用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器的製作方法
2023-05-12 03:30:56 2
專利名稱：用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器的製作方法
技術領域：
此處所描述的說明書涉及一種發明專利申請，其關於一種用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器，其目的是能夠在不同的電能電壓電平下作為電壓穩壓器使用，能夠安裝在單相和三相電網中，且由一個或幾個變壓器類型的電磁裝置組成，並且所述電壓穩壓器以增加的級數調節到達用戶的輸出電壓。
值得一提的是帶有由靜態開關或機械開關控制引入點的自耦變壓器裝置，以及使用自動連續調節的自耦變壓器。
這種裝置起到了它們所需要起的功能，但代價是大的經濟投資和/或供電可靠性的大大減小。
就這點來說，申請人不知道目前存在有任何這樣的電壓穩壓器，即用於電能傳輸和配電應用的，被設計成安裝在具有大電壓降的電力電網中的，顯示了在說明書中所描述的特徵的電壓穩壓器。
更確切地說，所述的用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器採用了用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器形式，容許安裝在單相和三相電網中，由一個或幾個變壓器類型的電磁裝置組成，並且所述電壓穩壓器以增加的級數調節到達用戶的輸出電壓。
所述的基本的調節裝置由準備承受線路的滿載強度的變壓器組成，所述變壓器具有一個初級雙線圈或四線圈繞組和一個次級單線圈繞組。
所述單線圈繞組可以放置在並聯支路之前或之後，而所述裝置的性能是相同的。
藉助於初級繞組的適當切換以校正輸出電壓，目的是使其保持在預定的範圍內。
這個基本元件呈現出相當經濟，耐久和有功效的特性，輸出等級為五級或九級，這形成了對裝置有利的所述發明，在所述裝置中存在有一個電壓調節的主要問題和在額定電壓值周圍需要粗調節。
然而，如果需要較大的解析度時，所述發明允許裝置串聯使用，調壓等級為4∶1。
圖2示出了一個類似於
圖1中描述的圖，逆向補償的結果是在非額定電壓下充分利用了磁路。
正如在圖1和圖2中所看到的，這是與裝置的電力電路等效的單相系統的兩個變型，如圖所示二者之間的區別在於線路補償是在並聯支路之前還是並聯支路之後。
圖1所示的順向補償允許減小主變壓器的功率，代價是在非額定電壓下沒有充分地利用磁路。而在逆向補償中充分利用了磁路，所述系統顯示在圖2中。
用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器由一個變壓器，脫扣裝置/接觸器/繼電器元件和一個控制板組成。
所述變壓器採用這樣一種變壓器形式，即其初級電壓同線路的額定單相電壓(Vfn)相同，正如在上述圖中所提及的，以及其次級電壓同希望引入線路中的最大電壓增量(Viny)相同，在圖中也可以看出。
初級繞組被加倍纏繞成兩個電磁相同的線圈。這能使其以2*Vfn/Viny的連接關係連接。
在順向補償時，如圖1所示，所述裝置的功率是Viny*Ilinea，其中Ilinea是穩壓側上的額定線電流。在逆向補償時，所述系統顯示在圖2中，所述裝置的功率是Viny*Ilinea(1+Viny/Vfn)，雖然所提供的補償維護比較高。
關於脫扣裝置/接觸器/繼電器元件，應該指出，所述裝置需要一個具有額定線電流的電源切斷元件(C1)，所述電源切斷元件(C1)具有一個常閉觸點(NC)和另一個常開觸點(NO)。
另外需要兩個具有額定線電流Vfn/Viny的隔離元件(R1和R2)，其中每一個提供有兩個常開觸點和兩個常閉觸點(分別為NO和NC)。這兩個元件可以由靜態切斷元件代替。
至於控制板，應該指出，它是由一個測量輸出電壓和給脫扣裝置、接觸器和繼電器元件發送指令的微處理器組成，目的是為了使它們正確地配置以在範圍之內調節電壓。
至於操作模式，應該指出，如圖1所示的接觸器配置允許執行五種可能的動作。即-當C1，也就是說電源切斷元件靜止(rest)而隔離元件處於任何位置時，所述裝置在物理上從所述電網上斷開。應該指出，在所述裝置中這種操作模式面對故障時保證了供電的連續性，也避免了在不穩定的情況下引入損耗。
-當C1觸發而所述兩個隔離元件靜止時，所述調節器用(1+0.5*Vfn/Viny)乘以輸入電壓。在額定條件下這意味著引入一個+0.5*Vfn/V。
-當C1和R1觸發而R2靜止時，所述調節器在額定條件下引入電網一個電壓+VinyV。
-當C1和R2觸發而R1靜止時，所述調節器在額定條件下引入電網一個電壓-0.5VinyV。
-當C1、R1和R2觸發時，所述調節器在額定條件下引入電網一個電壓-VinyV。
這就是說，C1，確切地說電源切斷元件連接所述裝置，而一個隔離元件(R1)決定脫扣裝置的大小(0.5*Viny或Viny)，而另一個隔離元件(R2)決定結構的極性(+/-)。
基本元件的控制機構測量了電網周期實時內所述裝置的輸出電壓有效值，因此如果輸入電壓在區間(Vfn+/-Viny/4)之內，則允許它們在(Vfn+/-Viny/4)範圍內穩壓。
執行電壓補償動作要符合下列過程，即1.-釋放C1。
2.-藉助於C1的輔助觸點，檢測動作正確地執行。
3.-觸發/釋放R1和R2(無電壓或電流動作)。
4.-觸發C1。
權利要求
1.用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器，所設計的這種電壓穩壓器作為用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器使用，所述電壓穩壓器能夠安裝在單相和三相電網中，且由一個或幾個變壓器類型的裝置組成，所述電壓穩壓器以增加的級數調節到達用戶的輸出電壓，其特徵在於，所述電壓穩壓器包括一個變壓器，脫扣裝置/接觸器/繼電器元件和一個控制板，所述變壓器採用這樣一種變壓器形式，即其初級電壓類似於額定單相線電壓(Vfn)，其次級電壓同希望引入線路中的最大電壓增量(Viny)相同，初級繞組被加倍纏繞成兩個電磁相同的線圈，包括一個電源切斷元件(C1)，所述電源切斷元件(C1)具有一個常閉觸點和一個常開觸點，且具有一個與額定線電流一致的額定電流，結合兩個隔離元件(R1和R2)，其中每一個提供有兩個常開觸點和兩個常閉觸點，且具有額定線電流Vfn/Viny，具有一個控制板，所述控制板由一個測量輸出電壓和給脫扣裝置、接觸器和繼電器元件發送指令的微處理器組成。
2.根據權利要求1的用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器，其特徵在於，所述隔離元件R1和R2可以由靜態脫扣元件代替。
3.根據權利要求1的用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器，其特徵在於，所述穩壓器可以通過使所述裝置增至三倍而被用於三相電網。
4.根據權利要求1和3的用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器，其特徵在於，用於它們的共同控制的所述穩壓器可以通過使接觸器和繼電器極數增至三倍而被用於三相電網。
5.用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器，其特徵在於，初級繞組被加倍纏繞成兩個電磁相同的線圈，因此允許以2*Vfn/Viny的連接關係連接，在順向補償情況下功率為Viny*Ilinea，其中Ilinea是穩壓側上的額定線電流。
6.根據權利要求1和5的用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器，其特徵在於，在逆向補償中穩壓器的功率為Vin*Ilinea(1+Viny/Vfn)。
7.根據前面權利要求的用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器，其特徵在於，所述電壓穩壓器具有一個變壓器，所述變壓器具有一個提供有兩個或四個線圈的初級繞組，所述線圈可以串聯、並聯或串並聯。
8.根據權利要求1和7的用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器，其特徵在於，為斷開初級線圈和短路次級線圈而結合了一個負載切斷元件和兩個隔離元件。
全文摘要
本發明涉及用於電能傳輸和配電應用的電壓穩壓器,由一個或幾個分級變壓器類型的電磁裝置組成,所述電壓穩壓器調節到達用戶的輸出電壓,所述電壓穩壓器採用這樣一種變壓器形式,即具有一個初級雙線圈或四線圈繞組和一個次級單線圈繞組,所述單線圈繞組可以放置在並聯支路之前或之後,而所述裝置的性能是相同的。
文檔編號H02M5/02GK1373401SQ0211804
公開日2002年10月9日 申請日期2002年2月22日 優先權日2001年2月23日
發明者戴維·S·索內拉, 拉斐爾·C·戈梅茲 申請人:科米亞斯教皇大學