JP2002526912A

JP2002526912A - 大電力静止電磁装置用の切り替え可能な磁束制御器

Info

Publication number: JP2002526912A
Application number: JP2000572870A
Authority: JP
Inventors: クリスチャン、サッセ; ガナー、ラスバーグ; マッツ、レイヨン; ウド、フロム; パー、ホルムバーグ
Original assignee: エービービーエービー
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2002-08-20
Also published as: AU9640198A; CN1327601A; EP1131829A1; WO2000019459A1

Abstract

(57)【要約】磁路と、主巻線と、磁路部分を囲んでいる１つ又は複数の調整巻線とを有する大電力誘導装置。磁束を磁路中に選択的に通すために制御装置が磁路に結合されている。一実施形態では、調整巻線を回路に含めたり、回路から除去したりするために、多数の磁路が選択的にオンにされたり、オフにされたりする。巻線は透磁性のある、電界閉じ込め絶縁ケーブルで構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は選択的に制御できる大電力静止電磁装置に関するものであり、特に制
御可能な大電力変圧器、リアクトル、インダクタンス、又は選択的に切り替え可
能な階段機能を持つレギュレータに関するものである。ここで使用する大電力装
置には、定格電圧が３〜４ｋＶから非常に高い送電電圧、すなわち、４００ｋＶ
乃至８００ｋＶ又はそれより高い範囲で、定格電力が数百ｋＶＡから１０００Ｍ
ＶＡ以上までの範囲であるものが含まれる。

【０００２】電力の送電及び配電においては、変圧器、リアクトル、レギュレータ等の種々
の既知の静止誘導装置が用いられている。それらの装置の目的は電気装置におい
て、又は２台あるいはそれ以上の電気装置の間で、電力の交換又は制御を行える
ようにすることである。それらの装置は静止誘導装置として知られている電気的
製品群に属している。電力の伝送は電磁誘導により行われる。それらの装置及び
関連するシステムの理論、動作及び製造について記述している教科書、特許及び
文献は極めて多数存在するので詳細についての説明は不要である。

【０００３】従来の高電圧制御は、変圧器鉄心の１つ又は複数の脚に巻かれている１つ又は
複数の巻線を持つ変圧器により一般に達成されている。巻線は変圧器から種々の
電圧レベルを供給することを可能にするタップをしばしば含んでいる。高電圧送
電線で使用されている既知の電力変圧器及び配電用変圧器は、電圧調整のために
タップ切り替え器を含んでいる。それらは機械的に複雑であって、機械的磨耗に
さらされ、かつ接点の間の放電に起因する電気的な腐食を受ける。

【０００４】発明の要約本発明は、従来の電力装置に付随している諸欠点、諸問題及び諸制限を伴わず
、３〜４ｋＶから、４００ｋＶ乃至８００ｋＶ又はそれより高いなどの、非常に
高い送電電圧の範囲の定格電圧で、定格電力が数百ｋＶＡから１０００ＭＶＡ以
上までの範囲である大電力静止電磁装置すなわち大電力誘導装置を提供するもの
である。

【０００５】本発明は、装置内の磁路の選択的に切り替え可能な制御により従来利用できな
かった広範な制御機能を可能にする、という発見を基にしているものである。

【０００６】特定の実施形態においては、本発明は磁束保持路と、主巻線と、それと作動的
な関係にある少なくとも１つの調整巻線とを有する大電力静止誘導装置を構成す
る。磁束保持領域との作動関係の制御によりその中へ磁束を選択的に入り込ませ
たり、入り込みを阻止したりする。制御は１つ又は複数の素巻線を有する切り替
え可能な導電性リングの形を取ることができる。少なくとも１つの巻線が、透磁
性の、電界閉じ込め絶縁被覆により囲まれている１つ又は複数の導電性導体によ
り形成されている。

【０００７】特定の実施形態においては、被覆は、部分的に導電性であるか、半導電性を有
する外部及び内部の電位等化層により囲まれている中実絶縁体を含んでいる。導
電体は内部層内に配置されている。その結果、電界は巻線内に閉じ込められる。
導電体は、本発明に従って、内部半導電性層に導電性接触をするように配置され
ている。その結果、中実絶縁体の最も内側の部分と、導体の長さに沿う周囲の内
部半導電性部分との間の境界層内に有害な電位差は生じない。

【０００８】本発明の実施形態によれば、装置は磁束保持領域と、装置を調整するためにそ
の領域の中へ磁束を選択的に入り込ませたり、入り込みを阻止したりするように
その領域と作動的な関係にある制御器とを有する。磁束保持領域内に複数の脚す
なわち磁路を有する変圧器においては種々の電圧出力を達成できるように前記複
数の脚のおのおのに磁束を選択的に入り込ませたり、入り込みを阻止したりでき
る。リアクトルでは、鉄心中の磁束の選択的制御によりリアクトル中に切り替え
可能な磁束保持領域が生ずる結果となる。レギュレータでは、切り替え可能な電
圧制御が達成される。使用する制御の形式に応じて、調整は磁路の個別の選択的
な開放又は閉成に対応する個別過程におけることがある。

【０００９】本発明は、熱膨張率に関して中実絶縁体に類似する温度特性を示す半導電性層
を有する巻線を用いる。本発明の半導電性層及び隣接する中実絶縁体が、種々の
負荷で線内で起きる温度変化とは独立に良く接触するように、それらの層を中実
絶縁体に統合できる。温度勾配では、絶縁層と半導電性層は導通のためのモノリ
シック鉄心を形成し、絶縁層と周囲の層とにおける種々の熱膨張によりひき起こ
される諸欠陥は起きない。

【００１０】半導電性層は等電位面を形成し、絶縁部内の電界が絶縁体の厚さ全体にわたっ
てほぼ一様に分布されるので、材料にかかる電気的負荷は減少させられる。

【００１１】特に、外部半導電性層は、導体に沿う電位等化が達成されるような電気的特性
を示す。しかし、半導電性層は、誘導された電流が望ましくない熱負荷をかけな
いような導電性を示さない。更に、層の導電性は、その等電位面における十分な
結果である。それの例では、半導電性層の抵抗率，ρ、は最低値，ρｍｉｎ＝１
Ωｃｍと、最高値，ρｍａｘ＝１００ｋΩｃｍを一般に示し、更に、ケーブルの
軸線方向の単位長さ当りの半導電性層の抵抗値，Ｒ、は最低値、Ｒ_min＝５０Ω
／ｍと、最高値、Ｒ_max＝５０ＭΩ／ｍを一般に示す。

【００１２】内部半導電性層は、それが電位を等しくするように、したがって、内部層の外
側の電界に関して等しくするようにして機能させるために、十分な導電性を示す
。これに関連して、内部層は、導体の表面におけるどのような凹凸も等しくされ
、かつ内部層が中実絶縁体との境界層において高い表面仕上げを持つ等電位面を
形成するような特性を有する。したがって、層は厚さが変化するようにして形成
できるが、導体及び中実絶縁体に関して一様な表面であるようにするために、そ
れの厚さは全体として０．５ｍｍと１ｍｍの間である。しかし、内部層は誘起電
圧に寄与するような高い導電性は示さない。したがって、それの例として、内部
半導電性層のために、Ｐｍｉｎ＝１０^-6Ωｃｍ、Ｒ_min＝５０μΩ／ｍ、及び対
応するやり方で、Ｐｍａｘ＝１００ｋΩｃｍ、Ｒ_max＝５ＭΩ／ｍである。

【００１３】一実施形態では、本発明の変圧器は、選択できる漏れインダクタンス、すなわ
ち、選択できる漏れリアクタンスを持つ直列素子として動作する。そのような変
圧器は、一次側と二次側とに接続されているネットワークの間の有効分と無効分
の再分配により電力の流れを制御できる。そのような変圧器は短絡電流を制限で
き、かつ良好な過渡電圧安定性を持たせる。この変圧器は電力の振動を減衰し、
良好な電圧安定性を持たせる。

【００１４】本発明により、電力の流れを制御できるようにした、成分の制御を行う融通性
に富むＡＣ送電システムが得られる。特定の実施形態では、電力の流れを制御す
なわち調整できる性能が他の目的のために通常必要とされる部品で実現される。
したがって、本発明によりコストを大幅に上昇させることなく二重の使用を行え
るようにできる。

【００１５】本発明の他の実施形態に従って、リアクトルは選択できるインダクタンス、す
なわち選択できるリアクタンスを持つ直列素子又は並列素子として切り替え可能
に動作できる。主電力回路にはパワーエレクトロニクスは不要である。更に、制
御機器は一般に低電圧機器であるのでより簡単で、より経済的である。この構成
は調波発生の問題も避ける。分路素子として、リアクトルは速い可変無効電力補
償を実行できる。直列素子として、リアクトルは、線の間で有効成分と無効成分
を再分配するすることにより電力の流れの制御を行うことができる。リアクトル
は短絡電流を制限でき、過渡特性を安定させ、電力の振動を減衰し、電圧を安定
させる。それらの特徴は融通性に富むＡＣ送電システムにとって重要である。

【００１６】レギュレータの磁気回路が、開放状態と閉成状態の間で切り替えることができ
る磁束保持領域を持つ少なくとも１つの調整脚を含み、その調整脚の周囲に巻か
れて、主巻線に接続されている少なくとも１つの調整巻線により、本発明の切り
替え可能な電圧レギュレータによって先行技術の電圧安定における諸欠点は避け
られる。磁束を横切って透磁性が低くされている領域を有する少なくとも１つの
磁路すなわち脚の上に可変容量を持つ少なくとも１つの巻線を置いて、インピー
ダンスを変化することにより脚の磁気抵抗を変化することが可能である。以下、
添付図面を参照して本発明を説明する。

【００１７】発明の説明本発明の基礎を構成する発明的概念は、電力変圧器と、リアクトルと、レギュ
レータとを含めた各種の静止誘導装置に応用できる。周知のように、ここで分類
されている装置は単相システム及び三相システムとして構成できる。また、空気
絶縁及び油絶縁された、自冷、油冷等の装置を使用できる。装置は１つ又は複数
の巻線（相ごとに）を持ち、有鉄心、又は無鉄心で構成できるが、以下では、選
択可能な可変高磁気抵抗領域を持つ有鉄心の装置について説明することにする。

【００１８】本発明は更に具体的には、種々の磁路のうちの少なくとも１つの磁路の磁気抵
抗を操作することにより、それらの磁路に沿って、又は磁路の間で磁束を選択的
に再分布させるようにした制御可能なインダクタンスに関するものである。リア
クトルでは本発明は選択可能な可変インダクタンスを持つ直列素子又は並列素子
として動作する。

【００１９】図１は巻線２と鉄心３を含んでいる、電力変圧器／リアクトル１などの従来の
静止誘導装置の巻線の周囲の電界分布の簡略化した基本的な図を示す。等電位線
の下側部分がアース電位にあると仮定している。鉄心３には窓４が設けられてい
る。

【００２０】電位分布は絶縁系の構成を決定する。その理由は、巻線の隣接する素巻線の間
、及び各素巻線とアースとの間を十分に絶縁する必要があるからである。図１で
、巻線の上側部分は最高の電気的ストレスを受ける。鉄心に対する巻線の構成及
び場所はこのようにして鉄心窓４内の電界分布によりほぼ決定される。

【００２１】図２は、本発明の大電力誘導装置に含まれている巻線に使用できるケーブル５
の例を示す。そのケーブル５は何本かの素線６Ａを含んでいる少なくとも１つの
導体６を有し、その導体の周囲を被覆７が覆っている。被覆は素線の周囲に配置
されている内部半導電性層８を含んでいる。この内部半導電性層の外側はケーブ
ルの主絶縁層９であって、中実絶縁体の形をしており、この中実絶縁体の外側を
外部半導電性層１０が囲んでいる。ケーブル５には特殊な目的のために、たとえ
ば、装置の他の領域に過大なストレスがかかることを防止するために、他の付加
層を設けることもできる。幾何学的な寸法の観点から、問題のケーブル５の全体
的な導体面積は約３０ｍｍ²と３０００ｍｍ²の間、ケーブル外径は約２０ｍｍと
２５０ｍｍの間である。

【００２２】図３は本発明の単相鉄心型変圧器１１の形の大電力誘導装置を示す。変圧器１
１は、主脚すなわち外部脚１４，１６と短い脚すなわち内部脚１８，２０と、そ
れぞれの下側アーム２２と、中間アーム２４と、上側アーム２６とで構成されて
いる鉄心１２を有する。鉄心１２は主開口部すなわち大きな開口部すなわち窓２
８と、中間アーム２４と上側アーム２６の間に図示のように全体として配置され
ている調整領域３２内の複数の小さい窓すなわち調整窓３０‐１，３０‐２及び
３０‐ｍとを有する成層鉄板で製作できる。この実施形態ではｍ＝３である。

【００２３】鉄心型変圧器を製作するために、一次巻線３４が脚１４の周囲に巻かれる。類
似のやり方で、二次巻線３６を脚１４又は他の脚の周囲に一次巻線３４と同心状
に巻くことができる。一次巻線３４と直列の１つ又は複数の調整副巻線すなわち
コイル３８‐１…，３８‐ｎで形成されている調整窓３７を図示のようにそれぞ
れの内部脚１８と２０の周囲に巻くことができる。

【００２４】１つ又は複数の導電性短絡環４０‐１…，４０‐ｎの制御手段を図示のように
配置できる。たとえば、環４０‐１，４０‐２及び４０‐３が中間アーム２４を
囲んで、窓２８と３０‐１，３０‐２及び３０‐ｍをそれぞれ通って延長してい
る。同様のやり方で、環４０‐４，４０‐５及び４０‐ｎがそれぞれ窓３０‐１
，３０‐２及び３０‐ｍ内の内側アーム２６を囲んでいる。添数字１，２，３，
ｍ及びｎは対応する要素の位置を示すために用いられているが、位置が説明に関
連しない時はそれらの添数字は用いないことを理解すべきである。

【００２５】この実施形態では、図３Ａに示されているように、環４０は１つ又は複数の素
導体巻線４２、たとえば、スイッチ４４として終端されている銅、を有する。ス
イッチ４４が閉じられると、対応する環が短絡する。他の実施形態では、制御器
は能動フィルタ又は受動フィルタ、電圧源又は電流源のリアクタンスとすること
ができる。

【００２６】巻線３４，３６及び３８は磁束φを生ずる。その磁束は、脚１４，１６，１８
，２０及びアーム２２，２４及び２６のおのおのの内に破線により示されている
ように１つ又は複数の可能な代わりの経路に沿って鉄心１２内を伸びている。図
３Ｂに示されている装置４６では、対応する脚４０の任意のスイッチ４４が開か
れると、環により囲まれている、場合に応じて鉄心の脚又はアームを通る、対応
する磁路が開かれる。同様に、スイッチ４４が閉じられると、鉄心を通る磁路が
、その点で、阻止される。

【００２７】図４は図３に示されている変圧器１１の調整領域３２の断片部分であって、本
発明による階段状磁束調整を詳細に示す。図３の実施形態では、磁気的に調整さ
れる変圧器１１は低電圧（ＬＶ）巻線３４（Ｎ_LV回巻）と、高電圧（ＨＶ）巻線
３６（Ｎ_HV回巻）と、ＬＶ巻線３４と直列の少なくとも１つの追加の調整（Ｒ）
巻線３７（Ｎ_RO回巻）とを有する。そうすると電圧調整は変圧比Ｎ_HV／（Ｎ_LV＋
Ｎ_R）を変化することにより行われる。ここに、Ｎ_Rは調整素巻線の実効数である
。Ｎ_Rは、主磁束を調整巻線の種々の部分を通じて能動的に結合することにより
［−Ｎ_R＋Ｎ_R］のいくらか狭いある範囲にわたって変更できる。結合は鉄心１２
内の切り替え可能な磁性環４０の配置により行われる。各環は鉄心の選択された
領域からできる限り完全に排除すべきであり、又はその領域内を最低の磁気抵抗
で通さなければならない。調整窓３７では、鉄心１２の調整部分すなわち上側部
分３２の窓３０‐１…，３０‐ｍ（ｍ＝３）を通じて、別々の補助コイル３８‐
１…，３８‐ｎ（ｎ＝２）が直列に巻かれている。

【００２８】図４に示されている本発明の原理は、磁気切り替えが短絡環４０により行われ
ることを示す。その短絡環は、閉じられると、対応する補助コイル３８内を磁束
が通ることを阻止する。同様に、開かれると、環４０は磁束φを鉄心部内に入れ
て、それを補助コイル内に向ける。配置に応じて、磁束制御がいく通りかのやり
方で行われる。おのおののやり方は調整領域３２を通る単一の非循環路と、Ｎ_R
の独特の値を表す。図４の例では、Ｎ_R＝１−３＝−２である。調整領域３２は
調整なしの従来の鉄心の寸法の最低２倍である。

【００２９】本発明の他の実施形態に従って、リアクトル６０が図５に示されている。リア
クトル６０は主磁路６２と調整磁路６４を有する。主磁路６２内の主磁路６６は
調整磁路６４内の調整巻線６８と直列である。磁気接触スイッチ７０が図示のよ
うに調整磁路６４内にある。閉じられると、磁気スイッチ７０は調整磁路６４を
阻止し、開かれると磁気スイッチ７０は磁路を開く。リアクトル６０のより複雑
な調整を行えるように、追加の巻線７２と磁気スイッチ７４を主磁路に付加でき
る。

【００３０】図６Ａ，６Ｂ、図７Ａ，７Ｂ、図８Ａ，８Ｂは、用途に応じて変圧器、リアク
トル又はレギュレータである電磁装置の調整部分７０を示す。Ｎ_R＝４回巻であ
る調整巻線７２が、空間的に良く分離されていて、Ｎ１…ｎ項、Ｎ１＝３及びｎ
＝１、を有する補助コイル７４‐１…，７４‐ｎに分離されている。調整は、磁
束をそのような補助コイル７４のおのおのを通じて結合して、それの対応する数
の巻き数、ｎ_i、を除去し、それを調整素巻線の総数、Ｎ_R、に加え、又はその総
数、Ｎ_R、から差し引くことにより行われる。

【００３１】興味のある３つの調整巻線配置が特定されて、補助コイル巻き数比列１：２：
４、１：３：７及び１：３：９中の初めの３つの要素の後に名付けられている。
この配置は２×４個の磁気スイッチの構造に限定されている。それらの配置のお
のおのが図６Ａ，６Ｂ、図７Ａ，７Ｂ、図８Ａ，８Ｂに次のようにしてそれぞれ
示されている。

【００３２】図６Ａ，６Ｂは列１：２：４の配置を示す。上で図２を参照して説明したケー
ブルの形の巻線７２が、主磁束φの向きに平行な共通軸Ａ_pplの周囲に巻かれて
おり、補助コイル７４‐ｎ中の各補助コイル７４‐１の内側に磁気スイッチ４０
ＮＡ中の１つの磁気スイッチ４０‐１Ａと、各コイルの外側に磁気スイッチ４０
ＮＢ中の１つの磁気スイッチ４０‐１Ｂを有している。巻き数はその列中の各コ
イルについて２倍にされている、すなわち、ｎ_i＝２^i-1ｎ₁，ｉ＝１，２，３，
…，ｎ１＝１，２，３，…である。磁束はちょうど１回巻きのコイルを通ること
ができる。したがって、巻線を除去したり、付加したりできるが、差し引くこと
はできない。求められるスイッチの数は２^mである。ここにｍは補助コイルの数
で、可能な調整レベルの数は２^mである。図２Ａ、図６Ａ，６ＢはＮ_rの１６の可
能な値を示すものである。

【００３３】０，１，２，３（＝２＋１），４，５（＝４＋１），…，１５（＝８＋４＋２
＋１）．図７Ａ，７Ｂは１：３：９の配置を示す。ケーブルは、主磁束の向きに垂直な
軸ＡＰを持つ１つおきの脚９０‐１…，９０‐ｎに巻かれている。２つおきの脚
５０‐２…，５０‐（Ｎ−１）は鉄心の上側と下側の水平な部分の間にブリッジ
として巻かれないままにされている。巻き数はその列中の各補助コイル７４‐１
…，７４‐ｎについて３倍にされて、ｎ_i＝３^i-1ｎ₁である。磁束を補助コイル
３８‐１…，３８‐ｎを通って、又はそれらを通じて両方向に結合できるように
、スイッチ４０‐１Ａ，４０‐１Ｂ…４０‐ＮＡ，４０‐ＮＢは各脚の両側に配
置されている。求められるスイッチの数は４ｍで、可能な調整レベルの数は３ｍ
である。図７Ａ，７ＢはＮ_Rの９つの可能な値を持つ例を示す。

【００３４】 −４（＝−３−１），−３，−２（＝−３＋１），−１，０，１，２（＝３−
１），３，４（＝３＋１）．図８Ａ，８Ｂは１：３：７の配置を示す。ケーブルは、主磁束の向きに垂直な
軸ＡＰを持つ１つおきの脚９４‐１…，９４‐ｎに巻かれている。上の１：３：
９の配置とは対照的に全ての脚９４‐１…９４‐ｎに巻かれている。巻き数は列
中の各補助コイルごとにおよそ２倍にされていて、ｎ_i＝（２ⁱ−１）ｎ₁である
。補助コイル５７４‐１…，７４‐ｎを通って、又はそれらを通じて磁束を両方
向に結合できるように、スイッチ４０‐１Ａ，４０‐１Ｂ…４０‐ＮＡ，４０‐
ＮＢは各脚の両側に配置されており、組み込まれているコイルの列とは異なる制
約が課されており、交番する符号が巻線に付けられている。求められるスイッチ
の数は２ｍ＋１で、可能な調整レベルの数は２^m+1−１である。図８Ａ，８Ｂは
Ｎ_Rの１５個の可能な値を持つ例を示す。

【００３５】 −７，−６（＝−７＋１），−５（＝−７＋３−１），−４（＝−７＋３），
−３，−２（＝−３＋１），−１，０，１，２（３−１），３，４（７−３），
５（７−３＋１），６（７−１），７．このように、本発明に従って、内部の磁路を１つ又は複数の磁気スイッチが選
択的に開閉するようにした選択可能な静止誘導装置が得られた。説明した短絡環
に加えて、階段状機能に似た磁束応答を持たせるならば、各種の可変インピーダ
ンスを使用できることを理解すべきである。たとえば、環４０に負荷するために
可変インダクタが用いられたとすると、磁気抵抗はインダクタンスとは逆に変化
する。そすると、大きな誘導負荷をかけると脚内には対応して大きな磁束分布が
行われる結果となる。可変容量が用いられたとすると、磁気抵抗は直接に変化す
る。可変抵抗又は高抵抗が環４０のための負荷として用いられたとすると、脚内
の磁束分布は可変となったり、高くなったりする。環が短絡されたとすると、そ
の効果は前記したように磁束が阻止されることになる。固定負荷、可変負荷、実
負荷、無効負荷の種々の組合わせも使用できる。更に、能動素子、たとえば能動
フィルタにより負荷をかけたり、起動したりできる。そのようなフィルタはプロ
グラムできる。

【００３６】可変電源、たとえば、脚内の磁束を変調するようにされている環に入力をもた
らす電圧源又は電流源を設けることも可能である。変調は振幅、位相及び周波数
に関して行うことができる。環に負荷をかけることにより環の性能を変化させて
、装置の出力を変調するために能動フィルタを設けることも可能である。

【００３７】図９は本発明の他の実施形態を示すものであって、鉄心１０６に巻かれた主巻
線１０２と、調整巻線１０４とを各相ごとに有する、外鉄型又は鉄心型の三相変
圧器１００を示している。脚１０８、１１０及び１１２とヨーク１１４、１１６
及び１１８内に種々の磁路が破線で示されている。本発明に従って、１つ又は複
数の磁気スイッチ１２０を上記のようにして採用できる。図示の実施形態では、
スイッチ１２０はヨーク１１４と１１６内に配置されて、調整巻線１０４を通る
磁束を制御する。巻線は、磁束保持路のようにして直列又は並列にできる。

【００３８】本発明の実施形態と考えられるものについて説明してきたが、本発明から逸脱
することなくその実施形態を種々変更、修正できることが当業者には明らかであ
ろう。かつ、添付した特許請求の範囲においては、それらの変更及び修正を本発
明の要旨及び範囲内に含まれるものとして包含することを意図するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】電力変圧器及び電力リアクトルなどの従来の誘導装置の巻線の周囲における電
界分布を示す。

【図２】本発明の大電力誘導装置におけるケーブルの形の巻線の実施形態を示す。

【図３】本発明の電力変圧器の実施形態を示す。

【図３Ａ】本発明の磁気スイッチを示す。

【図３Ｂ】開かれている磁気スイッチ及び閉じられている磁気スイッチに対応する開かれ
ている磁路及び閉じられている磁路を示す。

【図４】図３の変圧器の調整脚部分の略図である。

【図５】本発明のリアクトルの略図である。

【図６Ａ】本発明の実施形態の装置の斜視図である。

【図６Ｂ】本発明の実施形態の装置の断面図である。

【図７Ａ】本発明の他の実施形態の装置の斜視図である。

【図７Ｂ】本発明の他の実施形態の装置の概略断面図である。

【図８Ａ】本発明の更に他の実施形態の装置の斜視図である。

【図８Ｂ】本発明の更に他の実施形態の装置の概略断面図である。

【図９】本発明の三相変圧器の略図である

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者ウド、フロムスエーデン国ベステロウス、リーガタン、 33 (72)発明者パー、ホルムバーグスエーデン国ベステロウス、ハガ、パークゲイト、６シー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１つの導電導体と、この導体を囲んでいる、磁気を透過でき、かつ
電界を閉じ込める絶縁被覆とを備え、励磁されたときに磁束を生ずる少なくとも
１つの主巻線と、主巻線と作動的な関係にある少なくとも１つの調整巻線と、主巻線と少なくとも１つの調整巻線とのための磁束保持領域と、磁束保持領域内に磁束を選択的に入れるための磁束保持領域と作動的な関係に
ある制御手段と、を備える静止大電力電磁装置。
【請求項２】請求項１記載の電磁装置において、制御手段は第１の状態及び第２の状態で動
作でき、前記第１の状態は磁束保持領域内に磁束を入れるために動作し、第２の
状態は磁束保持領域内に入る磁束を阻止するために動作する電磁装置。
【請求項３】請求項１記載の電磁装置において、制御手段はこの制御手段を第１の状態及び
第２の状態で動作させるための切り替え手段を含む電磁装置。
【請求項４】請求項１記載の電磁装置において、制御手段は、端子と磁束保持領域を囲む少
なくとも１つの素巻線を有する巻線と、この巻線を開閉するために端子に結合さ
れているスイッチとを備える電磁装置。
【請求項５】請求項１記載の電磁装置において、制御手段は、磁束保持領域を囲んでいる少
なくとも１つの導電性手段と、磁束が磁束保持領域内に入ったり、環内に入るこ
とを阻止することを選択的に行うために環を磁束保持領域との作動関係に入れた
り、作動関係から外すように切り替える手段とを備える電磁装置。
【請求項６】請求項１記載の電磁装置において、磁束保持領域は少なくとも２つの選択可能
な磁路を備える電磁装置。
【請求項７】請求項１記載の電磁装置において、磁束保持領域は主巻線のための主磁路と、
前記少なくとも１つの調整巻線と作動関係にある少なくとも１つの選択可能な磁
路とを備える電磁装置。
【請求項８】請求項１記載の電磁装置において、磁束保持領域は主巻線のための主磁路と、
各調整巻線のための選択可能な磁路とを備える電磁装置。
【請求項９】請求項１記載の電磁装置において、少なくとも１つの調整巻線は複数の副巻線
を含み、磁束保持領域は主巻線のための主磁路と各副巻線のための選択可能な磁
路とを含む電磁装置。
【請求項１０】請求項９記載の電磁装置において、副巻線は１：２：４、１：３：７、及び１
：３：９の比の少なくとも１つにある素巻線を有する巻線を備える電磁装置。
【請求項１１】請求項１記載の電磁装置において、磁束保持領域は主磁束の向きを持つ主巻線
のための主磁路を含み、少なくとも１つの選択可能な磁路は主磁路に垂直な向き
及び平行な向きのうちの少なくとも１つを持つ向きを有する電磁装置。
【請求項１２】請求項１１記載の電磁装置において、少なくとも１つの磁路は選択可能な向き
を有する電磁装置。
【請求項１３】請求項１記載の装置において、被覆は導体を囲む少なくとも１つの中実絶縁層
と、導体を囲む少なくとも１つの部分的に導電性の層とを備える装置。
【請求項１４】請求項１記載の装置において、磁束保持領域は磁化可能において、主巻線及び
調整巻線と作動関係にある装置。
【請求項１５】請求項１記載の装置において、主巻線及び調整巻線と作動関係にある磁化可能
な磁束保持領域は外鉄及び鉄心のうちの少なくとも１つを含む装置。
【請求項１６】請求項１記載の装置において、主巻線及び調整巻線のうちの少なくとも１つと
作動関係にある、磁束保持領域中の比較的高い磁気抵抗の選択可能な領域を更に
含む装置。
【請求項１７】請求項１記載の装置において、主巻線及び少なくとも１つの調整巻線は並列関
係及び直列関係のうちの少なくとも１つにある装置。
【請求項１８】請求項１記載の装置において、直列路と並列路との少なくとも１つを有する磁
気回路を含み、少なくとも１つの調整巻線が前記直列路と前記並列路との少なく
とも１つに配置されている装置。
【請求項１９】請求項１記載の装置において、制御手段は能動インピーダンス及び受動インピ
ーダンスの少なくとも１つを備えている装置。
【請求項２０】請求項１９記載の装置において、インピーダンスはリアクタンス性インピーダ
ンスである装置。
【請求項２１】請求項１９記載の装置において、インピーダンスは、開放回路と、短絡回路と
、少なくとも１つの調整巻線に作動的な関係にある抵抗との少なくとも１つを含
む実インピーダンスを備えている装置。
【請求項２２】請求項１記載の装置において、主巻線は可撓性ケーブルを備えている装置。
【請求項２３】請求項１記載の装置において、被覆は、半導電性を持つ導体を囲んでいる内部
層と、この内部層を囲んでいる中実絶縁層と、この絶縁層を囲んでいる半導電性
を持つ外部層とを備えてる装置。
【請求項２４】請求項２３記載の装置において、内部層は導体に電気的に接触して、それと同
じ電位で動作する装置。
【請求項２５】請求項２３記載の装置において、外部層は絶縁層を囲んでいる等電位面を備え
ている装置。
【請求項２６】請求項２３記載の装置において、外部層は少なくとも１つの選択可能な電位に
接続できる装置。
【請求項２７】請求項２６記載の装置において、選択された電位は大地である装置。
【請求項２８】請求項２６記載の装置において、前記半導電性層の少なくとも１つは絶縁層の
熱膨張率と同じ熱膨張率を持つ装置。
【請求項２９】請求項２６記載の装置において、被覆には空所がほとんど無い装置。
【請求項３０】請求項２６記載の装置において、各半導電性層は絶縁層の対応する面に向き合
う関係にある接触面を有し、それらの面はそれに沿って結合されている装置。
【請求項３１】請求項２６記載の装置において、被覆は少なくとも１つのポリマー材料で形成
されている装置。
【請求項３２】請求項１記載の装置において、主巻線は伝送線コールを備えている装置。
【請求項３３】請求項３２記載の装置において、ケーブルは、約３０ｍｍ²と３００ｍｍ²の間
の導体面積で製作され、外部ケーブルの外径は約２０ｍｍと２５０ｍｍの間であ
る装置。
【請求項３４】請求項１記載の装置において、被覆は押し出された中実絶縁体を備えている装
置。
【請求項３５】請求項１記載の装置において、少なくとも１つの導電導体は少なくとも１つの
絶縁されているより線と少なくとも１つの絶縁されていないより線を備えている
装置。
【請求項３６】請求項３５記載の装置において、少なくとも１つの絶縁されていないより線は
被覆と電気的に接触して配置されている装置。
【請求項３７】請求項１記載の装置において、磁束保持領域は、空隙と導電性素子及び低透磁
率の物質の中実インサートとのうちの少なくとも１つを備える、透磁率が低くさ
れている領域を含んでいる装置。
【請求項３８】請求項３７記載の装置において、透磁率が低くされている前記領域は前記導電
性素子内に形成されている空所を備えている装置。
【請求項３９】請求項１記載の装置において、主脚と、少なくとも２つの副脚とを備えている
鉄心を含み、副脚の少なくとも１つは調整巻線のための脚を形成している装置。
【請求項４０】請求項１記載の装置において、主脚と、少なくとも２つの副脚とを備えている
鉄心を含む装置。
【請求項４１】請求項１記載の装置において、前記装置は各相に調整脚を有する多相変圧器を
備え、少なくとも１つの調整巻線は各調整脚のための少なくとも１つの巻線を含
んで、ジョイント調整を有するために接続されている装置。
【請求項４２】請求項１記載の装置において、前記装置は単巻変圧器とブースタ変圧器との少
なくとも１つを備えている装置。
【請求項４３】磁路を含んでいる磁気回路と、磁路を囲んでいる主巻線と、磁路を囲んでいる少なくとも１つの調整巻線と、開放状態と閉じられている状態との間で磁路中の磁束を選択的に変化するため
に、付勢された時に動作する磁路と作動関係にある磁気切り替え手段と、を備えている大電力可変インダクタンス装置。
【請求項４４】請求項４３記載の装置において、切り替え手段は、磁路を囲んでいる少なくと
も１つの導電性素巻線と、この素巻線を開閉するためのスイッチとを備えている
装置。
【請求項４５】請求項４４記載の装置において、制御手段はリアクタンス性インピーダンスと
実インピーダンスとの少なくとも１つを含んでいる装置。
【請求項４６】請求項４５記載の装置において、リアクタンス性インピーダンスは容量性負荷
と誘導性負荷の少なくとも１つを含んでいる装置。
【請求項４７】請求項４５記載の装置において、インピーダンスは可変である装置。
【請求項４８】請求項４５記載の装置において、インピーダンスは短絡回路である装置。
【請求項４９】請求項４３記載の装置において、切り替え手段は能動フィルタと受動フィルタ
との少なくとも１つを含んでいる装置。
【請求項５０】請求項４３記載の装置において、切り替え手段は、磁路中の磁束の振幅と、周
波数と、位相との少なくとも１つを変化する手段を備えている装置。
【請求項５１】選択的に変化できる磁束保持特性を有する磁路を含んでいる磁気回路と、磁路と作動的な関係にある少なくとも１つの主巻線と、磁路を囲んでいる少なくとも１つの調整巻線と、磁路領域内の磁束を選択的に変化するために、起動させられた時に動作できる
磁路に結合されている制御手段と、を備えている大電力可変インダクタンス装置。
【請求項５２】請求項５１記載の装置において、巻線の少なくとも１つが導電性導体と、透磁
性磁界閉じ込め絶縁被覆とを備えている装置。
【請求項５３】請求項５１記載の装置において、磁路は磁路内にスペーサー手段を含んでいる
装置。
【請求項５４】請求項５１記載の装置において、制御手段は調整巻線のための振幅変調と、位
相変調と、周波数変調との少なくとも１つを行うための電源を備えている装置。
【請求項５５】請求項５１記載の装置において、磁路は複数の選択可能な磁束保持領域を備え
ている装置。
【請求項５６】請求項５５記載の装置において、制御手段はそれぞれのオン状態とオフ状態と
の間で磁束を選択的に変化するための切り替え手段を含んでいる装置。
【請求項５７】請求項５５記載の装置において、切り替え手段は各調整巻線内の磁束を制御す
るためのスイッチを含んでいる装置。