交通量控制按需要增加线电压以避免欠压状态并调节线电压将电压维持在期望值的动态升压器或电压稳定系统是一种改进弱线非常有效的备选。这种单元可连接到弱线，并动态补偿负载相关压降。根据本专利技术的系统包括电控正交通量电感。和变压器一起，该电感提供了补偿不合要求电压降的可变输出电压。在一个实施例中，用于电源线的电压稳定系统包括控制系统，该控制系统用于将控制绕组中的电流控制为线路的期望和实际操作参数的函数。在一个版本中，该操作参数是线电压。调节系统基于线电压的线路测量和期望值(例如设定点)来给可变电感中的控制绕组供电，结果是输出电压保持该期望值。本专利技术的实施例允许现有弱线适应于当能量使用增加时以简单且廉价的方式维持足够的电压。在一个实施例中，通过将线路中的电压稳定系统连接在配电变压器和用户之间来维持足够的电压。在实施例的一个版本中，自耦变压器与电源电压串联地增加电压，从而使能够稳定线电压。可变电感调节电感两端的电压(通过用正交场改变电感磁心的磁导率)或其两端的时间电压积分，以便调节自耦变压器中串联绕组两端的电压。必须迅速执行这个电压稳定，以便避免对用户侧装置的损害，因为如果负载的快速改变导致过大的过压，则可能发生这种损害。在根据本专利技术实施例的系统中，将用控制绕组中的电流来控制电压中的改变。系统的低惯性和响应性允许其承受电压峰值和谷值。附图说明当结合附图阅读时，根据以下描述将更全面理解本专利技术的上述和其它目的、特征和优点。图1示出自耦变压器。图2示出本专利技术的第一实施例。图3示出本专利技术的第二实施例。图4示出本专利技术的第三实施例。图5示出根据本专利技术的实施例的一般框图。图6更详细地示出图2的实施例。图7示出用于控制图6和图8中所示实施例的控制系统。图8更详细地示出图4的实施例。图9更详细地示出图3的实施例。图10示出用于控制图9中实施例的控制系统。图11示出本专利技术的三相实施例。图12示出用于控制图1实施例的控制系统。图13示出本专利技术的第二个三相实施例。图14示出用于控制图13实施例的控制系统。图15示出本专利技术的第三个三相实施例。图16-18示出用于控制图15实施例的控制系统。图19和20示出根据本专利技术实施例的可控电感。具体实施例方式自耦变压器是具有串联绕组S和并联绕组P的变压器。图1示出了自耦变压器T1，其中并联绕组P和串联本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：F·斯特兰，E·豪格斯，R·切尔德霍恩，
申请(专利权)人：马格技术公司，
类型：发明
国别省市：