BRPI0617615A2

BRPI0617615A2 - apparatus and method for providing a voltage adjustment for single-phase voltage regulator operation of a voltage regulator, and method for providing a voltage reduction for single-phase voltage regulator operation of a voltage regulator

Info

Publication number: BRPI0617615A2
Application number: BRPI0617615-1A
Authority: BR
Inventors: Casper Labuschagne
Original assignee: Schweitzer Engineering Laboratoires Inc
Priority date: 2005-10-21
Filing date: 2006-10-18
Publication date: 2011-08-02
Also published as: WO2007050440A3; WO2007050440A2; CA2624411C; CA2624411A1

Abstract

APARELHO E MéTODO PARA PROVER UM AJUSTE DE TENSãO PARA OPERAçãO DE REGULADOR DE TENSãO MONOFáSICO DE UM REGULADOR DE TENSãO, E, MéTODO PARA PROVER UMA REDUçãO DE TENSãO PARA OPERAçãO DE REGULADOR DE TENSãO MONOFáSICO DE UM REGULADOR DE TENSãO. Providos são um aparelho e método para prover uma redução de tensão para operação de regulador de tensão monofásico em um sistema de potência trifásico. O regulador de tensão inclui uma pluralidade de posições de derivação selecionáveis para ajustar uma tensão em uma carga para uma área em faixa. O método inclui determinar uma tensão medida e corrente no regulador de tensão, determinar uma queda de tensão de linha entre o regulador de tensão e a carga se a tensão medida na área de OOB estiver acima da área em faixa, e utilizar a tensão medida para abaixar a tensão na carga se não houver nenhuma derivação disponível. O método também inclui utilizar a tensão medida menos a queda de tensão de linha para determinar a mudança de derivação se houver derivações disponíveis.APPLIANCE AND METHOD FOR PROVIDING A VOLTAGE ADJUSTMENT FOR THE OPERATION OF A SINGLE VOLTAGE REGULATOR OF A VOLTAGE REGULATOR, AND, METHOD OF PROTECTING A VOLTAGE REDUCTION FOR OPERATING A MONOPHASE VOLTAGE REGULATOR OF A REGULATOR OF A REGULATOR. Provided are an apparatus and method for providing a voltage reduction for single-phase voltage regulator operation in a three-phase power system. The voltage regulator includes a plurality of selectable tap positions to adjust a voltage on a load to a banded area. The method includes determining a measured voltage and current in the voltage regulator, determining a line voltage drop between the voltage regulator and the load if the voltage measured in the OOB area is above the banded area, and using the measured voltage to lower the voltage on the load if no taps are available. The method also includes using the measured voltage minus the line voltage drop to determine the tap change if taps are available.

Description

"APARELHO E MÉTODO PARA PROVER UM AJUSTE DE TENSÃOPARA OPERAÇÃO DE REGULADOR DE TENSÃO MONOFÁSICO DEUM REGULADOR DE TENSÃO, E, MÉTODO PARA PROVER UMAREDUÇÃO DE TENSÃO PARA OPERAÇÃO DE REGULADOR DETENSÃO MONOFÁSICO DE UM REGULADOR DE TENSÃO""APPARATUS AND METHOD FOR PROVIDING A VOLTAGE ADJUSTMENT FOR THE OPERATION OF A SINGLE VOLTAGE REGULATOR, AND A METHOD FOR PROVIDING A VOLTAGE CONTROL FOR OPERATING A SINGLE VOLTAGE REGULATOR"

Referência Cruzada a Pedidos RelacionadosCross Reference to Related Requests

Este pedido reivindica benefício sob 35 U.S.C. §119(e) dePedido US provisório intitulado "An Apparatus and Methods for ProvidingVoltage Reduction for Single-Phase Voltage Regulator Operation in a Three-Phase Power System", depositado em 21 de outubro de 2005, tendo númerode série 60/729.391, nomeando Casper A. Labuschagne como inventor, aexposição completa disso estando incorporada por referência.This application claims benefit under 35 USC §119 (e) of provisional US application entitled "An Apparatus and Methods for Providing Voltage Reduction for Single-Phase Voltage Regulator Operation in a Three-Phase Power System", filed October 21, 2005, having number of 60 / 729,391, naming Casper A. Labuschagne as inventor, the full disclosure thereof being incorporated by reference.

Fundamento da InvençãoBackground of the Invention

A presente invenção relaciona-se geralmente a controle desistema de potência, e mais especificamente, a um aparelho e métodos paraprover um ajuste de tensão para operação de regulador de tensão monofásicoem um sistema de potência trifásico.The present invention generally relates to power system control, and more specifically, to apparatus and methods for providing a voltage adjustment for single phase voltage regulator operation in a three phase power system.

Sistemas de utilidade elétricos ou sistemas de potência sãoprojetados para gerar, transmitir e distribuir energia elétrica para cargas poruma variedade de elementos de sistema de potência tais como geradoreselétricos, motores elétricos, transformadores de potência, linhas detransmissão de potência, linhas de distribuição, barramentos etransformadores, linhas de transmissão de potência, linhas de distribuição,barramentos e capacitores, para nomear alguns. Como resultado, sistemas depotência tipicamente incluem vários reguladores tendo dispositivos decontrole associados, e muitos dispositivos protetores tendo esquemasprotetores associados para proteger os elementos de sistema de potência decondições anormais tais como curtos-circuitos elétricos, sobrecargas,excursões de freqüência, flutuações de tensão, e similares.Em geral, dispositivos protetores e seus esquemas protetoresassociados atuam para isolar elementos de sistema de potência (por exemplo,um gerador, transformadores, barramentos, motores, etc.) do restante dosistema de potência na detecção da condição anormal ou uma falha no ourelacionada aos elementos de sistema de potência. Tais dispositivos protetorespodem incluir tipos diferentes de relês protetores, protetores de surto,aberturas de arco e disjuntores associados e re-fechamentos.Electric utility systems or power systems are designed to generate, transmit and distribute electrical energy for loads by a variety of power system elements such as electric generators, electric motors, power transformers, power transmission lines, distribution lines, bus rails and transformers, power transmission lines, distribution lines, buses and capacitors, to name a few. As a result, power systems typically include various regulators having associated control devices, and many protective devices having associated protective schemes to protect power system elements from abnormal conditions such as electrical short circuits, overloads, frequency excursions, voltage fluctuations, and the like. .In general, protective devices and their associated protective schemes act to isolate power system elements (eg a generator, transformers, busbars, motors, etc.) from the rest of the power system in detecting the abnormal condition or a fault related to Power system elements. Such protective devices may include different types of protective relays, surge protectors, arc openings and associated circuit breakers, and re-closures.

Reguladores e seus dispositivos de controle associados sãoutilizados para regular o nível de tensão no sistema de potência. Por exemplo,vários reguladores de tensão de passo monofásicos podem ser acoplados àsvárias linhas de transmissão, sub-transmissão e distribuição (coletivamente,"linhas de distribuição") para habilitar regulação de tensão da linha dedistribuição a, por exemplo 13kV ± 10%, durante uma ampla gama decondições de carga (por exemplo, uma planta entrando em linha). Taisreguladores de tensão estão freqüentemente localizados adjacentes a umtransformador de potência abaixador e geralmente incluem umautotransformador tendo um único enrolamento (por exemplo, umenrolamento série), que é derivado a alguma posição de derivação ao longo doenrolamento para prover um nível de tensão desejado.Regulators and their associated control devices are used to regulate the voltage level in the power system. For example, several single-phase step-down voltage regulators may be coupled to the various transmission, sub-transmission and distribution lines (collectively, "distribution lines") to enable distribution line voltage regulation at, for example 13kV ± 10%, during a wide range of load conditions (for example, a plant coming in line). Such voltage regulators are often located adjacent to a step-down power transformer and generally include a transformer having a single winding (e.g., a series winding), which is derived to some shunt position along the winding to provide a desired voltage level.

Um regulador de tensão de passo típico pode ter umenrolamento excitador a 100% em paralelo com a linha de distribuição nolado de fonte, e opera para manter uma tensão no lado de carga da linha dedistribuição. A tensão é mantida dentro de uma largura da faixa de tensãodesejada por meio de um enrolamento de aumento/reforço de 10% comderivações conectado em série com a linha de distribuição. O enrolamentosérie tem derivações conectadas a contatos estacionários de uma chave de dialtrocadora de derivação, onde a chave de dial trocadora de derivação inclui umpar de contatos de seletor rotativos acionados por um motor reversível emengate seqüencial com os pares de contatos. Por exemplo, a chave de dialtrocadora de derivação pode permitir uma capacidade para mudar a relação deespiras efetiva de entrada para produzir ±10 por cento em 32 passos de 5/8por cento cada ou 0,75 V. Um dispositivo de controle de tensão, acopladooperativamente ao regulador de tensão também pode ser incluído paraselecionar a posição de derivação correta ou derivação para operação deregulador de tensão baseado em condições de sistema de potência.A typical step voltage regulator may have 100% exciter winding in parallel with the source biased distribution line, and operates to maintain a voltage on the load side of the distribution line. The voltage is maintained within a desired voltage range width by means of a 10% boost / boost winding with leads connected in series with the distribution line. The series windings have leads connected to stationary contacts of a tap changer switch, where the tap changer switch includes a pair of rotary selector contacts driven by a reversible motor and sequential engagement with the contact pairs. For example, the tap-changer switch may allow an ability to change the effective input turns ratio to produce ± 10 per cent in 32 steps of 5/8 per cent each or 0.75 V. A operatively coupled voltage control device The voltage regulator may also be included to select the correct tap position or tap for voltage regulator operation based on power system conditions.

Reguladores de tensão operam por uma comparação de umatensão medida atual (isto é, uma tensão de linha de distribuição secundária) aalguma tensão de referência fixa interna, ou tensão de faixa central. Umadiferença de tensão é ampliada e usada para controlar a operação do reguladorde tensão pelo dispositivo de controle de tensão. Assim, se a tensão medidafor alta demais ou em uma primeira área fora de faixa (OOB) acima de umaárea em faixa, o regulador de tensão é acionado pelo dispositivo de controlede tensão para executar uma mudança de derivação para produzir uma tensãomais baixa. Se a tensão medida for baixa demais, ou em uma segunda área deOOB abaixo da área em faixa, o regulador de tensão é acionado pelodispositivo de controle de tensão para executar uma mudança de derivação(por exemplo, uma mudança de posição de uma derivação) para produzir umatensão mais alta.Voltage regulators operate by comparing a current measured voltage (ie, a secondary distribution line voltage) to some internal fixed reference voltage, or center range voltage. A voltage difference is enlarged and used to control voltage regulator operation by the voltage control device. Thus, if the measured voltage is too high or in a first out-of-range (OOB) area above a range area, the voltage regulator is triggered by the voltage control device to perform a tap change to produce a lower voltage. If the measured voltage is too low, or in a second area ofOOB below the range area, the voltage regulator is triggered by the voltage control device to perform a tap change (for example, a tap position change) to produce a higher voltage.

Porque correntes resultando de uma falha podem excederfacilmente 10.000 A (ampères) e porque o dispositivo de controle de tensão éprojetado para utilizar correntes e tensões muito menos que aquelas das linhasde distribuição, as correntes e tensões são abaixadas por transformadores decorrente e tensão, respectivamente. Como é conhecido, as correntes e tensõestrifásicas são chamadas geralmente as correntes e tensões primárias, enquantoas correntes e tensões abaixadas são chamadas as correntes e tensõessecundárias, respectivamente. As correntes e tensões secundárias abaixadassão digitalizadas e utilizadas para determinar fasores correspondentesrepresentativos das correntes e tensões primárias. Os fasores podem então serusados enquanto executando o esquema lógico de controle de tensão dodispositivo de controle de tensão para determinar se uma mudança dederivação é requerida pelo regulador de tensão (discutido abaixo).Because currents resulting from a fault can easily exceed 10,000 A (amperes) and because the voltage control device is designed to use currents and voltages far less than those of the distribution lines, currents and voltages are lowered by current and voltage transformers respectively. As is known, the three-phase currents and voltages are generally called the primary currents and voltages, while the lower currents and voltages are called the secondary currents and voltages, respectively. Lower secondary currents and voltages are digitized and used to determine corresponding representative phasors of primary currents and voltages. The phasors can then be used while executing the voltage control logic scheme of the voltage control device to determine if a derivative change is required by the voltage regulator (discussed below).

Em alguns casos, o dispositivo de controle de tensão podecausar um limite de derivação ser alcançado; quer dizer, devido a tensõesmedidas mais baixas com o passar do tempo, o dispositivo de controle detensão faz o regulador de tensão continuar mudando derivações para aumentara tensão entregue à carga até que não haja mais nenhuma derivaçãodisponível. Como resultado, diminuições adicionais na tensão de carga nãopodem ser tratadas por uma mudança de derivação.In some cases, the voltage control device may cause a shunt limit to be reached; that is, due to lower measured voltages over time, the voltage control device causes the voltage regulator to continue shifting leads to increase the voltage delivered to the load until no further shunt is available. As a result, further decreases in charge voltage cannot be addressed by a shunt change.

O problema do limite de derivação pode ser tratado ajustandoa tensão de faixa central a uma tensão mais baixa subtraindo umaporcentagem da colocação de tensão de faixa central, por esse meio abaixandoefetivamente a tensão de referência usada pelo dispositivo de controle detensão. Por exemplo, usando a Lei de Kirchoff, V=I*Z, se a colocação detensão de faixa central for diminuída de 120 V para 118 V, uma carga deimpedância constante solicitará menos corrente, por esse meio reduzindo acarga de sistema global. Embora abaixar a colocação de tensão a faixa centralseja efetivo quando a carga é predominantemente do tipo de impedânciaconstante, não resulta sempre em um perfil de "tensão de sistema" liso.Sumário da InvençãoThe bypass limit problem can be addressed by adjusting the center range voltage to a lower voltage by subtracting a percentage from the center range voltage setting, thereby effectively lowering the reference voltage used by the holding control device. For example, using Kirchoff's Law, V = I * Z, if the center range voltage setting is decreased from 120 V to 118 V, a constant impedance load will require less current, thereby reducing overall system load. While lowering the center range voltage setting is effective when the load is predominantly of the constant impedance type, it does not always result in a smooth "system voltage" profile.

Expostos são um aparelho e métodos para habilitar controle deregulador de tensão monofásico melhorado desviando compensação de quedade linha para uma linha de distribuição entre o regulador de tensãomonofásico e uma carga em um sistema de potência trifásico. Tambémexpostos são um aparelho e métodos para habilitar controle de regulador detensão monofásico melhorado reduzindo incrementalmente compensação dequeda de linha para uma linha de distribuição entre o regulador de tensãomonofásico e uma carga em um sistema de potência trifásico.De acordo com um aspecto da invenção, um método provê umajuste de tensão para operação de regulador de tensão monofásico de umregulador de tensão acoplado operativamente a uma linha de distribuiçãomonofásica de um sistema de potência trifásico. O regulador de tensão incluiuma pluralidade de derivações selecionáveis para ajustar uma tensão a umacarga da linha de distribuição monofásica para uma área em faixa. O métodoinclui determinar uma tensão medida e uma corrente medida baseado em umsinal de tensão digitalizado e um sinal de corrente digitalizado respectivo dalinha de distribuição monofásica no regulador de tensão, e se não houvernenhuma derivação disponível e a tensão medida estiver na área fora de faixaacima da área em faixa, eliminar um efeito de uma queda de tensão de linhaentre o regulador de tensão e a carga para ajustar a tensão na carga.Exposed are an apparatus and methods for enabling improved single-phase voltage regulator control by diverting line-level compensation to a distribution line between the single-phase voltage regulator and a load in a three-phase power system. Also disclosed are apparatus and methods for enabling improved single-phase voltage regulator control by incrementally reducing line-drop compensation for a distribution line between the single-phase voltage regulator and a load on a three-phase power system. According to one aspect of the invention, a method provides a voltage adjustment for single-phase voltage regulator operation of a voltage regulator operatively coupled to a single-phase distribution line of a three-phase power system. The voltage regulator includes a plurality of selectable leads to adjust a voltage to a single phase distribution line load for a banded area. The method includes determining a measured voltage and a measured current based on a digitized voltage signal and a respective digitized current signal of the single-phase distribution line on the voltage regulator, and if no derivation is available and the measured voltage is in the out-of-range area above the area. in range, eliminate an effect of a line voltage drop between the voltage regulator and the load to adjust the voltage on the load.

De acordo com outro aspecto da invenção, um método provêum ajuste de tensão para operação de regulador de tensão monofásico de umregulador de tensão acoplado operativamente a uma linha de distribuiçãomonofásica de um sistema de potência trifásico. O regulador de tensão incluiuma pluralidade de derivações selecionáveis para ajustar uma tensão a umacarga da linha de distribuição monofásica para uma área em faixa. O métodoinclui determinar uma tensão medida e uma corrente medida baseado em umsinal de tensão digitalizado e um sinal de corrente digitalizado respectivo dalinha de distribuição monofásica no regulador de tensão, determinar umaqueda de tensão de linha entre o regulador de tensão e a carga se a tensãomedida estiver em uma área fora de faixa acima da área em faixa, e se nãohouver nenhuma derivação disponível, reduzir um efeito da queda de tensãode linha para ajustar a tensão na carga.According to another aspect of the invention, a method provides a voltage adjustment for single-phase voltage regulator operation of a voltage regulator operatively coupled to a single-phase distribution line of a three-phase power system. The voltage regulator includes a plurality of selectable leads to adjust a voltage to a single phase distribution line load for a banded area. The method includes determining a measured voltage and a measured current based on a digitized voltage signal and a respective digitized current signal of the single-phase distribution line on the voltage regulator, determining a line voltage drop between the voltage regulator and the load if the measured voltage is in an out-of-band area above the banded area, and if there are no leads available, reduce a line voltage drop effect to adjust the load voltage.

De acordo com um ainda outro aspecto da invenção, um aparelho e método provêem um ajuste de tensão para operação de reguladorde tensão monofásico de um regulador de tensão acoplado operativamente auma linha de distribuição monofásica de um sistema de potência trifásico. Oregulador de tensão inclui uma pluralidade de derivações selecionáveis parajustar uma tensão a uma carga da linha de distribuição monofásica para umaárea em faixa. O aparelho inclui um meio para derivar um sinal de tensãodigitalizado e um sinal de corrente digitalizado da linha de distribuiçãomonofásica no regulador de tensão, e um microcontrolador acopladooperativamente ao meio para derivar. O microprocessador é programado paradeterminar uma tensão medida e uma corrente medida baseado no sinal detensão digitalizado e o sinal de corrente digitalizado respectivo, paradeterminar uma queda de tensão de linha entre o regulador de tensão e a cargase a tensão medida estiver em uma área fora de faixa acima da área em faixa,e se não houver nenhuma derivação disponível da pluralidade de derivações,utilizar a tensão medida para ajustar (abaixar) a tensão na carga quando atensão medida está em uma área fora de faixa acima da área em faixa.Utilização só da tensão medida desvia um efeito da queda de tensão de linhano ajuste da tensão na carga para produzir uma redução de tensão paraoperação de regulador de tensão monofásico do regulador de tensão. Emcasos onde a tensão medida está em uma área fora de faixa abaixo da área emfaixa e não há nenhuma derivação disponível, o microcontrolador éprogramado para utilizar a tensão medida mais uma tensão de redução paraajustar (adicionalmente abaixar) a tensão na carga. Se houver derivaçõesdisponíveis, o microcontrolador é programado para utilizar a tensão medidamenos a queda de tensão de linha para determinar uma mudança de derivaçãoda pluralidade de derivações quando a tensão medida está na área fora defaixa acima da área em faixa.In accordance with yet another aspect of the invention, an apparatus and method provides a voltage adjustment for single phase voltage regulator operation of a voltage regulator operably coupled to a single phase distribution line of a three phase power system. Voltage regulator includes a plurality of selectable leads to adjust a voltage to a single phase distribution line load for a banded area. The apparatus includes a means for deriving a digitized voltage signal and a digitized current signal from the monophasic distribution line in the voltage regulator, and a microcontroller operably coupled to the derivative medium. The microprocessor is programmed to determine a measured voltage and a measured current based on the digitized voltage signal and the respective digitized current signal, to determine a line voltage drop between the voltage regulator and the measured voltage is in an out-of-range area. above the banded area, and if there are no leads available from the plurality of leads, use the measured voltage to adjust (lower) the load voltage when the measured voltage is in an out-of-band area above the banded area. Measured voltage deviates an effect of the voltage drop from the voltage adjustment on the load to produce a voltage reduction for single-phase voltage regulator operation. In cases where the measured voltage is in an out-of-range area below the low area and no lead is available, the microcontroller is programmed to use the measured voltage plus a reducing voltage to adjust (additionally lower) the voltage on the load. If leads are available, the microcontroller is programmed to use the measured voltage minus the line voltage drop to determine a shunt shift of the plurality of leads when the measured voltage is in the out-of-range area above the banded area.

De acordo com um aspecto adicional da invenção, umaparelho e método provêem um ajuste de tensão para operação de reguladorde tensão monofásico de um regulador de tensão acoplado operativamente auma linha de distribuição monofásica de um sistema de potência trifásico. Oregulador de tensão inclui uma pluralidade de derivações selecionáveis paraajustar uma tensão a uma carga da linha de distribuição monofásica para umaárea em faixa. O aparelho inclui um meio para derivar um sinal de tensãodigitalizado e um sinal de corrente digitalizado da linha de distribuiçãomonofásica no regulador de tensão, e um microcontrolador acopladooperativamente ao meio para derivar. O microcontrolador é programado paradeterminar uma tensão medida e uma corrente medida baseado nos sinais detensão e corrente digitalizados respectivos, para determinar uma queda detensão de linha entre o regulador de tensão e a carga se a tensão medidaestiver na área fora de faixa acima da área em faixa, dividir a queda de tensãode linha por um valor de tensão de derivação de uma única derivação dapluralidade de derivações para formar um valor de derivação requerido, e se ovalor de derivação requerido for maior do que várias derivações disponíveisda pluralidade de derivações, utilizar a tensão medida menos outra queda detensão de linha para ajustar a tensão na carga. A outra tensão de queda delinha é menos que a tensão de queda de linha e é baseada no valor dederivação requerido. O microcontrolador é programado para dividir o númerode derivações disponíveis pelo valor de derivações requerido para formar umvalor de ajuste de compensação de queda de linha, multiplicar umaimpedância de linha da linha de distribuição monofásica pelo valor de ajustede compensação de queda de linha para formar outra impedância de linha, emultiplicar a outra impedância de linha por uma corrente total da linha dedistribuição monofásica para calcular a outra queda de tensão de linha.Utilização da tensão medida menos a outra queda de tensão de linha reduz umefeito da queda de tensão de linha para produzir a redução de tensão paraoperação de regulador de tensão monofásico do regulador de tensão. Emcasos onde a tensão medida está em uma área fora de faixa abaixo da área emfaixa e não há nenhuma derivação disponível, o microcontrolador éprogramado para utilizar a tensão medida mais uma tensão de redução paraajustar (adicionalmente abaixar) a tensão na carga.Deveria ser entendido que a presente invenção inclui váriosaspectos ou características diferentes que podem ter utilidade sozinhos e/ouem combinação com outros aspectos ou características. Por conseguinte, esteresumo não é identificação exaustiva de cada tal aspecto ou característica queé agora ou pode ser reivindicada daqui por diante, mas representa uma visãogeral de certos aspectos da presente invenção para ajudar a entender adescrição mais detalhada que segue. A extensão da invenção não está limitadaàs concretizações específicas descritas abaixo, mas está publicada nasreivindicações depositadas agora ou futuramente.According to a further aspect of the invention, an apparatus and method provides a voltage adjustment for single phase voltage regulator operation of a voltage regulator operably coupled to a single phase distribution line of a three phase power system. The voltage regulator includes a plurality of selectable leads to adjust a voltage to a single phase distribution line load for a banded area. The apparatus includes a means for deriving a digitized voltage signal and a digitized current signal from the monophasic distribution line in the voltage regulator, and a microcontroller operably coupled to the derivative medium. The microcontroller is programmed to determine a measured voltage and a measured current based on the respective digitized voltage and current signals to determine a line voltage drop between the voltage regulator and the load if the measured voltage is in the out-of-range area above the in-band area. , divide the line voltage drop by a single-branch tap voltage value of the lead plurality to form a required tap value, and if the required tap value is greater than several available taps of the plurality of taps, use the measured voltage. minus another line voltage drop to adjust the voltage on the load. The other line drop voltage is less than the line drop voltage and is based on the required derivation value. The microcontroller is programmed to divide the number of available leads by the lead value required to form a line drop compensation adjustment value, multiply a line impedance of the single-phase distribution line by the line drop compensation adjustment value to form another line impedance. multiply the other line impedance by a total single-phase distribution line current to calculate the other line voltage drop. Using the measured voltage minus the other line voltage drop reduces an effect of the line voltage drop to produce the reduction for single-phase voltage regulator operation of the voltage regulator. In cases where the measured voltage is in an out-of-range area below the low range and no lead is available, the microcontroller is programmed to use the measured voltage plus a reducing voltage to adjust (additionally lower) the voltage on the load. It should be understood that The present invention includes a number of different aspects or features which may be useful on their own and / or in combination with other aspects or features. Accordingly, this summary is not exhaustive identification of each such aspect or feature that is now or may be claimed hereinafter, but represents an overview of certain aspects of the present invention to help understand the following more detailed description. The scope of the invention is not limited to the specific embodiments described below, but is published in the claims filed now or in the future.

Breve Descrição dos DesenhosBrief Description of the Drawings

Figura 1 é uma diagrama esquemático de linha única de umsistema de potência que pode ser utilizado em uma área ampla típica.Figure 1 is a single line schematic diagram of a power system that can be used over a typical wide area.

Figura 2 é um diagrama esquemático ilustrando umaconfiguração do regulador de tensão com dispositivo de controle de tensão daFigura 1, de acordo com uma concretização da invenção.Figure 2 is a schematic diagram illustrating a voltage regulator configuration with voltage control device of Figure 1 according to an embodiment of the invention.

Figura 3 é um diagrama de bloco de uma configuraçãoexemplar do dispositivo de controle de tensão da Figura 2.Figure 3 is a block diagram of an exemplary configuration of the voltage control device of Figure 2.

Figura 4 é um gráfico exemplar ilustrando a área em faixa eáreas fora de faixa associadas que podem ser usadas pelo dispositivo decontrole de tensão da Figura 2, de acordo com uma concretização dainvenção.Figure 4 is an exemplary graph illustrating the banded area and associated out-of-band areas that may be used by the voltage control device of Figure 2, according to one embodiment of the invention.

Figura 5 é um fluxograma de um método de desvio de LDC decompensação de queda de linha de passo único para prover redução de tensãoao alcançar o limite de posição de derivação do regulador de tensãomonofásico das Figuras 1e 2 de acordo com uma concretização da invenção.Figure 5 is a flowchart of a single-step line drop-offset LDC offset method for providing voltage reduction upon reaching the tap position limit of the single-phase voltage regulator of Figures 1 and 2 according to one embodiment of the invention.

Figura 6 é um fluxograma de um método de LDC decompensação de queda de linha de passo incrementai para prover redução detensão antes de alcançar o limite de derivação do regulador de tensãomonofásico das Figuras 1 e 2, de acordo com uma concretização da invenção.Descrição Detalhada da InvençãoFigure 6 is a flowchart of an incremental pitch-line drop-decay compensation method for providing strain reduction before reaching the shunt limit of the monophasic voltage regulator of Figures 1 and 2, in accordance with one embodiment of the invention. Invention

Métodos são providos em um dispositivo de controle de tensãopara prover redução de tensão para operação de regulador de tensãomonofásico em um sistema de potência trifásico. Como notado acima, oproblema de exceder o limite de derivação pode ser tratado abaixando acolocação de tensão de faixa central. Abaixar a colocação de tensão de faixacentral pode resultar, porém, em um perfil de tensão de sistema desigual ougrandes mudanças de tensão de sistema.Methods are provided in a voltage control device to provide voltage reduction for single phase voltage regulator operation in a three phase power system. As noted above, the problem of exceeding the shunt limit can be dealt with by lowering the central range voltage placement. Lowering the bandwidth voltage setting may, however, result in an uneven system voltage profile or large system voltage changes.

Figura 1 é um diagrama esquemático de linha única de umsistema de potência 10 que pode ser utilizado em uma área ampla típica.Como ilustrado na Figura 1, o sistema de potência de 10 inclui, entre outrascoisas, três geradores 12a, 12b e 12c, configurados para gerar formas de ondasenoidais trifásicas tais como formas de onda senoidais de 12 kV, trêstransformadores de potência elevadores 14a, 14b e 14c, configurados paraaumentar as formas de onda geradas a uma forma de onda senoidal de tensãomais alta tais como formas de onda senoidais de 138 kV e vários disjuntores18. Os transformadores de potência elevadores 14a, 14b, 14c operam paraprover as formas de onda senoidais de tensão mais alta para várias linhas detransmissão de longa distância tais como as linhas de transmissão 20a, 20b e20c. Em uma concretização, uma primeira subestação 16 pode ser definidapara incluir os dois geradores 12a e 12b, os dois transformadores de potênciaelevadores 14a e 14b e disjuntores associados 18, tudo interconectado por umprimeiro barramento 19. Uma segunda subestação 35 pode ser definida paraincluir o gerador 12c, o transformador de potência elevador 14c e disjuntoresassociados 18, tudo interconectado por um segundo barramento 25. Aotérmino das linhas de transmissão de longa distância 20a, 20b, uma terceirasubestação 22 inclui dois transformadores de potência abaixadores 24a e 24bconfigurados para transformar as formas de onda senoidais de tensão maisalta para formas de onda senoidais de tensão mais baixa (por exemplo, 15 kV)adequadas para distribuição por uma ou mais linhas de distribuição.Figure 1 is a single-line schematic diagram of a power system 10 that can be used over a typical wide area. As illustrated in Figure 1, the power system 10 includes, among other things, three generators 12a, 12b, and 12c configured. to generate three-phase sinusoidal waveforms such as 12 kV sine waveforms, three-step elevator power transformers 14a, 14b, and 14c configured to augment the waveforms generated to a higher voltage sine waveform such as 138 sine waveforms. kV and several circuit breakers18. Elevator power transformers 14a, 14b, 14c operate to provide higher voltage sine waveforms for various long-distance transmission lines such as transmission lines 20a, 20b and 20c. In one embodiment, a first substation 16 may be defined to include two generators 12a and 12b, two elevating power transformers 14a and 14b and associated circuit breakers 18, all interconnected by a first bus 19. A second substation 35 may be defined to include generator 12c , elevator power transformer 14c and associated circuit breakers 18, all interconnected by a second bus 25. At the termination of long-distance transmission lines 20a, 20b, a third substation 22 includes two step-down power transformers 24a and 24b configured to transform sine waveforms higher voltage for lower voltage sine waveforms (eg 15 kV) suitable for distribution over one or more distribution lines.

Como ilustrado, a segunda subestação 35 também inclui doistransformadores de potência abaixadores 24c e 24d em linhas de distribuição28 e 29 respectivas para transformar as formas de onda senoidais de tensãomais alta, recebidas pelo segundo barramento 25, para formas de ondasenoidais de tensão mais baixa. Um (linha) regulador de tensão 32 estáincluído no lado de carga do transformador de potência 24c para proverregulação de tensão para a carga 30, e um regulador de tensão 37, configuradoidenticamente e operável como o regulador de tensão 32, está incluído no ladode carga do transformador de potência 24d para prover regulação de tensão àcarga 34. Por exemplo, o regulador de tensão 32 pode ser projetado paraprover 13 kV ± 10% para distribuição por uma linha de distribuição de fase A28 à carga 30.As illustrated, the second substation 35 also includes step-down power transformers 24c and 24d on respective distribution lines 28 and 29 to transform the higher voltage sine waveforms received by the second bus 25 to lower voltage sinusoidal waveforms. A (line) voltage regulator 32 is included on the load side of power transformer 24c to provide voltage regulation for load 30, and a voltage regulator 37, individually configured and operable as voltage regulator 32, is included in the load ladder of the power transformer. power transformer 24d to provide load voltage regulation 34. For example, voltage regulator 32 may be designed to provide 13 kV ± 10% for distribution over a phase distribution line A28 at load 30.

Dispositivos de controle de tensão 100 e 101 estão acopladosoperativãmente a reguladores de tensão 32, 37 respectivos, e executam umesquema de controle de tensão (discutido abaixo) prover controle para seusreguladores de tensão 32, 37 associados. Embora ilustrado como um diagramaesquemático de linha única para facilidade de discussão, deveria ser notadoque cada uma das linhas de distribuição de fase A, B e C pode incluir umregulador de tensão monofásico tal como o regulador de tensão 32 e umdispositivo de controle de tensão associado tal como o dispositivo de controlede tensão 100.Voltage control devices 100 and 101 are operatively coupled to respective voltage regulators 32, 37, and perform a voltage control scheme (discussed below) to provide control for their associated voltage regulators 32, 37. Although illustrated as a single-line schematic diagram for ease of discussion, it should be noted that each of the phase A, B and C distribution lines may include a single phase voltage regulator such as voltage regulator 32 and an associated voltage control device such as as the voltage control device 100.

Figura 2 é um diagrama esquemático ilustrando umaconfiguração do regulador de tensão 32 com o dispositivo de controle detensão 100, de acordo com uma concretização da invenção. Como notadoacima, cada linha de distribuição de fase do sistema de potência de fase A, Be C pode incluir seu próprio regulador de tensão e dispositivo de controle detensão. Porém, para facilidade de discussão e exemplo, o regulador de tensão32 e o dispositivo de controle de tensão 100 estão acoplados operativamente auma linha de distribuição de fase A 28.Figure 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of voltage regulator 32 with detent control device 100 according to one embodiment of the invention. As noted above, each phase distribution line of the phase A, Be C power system may include its own voltage regulator and detent control device. However, for ease of discussion and example, the voltage regulator 32 and voltage control device 100 are operatively coupled to an A-phase distribution line 28.

Como também era notado acima, porque o dispositivo decontrole de tensão 100 é projetado para utilizar correntes e tensões muitomenos que aquelas de uma linha de distribuição tal como, por exemplo, alinha de distribuição de fase A 28, transformadores são providos. No exemploilustrado, o dispositivo controle de tensão 100 está acoplado à linha dedistribuição de fase A 28 por um transformador de corrente 36 e umtransformador de tensão 40. O transformador de tensão 40 é usado paraabaixar a tensão de sistema de potência para uma forma de onda de tensãosecundária VSa 46 tendo uma magnitude que pode ser monitorada e medidaprontamente pelo dispositivo de controle de tensão 100 (por exemplo, paraabaixar a tensão de linha de distribuição de 13kV para 120 V).Semelhantemente, o transformador de corrente 36 é utilizado para abaixarproporcionalmente a corrente de linha de sistema de potência para uma linhade corrente secundária Isa tendo uma magnitude que pode ser monitorada emedida prontamente pelo dispositivo de controle de tensão 100 (por exemplo,para abaixar a corrente de linha de distribuição de 200 A para 0,2 A). Umsegundo transformador de tensão 38 também pode ser incluído para usodurante uma condição de carga inversa (isto é, um gerador é comutado nolado de carga). Como mostrado, cada um do transformador de corrente 36 edos transformadores de tensão 40 está incluído no regulador de tensão 32,porém outros arranjos do regulador de tensão 32, do dispositivo de controlede tensão 100 e transformadores associados são contemplados.As was also noted above, because the voltage control device 100 is designed to utilize currents and voltages that are much larger than those of a distribution line such as, for example, phase 28 distribution line, transformers are provided. In the illustrated example, the voltage control device 100 is coupled to the phase A distribution line 28 by a current transformer 36 and a voltage transformer 40. The voltage transformer 40 is used to lower the power system voltage to a voltage waveform. secondary voltage VSa 46 having a magnitude that can be readily monitored and measured by the voltage control device 100 (for example, to lower the distribution line voltage from 13kV to 120V). Similarly, the current transformer 36 is used to proportionally lower the current. from a power system line to an Isa secondary current line having a magnitude that can be readily monitored and readily measured by the voltage control device 100 (for example, to lower the distribution line current from 200 A to 0.2 A). A second voltage transformer 38 may also be included for use during a reverse load condition (ie a generator is load-shifted). As shown, each of the current transformer 36 and voltage transformers 40 is included in voltage regulator 32, but other arrangements of voltage regulator 32, voltage control device 100 and associated transformers are contemplated.

Quando recebido pelo dispositivo de controle de tensão 100, acorrente secundária de fase A e tensão de fase A para terra são filtradas,processadas e utilizadas por um microcontrolador 130 para calcular fasorestendo magnitudes e ângulos de fase correspondentes. O fasores são usadospelo microcontrolador 130 para determinar se uma mudança de derivação éprecisada para ajustar a tensão de carga de volta na faixa central (porexemplo, ajustar a 120 V). Figura 3 é um diagrama de bloco de umaconfiguração exemplar do dispositivo de controle de tensão 100. Durante aoperação do dispositivo de controle de tensão 100, a forma de onda decorrente secundária Isa 44 resultando do transformador de corrente 36 éadicionalmente transformada em uma forma de onda de tensãocorrespondente por um transformador de corrente 104 e um resistor (nãoilustrado separadamente), e filtrada por um filtro passa-baixa analógico 114.A forma de onda de tensão secundária Vsa 46 resultando do transformador detensão 40 é processada semelhantemente e filtrada por outro filtro passa-baixaanalógico 116. Um conversor analógico para digital (A/D) 120 entãomultiplexa, amostra e digitaliza as formas de onda de corrente secundária etensão secundária filtradas para formar um sinal de corrente e tensãodigitalizado 124 correspondente.When received by the voltage control device 100, phase A secondary current and phase A ground voltage are filtered, processed and used by a microcontroller 130 to calculate phasing and corresponding phase magnitudes. Phasors are used by microcontroller 130 to determine if a shunt change is required to adjust the load voltage back in the center range (eg, adjust to 120 V). Figure 3 is a block diagram of an exemplary configuration of the voltage control device 100. During operation of the voltage control device 100, the secondary resulting waveform Isa 44 resulting from current transformer 36 is further transformed into a voltage waveform. voltage corresponding to a current transformer 104 and a resistor (not shown separately), and filtered by an analog low pass filter 114. The secondary voltage waveform Vsa 46 resulting from the voltage transformer 40 is similarly processed and filtered by another bypass filter. low analog 116. An analog to digital (A / D) converter 120 then multiplexes, samples and digitizes the filtered secondary current and secondary voltage waveforms to form a corresponding digitized current and voltage signal 124.

O sinal de corrente e tensão digitalizado 124 correspondente érecebido por um microcontrolador 130, onde é filtrado digitalmente, porexemplo, por filtros de co-seno para eliminar os componentes de CC efreqüência indesejados. Em uma concretização, o microcontrolador 130 incluiuma CPU, ou um microprocessador 132, uma memória de programa 134 (porexemplo, um EPROM Flash) e uma memória de parâmetro 136 (por exemplo,uma EEPROM). Como será apreciado por aqueles qualificados na técnica,outras configurações de microcontrolador adequadas (ou configurações deFPGA) podem ser utilizadas. Adicionalmente, embora discutidas em termosde um microcontrolador, deveria ser notado que as concretizaçõesapresentadas e reivindicadas aqui podem ser praticadas usando um FPGA ououtro equivalente.The corresponding digitized current and voltage signal 124 is received by a microcontroller 130, where it is digitally filtered, for example, by cosine filters to eliminate unwanted DC and frequency components. In one embodiment, the microcontroller 130 includes a CPU or a microprocessor 132, a program memory 134 (e.g., an EPROM Flash) and a parameter memory 136 (e.g., an EEPROM). As will be appreciated by those skilled in the art, other suitable microcontroller configurations (or PFGA configurations) may be used. Additionally, although discussed in terms of a microcontroller, it should be noted that the embodiments presented and claimed herein may be practiced using an FPGA or other equivalent.

O microprocessador 132, executando um programa decomputação ou esquema lógico de controle de tensão (discutido abaixo emconexão à Figura 4), processa (cada um) o sinal de corrente e tensãodigitalizado 124 para extrair fasores representativos de uma tensão secundáriamedida correspondente VSa 46 e corrente ISa 44, e então executa várioscálculos usando os fasores para determinar se a tensão secundária medida Vsa46 está em qualquer da primeira ou segunda áreas de OOB 154, 156. Se taluma condição de OOB ocorrer, o microprocessador 132 emite um comandode mudança de derivação para o regulador de tensão 32 para causar umamudança de derivação (isto é, mudar a relação de espiras efetiva) para ajustara tensão de fase A para terra à tensão de faixa central 153 desejada, ou tensãode referência.The microprocessor 132, executing a computation program or voltage control logic scheme (discussed below in connection with Figure 4), processes (each) the digitized current and voltage signal 124 to extract representative phasors of a corresponding secondary voltage VSa 46 and current ISa 44, and then perform various calculations using the phasors to determine if the measured secondary voltage Vsa46 is in any of the first or second OOB areas 154, 156. If such an OOB condition occurs, microprocessor 132 issues a tap change command to the regulator. 32 to cause a shunt change (ie change the effective turns ratio) to adjust the phase A ground voltage to the desired center range voltage 153, or reference voltage.

Como era notado acima, reguladores de tensão operamgeralmente por uma comparação de uma tensão secundária medida atual VSa46 a alguma tensão de referência fixa interna, tipicamente a tensão de faixacentral 153. Figura 4 é um gráfico exemplar 150 ilustrando a área em faixa152, incluindo a tensão de faixa central 153, e áreas de OOB associadas 154,156 que podem ser usadas pelo dispositivo de controle de tensão 100, deacordo com uma concretização da invenção. Embora nomeados valores detensão por propósitos de discussão, deveria ser notado que a área em faixa152 e a primeira e segunda áreas de OOB 154, 156 podem incluir valores detensão diferentes.As noted above, voltage regulators generally operate by comparing a current measured secondary voltage VSa46 to some internal fixed reference voltage, typically the centerline voltage 153. Figure 4 is an exemplary graph 150 illustrating the stripped area152, including the voltage central band 153, and associated OOB areas 154,156 that may be used by the voltage control device 100, according to one embodiment of the invention. Although named detention values for discussion purposes, it should be noted that the banded area152 and the first and second areas of OOB 154, 156 may include different detention values.

Como ilustrado, uma tensão de faixa central 153 incluídadentro de uma área em faixa 152 é selecionada para ser 120 V ±2V para umalargura de área em faixa total de 4 V. Como resultado, a primeira área deOOB 154 começa a uma primeira borda em faixa/OOB 155 a 122V e seestende para cima além de 128V, onde 128V é a tensão máxima acima daqual comandos de AUMENTAR de derivação são suspensos pelo dispositivode controle de tensão 100. A segunda área de OOB 156 começa a umasegunda borda em faixa/OOB 157 a 118V e se estende para baixo além de109V, onde 109V é a tensão mínima abaixo da qual comandos de ABAIXARsão suspensos pelo dispositivo de controle de tensão 100. Uma área de faixamorta 158 é estabelecida entre 128V e uma tensão de recuo de 130V a fim deefetuar correção de tensão rápida por causa de uma condição de tensãoextrema. Quando a tensão secundária medida VSa 46 é igual a ou acima datensão de recuo, o dispositivo de controle de tensão emite um comando deABAIXAR sem qualquer atraso de tempo.As illustrated, a center strip voltage 153 enclosed within a strip area 152 is selected to be 120 V ± 2V for a full strip area area of 4 V. As a result, the first area ofOOB 154 begins at a first strip edge. 155 to 122V and extends upward beyond 128V, where 128V is the maximum voltage above which bypass INCREASE commands are suspended by the voltage control device 100. The second area of OOB 156 begins a second banded edge / OOB 157 at 118V and extends down beyond 109V, where 109V is the minimum voltage below which LOWER commands are suspended by the voltage control device 100. A deadwood area 158 is established between 128V and a 130V setback voltage to effect fast tension correction because of an extreme voltage condition. When the measured secondary voltage VSa 46 is equal to or above the setback voltage, the voltage control device issues a DOWN command without any time delay.

Se referindo novamente à Figura 1, porque as linhas dedistribuição 28 e 29 da segunda subestação 35 podem não solicitar a mesmacorrente devido a suas cargas diferentes respectivas 30 e 34, regular a tensãomedida na segunda subestação 35 pode resultar em altas tensões indesejáveisem linhas de distribuição ligeiramente carregadas e baixa tensão indesejávelem linhas de distribuição fortemente carregadas. O problema de altas e baixastensões indesejáveis em linhas de distribuição devido a variações de cargapode ser tratado compensando a queda de tensão, por exemplo, pela linha dedistribuição de fase A 28 entre o regulador de tensão 32 e a carga 30.Compensar a queda de tensão entre o regulador de tensão 32 e a carga 30, ouo uso de um esquema de "compensação de queda de linha", habilita odispositivo de controle de tensão 100 causar mudanças de derivação deregulador de tensão para regular a tensão na carga 30 (isto é, a tensão de carga43), em lugar de na segunda subestação 35.Referring again to Figure 1, because the distribution lines 28 and 29 of the second substation 35 may not request the same current due to their respective different loads 30 and 34, regulating the voltage measured in the second substation 35 may result in undesirable high voltages on slightly distributed distribution lines. load and undesirable low voltage on heavily loaded distribution lines. The problem of undesirable high and low voltages in distribution lines due to load variations can be addressed by compensating for the voltage drop, for example by the A-phase distribution line 28 between voltage regulator 32 and load 30. Compensating for voltage drop between voltage regulator 32 and load 30, or the use of a "line drop compensation" scheme, enables voltage control device 100 to cause voltage regulator shunt changes to regulate voltage at load 30 (i.e. load voltage 43) instead of the second substation 35.

A fim de regular tensões as suas cargas respectivas, odispositivo de controle de tensão 100 determina mudanças de derivaçãobaseado em uma tensão de controlador calculada que Vcontrolador que incluiquedas de tensão de linha de distribuição, ou quedas de tensão de linha 39, e éportanto mais baixa do que a tensão secundária medida Vsa 46 provida a istopelo transformador de tensão 40. Como resultado, o dispositivo de controle detensão 100 pelo regulador de tensão 32 regula o sistema global, ou tensão decarga a um nível que é mais alto do que a tensão de referência da área emfaixa 152. Ao usar um tal esquema de compensação de queda de linha, odispositivo de controle de tensão 100 determina uma mudança de derivaçãobaseado na tensão de controlador Vcontrolador que inclui a queda de tensãode linha 39 refletida como parâmetros de linha de distribuição (R+ jX) χIcarga da Figura 2 entre o regulador de tensão 32 e sua carga 30 respectiva.Por exemplo, em lugar de utilizar só uma amostra de tensão medida Vmedidade 121 V (derivada da tensão secundária Vsa 46) provida pelo transformadorde tensão 40 ao dispositivo de controle de tensão 100 para propósitos deregular a tensão de carga 43, o microcontrolador 130 utiliza uma tensão decontrolador VCONTROLADOR de 119 V para regular a tensão de carga 43 a umvalor de tensão de referência de 120. A tensão de controlador Vcontroladorde 119 V reflete a tensão medida 46 de 121 V mais uma contribuição dequeda de tensão de linha VTENSAO DE LINHA de uma perda de 2 V (por exemplo,VCONTROLADOR = VMEDIDA - VTENSAO DE LINHA) entre o regulador de tensão 100 ea carga 30. Usando os princípios discutidos acima e baseado na tensão decontrolador VCONTROLADOR de 119 V, o microcontrolador 130 causa umamudança de derivação (por exemplo, aumenta a posição de derivação por umaderivação) para aumentar a tensão de controlador VCONTROLADOR a 120 V, poresse meio aumentando efetivamente a amostra de tensão medida Vmedida para122 V ou 2 V acima do valor de tensão de referência de 120 V.In order to regulate voltages to their respective loads, the voltage control device 100 determines shunt changes based on a calculated controller voltage that includes distribution line voltage drops, or line voltage drops 39, and is therefore lower than that the measured secondary voltage Vsa 46 is provided to voltage transformer isotle 40. As a result, the voltage control device 100 by voltage regulator 32 regulates the overall system, or voltage discharges to a level that is higher than the reference voltage. When using such a line drop compensation scheme, the voltage control device 100 determines a shunt change based on the Vcontrol controller voltage that includes the line voltage drop 39 reflected as distribution line parameters (R + jX) χIload of Figure 2 between voltage regulator 32 and its respective load 30. For example, instead of use only a measured voltage sample Vmedity 121 V (derived from secondary voltage Vsa 46) provided by voltage transformer 40 to voltage control device 100 for purposes of regulating load voltage 43, microcontroller 130 uses a 119 V VCONTROL CONTROLLER voltage. to regulate the load voltage 43 to a reference voltage value of 120. The 119V Vcontrol controller voltage reflects the measured voltage 46 of 121 V plus a contribution of line voltage drop of a 2 V loss (for VCONTROLLER = VMEDED - LINE VOLTAGE) between voltage regulator 100 and load 30. Using the principles discussed above and based on the 119 V VCONTROL CONTROLLER voltage, microcontroller 130 causes a tap change (for example, increases the position of bypass) to increase the VCONTROLADOR controller voltage to 120 V, thereby effectively increasing the voltage sample. measured V122 V or 2 V above the 120 V reference voltage value.

Quando uma corrente da carga 30 ("corrente de carga")aumenta devido a, por exemplo, necessidades de potência adicionais, a tensãode carga 43 geralmente diminui. A tensão de carga 43 diminuída resulta emuma amostra de tensão medida diminuída VMEDIDA no regulador de tensão 32.Como resultado, a tensão de controlador VCONTROLADOR é mais baixa. Se fordeterminado que a tensão de controlador VCONTROLADOR é mais baixa do que atensão de faixa central 153, uma mudança de derivação ocorre para aumentara tensão de carga 43 (e a tensão de sistema global).When a load current 30 ("load current") increases due to, for example, additional power requirements, the load voltage 43 generally decreases. The decreased load voltage 43 results in a VMEDED decreased measured voltage sample at voltage regulator 32. As a result, the VCONTROLATOR controller voltage is lower. If it is determined that the VCONTROLLER controller voltage is lower than the center range voltage 153, a tap change occurs to increase the load voltage 43 (and the overall system voltage).

Como também era notado acima, redução de tensão paraabaixar a colocação de tensão de referência ao alcançar o limite de derivaçãodo regulador de tensão 32 não provê sempre um perfil de tensão de sistemaliso. Figura 5 é um método de desvio de compensação de queda de linha depasso único (LDC) 200 para prover redução de tensão de carga ao alcançar olimite de derivação do regulador de tensão monofásico 32, de acordo comuma concretização da invenção. Diferente dos métodos de técnica anterior deajustar a tensão de faixa central 153, o método de desvio de LDC de passoúnico 200 habilita uma redução de tensão que pode resultar em um perfil detensão de sistema mais liso. Embora discutido abaixo em termos da linha dedistribuição 28 e sua carga 30, deveria ser notado que o método de desvio deLDC de passo único 200 é igualmente aplicável a qualquer tensão de cargaregulada experimentando uma condição de OOB acima da área em faixa 152(isto é, na primeira área de OOB 154). Para propósito de discussão, deveriaser notado que a tensão de carga 43 também pode ser definida para incluiruma tensão na carga 30 definida pelos parâmetros de linha de distribuiçãoR+jX.As also noted above, voltage reduction to lower reference voltage setting when reaching the voltage regulator bypass limit 32 does not always provide a smooth system voltage profile. Figure 5 is a single pass line drop compensation (LDC) offset method 200 for providing load voltage reduction when reaching bypass limit of single-phase voltage regulator 32 according to one embodiment of the invention. Unlike prior art methods of adjusting the center range voltage 153, the single-step LDC offset method 200 enables a voltage reduction that can result in a smoother system stress profile. Although discussed below in terms of the distribution line 28 and its load 30, it should be noted that the single-step DCL deviation method 200 is equally applicable to any charge-regulating voltage experiencing an OOB condition above band area 152 (i.e. in the first area of OOB 154). For purposes of discussion, it should be noted that the load voltage 43 may also be defined to include a load voltage 30 defined by the R + jX distribution line parameters.

Em geral, o método de desvio de LDC de passo único 200inclui remover ou desviar os efeitos dos parâmetros de linha de distribuiçãoR+jX da tensão de controlador Vcontrolador utilizada por microcontrolador130 para abaixar a tensão de carga durante uma condição de OOB quando nãohá nenhuma derivação disponível; quer dizer, remover Vtensão de linha datensão de controlador Vcontrolador para formar uma tensão de controladorajustada tal que a tensão de controlador ajustada Vcontrolador_ajuste =Vmedida quando é determinado que não há nenhuma derivação disponívelpara regular a tensão de carga 43 para a área em faixa durante uma condiçãode OOB (isto é, quando a tensão medida está na primeira área de OOB 154).O efeito líquido de remover Vtensão de linha da tensão de controlador é elevara tensão utilizada pelo microcontrolador 130 durante uma condição de OOB,por esse meio resultando em uma tensão de carga mais baixa global 43.In general, the single-step LDC offset method 200 includes removing or offsetting the effects of the R + jX distribution line parameters from the Vcontroller controller voltage used by microcontroller130 to lower the charge voltage during an OOB condition when no lead is available. ; that is, remove Line Voltage Controller Voltage V Controller to form an adjusted controller voltage such that the adjusted controller voltage V_controller_adjustment = Vmeasured when it is determined that there are no leads available to regulate the load voltage 43 for the range area during a condition. OOB (ie when the measured voltage is in the first area of OOB 154). The net effect of removing line voltage from the controller voltage is the voltage used by the microcontroller 130 during an OOB condition, thereby resulting in a voltage. lowest overall load capacity 43.

Mais especificamente, se referindo à Figura 5, o método dedesvio de LDC de passo único 200 começa quando o microcontrolador 130determina uma tensão medida Vmedida e uma corrente medida Imedida(derivada de Isa 44) no regulador de tensão 32 (etapa 202), e determina umaqueda de tensão de linha Vtensão de linha, ou a queda de tensão pela linha dedistribuição 28 entre o regulador de tensão 32 e a carga 30 (etapa 204) se umacondição de OOB acima da área em faixa 152 for detectada (etapa 203). Atensão medida Vmedida no regulador de tensão 32 é baseada em um sinal detensão digitalizado representativo da forma de onda de tensão secundária Vsa46 provida pelo transformador de tensão 40. A queda de tensão de linhaVtensão de linha pode ser afetada por vários fatores incluindo o material usadona linha de distribuição, a configuração e comprimento da linha dedistribuição, as condições meteorológicas, necessidades de carga, etc., e écaracterizada pelos parâmetros de linha de distribuição R+jX. A queda detensão de linha VtensAo de linha pode ser calculada usando a corrente totalItotal e a impedância de linha Zlinha = R+jX da linha de distribuição 28entre o regulador de tensão 32 e a carga 30, onde VtensAo de linha = Itotal*Zlinha- No exemplo ilustrado, cálculo da corrente total Itotal é baseado natensão medida VmedIda derivada da tensão de fase A para terra/neutro medida(secundária) Vsa 46 provida pelo transformador de tensão 40, e a impedânciatotal Ztotal, onde Itotal = Vmedida/Ztotal· a impedância total Zt0tal incluiambas a impedância de linha ZunHa e uma impedância de carga Zcarga, ondeZtotal = Zlinha +Zcarga- Portanto, usando (1) as tensões medidas Vmedidaderivadas da tensão de fase A para terra/neutro Vsa 46, (2) um valorpredeterminado para a impedância de linha Zlinha baseado tanto em umatabela de consulta para o tipo e configuração de linha de distribuição, oubaseado em uma colocação predeterminada, e (3) a impedância de cargaZcarga (provida por um meio de comunicação não mostrado separadamente),o microcontrolador 130 pode determinar a queda de tensão de linha VtenSAode linha (etapa 204).More specifically, referring to Figure 5, the single-step LDC offset method 200 begins when the microcontroller 130 determines a Measured voltage and Impeded current (derived from Isa 44) at voltage regulator 32 (step 202), and determines a line voltage drop Line voltage, or the voltage drop across distribution line 28 between voltage regulator 32 and load 30 (step 204) if an OOB condition above band area 152 is detected (step 203). Measured voltage V at voltage regulator 32 is based on a digitized voltage signal representative of the secondary voltage waveform Vsa46 provided by voltage transformer 40. Line voltage drop Line voltage may be affected by a number of factors including material used on the line. distribution line configuration and line length, weather conditions, load requirements, etc., and is characterized by the R + jX distribution line parameters. The line voltage drop line voltage can be calculated using the totalItotal current and line impedance Zline = R + jX of the distribution line 28 between voltage regulator 32 and load 30, where line voltage = Itotal * Zline- No illustrated example, calculation of the total current Itotal is based on the measured voltage VmedIda derived from the measured phase A to ground / neutral (secondary) voltage Vsa 46 provided by the voltage transformer 40, and the total impedance Ztotal, where Itotal = Measured / Ztotal · the impedance Zt0tal included both line impedance ZunHa and a load impedance Zcarga, where Ztotal = Zline + Zcarga- Therefore, using (1) the measured voltages derived from phase A to ground / neutral voltage Vsa 46, (2) a predetermined value for the line impedance ZLine based either on a query table for the distribution line type and configuration, or based on a predetermined placement, and (3) the load impedance Zload (provided by (a communication medium not shown separately), microcontroller 130 may determine the VtenSAode line voltage drop (step 204).

Por exemplo, em um primeiro caso para uma Vmedida =120<0°, uma Imedida = 0,2<0-37°, uma impedância de linha Zl[nha = 5<60°e uma impedância de carga Zcarga = 120<30°, o microcontrolador 130calcula uma corrente total Itotal = 0,965<-31,152°, onde a Vmedida =120Z0° é dividida por uma impedância total Ztotal = 124,35<31,152°. Omicrocontrolador 130 então calcula uma queda de tensão de linha Vtensão delinha = 4,825<28,848° entre o regulador de tensão 32 e a carga 30.For example, in a first case for a Measured = 120 <0 °, a Measured = 0.2 <0-37 °, a line impedance Z1 [nha = 5 <60 ° and a load impedance Zcarga = 120 <30 °, the microcontroller 130 calculates a total current Itotal = 0.965 <-31.152 °, where the Measured = 120Z0 ° is divided by a total impedance Ztotal = 124.35 <31.152 °. Microcontroller 130 then calculates a line voltage drop Vline voltage = 4.825 <28,848 ° between voltage regulator 32 and load 30.

Se a impedância de carga Zcarga não for provida aomicrocontrolador 130, amostras de corrente medidas digitalizadas ("correntemedida") Imedida derivadas da forma de onda de corrente secundária ISA 44provida pelo transformador de corrente de fase A 36 podem ser usadas emlugar de calcular a corrente total Itotal (a corrente total Itotal requerendoVmedida, e a soma da impedância de linha conhecida ZLINHA e a impedânciade carga Zcarga)· Nesse caso, a queda de tensão de linha é igual a um produtoda impedância de linha e a corrente medida IMEDIDA, onde a corrente medidaImedida é quase igual a uma corrente total no regulador de tensão 32.If the load impedance Zcarga is not provided with the microcontroller 130, measured digitized current samples ("measured current") derived from the secondary current waveform ISA 44 provided by phase A current transformer 36 can be used instead of calculating the total current Itotal (the total current Itotal requiringMeasured, and the sum of the known line impedance ZLINE and the load impedance Zcarga) · In this case, the line voltage drop is equal to a product of the line impedance and the measured current IMMEDIATE, where MeasurementMeasured is almost equal to a total current in voltage regulator 32.

Se referindo novamente à Figura 5, se houver derivaçõesdisponíveis TapsDISPONIVEL (etapa 205) durante a condição de OOB (etapa203), o microcontrolador 130 usa a tensão de controlador VCONTROLADOR paradeterminar uma mudança de derivação, onde a tensão de controladorVCONTROLADOR inclui a queda de tensão de linha Vtensão de linha (etapa 206),ou VCONTROLADOR = VMEDIDA - VTENSAO DE LINHA. Em outras palavras, a tensãomedida VMEDIDA é reduzida pela queda de tensão de linha para uso pelomicrocontrolador 130 para determinar uma mudança de derivação paraabaixar a tensão de carga.Referring again to Figure 5, if there are TAPsAVAILABLE Leads (step 205) during the OOB condition (step203), microcontroller 130 uses the VCONTROLATOR controller voltage to determine a tap change where the VCONTROLATOR voltage includes the voltage drop. lineVoltage line (step 206), or VCONTROLATOR = VMEDIDA - LINE VOLTAGE. In other words, the measured voltage VMEDIDA is reduced by the line voltage drop for use by the microcontroller 130 to determine a tap change to lower the load voltage.

Se porém, não houver nenhuma derivação TapsDISPONIVEL, omicrocontrolador 130 usa uma tensão de controlador ajustadaVCONTROLADOR_AJUSTE para regular a tensão de carga 43 etapa 208). A tensão decontrolador ajustada não inclui a queda de tensão de linha VTENSAO DE LINHA-Nesse caso, VCONTROLADOR_AJUSTE = VMEDIDA, por esse meio resultando em umatensão de sistema ou carga mais baixa global 43; uma redução de tensão. Se aredução de tensão não produzir uma tensão de carga em faixa, o processo serepete (etapa 209).If, however, there is no TapsDISAPTABLE lead, microcontroller 130 uses an adjusted controller voltage (ADJUSTER_CONTROLLER to regulate the load voltage (step 208). The adjusted controller voltage does not include the line voltage drop. LINE VOLTAGE - In this case, VCONTROLADOR_JUST = VMEDIDA, thereby resulting in a lower overall system voltage or load 43; a voltage reduction. If voltage reduction does not produce a range load voltage, the process will be repeated (step 209).

Em algumas aplicações, pode ser desejável prover reduçõesincrementais do efeito da queda de tensão de linha Vtensão de linha na tensãode controlador ao regular a tensão de carga. Figura 6 é um com método decompensação de queda de linha (LDC) de passo incrementai 300 para proverredução de tensão de carga incrementai antes de alcançar o limite dederivação do regulador de tensão monofásico 32, de acordo com umaconcretização da invenção. Diferente dos métodos da técnica anterior ondeajustar a tensão de faixa central pode causar perfis de tensão de sistemadesiguais, o método de LDC de passo incrementai 300 provê um perfil detensão de sistema mais liso durante condições de OOB 154 acima da área emfaixa 152 devido à diminuição de tensão de carga incrementai. Emboradiscutido abaixo em termos da linha de distribuição 28 e sua carga 30, deveriaser notado que o método de LDC de passo incrementai 300 é igualmenteaplicável a qualquer tensão de carga regulada.In some applications, it may be desirable to provide incremental reductions in the effect of line voltage drop. Line voltage on the controller voltage when regulating the load voltage. Figure 6 is an incremental step line drop compensation (LDC) method 300 for providing incremental load voltage reduction before reaching the bypass threshold of single-phase voltage regulator 32, according to one embodiment of the invention. Unlike prior art methods where adjusting center band voltage can cause unequal system voltage profiles, the incremental pitch LDC method 300 provides a smoother system stress profile during OOB 154 conditions above bandwidth 152 due to decreased incremental charge voltage. Although discussed below in terms of distribution line 28 and its load 30, it should be noted that the incremental step LDC method 300 is equally applicable to any regulated load voltage.

Em geral, o método de LDC de passo incrementai 300 incluireduzir incrementalmente os efeitos dos parâmetros de linha de distribuição R+ jX na tensão de controlador utilizada pelo microcontrolador 130 (paracalcular a tensão de carga) até que a tensão de controlador Vcontrolador nãoinclua a queda de tensão de linha Vtensão de linha· O efeito líquido de reduzirincrementalmente a queda de tensão de linha Vtensão de linha e um aumentoincrementai na tensão de controlador utilizada pelo controlador 130 aocalcular uma mudança de derivação, por esse meio resultando em uma tensãode sistema ou carga mais baixa incrementalmente 43.In general, the incremental step LDC method 300 includes incrementally reducing the effects of the R + jX distribution line parameters on the controller voltage used by microcontroller 130 (to calculate the load voltage) until the controller voltage does not include the voltage drop. Line voltage · The net effect of incrementally reducing the line voltage drop Line voltage and an incremental increase in the controller voltage used by the controller 130 to calculate a shunt change, thereby resulting in an incrementally lower system voltage or load 43

Redução incrementai dos efeitos de parâmetro de linha dedistribuição R+jX na tensão de controlador utilizada pelo microcontrolador130 pode ser iniciada quando o microcontrolador 130 detecta que um limiarpredeterminado foi excedido. Por exemplo, a redução incrementai podecomeçar quando o microcontrolador 130 detecta que um valor de derivaçãorequerido excede o número de derivações TapsDispoNtvEL·Incremental reduction of the R + jX distribution line parameter effects on the controller voltage used by microcontroller130 may be initiated when microcontroller 130 detects that a predetermined threshold has been exceeded. For example, the incremental reduction may start when microcontroller 130 detects that a required derivation value exceeds the number of TapsDisNotvEL · leads.

Mais especificamente, se referindo à Figura 6, o método deLDC de passo incrementai 300 começa quando o microcontrolador 130determina uma tensão medida Vmedida e uma corrente medida Imedida noregulador de tensão 32 (etapa 302). Se a tensão medida Vmedida indicar umacondição de OOB acima da área em faixa 152 (etapa 303), o microcontrolador130 determina uma queda de tensão de linha VtensAO de Linha5 ou a queda detensão pela linha de distribuição 28 entre o regulador de tensão 32 e a carga30 (etapa 304). A queda de tensão de linha Vtensão de linha pode sercalculada como descrito acima com relação à Figura 5.More specifically, referring to Figure 6, the incremental step DCL method 300 begins when the microcontroller 130 determines a measured measured voltage and a measured voltage regulating current 32 (step 302). If the measured voltage Ved indicates an OOB condition above the banded area 152 (step 303), microcontroller130 determines a line voltage drop VtensAO5 or the drop in voltage across distribution line 28 between voltage regulator 32 and load30 (step 304). The line voltage drop Line voltage can be calculated as described above with respect to Figure 5.

Depois de calcular a queda de tensão de linha Vtensão de linha(etapa 304), o microcontrolador 130 determina quantas derivações sãorepresentadas pela magnitude da queda de tensão de linha calculada Vtensãode linha dividindo a magnitude da queda de tensão de linha Vtensão de linhapor um valor de tensão de derivação para formar o valor de derivaçõesrequerido TapsREQUERiDo (etapa 306). O valor de tensão de derivaçãorepresenta um incremento de tensão, tanto somado ou subtraído, por mudançade uma derivação. Por exemplo, o valor de tensão de derivação pode ser 0,8 Vpor derivação.After calculating the line voltage drop line voltage (step 304), microcontroller 130 determines how many leads are represented by the magnitude of the calculated line voltage drop line voltage by dividing the magnitude of the line voltage drop line voltage by a value of tap voltage to form the tapped value tapped Taps (step 306). The shunt voltage value represents a voltage increment, either added or subtracted, by changing a shunt. For example, the shunt voltage value may be 0.8 V by shunt.

A seguir, o microcontrolador 130 compara o valor dederivações requerido TapSREQUERiDo ao número de derivações disponíveisTapsDispoNívEL (etapa 307). Se o valor de derivações requerido for menos doque ou igual ao número de derivações disponíveis TapsDispoNívEL, omicrocontrolador 130 regula, neste caso abaixa, a tensão de carga 43 usando atensão de controlador igual à tensão medida Vmedida menos a queda de tensãode linha Vtensão de linha (etapa 308). Em outras palavras, Vcontrolador =Vmedida - Vtensão de linha· Como resultado, o efeito total dos parâmetros delinha de distribuição R+jX é incluído na determinação de uma mudança dederivação para ajustar a tensão de carga da primeira área de OOB 154 à áreaem faixa 152.Next, microcontroller 130 compares the required TapSERQUIRES derivative value to the number of tappingsTapsAvailable LEVEL (step 307). If the required tapping value is less than or equal to the number of tappings available TapsDISEL LEVEL, the microcontroller 130 regulates, in this case it lowers the load voltage 43 using the controller voltage equal to the measured voltage minus the line voltage drop. step 308). In other words, Vcontrol = Measured - Line Voltage · As a result, the total effect of the R + jX distribution line parameters is included in determining a derivative change to adjust the load voltage of the first area of OOB 154 to the area in range 152. .

Se, o valor de derivações requerido for porém mais do que onúmero de derivações disponíveis TapsDISpoNívEL, o microcontrolador 130calcula um valor de ajuste de LDC (etapa 310). O valor de ajuste de LDC éum valor menos que um, e é igual ao número de derivações disponíveisTapSüispoNívEL dividido pelo valor de derivações requerido, ou LDC_AJUSTE= TapsüispoNívEL / TapSREQUERiDO- A seguir, o microcontrolador 130 multiplicaa impedância de linha Zlinha pelo valor de ajuste de LDC para formar umanova impedância de linha Zlinha_nova (etapa 312), e então multiplica a novaimpedância de linha Zlinha_nova pela corrente total Itotal para formar umanova queda de tensão de linha Vtensão de linha_nova (etapa 314). Assim, anova impedância de linha pode ser expressa como Zlinha_nova = (LDC _AJUSTE)* Zlinha e a nova queda de tensão Vtensão de linha_nova pode serexpressa como Vtensão de linha _ nova = Itotal* Zlinha_nova·If, however, the required lead value is more than the number of available leads TapsDISPLOVE, microcontroller 130 calculates an LDC setpoint (step 310). The LDC setpoint is a value less than one, and is equal to the number of leads availableTapSupported LEVEL divided by the required tappings value, or LDC_AJUSTE = LEVELTapps / TapSQUARE- Next, microcontroller 130 multiplies the line impedance ZLine by LDC to form a new line impedance Zline_new (step 312), and then multiply the new line impedance Zline_new by the total current Itotal to form a new line voltage drop Newline voltage (step 314). Thus, the new line impedance can be expressed as Zline_new = (LDC _JUST) * Zline and the new voltage drop Vline voltage_new can be expressed as Line voltage _ new = Itotal * Zline_nova ·

O microcontrolador 130 então regula a tensão de carga 43usando uma tensão de controlador ajustada Vcontrolador_ajuste igual à tensãomedida Vmedida menos a nova queda de tensão de linha Vtensão de linha_nova(etapa 316). Em outras palavras, o microcontrolador 130 regula a tensão decarga 43 usando uma tensão de controlador ajustada que inclui uma perda detensão de linha ajustada refletida como uma porção dos parâmetros de linhade distribuição R+jX tal que |Vcontrolador_ajusteI = |Vmedida| - |Vtensão delinha _nova|. O processo de aplicar tensões de controlador ajustadas pararemover incrementalmente os efeitos dos parâmetros de linha de distribuiçãodo cálculo para regular a tensão de carga 43 pode continuar até que tanto atensão de carga 43 esteja na área em faixa 152 (etapa 317) ou até que o limitede derivação tenha sido alcançado. Deste modo, o afeito dos parâmetros delinha de distribuição R+jX na tensão de controlador são defasadosincrementalmente da tensão de controlador utilizada pelo microcontrolador130, por esse meio abaixando incrementalmente a tensão de carga 43. Emoutras palavras, a utilização de cada nova queda de tensão de linha seqüencialpelo microcontrolador 130 "move" incrementalmente a tensão de controlador,usada para ajustar a tensão de carga 43, longe da tensão de carga 43 e para atensão medida.The microcontroller 130 then regulates the load voltage 43 using an adjusted controller voltage V_control_adjustment equal to the measured voltage V minus the new line voltage drop V line voltage_new (step 316). In other words, microcontroller 130 regulates discharge voltage 43 using an adjusted controller voltage that includes an adjusted line voltage loss reflected as a portion of the distribution line parameters R + jX such that | V_control_adjustI = | Vmeasured | - | Line tension _new |. The process of applying adjusted controller voltages to incrementally move the effects of the distribution line parameters of the calculation to regulate load voltage 43 may continue until either load voltage 43 is in range area 152 (step 317) or until limited. derivation has been achieved. In this way, the affect of the distribution line parameters R + jX on the controller voltage is phased out incrementally from the controller voltage used by the microcontroller130, thereby incrementally lowering the load voltage 43. In other words, the use of each new voltage drop of the controller. Sequential line by microcontroller 130 incrementally "moves" the controller voltage used to adjust charge voltage 43 away from charge voltage 43 and for measured attention.

Se referindo ao exemplo acima e ao método de desvio de LDCde passo incrementai da Figura 6, quando Vmedida iguala 120Z00, Imedidaiguala 0,965Z-31,152°, a impedância de linha Zlinha iguala 5Z60°, aimpedância de carga Zcarga iguala 120Z300, e a queda de tensão de linhaVtensão de linha iguala 4,825 Z28,848°, se o valor de tensão de derivaçãoigualar 0,8 V por derivação, o número requerido de derivações, ouTapsREQUERiDo, iguala 6.Referring to the above example and the incremental step LDC offset method of Figure 6, when Vmeasurement equals 120Z00, Immediate equals 0.965Z-31,152 °, line impedance ZLine equals 5Z60 °, load impedance Zcarga equals 120Z300, and line voltageLine voltage equals 4.825 Z28.848 °, if the tap voltage value equals 0.8 V per tap, the required number of tappings, orTapsREQUIRED, equals 6.

Em um primeiro caso onde seis derivações permanecem nãousadas (isto é, o número de derivações disponíveis TapsDiSpoNívEL iguala 6), omicrocontrolador 130 inclui o efeito completo dos parâmetros de linha dedistribuição R+jX na determinação de se uma mudança de derivação érequerida para ajustar a tensão de carga 43 para a área em faixa 152. Porque onúmero de derivações disponíveis iguala o número de derivações requeridas,o valor de ajuste de LDC é igual a 1. Ao calcular a nova impedância de linhade distribuição (5Z60°) e a nova queda de tensão de linha (4,825Z28,85°)como discutido com relação à Figura 6, o microcontrolador 130 usa uma novatensão ajustada de 115,175 V para regular a tensão de carga 43, por umamudança de seis derivações, para a área em faixa 152.In a first case where six leads remain unused (that is, the number of available leads TapsDiSpoLevel equals 6), microcontroller 130 includes the full effect of the R + jX distribution line parameters in determining whether a lead change is required to adjust voltage. Because the number of leads available equals the number of leads required, the LDC setpoint is equal to 1. When calculating the new distribution line impedance (5Z60 °) and the new line voltage (4.825Z28.85 °) As discussed with respect to Figure 6, the microcontroller 130 uses an adjusted 115,175 V new voltage to regulate charge voltage 43 by a six-lead change over band area 152.

Em um segundo caso, onde três derivações permanecem nãousadas, ou o número de derivações disponíveis TapsDISpoNívEis iguala 3, omicrocontrolador 130 defasa incrementalmente o efeito dos parâmetros delinha de distribuição R+jX ao regular a tensão de carga 43 por mudanças dederivação. Primeiro, o microcontrolador 130 calcula um valor de ajuste deLDC de 0,5, ou LDC AJUSTE = 3 derivações/6 derivações. A seguir, omicrocontrolador 130 multiplica a impedância de linha Zlinha de 5Z60° pelovalor de ajuste de LDC de 0,5 para formar uma nova impedância de linha dedistribuição Zlinha_nova igual a 2,5Z60°, e então multiplica a novaimpedância de linha de distribuição 2,5Z60° pela corrente total 0,965Z- 31,152° para formar uma nova queda de tensão de linha Vtensão de linha_novaigual a 2,412Z28,85°. O microcontrolador 130 então regula a tensão de carga43 por uma mudança de derivação usando a amostra de tensão medida120<0° menos a queda de tensão de linha de 2,412Z28,85°. Em outraspalavras, o microcontrolador 130 usa uma nova tensão ajustada de 117,59 V para regular a tensão de carga 43, por uma mudança de derivação, para a áreaem faixa 152.In a second case, where three leads remain unused, or the number of available leads TapsDISPOvICE equals 3, the microcontroller 130 increments the effect of the distribution line parameters R + jX incrementally by regulating the load voltage 43 by derivation changes. First, microcontroller 130 calculates an LDC setpoint of 0.5, or LDC ADJUST = 3 leads / 6 leads. Next, the microcontroller 130 multiplies the line impedance Zline 5Z60 ° by the LDC adjustment value of 0.5 to form a new line distribution impedance Zline_new equal to 2.5Z60 °, and then multiplies the new line impedance 2, 5Z60 ° by the total current 0.965Z- 31,152 ° to form a new line voltage drop. Line voltage_new equal to 2,412Z28,85 °. The microcontroller 130 then regulates the charge voltage43 by a shunt change using the measured voltage sample120 <0 ° minus the line voltage drop of 2.412Z28.85 °. In other words, the microcontroller 130 uses a new set voltage of 117.59 V to regulate the charge voltage 43 by a shunt change to range area 152.

Em um terceiro caso onde nenhuma derivação permanece nãousada, ou o número de derivações disponíveis TapsDiSpoNívEL iguala 0, omicrocontrolador 130 usa uma nova tensão ajustada de 120 V para regular a tensão de carga 43 à tensão de faixa central de 120 V. Por conseguinte, comomostrado pelos três casos acima utilizando o método de desvio de LDC depasso incrementai 300, quando o número de derivações disponíveisTapSüispoNívEL diminui com respeito ao número de derivações requeridas paraajustar a tensão de carga 43 de uma área de OOB para uma área em faixa, oefeito dos parâmetros de linha de distribuição na regulação de tensão de cargadiminui, por esse meio aumentando a nova tensão ajustada incrementalmenteà área em faixa 152, e diminuindo a tensão de sistema ou carga.In a third case where no lead remains unused, or the number of available leads TapsDisPoL LEVEL equals 0, microcontroller 130 uses a new set voltage of 120 V to regulate load voltage 43 to 120 V center band voltage. by the above three cases using the LDC offset method by increment 300, when the number of leads availableTapSupply LEVEL decreases with respect to the number of leads required to adjust the load voltage 43 from an OOB area to a banded area, the effect of the distribution line in charge voltage regulation decreases thereby increasing the new voltage adjusted incrementally to the range area 152, and decreasing the system voltage or load.

Em alguns casos, desviar ou reduzir incrementalmente osefeitos dos parâmetros de linha de distribuição R+jX ao regular a tensão decarga 43 à tensão de faixa central 153 poderiam não prover a diminuição detensão de carga 43 precisada. Por conseguinte, redução de tensão abaixando atensão de faixa central 153 pode ser usada adicionalmente depois de executartanto o método de desvio de LDC de passo único ou o método de LDC depasso incrementai 300 descrito acima.Por exemplo, depois de desviar os parâmetros de linha dedistribuição R+jX como descrito acima, o microcontrolador 130 podeexecutar uma ou mais reduções de tensão abaixando a tensão de faixa central153 por uma porcentagem predeterminada. Assim, durante uma condição deOOB acima da área em faixa 152, etapa 1 pode incluir desviar os parâmetrosde linha de distribuição R+jX para prover só a tensão medida Vmedida pararegulação da tensão de carga 43; etapa 2 pode incluir abaixar a tensão de faixacentral 153 por 2%; e etapa 3 podem incluir abaixar novamente a tensão defaixa central 153 por 2%, e assim por diante, até que a tensão de carga 43 sejaregulada à tensão de faixa central 153.In some cases, deviating or incrementally reducing the effects of the R + jX distribution line parameters by adjusting the dump voltage 43 to the center range voltage 153 might not provide the required load shedding 43 required. Therefore, voltage reduction by lowering the center range voltage 153 can be used additionally after performing both the single-step LDC offset method or the incremental LDC method 300 described above. For example, after offsetting the distribution line parameters As described above, the microcontroller 130 may perform one or more voltage reductions by lowering the center range voltage153 by a predetermined percentage. Thus, during a condition of 100 ° C above the range area 152, step 1 may include deviating the distribution line parameters R + jX to provide only the measured voltage V as a load voltage regulation 43; step 2 may include lowering the faixacentral tension 153 by 2%; and step 3 may include lowering the center-low voltage 153 again by 2%, and so on, until the load voltage 43 is regulated to the center strip voltage 153.

Como notado acima, um método da técnica anterior de ajustara tensão de carga 43 inclui simplesmente abaixar ou elevar a tensão de faixacentral 153, dependendo de disponibilidade de derivação e da tensão medidaVmedida- De acordo com uma concretização da invenção, o método deredução de tensão de sistema também pode ser alcançado por uma relaçãoalternada de Vcontrolador = Vmedida + VreduQAo- VreduQAo e expressopreferivelmente como uma porcentagem da colocação de tensão de faixacentral 153 (por exemplo, 2% de uma colocação de tensão de faixa central de120V), e pode ser tanto fixa ou variável, dependendo do projeto decontrolador. A adição de Vredução a Vmedida produz uma tensão decontrolador mais alta Vcontrolador e portanto uma tensão de carga ousistema 43 mais baixa. Por conseguinte, ajustes múltiplos por VreduQAoproduz diminuições incrementais na tensão de carga 43.As noted above, a prior art method of adjusting the load voltage 43 simply includes lowering or raising the center voltage 153, depending on tap availability and the measured voltage. According to one embodiment of the invention, the method of reducing load voltage The system can also be achieved by an alternate ratio of Vcontroller = Measured + VreduQAo- VreduQAo and preferably expressed as a percentage of the center voltage voltage setting 153 (for example, 2% of a 120V center range voltage setting), and can be either fixed or variable, depending on the controller project. Adding Vreduction to Vmedida produces a higher Vcontroller voltage and therefore a lower system or load voltage. Therefore, multiple adjustments by VreduQA produces incremental decreases in load voltage 43.

Por exemplo, se a tensão de faixa central 153 for 120 V com±2V definindo uma área em faixa (por exemplo, 118 -122), se não houvermais derivações deixadas para elevar ("subir") a tensão de carga 43, e se atensão medida pelo dispositivo de controle de tensão 100 estiver abaixo daárea em faixa inferior 157, por exemplo, 117V, abaixar a tensão de faixacentral 153 para 113 V habilita uma mudança de posição de derivação a 115V.Por conseguinte, o dispositivo de controle de tensão 100 causa o regulador detensão 32 "abaixar" tal que a tensão medida V^MEDIDA seja ajustada para baixoà nova área em faixa 115V.For example, if the center strip voltage 153 is 120 V with ± 2 V defining a strip area (for example, 118-122), if there are no further leads left to raise ("up") the load voltage 43, and if The voltage measured by the voltage control device 100 is below the lower range area 157, for example 117V, lowering the center voltage 153 to 113 V enables a shunt position change to 115V. Therefore, the voltage control device 100 causes the voltage regulator 32 to "lower" such that the measured voltage V ^ MEASURED is adjusted down to the new range area 115V.

Em lugar de abaixar a tensão de faixa central 153 porém, aredução de tensão de sistema também pode ser alcançada pela relaçãoalternada de V^CONTROLADOR = V^MEDIDA + V^REDUCAO exposta aqui. A adição dotermo V^REDUCAO faz o dispositivo de controle de tensão 100 assumir umatensão de controlador mais alta V^CONTROLADOR Para seus cálculos e assimcausa o regulador de tensão 32 abaixar. Por exemplo, se a tensão medida pelodispositivo de controle de tensão 100 for 117V, e não houver nenhumaderivação disponível para elevar a tensão medida pelo dispositivo de controlede tensão 100, a adição de V^REDUCAO igual a 4% da tensão de faixa central de120V, ou 4,8V, para a tensão medida V^MEDIDA produz uma tensão decontrolador de 121,8V. Adicionalmente, adições de 4% da tensão de faixacentral de 120V 153 à tensão medida V^MEDIDA podem ser executadas até que atensão de controlador caia entre 118V e 122V. Tensões de controladorsubseqüentes acima de 122V farão o regulador de tensão 32 abaixar.Instead of lowering the center range voltage 153, however, system voltage reduction can also be achieved by the alternate ratio of V ^ CONTROLLER = V ^ MEASURE + V ^ REDUCTION exposed here. The addition of the term V ^ REDUCING causes the voltage control device 100 to assume a higher controller voltage V ^ CONTROLLER For its calculations and thus causes the voltage regulator 32 to lower. For example, if the voltage measured by the voltage control device 100 is 117V, and there is no derivation available to raise the voltage measured by the voltage control device 100, the addition of 4% of the center strip voltage of 120V, or 4.8V, for the measured voltage V ^ MEASURED produces a controller voltage of 121.8V. Additionally, additions of 4% of the 120V 153 center voltage to the MEASURED measured voltage can be performed until the controller voltage drops between 118V and 122V. Subsequent controller voltages above 122V will cause voltage regulator 32 to lower.

Como pode ser aparente da discussão anterior, aimplementação do aparelho e método expostos aqui habilita controle deregulador de tensão melhorado de tensões de carga 43, especialmentenaqueles casos onde uma condição de OOB existe e um limite de derivação éalcançado. Tal controle melhorado de regulador de tensão opera para proverredução de tensão lisa para uso pelo dispositivo de controle de tensão 100.As may be apparent from the foregoing discussion, the apparatus implementation and method set forth herein enables improved voltage regulator control of load voltages 43, especially in those cases where an OOB condition exists and a shunt limit is reached. Such improved voltage regulator control operates to provide smooth voltage reduction for use by the voltage control device 100.

Enquanto esta invenção foi descrita com referência a certosaspectos ilustrativos, será entendido que esta descrição não deverá serinterpretada em um sentido limitante. Em lugar disso, várias mudanças emodificações podem ser feitas às concretizações ilustrativas sem partir doverdadeiro espírito, características centrais e extensão da invenção, incluindoaquelas combinações de características que são expostas individualmente oureivindicadas aqui. Além disso, será apreciado que quaisquer tais mudanças emodificações serão reconhecidas por aqueles qualificados na técnica comoum equivalente a um ou mais elementos das reivindicações seguintes, edeverão ser cobertas por tais reivindicações à extensão mais completapermitida por lei.While this invention has been described with reference to certain illustrative aspects, it will be understood that this description should not be construed in a limiting sense. Instead, various changes in modifications may be made to the illustrative embodiments without departing from the true spirit, central features and extent of the invention, including those combinations of features which are set forth individually or claimed herein. In addition, it will be appreciated that any such changes and modifications will be recognized by those skilled in the art as equivalent to one or more elements of the following claims, and shall be covered by such claims to the fullest extent permitted by law.

Claims

1. Apparatus for providing a voltage adjustment for single-phase voltage regulator operation of a voltage regulator operably coupled to a single-phase distribution line of a three-phase power system, the voltage regulator comprising a plurality of selectable derivations for adjusting a voltage on a load of Single-phase distribution line for a banded area, characterized in that it includes: a means for deriving a digitized voltage signal and a digitized current signal from the single-phase distribution line in the voltage regulator; a microcontroller operably coupled to the parent medium, the microcontroller including a microprocessor and memory operatively coupled to the microprocessor, the microcontroller shall be programmed to: determine a measured voltage and a measured current based on respective digitized voltage and current signals, determine a line voltage drop between the voltage regulator and load if the measured voltage is in an out-of-range area above the banded area, and if there are no derivations of the plurality of derivations available and the measured voltage is in the out-of-range area above the banded area, use the measured voltage. to adjust the tension on the load.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the use of the measured voltage deviates an effect of the line voltage drop in adjusting the load voltage to produce a voltage reduction for single-phase voltage regulator operation of the voltage regulator.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the microcontroller is further programmed to lower a reference voltage by defining the range area.

Apparatus according to claim 1, characterized in that if no tap is available and the measured voltage is in an out-of-range area below the banded area, the controller is additionally programmed to use the measured voltage plus a reduction voltage to adjust the tension on the load.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the reduction voltage includes a percentage of a central strip voltage of the strip area.

Apparatus according to claim 4, characterized in that the use of the measured voltage plus the reducing voltage produces a voltage reduction for voltage regulator monophasic voltage regulator operation.

Apparatus according to claim 1, characterized in that if leads are available, the microcontroller is additionally programmed to use the measured voltage minus the line voltage drop to determine a derivation shift of the derivations when the measured voltage is in the area. out of range above the area in range.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of a single-phase distribution line line impedance and a total current, where the total current is equal to a quotient of voltage measured at the voltage regulator and a total impedance, and where the total impedance is equal to a sum of line impedance and a load impedance.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the load impedance is transmitted to the microcontroller.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of a single-phase distribution line line impedance and a current loss, and wherein the measured current is almost equal to a current. total voltage regulator.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the banded area is adjustable between a first voltage value and a second voltage value.

12. Apparatus for providing a voltage adjustment for single-phase voltage regulator operation of a voltage regulator operably coupled to a single-phase distribution line of a three-phase power system, the voltage regulator comprising a plurality of selectable derivations for adjusting a voltage on a load of the Single-phase distribution line for a banded area, characterized in that it includes: a means for deriving a digitized voltage signal and a digitized signal from the single-phase distribution line in the voltage regulator, and a microcontroller operably coupled to the parent medium, the microcontroller including a microprocessor and a memory operably coupled to the microprocessor, the microcontroller is programmed to: determine a measured voltage and measured current based on respective digitized voltage and current signals, determine a line voltage drop between the voltage regulator and the If the measured voltage is in the out-of-range area above the in-range area, divide the line voltage drop by a single-derivative voltage value of the plurality of leads to form a required lead value, and the required lead value is greater than several available derivations of the plurality of leads, use the measured voltage less another line voltage drop to adjust the load voltage, the other line drop voltage less than the line drop voltage and based on the required lead value.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the use of the measured voltage minus the other line voltage drop reduces an effect of the line voltage drop on the nacharge voltage adjustment to produce a voltage reduction for regulator operation. single-phase voltage regulator voltage.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the microcontroller is further programmed to: divide the number of available leads by the derivative value required to form a line fall compensation set value, multiply a line impedance of the line phase-to-phase distribution by the line drop compensation adjustment value to form another line impedance; multiply the other line impedance by a total current of the single-phase distribution line to calculate the other line voltage drop.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of a single-phase distribution line line impedance and a current loss, and wherein the measured current is almost equal to a current. total voltage regulator.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of line impedance and the total current, where the total current is equal to a quotient of the voltage measured at the voltage regulator and a total impedance, and where the total impedance is equal to a sum of line impedance and a load impedance.

Apparatus according to claim 16, characterized in that the load impedance is transmitted to the microcontroller.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the microcontroller is further programmed to lower a reference voltage by defining the range area.

Apparatus according to claim 12, characterized in that if no lead is available and the measured voltage is in an out-of-range area below the range area, the microcontroller is further programmed to use the measured voltage plus a reduction voltage to adjust the tension on the load.

Apparatus according to claim 19, characterized in that the reducing voltage includes a percentage of a central strip voltage of the strip area.

Apparatus according to claim 12, characterized in that the banded area is adjustable between a first voltage value and a second voltage value.

A method of providing a voltage adjustment for single-phase voltage regulator operation of a voltage regulator operably coupled to a single-phase distribution line of a three-phase power system, the voltage regulator comprising a plurality of selectable derivations for adjusting a voltage on a load of Single-phase distribution line for a banded area, characterized in that it includes: determining a measured voltage and a measured current based on a digitized voltage signal and a digitized current signal with respect to the single-phase distribution line on the voltage regulator; If no derivations of the plurality of derivations are available and the measured voltage is in the out-of-range area above the banded area, eliminate an effect of a line voltage drop between the voltage regulator and the load to adjust the voltage on the load.

A method according to claim 22, characterized in that the measured voltage is used to adjust the voltage on the load, the adjustment producing a voltage reduction for single-phase voltage regulator operation.

A method according to claim 22, further comprising lowering a reference voltage defining the banded area.

A method according to claim 22, further comprising utilizing the measured voltage plus a deduction voltage to adjust the voltage on the load if no shunt is available and the measured voltage is in an out-of-range area below the stripped area.

A method according to claim 25, characterized in that the reduction voltage includes a percentage of a central strip voltage of the strip area.

The method according to claim 25, characterized in that the use of the measured voltage plus the reducing voltage produces a voltage reduction for voltage regulator monophasic voltage regulator operation.

The method of claim 22, further comprising utilizing the measured voltage minus the line holding drop to determine a derivation change of the plurality of derivations if the measured voltage is in the out-of-range area above the banded area and no leads are available.

A method according to claim 22, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of a single-phase distribution line line impedance and a total current, wherein the total current is equal to a quotient of voltage measured at the voltage regulator and a total impedance, and where the total impedance is equal to one line impedance sum and one load impedance.

A method according to claim 29, characterized in that the load impedance is transmitted to the microcontroller.

A method according to claim 22, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of a single-phase distribution line line impedance and a current loss, and wherein the measured current is almost equal to a current. total voltage regulator.

The method of claim 22, characterized in that the banded area is adjustable between a first stress value and a second stress value.

33. A method of providing a voltage adjustment for single-phase voltage regulator operation of a voltage regulator operably coupled to a single-phase distribution line of a three-phase power system, the voltage regulator comprising a plurality of selectable derivations for adjusting a voltage to a load of single-phase distribution line for a banded area, characterized in that it includes: determining a measured voltage and a measured current based on a respective digitized voltage signal and a digitized current signal from the single-phase distribution line on the voltage regulator; line between the detent regulator and the load if the measured voltage is in an out-of-range area above the in-range area; If no derivations are available from the plurality of derivations, reduce a line voltage drop effect to adjust the voltage on the load.

The method according to claim 33, characterized in that reducing the effect of line voltage drop includes: dividing the line voltage drop by a single-branch derivative voltage value to form a value of derivations required; If the required lead value is greater than several available leads from the plurality of leads, use the measured voltage less another line voltage drop to adjust the load voltage when the measured voltage is in the out-of-range area, the other line voltage drop. than the line drop voltage and based on the required lead value.

A method according to claim 34, further comprising: dividing the number of available leads by the derivative value required to form a line drop compensation adjustment value, multiplying a line impedance of the monophasic distribution line. line drop compensation adjustment to form another line impedance; multiply the other line impedance by a total current of the single-phase distribution line to calculate the other line voltage drop.

The method according to claim 34, characterized in that utilizing the measured voltage minus the other line voltage drop reduces an effect of the line voltage drop on the nacharge voltage adjustment to produce a voltage reduction for voltage regulator operation. single phase voltage regulator.

A method according to claim 33, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of a single-phase distribution line line impedance and a current loss, and wherein the measured current is almost equal to a current. total voltage regulator.

A method according to claim 33, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of line impedance and the total current, where the total current is equal to a quotient of the voltage measured at the voltage regulator and a total impedance, and where the total impedance is equal to a sum of line impedance and a load impedance.

A method according to claim 38, characterized in that the load impedance is transmitted to the microcontroller.

A method according to claim 33, further comprising lowering a reference voltage defining the banded area.

A method according to claim 33, characterized in that the banded area is adjustable between a first stress value and a second stress value.

42. A method of providing a voltage reduction for single-phase voltage regulator operation of a voltage regulator coupled operatively to a single-phase distribution line of a three-phase power system, the voltage regulator comprising a plurality of selectable derivations for adjusting a voltage on a load. Single-phase distribution line of an out-of-band area above an area-out-of-band area, characterized in that it includes: determining a measured voltage and a measured current based on a digitized voltage signal and a digitized current signal with respect to the single-phase distribution line. determine a line voltage drop between the voltage regulator and the load if the measured voltage is in the out-of-range area, if no derivations are available from the plurality of derivations, use the measured voltage to lower the voltage on the load. when measured attention is on area out of range; If leads are available, use the measured voltage minus the line voltage drop to determine the shunt change when the measured voltage is in the out-of-range area.

A method according to claim 42, characterized in that using only the measured voltage deviates a line voltage drop effect to produce the voltage reduction for single-phase voltage regulator operation of the voltage regulator.

A method according to claim 43, further comprising lowering a reference voltage defining the banded area.

A method according to claim 42, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of a single-phase distribution line line impedance and a total current, wherein the total current is equal to a quotient of voltage measured at the voltage regulator and a total impedance, and where the total impedance is equal to a sum of line impedance and a load impedance.

A method according to claim 42, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of a single-phase distribution line line impedance and a current loss, and wherein the measured current is almost equal to a current. total voltage regulator.

47. A method of providing a voltage reduction for single phase voltage regulator operation of a voltage regulator coupled operatively to a single phase distribution line of a three phase power system, said voltage reduction being an incremental voltage reduction, the voltage regulator comprising a A plurality of selectable derivations for adjusting a voltage on a single-phase distribution line load of an out-of-band area above a band-to-band area is characterized by the fact that it includes: determining a measured voltage and a measured current based on a voltage signal. a digitized current signal with respect to the single-phase distribution line on the voltage regulator, if the measured voltage is in the out-of-range area: determine a line voltage drop between the voltage regulator and the load, divide the line voltage drop by a single-derivative derivative voltage value action of the plurality of leads to form a required lead value; and if the required tapping value is greater than several available tappings of the plurality of tappings, incrementally reduce a line voltage drop effect to reduce the stress on the charge from the out of band area to the banded area.

A method according to claim 47, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of a single-phase distribution line line impedance and a current loss, and wherein the measured current is almost equal to a current. total voltage regulator.

A method according to claim 47, characterized in that the line voltage drop is equal to a product of line impedance and the total current, where the total current is equal to a quotient of the voltage measured at the voltage regulator and a total impedance, and where the total impedance is equal to a sum of line impedance and a load impedance.

A method according to claim 47 further comprising incremental voltage reduction for single-phase voltage regulator operation to incrementally reduce the effect of line voltage drop.

A method according to claim 50, further comprising lowering the reference voltage of the banded area.

Method according to claim 47, characterized in that the shunt change adjusts the voltage at the load.