KR20010052082A - 전기 장치 및 보조 전력 수단을 가진 전기전력 플랜트 - Google Patents

전기 장치 및 보조 전력 수단을 가진 전기전력 플랜트 Download PDF

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Abstract

전기전력 플랜트는 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속되도록 설계되며 적어도 하나의 전기 권선을 가진 적어도 하나의 전기 머신(2, 4, 6, 8, 10)을 포함한다. 머신의 권선은 적어도 하나의 전기 도체, 상기 도체를 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 1층, 상기 제 1층을 둘러싸는 고체 절연층, 상기 고체 절연층을 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 2층을 포함한다. 보조 전력수단(10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40)은 필수적인 보조전력을 공급하기 위하여 배열된다. 이러한 플랜트를 실행하기 위한 방법이 또한 기술된다.

Description

전기전력 플랜트 {AN ELECTRIC POWER PLANT}
본 발명에 따른 전기전력 플랜트에 포함된 전기머신은 동기식 머신, 이중공급 머신, 비동기식 정전류 컨버터 캐스케이드, 외부 폴 머신 또는 동기식 유동머신과 같은 로터리 전기머신 또는 변압기 또는 리액터와 같은 정지머신일 수 있다.
이하에서 전력 네트워크로써 언급되는 분배 또는 전송 네트워크에 상기와 같은 형태의 머신을 결합하기 위하여, 변압기는 전압을 네트워크 레벨, 즉 130-400kV로 셋업하기 위하여 사용되었다.
36kV까지의 정격전압을 가지는 발생기는 파울 R로 기술된다. Siedler "36kV 는 Issulation Research, Electrical World, 15 October 1932, pages 524-527에 개시되어 있다. 이들 발생기는 다른 절연상수를 가진 다른 층으로 절연이 분배되는 고전압 케이블의 권선을 포함한다. 이와같이 사용되는 절연재료는 3가지 성분 마이카-포일 마이카, 니스 및 종이의 다양한 결합으로 이루어진다.
전력전송을 위한 케이블에서 사용되는 형태와 유사한 형태의 고체 절연을 가진 절연성 고전압 전기 도체로부터 머신의 전술한 권선을 제조함으로써, 머신전압은 머신가 중간 변압기의 사용없이 임의의 전력 네트워크에 직접 접속될 수 있는 레벨까지 증가될 수 있다. 이들 머신의 전형적인 동작범위는 30 내지 800kV이다.
종래의 발생기에서, 머신을 시동 및 동작시키며 동작 펌프 및 유입/유출 게이트와 같은 스테이션 요건을 가지며 가열 및 조명을 하기 위한 전력은 발생기 단자로부터 변압기를 통해 취해지며, 단자 전압은 25kV이하이다. 도 1은 공지된 기술에 따른 발전소에서 보조 전력 분배를 위한 단순화된 측량도를 도시한다. 보조 전력 모선(200)에 대한 4개의 다른 공급 루트가 기술된다. 따라서, 두 개의 발생기(G1, G2)는 전력 네트워크에 접속되며, 각각의 발생기는 그 자체의 변압기(202, 204)를 통해 접속된다. 보조 전력 변압기(206, 208)에 대한 브랜치는 발생기 회로 차단기(210, 212)외부에 위치한다. 따라서, 보조 전력은 보조 전력 변압기(206, 208)를 통해 보조 전력 무선(200)으로 전환된다. 도면은 보조 전력 모선(200)에 두 개 이상의 전압을 제공하는 로컬 분배 네트워크(220)으로부터 디젤 발생기(218) 및 공급기를 도시한다. 보조 전력 모선(200)으로부터 보조 전력의 분배는 이하에 기술된 바와같이 교류전류 분배 모선(222) 및 직류전압 분배 모선(224)를 통해 행해진다.
도 2는 4가지의 공급대안과 함께 도 1에 도시된 보조 전력 분배의 수정을 도시한다. 두 개의 공급 대안은 보조 전력 발생 및 여자(230, 232; 234, 236)에 대한 부가 고정자 권선을 가진 발생기(226, 228)을 포함한다. 도 1 및 도 2에 따른 양 실시예에 있어서, 다양한 공급대안사이의 스위칭은 보조 전력 모선(200)상의 일시적인 전압 인터럽트를 수반한다.
종래의 전기전력 플랜트에 있어서, 보조 전력은 변압기를 통해 발생기 단자로부터 취해지며, 단자전압은 25kV이하이다. 전형적인 보조 전력전압은 400V-690V, 3.3kV, 6.6kV, 6kV-10kV이다. 따라서, 발생기의 단자 전압으로부터의 전압은 보조 전력에 대한 적어도 하나의 변압기를 통해 이들 하나 이상의 개별 레벨로 변환된다.
예를들어 가열 및 조명용 보조 전력장비는 전력 시스템이 발생기 전압으로부터 보조 전력전압으로 전압을 하향 스테핑하기 위하여 적어도 하나의 로컬 전력 변압기를 포함하는 380-220V의 전압을 필요로한다. 대안적으로, 보조 전력 권선은 상기와 같은 하향 스테핑을 실행하기 위하여 전압 변압기에 배열될 수 있다. 보조 전력 발생을 위한 이들 양 대안은 보조 변압기 또는 복잡한 전력 변압기 구성중 한 형태로 보조 장비를 필요로하며, 따라서 필요한 공간을 증가시키며 전력 플랜트를 고가로 만든다.
앞서 언급된 문제는 36-800kV의 범위의 단자 전압을 전기 머신에서 두드러진다.
본 발명의 목적은 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속될 수 있는 교류전류형의 적어도 하나의 전기머신과, 필요한 보조전력이 단순한 방식으로 제공되도록 하는 보조 전력수단을 포함하는 전기전력 플랜트를 제공하는데 있다.
본 발명은 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속되도록 설계된 교류형의 적어도 하나의 전기머신과 적어도 하나의 전기 권선을 포함하는 전기전력 플랜트에 관한 것이다. 본 발명은 이러한 전기전력 플랜트의 절차에 관한 것이다.
도 1 및 도 2는 종래의 기술에 따른 전력상태의 보조 전력분배의 측량도.
도 3은 직류전압 중간링크를 통해 보조 전력 모선을 공급하는 다양한 보조 전력원을 가진 본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 일 실시예에 대한 회로도.
도 4는 보조전력을 얻기 위한 도 3의 실시예에 대한 상세도.
도 5는 본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 전기머신을 여자시키는 다른 실시예를 기술하는 도면.
도 6은 여러 병렬 공급원을 가진 경우에 보조 전력을 얻기 위한 원리를 해석한 도면.
도 7은 다른 공급원이 부가적인 2차권선을 가진 접지 변압기의 형태로 부가된 도 6의 실시예에 대한 수정을 기술한 도면.
도 8은 이전 도면에 기술된 실시예에서 전력 전자장비의 출력회로의 예를 상세한 나타낸 도면.
도 9는 보조전력이 전기머신의 전기 감속을 위해 사용될 수 있는 보조 전력 발생기에 의해 발생되는 실시예를 나타낸 도면.
도 10은 보조 전력 모선에 여러 가능한 입력을 가진 실시예를 나타낸 도면.
도 11은 여러 전압레벨로 보조 전력을 분배하는 실시예를 나타낸 도면.
도 12 및 도 13은 감속동안 보조 전력 발생기의 필드 권선의 단락회로의 두가지 예를 나타낸 도면.
도 14는 개별 보조 전력 발생기가 정적 주파수 변환기를 시동하기 위하여 사용되는 본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 실시예를 나타낸 도면.
도 15는 개별 보조 전력권선이 동기 머신의 정적 주파수 변환기를 시동하기 위해 사용되는 실시예를 나타낸 도면.
도 16은 개별 보조 전력 권선이 동기 머신의 주파수 변환기 시동을 위해 사용되며 전압 조절이 3-권선 변압기를 사용하여 실행되는 본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 실시예를 나타낸 도면.
도 17은 공통 주파수 변환기 장비를 가진 두 개의 발생기를 포함하는 실시예를 나타낸 도면.
도 18은 가변속도 발생기를 가진 본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 실시예에서 보조 전력을 분배하기 위한 원리해석을 기술하는 도면.
도 19는 본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 로터리 전기머신의 고정자를 직경방향으로 취한 개략적인 투시도.
도 20은 본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 머신에서 권선을 위해 사용되는 절연 도체에 대한 단면도.
도 21은 본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 로터리 전기 머신의 섹터에 대한 개략도.
도 22는 도 21의 반경 섹터의 한 톱니 피치에 대응하는 고정자의 섹터를 나타낸 도면.
이와같은 목적은 청구항 제 1항에서 한정하는 특징을 가지며 전술부에서 기재된 형태의 전기 전력 플랜트에 의해 달성된다.
본 발명에서 사용되는 전력 도체 또는 고전압 케이블은 가요성이 있으며 WO97/45919 및 WO97/45847에 기술된 형태를 가진다. 절연 도체 또는 케이블은 WO97/45918, 재97/45930 및 WO97/45931에 기술된다.
따라서, 본 발명에 따른 장치에서, 권선은 EPR-전연성 XLPE-케이블 또는 케이블들과 같은 전력 분배를 위해 사용되는 케이블과 유사한 고체 압출 절연성 케이블에 대응하는 형태이다. 이러한 케이블은 하나의 이상의 성분으로 이루어진 내부 도체, 도체를 둘러싸는 내부 반도체층, 이들 반도체층을 둘러싸는 고체 절연층 및 절연층을 둘러싸는 외부 반도체층을 포함한다. 이러한 케이블은 본 발명에 따른 장치에 대한 기술이 조립동안 구부러지는 케이블로부터 형성되는 권선 시스템상의 1차 권선에 기초하기 때문에 본 명세서에서 중요한 특성인 가요성을 가진다. XLPE-케이블의 가요성은 30mn 직경의 케이블에 대해 대략 20cm의 곡률반경과 80mn 직경의 케이블에 대해 대략 65cm의 곡률반경과 일치한다. 본 명세서에서, 용어 "가요성"은 권선이 케이블 직경의 4배, 바람직하게 케이블 직경의 8 내지 12배 정도의 곡률반경 이하의 가요성이다.
권선은 구부러지며 동작중에 열적 및 기계적 압력에 영향을 받을때조차 그것의 특성을 유지하도록 구성되어야 한다. 권선은 층이 본 명세서에서 서로에 대해 점착성을 유지한다는 것이 중요하다. 층의 재료특성은 특히 탄성계수 및 열팽창계수에 중요하다. XLPE-케이블에서, 절연층은 교차결합 저밀도 폴리에틸렌으로 이루어지며, 반도체층은 슈트 및 그내에 혼합된 금속입자를 가진 폴리에틸렌으로 이루어진다. 온도 영향의 결과로써 체적의 변화는 케이블의 반경의 변화로써 완전하게 흡수되며 상기 재료의 탄성과 관련한 열팽창계수사이의 작은 차이를 유발하며, 반경 팽창은 손실된 층사이의 점착성없이 발생할 수 있다.
전술한 재료 결합은 단지 예로서 고려되어야 한다. 특정 조건과 반도전성, 즉 10-1-106ohm-cm, 예를들어 1-500 ohm-cm 또는 10-200ohm-cm의 범위내의 저항성을 가진 조건을 만족하는 다른 결합은 본질적으로 본 발명의 범위내에 있다.
절연층은 예를들어, 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌(PP), 폴리부틸렌(PB) 또는 폴리메틸 펜탄(PMP)과 같은 고체 열가소성 재료, 교차결합 폴리에틸렌(XLPE)과 같은 교차결합 재료 또는 에틸렌 프로필렌 고무(EPR) 또는 실리콘 고무와 같은 고무로 이루어진다.
내부 및 외부 반도체층은 동일한 기본 재료를 가질 수 있나 슈트 또는 그내에 혼합된 금속 파우더와 같은 도전재료의 입자로 구성된다.
이들 재료의 기계적인 특성, 특히 열팽창 계수는 슈트 또는 금속 파우더가 본 발명에 필요한 도전성을 달성하는데 필요한 특성으로 혼합되는지의 여부에 의해 영향을 받는다. 절연층 및 반도체층은 동일한 열팽창계수를 가진다.
에틸렌-비닐기-아세테이트 공중합체/니트릴 고무, 부틸림프 폴리에틸렌, 에틸렌 아크릴레이트-공중합체 및 에틸렌-에틸-아크릴레이트 공중합체는 반도체층에 대해 적합한 중합체를 구성할 수 있다.
다른 형태의 재료가 다양한 층에서 베이스로써 사용될때조차, 그들의 열팽창계수가 거의 동일한 크기를 가지는 것이 바람직하다. 이는 전술한 재료의 결합을 가진 경우이다.
전술한 재료는 E〈500 MPa, 바람직하게 〈200MPa의 E-계수를 가진 매우 양호한 탄성을 가진다. 이러한 탄성은 결함 또는 다른 손상이 발생하지 않도록 그리고 층이 서로에 대해 분리되지 않도록 탄성의 반경방향으로 흡수될 층의 재료에 대한 열팽창계수사이의 임의의 최소차이에 대해 충분하다. 층의 재료는 탄성을 가지며, 층사이의 점착성은 적어도 가장 약한 재료와 동일한 크기를 가진다.
두 개의 반도체층의 도전성은 각 층을 따라 전위를 균등하게 하는데 충분하다. 외부 반도체층의 도전성은 케이블의 전기장을 포함하도록 충분히 크나 층의 수직방향으로 유도된 전류로 인한 중대한 손실을 유발하지 않도록 충분히 작다.
따라서, 각각의 두 개의 반도체층은 하나의 동일한 전위표면을 구성하며, 이들 층으로 구성된 권선은 그내의 전기장을 둘러싼다.
물론, 하나 이상의 추가 반도체층이 절연층내에 배열되는 것을 방해하지 않는다.
본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 바람직한 실시예에 따르면, 머신의 권선의 적어도 두 개의 인접층은 매우 큰 열팽창계수를 가진다. 결함형성 또는 절연층내의 결함형성에 의한 손상이 방지된다.
본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 층은 절연 도체가 구부러질때조차 서로에 대해 부착되도록 배열된다. 이는 층들이 양호하게 접촉되도록 한다.
본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 바람직한 실시예에 따르면, 보조 전력수단은 보조 전력 모선상의 전압을 일정하게 유지하기 위하여 전력 전자장비를 통해 보조전력 분배를 위한 보조 전력 모선에 접속되는 적어도 하나의 보조 전력원을 포함한다. 배터리는 그것의 전압레벨이 상기 소정레벨이하로 떨어진다면 직류전압 중간링크에 소정의 백업 전압을 공급하기 위하여 직류전압 중간링크에 접속된다. 이러한 직류전압 중간링크의 강화는 일시적인 과부하가 과부하되는 정규 공급원없이 처리되도록 한다. 따라서, 전력 전자장비는 일정 또는 가변 주파수 및 전압으로 동기/비동기식 발생기와 같은 공급원과 함께 사용될 수 있으며 2차전압에 대한 적정 레벨을 가진 변압기와 함께 사용될 수 있다. 보조 전력 모선은 다수의 병렬 공급원으로부터 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 또 다른 바람직한 실시에에 따르면, 전력 전자장비는 보조 전력 발생기로부터 보조 전력 모선으로의 전력의 흐름, 보조 전력 모선으로부터 보조 전력 발생기로의 전력의 흐름, 또는 대안적으로 다중권선 머신의 보조 전력권선으로부터 보조 전력 모선으로의 전력의 흐름 또는 보조전력 모선으로부터 다중권선 머신의 보조 전력 권선으로의 전력의 흐름을 최적으로 제어하기 위해 배열된다. 보조전력 발생을 위한 장비는 우/하향 방향으로 정지시키기 위하여 전기머신의 전기 감속도를 위해 사용될 수 있다. 이는 전기 감속도가 시작속도의 5-10%인 공지된 기술에 비해 상당한 장점을 가진다. 이러한 기계적인 제동 장비는 본 발명에 따라 요구되지 않는다.
본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 전자머신가 동기머신인 경우, 보조 전력 발생기의 필드 권선은 단락될 수 있으며 그것의 고정자측은 보조 전력 발생기가 최대 제동 토크에 대한 회전방향을 가진 비동기 머신으로써 기능을 하도록 위상위치 및 주파수를 가진 3상 전압이 제공된다. 이 비동기 동작은 머신가 정지할때까지 계속된다.
본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 보조 전력 발생기의 필드 권선은 단락될 수 있으며 적어도 하나의 고정자 권선에는 직류전압이 공급될 수 있다. 이러한 경우에, 정적 주파수 변환기 또는 다른 4분원 동작을 위한 개별 사이리스터 전류 변환기는 고정자 권선에 직류전류를 공급하기 위하여 바람직하게 배열된다.
본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 보조 전력 발생기는 주파수 적응에 적합한 극성 수로 설계된다. 보조 전력 모선은 다중 입력, 예를들어 직접 접속 입력과 다수의 주파수 변환기를 통한 입력을 가질 수 있다. 이중 입력은 모선상의 전압을 인터럽트하지 않고 다른 공급원사이에서 스위칭된다.
이하에서는 도면을 참조로하여 본 발명을 더 상세히 설명할 것이다.
도 3은 전력 네트워크에 접속된 회로 차단기(9)를 통해 40-400kV 범위의 고전압에서 모선에 직접 접속하기 위해 본 발명에 따라 구성된 발생기(2, 4, 6) 및 변압기(8)와 같은 교류전압형의 다수의 전기머신을 포함하는 본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 일실시예에 대한 회로도를 도시한다. 발생기(2)는 전력전자 장비를 통해 전형적으로 400V에 있는 보조 전력 모선에 접속하기 위한 개별 보조 전력 권선(10)을 가지도록 설계된다. 전력전자장비는 보조 전력권선(10) 및 직류전압 중간 링크(14)사이에 접속된 정류기(12)의 형태의 입력 스텝(12)을 포함한다. 직류전압 중간링크(14) 및 보조 전력 모선사이에는 인버터 및 변압기(18)의 형태인 출력 스텝(16)이 접속된다. 입력 스텝(12), 직류전압 중간링크(14) 및 출력스텝(16)은 일정한 직류전압 중간 링크를 가진 정적 주파수 변환기를 구성한다.
발생기(4)에는 변압기(2) 및 입력스텝(22)을 통해 보조 전력을 분기시키는 직류전압 중간링크(14)에 접속되는 분기단자가 제공된다.
발생기(6)는 입력 스텝(26)을 통해 직류전압 중간링크(14)에 접속되는 개별 보조 전력 발생기(24)를 구동시키기 위해 배열된다.
보조 전력원의 다른 실시예에 따르면, 접지 변압기(8)는 모선에 직접 접속되는 것으로 도시되어 있으며 보조 전력을 추출하기 위하여 부가적인 2차권선을 포함한다. 2차권선(28)은 입력 스텝(30)을 통해 직류전압 중간링크(14)에 접속된다.
배터리(32) 형태의 백업 회로는 정상동작동안 회로를 차단하는 반도체 정류기(34)와 저항기(36)를 통해 직류전압 중간 링크(14)에 접속된다. 만일 입력 스텝(12, 22, 26, 30)에 대한 정상 공급원이 일시적인 공급 과부하 그리고 일시적인 공급 중단에서 정적 주파수 변환기의 출력전압을 일정하게 유지하기 위하여 제한된다면, 백업 회로(32, 24, 26)는 직류전압 중간링크(14)상의 전압을 정전압으로 유지한다. 이는 공급원이 일시적인 과부하 또는 인터럽트에 의해 과부하되지 않도록 한다. 따라서, 백업 회로(32, 34)는 직류전압 중간 링크(14)를 강화하기 위하여 사용된다.
도 3에 도시된 직류 전압 중간링크(14)의 공급원과 같은 여러 병렬입력을 가진 시스템 솔루션에서, 부하분배 장비는 또한 포함되지 않는다.
입력에서 허용된 최대 전류에 있어서, 입력 스텝(12, 22, 26, 30)상의 출력전압 레벨, 즉 직류전압 중간 링크(14)상의 전압은 백업 회로(32, 34, 36)의 백업 전압의 레벨보다 낮다.
보조 전력 모선은 여러 병렬 입력, 즉 변압기(4) 및 직류전압 중간링크(14)로부터의 입력(16, 18)을 통해 접속된 외부 공급원 및 디젤 구동 발생기(38)를 가질 수 있다.
도 4는 부가적인 보조 전력 권선(44)을 가진 동기식 머신(42) 형태의 전기머신에 대한 실시예를 더 상세히 기술한다. 보조 전력권선(44)으로부터의 전압은 전력 전자장비의 입력 스텝(46)에서 정류된다. 전력 전자장비(48)의 직류전압 중간링크는 저항기(R1) 및 인덕턴스(L)에서 정전압 U 빼기 부하 종속전압 강하ΔURL로써 예상되는 부하 종속 전압값(ULS)을 얻는다.
직류전압 중간링크(50)는 도 3을 참조로하여 앞서 기술된 바와같이 접속된 배터리(52), 반도체 정류기(54) 및 저항기(56)의 형태로 백업 회로를 구성한다.
보조 권선(44)으로부터 공급회로(58)에서 허용된 최대 전류에서, 직류전압 중간 링크(50)상의 전압 레벨(ULS)은 백업 회로(52, 54, 56)으로부터의 백업 전압(UR)의 레벨보다 낮으며, 또한 반도체 정류기(54)에 접속된다.
백업 회로는 저항기(56)를 통해 충전되며 회로는 반도체 정류기(54)에 의해 정상동작동안 차단된다.
만일 전압 및 주파수가 일정하다면, 입력 스텝(46)은 종래의 다이오드 브리지에 의해 형성될 수 있으며 부하 종속 전압 강하 ΔURL은 저항기(R1) 및 인덕턴스(L)에 의해 달성된다. 공급전압이 레벨 및 주파수를 변화시킬 수 있는 시스템 솔루션에서, 입력 스텝(46)은 제어가능한 반도체 엘리먼트에 의해 실현되며, 직류전압 중간 링크(50)상의 전압 레벨(ULS)은 전류 제어 전압 제어에 의하여 전류동작 상황으로 조절된다. 백업 회로에서의 배터리(52)의 지속적인 충전은 종래의 충전 배터리용 장비를 사용하여 달성되며, 반도체 정류기는 백업 회로의 제어 동작을 위해 시동회로를 가진 사이리스터로 교환될 수 있다.
고조파 성분의 전압 변환 및 필터링은 도 8를 참조로하여 더 상세히 기술되는 감쇠기(60) 및 변압기(62)를 포함하는 전력 전자장비(48)의 출력 스텝에서 발생한다.
보조 전력분배는 정상 교류전압 모선(64) 및 하나 또는 두 개의 직류전압 모선(66, 68)을 포함한다. 직류전압 모선(66, 68)은 배터리(70, 72) 및 인버터(74, 76)에 의해 공급된다. 인버터(74, 76)는 교류전압 모선(64) 또는 전력 전자장비(48)의 중간 링크(50)로부터 공급될 수 있다.
도 5는 모신(4)의 여자를 위해 다른 공급원을 사용하는 도 2에 도시된 실시예와 유사한 실시예를 기술한다. 부가적인 보조 전력 권선(44)은 여자를 위한 공급원으로써 이용된다. 머신(42) 또는 공급필드의 필드 권선(74)은 여자 장비의 공급원으로부터 분리된다.
여자는 종래의 정전류 컨버터 장비, 개별 동기 머신 도는 영구자석 발생기(76) 또는 보조 전력권선(44)대신에 사용되는 보조 전력 모선(64)으로부터의 공급원에 의해 수행될 수 있다.
선택적으로, 여자는 입력 및 출력의 갈바니 분리를 가진 초퍼 접속부(78)를 사용하여 직류전압 중간링크(50)로부터 달성될 수 있다.
머신(42)의 여자를 위해 선택된 전형적인 형태의 공급원은 주로 적정 여자 강도에 따른다. 보조 전력 모선(64)으로부터의 공급은 강한 여자가 적정한 경우에 선택되지 않는다.
도 6은 보조 전력이 여려 병렬 입력(58, 78, 80)을 통해 직류전압 중간링크(50)에 공급되는 도 2 및 도 3과 유사한 실시예를 기술한다. 머신(42)의 여자를 위한 두가지 대안은 도면에 기술된 바와같이 보조 전력권선(44) 및 직류전압 중간링크(50)으로부터 기술된다. 만일 용장성이 요구되는 경우, 두 개의 대안은 여자를 위해 사용될 수 있다.
따라서, 도 6에 도시된 실시예에서, 전력전자 장비는 여러개의 병렬 입력 스텝(58, 78, 80)을 포함한다. 만일 갈바니 분리가 공급원사이에서 요구되는 경우, 변압기는 각각의 입력 스텝에 부가된다. 개별적으로, 각 입력 스텝의 전류제어 전압 조절은 하나 이상의 공급원을 보호하기 위하여 전류를 제한할 필요가 있는 경우에 요구된다. 본 실시예에서, 다양한 공급원으로부터의 입력회로는 가변 전압레벨 및 가변 주파수로 공급된다.
도 7은 도 6에 도시된 바와같이 직류전압 링크(50)에 대해 여러개의 병렬 입력을 가지는 다른 실시예를 기술하며, 이들 입력원중 하나는 부가적인 보조 권선(84)을 가진 접지 변압기(82)를 포함한다. 접지 변압기(82)의 주요 동작은 하나 이상의 병렬 발생기(42, 86, 88)의 동작동안 제 3 고주파 전류의 순환을 제거하고 외부 결함의 경우에 제로점 전류를 제한하기 위하여 시스템을 대한 인조 제로점을 접지시킨다.
도면은 변압기(82)로부터의 다른 두 개의 공급, 즉ALT1 또는 ALT2를 기술한다. ALT1에서, 공급은 직류전압 중간링크(50)를 통해 수행되며, ALT2에서 보조 전력 모선(90)은 접지 변압기(82)의 2차 권선(84)으로부터 직접 공급된다. 이 경우에, 2차 권선(84)으로부터의 전압은 보조 전력 모선(90)상의 전압에 적합해야 한다.
도 8은 수집점으로써 동작하는 직류전압 중간링크(50) 및 공급원사이에 접속된 입력 스텝을 포함하는 전력 전자장비의 주요 회로에 대한 실시예를 상세히 기술한다. 전술한 바와같이, 배터리(52), 반도체 정류기(54) 및 저항기(56)를 포함하는 백업 회로는 직류전압 중간링크(50)에 접속되며, 출력 스텝은 전압 변환 및 고조파 필터링을 위해 직류전압 중간링크(50) 및 보조 전력 모선사이에 접속된다. 공급원으로부터의 전압을 정류하기 위하여 주로 사용되는 입력 스텝과 전압을 반전시키기 위하여 사용되는 출력 스텝은 공지되어 있으며 따라서 여자서는 더 이상 설명하지 않는다.
도 9는 보조 전력 발생을 위한 장비가 머신의 전기감속을 위해 사용될 수 있는 본 발명에 따른 전기전력 플랜트의 실시예를 기술하며, 제동효과는 모두 정지시키기 위한 기능이다.
따라서, 플랜트는 무브러시 여자를 위한 전기 머신(92) 및 무브러시 여자를 위한 보조 전력 발생기(94)를 포함한다. 보조 전력 발생기(94)는 정적 주파수 변환기(96)를 통해 보조 전력 모선(98)에 접속된다. 외부원(100) 또는 디젤 발생기(102)와 같은 다른 공급원은 보조 전력 모선(98)에 접속될 수 있다.
공통회전 여자장비(104)는 머신(92) 및 보조 전력 발생기(94)의 여자를 위해 제공된다. 이러한 여자장비는 발생기(92, 94)의 필드권선(112, 114)을 제공하기 위하여 사이리스터 브리지(108, 110)와 같은 정류기 엘리먼트 및 영구자석 발생기(106)를 포함한다. 사이리스터 브리지(108, 110)는 무선통신을 위한 그자체의 유니트를 통해 정지 제어수단(116)으로부터 각각 제어된다. 각각의 통신 유니트는 제어 수단(116)에 접속된 정지 송신기 및/또는 수신기 유니트(118)와 회전 여자 장비상에 제공된 수신기 및/또는 송신기 유니트(120)를 포함한다.
도 9에서, 접속(122)은 머신(92)의 출력전압이 여자의 제어에 의해 제어될 수 있도록 머신(92) 및 제어수단(116)사이에서 표시된다. 접속(124)은 머신(92)을 단계적으로 실행하는데 필요한 네트워크 전압을 측정하기 위해 표시된다.
본 실시예에서, 보조 전력을 발생시키는 장비는 다중 4분원 동작을 위한 주파수 변환기 장비(96)를 포함하며 머신(92)의 전기 감속을 위해 사용된다. 제동효과는 보조 전력 발생기(94)의 필드 권선(114)을 단락시킴으로써, 그리고 최대 제동 토크를 위한 회전방향을 가진 비동기식 머신으로 써 기능을 하는 보조 전력 발생기(94)(동기식 머신)를 인에이블하는 위상 위치 및 주파수를 가진 3상 전압을 고정자측에 제공함으로써 달성된다. 비동기식 동작은 머신(92)이 정지를 완료할때까지 계속될 수 있다. 이는 도 12를 참조로하여 이하에서 더 상세히 설명된다.
제동효과는 도 13을 참조로하여 기술된 바와같이 보조 전력 발생기(94)의 필드 권선(114)을 단락시킴으로써 그리고 고정자 권선에 직류전류를 공급함으로써 달성될 수 있다.
보조 전력 발생기(94)가 감속을 위해 사용되는 것은 손상없이 과부하될 수 있기 때문이다.
도 10은 보조 전력 무선(126)에 대한 여러 가지 입력의 가능성에 대한 실시에를 기술한다. 외부 공급원(128) 및 디젤 발생기(130)외에, 예를들어 공통 주파수 변환기 장비(136)를 공유하는 두 개의 발생기(132, 134)는 보조 전력 발생기(132, 134)(변압기(138))를 통해 보조 전력 모선(126)에 접속할 수 있다. 따라서, 주파수 변환기(136)를 통한 공급 또는 보조 전력 발생기(132, 134)로부터의 직접 공급 뿐만아니라 다른 공급(128, 130)이 가능하다.
도 11은 여러 전압레벨을 가진 보조 전력 분배에 대한 실시예를 기술한다. 발생기(140, 142)는 6kV 레벨에 직접 접속되고, 그리고 변압기(144, 146)를 통해 부가적인 2차라인에 접속되거나, 보조 전력 모선(150)에 직접 접속되거나 또는 주파수 변환기 장비(148)를 통해 접속될 수 있다. 보조 전력 모선은 0.4kV가 걸리며, 전술한 바와같이 컨버터(152, 154)를 통해 직류전압 모선(156, 158)을 제공한다. 그러나, 다른 전압 레벨 도는 여러 전압 레벨이 또한 가능하다.
도 12는 감속 동작동안 보조 전력 발생기의 필드 권선(162)을 단락시키는 원리를 더 상세히 기술한다. 따라서, 필드 권선(162)은 두 개의 반대방향 사이리스터(168, 170)와 그들의 시동회로(172, 174)를 포함하는 사이리시터 단락회로(166)를 통해 여기 장비(164)에 접속된다. 발생기(160)의 고정자측은 머신이 최대 제동토크를 위한 회전방향으로 비동기식 머신으로써 동작하도록 위상 위치 및 주파수를 가진 교류전압을 주파수 변환기(176)를 통해 공급된다.
도 13은 발생기(160)가 사이리시터 변환기(178)로부터 고정자측상에 직류전압을 공급하는 다른 실시예를 기술한다. 제동효과가 직류전압으로 실현되는 카운터의 전류 제동이 얻어진다.
도 14는 개별 보조 전력 발생기(G2)가 스타트 모터로서 사용되는 본 발명에 따른 플랜트의 실시예를 기술한다. 보조 전력 발생기(G2)는 전력 네트워크에 직접 접속되는 전기 머신(G1)에 의해 구동된다. 보조 전력 모선(240)은 0.4kV의 전압이 걸리며 3개의 입력대안을 가지며, 즉 디젤 발생기(Gd), 변압기(T2)를 통한 외부 공급원(241)으로부터의 입력 및 전력 조절을 위한 변압기(T1)를 통해 보조 전력 모선(240)에 접속되는 개별 보조 전력 발생기(G2)를 가진다. 머신(G1)이 시동되는 순간에, 회로 차단기(CB1, CB2, CB5)는 개방된다. 저압은 공급 대안(Gd, 241)중 하나를 통해 보조 전력 모선(240)상에 공급된다. 시동과정에 대한 제 1단계의 시간동안, 회로 차단기(CB4)는 폐쇄되며 회로 차단기(CB5)는 개방된다. 이는 주파수 변환기(FC)가 보조 전력 발생기(G2)에 직접 접속되는 것을 의미한다. 시동과정의 제 2 단계에 대한 시간동안, 회로 차단기(CB4)는 개방되며 회로 차단기(CB5)는 폐쇄된다. 시동과정동안, 보조 전력 발생기(G2)의 여자 장비(EXC)는 변압기(T3)를 통해 보조 전력 모선(240)으로부터 공급된다. 머신(G1)이 모터 동작시 단계적으로 동작될 때, 스위칭은 정상의 여자에서 발생하며 전압은 머신(G1) 및 보조 전력 발생기(G2)를 통한 공급에 의해 외부 네트워크로부터 보조 전력 모선(240)상에 공급된다. 회로 차단기(CB1)는 개방되며 다른 보조 시스템은 시동될 수 있다.
도 15는 머신(G1)의 개별 보조 전력권선(242)이 시동에 사용되는 본 발명에 따른 플랜트의 또 다른 실시예를 기술한다. 도 14에 기술된 실시예와 유사한 방식으로, 보조 전력 모선(240)은 하나의 공급원이 전압조절을 위한 변압기(T1)를 통해 보조 전력 모선(240)을 제공하는 머신(G1)의 개별 보조 전력 권선(242)이다. 시동과정은 도 14에 도시된 실시예에서와 동일하며, 머신(G1)이 모터 동작시 단계적으로 실행될 때 스위칭은 여자 장비(EXC)에 의한 정상 여자에서 발생하며 전압은 모신(G1) 및 전압은 그것의 보조 전력 권선(242)을 통해 외부 네트워크로부터 보조 전력 모선(240)상에 공급된다. 동기식 머신(G1)이 단계적으로 수행될 때, 이 머신은 다음과 같은 동시 동작모드, 예를들어 공기중 또는 진공중에서 터빈 부분을 구동하는 동기식 모터 모드, 전압을 유지하는 반응 전력을 발생시키는 동기식 보상 모드 및 보조 전력 모선에 활성 및 반응성 전력을 스테핑 및 전송하는 변압기 모드를 가질 수 있다.
도 16은 3개의 권선 변압기(244)가 머신(G1)의 보조 전력 권서(242)에 접속되는 도 15의 실시예에 대한 수정을 기술한다. 보조 전력 모선(240)은 3-권선 변압기(244) 및 변압기(243)의 하나의 2차 권선을 통해 공급되며, 3-권선 변압기(244)의 다른 2차권선은 머신(G1)의 여자를 위해 사용된다. 시동과정 뿐만아니라 정상 동작은 도 15에 따른 실시예와 유사한 방식으로 실행된다.
도 17은 시동을 위한 공통 주파수 변환기 장비(FC)를 가진 두 개의 머신 또는 발생기(246, 248)를 가진 본 발명에 따른 플랜트의 또 다른 실시예를 기술한다. 각각의 발생기(246, 248)는 도 15의 실시예와 유사한 방식으로 보조 전력 모선(254)을 제공하기 위하여 부가적인 보조 전력권선(250, 252)을 포함한다. 보조 전력 시스템은 회로 차단기(CB7)와 접속되며, 보조 전력권선은 회로 차단기(CB1, CB4)를 각각 사용하여 각각의 보조 전력 모선(254)으로부터 분리될 수 있다. 도면은 결합부(C1, C2)를 통해 머신(246, 248)에 접속된 터빈부(ST1, ST2)를 도시한다. 도 17에 도시된 실시예의 기능은 도 15에 도시된 실시예의 기능과 동일하다.
도 18은 플랜트의 머신(256, 258)의 속도가 변할 때 보조 전력분배에 대한 또 다른 원리를 기술한다. 전압은 4개의 다른 입력 루트를 통해, 즉 머신(256, 258)로부터 또는 디젤 발생기(260)로부터 또는 외부 공급원(262)으로부터 스테이션 레벨로 보조 전력 분배부상에 공급된다. 하나의 머신(258)의 시동시, 전압은 스테이션 레벨을 위한 보조 전압 분배부를 통해 머신(258)에 대한 보조 전력 분배부상에 일시적으로 제공되며, 머신(258)으로부터의 정상입력은 전압 공급전에 개방된다. 시동후 그리고 전압 설정후, 스위칭은 정상 여자에서 발생한다. 즉, 머신(258)은 그 자체의 보조 힘을 발생시킨다. 일정 속도는 집적 모터(264)를 사용하여 공급 네트워크의 전압 및 주파수의 편차 및 펌프 구동을 위해 유지된다. 직류전압 및 교류전압 분배 모선은 전술한 바와같이 스테이션 레벨에서 보조 전력 분배부에 접속된다. 우선순위가 제공되는 다른 전압 분배 모선은 전술한 바와같이, 직류전압 중간링크(270) 및 배터리 백업(272)에 의해 주파수 변환기(266, 268)를 통해 제공된다.
전술한 실시예의 여러 수정은 본 발명의 범위내에서 행해질 수 있다. 따라서, 보조 전력 발생기 및 머신은 다이오드 정류기를 가진 정적 엑사이터 또는 무브러시 엑사이터에 의해 여자될 수 있다. 더욱이, 보조 전력 발생기 및 보조 전력 모선사이의 적응 및 결합은 여러 다른 방식으로 실행될 수 있다. 시동방법 및 원리는 플랜트마다 변화하며, 주파수 변환기는 개별 공급원으로부터, 가능하면 개별 디젤 발생기로부터 시동을 공급될 수 있다.
보조 전력 발생기의 도체 및 다른 장비는 전기 제동 뿐만아니라 머신의 주파수 변환기 시동을 위해 사용될 수 있다.
도 19는 본 발명에 따른 플랜트에 포함된 형태의 전기 교류전류 머신의 일부분을 도시한다. 회전자는 고정자(1)의 구성을 더 상세히 나타내기 위하여 제거되었다. 고정자(1)의 주요부분은 고정자 프레임(15), 고정자 톱니(27)를 가지는 고정자 코어(3), 및 외부 백 부분(5)을 한정하는 고정자 백이다. 고정자는 절연된 도체로 형성되고 공간(7)에 배치되며, 도 21에 도시된 바와같이 개별 고정자 톱니(27)사이에 형성되는 자전거 체인 형상을 가지는 슬롯으로 형성되는 고정자 권선을 포함한다. 도 21에서, 고정자 권선(29)은 그것의 도체에 의해 표시된다. 도 19로부터 명백한 바와같이, 고정자 권선(29)은 각각의 고정자(1)측상의 코일-엔드 패키지(31)를 형성한다. 도 21은 절연된 도체가 고정자의 반경 위치에 따라 여러 크기로 스테핑되는 것을 도시하고 있다.
큰 종래의 머신에서, 고정자 프레임(25)은 용접된 강판 구성으로 이루어진다. 큰 머신에서, 적층 코어라 불리는 고정자 코어(3)는 구획을 형성하는 5mn 관통 닥트에 의해 서로부터 분리된 대략 50mn의 축 길이를 가진 스택으로 분할된 0.35mn 판으로 만들어진다. 그러나, 관통 닥트는 본 발명에 따른 플랜트에 포함된 형태의 머신으로 제거된다. 큰 머신에서, 각 적층 스택의 구성은 제 1 층과 함께 적정 크기의 펀칭된 판 세그먼트(9)를 적층하고, 고정자 코어(3)의 완전한 판형상 부분을 구성하기 위하여 각각의 층을 교차방식으로 배치함으로써 달성된다. 상기 부분은 도시되지 않은 압축링, 압축 핑거 또는 압축 세그먼트에 대해 압축된 압축 몸체(33)에 의해 유지된다. 단지 두 개의 압축 몸체만이 도 19에 도시되었다.
도 20은 본 발명에 따른 플랜트의 머신 또는 머신들의 권선에 사용하기 위한 절연 도체에 대한 단면도를 도시한다. 절연 도체(11)는 원형 단면을 가지며 예를들어 구리(Cu)로 이루어진 다수의 스트랜드(35)를 포함한다. 이들 스트랜드(35)는 절연 도체(11)의 중간에 배열된다. 제 1 반도체층(13)은 스트랜드(35)의 주변에 배열된다. 제 2 반도체층(15)은 절연층(37) 둘레에 배열된다. 절연된 도체는 가용성을 가지며 그것의 사용수명동안 그것의 특성을 유지한다. 상기 3개의 층은 절연 도체가 구부러질때조차 그들이 서로 부착되도록 구성된다. 절연된 도체는 20-250mm의 직경과 간격 80-3000mm2의 도전영역을 가진다.
도 21은 고정자(1)의 세그먼트(9)를 가지는 머신의 방사 섹터와 머신의 회전자(17)상의 회전자 폴(39)을 개략적으로 도시한다. 고정자 권선(29)은 개별 고정자 톱니(27)사이에 형성된 자전거 체인형상의 공간(7)에 배열된다. 각각의 고정자 톱니(27)는 외부 백 부분(5)으로부터 내부쪽 방사상으로 연장된다.
도 22는 슬롯(7)내에 고정자 권선(29)을 가진 도 21의 방사 섹터의 하나의 톱니 피치에 대응하는 섹터를 도시하며, 방사 섹터는 방사방향으로 볼 때 가장 작은 직경을 가진 내부 스텝과 방사방향으로 볼 때 가장 큰 직경을 가진 외부 스텝을 가진 3개의 스텝으로 이루어진다. 각각의 스텝은 4개의 권선 턴을 포함한다. 슬롯(7)은 그것의 최외부에서 하부(41)를 가지며 그것의 최내부에서 상부(21)를 포함한다. 도 22의 실시예는 보조 전력 권선(42)이 감기는 슬롯의 하부(41)와 관련하여 배치된 채널(23)에 배열된 보조 전력 권선(43)을 기술한다. 더욱이, 보조 전력권선(43)을 가진 채널(23)은 고정자 권선(29)과 관련하여 방사상으로 배치된다. 완전한 보조 전력 권선은 적정 수의 권선 턴이 적정 보조 전력 전압에 따라 얻어지도록 슬롯의 하부(20)에서 채널(23)을 가진 적정 수의 슬롯(7)에 의해 얻어진다. 도 22에 도시된 위치는 권선의 조립체에 관련하여 장점을 제공한다. 이러한 위치는 부가적인 권선에서 낮은 손실을 야기하며 주요 권선에 대한 누설 반응이 증가하지 않도록 한다. 보조 전력 권선은 주권선과 동일한 방식으로 구성되나 낮은 단자 전압을 제공하는 적은 턴을 가진다. 보조 전력 권선으로부터 출력된 전력은 1kW 또는 머신의 전체 출력의 약 25%까지의 크기를 가진다. 따라서, 보조 전력 권선은 전력과 관련하여 적은 권선을 가지며 슬롯(7)의 하부에 배치된다.
스테이션 요구에 대한 보조 전력전압은 임의의 값, 예를들어 400V-690V-3kV, 3kV-6.6kV 또는 10kV로 결정된다. 그러나, 발생기 구성의 주요 설계의 파라미터에 따르면, 이들 특정 전압 레벨을 얻는 것이 불가능하며, 보조 전력 권선은 이들 값으로의 변환이 매우 단순 변압기로 실행될 수 있도록 이들 값에 가능한 근접하게하는 크기를 가진다.
도 22에 도시된 보조 전력 권선의 실시예는 권선의 위치의 단지 하나의 가능한 솔루션을 구성한다. 권선은 슬롯의 상부(21)에 도는 슬롯을 따라 배치될 수 있다. 슬롯은 하나 이상의 권선 턴을 가진다. 모든 슬롯이 보조 전력 권선을 권선을 가지는 것은 아니다. 모든 제 2 슬롯대신에, 제 3 슬롯은 권선을 포함한다. 따라서, 실시예의 다른 수정은 발생기의 설계 파라미터와 스테이션 요구에 적합한 보조 전력 전압에 따라 본 발명의 범위내에서 선택될 수 있다. 모든 실시예의 공통 분모는 발생기가 고전압형의 고정자 권선을 가지며 보조 전력 권선이 슬롯에 근접하게 배치된 다는 것이다. 슬롯에 근접 또는 슬롯 내에 근접한다는 것은 슬롯 공간(7)이 보조 전력 권선(43)에 대한 채널(23)과 통신한다는 것을 의미한다.
따라서, 고정자는 전술한 형태의 고체 절연 도체로 이루어진 보조 전력 권선으로써 동작하는 적어도 하나의 시스템을 포함하며, 충분한 자속을 링크시켜서 유도된 전압이 분배 또는 전송 네트워크로의 직류접속에 적합하도록, 전형적으로 36kV-800kV이도록 배열된다.

Claims (60)

  1. 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속되도록 설계되고 적어도 하나의 전기 권선을 가지는 교류전류형의 적어도 하나의 전기 머신(2, 4, 6, 8)을 포함하는 전기전력 플랜트에 있어서,
    상기 머신(2, 4, 6, 8)의 권선은 적어도 하나의 전기도체(35)와, 상기 도체를 둘러싸며 반도체 특성을 가진 제 1층(13)과, 상기 제 1층(13)을 둘러싸는 고체 절연층(37)과, 상기 절연층을 둘러싸며 반도체 특성을 가지는 제 2층(15)을 포함하며;
    보조 전력수단(10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40)은 필수적인 보조 전력을 제공하기 위하여 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 1층의 전위는 상기 도체의 전위와 거의 동일한 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 2층은 상기 도체를 둘러싸는 거의 등전위면을 형성하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제 2층은 소정 전위에 접속되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 소정 전위는 접지 전위인 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  6. 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 머신의 권선의 적어도 두 개의 인접층은 큰 열팽창계수를 가지는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  7. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 도체는 다수의 스트랜드를 포함하며, 상기 다수의 스트랜드중 적어도 일부는 서로 전기적으로 접촉되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  8. 제 1항 내지 제 7항중 어느 한 항에 있어서, 상기 각각의 3개의 층은 그것의 전체 접촉표면을 따라 인접층에 견고하게 결합되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  9. 제 1항 내지 제 8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 층들은 상기 절연 도체가 구부러질 때 조차 서로에 부착되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  10. 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속되도록 설계되며 적어도 하나의 자기코어 및 적어도 하나의 전기 권선을 포함하는 교류전류형의 적어도 하나의 전기 머신을 포함하는 전기전력 플랜트에 있어서,
    상기 권선은 하나 이상의 전류이송 도체를 포함하는 케이블로 형성되며, 상기 도체는 다수의 스트랜드, 상기 각 도체 둘레에 제공된 내부 반도체층, 상기 내부 반도체층 둘레에 제공된 고체 절연재료층 및 상기 절연층 둘레에 제공된 외부 반도체층을 포함하며, 보조전력수단은 필수적인 보조전력을 제공하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 케이블은 외장을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  12. 제 1항 내지 제 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 머신은 로터리 전기 머신이며, 상기 고정자는 다른 전압을 위해 설계된 적어도 두 개의 권선을 가지며, 상기 권선중 하나는 보조 전력을 발생시키기 위하여 보조 전력권선으로써 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 보조전력 권선은 적어도 하나의 전기 도체와, 상기 도체를 둘러싸고 반도체 특성을 가지는 제 1층과, 상기 제 1층을 둘러싸는 고체 절연층과, 상기 절연층을 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 2층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  14. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 하나의 고정자 권선(6)은 36kV-800kV의 범위의 전압을 위한 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  15. 제 12항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전력권선(22)은 다음과 같은 개별 전압 범위, 즉 380-420V, 650-725V, 3.1-3.5kV, 6.2-7.0kV 또는 9.5-10.5kV 중 한 범위내의 전압을 공급하기 위한 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  16. 제 12항 내지 제 14항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전력권선(22)은 다음과 같은 개별 전압범위, 즉 380-420V, 650-725V, 3.1-3.5kV, 6.2-7.0kV 또는 9.5-10.5kV중 하나의 범위내의 전압으로 변환될 전압을 공급하기 위한 크기를 가지는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  17. 제 12항 내지 제 16항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전력권선(22)은 3상 권선인 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  18. 제 12항 내지 제 17항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전력 권선(22)은 두 개의 인접 고정자 톱니(4)사이에 형성된 슬롯(7)의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 보조 전력권선(22)은 상기 고정자 권선(6)에 대하여 방사방향으로 향한 고정자(1)내의 부가적인 권선공간(23)내에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  20. 제 18항 또는 제 19항에 있어서, 상기 보조 전력권선(22)은 상기 고정자(1)의 모든 슬롯(7)에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  21. 제 1항 내지 제 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 머신은 발생기이며, 상기 보조 전력수단은 보조 전력원이 형성되도록 보조 전력을 분기하기 위하여 상기 발생기상에 배치된 분기 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  22. 제 1항 내지 제 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전력수단은 상기 전기 머신에 의해 구동되는 동기식 머신 또는 영구자석 발생기와 같은 개별 보조 전력 발생기를 보조 전력원으로써 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 보조 전력발생기는 적어도 하나의 권선을 포함하며, 상기 권선은 적어도 하나의 전기 도체, 상기 도체를 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 1층, 상기 제 1층을 둘러싸는 고체 절연층 및 상기 절연층을 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 2층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  24. 제 1항 내지 제 11항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전력수단은 여러 발생기에 대한 모선에 접속된 접지 변환기의 부가적인 2차 권선을 보조 전력원으로써 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  25. 제 1항 내지 제 11항중 어느 한 항에 있어서, 여러 발생기에 대한 모선에 접속된 접지 변환기의 상기 권선중 적어도 하나는 보조 전력을 추출하기 위한 분기 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  26. 제 24항 또는 제 25항에 있어서, 변환기 권선중 적어도 하나의 권선은 적어도 하나의 전기 도체, 상기 도체를 둘러싸고 반도체 특성을 가지는 제 1층, 상기 제 1층을 둘러싸는 고체 절연층, 및 상기 절연층을 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 2층을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  27. 제 1항 내지 제 26항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전력수단은 상기 보조 전력 모선 접촉부상의 전압을 유지하기 위하여 전력 전자장비를 통해 보조전력의 분배를 위한 보조 전력 모선에 접속되는 적어도 하나의 보조 전력원을 포함하며, 상기 전력 전자장비는 백업 전압이 필요한 경우 접속될 수 있는 직류전압 중간링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  28. 제 27항에 있어서, 배터리는 그것의 전압레벨이 상기 소정 레벨이하로 떨어지는 경우 상기 직류전압 중간링크에 소정의 백업 전압을 공급하기 위하여 상기 직류전압 중간 링크에 접속되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  29. 제 27항 또는 제 28항에 있어서, 상기 전력전자장비는 상기 전력 전자장비내의 중간링크상에 직류전압을 발생시키기 위하여 상기 보조 전압원으로부터 얻어진 교류전압을 정류하는 입력 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  30. 제 29항에 있어서, 상기 입력 스테이지는 다이오드 브리지를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  31. 제 29항에 있어서, 상기 전력 전자장비에 포함된 상기 입력 스테이지 및 출력 스테이지는 각각 컨버터 장비를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  32. 제 29항에 있어서, 상기 입력 스테이지는 직류 전압을 부하 종속 전압레벨로 상기 중간 링크상에 발생시키도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  33. 제 32항에 있어서, 상기 입력 스테이지는 부하 종속 전압을 강하시키기 위하여 저항기 및 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  34. 제 33항에 있어서, 상기 입력 스테이지는 최대 허용전류가 공급될 때 직류 전압 중간링크상의 전압이 상기 백업 전압 이하로 떨어지도록 설계되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  35. 제 27항 내지 제 34항중 어느 한 항에 있어서, 보조 전력을 발생시키기 위하여 부가적인 권선을 가진 다수의 발생기는 상기 보조 전자장비에서 그 자체의 입력 스테이지를 통해 상기 직류전압 중간 링크에 각각 병렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  36. 제 27항 내지 제 35항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전력 모선은 디젤 엔진에 의해 구동되는 외부 공급원 또는 발생기와 같은 추가 공급원으로부터 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  37. 제 27항 내지 제 36항중 어느 한 항에 있어서, 보조 전력을 분배하기 위한 적어도 하나의 직류전압 모선 및 적어도 하나의 교류전압 모선은 컨버터를 통해 배터리로부터 그리고 상기 보조 전력모선으로부터 또는 상기 전력 전자장비의 중간링크로부터 공급되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  38. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 로터리 전기머신은 상기 보조 전력권선으로부터 여자되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  39. 제 27항 내지 제 37항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 머신은 초퍼 회로에 의해 여자되도록 배열되며, 상기 입력 및 출력은 갈바니방식으로 분리되며 상기 입력은 상기 직류전압 중간링크에 접속되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  40. 제 22항 또는 제 23항에 있어서, 상기 보조전력 발생기는 보조 전력 모선에 접속되며, 공급 네트워크의 전압 및/또는 주파수에서 편차가 발생할 때 상기 보조 전력 발생기의 속도를 일정하게 유지하기 위하여 집적 모터가 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  41. 제 22항 또는 제 23항에 있어서, 상기 전력 전자장비는 보조 전력 발생기로부터 보조 전력 모선으로 또는 보조 전력 모선으로부터 보조 전력 발생기로의 전력의 흐름을 최적으로 제어하기 위하여 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  42. 제 41항에 있어서, 상기 전기 머신은 동기식 머신이며, 상기 보조 전력 발생기의 필드 권선은 단락될 수 있으며, 상기 전력 발생기의 고정자측에는 상기 보조 전력 발생기가 최대 제동토크를 위한 회전방향을 가진 비동기식 머신으로써 기능을 하도록 위상 위치 및 주파수를 가진 3상 전압이 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  43. 제 41항에 있어서, 상기 전기 머신은 동기식 머신이며, 상기 보조 전력 발생기의 필드 권선은 단락될 수 있으며, 상기 보조 전력 발생기의 적어도 하나의 고정자 권선에는 직류전류가 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  44. 제 43항에 있어서, 단일 4원분원 동작을 위한 주파수 변환기 또는 개별 사이리스터 전류 변환기는 상기 보조 전력 발생기의 적어도 하나의 고정자에 직류전류를 공급하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  45. 제 41항 내지 제 44항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전력 발생기는 주파수 적응에 적합한 극성 수로 설계되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  46. 제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 전력 전자장비는 상기 보조 전력권선으로부터 상기 보조 전력 모선으로 또는 상기 보조 전력 모선으로부터 상기 보조 권선으로의 전력의 흐름을 최적으로 제어하기 위하여 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  47. 제 46항에 있어서, 상기 전기 머신은 동기식 머신이며, 상기 머신의 필드 권선은 단락될 수 있으며, 상기 보조 권선에는 상기 동기식 머신이 최대 제동 토크를 위한 회전방향을 가진 비동기식 머신으로써 기능을 하도록 위상 위치 및 주파수를 가진 3상 전압이 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  48. 제 46항에 있어서, 상기 전기 머신은 동기 머신이며, 상기 머신의 필드 권선은 단락될 수 있으며, 상기 보조 권선중 적어도 하나의 권선에는 직류전류가 공급될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  49. 제 46항에 있어서, 상기 전기 머신은 동기식 머신이며, 단일 4원분 동작을 위한 주파수 변환기 또는 개별 사이리스터 전류 컨버터는 상기 머신의 보조 전력권선에 직류전류를 공급하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  50. 제 27항 내지 제 37항에 있어서, 상기 전기 머신은 개별적으로 구동되는 보조 전력 발생기로부터 여자되도록 배열되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  51. 제 17항 내지 제 21항, 제 22항 또는 제 23항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보조 전력권선을 가진 보조 전력 발생기 또는 발생기는 보조 전력 모선에 접속되며, 상기 집적 모터에는 실제 부하가 접속되며, 상기 공급 네트워크의 전압 및/또는 주파수에서 편차가 발생할 때 속도가 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  52. 제 1항 내지 제 24항중 어느 한 항에 있어서, 보조 전력 모선에 접속되는 보조 전력 권선을 가진 머신은 3가지 동시 동작 모드, 즉 공기 또는 진공중에 터빈 부분을 구동시키는 동기식 모터 모드, 상기 외부 네트워크상의 전압을 유지하기 위하여 반응성 전력을 발생시키는 동기식 보상 모드 및 상기 보조 전력 모선에 전력을 전달하는 변압기 모드에서 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  53. 제 1항 내지 제 24항중 어느 한 항에 있어서, 보조 전력 모선에 접속되는 개별 보조 전력 발생기를 가진 머신은 3가지 동시 동작 모드, 즉 공기 또는 진공중에 터빈 부분을 구동시키는 동기식 모터 모드, 상기 외부 네트워크상의 전압을 유지하기 위하여 반응성 전력을 발생시키는 동기식 보상 모드 및 상기 보조 전력 모선에 전력을 전달하는 변압기 모드에서 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기전력 플랜트.
  54. 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속되도록 설계되고 적어도 하나의 전기권선을 포함하는 교류전류형의 적어도 하나의 로터리 전기 머신(2, 4, 6, 8)을 포함하는 전기전력 플랜트를 실행하기 위한 방법에 있어서,
    상기 머신(2, 4, 6, 8)의 권선은 적어도 하나의 전기 도체(35), 상기 도체를 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 1층(13), 상기 제 1층을 둘러싸는 고체 절연층(37) 및 상기 절연층을 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 2층(15)을 포함하며, 상기 보조 전력은 부가적인 권선에 의해 상기 고정자상에 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속되도록 설계되고 적어도 하나의 전기권선을 포함하는 발생기 형태인 교류전류형의 적어도 하나의 전기 머신(2, 4, 6, 8)을 포함하는 전기 전력 플랜트를 실행하는 방법에 있어서,
    상기 머신(2, 4, 6, 8)의 권선은 적어도 하나의 전기 도체(35), 상기 도체를 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 1층(13), 상기 제 1층을 둘러싸는 고체 절연층(37) 및 상기 절연층을 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 2층(15)을 포함하며, 상기 보조 전력은 발생기 권선상의 분기 단자로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속되도록 설계되고 적어도 하나의 전기권선을 포함하는 교류전류형의 적어도 하나의 전기 머신(2, 4, 6, 8)을 포함하는 전기 전력 플랜트를 실행하는 방법에 있어서,
    상기 머신(2, 4, 6, 8)의 권선은 적어도 하나의 전기 도체(35), 상기 도체를 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 1층(13), 상기 제 1층을 둘러싸는 고체 절연층(37) 및 상기 절연층을 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 2층(15)을 포함하며, 개별 보조 전력 발생기는 전기 머신에 의해 구동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속되도록 설계되고 적어도 하나의 전기권선 및 여러 발생기를 위한 모선에 접속된 접지 변환기를 포함하는 교류전류형의 적어도 하나의 전기 머신(2, 4, 6, 8)을 포함하는 전기 전력 플랜트를 실행하는 방법에 있어서,
    상기 머신(2, 4, 6, 8)의 권선은 적어도 하나의 전기 도체(35), 상기 도체를 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 1층(13), 상기 제 1층을 둘러싸는 고체 절연층(37) 및 상기 절연층을 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 2층(15)을 포함하며, 보조 전력은 상기 접지 변환기의 부가적인 2차권선으로부터 추출되는 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속되도록 설계되고 적어도 하나의 전기권선 및 여러 발생기를 위한 모선에 접속된 접지 변환기를 포함하는 교류전류형의 적어도 하나의 전기 머신(2, 4, 6, 8)을 포함하는 전기 전력 플랜트를 실행하는 방법에 있어서,
    상기 머신(2, 4, 6, 8)의 권선은 적어도 하나의 전기 도체(35), 상기 도체를 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 1층(13), 상기 제 1층을 둘러싸는 고체 절연층(37) 및 상기 절연층을 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 2층(15)을 포함하며, 보조 전력은 변환기 권선의 분기 단자로부터 분기되는 것을 특징으로 하는 방법.
  59. 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속되도록 설계되고 적어도 하나의 전기권선 및 보조 전력 모선에 접속된 보조 전력 발생기를 포함하는 교류전류형의 적어도 하나의 로터리 전기머신(2, 4, 6, 8)을 포함하는 전기 전력 플랜트를 실행하는 방법에 있어서,
    상기 머신(2, 4, 6, 8)의 권선은 적어도 하나의 전기 도체(35), 상기 도체를 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 1층(13), 상기 제 1층을 둘러싸는 고체 절연층(37) 및 상기 절연층을 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 2층(15)을 포함하며, 전력의 흐름은 보조 전력 발생기로부터 보조 전력 모선으로 또는 보조 전력 모선으로부터 보조 전력 발생기로 최적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 방법.
  60. 분배 또는 전송 네트워크에 직접 접속되도록 설계되고 적어도 하나의 전기권선을 포함하는 적어도 하나의 동기 전기 머신(2, 4, 6, 8)을 포함하는 전기 전력 플랜트를 실행하는 방법에 있어서,
    상기 머신(2, 4, 6, 8)의 권선은 적어도 하나의 전기 도체(35), 상기 도체를 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 1층(13), 상기 제 1층을 둘러싸는 고체 절연층(37) 및 상기 절연층을 둘러싸고 반도체 특성을 가진 제 2층(15)을 포함하며, 상기 모선의 필드 권선은 단락되며, 상기 머신의 보조 권선에는 상기 머신이 최대 제동 토크를 위한 회전방향을 가진 비동기 머신으로써 기능을 하도록 위상 위치 및 주파수를 가진 3상 전압이 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
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