KR20220062671A - 변압기 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변압기 장치 (10) 에 관한 것이고, 유효 및/또는 무효 전력은 전류 레귤레이터 (20) 및 전압 레귤레이터부 (16) 를 사용하여 교류 링크 (ACL) 에 주입될 수 있고, 전류 레귤레이터가 병렬로 접속되어 있는 적어도 하나의 권선은 적어도 하나의 3차 권선 (12TA, 12TB, 12TC, 12TD, 12TE; 12T) 이고, 전류 레귤레이터는 다수의 전류 레귤레이터 섹션들 (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) 을 포함하고, 섹션들 각각은 대응하는 dc 링크 (DCL) 를 통하여 전압 레귤레이터부 (16) 의 대응하는 전압 레귤레이터 섹션 (16A, 16B, 16C, 16D) 에 접속된다.

Description

변압기 장치
본 발명은 전력 애플리케이션을 위한 변압기 장치에 관한 것이다.
변압기들은 전력 애플리케이션들, 이를 테면, 전력 전송, 전력 분배 및 전력 생성에서 중요한 장비이다. 종종, 변압기로부터 출력된 유효 전력을 조정하는 필요성이 또한 존재한다.
변압기의 출력 전력을 조정하는 하나의 방법은 DE 199933811 에 개시되어 있으며, 여기서, 컨버터 세트업은 로드 플로우 제어에 사용되며, 이 세트업은 변압기의 2차 권선에 접속된 제 1 컨버터 및 2차 권선과 직렬로 접속되는 제 2 컨버터를 갖고, 2 개의 컨버터들은 변압기에 의해 출력되는 유효 전력을 조정하기 위하여 제어된다.
CN 109038691 은 가상 관성에 기초한 하이브리드 전력 전자 변압기의 주파수 및 전압 조정 제어 전략을 개시한다. 주회로 토폴로지는 전력 품질 제어를 목적으로 하는, 분배 네트워크 다중-권선 변압기, 직렬-병렬 백-투-백 컨버터, 필터 및 정적 스위치를 포함한다.
US 2017/077746 은 1차 권선, 2차 권선 및 3차 권선을 갖는 변압기를 포함한 UPS (uninterruptible power supply) 를 개시한다. UPS 는 또한, 2차 권선에 커플링된 정류기 및 정류기의 출력에 커플링된 인버터를 포함한다.
추가적으로, 다른 기능성, 이를 테면, 전류 인터럽션 또는 제한 기능성과 변압기를 결합하는 것이 추가적인 관심의 대상이다.
그러나, 특히, 전류 인터럽션 또는 제한과 전력 플로우 제어를 결합하는 것과 관련한 분야에서의 개선을 위한 여지가 여전히 존재한다.
이에 따라 본 발명의 일 목적은 전류 인터럽션 또는 제한과 전력 플로우 제어를 결합가능한 변압기 장치를 제공하는 것이다.
이 목적은 제 1 양태에 따라, 변압기 장치를 통하여 실현되며, 장치는 1차 및 2차 권선을 갖는 변압기, 전류 레귤레이터 및 전압 레귤레이터 부와 회로 브레이커부를 포함하는 출력 처리 모듈을 포함하고, 여기서, 출력 처리 모듈은 2차 권선에 접속되고 교류 링크를 통하여 이 2차 권선과 로드 사이에 직렬로 접속가능하다. 전류 레귤레이터는 1차 권선에 자기적으로 커플링된 적어도 하나의 권선과 병렬로 접속된다. 전류 레귤레이터는 또한, 적어도 하나의 직류 링크를 통하여 출력 처리 모듈의 전압 레귤레이터부에 접속되어, 유효 및/또는 무효 전력은 전류 레귤레이터 및 전압 레귤레이터부를 사용하여 교류 링크에 주입될 수도 있다. 전류 레귤레이터가 접속되는 적어도 하나의 권선은 적어도 하나의 3차 권선이다. 전류 레귤레이터는 다수의 전류 레귤레이터 섹션들을 포함할 수도 있고, 각각은 대응하는 dc 링크를 통하여 전압 레귤레이터부의 대응하는 전압 레귤레이터 섹션에 대응한다. 전류 레귤레이터는 이에 의해 3차 권선일 수도 있는 적어도 하나의 권선과 병렬로 접속될 수도 있다. 전류 레귤레이터는 보다 특히, 이러한 3차 권선 각각과 병렬로 접속될 수도 있다. 하나의 양태에 따르면, 각각의 전류 레귤레이터 섹션은 대응하는 3차 권선과 병렬로 접속된다. 다른 양태에 따르면, 모든 전류 레귤레이터 섹션들은 동일한 3차 권선과 병렬로 접속된다.
출력 처리 모듈은 2차 권선의 제 1 단부에 접속될 수도 있고, 2차 권선의 제 1 단부와 로드의 제 1 단부 사이에 접속가능하다. 이에 의해, 출력 처리 모듈은 2차 권선의 제 2 단부에 대한 접속이 없다.
전류 레귤레이터가 병렬로 접속되는 적어도 하나의 권선은 2차 권선일 수도 있다. 전류 레귤레이터는 이에 의해 2차 권선일 수도 있는 하나의 권선과 병렬로 접속될 수도 있다.
출력 처리 모듈은 2차 권선에 접속된 스위칭 블록들의 체인 링크를 포함할 수도 있고, 스위칭 블록들은 전압 레귤레이터부를 형성하는 전압 기여 블록들의 제 1 세트, 및 회로 브레이커부를 형성하는 회로 브레이커 블록들의 제 2 세트를 포함하고, 전압 기여 블록들의 제 1 세트는 변압기에 의해 출력된 전압에 오프셋 전압을 추가하도록 구성되고 회로 브레이커 블록들의 제 2 세트는 체인 링크를 통하여 흐르는 전류를 인터럽트 또는 제한하도록 구성된다.
전압 기여 블록은 바이폴라 전압 기여 능력을 갖는 전압 기여 블록일 수도 있다. 이는 따라서 2 개의 상이한 극성들을 갖는 전압 기여를 제공할 수도 있다. 이는 풀-브리지 전압 기여 블록을 사용하여 행해질 수도 있다. 전압 기여 블록은 예를 들어, 커패시터의 형태로 된 제 1 에너지 저장 엘리먼트를 추가적으로 포함할 수도 있다.
전압 기여 블록들의 제 1 세트는 로드 전류에 대한 페이즈 각도에서 응의 또는 양의 전압 기여를 제공하도록 제어가능할 수도 있다. 페이즈 각도는 ±π/2 의 페이즈 각도일 수도 있다. 대안으로서, 페이즈 각도는 범위 0 - ±π/의 범위의 페이즈 각도일 수도 있다.
전압 기여도는 변압기에 의해 출력되는 전압의 분율, 예를 들어, 변압기의 2차 권선에서 전압의 분율일 수 있다. 분율은 상한값을 가질 수도 있다. 분율은 변압기에 의해 출력되는 전압의 최대 30% 일 수도 있다. 그러나, 분율은 또한 이를 테면, 최대 20%, 15% 또는 심지어 10% 더 낮을 수도 있다.
전압 기여 블록들의 제 1 세트는 추가적으로, 변압기에 의해 출력되는 전압에서 고조파 및/또는 플리커를 조정하도록 제어가능할 수도 있다.
회로 브레이크 블록의 제 2 세트는 이어서, 결함의 검출에 기초하여 체인 링크를 통한 전류를 인터럽트 또는 제한하도록 제어가능할 수도 있다.
블록들의 적어도 일부분은 추가적으로 셀들로 그룹화될 수도 있고, 각각의 셀은 적어도 하나의 전압 기여 블록 및 적어도 하나의 회로 브레이크 블록을 포함한다.
체인 링크에 사용된 다수의 전압 기여 블록들은 전압 기여도의 원하는 전압 범위가 대응하는 변압기 권선 양단에 걸친 전압으로 이루어지도록 선택될 수도 있다. 다수의 회로 브레이커 블록들은 이어서, 원하는 전류 인터럽트 또는 제한 레벨을 실현하도록 선택될 수도 있다.
변압기 장치는 추가적으로 전류 레귤레이터, 전압 레귤레이터부 및 회로 브레이커부를 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하고, 이 제어는 이들 엔티티들에서의 스위치들의 제어일 수 있다.
본 발명은 다수의 이점들을 갖는다. 이는 ac 링크로 또는 이 링크로부터 유효 전력 및 무효 전력의 주입 및 회수를 허용한다. 이는 텝 체인저의 사용없이 또는 보다 간단한 탭 체인저 실현에서 전압 변화를 제공하는 것을 가능하게 하기 때문에 콤팩트 디바이스로 전류 인터럽션 또는 제한과 결합한다. 다수의 추가의 기능들, 이를 테면, 임피던스 매칭 및 고조파 및 플리커 조정이 또한 용이하게 구현될 수도 있다.
본 발명은 첨부 도면들을 참조하여 다음에서 설명될 것이다.
도 1 은 변압기, 전류 제어기, 전압 레귤레이터부와 회로 브레이커부를 포함하는 출력 처리 모듈, 및 전류 제어기, 전압 레귤레이터부 및 회로 브레이커부를 제어하는 제어 유닛을 포함하는 변압기 장치의 제 1 변형예를 개략적으로 도시한다.
도 2 는 변압기 장치의 제 2 변형예를 개략적으로 도시한다.
도 3 은 변압기 장치의 제 3 변형예를 개략적으로 도시한다.
도 4 는 변압기 장치의 제 4 변형예를 개략적으로 도시한다.
도 5 는 전압 레귤레이터부에 그리고 또한 선택적으로 전류 레귤레이터에 사용된 스위칭 블록의 제 1 유형을 개략적으로 도시한다.
도 6 은 회로 브레이커부에서 사용된 스위칭 블록의 제 2 유형을 개략적으로 도시한다.
도 7 은 전압 소스로서의 전압 레귤레이터부를 개략적으로 도시한다.
도 8 은 제 1 및 제 2 유형의 스위칭 블록들의 결합을 통하여 형성되는 셀을 개략적으로 도시한다.
도 9 는 출력 처리 모듈에서의 셀들이 탑재되어 있는 변압기 장치를 도시한다.
본 발명은 전기 전력 애플리케이션, 이를 테면, 전력 생성, 전력 송신 및 전력 분배에 사용하기 위한 변압기 장치에 관련된다.
도 1 은 변압기 장치 (10) 의 제 1 변형예를 개략적으로 도시한다. 이 실현은 단일-페이즈 실현이다. 변압기 장치의 3-페이즈 실현들을 제공하는 것도 또한 가능함을 이해하여야 한다.
변압기 장치 (10) 는 1차 권선 (12P) 및 2차 권선 (12S) 을 갖는 변압기 (12) 를 포함한다. 당해 기술 분야에 알려진 바와 같이, 1차 및 2차 권선들 (12P 및 12S) 은 서로 자기적으로 커플링되고, 이 커플링에 대한 개선을 위하여, 이들은 자기 코어를 중심으로 권회될 수도 있다. 변압기 장치 (10) 는 또한 2차 권선 (12S) 와 직렬로 접속된 출력 처리 모듈 (OHM; 14) 을 포함한다. 출력 처리 모듈 (14) 은 2차 권선 (12S) 과 로드 (L) 사이에 접속된다. 이는 보다 구체적으로 2차 권선 (12S) 의 제 1 단부와 로드 (L) 의 제 1 단부 사이에 접속된다. 이에 의해, 출력 처리 모듈 (14) 은 변압기 (12) 를 로드 (L) 와 상호접속하고, 이는 교류 (ac) 링크 (ACL) 를 통하여 행해진다. 알 수 있는 바와 같이, 2차 권선은 또한 제 2 단부를 갖는다. 출력 처리 모듈 (145) 이 2차 권선과 직렬로 접속되어 있고 2차 권선의 제 1 단부에 대한 접속을 이미 갖고 있기 때문에 이는 2차 권선의 제 2 단부에 대한 접속을 갖고 있지 않음을 알 수 있다.
출력 처리 모듈 (14) 은 전압 레귤레이터부 (VR; 16) 및 회로 브레이커부 (CB; 18) 를 포함한다. 전압 레귤레이터부 (16) 는 링크 (ACL) 상에서 변압기 장치에 의해 출력된 전압을 조정하는 한편, 회로 브레이커부 (18) 는 출력 처리 모듈 (14) 을 통하여 전류를 인터럽트 또는 제한하고 이에 의해 또한 로드 (L) 에 대한 전류를 인터럽트 또는 제한한다. 이는 예를 들어 결함이 있는 경우에 이루어질 수도 있다.
또한 ac 링크 (ACL) 상에서 전류를 조정하는 전류 레귤레이터 (CR; 20) 가 있다. 전류 레귤레이터 (20) 는 1차 권선 (12P) 에 자기적으로 커플링된 적어도 하나의 권선과 병렬로 접속된다. 전류 레귤레이터는 보다 구체적으로 2차 권선과 병렬로 또는 적어도 하나의 3차 권선과 병렬로 접속될 수도 있다.
도 1 에 도시된 제 1 변형예에서, 전류 레귤레이터 (20) 는 2차 권선 (12S) 과 병렬로 접속된다. 이러한 이유로, 전류 레귤레이터 (20) 의 ac 측의 제 1 단부는 2차 권선 (12S) 의 제 1 단부에 접속될 수도 있는 한편, 전류 레귤레이터 (20) 의 ac 측의 제 2 단부는 2차 권선 (12S) 의 제 2 단부에 접속될 수도 있다. 전류 레귤레이터 (20) 는 적어도 하나의 직류 (dc) 링크를 통하여 전압 레귤레이터부 (16) 의 dc 측면에 접속되는 dc 측면을 가지며, 전압 레귤레이터부 (16) 의 dc 측면은 2차 권선 (12S) 의 제 1 단부를 ac 링크 (ACL) 와 상호접속한다. 전류 레귤레이터 (20) 와 전압 레귤레이터부 (16) 사이에 양방향 전력 플로우에서 가능하다. 오직 하나의 dc 링크 (도시 생략) 만이 존재하는 본 예에서 양방향 화살표로 암시된다. 전압 레귤레이터부 (16) 는 자체 모션으로 ac 링크 (ACL) 내에 그리고 이 링크로부터 무효 전력을 주입 및 회수하는 것이 가능할 수도 있다. 전류 레귤레이터 (20) 및 전압 레귤레이터부 (16) 의 조합 및 이들 사이에 전력의 교환을 통하여, 전압 레귤레이터부 (16) 가 전류 레귤레이터 (20) 의 지원으로 ac 링크 (ACL) 내에 그리고 이 링크로부터 유효 전력을 주입 및 회수하는 것이 또한 가능하다.
또한, 전류 레귤레이터 (20), 전압 레귤레이터부 (16) 및 회로 브레이커부 (18) 를 제어하도록 설정된 제어 유닛 (CU; 22) 이 존재한다. 제어 유닛 (22) 은 따라서, 유효 전력 및 무효 전력 주입 및 회수를 수행하는 것 뿐만 아니라 회로 브레이커부 (18) 의 회로 브레이커 기능성을 제어한다.
제어 유닛 (22) 은 컴퓨터로서 구현될 수도 있다. 이는 또한, 제어 기능성을 구현하는 컴퓨터 명령들을 포함하는 연관된 프로그램 메모리를 갖는 프로세서로서 구현될 수도 있다. 제어 유닛은 추가적으로, 하나 이상의 전용 회로들, 이를 테면, ASIC (Application-Specific Integrated circuit) 또는 FPGA (Field-Programmable Gate Array) 로서 구현될 수도 있다.
출력 처리 모듈 (14) 의 전류 레귤레이터 (20) 및 전압 레귤레이터부 (16) 양쪽 모두는 예를 들어, 전압 소스 컨버터로서 ac 와 dc 사이를 컨버팅하는 컨버터로서 구현될 수도 있다. 이들은 출력 전류 (전류 레귤레이터) 및 출력 전압 (전압 레귤레이터부) 를 조정하는 전력 전자장치 (PE) 컨버터 블록들로서 구현될 수도 있다. 전류 레귤레이터는 일 예로서 2L (two-level) 컨버터, NPC (neutral point clamped) 컨버터, T-타입 컨버터 또는 MMC (modular multilevel converter) 일 수도 있다. 또한, 전압 레귤레이터 섹션은 위에 언급된 컨버터 유형들 중 어느 것을 사용하여 구현될 수도 있다.
종종, 전류 레귤레이터 (20) 및 전압 레귤레이터부 (16) 중 적어도 하나를 ac 링크 (ACL) 로부터 분리하는 것이 관심의 대상이 된다. 그러나, 전압 레귤레이터 기능성을 회로 브레이커 기능성과 또한 결합하는 것도 관심의 대상이기 때문에, 분리가 필요할 때, 이 분리는 전류 레귤레이터 (20) 에서 제공되는 것이 바람직하다.
도 2 는 전류 레귤레이터 (20) 의 분리가 존재할 때 변압기 장치의 제 2 실현을 도시한다. 또한, 이 경우에 변압기 장치는 1차 및 2차 권선 (12P 및 12S) 을 갖는 변압기 (12) 를 포함하고, 여기서 전압 레귤레이터부 (16) 및 회로 브레이커부 (16) 를 갖는 출력 처리 모듈 (14) 은 2차 권선 (12S) 과 직렬로 접속된다. 이 경우에, 전류 레귤레이터 (20) 는 단일의 3차 권선 (12T) 과 병렬로 접속되고 3차 권선 (12T) 은 1차 권선 (12P) 에 자기적으로 커플링되고 1차 권선 (12P) 뿐만 아니라 2차 권선 (12S) 으로부터 분리된다. 이 제 2 변형예에서, 전류 레귤레이터 (20) 와 전압 레귤레이터부 (16) 사이에 접속된 단일의 dc 링크 (DCL) 가 존재하며, 여기서 dc 링크는 dc 링크 커패시터 (CDC) 를 포함한다.
도 3 은 변압기 장치의 제 3 변형예를 도시하며, 이 도면에서는 회로 브레이커부가 출력 처리 모듈로부터 생략된다.
이 제 3 변형예에서, 전류 레귤레이터는 다수의 전류 레귤레이터 섹션들 (20A, 20B, 20C, 20D 및 20E) 를 포함하여, 모듈러 설계를 가능하게 한다. 각각의 전류 레귤레이터 섹션은 검출된 dc 링크를 통하여 전압 레귤레이터부의 대응하는 전압 레귤레이터 섹션 (16A, 16B, 16C, 16D 및 16E) 에 접속된다. 각각의 전류 레귤레이터 섹션은 또한 변압기의 대응하는 3차 권선과 병렬로 접속되고, 각각의 3차 권선은 1차 권선 (12P) 에 자기적으로 커플링되고 1차 및 2차 권선들 (12P 및 12S) 뿐만 아니라 서로로부터 분리된다. 여기에 주어진 예에서, 제 1 전류 레귤레이터 섹션 (20A) 은 제 1 의 3차 권선 (12TA) 에 접속된 ac 측면 및 제 1 전압 레귤레이터 섹션 (16A) 의 dc 측면에 접속된 dc 측면을 갖고, 제 2 전류 레귤레이터 섹션 (20B) 은 제 2 의 3차 권선 (12TB) 에 접속된 ac 측면 및 제 2 전압 레귤레이터 섹션 (16B) 의 dc 측면에 접속된 dc 측면을 갖고, 제 3 전류 레귤레이터 섹션 (20C) 은 제 3 의 3차 권선 (12TC) 에 접속된 ac 측면 및 제 3 전압 레귤레이터 섹션 (16C) 의 dc 측면에 접속된 dc 측면을 갖고, 제 4 전류 레귤레이터 섹션 (20D) 은 제 4 의 3차 권선 (12TD) 에 접속된 ac 측면 및 제 4 전압 레귤레이터 섹션 (16D) 의 dc 측면에 접속된 dc 측면을 갖고, 제 5 전류 레귤레이터 섹션 (20E) 은 제 5 의 3차 권선 (12TE) 에 접속된 ac 측면 및 제 5 전압 레귤레이터 섹션 (16E) 의 dc 측면에 접속된 dc 측면을 갖는다. 전압 레귤레이터 섹션들 (16A, 16B, 16C, 16D 및 16E) 은 2차 권선 (12S) 의 제 1 단부와 로드 (L) 사이에서 서로와 캐스케이드식으로 접속된다.
모듈러 설계는 상이한 변압기 설계들 (권선들) 및 전력 전자 컨버터에 대한 접속을 허용한다. 또한, 더 낮은 주입 전압에서 이를 테면, 실패의 경우에 하나 이상의 모듈들을 바이패스하는 것이 가능하다. 전압 레귤레이터 섹션들 (16A, 16B, 16C, 16D 및 16E) 은 양의 및 음의 전압과 동시에 독립적으로 동작할 수도 있다.
전류 레귤레이터 섹션들 (20A, 20B, 20C, 20D 및 20E) 각각은 대응하는 전압 레귤레이터 섹션 (16A, 16B, 16C, 16D 및 16E) 으로 그리고 이 섹션으로부터 송신 및 수신하기 위하여 1차 권선 (12P) 양단에 걸쳐 전압의 변환인 전압을 수신하고 이것을 전용 dc 링크 상에서 dc 전압으로 컨버팅한다. 전압 레귤레이터 섹션들 (16A, 16B, 16C, 16D 및 16E) 은 이어서 2차 권선 (12S) 상에서 변압기 (12) 에 의해 출력되는 전압이 조정되는 전력 오프셋을 생성하고 ac 링크 (ACL) 상에서의 전력 플로우를 조정한다.
각각의 전류 레귤레이터 섹션 (20A, 20B, 20C, 20D 및 20E) 은 대응하는 전압 레귤레이터 섹션 (16A, 16B, 16C, 16D 및 16E) 에 접속될 수도 있음을 여기서 인식해야 한다. 그러나, 전류 레귤레이터 섹션들보다 더 많은 전압 레귤레이터 섹션들이 있을 수도 있다. 이는 대응하는 전류 레귤레이터 섹션에 접속되지 않는 전압 레귤레이터 섹션들이 존재할 수도 있음을 의미한다. 이러한 접속되지 않은 전압 레귤레이터 섹션들은 ac 링크로 또는 링크로부터 무효 전력을 주입 및 회수하는데 전용되는 한편, 전류 레귤레이터 섹션들에 접속된 전압 레귤레이터 섹션들은 ac 링크로 또는 링크로부터 유효 전력을 주입 및 회수하도록 제한되는 것이 가능하다.
전압 레귤레이터부는 이 경우에 MMC 로서 구현되며, 여기서 각각의 전압 레귤레이터 섹션은 바이폴라 전압 기여 능력을 갖는 하나 이상의 전압 제공 블록들로서 구현된다. 이 전압 제공 블록은 아래 보다 자세하게 설명된다. 그러나, 전류 레귤레이터 섹션들은 일 예로서 각각 2L (two-level) 컨버터, NPC 컨버터, T-타입 컨버터 또는 MMC 로서 실현될 수도 있다. MMC 의 경우에, 전압 제공 블록들 또는 서브모듈을 사용하는 것도 또한 가능하다. 이들은 하프-브리지 및 풀-브리지 양쪽 모두로 이루어질 수도 있다. 이들은 따라서 유니폴라 또는 바이폴라 전압 기여 능력을 가질 수도 있다.
도 4 는 변압기 장치의 제 4 변형예를 도시하며, 이 도면에서는 회로 브레이커부가 출력 처리 모듈로부터 생략된다.
또한 이 제 4 변형예에서, 전류 레귤레이터는 다수의 전류 레귤레이터 섹션들 (20A, 20B, 20C, 20D 및 20E) 를 포함하고, 각각은 전용 dc 링크 상에서 전압 레귤레이터부의 대응하는 전압 레귤레이터 섹션 (16A, 16B, 16C, 16D 및 16E) 에 접속된다. 전류 레귤레이터 섹션들 (20A, 20B, 20C, 20D 및 20E) 과 전압 레귤레이터 섹션들 (16A, 16B, 16C, 16D 및 16E) 사이의 접속은 도 3 에서와 동일한 방시으로 구현된다. 그러나, 이 경우에, 모든 전류 레귤레이터 섹션들 (20A, 20B, 20C, 20D 및 20E) 의 ac 측면들은 서로 병렬로 접속된다. 이들은 또한 2차 측면 상에서 단일의 3차 권선 (12T) 과 병렬로 접속되고, 3차 권선은 1차 권선 (12P) 에 자기적으로 커플링되는 뿐만 아니라 1차 및 2차 권선들 (12P 및 12S) 로부터 분리되어 있다. 이 경우에 또한 전류 레귤레이터 섹션들 보다 더 많은 전압 레귤레이터 섹션들을 갖는 것이 가능하다.
상이한 변형예들은 전류 레귤레이터 및 전압 레귤레이터부 사이에 공급될 상이한 양의 유효 전력을 허용한다. 상이한 변형예들은 또한 상이한 설계 복잡도를 가지며, 일반적으로, 권선들의 수가 적을 수록, 설계가 더욱 단순해지지만 가능한 교환 전력이 더 낮아진다. 이와 관련하여, 도 3 에서의 제 3 변형예는 더 복잡한 설계를 갖지만, 또한 매우 더 높은 전력 교환 능력을 갖는다. 위에서 논의한 바와 같이, 하나 이상의 3차 권선들의 사용은 변압기 출력으로부터 전류 레귤레이터 입력을 분리하는 추가의 이점들을 갖는다.
도 1 및 도 2 를 다시 참조하여 보면, 출력 처리 블록 (14) 은 스위칭 블록들의 체인 링크로서 구현될 수도 있고, 여기서 각각의 스위칭 블록은 적어도 하나의 스위치를 포함한다. 체인 링크는 2차 권선 (12S) 과 직렬로 접속된다. 2차 권선은 두 개의 단부들을 가질 수도 있고, 제 1 단부는 체인 링크를 통하여 로드 (L) 의 제 1 단부에 접속되고 제 2 단부는 로드 (L) 의 제 2 단부와 접속된다. 이 경우에, 2차 권선 (12S) 의 제 2 단부는 또한 접지부에 접속될 수도 있다. 이에 의해, 2차 권선 (12S) 의 제 2 단부는 또한 접지 단부일 수도 있다. 또한, 체인 링크는 또한 2차 권선 (12S) 의 제 1 단부와 로드 (L) 의 제 1 단부 사이에 접속된다. 체인 링크는 이 경우에 또한 제 1 및 제 2 단부를 가질 수도 있고, 제 1 단부는 2차 권선 (12S) 의 제 1 단부에 접속되고 제 2 단부는 로드 (L) 의 제 1 단부에 접속된다.
체인 링크의 스위칭 블록들은 제 1 및 제 2 유형으로 이루어질 수도 있고, 여기서 제 1 유형의 스위칭 블록은 에너지 저장 엘리먼트로부터, 이를 테면, 커패시터로부터 전압 기여를 제공하는 유형으로 이루어질 수도 있다. 따라서, 이 제 1 유형의 스위칭 블록은 전압 기여 블록이다. 제 2 유형의 스위칭 블록은 체인 링크를 통하여 흐르는 전류를 인터럽트 또는 제한하는 유형으로 이루어질 수도 있다. 전류 인터럽션 또는 제한은 통상적으로 회로 브레이커를 사용하여 수행된다. 이 이유로, 제 2 유형의 스위칭 블록은 회로 브레이커 블록으로 지칭될 수도 있다.
도 5 는 전압 기여 블록 (SBA) 의 일 구현예를 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 이는 전자 스위치들의 제 1 및 제 2 스트링을 포함하고, 각각의 스트링은 두 개의 전자 스위치들을 포함하고, 스트링의 중간점은 스위칭 블록의 접속 단자를 제공한다. 제 1 스트링의 중간점은 제 1 접속 단자를 제공하고 제 2 스트링의 중간점은 블록의 제 2 접속 단자를 제공한다. 커패시터 (CAP) 의 형태로 된 에너지 저장 엘리먼트는 제 1 및 제 2 스트링들에 병렬로 접속된다. 풀-브리지 블록인 이 유형의 블록은 두 개의 상이한 극성들 중 하나를 갖는 제 1 에너지 저장 엘리먼트의 전압 또는 제로의 전압 기여도를 제공하도록 제어될 수 있다. 전압 기여 블록은 이에 의해 바이폴라 전압 기여 능력을 또한 갖는다.
도 6 은 회로 브레이커 블록 (SBB) 의 일 구현예를 도시한다. 회로 브레이커 블록 (SBB) 은 제 1 접속 단자를 제공하는 제 1 단부 및 제 2 접속 단자를 제공하는 제 2 단부를 갖는다. 이는 또한 접속 단자들 사이에 접속된 기계적 스위치 (MS) 를 포함한다. 메인 브레이커 (MB) 는 메인 브레이커 (MB) 가 하나 이상의 전자 스위치들로 구성되는 기계적 스위치 (MS) 와 병렬로 접속된다. 또한, 스누버 스트링이 메인 브레이커 및 기계적 스위치와 병렬로 접속되는 저항기와 직렬로 커패시터를 포함하는 스누버 스트링이 존재한다. 마지막으로, 스누버 스트링, 메인 브레이커 (MB) 및 기계적 스위치 (MS) 와 병렬로 접속되는 서지 어레스터가 존재한다. 기계적 스위치 (MS) 는 통상적으로 안정 상태 동작 동안에 통상적으로 폐쇄된다. 전류 인터럽트 또는 제한이 필요할 때 메인 브레이커 (MB) 상에서 전류를 정류하기 위해 기계적 스위치 (MS) 가 통상 먼저 개방된다. 이는 이어서 메인 브레이커 (MB) 의 개방으로 이어지고, 이는 전류가 퀀칭될 때, 전류가 서지 어레스터 상에서 정류되는 것을 초래한다.
블록들에서의 스위치들은 역병렬 다이오드 없이 또는 이를 갖는 트랜지스터들로 구성될 수도 있다. 이러한 이유로, 트랜지스터들은 일 예로서, IGBTs (Insulated-Gate Bipolar Transistors), BIGTs (Bi-mode Insulated Gate Transistors), MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors) 및 JFETs (Junction Field Effect Transistors) 일 수도 있다. 스위치들에 사용된 반도체들은 또한 실리콘 또는 넓은 밴드갭 반도체 이를 테면, SiliconCarbide 또는 GalliumNitride 반도체일 수도 있다.
양쪽 유형들의 블록들은 체인 링크에 캐스케이드 식으로 접속될 수도 있고, 체인 링크에서 제 1 스위칭 블록의 제 1 접속 단자는 변압기 2차 권선의 제 2 단부에 접속되고 제 1 블록의 제 2 접속 단자는 제 2 블록의 제 1 접속 단자에 접속된다.
전압 레귤레이터부를 함께 구성하는 체인 링크에서 전압 기여 블록들의 제 1 세트가 있을 수 있고, 여기서 이들 전압 기여 블록들은 전압 파형, 이를 테면, 시누스 파형을 형성하도록 제어 유닛에 의해 제어될 수도 있다. 이는 양의 극성 또는 음의 극성으로 커패시터 전압들을 삽입하거나 또는 바이패스하도록 전압 기여 블록들의 스위치들을 제어하는 것을 통하여 실행될 수도 있다. 이에 의해, 변압기의 2차 권선 양단에 걸친 전압이 조정되는 오프셋 전압 (ΔV) 을 제공하는 파형을 생성하는 것이 가능하다. 따라서, 전압 기여 블록들의 제 1 세트를 통하여 형성된 전압 레귤레이터부는 변압기에 의해 출력된 전압에 오프셋 전압을 추가하도록 구성된다. 이에 의해 전압 레귤레이션 부 (16) 가 또한 전압 소스를 형성하도록 고려될 수도 있다. 이는 도 7 에서 알 수 있다. 오프셋 전압 (ΔV) 은 변압기 (12) 의 2차 권선에 의해 전압 (VTS) 의 분율 (k1), 즉, 변압기 (12) 의 2차 권선 (12S) 에서 전압 (VTS) 의 분율이도록 설정될 수도 있다. 분율은 상한값을 가질 수도 있다. 분율은 변압기에 의해 출력되는 전압의 최대 30% 일 수도 있다. 그러나, 분율은 또한 이를 테면, 최대 20%, 15% 또는 심지어 10% 더 낮을 수도 있다.
변압기 장치의 정상 상태 무결함 동작이 이하 설명된다.
도 7 에서 알 수 있는 바와 같이, 전압 레귤레이터부 (16) 는 변압기 출력 전압에 추가되는 오프셋 전압 (ΔV) 을 제공한다. 이 전압은 로드 전류 (Iload), 즉, 변압기 장치에 접속된 로드에 공급되는 전류에 비교되는 임의의 페이즈를 가질 수도 있다. 오프셋 전압 (ΔV) 의 페이즈 각이 ±π/2 이면, 이 전압 소스는 변압기 출력 전압에 대한 임피던스를 추가하는 것으로서 볼 수 있고, 임피던스는 인덕턴스 또는 커패시턴스일 수도 있다. 전압 레귤레이터부는 또한, 출력 전압에서 페이즈 시프트들을 도입할 수 있다. 전압 레귤레이터부는 또한, ac 링크로부터 또는 이 링크에 무효 전력을 인출하거나 또는 추가할 수 있다. 그러나, 다른 페이즈 각도들에 대해, 통상적으로 유효 전력은 또한 ac 링크로부터 회수되거나 또는 이 링크에 주입될 수도 있다. 유효 전력이 ac 링크에 주입될 때, 이 유효 전력은 전류 레귤레이터로부터 취출되는 한편, 유효 전력이 ac 링크로부터 인출될 때, 취출된 유효 전력은 전류 레귤레이터에 공급된다.
ac 링크 (ACL) 에 유효 전력을 주입할 때, 전류 레귤레이터는 권선으로부터 유효 전력을 인출하도록 제어될 수도 있고, 권선에는, dc 링크를 통하여 전압 레귤레이터부에 접속되어 전력을 공급하고, 이후 ac 링크 (ACL) 에 전력을 주입하도록 제어된다. ac 링크 (ACL) 로부터 유효 전력을 취출할 때, 전압 레귤레이터부는 ac 링크 (ACL) 로부터 유효 전력을 인출하고 dc 링크를 통하여 전류 레귤레이터에 유효 전력을 공급하도록 제어될 수도 있고, 전류 레귤레이터는 이어서 자신이 접속되는 권선에 유효 전력을 주입하도록 제어된다.
제어 유닛 (22) 의 제어 하에서 구현될 수도 있는 위에 언급된 동작을 통하여, 이에 따라 ac 링크로 또는 이 링크로부터 유효 및 무효 전력을 주입 및 회수하는 것이 가능하다. 추가적으로, 탭 체인저의 사용 없이도 또는 더 간단한 텝 체인저 실현으로 전압 변화를 제공하는 것이 가능하다.
또한 회로 브레이커 기능성을 포함하는 것을 통하여, 예를 들어, 결함에 기인하여 또는 메인터넌스가 요구되기 때문에, 변압기 장치를 접속해제할 때 회로 브레이커로서 체인 링크를 동작하는 것이 가능하다. 회로 브레이커부를 형성하는 회로 브레이커 블록들의 제 2 세트는 체인 링크를 통하여 흐르는 전류를 인터럽트하거나 또는 제한하도록 구성될 수도 있다. 제어 유닛은 이러한 이유로, 결함, 이를 테면, 체인 링크가 접속되는 페이즈에서의 결함의 검출에 기초하여 체인 링크를 통하여 전류를 인터럽트 또는 제한하도록 회로 브레이커 블록들의 제 2 세트를 제어하도록 구성될 수도 있다.
이전에 언급된 바와 같이, 체인 링크는 전압 기여 블록들 및 회로 브레이커 블록들 양쪽을 포함한다. 최대 사이징된 오프셋 전압에 대해 요구되는 수만큼 많은 전압 기여 블록들이 있을 수도 있음을 인식해야 한다. 따라서, 사용된 전압 기여 블록들의 수는, 전압 기여도의 원하는 전압 범위가 2차 변압기 권선 양단에 걸친 변압기 전압에 추가되도록 설정될 수도 있다. 회로 브레이커 블록들의 수는 결과적으로, 최대 사이징된 로드 전류를 제한하거나 또는 차단하는데 요구되는 블록들의 수일 수 있다. 이에 의해 이 수는 원하는 전류 인터럽션 또는 제한 레벨을 실현하는데 요구되는 수일 수도 있다.
전압 레귤레이터부 및 회로 브레이커부가 별개의 엔티티들로서 도시되어 있지만, 이들이 서로 얽혀있을 수도 있음을 인식해야 한다. 상이한 블록들은 믹싱될 수도 있고 이에 따라 체인 링크에서 임의의 순서로 배치될 수도 있다. 전압 기여 블록은 따라서, 2 개의 회로 브레이커 블록들 사이에 배치될 수도 있고 회로 브레이커 블록은 전압 기여 블록들 사이에 배치될 수도 있다.
이러한 이유로, 그리고 도 8 에서 알 수 있는 바와 같이, 전압 기여 블록은 풀 브리지 회로 브레이커 (FBCB) 셀 내로 회로 차단 블록과 결합될 수도 있다. FBCB 셀은 적어도 하나의 전압 기여 블록 및 적어도 하나의 회로 브레이커 블록을 포함할 수도 있다. 전압 기여 블록들 및 회로 브레이커 블록들이 얼마나 많이 필요한지에 따라, 다른유형보다, 한 유형의 하나보다 많은 블록을 갖는 것이 가능하다.
도 9 에서 알 수 있는 바와 같이, 출력 처리 모듈 (14) 은 이에 의해 수 n 개의 FBCB 셀들로 구성될 수도 있다. 또한, 전압 기여 및 전류 인터럽션 또는 제한 요구에 따라 체인 링크에서 전압 기여 블록들 및/또는 회로 브레이커 블록들과 FBCB 셀들을 결합하는 것이 가능하다.
다수의 가능한 추가의 변형들이 존재한다.
전압 기여 블록들의 제 1 세트를 사용하여 고조파 및/또는 플리커 전압 조정을 제공하는 것이 가능하다. 이는 임의의 추가적인 필터들의 필터링 요건들을 완화하는 이점을 갖는다.
변압기 장치는 이에 의해, 다수의 기능들, 이를 테면, 임피던스 조정, 전력 플로우 제어, 페이즈 시프팅, 고조파 필터링 및 플리커 조정이 결합되는 것을 허용한다. 이는 또한 더 간단한 탭 체인저 구현을 사용함이 없이, 또는 이들을 사용하여 행해질 수 있다. 이에 의해, 변압기 설계 요건들이 완화될 수도 있다.
출력 처리 모듈 및 전류 레귤레이터는 변압기에 사용된 엔클로저에 배치될 수도 있고, 엔클로저가 변압기 탱크일 수도 있다. 출력 처리 모듈, 전류 레귤레이터 및 변압기가 이에 따라 변압기 탱크에 함께 제공될 수도 있다. 대안으로서, 출력 처리 모듈, 전류 레귤레이터 또는 이들 양쪽 모두가 하나 또는 두 개의 별개의 엔클로저에 제공될 수도 있다.
추가적으로, 전류 레귤레이터 및 출력 처리 모듈이 하나의 디바이스에, 예를 들어, 단일의 PE 전력 컨버터 스테이지로서 결합되는 것도 가능하다.
위에 주어진 예에서, 변압기 장치는 단일-페이즈 변압기 장치였다. 이는 또한 3-페이즈 변압기 장치로서 구현될 수도 있음이 이해되어야 한다.
상술한 설명으로부터, 본 발명은 일정 양의 방식으로 변경될 수 있음이 명백하다. 결과적으로, 본 발명은 다음의 청구항들에 의해서만 제한됨이 인식될 것이다.

Claims (12)

1차 및 2차 권선 (12P, 12S) 을 갖는 변압기 (12), 전류 레귤레이터 (20), 및 전압 레귤레이터부 (16) 와 회로 브레이커부 (18) 를 포함하는 출력 처리 모듈 (14) 을 포함하는 변압기 장치 (transformer arrangement)(10) 로서,
상기 출력 처리 모듈 (14) 이 2차 권선 (12S) 에 접속되어 있고 교류 링크 (alternating current link; ACL) 를 통하여 상기 2차 권선 (12S) 과 로드 (L) 사이에 직렬로 접속가능하고, 상기 전류 레귤레이터 (20) 가 상기 1차 권선 (12P) 에 자기적으로 커플링된 적어도 하나의 권선 (12S; 12T; 12T1, 12T2, 12T3, 12T4, 12T5) 과 병렬로 접속되어 있고, 상기 전류 레귤레이터가 적어도 하나의 직류 링크 (direct current link; DCL) 를 통하여 상기 출력 처리 모듈의 전압 레귤레이터부에 접속되어 있어, 유효 및/또는 무효 전력이 상기 전류 레귤레이터 (20) 및 상기 전압 레귤레이터부 (16) 를 사용하여 상기 교류 링크 (ACL) 에 주입될 수 있도록 하고,
상기 전류 레귤레이터가 병렬로 접속되어 있는 적어도 하나의 권선은 적어도 하나의 3차 권선 (12TA, 12TB, 12TC, 12TD, 12TE; 12T) 이고,
상기 전류 레귤레이터는 다수의 전류 레귤레이터 섹션들 (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) 을 포함하고, 섹션들 각각은 대응하는 dc 링크 (DCL) 를 통하여 상기 전압 레귤레이터부 (16) 의 대응하는 전압 레귤레이터 섹션 (16A, 16B, 16C, 16D, 16E) 에 접속되는, 변압기 장치 (10).
제 1 항에 있어서,
상기 출력 처리 모듈 (14) 은 상기 2차 권선 (12S) 의 제 1 단부에 접속되고, 상기 2차 권선 (12S) 의 제 1 단부와 상기 로드의 제 1 단부 사이에 접속가능한, 변압기 장치 (10).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전류 레귤레이터 (20) 가 병렬로 접속되는 적어도 하나의 권선은 상기 2차 권선 (12S) 인, 변압기 장치 (10).
제 1 항에 있어서,
각각의 전류 레귤레이터 섹션 (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) 은 대응하는 3차 권선 (12TA, 12TB, 12TC, 12TD, 12TE; 12T) 과 병렬로 접속되는, 변압기 장치 (10).
제 1 항에 있어서,
모든 전류 레귤레이터 섹션들 (20A, 20B, 20C, 20D, 20E) 은 동일한 3차 권선 (12T) 과 병렬로 접속되는, 변압기 장치 (10).
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 출력 처리 모듈 (14) 은 상기 2차 권선에 접속된 스위칭 블록들의 체인 링크를 포함하고, 상기 스위칭 블록들은 상기 전압 레귤레이터부 (16) 를 형성하는 전압 기여 블록들 (voltage contribution blocks; SBA) 의 제 1 세트, 및 상기 회로 브레이커부 (18) 를 형성하는 회로 브레이커 블록들 (circuit breaker blocks; SBB) 의 제 2 세트를 포함하고, 상기 전압 기여 블록들 (SBA) 의 제 1 세트는 상기 변압기 (12) 에 의해 출력된 전압 (VTS) 에 오프셋 전압 (ΔV) 을 추가하도록 구성되고 회로 브레이커 블록들 (SBB) 의 제 2 세트는 상기 체인 링크를 통하여 흐르는 전류 (Iload) 를 인터럽트 또는 제한하도록 구성되는, 변압기 장치 (10).
제 6 항에 있어서,
상기 전압 기여 블록은 바이폴라 전압 기여 능력을 갖는 전압 기여 블록인, 변압기 장치 (10).
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 전압 기여 블록들의 제 1 세트는 상기 변압기에 의해 출력되는 전압에서 고조파 및/또는 플리커 (flicker) 를 조정하도록 제어가능한, 변압기 장치 (10).
제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 회로 브레이커 블록들의 제 2 세트는 결함의 검출에 기초하여 체인 링크를 통한 전류를 인터럽트 또는 제한하도록 제어가능한, 변압기 장치 (10).
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
블록들의 적어도 일부는 셀들로 그룹화되고, 각각의 셀은 적어도 하나의 전압 기여 블록 (SBA) 및 적어도 하나의 회로 브레이킹 블록 (SBB) 을 포함하는, 변압기 장치 (10).
제 6 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 전압 기여 블록들 (SBA) 은 전압 기여도 (ΔV) 의 원하는 전압 범위가, 대응하는 변압기 권선 (12S) 양단에 걸친 전압 (V2) 으로 이루어지도록 선택되고, 복수의 회로 브레이커 블록들은 원하는 전류 인터럽트 또는 제한 레벨을 달성하기 위하여 선택되는, 변압기 장치 (10).
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전류 레귤레이터 (20), 전압 레귤레이터부 (16) 및 회로 브레이커부 (18) 를 제어하도록 구성된 제어 유닛 (22) 을 더 포함하는, 변압기 장치 (10).
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3839999B1 (en) * 2019-12-20 2023-10-18 Hitachi Energy Switzerland AG Transformer arrangement

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110114697A (ko) * 2009-02-06 2011-10-19 에이비비 리써치 리미티드 Ａｃ 및 ｄｃ 전력 용량들을 갖는 하이브리드 분배 변압기
KR20130069327A (ko) * 2011-12-15 2013-06-26 삼성전자주식회사 화상형성장치용 스위칭 모드 전원공급장치와 이를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 화상형성장치
US20170077746A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-16 General Electric Company Systems and methods for operating uninterruptible power supplies
CN109038691A (zh) * 2018-07-10 2018-12-18 东南大学 基于虚拟惯量的混合型电力电子变压器调频调压控制策略

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19933811A1 (de) 1999-07-20 2001-02-01 Abb Research Ltd Drehstromtransformator für Mittel- und Hochspannungen mit einer Anordnung zur Spannungsregelung
US6351106B1 (en) * 2000-09-29 2002-02-26 Silicon Power Corporation Static voltage regulator and controller
EP2232691B1 (en) * 2007-11-30 2019-03-27 Alencon Acquisition Co., LLC Multiphase grid synchronized regulated current source inverter systems
CA2752816A1 (en) 2009-02-27 2010-09-02 Abb Research Ltd. A hybrid distribution transformer with an integrated voltage source converter
DE102009040745A1 (de) * 2009-09-08 2011-03-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung von Stromrichtern und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens
US9065326B2 (en) 2010-02-03 2015-06-23 Abb Technology Ltd Switching module for use in a device to limit and/or break the current of a power transmission or distribution line
KR20130132451A (ko) 2010-10-27 2013-12-04 알스톰 테크놀러지 리미티드 모듈 다중레벨 컨버터
KR20130049597A (ko) 2011-11-04 2013-05-14 현대자동차주식회사 차량용 공조시스템
US9042129B2 (en) 2012-11-15 2015-05-26 General Electric Company System and method for controlling power in a distribution system
US20140176088A1 (en) 2012-12-21 2014-06-26 GridBridge Distribution transformer power flow controller
WO2014198343A1 (en) * 2013-06-14 2014-12-18 Abb Technology Ltd Arrangement, method and computer program product concerned with tapping of power from a dc power line to an ac power line
KR101431469B1 (ko) 2013-06-17 2014-08-21 한국과학기술원 흔들림 안정화 기구 제어 시스템 및 그 제어 방법
CN106169708B (zh) 2016-07-14 2017-12-22 山东金人电气有限公司 一种具有远程监控的综合供电系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110114697A (ko) * 2009-02-06 2011-10-19 에이비비 리써치 리미티드 Ａｃ 및 ｄｃ 전력 용량들을 갖는 하이브리드 분배 변압기
KR20130069327A (ko) * 2011-12-15 2013-06-26 삼성전자주식회사 화상형성장치용 스위칭 모드 전원공급장치와 이를 이용하여 전원을 공급하는 방법 및 화상형성장치
US20170077746A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-16 General Electric Company Systems and methods for operating uninterruptible power supplies
CN109038691A (zh) * 2018-07-10 2018-12-18 东南大学 基于虚拟惯量的混合型电力电子变压器调频调压控制策略

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