NO324259B1

NO324259B1 - Stabilization winding for MVB in TN and TT networks

Info

Publication number: NO324259B1
Application number: NO20054428A
Authority: NO
Inventors: Bjornar S Johansen; Reidar Tjeldhorn; Christian M Hartmann
Original assignee: Magtech As
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2007-09-17
Also published as: WO2007035111A1; NO20054428L; NO20054428D0

Abstract

Kraftforsyningssystem omfattende for hver fase en autotransformator (TA, TB, TC) med en parallellvikling (4, 5. 6), en serievikling (7, 8, 9) og en tertiærvikling (22, 23, 24) galvanisk separert fra parallellviklingen (4, 5, 6) og serieviklingen (7, 8, 9) hos autotransformatoren, en magnetisk styrbar induktor (MCIA, MCIB, MCIC) omfattende en første vikling (13, 14, 15) og en andre vikling (16, 17, 18) viklet rundt en kjerne, og en styringsvikling (10, 11, 12) som er tilpasset til å danne et magnetisk felt hovedsakelig vinkelrett på feltet dannet av den første viklingen og den andre viklingen. Parallellviklingen (4, 5, 6) hos autotransformatoren (TA, TB, TC) er koblet mellom inngangsspenningen (Ua, Ub, Uc) og den første viklingen (13, 14, I 5) hos den magnetisk styrbare induktoren (MCIA, MCIB, MCIC) og den første viklingen (13, 14, 15) er videre koblet til nøytralpunktet. Tertiærviklingen (22, 23, 24) hos hver autotransformator (TA, TB, TC) er koblet til den andre viklingen (16, 17, 18) hos den tilsvarende magnetisk styrbare induktoren (MCIA, MCIB, MCIC) hvor disse parene av viklinger er innbyrdes koblet. Systemet omfatter videre en styringskrets som basert på målte spenninger og/eller strømmer styrer styringsstrømmen hos hver styringsvikling (10, 11, 12) for med dette å styre induktansen til en magnetisk styrbar induktor (MCIA, MCIB, MCIC).Power supply system comprising for each phase an autotransformer (TA, TB, TC) with a parallel winding (4, 5. 6), a series winding (7, 8, 9) and a tertiary winding (22, 23, 24) galvanically separated from the parallel winding (4 , 5, 6) and the series winding (7, 8, 9) of the autotransformer, a magnetically controllable inductor (MCIA, MCIB, MCIC) comprising a first winding (13, 14, 15) and a second winding (16, 17, 18) wound around a core, and a guide winding (10, 11, 12) adapted to form a magnetic field substantially perpendicular to the field formed by the first winding and the second winding. The parallel winding (4, 5, 6) of the autotransformer (TA, TB, TC) is connected between the input voltage (Ua, Ub, Uc) and the first winding (13, 14, I 5) of the magnetically controllable inductor (MCIA, MCIB, MCIC) and the first winding (13, 14, 15) are further connected to the neutral point. The tertiary winding (22, 23, 24) of each autotransformer (TA, TB, TC) is connected to the other winding (16, 17, 18) of the corresponding magnetically controllable inductor (MCIA, MCIB, MCIC) where these pairs of windings are interconnected. The system further comprises a control circuit which, based on measured voltages and / or currents, controls the control current of each control winding (10, 11, 12) in order thereby to control the inductance of a magnetically controllable inductor (MCIA, MCIB, MCIC).

Description

Teknisk område Technical area

Den foreliggende oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og et system for spenningssymmetrisering og for økning av kortslutningskapasiteten. Mer spesifikt angår den foreliggende oppfinnelsen symmetri sering og økning av kortslutningskapasitet i en anordning for spenningsstyring og/eller spenningsstabilisering for en trefase kraftforsyning. The present invention relates to a method and a system for voltage symmetrization and for increasing the short-circuit capacity. More specifically, the present invention relates to symmetrizing and increasing short-circuit capacity in a device for voltage control and/or voltage stabilization for a three-phase power supply.

Bakgrunn Background

Underdimensjonerte linjer for elektrisk kraftoverføring, også henvist til som "svake linjer" har et for lite ledertverrsnitt i forhold til lastkravene, videre har de relativt høy impedans. Et utilbørlig spenningsfall vil være et resultat for tapene forårsaket av underdimensjonerte ledere. Utilbørlige spenningsfall resulterer i upassende spenningsnivåer for den elektriske effekten koblet til linjene. WO 2004/053615 beskriver et system for spenningsstabilisering av slike kraftlinjer. Undersized lines for electrical power transmission, also referred to as "weak lines", have too small a conductor cross-section in relation to the load requirements, and they also have a relatively high impedance. An undue voltage drop will result for the losses caused by undersized conductors. Undue voltage drops result in inappropriate voltage levels for the electrical power connected to the lines. WO 2004/053615 describes a system for voltage stabilization of such power lines.

Generelt omfatter TN- og TT-systemet fire strømbærende linjer - tre faser og nøytral. For dette systemet vil en enkeltfaset last trekke strøm fra kun én forsyningslinje og returnere denne gjennom nøytrallederen. Dette forårsaker spenningsubalanse når et system med svake linjer har usymmetrisk last. Når lasten er langt nede i systemet vil ulempen være enda mer merkbar. Det skal bemerkes at for ethvert gitt punkt hos kraftoverføringslinjen, betyr "oppstrøms" ethvert punkt nærmere distribusjonstransformatoren og "nedstrøms" betyr ethvert punkt lengre vekk fra denne. In general, the TN and TT system comprises four current-carrying lines - three phases and neutral. For this system, a single-phase load will draw current from only one supply line and return this through the neutral conductor. This causes voltage unbalance when a system with weak lines has an unbalanced load. When the load is far down in the system, the disadvantage will be even more noticeable. It should be noted that for any given point on the power transmission line, "upstream" means any point closer to the distribution transformer and "downstream" means any point further away from it.

En annen ulempe relatert til svake nett i TN- og TT-nettverk kalles nøytralpunktforskyvning. Problemet er at impedansen i nøytrallederen forårsaker en vesentlig spenningsdifferanse mellom nøytralpunktet ved distribusjonstransformatoren og nøytralpunktet langt nedstrøms når systemet er ikke-symmetrisk belastet. Dette øker ubalansen og forårsaker også at systemet er veldig uforutsigbart. På grunn av dette vil ikke spenningsstabiliseringssystemet slik som beskrevet i WO 2004/053615 være tilstrekkelig til å stabilisere spenningene ved svært ikke-symmetriske laster i TN- og TT-nettverk. Derfor er et ekstra middel for å stabilisere fasespenningene nødvendig. Another disadvantage related to weak grids in TN and TT networks is called neutral point displacement. The problem is that the impedance in the neutral conductor causes a significant voltage difference between the neutral point at the distribution transformer and the neutral point far downstream when the system is non-symmetrically loaded. This increases the imbalance and also causes the system to be very unpredictable. Because of this, the voltage stabilization system as described in WO 2004/053615 will not be sufficient to stabilize the voltages at highly non-symmetrical loads in TN and TT networks. Therefore, an additional means of stabilizing the phase voltages is necessary.

I standard trefasetransformatorteori eksisterer det viklingsarrangementer for å stabilisere fasespenninger, dvs. gjøre fasespenninger lik i størrelse og med en intern forskyvning på 120 elektriske grader. En slik fremgangsmåte er å anvende en tertiær deltavikling. Et slikt arrangement er ikke passende for spenningsstabiliseringssystemet beskrevet i WO 2004/053615. Dette skyldes at systemet anvender tre enfasede autotransformatorer, én for hver fase, hvor hver transformator må ha muligheten til å ha et individuelt spenningsnivå. In standard three-phase transformer theory, winding arrangements exist to stabilize phase voltages, i.e. make phase voltages equal in magnitude and with an internal offset of 120 electrical degrees. One such method is to use a tertiary delta winding. Such an arrangement is not suitable for the voltage stabilization system described in WO 2004/053615. This is because the system uses three single-phase autotransformers, one for each phase, where each transformer must have the ability to have an individual voltage level.

Den europeiske standarden EN50160, "Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems" setter blant andre ting grenser for tillatelig avvik fra de nominelle systemspenningene. The European standard EN50160, "Voltage characteristics of electricity supplied by public distribution systems" sets, among other things, limits for permissible deviations from the nominal system voltages.

Et annet problem relatert til svake nett er at den enpolede kortslutningskapasiteten er lav på grunn av den høye impedansen i nettet. Derav følger det at strømmene som oppstår ved feil i enkelte tilfeller ikke er tilstrekkelig høye til å utløse overstrømsbeskyttelsen innenfor en tilfredsstillende tidsramme. Dette kan resultere i høy temperatur i feilpunktet som i verste fall kan forårsake feil. Another problem related to weak networks is that the single-pole short-circuit capacity is low due to the high impedance of the network. It follows from this that the currents that occur during faults are in some cases not sufficiently high to trigger the overcurrent protection within a satisfactory time frame. This can result in a high temperature at the fault point which in the worst case can cause a fault.

Formålet med den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en forbedret fremgangsmåte og system for spenningssymmetrisering i et trefaset kraftforsyningssystem som overkommer de ovenfor nevnte ulempene. Følgelig er et formål med oppfinnelsen å øke kortslutningskapasiteten ved enpolede feil. The purpose of the present invention is to provide an improved method and system for voltage symmetrization in a three-phase power supply system which overcomes the above-mentioned disadvantages. Accordingly, an object of the invention is to increase the short-circuit capacity in single-pole faults.

Sammendrag av oppfinnelsen Summary of the invention

Den foreliggende oppfinnelsen angår et kraftforsyningssystem med spenningssymmetrisering og økt kortslutningskapasitet, omfattende for hver fase: - en autotransformator med en parallellvikling og en serievikling hvor serieviklingen er koblet mellom inngangsspenningen og utgangsspenningen - en magnetisk styrbar induktor omfattende en første vikling viklet rundt en kjerne og en styringsvikling som er tilpasset til å danne et magnetisk felt hovedsakelig vinkelrett på feltet dannet av den første viklingen. Oppfinnelsen er kjennetegnet ved at - den magnetisk styrbare induktoren omfatter en andre vikling viklet rundt kjernen, - autotransformatoren videre omfatter en tertiærvikling galvanisk separert fra parallellviklingen og serieviklingen hos autotransformatoren, - parallellviklingen hos autotransformatoren er koblet mellom inngangsspenningen og den første viklingen hos den magnetisk styrbare induktoren og den første viklingen er koblet videre til nøytralpunktet; - tertiærviklingen hos hver autotransformator er koblet til den andre viklingen hos den tilsvarende magnetisk styrbare induktoren som danner par av viklinger som er innbyrdes koblet; - systemet videre omfatter en styringskrets, som basert på målte spenninger og/eller strømmer, styrer styringsstrømmen til hver styringsvikling for med dette å styre induktansen til hver magnetisk styrbar induktor. The present invention relates to a power supply system with voltage equalization and increased short-circuit capacity, comprising for each phase: - an autotransformer with a parallel winding and a series winding where the series winding is connected between the input voltage and the output voltage - a magnetically controllable inductor comprising a first winding wound around a core and a control winding which is adapted to form a magnetic field substantially perpendicular to the field formed by the first winding. The invention is characterized by - the magnetically controllable inductor comprises a second winding wound around the core, - the autotransformer further comprises a tertiary winding galvanically separated from the parallel winding and the series winding of the autotransformer, - the parallel winding of the autotransformer is connected between the input voltage and the first winding of the magnetically controllable inductor and the first winding is connected further to the neutral point; - the tertiary winding of each autotransformer is connected to the second winding of the corresponding magnetically controllable inductor forming pairs of windings which are interconnected; - the system further comprises a control circuit, which, based on measured voltages and/or currents, controls the control current to each control winding in order to thereby control the inductance of each magnetically controllable inductor.

Systemet ovenfor tilveiebringer en forbedret spenningssymmetrisering i trefasede kraftforsyninger og også en økning i kortslutningskapasiteten ved enpolede feil. Dette skyldes at den muliggjør at anordningen trekker strøm fra alle inngangsfasene for å forsyne en enfaset belastning ved utgangen. The above system provides an improved voltage equalization in three-phase power supplies and also an increase in the short-circuit capacity for single-pole faults. This is because it enables the device to draw current from all input phases to supply a single-phase load at the output.

Detaljert beskrivelse Detailed description

Den foreliggende oppfinnelsen vil nå bli beskrevet i detalj ved hjelp av en foretrukket utførelsesform med henvisning til de vedlagte tegningene, hvor: Fig. 1 viser et system i samsvar med den foretrukne utførelsesformen av oppfinnelsen; Fig. 2 viser systemet i fig. 1, hvor ulike spenninger og strømmer er vist; Fig. 3 viser et fasediagram av spenningen i fig. 2; Fig. 4 viser forholdet mellom spenningen på inngangen og stabiliseringsviklingen; Fig. 5 viser hvordan spenningene over stabiliseringsviklingen danner et lukket polygon; Fig. 6 viser en alternativ utførelsesform av autotransformatoren i systemet i fig. 1; The present invention will now be described in detail by means of a preferred embodiment with reference to the attached drawings, where: Fig. 1 shows a system in accordance with the preferred embodiment of the invention; Fig. 2 shows the system in fig. 1, where various voltages and currents are shown; Fig. 3 shows a phase diagram of the voltage in fig. 2; Fig. 4 shows the relationship between the voltage on the input and the stabilization winding; Fig. 5 shows how the voltages across the stabilization winding form a closed polygon; Fig. 6 shows an alternative embodiment of the autotransformer in the system in fig. 1;

Fig. 7 viser resultater av tester på kortslutningsytelsen. Fig. 7 shows results of tests on the short-circuit performance.

Systemet i samsvar med oppfinnelsen omfatter, for hver fase: en autotransformator Ta, Tb, Tc med en parallellvikling 4, 5, 6 med Np vindinger og en serievikling 7, 8, 9 med Ns vindinger. Serieviklinger 7, 8, 9 er koblet mellom inngangsspenningen Ua, Ub, Uc og utgangsspenningen Ua-out, Ub-out og Uc-out- Autotransformatoren Ta, Tb, Tc omfatter også en tertiærvikling 22, 23, 24 med Nt vindinger. Denne tertiære viklingen er galvanisk separert fra parallellviklingen 4, 5, 6 og serieviklingen 7, 8, 9 hos autotransformatoren. The system according to the invention comprises, for each phase: an autotransformer Ta, Tb, Tc with a parallel winding 4, 5, 6 with Np turns and a series winding 7, 8, 9 with Ns turns. Series windings 7, 8, 9 are connected between the input voltage Ua, Ub, Uc and the output voltage Ua-out, Ub-out and Uc-out - The autotransformer Ta, Tb, Tc also comprises a tertiary winding 22, 23, 24 with Nt turns. This tertiary winding is galvanically separated from the parallel winding 4, 5, 6 and the series winding 7, 8, 9 of the autotransformer.

Systemet omfatter videre tre magnetisk styrbare induktorer MCIa, MCIb, MCIc, én for hver fase. Den magnetisk styrbare induktoren omfatter en første vikling 13, 14, 15 med Nmci.p vindinger viklet rundt en første kjerne og en andre vikling 16, 17, 18 med Nmci.s vindinger viklet rundt kjernen og en styringsvikling 10, 11, 12. Styringsviklingen er tilpasset til å danne et magnetisk felt hovedsakelig vinkelrett på feltet dannet av den første viklingen og den andre viklingen, for med dette å styre induktansen til den magnetisk styrbare induktoren MCIa, MCIb, MCIc. Den magnetisk styrbare induktoren er beskrevet i den kjente teknikken. Induktansen til den magnetisk styrbare induktoren MCIa, MCIb, MCIc er styrt ved tilveiebringelse av en styringsstrøm til styringsviklingen. Dette betyr også at den magnetiske permeabiliteten til den innbyrdes fluksbanen for den første og andre viklingen 13, 14, 15, 16, 17, 18 hos MCIa, MCIb, MCIc er styrt ved tilveiebringelse av en styringsstrøm til styringsviklingen. Styringsstrømmen er styrt ved hjelp av en styringskrets. The system also includes three magnetically controllable inductors MCIa, MCIb, MCIc, one for each phase. The magnetically controllable inductor comprises a first winding 13, 14, 15 with Nmci.p turns wound around a first core and a second winding 16, 17, 18 with Nmci.p turns wound around the core and a control winding 10, 11, 12. The control winding is adapted to form a magnetic field substantially perpendicular to the field formed by the first winding and the second winding, thereby controlling the inductance of the magnetically controllable inductor MCIa, MCIb, MCIc. The magnetically controllable inductor is described in the prior art. The inductance of the magnetically controllable inductor MCIa, MCIb, MCIc is controlled by providing a control current to the control winding. This also means that the magnetic permeability of the mutual flux path of the first and second windings 13, 14, 15, 16, 17, 18 at MCIa, MCIb, MCIc is controlled by providing a control current to the control winding. The control current is controlled by means of a control circuit.

Parallellviklingen 4, 5, 6 hos autotransformatoren Ta, Tb, Tc er koblet mellom inngangsspenningen Ua, Ub, Uc og den første viklingen 13, 14, 15 hos den magnetisk styrbare induktoren MCIa, MCIb, MCIc- Den andre terminalen hos den første viklingen 13, 14, 15 er koblet til nøytralpunktet. The parallel winding 4, 5, 6 of the autotransformer Ta, Tb, Tc are connected between the input voltage Ua, Ub, Uc and the first winding 13, 14, 15 of the magnetically controllable inductor MCIa, MCIb, MCIc- The second terminal of the first winding 13 , 14, 15 are connected to the neutral point.

Tertiærviklingen 22, 23, 24 hos autotransformatoren TA, TB, Tc er koblet til den andre viklingen 16, 17, 18 hos den magnetisk styrbare induktoren MCIa, MCIb, MCIc gjennom deres respektive første terminaler. Disse parene av viklinger er også innbyrdes koblet. Den andre terminalen hos tertiærviklingen 22 hos den første autotransformatoren TA er koblet til den andre terminalen hos den andre viklingen 18 hos den tredje magnetisk styrbare induktoren MCIc, den andre terminalen hos tertiærviklingen 23 hos den andre transformatoren TB er koblet til den andre terminalen hos den andre viklingen 16 hos den første magnetisk styrbare induktoren MCIa, den andre terminalen hos tertiærviklingen 24 hos den tredje autotransformatoren TC er koblet til den andre terminalen hos den andre viklingen 17 hos den andre magnetisk styrbare induktoren MCIb. På denne måten er tertiærviklingene 22, 23, 24 koblet i serie med de andre viklingene 16, 17, 18 for slik å danne en deltakobling. The tertiary winding 22, 23, 24 of the autotransformer TA, TB, Tc are connected to the second winding 16, 17, 18 of the magnetically controllable inductor MCIa, MCIb, MCIc through their respective first terminals. These pairs of windings are also interconnected. The second terminal of the tertiary winding 22 of the first autotransformer TA is connected to the second terminal of the second winding 18 of the third magnetically controllable inductor MCIc, the second terminal of the tertiary winding 23 of the second transformer TB is connected to the second terminal of the second the winding 16 of the first magnetically controllable inductor MCIa, the second terminal of the tertiary winding 24 of the third autotransformer TC is connected to the second terminal of the second winding 17 of the second magnetically controllable inductor MCIb. In this way, the tertiary windings 22, 23, 24 are connected in series with the other windings 16, 17, 18 so as to form a delta connection.

Deltakoblingen 22, 16, 23, 17, 24, 18 etablerer en stabiliseringsvikling hos systemet i samsvar med oppfinnelsen. Funksjonen til stabiliseringsviklingen vil bli videre forklart nedenfor. The delta coupling 22, 16, 23, 17, 24, 18 establishes a stabilization winding in the system in accordance with the invention. The function of the stabilization winding will be further explained below.

Transformatorforholdet n mellom autotransformatorens parallellvikling 4, 5, 6 og tertiærvikling 22, 23, 24 er utformet for å utligne transformasjonsforholdet mellom MCI-ens første vikling 13, 14, 15 og andre vikling 16, 17, 18. Det vil si Np/Nj = Nmci.<p>/Nmci.s = n. Det skal bemerkes at transformatorforholdet n definerer et forhold mellom transformatorforholdene for autotransformatoren og den magnetisk styrbare induktoren. The transformer ratio n between the autotransformer's parallel winding 4, 5, 6 and tertiary winding 22, 23, 24 is designed to equalize the transformation ratio between the MCI's first winding 13, 14, 15 and second winding 16, 17, 18. That is, Np/Nj = Nmci.<p>/Nmci.s = n. It should be noted that the transformer ratio n defines a ratio between the transformer ratios of the autotransformer and the magnetically controllable inductor.

Operasjonen av systemet vil nå bli beskrevet med henvisning til fig. 2 og 3 hvor enkelte av spenningene i systemet er illustrert. Alle spenninger foruten Uci, Uc2 og Uc3 er henvist til i forhold til nøytralpunktet N. The operation of the system will now be described with reference to fig. 2 and 3 where some of the voltages in the system are illustrated. All voltages apart from Uci, Uc2 and Uc3 are referred to in relation to the neutral point N.

I fig. 3 er fasediagrammet for kretsen i fig. 2 vist. Vektorene er relatert til spenningene i fig. 2. Det kan ses at spenningen over serieviklingene, Ua-out-Ua, Ub-out-Ub, Uc-out-Uc er addert til inngangsspenninger UA, UB, Uc In fig. 3 is the phase diagram for the circuit of FIG. 2 shown. The vectors are related to the voltages in fig. 2. It can be seen that the voltage across the series windings, Ua-out-Ua, Ub-out-Ub, Uc-out-Uc is added to input voltages UA, UB, Uc

slik at utgangsspenningene Ua-out, Ub-out, Uc-out er større i størrelse sammenlignet med inngangsspenningene. Størrelsen til spenningene over serieviklingene Ua-out-Ua, UB-out-Ub, Uc-out-Uc er bestemt av spenningsdelingen mellom spenningene over autotransformatorens parallellvikling Ua-Ui, Ub-U2, Uc-U3 og spenningene Ui, U2, U3 over de styrbare induktansenes første vikling. so that the output voltages Ua-out, Ub-out, Uc-out are larger in magnitude compared to the input voltages. The magnitude of the voltages across the series windings Ua-out-Ua, UB-out-Ub, Uc-out-Uc is determined by the voltage division between the voltages across the autotransformer's parallel winding Ua-Ui, Ub-U2, Uc-U3 and the voltages Ui, U2, U3 across the first winding of the controllable inductances.

I fig. 4 er spenningen over transformatorens parallellvikling Ua-Ui og spenningen over den første viklingen hos den magnetiske styrbare induktoren Ui tegnet. Tilsvarende er spenningene Ub6-Ubi og Ubi-Ub2, som er spenningene over transformatorens tertiærvikling over den styrbare induktansens andre vikling vist. Spenningstransformasjonen for både transformatoren og den styrbare induktansen er antatt å være ideell. Også transformasjonsforholdet n er likt. Følgelig er spenningspar Ub6-Ubi, Ubi-UB2 en mapping av spenningsparet Ua-Ui, Ui. Mappingen er skalert ved transformasjonsforholdet n. In fig. 4, the voltage across the transformer's parallel winding Ua-Ui and the voltage across the first winding of the magnetic controllable inductor Ui are drawn. Correspondingly, the voltages Ub6-Ubi and Ubi-Ub2, which are the voltages across the transformer's tertiary winding across the controllable inductance's second winding are shown. The voltage transformation for both the transformer and the controllable inductance is assumed to be ideal. The transformation ratio n is also the same. Consequently, voltage pair Ub6-Ubi, Ubi-UB2 is a mapping of the voltage pair Ua-Ui, Ui. The mapping is scaled by the transformation ratio n.

Selv om de transformerte spenningene er en mapping av de primære spenningene er de ulike i måten de tre fasene er sammenkoblet. Fig. 5 viser at de transformerte spenningene danner et lukket polygon av vektorer på grunn av deltakoblingen hos stabiliseringsviklingen. Although the transformed voltages are a mapping of the primary voltages, they differ in the way the three phases are connected. Fig. 5 shows that the transformed voltages form a closed polygon of vectors due to the delta coupling of the stabilization winding.

Summen av spenningene i deltakoblingen må alltid være lik null. Derav følger at dersom spenningstransformasj onene er ideelle må summen på spenningene på primærsidene også være null. Videre må summen av de tre inngangsfasespenningene være null. Dette kan ses i fig. 2. Derfor påtvinger deltaviklingen en viktig begrensning på inngangsspenningene: et nødvendig men ikke tilstrekkelig krav for en symmetrisk trefasespenning er at summen av fasespenningene er null. The sum of the voltages in the delta connection must always be equal to zero. It follows that if the voltage transformations are ideal, the sum of the voltages on the primary sides must also be zero. Furthermore, the sum of the three input phase voltages must be zero. This can be seen in fig. 2. Therefore, the delta winding imposes an important limitation on the input voltages: a necessary but not sufficient requirement for a symmetrical three-phase voltage is that the sum of the phase voltages is zero.

Tester av systemet verifiserer at stabiliseringsviklingen hjelper til med å stabilisere inngangs- og utgangsspenninger likesom å øke feilstrømmen ved enpolede kortslutninger. Tests of the system verify that the stabilization winding helps to stabilize input and output voltages as well as increase fault current in single-pole short circuits.

En test av systemet i samsvar med oppfinnelsen er utført. Tabellen nedenfor viser testresultatene når ulike ikke-symmetriske trefasede laster er koblet til et svakt TN-nettverk. For hver triplett av lastimpedanser er tre ulike tilfeller undersøkt: 1. Nettverket som det er, dvs. uten en tilkoblet spenningsstabiliseringsenhet. Dette tilfellet er henvist til som "kun linjer" i tabellen. 2. Nettverk med en spenningsstabiliseringsenhet som beskrevet i WO 2004/053615. Denne enheten har ikke noen stabiliseringsvikling. Spenningene på både inngangen og utgangen er målt. 3. Samme som ovenfor, men her er en stabiliseringsvikling inkludert i topologien. A test of the system in accordance with the invention has been carried out. The table below shows the test results when various non-symmetrical three-phase loads are connected to a weak TN network. For each triplet of load impedances, three different cases have been examined: 1. The network as it is, i.e. without a connected voltage stabilization unit. This case is referred to as "lines only" in the table. 2. Network with a voltage stabilization unit as described in WO 2004/053615. This unit does not have a stabilization winding. The voltages at both the input and the output are measured. 3. Same as above, but here a stabilization winding is included in the topology.

Det følgende bør observeres: The following should be observed:

i den første tripletten med impedanser, som har en ekstrem usymmetri, er alle utgangsspenningene innenfor akseptable grenser (ca. 220-240 V). Dette er ikke tilfelle for det kjente systemet. - i mer normale lastsituasjoner er systemet i samsvar med oppfinnelsen bedre enn eller like godt som det kjente systemet. in the first triplet of impedances, which has an extreme asymmetry, all the output voltages are within acceptable limits (about 220-240 V). This is not the case for the known system. - in more normal load situations, the system according to the invention is better than or as good as the known system.

Autotransformatorens serieviklinger 7, 8, 9 er brukt til å øke utgangsspenningene ved normal drift. Imidlertid har praktiske tester vist at kortslutningskapasiteten til anordningen vil øke når serieviklingene 7, 8, 9 blir forbikoblet når en feil inntreffer. Derfor er en forbikoblingskrets 1 fortrinnsvis inkludert, som vist i fig. 6. Bryteren i forbikoblingskretsen er styrt av styringskretsen. Ved et forhåndsbestemt spenningsnivå aktiveres forbikoblingskretsen for å sikre maksimal feilstrøm. The autotransformer's series windings 7, 8, 9 are used to increase the output voltages during normal operation. However, practical tests have shown that the short-circuit capacity of the device will increase when the series windings 7, 8, 9 are bypassed when a fault occurs. Therefore, a bypass circuit 1 is preferably included, as shown in fig. 6. The switch in the bypass circuit is controlled by the control circuit. At a predetermined voltage level, the bypass circuit is activated to ensure maximum fault current.

Fig. 7a-d viser testresultater av ytelsen ved enpolet kortslutning for fire tilfeller. Parameterne av interesse er: Fig. 7a-d shows test results of the performance in case of a single-pole short circuit for four cases. The parameters of interest are:

1. systemenes evne til å levere en høy feilstrøm ved kortslutningsfasen 1. the ability of the systems to deliver a high fault current during the short-circuit phase

2. systemets evne til å holde spenningen hos de to fasene som ikke er kortsluttet nært sin nominelle spenning (ca. 230 V). 2. the system's ability to keep the voltage of the two phases that are not short-circuited close to their nominal voltage (approx. 230 V).

De fire tilfellene som studeres er: The four cases studied are:

a) Nettverket er som det er, dvs. uten noen spenningsstabiliseringsenhet tilkoblet. b) Nettverket med en spenningsstabiliserende enhet som beskrevet i WO a) The network is as it is, i.e. without any voltage stabilization unit connected. b) The network with a voltage stabilizing unit as described in WO

2004/053615. Denne enheten har ikke noen stabiliseringsvikling. 2004/053615. This unit does not have a stabilization winding.

c) Samme som b), men hvor stabiliseringen er inkludert i topologien. c) Same as b), but where the stabilization is included in the topology.

d) samme som i c), men hvor serieviklingene 7, 8, 9 i fig. 1 er kortsluttet som vist i d) same as in c), but where the series windings 7, 8, 9 in fig. 1 is shorted as shown in

figuren, som vist i fig. 6. the figure, as shown in fig. 6.

Claims

1. Power supply system comprising for each phase: - an autotransformer (Ta, Tb, Tc) with a parallel winding (4, 5, 6) and a series winding (7, 8, 9), where the series winding (7, 8, 9) is connected between the input voltage (UA, UB, Uc) and the output voltage (UA-out, UB-out, UC-out), - a magnetically controllable inductor (MCIa, MCIb, MCIc) comprising a first winding (13, 14, 15) wound around a core and a control winding (10, 11, 12) adapted to form a magnetic field substantially perpendicular to the field formed by the first winding, characterized in that - the magnetically controllable inductor comprises a second winding (16, 17, 18) wound around the core, - the autotransformer (Ta, Tb, Tc) further comprises a tertiary winding (22, 23, 24) galvanically separated from the parallel winding (4, 5, 6) and the series winding (7, 8, 9) of the autotransformer, - the parallel winding (4, 5, 6) of the autotransformer (Ta, Tb, Tc) is connected between the input voltage (Ua, Ub, Uc) and the first winding ( 13, 14, 15) of the magnetically controllable inductor (MCIa, MCIb, MCIc) and the first winding of the magnetically controllable inductor (13, 14, 15) are connected further to the neutral point; - the tertiary winding (22, 23, 24) of each autotransformer (Ta, Tb, Tc) is connected to the second winding (16, 17, 18) of the corresponding magnetically controllable inductor (MCIA, MCIB, MCIC) and forms pairs of windings (22, 16, 23, 17, 24, 18) which are interconnected; - the system further comprises a control circuit, which, based on measured voltages and/or currents, controls the control current to each control winding (10, 11, 12) in order to thereby control the inductance of each magnetically controllable inductor (MCIa, MCIb, MCIc).

2. System in accordance with patent claim 1, where the tertiary windings (22, 23, 24) are connected in series with the other windings (16, 17, 18) and thus form a delta connection.

3. System in accordance with patent claim 2, where the delta connection of the tertiary windings (22, 23, 24) and the other windings (16, 17, 18) of the magnetically controllable inductors (MCIa, MCIb, MCIc) comprises a connection of the second terminal of the tertiary winding (22) of the first autotransformer (TA) to the second terminal of the second winding (18) of the third magnetically controllable inductor (MCIc), connecting the second terminal of the tertiary winding (23) of the second autotransformer (TB) to the second terminal of the second winding (16) of the first magnetically controllable inductor (MCIA), and connecting the second terminal of the tertiary winding (24) of the third autotransformer (TC) to the second terminal of the second winding (17) in the second magnetically controllable inductor (MCIb).

4. System according to patent claim 1, where each series winding (7, 8, 9) comprises a bypass branch with a switch controlled by the control circuit, where the switch is closed when a fault is detected to increase the fault current.

5. System according to one of the patent claims above, where each parallel winding (4, 5, 6) has Np turns, each series winding (7, 8, 9) has Ns turns, each tertiary winding (22, 23, 24) has NT turns , each first winding (13, 14, 15) of the magnetically controllable inductor has Nmci.p turns and every second winding (16, 17, 18) of the magnetically controllable inductor has Nmci.s turns, where the transformer ratio n = Np/Nj = Nmci.p/Nmci.s-