NO322285B1 - booster - Google Patents
booster Download PDFInfo
- Publication number
- NO322285B1 NO322285B1 NO20045614A NO20045614A NO322285B1 NO 322285 B1 NO322285 B1 NO 322285B1 NO 20045614 A NO20045614 A NO 20045614A NO 20045614 A NO20045614 A NO 20045614A NO 322285 B1 NO322285 B1 NO 322285B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- winding
- core
- wound around
- magnetic core
- inductor
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
- H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
- H01F27/385—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings for reducing harmonics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
Anordning for reduksjon av harmoniske i en trefaset spenningsforsyning med spenningsstabilisering i form av, for hver fase, en autotransformator med en første magnetisk kjerne, en serievikling og en parallellvikling, et kretselement med en ikke-lineært strøm/spenningskarakteristikk som forårsaker en harmonisk komponent hos den magnetiske fluksen i den magnetiske kjernen, hvor anordningen omfatter: en tredje vikling for hver fase, viklet rundt den første magnetiske kjernen hos autotransformatoren, hvor de tredje viklingene er koblet til hverandre i en deltakonfigurasjon. Oppfinnelsen omfatter en anordning, en fremgangsmåte og et styringssystem for reduksjon av harmoniske.Device for reducing harmonics in a three-phase voltage supply with voltage stabilization in the form of, for each phase, an autotransformer with a first magnetic core, a series winding and a parallel winding, a circuit element with a non-linear current / voltage characteristic causing a harmonic component thereof. the magnetic flux of the magnetic core, the device comprising: a third winding for each phase, wrapped around the first magnetic core of the autotransformer, wherein the third windings are connected to each other in a delta configuration. The invention comprises a device, a method and a control system for reducing harmonics.
Description
Den foreliggende oppfinnelsen angår anordninger, en fremgangsmåte og et system for reduksjon av harmoniske. Spesielt er den foreliggende oppfinnelsen relatert til reduksjon av tredjeharmoniske i en anordning for spenningsstyring og/eller spenningsstabilisering hos en trefaset kraftforsyning. The present invention relates to devices, a method and a system for reducing harmonics. In particular, the present invention is related to the reduction of third harmonics in a device for voltage control and/or voltage stabilization in a three-phase power supply.
Den internasjonale patentsøknaden WO 2004/053615 beskriver et system for spenningsstabilisering hos kraftforsyningsledninger. Dette systemet er tilpasset for bruk i "isolert jord" (IT-)nett, dvs. nettverk som er isolert fra jord. I et slikt nettverk er de fleste viktige harmoniske komponentene forårsaket av ikke-linearitet hos induktanskomponenter (nultesekvens harmoniske) som vil kansellere hverandre ut. Dette skyldes at de er i fase og ikke representerer noen potensialforskjell mellom de tre fasene. Siden all last i et IT-system er koblet i en deltakonfigurasjon direkte mellom de tre fasene, vil det ikke være noe resulterende strøm som vil være forårsaket av disse harmoniske. The international patent application WO 2004/053615 describes a system for voltage stabilization in power supply lines. This system is adapted for use in "isolated earth" (IT) networks, i.e. networks that are isolated from earth. In such a network, most important harmonic components are caused by non-linearity of inductance components (zero sequence harmonics) which will cancel each other out. This is because they are in phase and do not represent any potential difference between the three phases. Since all loads in an IT system are connected in a delta configuration directly between the three phases, there will be no resultant current that will be caused by these harmonics.
Bruk av et system som beskrevet i WO 2004/053615 i TN ("nøytraljordet") nett, vil imidlertid føre til signifikante tredjeharmoniske lastspenninger som ikke vil kansellere hverandre ut. Isteden vil nultesekvens harmoniske adderes opp i forhold til jord og forårsake at signifikante strømmer går til jord gjennom lastene, og et tilsvarende høyt nivå på total harmonisk forstyrrelse (THD - total harmonic distortion). Using a system as described in WO 2004/053615 in TN ("neutral earthed") networks, however, will lead to significant third harmonic load voltages which will not cancel each other out. Instead, zero-sequence harmonics will add up in relation to earth and cause significant currents to go to earth through the loads, and a correspondingly high level of total harmonic distortion (THD - total harmonic distortion).
Den europeiske standarden EN50160, "Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems" setter blant annet et maksimalt nivå for THD og harmoniske for spenningsforsyning til forbrukere. The European standard EN50160, "Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems" sets, among other things, a maximum level for THD and harmonics for voltage supply to consumers.
Det er på denne måten et formål ved den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe anordninger, en fremgangsmåte og et system for reduksjon av harmoniske i en trefaset spenningsforsyning med spenningsstabilisering i form av en autotransformator. It is thus an object of the present invention to provide devices, a method and a system for reducing harmonics in a three-phase voltage supply with voltage stabilization in the form of an autotransformer.
Spesielt er det et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe anordninger, en fremgangsmåte og system for reduksjon av harmoniske i et system hvor harmoniske injiseres inn i kjernen hos en autotransformator ved et kretselement med ikke-lineære karakteirstikker. In particular, it is an aim of the present invention to provide devices, a method and system for reducing harmonics in a system where harmonics are injected into the core of an autotransformer by a circuit element with non-linear characteristic plugs.
For å oppnå dette formålet tilveiebringer oppfinnelsen en anordning for reduksjon av harmoniske i en trefaset spenningsforsyning med spenningsstabilisering i form av, for hver fase, en autotransformator med en første magnetisk kjerne, en serievikling og en parallellvikling, og et kretselement med ikke-lineær strøm/spenningskarakteristikk som forårsaker en harmonisk komponent hos den magnetiske fluksen i den magnetiske kjernen, hvor anordningen omfatter: en tredje vikling for hver fase, viklet rundt den første magnetiske kjernen hos autotransformatoren, hvor de tredje viklingene er koblet til hverandre i en deltakonfigurasjon. To achieve this purpose, the invention provides a device for reducing harmonics in a three-phase voltage supply with voltage stabilization in the form of, for each phase, an autotransformer with a first magnetic core, a series winding and a parallel winding, and a circuit element with non-linear current/ voltage characteristic causing a harmonic component of the magnetic flux in the magnetic core, the device comprising: a third winding for each phase, wound around the first magnetic core of the autotransformer, the third windings being connected to each other in a delta configuration.
I én utførelsesform av oppfinnelsen er hvert ikke-lineært kretselement en variabel induktor koblet til autotransformatoren, hvor den variable induktoren omfatter en andre magnetisk kjerne, en hovedvikling viklet rundt kjernen og en styringsvikling viklet rundt kjernen, hvor hovedviklingen og styringsviklingen er tilpasset til å danne hovedsakelig vinkelrette felter når de gjøres strømførende. Denne variable induktoren og dennes kobling til autotransformatoren er beskrevet i WO 2004/053615. In one embodiment of the invention, each non-linear circuit element is a variable inductor connected to the autotransformer, the variable inductor comprising a second magnetic core, a main winding wound around the core and a control winding wound around the core, the main winding and the control winding being adapted to form substantially perpendicular fields when made current-carrying. This variable inductor and its connection to the autotransformer are described in WO 2004/053615.
Den foreliggende oppfinnelsen er imidlertid også ment å dekke bruk av andre ikke-lineære anordninger, slik som en transformator eller andre metningsanordninger, en triac, en tyristor, en likeretteranordning, eller en lysbueanordning. However, the present invention is also intended to cover the use of other non-linear devices, such as a transformer or other saturation devices, a triac, a thyristor, a rectifier device, or an arc device.
De ikke-lineære kretselementene forårsaker at harmoniske komponenter blir injisert inn i autotransformatoren, på grunn av deres ikke-lineære spennings-/strøm-karakteirstikker. Den injiserte harmoniske komponenten resulterer i en uønsket harmonisk flukskomponent i de første magnetiske kjernene, siden lastene alle er koblet til en fellesjord, vil harmoniske strømmer gå gjennom lastene til jord. Ved kobling av en tredje vikling til hver autotransformator og kobling av disse til hverandre i en deltakonfigurasjon, tilveiebringes en lukket krets. Denne lukkede kretsen har lav impedans for induserte tredjeharmoniske strømmer, siden alle slike strømmer vil være i fase. Følgelig vil alle induserte tredjeharmoniske strømmer sirkulere i denne lukkede kretsen istedenfor å bli injisert til lasten, og dermed oppnås ampere-vindingsbalanse for de tredjeharmoniske strømmene. Andre nultesekvens harmoniske vil også reduseres ved denne fremgangsmåten. The non-linear circuit elements cause harmonic components to be injected into the autotransformer, due to their non-linear voltage/current characteristics. The injected harmonic component results in an unwanted harmonic flux component in the first magnetic cores, since the loads are all connected to a common ground, harmonic currents will pass through the loads to ground. By connecting a third winding to each autotransformer and connecting these to each other in a delta configuration, a closed circuit is provided. This closed circuit has low impedance to induced third harmonic currents, since all such currents will be in phase. Consequently, all induced third harmonic currents will circulate in this closed circuit instead of being injected to the load, thus achieving ampere-turn balance for the third harmonic currents. Other zero-sequence harmonics will also be reduced by this procedure.
For symmetriske laster vil det ikke strømme en strøm av fundamental frekvens i deltakoblingen. Dette følger av det faktum at alle induserte spenninger over de deltakoblede viklingene vil ha en faseforskjell på 120°, og så lenge som de er av samme størrelse vil de kansellere hverandre ut. For symmetrical loads, no current of fundamental frequency will flow in the delta connection. This follows from the fact that all induced voltages across the delta-connected windings will have a phase difference of 120°, and as long as they are of the same magnitude they will cancel each other out.
Dersom lasten imidlertid er ubalansert, vil spenningen over de tre viklingene ikke lenger være av samme størrelse og en strøm av fundamentalfrekvensen vil induseres i deltakretsen. I samsvar med en utførelse av oppfinnelsen er denne induserte strømmen begrenset av tilkobling av en dekoblingsinduktor som er omfattet i deltakonfi gurasj onen. If the load is unbalanced, however, the voltage across the three windings will no longer be of the same magnitude and a current of the fundamental frequency will be induced in the delta circuit. In accordance with an embodiment of the invention, this induced current is limited by the connection of a decoupling inductor which is included in the delta configuration.
Dimensjoneringen av dekoblingsinduktoren vil måtte være basert på et kompromiss mellom ønsket om å motvirke lastubalansen på den ene siden, og behovet for reduksjon av tredjeharmoniske på den andre siden. Dersom dekoblingsinduktoren har en høy induktans vil nivået på tredjeharmoniske ikke bli redusert tilstrekkelig; dersom den er for lav vil det ikke være mulig å styre spenningene hos hver fase uavhengig. The dimensioning of the decoupling inductor will have to be based on a compromise between the desire to counteract the load imbalance on the one hand, and the need to reduce third harmonics on the other hand. If the decoupling inductor has a high inductance, the level of third harmonics will not be reduced sufficiently; if it is too low, it will not be possible to control the voltages of each phase independently.
Det er et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et tilfredsstillende kompromiss mellom disse kravene, og mer spesifikt å overholde grenseverdiene etablert av internasjonale og nasjonale standarder, slik som f.eks. EN50160 og andre IEC, IEEE eller europeiske standarder, eller nasjonale bestemmelser (f.eks. det norske "Forskrift om leveringskvalitet i kraftsystemet"). It is an aim of the invention to provide a satisfactory compromise between these requirements, and more specifically to comply with the limit values established by international and national standards, such as e.g. EN50160 and other IEC, IEEE or European standards, or national regulations (e.g. the Norwegian "Regulation on delivery quality in the power system").
I samsvar med én utførelsesform av oppfinnelsen er dekoblingsinduktoren variabel, i en utførelsesform av denne oppfinnelsen omfatter dekoblingsinduktoren en magnetisk kjerne, en hovedvikling viklet rundt kjernen og en styringsvikling viklet rundt kjernen, hvor hovedviklingen og styringsviklingen er tilpasset til å danne vesentlig ortogonale felter når de påtrykkes strøm, slik at induktansen til dekoblingsinduktoren er styrbar ved hjelp av strømmen som strømmer i styringsviklingen. In accordance with one embodiment of the invention the decoupling inductor is variable, in one embodiment of this invention the decoupling inductor comprises a magnetic core, a main winding wound around the core and a control winding wound around the core, where the main winding and the control winding are adapted to form substantially orthogonal fields when applied current, so that the inductance of the decoupling inductor is controllable by means of the current flowing in the control winding.
Bruk av et autotransformatorsystem for IT-nett kan resultere i asymmetriske lastspenninger i bestemte last situasjoner. Dette skyldes delvis styringssystemet som består av tre uavhengige PI-kontrollere, hver av dem måler en lastspenning (linje-linje) og styring av én av disse tre Hnjestrømmene. En lastspenning (linje-linje) kan betraktes som et resultat av to linjestrømmer gjennom en lastimpedans (mellom to faser), den effektive lastspenningen styres så ved to uavhengige kontrollere. Dette konseptet kan føre til verre arbeidsbetingelser for den variable induktoren med økt THD i tillegg til unødvendige asymmetriske lastspenninger. Ved å tilføre en tredje vikling viklet rundt den andre kjernen (en vikling som er tilpasset til å danne et magnetisk felt med samme retning som hovedfeltet), og inkluder disse tredje viklingene i deltakretsen, kan ytelsen til autotransformatorsystemet økes. The use of an autotransformer system for IT networks can result in asymmetric load voltages in certain load situations. This is partly due to the control system consisting of three independent PI controllers, each measuring a load voltage (line-line) and controlling one of these three Hnje currents. A load voltage (line-line) can be considered as the result of two line currents through a load impedance (between two phases), the effective load voltage is then controlled by two independent controllers. This concept can lead to worse working conditions for the variable inductor with increased THD in addition to unnecessary asymmetric load voltages. By adding a third winding wound around the second core (a winding adapted to produce a magnetic field with the same direction as the main field), and including these third windings in the delta circuit, the performance of the autotransformer system can be increased.
Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for reduksjon av harmoniske i en trefase spenningsforsyning med spenningsstabilisering i form av, for hver fase, en autotransformator med en første magnetisk kjerne, en serievikling og en parallellvikling, og et kretselement med en ikke-lineær strøm/spenningskarakteristikk som forårsaker en harmonisk komponent hos den magnetiske fluksen i den magnetiske kjernen, hvor fremgangsmåten omfatter følgende trinn: - tilveiebirngelse, for hver fase, av en tredje vikling viklet rundt den første magnetiske kjernen, og The invention also relates to a method for reducing harmonics in a three-phase voltage supply with voltage stabilization in the form of, for each phase, an autotransformer with a first magnetic core, a series winding and a parallel winding, and a circuit element with a non-linear current/voltage characteristic which causes a harmonic component of the magnetic flux in the magnetic core, the method comprising the following steps: - providing, for each phase, a third winding wound around the first magnetic core, and
- tilkobling av den tredje viklingen til hverandre i deltakonfigurasjon. - connecting the third winding to each other in delta configuration.
I en utførelsesform av fremgangsmåten er det ikke-lineære kretselementet en variabel induktor koblet til autotransformatoren, hvor den variable induktoren omfatter en andre magnetisk kjerne, en hovedvikling viklet rundt kjernen og en styringsvikling viklet rundt kjernen, hvor hovedviklingen og styringsviklingen er tilpasset til å danne vesentlig ortogonale felter når de forsynes med strøm. I en annen utførelsesform er det en transformator, eller andre metningsanordninger, eller en triac, en tyristor, en likeretteranordning, en metningsanordning, eller en lysbueanordning. In one embodiment of the method, the non-linear circuit element is a variable inductor connected to the autotransformer, wherein the variable inductor comprises a second magnetic core, a main winding wound around the core and a control winding wound around the core, where the main winding and the control winding are adapted to form substantially orthogonal fields when supplied with current. In another embodiment, it is a transformer, or other saturation devices, or a triac, a thyristor, a rectifier device, a saturation device, or an arc device.
I en utførelsesform omfatter fremgangsmåten videre trinnet med å inkludere en dekoblingsinduktor i deltakonfigurasjonen, og i en variant av denne fremgangsmåten omfatter den variering av induktansen hos dekoblingsinduktoren. In one embodiment, the method further comprises the step of including a decoupling inductor in the delta configuration, and in a variant of this method it comprises varying the inductance of the decoupling inductor.
I en utførelsesform hvor dekoblingsinduktoren omfatter en tredje magnetisk kjerne, en andre hovedvikling viklet rundt kjernen og en andre styringsvikling viklet rundt kjernen, hvor hovedviklingen og styringsviklingen er tilpasset til å danne vesentlige ortogonale felter når de forsynes med strøm, slik at induktansen til dekoblingsinduktorene er styrbar ved strømmen som strømmer gjennom styringsviklingen. Med andre ord omfatter fremgangsmåten regulering av strømmen forsynt til styringsviklingen for å variere dekoblingsinduktorens induktans. In an embodiment where the decoupling inductor comprises a third magnetic core, a second main winding wound around the core and a second control winding wound around the core, where the main winding and the control winding are adapted to form substantially orthogonal fields when supplied with current, so that the inductance of the decoupling inductors is controllable by the current flowing through the control winding. In other words, the method comprises regulating the current supplied to the control winding to vary the decoupling inductor's inductance.
I en utførelsesform omfatter fremgangsmåten styring av dekoblingen til spenningen hos de tre fasene i forhold til hverandre ved sterkt ubalanserte laster ved variering av induktansen hos den variable induktoren. In one embodiment, the method comprises controlling the decoupling of the voltage of the three phases in relation to each other in case of highly unbalanced loads by varying the inductance of the variable inductor.
I en utførelsesform omfatter fremgangsmåten reduksjon av tredjeharmoniske og andre nultesekvens harmoniske og regulering av nivået på de symmetriske utgangsspenningene med sterkt ubalanserte laster ved å variere induktansen hos den variable induktoren. In one embodiment, the method comprises reducing third harmonics and second zero sequence harmonics and regulating the level of the symmetrical output voltages with highly unbalanced loads by varying the inductance of the variable inductor.
Oppfinnelsen angår også en anordning for spenningsstabilisering hos en trefase kraftforsyning, omfattende en anordning i samsvar med oppfinnelsen som beskrevet ovenfor for reduksjon av harmoniske i den leverte spenningen som resultat fra enhver harmonisk komponent hos den magnetiske fluksen i den magnetiske kjernen hos transformatoren som injiseres ved det ikke-lineære kretselementet. The invention also relates to a device for voltage stabilization in a three-phase power supply, comprising a device in accordance with the invention as described above for reducing harmonics in the supplied voltage as a result of any harmonic component of the magnetic flux in the magnetic core of the transformer which is injected at the the non-linear circuit element.
Oppfinnelsen omfatter også et reguleringssystem for spenningsstabilisering av en trefase kraftforsyning, hvor reguleringssystemet omfatter en The invention also includes a regulation system for voltage stabilization of a three-phase power supply, where the regulation system comprises a
spenningsstabiliseringsanordning i samsvar med oppfinnelsen og omfatter målingsenheter for utgangsspenning og utgangsstrøm for hver fase, en inngangsenhet og en prosesseirngsenhet for, basert på de målte utgangsspenningene og utgangsstrømmene for hver fase og på terskelverdiene, variering av induktansen hos dekoblingsinduktoren. voltage stabilization device in accordance with the invention and comprises measurement units for output voltage and output current for each phase, an input unit and a processing unit for, based on the measured output voltages and output currents for each phase and on the threshold values, variation of the inductance of the decoupling inductor.
I en utførelsesform av systemet omfatter dekoblingsinduktoren en tredje magnetisk kjerne, en andre hovedvikling viklet rundt kjernen og en andre styringsvikling viklet rundt kjernen, hvor hovedviklingen og styringsviklingen er tilpasset til å danne vesentlige ortogonale felter når de påtrykkes strøm, og prosesseringsenheten omfatter midler for regulering av strømmen levert til styringsviklingen for å variere dekoblingsinduktorens induktans. In one embodiment of the system, the decoupling inductor comprises a third magnetic core, a second main winding wound around the core and a second control winding wound around the core, wherein the main winding and the control winding are adapted to form substantially orthogonal fields when applied current, and the processing unit comprises means for regulating the current supplied to the control winding to vary the decoupling inductor's inductance.
I en utførelsesform av systemet er inngangsenheten tilpasset til å motta terskelverdier for tredje grads harmoniske og prosesseringsenheten er tilpasset til, basert på målte verdier og på de tredje grads harmoniske grenseverdiene, å variere dekoblingsinduktorens induktans. I en variant av denne utførelsesformen er inngangsenheten tilpasset til å motta terskelverdiene relatert til symmetri og prosesseringsenheten er tilpasset til å, basert på de målte verdiene, på de tredjeharmoniske terskelverdiene og på symmetriterskelverdiene, å variere dekoblingsinduktorens induktans. In one embodiment of the system, the input unit is adapted to receive third-order harmonic threshold values and the processing unit is adapted to, based on measured values and on the third-order harmonic threshold values, vary the inductance of the decoupling inductor. In a variant of this embodiment, the input unit is adapted to receive the threshold values related to symmetry and the processing unit is adapted to, based on the measured values, on the third harmonic threshold values and on the symmetry threshold values, vary the inductance of the decoupling inductor.
Den foreliggende oppfinnelsen vil nå bli beskrevet ved hjelp av et eksempel illustrert i de vedlagte tegningene, hvor: Fig. 1 viser et system for spenningsstabilisering av en kraftforsyningsledning i et TN-nett i det vesentlige i samsvar med WO 2004/053615. The present invention will now be described using an example illustrated in the attached drawings, where: Fig. 1 shows a system for voltage stabilization of a power supply line in a TN network essentially in accordance with WO 2004/053615.
Fig. 2A og 2B viser en anordning i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 2A and 2B show a device in accordance with the invention.
Fig. 3 og 4 viser tredjeharmoniske og tredjeharmoniske forstyrrelse for trefaset last. Fig. 3 and 4 show third harmonic and third harmonic disturbance for three-phase load.
Fig. 5 og 6 viser et reguleringssystem i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 5 and 6 show a regulation system in accordance with the invention.
Fig. 7 viser en utførelsesform av oppfinnelsen hvor vær variabel induktor omfatter en vikling inkludert i deltakoblingen. Fig. 1 viser et system for spenningsstabilisering hos en kraftforsyningsleder. Systemet tilsvarer i det vesentlige det som er beskrevet i WO 2004/053615, og de respektive elementene vil derfor ikke bli beskrevet i detalj. Induktorene LI, L2 og L3 er ikke beskrevet i publikasjonen, og heller ikke er de en del av den foreliggende oppfinnelsen. Deres funksjon er å redusere harmoniske og å øke ytelsen ved ikke-symmetriske laster. Fig. 7 shows an embodiment of the invention where the variable inductor comprises a winding included in the delta connection. Fig. 1 shows a system for voltage stabilization in a power supply conductor. The system essentially corresponds to that described in WO 2004/053615, and the respective elements will therefore not be described in detail. The inductors LI, L2 and L3 are not described in the publication, nor are they part of the present invention. Their function is to reduce harmonics and to increase performance at non-symmetrical loads.
Som det kan ses i figuren er lasten Z, generatorene Gl, G2 og G3, og primærviklingene hos autotransformatorene Tl, T2 og T3 koblet i stjernekonfigurasjon til et nøytralnett (TN-nett). Dette systemet vil oppvise uakseptabelt høyt nivå på THD. As can be seen in the figure, the load Z, the generators Gl, G2 and G3, and the primary windings of the autotransformers Tl, T2 and T3 are connected in star configuration to a neutral network (TN network). This system will exhibit an unacceptably high level of THD.
Fig. 2A og 2B viser en anordning 1 for spenningsstabilisering hos en trefaset kraftforsyning, omfattende for hver fase: - en autotransformator Tl, T2, T3 med en første magnetisk kjerne 2, 3, 4, en serievikling Nsl, Ns2, Ns3 og en parallellvikling Npl, Np2, Np3, - en variabel induktor T4, T5, T6 henholdsvis koblet til autotransformatoren Tl, T2, T3, hvor den variable induktoren omfatter en andre magnetisk kjerne, en hovedvikling viklet rundt kjernen og en styringsvikling viklet rundt kjernen, hvor hovedviklingen og styringsviklingen er tilpasset til å danne vesentlig ortogonale felter når de påtrykkes strøm. Figuren viser også, for hver fase, en tredje vikling Ndl, Nd2, Nd3 henholdsvis viklet rundt den første magnetiske kjernen 2, 3, 4, hvor de tredje henholdsvis viklingene er tilknyttet hver fase Ndl, Nd2, Nd3 som er koblet til hverandre i en deltakonfigurasjon, og en dekoblingsinduktor Bl koblet i serie med deltakonfigurasjonen. Figuren viser også parallelle induktorer LI, L2 og L3. Fig. 2A and 2B show a device 1 for voltage stabilization in a three-phase power supply, comprising for each phase: - an autotransformer Tl, T2, T3 with a first magnetic core 2, 3, 4, a series winding Nsl, Ns2, Ns3 and a parallel winding Npl, Np2, Np3, - a variable inductor T4, T5, T6 respectively connected to the autotransformer Tl, T2, T3, where the variable inductor comprises a second magnetic core, a main winding wound around the core and a control winding wound around the core, where the main winding and the control winding is adapted to form substantially orthogonal fields when current is applied to them. The figure also shows, for each phase, a third winding Nd1, Nd2, Nd3 respectively wound around the first magnetic core 2, 3, 4, where the third respectively windings are associated with each phase Nd1, Nd2, Nd3 which are connected to each other in a delta configuration, and a decoupling inductor Bl connected in series with the delta configuration. The figure also shows parallel inductors LI, L2 and L3.
Fig. 2B viser en anordning i samsvar med oppfinnelsen i et TN-nettverk. De tredje viklingene Ndl, Nd2 og Nd3 er viklet henholdsvis om de første magnetiske kjernene 2, 3, 4 for slik å danne magnetiske felter som er hovedsakelig parallelle til de magnetiske feltene dannet ved henholdsvis serieparallellviklingene Nsl, Ns2, Ns3 og Npl, Np2 og Np3. Fig. 2B shows a device in accordance with the invention in a TN network. The third windings Nd1, Nd2 and Nd3 are respectively wound around the first magnetic cores 2, 3, 4 so as to form magnetic fields which are substantially parallel to the magnetic fields formed by the series-parallel windings Nsl, Ns2, Ns3 and Npl, Np2 and Np3 respectively .
Som nevnt ovenfor kan dekoblingsinduktoren Bl være varierbar. As mentioned above, the decoupling inductor Bl can be variable.
I en utførelsesform av oppfinnelsen omfatter dekoblingsinduktoren en magnetisk kjerne, en hovedvikling viklet rundt kjernen og en styringsvikling viklet rundt kjernen, hvor hovedviklingen og styringsviklingen er tilpasset til å danne i det vesentlige ortogonale felter når de påtrykkes strøm, dekoblingsinduktoren er tilpasset til å variere dekoblingsinduktorens induktans ved hjelp av styringsstrømmen. En variabel induktor som kan anvendes for den foreliggende anordningen er f.eks. beskrevet i WO 2004/053615. In one embodiment of the invention, the decoupling inductor comprises a magnetic core, a main winding wound around the core and a control winding wound around the core, where the main winding and the control winding are adapted to form substantially orthogonal fields when applied current, the decoupling inductor is adapted to vary the inductance of the decoupling inductor using the control current. A variable inductor that can be used for the present device is e.g. described in WO 2004/053615.
Fig. 3 og 4 viser resultater fra eksperimentet på et TN-nett tilveiebragt med en anordning i samsvar med oppfinnelsen. Fig. 3 illustrerer en variasjon hos den tredjeharmoniske innholdet hos utgangsspenningene med trefaset symmetrisk last, med og uten anordningen i samsvar med oppfinnelsen. Linjespenningen var 400 V, linjestrømmen ble variert mellom 0 og 80 A, og lasten ble variert mellom 0 og 30 KW. Fig. 4 illustrerer THD for de samme lasttrinnene. En verdi på 5 mH (ved 50 Hz) for dekoblingsinduktoren var tilstrekkelig for å sikre ytelsen i samsvar med standard EN50160 for et bredt område av lastverdier. Som allerede beskrevet representerer dimensjoneringen av denne induktoren en avveining mellom demping av tredjeharmoniske og dekobling av fasene, og den foretrukne verdien for induktoren er en designparameter som må bestemmes basert på dette og andre designkriterier. Fig. 3 and 4 show results from the experiment on a TN network provided with a device in accordance with the invention. Fig. 3 illustrates a variation in the third harmonic content of the output voltages with a three-phase symmetrical load, with and without the device in accordance with the invention. The line voltage was 400 V, the line current was varied between 0 and 80 A, and the load was varied between 0 and 30 KW. Fig. 4 illustrates the THD for the same load steps. A value of 5 mH (at 50 Hz) for the decoupling inductor was sufficient to ensure performance in accordance with standard EN50160 for a wide range of load values. As already described, the sizing of this inductor represents a trade-off between attenuation of third harmonics and decoupling of the phases, and the preferred value of the inductor is a design parameter that must be determined based on this and other design criteria.
Anordningen ble også testet med enkeltfaset last, og selv under disse forholdene inntraff det farlige spenningsnivåer mellom de ubelastede fasene så lenge som dekoblingsinduktoren (5 mH) var tilstede i deltakonfigurasjonen. The device was also tested with a single-phase load, and even under these conditions dangerous voltage levels occurred between the unloaded phases as long as the decoupling inductor (5 mH) was present in the delta configuration.
Dersom en styrbar induktor anvendes kan induktansen økes i tilfelle det er snakk om åpenkretsede (fase-)last. På denne måten kan fasen uten last dekobles fra de andre og en god spenningsstyring av disse fasene kan fortsatt opprettholdes. If a controllable inductor is used, the inductance can be increased in the case of open-circuit (phase) loads. In this way, the phase without load can be decoupled from the others and a good voltage control of these phases can still be maintained.
Fig. 5 og 6 illustrerer et reguleringssystem i samsvar med oppfinnelsen. Systemet 5 for spenningsstabiliseringssystemet for trefaset kraftforsyning omfatter en anordning i samsvar med oppfinnelsen. Den omfatter også målingsenheter 6, 7, 8, 9, 10, 11 for utgangsspenning og utgangsstrøm for hver fase, inngangsenheter 12, 13 for terskelverdier og en prosesseirngsenhet 14 for, basert på de målte utgangsspenningen og utgangsstrømmen for hver fase og for terskelverdiene, tilveiebringelse av et styringssignal for variering av induktansen hos dekoblingsinduktoren. Fig. 5 and 6 illustrate a regulation system in accordance with the invention. The system 5 for the voltage stabilization system for three-phase power supply comprises a device in accordance with the invention. It also comprises measurement units 6, 7, 8, 9, 10, 11 for output voltage and output current for each phase, input units 12, 13 for threshold values and a processing unit 14 for, based on the measured output voltage and output current for each phase and for the threshold values, providing of a control signal for varying the inductance of the decoupling inductor.
I en utførelsesform av oppfinnelsen, hvor dekoblingsinduktoren omfatter en magnetisk kjerne, en hovedvikling viklet rundt kjernen og en styringsvikling viklet rundt kjernen, hvor hovedviklingen og styringsviklingene er tilpasset til å danne vesentlig ortogonale felter når strøm påtrykkes, omfatter prosesseringsenheten 14 midler 16 for regulering av strømmen som leveres til styringsviklingen for å variere dekoblingsinduktorens induktans. In an embodiment of the invention, where the decoupling inductor comprises a magnetic core, a main winding wound around the core and a control winding wound around the core, where the main winding and the control windings are adapted to form substantially orthogonal fields when current is applied, the processing unit 14 comprises means 16 for regulating the current which is supplied to the control winding to vary the decoupling inductor's inductance.
I fig. 6 er det vist et system hvor inngangsenhetene 12 og 13 er tilpasset til å motta terskelverdiene relatert til symmetri og THD, prosesseringsenheten 14 tilpasset til, basert på målte verdier, på tredjeharmoniske terskelverdier og på symmetriterskelverdier, å tilveiebringe et styringssignal for variering av induktansen hos dekoblingsinduktoren. In fig. 6 there is shown a system where the input units 12 and 13 are adapted to receive the threshold values related to symmetry and THD, the processing unit 14 is adapted to, based on measured values, on third harmonic threshold values and on symmetry threshold values, provide a control signal for varying the inductance of the decoupling inductor .
Fig. 7 viser et system i samsvar med oppfinnelsen, hvor de ikke-lineære Fig. 7 shows a system in accordance with the invention, where the non-linear
kretselementene er variable induktorer T4, T5 og T6 omfattende en andre magnetisk kjerne, en hovedvikling H viklet rundt kjernen og en styringsvikling ST viklet rundt kjernen. Variable induktorer T4, T5 og T6 omfatter hver en tredje vikling Nd4, Nd5 og Nd6 viklet rundt den andre kjernen omfattet i deltakonfigurasjonen. the circuit elements are variable inductors T4, T5 and T6 comprising a second magnetic core, a main winding H wound around the core and a control winding ST wound around the core. Variable inductors T4, T5 and T6 each comprise a third winding Nd4, Nd5 and Nd6 wound around the second core comprised in the delta configuration.
Selv om figurene viser tre separate kjerner, én for hvert kretselement, skal det forstås at oppfinnelsen omfatter bruk av en enkelt kjerne for de tre fasene. De separate kjernene vil i dette tilfellet representere deler av en enkelt kjerne. Although the figures show three separate cores, one for each circuit element, it should be understood that the invention includes the use of a single core for the three phases. The separate cores will in this case represent parts of a single core.
Claims (21)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20045614A NO322285B1 (en) | 2004-12-23 | 2004-12-23 | booster |
| PCT/NO2005/000468 WO2006068495A2 (en) | 2004-12-23 | 2005-12-20 | Device for reducing harmonics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20045614A NO322285B1 (en) | 2004-12-23 | 2004-12-23 | booster |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20045614D0 NO20045614D0 (en) | 2004-12-23 |
| NO322285B1 true NO322285B1 (en) | 2006-09-11 |
Family
ID=35238028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20045614A NO322285B1 (en) | 2004-12-23 | 2004-12-23 | booster |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO322285B1 (en) |
| WO (1) | WO2006068495A2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100570982C (en) * | 2006-09-01 | 2009-12-16 | 戴如宏 | High voltage electric-saver |
| WO2009123469A1 (en) * | 2008-03-31 | 2009-10-08 | Magtech As | Buck boost topology |
| GB2480708B (en) | 2010-09-01 | 2013-07-10 | Emsc Uk Ltd | Improved apparatus & method in relation to voltage optimization |
| ES2698397T3 (en) | 2011-02-01 | 2019-02-04 | Siemens Ag | Active de-synchronization of switching converters |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB526014A (en) * | 1938-03-05 | 1940-09-09 | British Thomson Houston Co Ltd | Improvements in and relating to electric chokes |
| US6605882B2 (en) * | 2000-10-20 | 2003-08-12 | Delta Transformers Of Canada (1999) Ltd. | Integrated harmonic mitigation device and distribution panel configured as a power center unit for electronic equipment |
| AU2003288800A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-30 | Magtech As | System for voltage stabilization of power supply lines |
-
2004
- 2004-12-23 NO NO20045614A patent/NO322285B1/en not_active IP Right Cessation
-
2005
- 2005-12-20 WO PCT/NO2005/000468 patent/WO2006068495A2/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2006068495A2 (en) | 2006-06-29 |
| WO2006068495A3 (en) | 2007-04-19 |
| NO20045614D0 (en) | 2004-12-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1565975B1 (en) | A device and a method for control of power flow in a transmission line | |
| US7629786B2 (en) | Device for reducing harmonics in three-phase poly-wire power lines | |
| US7233506B1 (en) | Low kVA/kW transformers for AC to DC multipulse converters | |
| JP2010520636A (en) | Transformer structure | |
| KR101540998B1 (en) | Eco-friendly energy-saving hybrid transformer | |
| US5576942A (en) | Method and apparatus for reducing the harmonic currents in alternating-current distribution networks | |
| US11056883B1 (en) | System and method for implementing a zero-sequence current filter for a three-phase power system | |
| KR20140120084A (en) | Eco-friendly energy-saving hybrid harmonic cancellation device and controlling method thereof | |
| NO322285B1 (en) | booster | |
| JP5033898B2 (en) | Power receiving equipment | |
| CN114362101B (en) | Excitation variation protection method for double-core asymmetric phase-shifting transformer | |
| Shaikh et al. | Analysis and application of zigzag transformer in distribution system for mitigation of triplen harmonics | |
| RU2552377C2 (en) | Voltage balancer in three-phase network | |
| WO2008026297A1 (en) | Current balancer and low-voltage power distribution system | |
| RU2674753C2 (en) | Single-phase load on three-phase network phases uniform distribution device | |
| EA025827B1 (en) | Three-phase balance-to-unbalance autotransformer (embodiments) | |
| KR101783239B1 (en) | Hybrid power quality improving device with high-efficiency energy-saving | |
| NO324259B1 (en) | Stabilization winding for MVB in TN and TT networks | |
| Liang et al. | Transformer winding connections for practical industrial applications | |
| NO322286B1 (en) | Device and method for reducing harmonics in a three-phase power supply | |
| KR101655436B1 (en) | Hybrid transformer with high-efficiency energy-saving | |
| KR20230089615A (en) | Balanced 3-phase input-single-phase output transformer | |
| Salih et al. | Practical analysis of harmonics effects on transformer | |
| JPH10201097A (en) | Single-phase three-wire type low voltage distribution system | |
| KR101783241B1 (en) | Hybrid power quality improving device with high-efficiency energy-saving |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |