NO319367B1 - Transformer device with controllable impedance and systems equipped with such devices - Google Patents
Transformer device with controllable impedance and systems equipped with such devices Download PDFInfo
- Publication number
- NO319367B1 NO319367B1 NO20040137A NO20040137A NO319367B1 NO 319367 B1 NO319367 B1 NO 319367B1 NO 20040137 A NO20040137 A NO 20040137A NO 20040137 A NO20040137 A NO 20040137A NO 319367 B1 NO319367 B1 NO 319367B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- winding
- transformer device
- transformer
- axis
- wound around
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 15
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Description
Den foreliggende søknaden er avdelt fra søknad 20015690. The present application is divided from application 20015690.
Oppfinnelsen vedrører en kretskomponent med en styrbar impedans av den type som er beskrevet i PCT/NO001/00217. The invention relates to a circuit component with a controllable impedance of the type described in PCT/NO001/00217.
I nevnte patentsøknad beskrives en kretskomponent omfattende et legeme av magnetiserbart materiale, en arbeidsvikling som er viklet rundt legemet om en første akse og en styrevikling som er viklet rundt legemet og om en andre akse. Ved å endre strømmen i styreviklingen vil man kunne endre kretskomponentens reluktans og således impedansen uavhengig av frekvensvariasjoner i kretsen der arbeidsviklingen er koblet. In said patent application, a circuit component is described comprising a body of magnetisable material, a working winding which is wound around the body about a first axis and a control winding which is wound around the body and about a second axis. By changing the current in the control winding, it will be possible to change the circuit component's reluctance and thus the impedance independently of frequency variations in the circuit where the working winding is connected.
Konseptet ifølge oppfinnelsen går således ut på å implementere en kretskomponent med styrbar impedans, hvor impedansstyringen utgjøres ved hjelp av en styrestrøm. Oppfinnelsen har en stor fordel i og med at den ikke krever bevegelige deler heller kompliserte kretser for styring av impedansverdien. The concept according to the invention thus consists in implementing a circuit component with controllable impedance, where the impedance control is constituted by means of a control current. The invention has a major advantage in that it does not require moving parts rather complicated circuits for controlling the impedance value.
Denne egenskap for oppfinnelsen er spesielt nyttig når det gjelder regulering som i dag utgjøres ved hjelp av kraftelektronikk. This characteristic of the invention is particularly useful when it comes to regulation, which today is accomplished by means of power electronics.
Oppfinnelsen utgjør en kretskomponent i form av en transformatoranordning, det vil si en kretskomponent hvor man har to arbeidsviklinger og en, eventuelt to styreviklinger slik at man kan endre transformatorens transformasjonsforhold ved hjelp av en eller flere styrestrøm(mer). Transformatoranordningen ifølge oppfinnelsen omfatter et legeme av et magnetiserbart materiale, en primær arbeidsvikling viklet rundt legemet om en første akse og en styrevikling viklet rundt legemet om en andre akse, rettvinklet til den første akse, hvor primærviklingen er innrettet for kobling til en primær arbeidskrets der transformatoranordningen skal anvendes, styreviklingen er innrettet for kobling til en styringsenhet for styring av transformatorens transformasjonsforhold, samt en sekundær arbeidsvikling viklet om den første eller den andre aksen innrettet for kobling til en sekundær arbeidskrets. The invention constitutes a circuit component in the form of a transformer device, i.e. a circuit component where you have two working windings and one, possibly two control windings so that you can change the transformer's transformation ratio by means of one or more control current(s). The transformer device according to the invention comprises a body of a magnetisable material, a primary working winding wound around the body about a first axis and a control winding wound around the body about a second axis, at right angles to the first axis, where the primary winding is arranged for connection to a primary working circuit where the transformer device is to be used, the control winding is arranged for connection to a control unit for controlling the transformer's transformation ratio, as well as a secondary working winding wound around the first or the second axis arranged for connection to a secondary working circuit.
Et viktig anvendelsesområde for en slik transformator vil være nye systemer for spenningsregulering (patentkrav 2) i tilknytning til transformatorer som vil erstatte de kjente automatiske trinnkoblere. Funksjonen vil således være hovedsakelig spenningsregulering. Økt utnyttelse av transformatorer med ny «trinnkobler». Fordeler; pålitelighet, vedlikehold, regulering, gjelder like mye i all slags nett (fordelings-, regional- og sentralnett). An important area of application for such a transformer will be new systems for voltage regulation (patent claim 2) in connection with transformers that will replace the known automatic tap changers. The function will thus mainly be voltage regulation. Increased utilization of transformers with new "step coupler". Benefits; reliability, maintenance, regulation, apply equally in all kinds of networks (distribution, regional and central networks).
Når det gjelder fordelene vil man oppnå ved oppfinnelsen en hurtigere og mer presis spenningsregulering (enklere med koordinert styring). As far as the advantages are concerned, the invention will achieve faster and more precise voltage regulation (easier with coordinated control).
Ytelsen for en kretskomponent ifølge oppfinnelsen vil være 200-2000 A. The performance for a circuit component according to the invention will be 200-2000 A.
Når det gjelder krav til regulering, vil ikke det være behov for hurtig regulering, men det vil være tilstrekkelig med en regulering i størrelsesorden 10 sekunder til 1 minutt. When it comes to requirements for regulation, there will be no need for rapid regulation, but a regulation of the order of 10 seconds to 1 minute will be sufficient.
Når det gjelder tapsforholdene så vil disse kunne sammenlignes med konvensjonelle transformatorer. As far as the loss ratios are concerned, these can be compared with conventional transformers.
En stor fordel med denne utførelsen av oppfinnelsen, er at den vil føre til mye lavere vedlikeholdskostnader sammenlignet med dagens trinnkoblere. A major advantage of this embodiment of the invention is that it will lead to much lower maintenance costs compared to today's step switches.
Som alternative løsninger, det vil si løsninger ifølge den kjente teknikken, kan man nevnte tradisjonelle automatiske trinnkoblere. As alternative solutions, i.e. solutions according to the known technique, one can mention traditional automatic step switches.
Denne utførelse av oppfinnelsen kan også anvendes i tilknytning til en fasevinkelregulator (patentkrav 3), som således vil omfatte en transformatorkomponent ifølge oppfinnelsen. Ved å regulere styringsstrømmen vil man kunne styre faseforskyvningen mellom den primære og den sekundære siden. This embodiment of the invention can also be used in connection with a phase angle regulator (patent claim 3), which will thus comprise a transformer component according to the invention. By regulating the control current, it will be possible to control the phase shift between the primary and the secondary side.
Innføring av denne utførelse av oppfinnelsen vil føre til økt nettutnyttelse (økte lastgrenser) som følge av mulighet for hurtig regulering av lastflyt (i normal drift eller etter feil) og forbedret stabilitet. Introduction of this embodiment of the invention will lead to increased network utilization (increased load limits) as a result of the possibility of rapid regulation of load flow (in normal operation or after a fault) and improved stability.
Effektoverføringen vil ligge i størrelsesorden 200 - 1000 MVA (132kV - 420 kV). The power transmission will be in the order of 200 - 1000 MVA (132kV - 420 kV).
Når det gjelder regulering vil denne være avhengig av funksjonen (statisk effektfordeling eller også dynamisk regulering og stabilisering). For ren lastflytregulering vil kravet til båndbredde være i sekundområdet (0,1 - 1 Hz). When it comes to regulation, this will depend on the function (static power distribution or also dynamic regulation and stabilization). For pure load flow regulation, the requirement for bandwidth will be in the second range (0.1 - 1 Hz).
Vernbehovene vil tilsvare de for seriekompenseringen. The protection needs will correspond to those for the series compensation.
Når det gjelder tapsforhold bør de stasjonære tap være lave, men hva som er akseptabelt for hver anvendelse vil være avhengig av komponentens totale nytteverdi. When it comes to loss ratios, the stationary losses should be low, but what is acceptable for each application will depend on the component's total utility value.
Som spesiell fordel knyttet til denne utførelsen av oppfinnelsen vil man nevne større fleksibilitet i drift av nettet. As a special advantage linked to this embodiment of the invention, greater flexibility in operation of the network will be mentioned.
De alternative løsningene ifølge den kjente teknikken vil være statiske seriekompensatorer (SSSC), fasevridertransformatorer, UPFC. The alternative solutions according to the known technique will be static series compensators (SSSC), phase shifter transformers, UPFC.
Spennings- og fasevinkelregulatoren vil med fordel kunne utgjøre en del av et reguleringssystem ifølge oppfinnelsen, hvor systemet omfatter på samme måte som omtalt tidligere en måleenhet, en prosesseringsenhet og eventuelt en enhet for manuell innmating av ønskede verdier. The voltage and phase angle regulator will advantageously form part of a regulation system according to the invention, where the system comprises, in the same way as discussed earlier, a measuring unit, a processing unit and possibly a unit for manual entry of desired values.
Oppfinnelsen vil forklares nærmere ved hjelp av de vedlagte tegninger, hvor: The invention will be explained in more detail with the help of the attached drawings, where:
Figur 1 illustrerer prinsippet bak en kretskomponent med styrbar impedans, Figure 1 illustrates the principle behind a circuit component with controllable impedance,
figur 2 viser to trefasetransformatorer omfattende transformatoranordninger ifølge oppfinnelsen, figure 2 shows two three-phase transformers comprising transformer devices according to the invention,
figur 3 viser prinsippet bak transformatoranordningen ifølge oppfinnelsen, og figur 4 viser en fasevinkelregulator ifølge oppfinnelsen. figure 3 shows the principle behind the transformer device according to the invention, and figure 4 shows a phase angle regulator according to the invention.
Prinsippet bak en kretskomponent med styrbar impedans vises i figur 1. I denne figuren vises et legeme 1 av et magnetiserbart materiale, som kan være ferritt eller jern eller andre egnede magnetiserbare materialer. Rundt legemet 1 er viklet en arbeidsvikling A1 som vil kobles til kretsen der man ønsker å innføre en variabel impedans. Al er viklet om en første retning som i tilfellet vist i figur IA sammenfaller med legemets 1 omkrets. En andre vikling, styringsvikling A2 er også viklet om legemet 1, men viklingsaksen er rettvinklet til viklingsaksen for Al. På denne måten unngår man i stor grad transformatorisk kobling mellom Al og A2, og den eneste kobling vil da foregå inne i det magnetiserbare materiale. Koblingen vil i prinsipp vises som en endring i materialets ur. Ut fra de kjente ligningene: Rm= 1 / Ut H oA, L= N2 / Rm og XL= jwL kan man se at en endring i \ ir vil føre til en endring i L, og således i XL. Figur 2 viser to trefasetransformatorer som omfatter regulerbare kretskomponenter. Figur 3 viser prinsippet bak oppfinnelsen. Rundt det magnetiserbare legeme 1 er en ytterligere arbeidsvikling A3 koblet slik at viklingene Al og A3 sammen med legemet 1 danner en transformator. Styreviklingen A2 er fortsatt tilstedet og vil regulere overføringsforholdet for transformatoren. Det er også mulig å vikle arbeidsviklingen A3 om samme aksen som styreviklingen. Figur 4 viser en fasevinkelregulator ifølge oppfinnelsen. Man kan i dette tilfellet tenke ulike tekniske løsninger, for eksempel en regulerbar serietransformator (seriekoblet transformator med spenningsregulering). Funksjonen til fasevinkelregulatoren vil være hovedsakelig lastflytregulering, eventuelt stabilisering. The principle behind a circuit component with controllable impedance is shown in Figure 1. In this figure, a body 1 of a magnetizable material is shown, which may be ferrite or iron or other suitable magnetizable materials. A working winding A1 is wound around the body 1 which will be connected to the circuit where it is desired to introduce a variable impedance. Al is wound around a first direction which, in the case shown in figure IA, coincides with the circumference of the body 1. A second winding, control winding A2 is also wound around the body 1, but the winding axis is at right angles to the winding axis of Al. In this way, transformer coupling between Al and A2 is largely avoided, and the only coupling will then take place inside the magnetisable material. The link will in principle appear as a change in the material's clock. Based on the known equations: Rm= 1 / Ut H oA, L= N2 / Rm and XL= jwL, it can be seen that a change in \ ir will lead to a change in L, and thus in XL. Figure 2 shows two three-phase transformers that include adjustable circuit components. Figure 3 shows the principle behind the invention. Around the magnetizable body 1, a further working winding A3 is connected so that the windings Al and A3 together with the body 1 form a transformer. The control winding A2 is still present and will regulate the transfer ratio for the transformer. It is also possible to wind the working winding A3 around the same axis as the control winding. Figure 4 shows a phase angle regulator according to the invention. In this case, one can think of various technical solutions, for example an adjustable series transformer (series-connected transformer with voltage regulation). The function of the phase angle regulator will mainly be load flow regulation, possibly stabilization.
Alle de ovennevnte utførelsene av oppfinnelsen er spesielt egnet for anvendelse på havbunnen eller andre beliggenheter med høyt trykk. All of the above-mentioned embodiments of the invention are particularly suitable for use on the seabed or other locations with high pressure.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20040137A NO319367B1 (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Transformer device with controllable impedance and systems equipped with such devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20040137A NO319367B1 (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Transformer device with controllable impedance and systems equipped with such devices |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20040137L NO20040137L (en) | 2003-05-22 |
| NO319367B1 true NO319367B1 (en) | 2005-07-18 |
Family
ID=35217772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20040137A NO319367B1 (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Transformer device with controllable impedance and systems equipped with such devices |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO319367B1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994011891A1 (en) * | 1992-11-09 | 1994-05-26 | Asea Brown Boveri Ab | Controllable inductor |
-
2001
- 2001-11-21 NO NO20040137A patent/NO319367B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994011891A1 (en) * | 1992-11-09 | 1994-05-26 | Asea Brown Boveri Ab | Controllable inductor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20040137L (en) | 2003-05-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100390885B1 (en) | Transmission line power flow controller with unequal advancement and retardation of transmission angle | |
| US8519572B2 (en) | Self power-acquiring quick-responsive controllable reactor | |
| US3955134A (en) | Reactance controller | |
| US4661763A (en) | Phase shifter | |
| US20050174127A1 (en) | Circuit component and transformer device with controllable impedance and with systems equipped with such devices | |
| KR101068892B1 (en) | Static var compensator and method for controlling thereof | |
| CA2199298C (en) | Methods of enhancing capacity of transformer equipment and of power flow control using phase-shifting transformers and series impedances in parallel arrangements | |
| CA2974020C (en) | High voltage direct current power transmission series valve group control device | |
| CA2467986C (en) | Device with controllable impedance | |
| RU2585007C1 (en) | Device for control of reactive power of electric network (versions) | |
| CA2168025A1 (en) | Method for short-circuit current limiting on an electrical power transmission line, and an arrangement for short-circuit limiting | |
| RU2360316C2 (en) | Controllable shunting reactor transformer | |
| CA1045202A (en) | Phase shifter | |
| CN111338412A (en) | Alternating current voltage stabilizer and alternating current voltage stabilizing equipment | |
| NO319367B1 (en) | Transformer device with controllable impedance and systems equipped with such devices | |
| EP2736140B1 (en) | Adjustable reactive power compensator for power networks | |
| CA1141819A (en) | Variable phase-shifting transformer network | |
| US1992809A (en) | Voltage and power factor control | |
| CN104361984B (en) | The constant flux voltage regulation structure of supertension self coupling power transformer | |
| CN112909912A (en) | Power distribution network single-phase earth fault current full-compensation method and device | |
| JP2002091578A (en) | Voltage regulator and phase regulator | |
| RU2115212C1 (en) | Ac voltage regulator | |
| US1370004A (en) | Circuit-interrupting system | |
| CA1073974A (en) | Device for connecting tuned power transmission line to a.c. network | |
| CN113904339A (en) | Phase-shifting transformer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: MAGTECH AS, NO |
|
| LIS | Published licence |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE Name of requester: AKER PROCESS SYSTEMS AS, POSTBOKS 403, 1327 LYSAKE |
|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: NOV PROCESS & FLOW TECHNOLOGIES AS, NO |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |