BR0201707B1

BR0201707B1 - Aparelho para ajuste do fluxo de potência utilizando deslocador de fase

Info

Publication number: BR0201707B1
Application number: BRPI0201707-5B1A
Authority: BR
Inventors: Yasuhiro Noro; Kenji Kudo; Yoshihisa Sato
Original assignee: Toshiba Kk Toshiba Corp
Priority date: 2001-05-10
Filing date: 2002-05-09
Publication date: 2014-12-30
Also published as: AU3707402A; US6806688B2; JP4118531B2; BR0201707A; JP2002335631A; US20020167298A1; AU757317B2

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO PARA AJUSTE DO FLUXO DE POTÊNCIA UTILIZANDO DES-LOCADOR DE FASE".

Fundamento da invenção [001] A presente invenção refere-se a um aparelho para ajustamento de potência que conecta um deslocador de fase a um condutor de sistema de potência e controla o deslocador de fase para ajustar de maneira contínua a potência ativa ou potência reativa. [002] Convencional mente a potência de uma carga de grande capacidade é ajustada por meio de, exceto quando a própria carga tem uma função de ajustamento, conectar a carga ao lado secundário de um transformador com derivação e mudar a magnitude de uma voltagem a ser fornecida à carga trocando a derivação, ajustando com isto a potência ativa ou a potência reativa consumida pela carga. [003] Infelizmente a operação do transformador com derivação é mudar a voltagem em etapas por meio de um modifícador de derivação. Portanto, o transformador com derivação é inadequado para ajustar de maneira fina uma voltagem de acordo com o estado de um sistema. Também, troca de derivação leva um tempo longo e o custo da operação aumenta, uma vez que o modificador de derivação requer manutenção frequente. [004] Também é possível realizar ajustamento rapidamente e de maneira contínua utilizando conversor de potência do tipo eletrônico de potência. Contudo, o processo requer um custo elevado de perda e aumenta relativamente à perda de potência. [005] No entanto, foram feitas propostas para realizar controle contínuo de voltagem utilizando um deslocador de fase do tipo de indução (a ser referido daqui em diante como um "deslocador de fase"). Processos propostos deste tipo são um primeiro processo no qual o deslocador de fase é conectado em série com um condutor (por e- xemplo, publicação KOKAI de Pedido de Patente Japonesa Número 10- 322910 (pedido original U.S.P, número 08/814374), publicação KOKAI de Pedido de Patente Japonesa Número 2001-157365 (o pedido original é U.S.P. Número 09/443220), e, publicação KOKAI de Pedido de Patente Japonesa Número 2001-169462) e um segundo processo no qual o deslocador de fase é conectado em paralelo com um condutor (publicação KOKAI de Pedido de Patente Japonesa Número 62-50913). [006] No primeiro processo, para suprimir flutuações de potência, potência é passada através do deslocador de fase para ajustar a potência ativa ou potência reativa. Portanto, o deslocador de fase deve receber uma capacidade que permita à potência total atravessar. Isto requer um deslocador de fase de grande capacidade. Em adição, manutenção e similares são muito difíceis de realizar, uma vez que o deslocador de fase é conectado em série com um condutor. [007] No segundo processo o deslocador de fase é conectado em paralelo com um condutor, assim, flutuações podem ser controladas sem qualquer passagem de potência. Portanto, o deslocador de fase precisa somente ter um capacitor que corresponda às flutuações. Em adição, manutenção e similares podem ser realizadas apenas desco-nectando o deslocador de fase do condutor. Isto torna a manutenção e similares muito fáceis de realizar. Contudo, a finalidade do segundo processo é ajustar somente a potência reativa, de modo que um transformador é conectado em paralelo com o deslocador de fase. Também o segundo processo ajusta especifica mente a potência reativa atrasada. Daí, a potência reativa avançada e a potência ativa não podem ser ajustadas.

Breve Sumário da Invenção [008] É um objetivo da presente invenção fornecer um aparelho para ajustamento de potência que possa realizar ajustamento fino de acordo com um comando de potência de carga e que reduza a perda de potência. [009] Um aparelho para ajustamento de potência de acordo com primeiro aspecto da presente invenção é caracterizado pelo fato de compreender: um deslocador de fase que inclui um estator que tem um enrolamento de estator e um rotor que tem um enrolamento de rotor, um terminal de enrolamento de um dentre o enrolamento do estator e o enrolamento do rotor sendo conectado a um condutor de sistema de potência, e um terminal de enrolamento do outro, sendo conectado ao condutor de sistema de potência por meio de uma carga de impedância; um sistema de acionamento acoplado axialmente ao rotor para acionar o rotor; e um controlador que dá saída a um comando para o valor do sistema de acionamento para ajustar uma diferença de fase entre o estator e o rotor para um valor desejado. [0010] Um aparelho para ajustamento de potência de acordo com um segundo aspecto da presente invenção é caracterizado pelo fato de compreender: um deslocador de fase que inclui um estator que tem um enrolamento de estator e um rotor que tem um enrolamento de rotor, um terminal de enrolamento do enrolamento do estator e o enrolamento do rotor sendo conectados a um condutor de sistema de potência; um sistema de acionamento axialmente acoplado ao rotor para acionar o rotor; e um controlador que dá saída a um comando para o valor de sistema de acionamento para ajustar uma diferença de fase entre o estator e o rotor para um valor desejado. [0011] Objetivos e vantagens adicionais da invenção serão descritas na descrição a seguir, e em parte serão óbvias a partir da descrição ou podem ser aprendidas pela prática da invenção. Os objetivos e vantagens da invenção serão realizados e obtidos por meio das ins-trumentalidades e combinações especificamente apontadas daqui em diante.

Breve Descrição das Diversas Vistas do Desenho [0012] Os desenhos que acompanham, que são incorporados e constituem uma parte da especificação, ilustram modalidades da invenção e, juntamente com a descrição genérica fornecida acima e a descrição detalhada das modalidades fornecidas abaixo, servem para explicar os princípios da invenção. [0013] A Figura 1 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a primeira modalidade da presente invenção; [0014] A Figura 2 é um diagrama para explicar a relação entre a voltagem e a corrente no aparelho para ajustamento de potência de acordo com a primeira modalidade da presente invenção; [0015] A Figura 3 é um gráfico que mostra a função do aparelho para ajustamento de potência de acordo com a primeira modalidade da presente invenção; [0016] A Figura 4 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com uma modificação da primeira modalidade da presente invenção; [0017] A Figura 5 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a segunda modalidade da presente invenção; [0018] A Figura 6 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a terceira modalidade da presente invenção; [0019] A Figura 7 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a quarta modalidade da presente invenção; [0020] A Figura 8 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a quinta modalidade da presente invenção; [0021] A Figura 9 é um diagrama de blocos que mostra o arranjo de um sistema de estabilização de sistema de potência utilizado na quinta modalidade; [0022] As Figuras 10A e 10B são cartas de temporização para explicar a função do aparelho para ajustamento de potência de acordo com a quinta modalidade; [0023] A Figura 11 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a sexta modalidade da presente invenção; [0024] A Figura 12 é um diagrama de blocos que mostra o arranjo de um sistema de estabilização de sistema de potência de acordo com a sexta modalidade; [0025] A Figura 13 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a sétima modalidade da presente invenção; e [0026] A Figura 14 é um diagrama de blocos que mostra um controlador para supressão de flutuação de potência usado na sétima modalidade.

Descrição Detalhada da Invenção (Primeira modalidade) [0027] A Figura 1 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a primeira modalidade da presente invenção. Fazendo referência à Figura 1, um condutor de sistema de potência AC trifãsico 1 ê fornecido em uma instalação de potência, subestação ou casa de consumidor, Um deslocador de fase 2 incluí um estator 2-1 que tem um enrolamento de estator e um rotor 2-2 que tem um enrolamento de rotor, similar a um motor de indução de rotor enrolado ou um transformador rotativo. Um terminal de enrolamento t2-1 do deslocador de fase 2 é conectado ao condutor do sistema de potência 1. Um terminal de enrolamento t2-2 do deslocador de fase 2 é conectado ao condutor do sistema de potência 1 por meio de uma carga de impedância 3. [0028] No deslocador de fase 2, o rotor pode girar livremente como em um motor de indução comum ou gerador de indução, ou o ângulo de rotação do rotor pode ser limitado a uma faixa predeterminada (por exemplo 0o até ΙβΟ') como em um ajustador de voltag em de indução. Para efeito de um fácil entendimento da invenção, na especificação uma explicação será feita admitindo que o rotor 2-2 gira dentro da faixa de (0o até 180*). [0029] No arranjo mostrado na Figura 1, o terminal de enrolamento t2-1 do estator é conectado ao condutor do sistema de potência 1 e o terminal de enrolamento t2-2 do rotor é conectado ao conector do sistema de potência 1 por meio da carga de impedância 3. Contudo a relação de conexão também pode ser invertida; o terminal de enrolamento t2-1 do estator pode ser conectado ao condutor do sistema de potência 1 por meio da carga de impedância 3 e o terminal de enrolamento t2-2 do rotor pode ser conectado diretamente ao condutor do sistema de potência 1. Mesmo em um caso como este, as mesmas funções e efeitos como descrito abaixo podem ser conseguidos. [0030] Um sistema de acionamento 4 é acoplado mecanicamente a um eixo 2-3 do rotor 2-2 do deslocador de fase 2 e gira o rotor 2-2 dentro do ângulo predeterminado acima mencionado (0o até 180^.0 ângulo de rotação é ajustado por meio de um controlador 5. [0031] A operação da primeira modalidade será explicada abaixo com referência à Figura 2. Na explicação a seguir, admita que a relação de enrolamento do enrolamento do estator para o enrolamento do rotor do deslocador de fase 2 é 1 :1. [0032] As relações entre o voltagens Vs e V2 e correntes elétricas 11, I2 e Is na Figura 2 são representadas pelas seguintes equações (1) até (4). Nas equações (1) até (4) Vs é a voltagem do condutor do sis- tema de potência 1. V2 é a voltagem do rotor 2-2. Is é uma corrente elétrica que escoa entre o condutor do sistema de potência 1 e o des-locador de fase 2. 11 é uma corrente elétrica que escoa através do es-tator 2-1.12 é uma corrente elétrica que escoa através do rotor 2-2. Z é a impedância da carga de impedância 3. Observar que para finalidade da simplicidade a corrente de excitação e a impedância de fuga (Z1) do deslocador de fase são ignoradas.

Is = 11 + 12(1) V2 = Vs - I2 . Z (2) V2 = Vs .exp (-jô) (3) -I2 = 11 . exp (-jô) (4) [0033] Quando a relação entre Is e Vs é calculada a partir das e-quações acima para a equação (5) a seguir Is = 2 . Vs /Z . (1 - cos δ) (5) pode ser obtida. [0034] A equação (5) significa que a corrente de saída Is muda de acordo com a diferença de fase δ entre o estator 2-1 e o rotor 2-2 como mostrado na Figura 3. Observar que o consumo de potência na carga de impedância 3 pode ser ajustado de maneira contínua como mostrado na Figura 3, ajustando a diferença de fase δ (0oaté 1801). [0035] Como visto a partir da equação (5), quando a diferença de fase δ entre o estator 2-1 e o rotor 2-2 é 0°, o valor no parênteses do lado direito é zero. Consequentemente Is = 0, isto é, a potência consumida pela carga de impedância 3 é zero. Quando a diferença de fase δ é 180 °, o valor do parênteses do lado direito é 2. Assim, Is = 4 . Vs / Z , isto é, o consumo de potência é um máximo. [0036] Na primeira modalidade o controlador 5 calcula a diferença de fase δ em relação a uma quantidade de potência predeterminada, isto é, o comando de potência de carga a partir da equação (5). Com base na diferença de fase δ o sistema de acionamento 4 gira o rotor 2- 2 através de um ângulo predeterminado. Isto produz a diferença de fase predeterminada δ entre as voltagens do rotor 2-2 e estator 2-1. [0037] Neste caso, quando ambas as diferenças de fase mecânica são 6, a voltagem cuja magnitude é a mesma que as voltagens do estator 2-1 e cuja diferença de fase é δ, é induzida para o rotor 2-2. Então, na carga de impedância 3 a potência de acordo com a diferença de fase δ, isto é, a quantidade de potência predeterminada, é consumida. [0038] Na primeira modalidade como descrito acima, a potência não é trocada em etapas diferentemente de um transformador com derivações, porém, a potência consumida pela impedância 3 entre o estator 2-1 e o rotor 2-2 é controlada de maneira contínua. Consequentemente a potência pode ser controlada de maneira contínua sob demanda no sistema de potência e na carga. Isto permite ajustamento fino de potência com relação a uma demanda para uma quantidade de potência predeterminada. Também, o aparelho para ajustamento de potência de acordo com a primeira modalidade tem um arranjo mais simples do que aquele de um sistema que utiliza um conversor de potência do tipo de potência eletrônica, e daí, pode ser implementado por um custo baixo. [0039] Na primeira modalidade acima, o tipo da carga de impedância 3 não é especificamente referenciado, porém, diversos elementos passivos são aplicáveis. Por exemplo, uma carga de resistência (R), uma carga de reator (L) ou uma carga de capacitor (C) é aplicável como a carga de impedância 3. [0040] Quando diversos elementos passivos são conectados como a carga de impedância 3 como descrito acima, o ajustamento de potência a seguir pode ser realizado. Por exemplo, a carga de resistência (R) pode ajustar de maneira contínua a potência ativa, o reator (L) pode ajustar de maneira contínua a potência reativa atrasada, e o capaci- tor (C) pode ajustar de maneira contínua a potência reativa avançada. [0041] Além disto, quando a carga de impedância 3 é implementada combinando estas cargas de resistência, de reator e capacitor, uma carga que tem um fator de potência arbitrário pode ser realizada. Esta configuração está mostrada na Figura 4. Fazendo referência à Figura 4, uma carga de resistência 3-1 e um capacitor 3-2 são conectados em paralelo como a carga de impedância 3. Consequentemente ambos, a potência ativa e a potência reativa podem ser ajustadas. (Segunda modalidade) [0042] A Figura 5 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a segunda modalidade da presente invenção. Os mesmos numerais de referência como na Figura 1 indicam as mesmas partes na Figura 5 e uma sua descrição detalhada será omitida. Fazendo referência à Figura 5, um transformador 6 é adicionado entre o condutor de sistema de potência 1 e um deslocador de fase 2. [0043] Geral mente as voltagens do condutor em instalações de potência e subestações são muitas vezes muito elevadas para suprir grande potência e reduzir a perda de suprimento de potência. Conectar diretamente o deslocador de fase 2 do aparelho da presente invenção a tal condutor de sistema de potência é desvantajoso com relação a isolamento. Na segunda modalidade, portanto, o transformador escalonado para baixo 6 (um transformador escalonado para baixo para o condutor de sistema de potência 1 e um transformador escalonado para cima para o deslocador de fase 2) é interposto entre o condutor do sistema de potência 1 e o deslocador de fase 2, Portanto, as voltagens especificadas do deslocador de fase 2 e a carga de impedância 3 podem ser escolhidas livremente. [0044] Consequentemente a segunda modalidade pode fornecer um aparelho para ajustamento de potência que consegue projeto de isolamento fácil em adição aos efeitos da primeira modalidade, a um custo mais baixo. (Terceira modalidade) [0045] A Figura 6 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a terceira modalidade da presente invenção. Os mesmos numerais de referência como na Figura 1 indicam as mesmas partes na Figura 6 e uma sua descrição detalhada será omitida, Fazendo referência à Figura 6, uma carga de impedância 3 é omitida conectando direta mente o estator e o rotor de um deslocador de fase 2, Isto é, na terceira modalidade, a potência é consumida pela impedância de fuga (Z1) do estator e rotor, como na carga de impedância 3 na primeira modalidade. [0046] O deslocador de fase 2 usualmente tem uma impedância de fuga (Z1). Na terceira modalidade a impedância de fuga (Z1) é utilizada de maneira positiva para consumir a potência. Neste caso, o componente mais importante da impedância de fuga (Z1) é uma rea-tância. Consequentemente a configuração da terceira modalidade consome a potência reativa atrasada. Consequentemente a potência reativa atrasada pode ser ajustada de acordo com uma diferença de fase δ entre o estator e o rotor. [0047] Na terceira modalidade, portanto, o efeito de ajustamento de potência da primeira modalidade pode ser fornecido com um arranjo mais simples, isto é, um custo mais baixo. (Quarta modalidadeÍ [0048] A Figura 7 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a quarta modalidade da presente invenção. Os mesmos numerais de referência como na Figura 6 indicam as mesmas partes na Figura 7 e uma sua descrição detalhada será omitida. Fazendo referência à Figura 7, um capacitor 7 conectado em paralelo com o deslocador de fase 2 é adicionado. [0049] Na quarta modalidade o capacitor 7 que fornece uma potência reativa avançada que tem um valor predeterminado é combinado com o deslocador de fase 2 capaz de ajustar uma potência reativa atrasada de acordo com a diferença de fase de um estator 2-1 e um rotor 2-2, Portanto, ajustando de maneira apropriada a reatância e ca-pacitância destes componentes, a potência reativa total fornecida a partir do deslocador de fase 2 para um condutor de sistema de potência 1 pode ser ajustada de maneira contínua dentro de uma faixa ampla desde um avanço até um atraso. [0050] Na explicação acima o capacitor adicionado 7 é combinado com a impedância de fuga mostrada na Figura 6. Contudo, mesmo quando um reator ao invés da carga de impedância 3 mostrada na Figura 1, é conectado em paralelo com o capacitor 7, a mesma função e efeito podem ser obtidos. (Quinta modalidade) [0051] A Figura 8 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a quinta modalidade da presente invenção. Os mesmos numerais de referência como na Figura 1 indicam as mesmas partes na Figura 8, e uma sua descrição detalhada será omitida, Na quinta modalidade um transformador 8, um gerador 9 e um sistema de estabilização de sistema de potência 10 são adicionados. O gerador 9 é conectado a um condutor de sistema de potência 1 por meio do transformador 8. Um desvio de velocidade de rotação Δω do gerador 9 é introduzido para o sistema de estabilização do sistema de potência 10 e um resultado de operação do sistema de estabilização do sistema de potência 10 é saído como uma mudança no valor de comando para um controlador 5. O gerador 9 é conectado a um condutor de subestação 12 por meio de duas linhas de transmissão paralelas de longa distância 11. [0052] A configuração do sistema de estabilização do sistema de potência 10 será explicada abaixo com referência à Figura 9. Como mostrado na Figura 9, o sistema de estabilização do sistema de potência 10 inclui um detector de valor positivo 10-1, uma unidade de ganho 10-2 e um limitador de saída 10-3. [0053] O detector de valor positivo 10-1 recebe o desvio de velocidade de rotação Λω do gerador 9 e dá saída somente a um valor positivo (que corresponde a um período durante o qual a velocidade de rotação aumenta) do desvio de velocidade Δω. A saída é fornecida para a unidade de ganho 10-2. A unidade de ganho 10-2 multiplica a saída recebida por um ganho de controle apropriado K (o ganho é determinado pelas condições do sistema realmente aplicadas e as capacidades do gerador e do aparelho de ajustamento de potência). Com a operação acima uma operação mostrada na Figura 10B, a ser descrita mais tarde, é obtida. [0054] O limitador de saída 10-3 limita a magnitude de uma saída de controle de estabilização 10a a partir do sistema de estabilização do sistema de potência 10 até uma faixa adequada. Por exemplo, uma saída de controle de estabilização 10a que excede a faixa de ajustamento de potência de um deslocador de fase 2 não é somente sem significado, porém também algumas vezes tem um efeito adverso sobre um controlador 5 de um sistema de acionamento 4. O efeito adverso é impedido limitando a magnitude da saída de controle de estabilização 10a para a faixa adequada. [0055] Se uma falha linha para terra ou similar ocorre em uma das duas linhas de transmissão paralelas 11, com relé protetor (não mostrado) abre a linha em falha. Uma vez que isto torna somente uma linha de transmissão 11 disponível, a impedância da linha aumenta. É bem conhecido que, como uma consequência, o limite de potência que pode ser transmitido de maneira estável diminui, de modo que a estabilidade transitória não pode mais ser mantida em alguns casos. [0056] Também é bem conhecido que sob as circunstâncias o limite de estabilidade pode ser melhorado se o condutor do sistema de potência 1 absorve a potência ativa que corresponde ao desvio de velocidade Δω do gerador 9. E isto é assim, uma vez que quando o desvio de velocidade do gerador é grande significa qualitativamente que o gerador está acelerando e assim o torque de entrada a partir de um acionador primário (não mostrado) do gerador 9 excede a saída elétrica a partir do gerador 9. Se sob tais circunstâncias uma fonte de absorção da potência ativa é conectada ao condutor do sistema de potência 1, a saída elétrica a partir do gerador 9 aumenta e isto suprime a elevação de velocidade. [0057] Na quinta modalidade, portanto, como indicado por formas de onda de operação na Figura 10B, se o desvio de velocidade de rotação Δω do gerador 9 aumenta, de acordo com este aumento o sistema de estabilização do sistema de potência 10 envia para o controlador 5 um valor de comando de modo a aumentar a potência consumida por um resistor de uma carga de impedância 3. O rotor é girado pela operação do sistema de acionamento 4, ajustando com isto a diferença de fase entre o rotor e o estator. Consequentemente a potência ativa pode ser ajustada. [0058] Na quinta modalidade a potência ativa pode ser ajustada de acordo com o desvio de velocidade Δω do gerador 9. Isto pode melhorar o limite de estabilidade do sistema de potência. [0059] Embora o desvio de velocidade Δω do gerador 9 seja introduzido para o sistema de estabilização do sistema de potência 10 na explicação acima, o desvio de velocidade Δω é relacionado de maneira próxima à saída de potência ativa a partir do gerador 9. Portanto, a saída de potência ativa pode também ser introduzida para o sistema de estabilização do sistema de potência 10. Mesmo neste caso, um efeito similar pode ser obtido levando em consideração a relação di- nâmica entre o desvio de velocidade Δω e a potência ativa no sistema de estabilização do sistema de potência 10. (Sexta modalidadel [0060] A Figura 11 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a sexta modalidade da presente invenção. Os mesmos numerais de referência como na Figura 8 indicam as mesmas partes na Figura 11 e uma sua descrição detalhada será omitida, Fazendo referência à Figura 11, um disjuntor 13 é adicionado entre um condutor de sistema de potência 1 e um transformador 6, O disjuntor 13 é fechado ou aberto de acordo com uma saída a partir de um sistema de estabilização do sistema de potência 14. Observar que as linhas de transmissão 11 e um condutor 12 são conectados da mesma maneira como na Figura 8, embora elas sejam omitidas na Figura 11. [0061] A Figura 12 é um diagrama de blocos que mostra a configuração do sistema de estabilização do sistema de potência 14 de acordo com a sexta modalidade. Em adição ao sistema de estabilização do sistema de potência 10 mostrado na Figura 9 (na modalidade, uma unidade de controle de estabilização 10 ), o sistema de estabilização do sistema de potência 14 inclui um circuito de estabelecimento de valor limiar 14-1, um temporizador de retardo-desliga 14-2, e um circuito flip-flop do tipo de ajuste e reajuste 14-3. No circuito de ajuste de valor limiar 14-1, um valor limiar é pré-ajustado, por meio do qual o circuito não opera por meio de uma perturbação menor, e opera por meio de uma perturbação maior, contra a qual o controle de estabilização é necessário. [0062] Na configuração acima o disjuntor 13 é mantido aberto quando um gerador 9 é operado de maneira estável em estado constante e um deslocador de fase 2 não precisa absorver a potência ativa. Se o deslocador de fase é solicitado a absorver a potência ativa devido a uma falha no sistema de potência ou similar, o disjuntor 13 é fechado por meio de um comando a partir do sistema de estabilização do sistema de potência 14. [0063] A operação do sistema de estabilização do sistema de potência 14 neste caso será explicada abaixo. Se um desvio de velocidade Δω saído do gerador 9 excede o valor ajustado no circuito de a-juste de valor limiar 14-1, um sinal de ajuste é introduzido ao circuito flip-flop 14-3. Consequentemente o circuito flip-flop 14-3 é ajustado para dar saída a um comando de fechamento 14a para o disjuntor 13. [0064] Se o desvio de velocidade Δω do gerador 9 se torna menor do que o valor limiar e este estado é mantido mesmo depois de decorrido um tempo predeterminado (td) do temporizador de retardo-desliga 14-2, é determinado que o sistema de potência estabilizou. Consequentemente o circuito flip-flop 14-3 é reajustado recebendo um sinal de reajuste de saída a partir do temporizador de retardo-desliga 14-2. Isto anula o comando de fechamento do disjuntor 14a. O observar que a operação da unidade de controle de estabilização 10' é a mesma que o sistema de estabilização do sistema de potência 10 de acordo com a quinta modalidade, de modo que uma sua descrição detalhada será omitida. [0065] Na sexta modalidade como descrito acima, em estado normal o deslocador de fase 2 é isolado eletricamente do condutor de sistema de potência 1, de modo que uma perda provocada pela corrente de excitação ou similar pode ser impedida. Também no estado normal nenhum consumo de potência ocorre, mesmo se a diferença de fase entre o estator e o rotor não é zero. Portanto, o tempo de inicio da o-peração pode ser encurtado ajustando uma diferença de fase apropriada antecipadamente durante o período de espera. Isto reduz a energia de acionamento (custo) de um sistema de acionamento 4. (Sétima modalidade) [0066] A Figura 13 é um diagrama de blocos que mostra um aparelho para ajustamento de potência de acordo com a sétima modalidade da presente invenção. Os mesmos numerais de referência como na Figura 1 indicam as mesmas partes na Figura 13 e uma sua descrição detalhada será omitida. Na sétima modalidade uma carga de impe-dância 3 é um reator ou capacitor e um capacitor 7 é conectado em paralelo com um deslocador de fase 2 como na quarta modalidade (Figura 7). [0067] Na sétima modalidade o aparelho para ajustamento de potência ainda compreende um transformador de voltagem 15 conectado a um condutor de sistema de potência 1 e um controlador de supressão de flutuação de voltagem 16 que recebe um sinal de saída 15a a partir do transformador de voltagem 15. Um controlador 5 é controlado por meio de um sinal de saída 16a a partir do controlador de supressão de flutuação de voltagem 16. [0068] A Figura 14 é um diagrama de blocos que mostra a configuração do controlador de supressão de flutuação de voltagem 16. O controlador de supressão de flutuação de voltagem 16 inclui um totali-zador 16-1, uma unidade de ganho 16-2 e um conversor 16- 3 de valor de referência de potência reativa Q - diferença de fase δ. O totalizador 16-1 subtrai uma voltagem de referência do valor detectado da voltagem do condutor de sistema de potência 1 calculando com isto um desvio de voltagem AV. A unidade de ganho 16-2 multiplica o desvio de voltagem AV por um ganho para gerar um valor de referência de potência reativa Q. A faixa de saída do valor de referência de potência reativa Q é limitada a uma faixa adequada por meio de um limitador. O conversor 16 - 3 de valor de referência de potência reativa Q - diferença de fase δ converte o valor de referência de potência reativa Q para uma diferença de fase δ entre o estator e o rotor dando saída com isto a uma saída de controle de supressão de flutuação de voltagem 16a (quando a carga de impedância 3 é um reator). [0069] Como já descrito acima, quando a carga de impedância 3 é um reator, a potência reativa atrasada pode ser ajustada de acordo com a diferença de fase entre o estator e o rotor. É bem conhecido que em um sistema de potência genérico, a voltagem do condutor do sistema de potência baixa quando a potência reativa atrasada é conectada a um condutor do sistema de potência. [0070] O valor da voltagem do condutor do sistema de potência 1 é detectado por meio do transformador de voltagem 15. Se a voltagem do condutor do sistema de potência 1 aumenta, o controlador de supressão de flutuação de voltagem 16 controla o controlador 5 para aumentar a diferença de fase δ entre o estator e o rotor de tal modo que a saída da potência reativa atrasada aumenta. Se a voltagem do condutor do sistema de potência 1 diminui, o controlador de supressão de flutuação de voltagem 16 controla assim o controlador 5 quanto a reduzir a saída de potência reativa atrasada. [0071] A operação acima será descrita em mais detalhe abaixo com referência ao circuito do bloco de controle na Figura 14. Quando a voltagem do condutor do sistema de potência 1 aumenta, o desvio de voltagem AV aumenta. De acordo com este resultado a referência de potência reativa Q como uma saída a partir da unidade de ganho 16-2 também aumenta. Quando a referência de potência reativa Q aumenta, um valor de comando da diferença de fase δ como uma saída a partir do conversor 16-3 de diferença de fase δ para o valor de referência Q de potência reativa aumenta. [0072] Consequentemente o controlador 5 e um sistema de acionamento 4 aumentam a diferença de fase δ do deslocador de fase 2 aumentando com isto a potência reativa consumida pela carga de impedância 3 do deslocador de fase 2. Isto suprime o aumento de voltagem. [0073] Por outro lado, quando a carga de impedância 3 é um ca-pacitor, é dada saída a uma potência reativa avançada. [0074] A polaridade (positiva ou negativa) do ganho da unidade de ganho 16-2 é invertida. Em contraste com o caso acima, se a voltagem aumenta, o valor de comando 16a é saído para o controlador 5 para diminuir a diferença de fase δ entre o estator e o rotor, de modo a reduzir a saída da potência reativa avançada. Se a voltagem diminui, o valor de comando 16a é saído para o controlador 5 para aumentar a diferença de fase δ de modo a aumentar a saída da potência reativa avançada. Isto ajusta de maneira contínua a potência reativa para suprimir flutuações de voltagem no condutor de sistema de potência 1. [0075] No processo de detecção de desvio de voltagem explicado na Figura 14, a voltagem é comparada com a voltagem de referência fixa. Contudo, é também possível utilizar um processo de referência flutuante que muda a própria voltagem de referência de acordo com o estado do sistema. Em adição, o processo na unidade de ganho 16-2 não precisa ser aquele que utiliza um simples ganho proporcional, porém pode também ser um processo de controle integral proporcional (PI) para eliminar o deslocamento do desvio de voltagem. Além disto, se uma mudança de resposta não linear não é um grande problema, a conversão Q - δ pode ser omitida e a saída da unidade de ganho 16-2 pode ser utilizada como a saída do controlador de supressão de flutuação de voltagem 16. [0076] Na sétima modalidade, como descrito acima, o controlador de supressão de flutuação de voltagem 16 dá saída a um valor de comando para o controlador 5 para diminuir o desvio de voltagem AV de modo a ajustar de maneira contínua a potência reativa suprimindo com isto flutuações de voltagem no condutor do sistema de potência 1. Em adição o sistema pode ser implementado com um custo baixo. [0077] As invenções a seguir podem ser derivadas das modalida- des acima. Observar que a presente invenção não está restrita às modalidades acima ou às invenções a seguir, e pode ser modificada de maneira variada dentro do escopo do ponto principal da invenção. Observar também que as modalidades acima ou as invenções a seguir podem ser aplicadas de maneira unitária ou na forma de uma combinação arbitrária. [0078] Um aparelho para ajustamento de potência de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é caracterizado pelo fato de compreender: um deslocador de fase que inclui um estator que tem um enrolamento de estator e um rotor que tem um enrolamento de rotor, um terminal de enrolamento de um dentre o enrolamento do estator e enrolamento do rotor sendo conectado a um condutor de sistema de potência, e um terminal de enrolamento do outro sendo conectado ao condutor do sistema de potência por meio de uma carga de impe-dância; um sistema de acionamento acoplado axialmente ao rotor para acionar o rotor; e um controlador que dá saída a um comando para o valor do sistema de acionamento para ajustar uma diferença de fase entre o estator e o rotor para um valor desejado. [0079] No primeiro aspecto da presente invenção o sistema de a-cionamento gera um torque de acordo com um comando a partir do controlador, ajustando com isto o ângulo de rotação entre o estator e o rotor. Consequentemente é possível ajustar de maneira contínua o valor de uma corrente elétrica que escoa para o aparelho de ajustamento de potência, isto é, o valor de potência consumida pelo aparelho de ajustamento de potência. Adicionalmente o valor da potência ativa ou reativa pode ser ajustado de maneira contínua no sistema de potência ou na carga. [0080] Maneiras preferenciais do aparelho para ajustamento de potência de acordo com o primeiro aspecto são como a seguir. Observar que as modalidades a seguir podem ser aplicadas de maneira uni- tária ou na forma de uma combinação arbitrária. [0081] É fornecido um transformador conectado entre o condutor do sistema de potência e o enrolamento do rotor do deslocador de fase. Utilizando o transformador em etapas, o deslocador de fase pode ser projetado de maneira apropriada com relação a custo. [0082] A carga de impedância é no mínimo um dentre uma resistência, um reator e um capacitor. O valor da potência ativa, potência reativa atrasada e/ou potência reativa avançada consumida na carga de impedância, reator e/ou capacitor é ajustada de maneira contínua. Isto torna possível ajustar de maneira contínua o valor da potência ativa, potência reativa atrasada, e/ou potência reativa avançada no sistema de potência ou na carga. [0083] Um aparelho para ajustamento de potência de acordo com um segundo aspecto da presente invenção é caracterizado pelo fato de compreender: um deslocador de fase que inclui um estator que tem um enrolamento de estator e um rotor que tem um enrolamento de rotor, terminais de enrolamento do enrolamento do estator e do enrolamento do rotor sendo conectados a um condutor de sistema de potência; um sistema de acionamento acoplado axialmente ao rotor para acionar o rotor; e um controlador que dá saída a um comando para um valor de sistema de acionamento para ajustar uma diferença de fase entre o estator e o rotor para um valor desejado. No segundo aspecto o valor da potência reativa atrasada consumida na reatância de fuga do próprio deslocador de fase é ajustada de maneira contínua. Consequentemente a potência reativa pode ser ajustada de maneira contínua no sistema de potência ou na carga. Neste caso é preferido incluir ainda um transformador conectado entre o condutor do sistema de potência e o enrolamento do rotor do deslocador de fase. [0084] Modalidades preferenciais dos aparelhos de ajustamento de potência de acordo com os primeiro e segundo aspectos são como a seguir. Observar que as modalidades a seguir podem ser aplicadas de maneira unitária ou na forma de uma combinação arbitrária. [0085] Um dentre um capacitor e reator conectados ao condutor do sistema de potência também é fornecido. O valor da potência reativa consumida é ajustado de maneira contínua a partir de um avanço para um atraso. Consequentemente o valor da potência reativa pode ser ajustado de maneira contínua desde um avanço até um atraso no sistema de potência ou na carga. [0086] No item 1 acima, um sistema de estabilização do sistema de potência também é fornecido, e o condutor do sistema de potência tem um gerador síncrono e o sistema de estabilização do sistema de potência recebe um valor de velocidade detectada a partir do gerador síncrono, calcula um valor de comando do ângulo de rotação do rotor de acordo com um desvio entre a velocidade detectada e um valor a-justado, e dá saída ao valor de comando para o sistema de acionamento por meio do controlador. Ajustando a potência consumida na carga de resistência, a estabilidade do gerador síncrono pode ser melhorada. [0087] Um disjuntor que fecha entre e o condutor do sistema de potência e o deslocador de fase é ainda fornecido, e no qual o sistema de estabilização do sistema de potência fecha ou abre o disjuntor que fecha. Em estado normal o disjuntor que fecha é mantido aberto para desconectar o deslocador de fase do sistema de potência. Somente quando o gerador síncrono acelera devido a uma falha o disjuntor é fechado. Isto reduz perda de potência e reduz o tempo da operação de partida em estado normal. [0088] Um controlador de supressão de flutuação de voltagem que recebe uma voltagem do condutor detectada no condutor do sistema de potência, calcula um valor de comando do ângulo de rotação do rotor de acordo com a magnitude da voltagem do condutor e dá saída ao valor de comando para o controlador, também é fornecido. Ajustando a potência reativa consumida na carga de impedância, flutuações de voltagem do condutor do sistema de potência podem ser suprimidas. [0089] Como foi explicado acima, a presente invenção pode fornecer a um custo baixo um aparelho para ajustamento de potência no qual um controlador de um sistema de acionamento ajusta de maneira contínua a diferença de fase entre um estator e um rotor de um deslo-cador de fase, e o consumo de potência é ajustado de acordo com a diferença de fase, e que, com isto, pode realizar ajustamento fino de acordo com um comando de potência de carga e também reduz perda de potência. [0090] Vantagens adicionais e modificações irão prontamente o-correr àqueles versados na técnica. Portanto, a invenção em seus aspectos mais amplos não está limitada aos detalhes específicos de modalidades representativas mostradas e nela aqui descritas. Consequentemente diversas modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo do conceito inovador genérico como definido pelas reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

1. Aparelho para ajuste do fluxo de potência utilizando des-locador de fase compreendendo: um deslocador de fase (2) incluindo um estator (2-1) que tem um enrolamento de estator e um rotor (2-2) que tem um enrola-mento de rotor, um terminal de enrolamento de um dentre o enrolamento de estator e o enrolamento de rotor sendo conectado a um condutor de sistema de potência (1), e um terminal de enrolamento do outro sendo conectado a condutor de sistema de potência (1) por meio de uma carga de impedância (3); um sistema de acionamento (4) acoplado axialmente ao rotor (2-2) para acionar o rotor (2-2); um controlador (5) que emite um comando para o sistema de acionamento (4) para ajustar uma diferença de fase entre o estator (2-1) e o rotor (2-2) para um valor desejado; e caracterizado pelo fato de que ainda compreende um sistema de estabilização do sistema de potência (10), em que o condutor de sistema de potência (1) é conectado a um gerador síncrono (9), e em que o sistema de estabilização do sistema de potência (10) recebe um valor de velocidade detectada a partir do gerador síncrono (9), calcula um valor de comando do ângulo de rotação do rotor (2-2) de acordo com um desvio entre a velocidade detectada e um valor ajustado, e emite o valor de comando para o sistema de acionamento (4) através do controlador (5).

2. Aparelho para ajuste do fluxo de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um transformador (6) conectado entre o condutor de sistema de potência (1) e o enrolamento de rotor do deslocador de fase (2).

3. Aparelho para ajuste do fluxo de potência, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um disjuntor que fecha (13) entre o condutor de sistema de potência (1) e o deslocador de fase (2), em que o sistema de estabilização do sistema de potência (10) fecha ou abre o disjuntor que fecha (13).