專利名稱：用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
此處所描述的說明書涉及一種發(fā)明專利申請(qǐng)，其關(guān)于一種用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器，其目的是能夠在不同的電能電壓電平下作為電壓穩(wěn)壓器使用，能夠安裝在單相和三相電網(wǎng)中，且由一個(gè)或幾個(gè)變壓器類型的電磁裝置組成，并且所述電壓穩(wěn)壓器以增加的級(jí)數(shù)調(diào)節(jié)到達(dá)用戶的輸出電壓。
值得一提的是帶有由靜態(tài)開關(guān)或機(jī)械開關(guān)控制引入點(diǎn)的自耦變壓器裝置，以及使用自動(dòng)連續(xù)調(diào)節(jié)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(jià)是大的經(jīng)濟(jì)投資和/或供電可靠性的大大減小。
就這點(diǎn)來說，申請(qǐng)人不知道目前存在有任何這樣的電壓穩(wěn)壓器，即用于電能傳輸和配電應(yīng)用的，被設(shè)計(jì)成安裝在具有大電壓降的電力電網(wǎng)中的，顯示了在說明書中所描述的特征的電壓穩(wěn)壓器。
更確切地說，所述的用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器采用了用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器形式，容許安裝在單相和三相電網(wǎng)中，由一個(gè)或幾個(gè)變壓器類型的電磁裝置組成，并且所述電壓穩(wěn)壓器以增加的級(jí)數(shù)調(diào)節(jié)到達(dá)用戶的輸出電壓。
所述的基本的調(diào)節(jié)裝置由準(zhǔn)備承受線路的滿載強(qiáng)度的變壓器組成，所述變壓器具有一個(gè)初級(jí)雙線圈或四線圈繞組和一個(gè)次級(jí)單線圈繞組。
所述單線圈繞組可以放置在并聯(lián)支路之前或之后，而所述裝置的性能是相同的。
借助于初級(jí)繞組的適當(dāng)切換以校正輸出電壓，目的是使其保持在預(yù)定的范圍內(nèi)。
這個(gè)基本元件呈現(xiàn)出相當(dāng)經(jīng)濟(jì)，耐久和有功效的特性，輸出等級(jí)為五級(jí)或九級(jí)，這形成了對(duì)裝置有利的所述發(fā)明，在所述裝置中存在有一個(gè)電壓調(diào)節(jié)的主要問題和在額定電壓值周圍需要粗調(diào)節(jié)。
然而，如果需要較大的分辨率時(shí)，所述發(fā)明允許裝置串聯(lián)使用，調(diào)壓等級(jí)為4∶1。
圖2示出了一個(gè)類似于

圖1中描述的圖，逆向補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)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(tǒng)的兩個(gè)變型，如圖所示二者之間的區(qū)別在于線路補(bǔ)償是在并聯(lián)支路之前還是并聯(lián)支路之后。
圖1所示的順向補(bǔ)償允許減小主變壓器的功率，代價(jià)是在非額定電壓下沒有充分地利用磁路。而在逆向補(bǔ)償中充分利用了磁路，所述系統(tǒng)顯示在圖2中。
用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器由一個(gè)變壓器，脫扣裝置/接觸器/繼電器元件和一個(gè)控制板組成。
所述變壓器采用這樣一種變壓器形式，即其初級(jí)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(jí)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(jí)繞組被加倍纏繞成兩個(gè)電磁相同的線圈。這能使其以2*Vfn/Viny的連接關(guān)系連接。
在順向補(bǔ)償時(shí)，如圖1所示，所述裝置的功率是Viny*Ilinea，其中Ilinea是穩(wěn)壓側(cè)上的額定線電流。在逆向補(bǔ)償時(shí)，所述系統(tǒng)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(bǔ)償維護(hù)比較高。
關(guān)于脫扣裝置/接觸器/繼電器元件，應(yīng)該指出，所述裝置需要一個(gè)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(gè)常閉觸點(diǎn)(NC)和另一個(gè)常開觸點(diǎn)(NO)。
另外需要兩個(gè)具有額定線電流Vfn/Viny的隔離元件(R1和R2)，其中每一個(gè)提供有兩個(gè)常開觸點(diǎn)和兩個(gè)常閉觸點(diǎn)(分別為NO和NC)。這兩個(gè)元件可以由靜態(tài)切斷元件代替。
至于控制板，應(yīng)該指出，它是由一個(gè)測(cè)量輸出電壓和給脫扣裝置、接觸器和繼電器元件發(fā)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范圍之內(nèi)調(diào)節(jié)電壓。
至于操作模式，應(yīng)該指出，如圖1所示的接觸器配置允許執(zhí)行五種可能的動(dòng)作。即-當(dāng)C1，也就是說電源切斷元件靜止(rest)而隔離元件處于任何位置時(shí)，所述裝置在物理上從所述電網(wǎng)上斷開。應(yīng)該指出，在所述裝置中這種操作模式面對(duì)故障時(shí)保證了供電的連續(xù)性，也避免了在不穩(wěn)定的情況下引入損耗。
-當(dāng)C1觸發(fā)而所述兩個(gè)隔離元件靜止時(shí)，所述調(diào)節(jié)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(gè)+0.5*Vfn/V。
-當(dāng)C1和R1觸發(fā)而R2靜止時(shí)，所述調(diào)節(jié)器在額定條件下引入電網(wǎng)一個(gè)電壓+VinyV。
-當(dāng)C1和R2觸發(fā)而R1靜止時(shí)，所述調(diào)節(jié)器在額定條件下引入電網(wǎng)一個(gè)電壓-0.5VinyV。
-當(dāng)C1、R1和R2觸發(fā)時(shí)，所述調(diào)節(jié)器在額定條件下引入電網(wǎng)一個(gè)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(gè)隔離元件(R1)決定脫扣裝置的大小(0.5*Viny或Viny)，而另一個(gè)隔離元件(R2)決定結(jié)構(gòu)的極性(+/-)。
基本元件的控制機(jī)構(gòu)測(cè)量了電網(wǎng)周期實(shí)時(shí)內(nèi)所述裝置的輸出電壓有效值，因此如果輸入電壓在區(qū)間(Vfn+/-Viny/4)之內(nèi)，則允許它們?cè)?Vfn+/-Viny/4)范圍內(nèi)穩(wěn)壓。
執(zhí)行電壓補(bǔ)償動(dòng)作要符合下列過程，即1.-釋放C1。
2.-借助于C1的輔助觸點(diǎn)，檢測(cè)動(dòng)作正確地執(zhí)行。
3.-觸發(fā)/釋放R1和R2(無電壓或電流動(dòng)作)。
4.-觸發(fā)C1。
權(quán)利要求
1.用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器，所設(shè)計(jì)的這種電壓穩(wěn)壓器作為用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器使用，所述電壓穩(wěn)壓器能夠安裝在單相和三相電網(wǎng)中，且由一個(gè)或幾個(gè)變壓器類型的裝置組成，所述電壓穩(wěn)壓器以增加的級(jí)數(shù)調(diào)節(jié)到達(dá)用戶的輸出電壓，其特征在于，所述電壓穩(wěn)壓器包括一個(gè)變壓器，脫扣裝置/接觸器/繼電器元件和一個(gè)控制板，所述變壓器采用這樣一種變壓器形式，即其初級(jí)電壓類似于額定單相線電壓(Vfn)，其次級(jí)電壓同希望引入線路中的最大電壓增量(Viny)相同，初級(jí)繞組被加倍纏繞成兩個(gè)電磁相同的線圈，包括一個(gè)電源切斷元件(C1)，所述電源切斷元件(C1)具有一個(gè)常閉觸點(diǎn)和一個(gè)常開觸點(diǎn)，且具有一個(gè)與額定線電流一致的額定電流，結(jié)合兩個(gè)隔離元件(R1和R2)，其中每一個(gè)提供有兩個(gè)常開觸點(diǎn)和兩個(gè)常閉觸點(diǎn)，且具有額定線電流Vfn/Viny，具有一個(gè)控制板，所述控制板由一個(gè)測(cè)量輸出電壓和給脫扣裝置、接觸器和繼電器元件發(fā)送指令的微處理器組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，所述隔離元件R1和R2可以由靜態(tài)脫扣元件代替。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，所述穩(wěn)壓器可以通過使所述裝置增至三倍而被用于三相電網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和3的用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，用于它們的共同控制的所述穩(wěn)壓器可以通過使接觸器和繼電器極數(shù)增至三倍而被用于三相電網(wǎng)。
5.用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，初級(jí)繞組被加倍纏繞成兩個(gè)電磁相同的線圈，因此允許以2*Vfn/Viny的連接關(guān)系連接，在順向補(bǔ)償情況下功率為Viny*Ilinea，其中Ilinea是穩(wěn)壓側(cè)上的額定線電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和5的用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，在逆向補(bǔ)償中穩(wěn)壓器的功率為Vin*Ilinea(1+Viny/Vfn)。
7.根據(jù)前面權(quán)利要求的用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，所述電壓穩(wěn)壓器具有一個(gè)變壓器，所述變壓器具有一個(gè)提供有兩個(gè)或四個(gè)線圈的初級(jí)繞組，所述線圈可以串聯(lián)、并聯(lián)或串并聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和7的用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器，其特征在于，為斷開初級(jí)線圈和短路次級(jí)線圈而結(jié)合了一個(gè)負(fù)載切斷元件和兩個(gè)隔離元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于電能傳輸和配電應(yīng)用的電壓穩(wěn)壓器,由一個(gè)或幾個(gè)分級(jí)變壓器類型的電磁裝置組成,所述電壓穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)到達(dá)用戶的輸出電壓,所述電壓穩(wěn)壓器采用這樣一種變壓器形式,即具有一個(gè)初級(jí)雙線圈或四線圈繞組和一個(gè)次級(jí)單線圈繞組,所述單線圈繞組可以放置在并聯(lián)支路之前或之后,而所述裝置的性能是相同的。
文檔編號(hào)H02M5/02GK1373401SQ0211804
公開日2002年10月9日 申請(qǐng)日期2002年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月23日
發(fā)明者戴維·S·索內(nèi)拉, 拉斐爾·C·戈梅茲 申請(qǐng)人:科米亞斯教皇大學(xué)