RU2245598C1 - Method and device for electrical energy transmission - Google Patents

Method and device for electrical energy transmission Download PDF

Info

Publication number
RU2245598C1
RU2245598C1 RU2003120864/09A RU2003120864A RU2245598C1 RU 2245598 C1 RU2245598 C1 RU 2245598C1 RU 2003120864/09 A RU2003120864/09 A RU 2003120864/09A RU 2003120864 A RU2003120864 A RU 2003120864A RU 2245598 C1 RU2245598 C1 RU 2245598C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
frequency
transformer
tesla
winding
Prior art date
Application number
RU2003120864/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003120864A (en
Inventor
Д.С. Стребков (RU)
Д.С. Стребков
Original Assignee
Стребков Дмитрий Семенович
Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Стребков Дмитрий Семенович, Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ) filed Critical Стребков Дмитрий Семенович
Priority to RU2003120864/09A priority Critical patent/RU2245598C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2245598C1 publication Critical patent/RU2245598C1/en
Publication of RU2003120864A publication Critical patent/RU2003120864A/en

Links

Images

Landscapes

  • Rectifiers (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical energy transmission to stationary and mobile users.
SUBSTANCE: proposed method makes use of ac voltage generator and includes voltage transfer from generator to low-voltage winding of Tesla coil; connection of one of high-voltage winding leads of this transformer to one of output terminals of electrical equipment being fed (load) and setting of resonant oscillations in electric circuit; rectification of high-frequency ac voltage and current of step-up Tesla coil high-voltage winding by connecting internal lead of this step-up Tesla coil winding to high-frequency diode; and transfer of rectified voltage and current to load over single-wire line. As an alternative, high-frequency ac voltage across high-voltage winding of step-up Tesla coil is rectified by connecting internal lead of Tesla coil high-voltage winding to diode-capacitor unit, doubling voltage, and transmitting rectified voltage and current to load over two-wire line.
EFFECT: enhanced effectiveness, reduced loss, enhanced reliability of electrical energy transmission.
17 cl, 13 dwg

Description

Изобретение относится к способу и устройству для передачи электрической энергии стационарным и мобильным потребителям электроэнергии.The invention relates to a method and apparatus for transmitting electrical energy to stationary and mobile consumers of electricity.

Известны способ и устройство для преобразования и передачи электрической энергии по однопроводной линии на большое расстояние, разработанные Н.Тесла в 1897 году. Согласно изобретению Н.Тесла устройство состоит из двух трансформаторов, один для повышения, а другой для уменьшения потенциала тока, указанные трансформаторы имеют вывод обмотки с проводом большой длины, соединенный с линией, и другой вывод этой обмотки, примыкающий к обмотке из провода более короткой длины, соединен электрически с ней и с землей.A known method and device for converting and transmitting electric energy through a single-wire line over a long distance, developed by N. Tesla in 1897. According to the invention of N. Tesla, the device consists of two transformers, one to increase and another to reduce the current potential, these transformers have a winding terminal with a long wire connected to the line, and another terminal of this winding adjacent to the winding from a shorter wire electrically connected to it and to the ground.

Повышающий трансформатор имеет первичную обмотку, соединенную с электрическим генератором повышенной частоты. Первичная обмотка намотана на вторичную высоковольтную обмотку, длина провода которой значительно больше длины первичной обмотки и приблизительно равна четверти длины волны электромагнитного поля а линии. В этом случае потенциал одного внутреннего вывода высоковольтной обмотки равен нулю, а потенциал другого наружного вывода будет максимальный. Внутренний конец высоковольтной вторичной обмотки соединен с линией передачи электрической энергии, а наружный конец вторичной обмотки и прилегающий вывод первичной обмотки в целях электробезопасности соединен с землей. Понижающий трансформатор выполнен аналогично. Выводы низковольтной обмотки соединены с электрической нагрузкой в виде ламп накаливания и электродвигателей. Однопроводная линия электропередач имеет длинные изоляторы на опорах для снижения потерь на утечку тока (Н.Тесла. Электрический трансформатор. Пат. США № 593138 от 02.11.1897 г.).The step-up transformer has a primary winding connected to an increased frequency electric generator. The primary winding is wound on a secondary high-voltage winding, the wire length of which is much greater than the length of the primary winding and approximately equal to a quarter of the wavelength of the electromagnetic field and the line. In this case, the potential of one internal output of the high voltage winding is zero, and the potential of the other external output will be maximum. The inner end of the high voltage secondary winding is connected to the electric power transmission line, and the outer end of the secondary winding and the adjacent output of the primary winding are connected to earth for electrical safety purposes. The step-down transformer is made similarly. The findings of the low-voltage winding are connected to an electric load in the form of incandescent lamps and electric motors. A single-wire power line has long insulators on poles to reduce losses of current leakage (N. Tesla. Electric transformer. US Pat. US No. 593138 from 02.11.1897).

Недостатком известных способа и устройства является невозможность его использования для передачи электрической энергии по подземному или подводному кабелю из-за потерь электрической высокочастотной энергии в окружающей среде.A disadvantage of the known method and device is the impossibility of using it to transfer electric energy through an underground or underwater cable due to the loss of high-frequency electric energy in the environment.

Другим недостатком известных способа и устройства являются потери мощности из-за утечки тока на высокой частоте через изоляторы и окружающее пространство при наличии атмосферных осадков.Another disadvantage of the known method and device are power losses due to leakage of current at a high frequency through insulators and the surrounding space in the presence of precipitation.

Известны способ и устройство для передачи электрической энергии по высоковольтной линии постоянного тока. В известном способе напряжение и ток генератора электрической энергии выпрямляют и передают по кабельной или воздушной линии постоянного тока потребителю, у потребителя производят преобразование постоянного тока в переменный промышленной частоты с помощью инвертора.A known method and device for transmitting electrical energy through a high voltage direct current line. In the known method, the voltage and current of the electric power generator are rectified and transmitted through a cable or overhead DC line to the consumer, the consumer converts the direct current into alternating industrial frequency using an inverter.

Недостатком известных способа и устройства являются большие потери энергии на сопротивлении линии и большой расход проводникового материала. В кабельной линии постоянного тока между Грецией и Италией длиной 163 км при передаваемой мощности 500 МВт и напряжении 400 кВ сечение проводника из меди составляет 1250 м2 при плотности тока 1 А/мм2 и потерях мощности в линии 11 МВт (Power Engineering, 2002, v.10, № 10, р.25, 27).A disadvantage of the known method and device is the large loss of energy on the resistance of the line and the high consumption of conductive material. In a DC cable line between Greece and Italy with a length of 163 km with a transmitted power of 500 MW and a voltage of 400 kV, the cross-section of a copper conductor is 1250 m 2 at a current density of 1 A / mm 2 and power loss in the line is 11 MW (Power Engineering, 2002, v.10, No. 10, p.25, 27).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ питания электротехнических устройств с использованием генератора переменного напряжения, подключаемого к потребителю, в котором напряжение генератора подают на низковольтную обмотку высокочастотного трансформаторного преобразователя, а один из выводов высоковольтной обмотки соединяют с одной из входных клемм электротехнического устройства, при этом изменением частоты генератора добиваются установления резонансных колебаний в образованной электрической цепи.Closest to the technical nature of the present invention is a method of powering electrical devices using an alternating voltage generator connected to a consumer, in which the voltage of the generator is supplied to the low-voltage winding of a high-frequency transformer converter, and one of the terminals of the high-voltage winding is connected to one of the input terminals of the electrical device, in this case, by changing the frequency of the generator, resonance oscillations in the formed ele an insulating circuit.

Устройство, реализующее данный способ, представляет собой источник переменного напряжения с регулируемой частотой, высокочастотный трансформатор, один вывод высоковольтной секции которого изолирован, а второй предназначен для подачи энергии потребителю (Авраменко С.В., Способ питания электротехнических устройств и устройство для его осуществления. Патент РФ № 2108649 от 11.04.1995).A device that implements this method is an AC voltage source with an adjustable frequency, a high-frequency transformer, one output of the high-voltage section of which is isolated, and the second is designed to supply energy to the consumer (S. Avramenko, Power supply method for electrical devices and a device for its implementation. Patent RF № 2108649 dated 04/11/1995).

Вместо понижающего трансформатора Тесла может быть использован диодно-конденсаторный блок, который используется в схемах удвоения напряжения и выполнен из двух встречно включенных диодов, соединенных с конденсатором, общая точка диодов соединена с источником питания (Электротехнический справочник. 1971 г., изд-во Энергия, т.1, стр.871). При подаче на диодно-конденсаторный блок переменного напряжения положительная волна переменного реактивного тока идет на одну обкладку конденсатора, а отрицательная - на другую обкладку. Конденсатор будет накапливать заряды, пока напряжение на его выводах не достигнет положительной и отрицательной амплитуды переменного напряжения на общей точке диодов, тогда диоды окажутся запертыми и заряд конденсатора прекратится. Так работает известная схема выпрямителя с удвоением напряжения.Instead of a Tesla step-down transformer, a diode-capacitor unit can be used, which is used in voltage doubling circuits and is made of two on-board diodes connected to a capacitor, the common point of the diodes is connected to a power source (Electrical Manual. 1971, publishing house Energy, t. 1, p. 871). When an alternating voltage is applied to the diode-capacitor unit, the positive wave of the alternating reactive current goes to one capacitor plate, and the negative wave goes to the other plate. The capacitor will accumulate charges until the voltage at its terminals reaches the positive and negative amplitude of the alternating voltage at the common point of the diodes, then the diodes will be locked and the capacitor charge will stop. This is how the known rectifier circuit with voltage doubling works.

Недостатком всех известных способов и устройств передачи электрической энергии является то, что они не позволяют обеспечить высокоэффективную передачу электрической энергии на большое расстояние по воздушной линии в дождливую погоду, а также по подземному или подводному кабелю из-за потерь высокочастотной энергии на сопротивлении линии и на рассеяние в окружающей проводящей среде.The disadvantage of all known methods and devices for transmitting electric energy is that they do not allow highly efficient transmission of electric energy over a long distance over the air line in rainy weather, as well as through an underground or submarine cable due to the loss of high-frequency energy on the line resistance and dissipation in a conductive environment.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности, снижение потерь и повышение надежности передачи электрической энергии.The task of the invention is to increase efficiency, reduce losses and increase the reliability of transmission of electrical energy.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность передачи электрической энергии по изолированной однопроводной линии в проводящей среде с малыми джоулевыми потерями, а также передачи электроэнергии на транспортные средства через изолированные участки земли и воды.As a result of the use of the present invention, it becomes possible to transfer electric energy through an isolated single-wire line in a conductive medium with low Joule losses, as well as to transfer electricity to vehicles through isolated sections of land and water.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в способе передачи электрической энергии с использованием генератора переменного напряжения путем передачи напряжения от генератора на низковольтную обмотку высокочастотного трансформатора Тесла, соединения одного из выводов высоковольтной обмотки этого преобразователя с одной из выходных клемм питаемого электрического устройства и установления резонансных колебаний в электрической цепи, высокочастотное переменное напряжение и ток высоковольтной обмотки повышающего трансформатора Тесла выпрямляют путем присоединения внутреннего вывода высоковольтной обмотки повышающего трансформатора Тесла к высокочастотному диоду и передают выпрямленное напряжение и ток по однопроводной линии к питаемому электротехническому устройству.The above technical result is achieved by the fact that in the method of transmitting electric energy using an alternating voltage generator by transmitting voltage from the generator to the low voltage winding of the Tesla high-frequency transformer, connecting one of the terminals of the high-voltage winding of this converter to one of the output terminals of the supplied electrical device and establishing resonant vibrations in electric circuit, high-frequency alternating voltage and current of the high-voltage winding of the step-up tra sformatora Tesla rectified by joining the internal output high voltage Tesla coil step-up transformer to a high frequency diode and transmitting the rectified voltage and current on a single line-powered by the electrical device.

В другом варианте способа передачи электрической энергии с использованием генератора переменного напряжения путем передачи напряжения от генератора на низковольтную обмотку высокочастотного трансформатора Тесла, соединения одного из выводов высоковольтной обмотки этого преобразователя с одной из выходных клемм питаемого электрического устройства и установления резонансных колебаний в электрической цепи, высокочастотное переменное напряжение высоковольтной обмотки повышающего трансформатора Тесла выпрямляют путем присоединения внутреннего вывода высоковольтной обмотки трансформатора Тесла к диодно-конденсаторному блоку удвоения напряжения и передают выпрямленное напряжение и ток по двухпроводной линии к питаемому электротехническому устройству.In another embodiment of the method of transmitting electrical energy using an alternating voltage generator by transmitting voltage from the generator to the low voltage winding of the Tesla high-frequency transformer, connecting one of the terminals of the high-voltage winding of this converter to one of the output terminals of the supplied electrical device and establishing resonant oscillations in the electrical circuit, a high-frequency variable the voltage of the high voltage winding of the step-up transformer Tesla is rectified by connecting the internal output of the high voltage winding of the Tesla transformer to the diode-capacitor voltage doubling unit and transmit the rectified voltage and current through a two-wire line to the powered electrical device.

Еще в одном способе передачи электрической энергии резонансные колебания напряжения и тока с частотой f1 создают в резонансном контуре низковольтной обмотки повышающего трансформатора, а высокочастотное напряжение и ток высоковольтной обмотки повышающего трансформатора выпрямляют путем присоединения одного из выводов высоковольтной обмотки повышающего трансформатора к высокочастотному диоду и передают пульсирующий ток и напряжение с полуволной напряжения и тока одинаковой полярности по однопроводной линии к понижающему трансформатору, создают в резонансном контуре низковольтной обмотки понижающего трансформатора резонансные колебания с частотой f2, которая связана с частотой f1 соотношением f1=f2, выпрямляют низковольтное напряжение и ток путем присоединения выводов резонансного контура низковольтной обмотки понижающего трансформатора к двум входам однофазного мостового выпрямителя, а выпрямленный постоянный ток и напряжение в однопроводной линии передают в нагрузку путем присоединения свободного вывода высоковольтной обмотки понижающего трансформатора к одному из входов второго однофазного мостового выпрямителя, к другому входу которого подключена естественная емкость в виде земли или изолированного проводящего тела, и соединения с нагрузкой и конденсатором нагрузки выходов обоих однофазных выпрямителей.In another method of transmitting electrical energy, resonant voltage and current oscillations with a frequency f 1 create in the resonant circuit of the low-voltage winding of the step-up transformer, and the high-frequency voltage and current of the high-voltage winding of the step-up transformer are rectified by attaching one of the terminals of the high-voltage winding of the step-up transformer to the high-frequency diode and transmit pulsating current and voltage with half-wave voltage and current of the same polarity through a single-wire line to a lowering transf Matora create a resonant circuit the low voltage winding down transformer resonant oscillations at a frequency f 2, which is associated with the frequency f 1 by the relation f 1 = f 2, rectified low voltage and current by connecting terminals of the resonant circuit of low voltage winding down transformer to two inputs of a single-phase bridge rectifier and the rectified direct current and voltage in a single-wire line are transferred to the load by connecting the free terminal of the high-voltage winding of the step-down transformer pa to one of the inputs of the second single-phase rectifier bridge, the other input of which is connected in a natural capacitance land or insulated conductive body and connected to a load and a capacitor load outputs of both single-phase rectifiers.

Во всех вариантах способа передачу электрической энергии по однопроводной линии осуществляют при максимальной плотности пульсирующего тока 5-50 А/мм2 и максимальном пульсирующем напряжении 500 кВ-3000 кВ, а в качестве материала однопроводной линии используют сталь, медь, алюминий и их сочетания в виде биметаллов и сплавов, а также неметаллические проводящие среды в виде изолированных протяженных участков влажной земли, воды, углеродных волокон, тонких проводящих пленок металлов и их окислов, проводящие каналы в атмосфере, которые создают ионизацией молекул воздуха лазерным и микроволновым излучением, и релятивистские пучки электронов высоких энергий за пределами атмосферы.In all variants of the method, electric energy is transmitted through a single-wire line at a maximum ripple current density of 5-50 A / mm 2 and a maximum ripple voltage of 500 kV-3000 kV, and steel, copper, aluminum, and combinations thereof are used as the material of the single-wire line in the form bimetals and alloys, as well as non-metallic conductive media in the form of isolated extended sections of moist earth, water, carbon fibers, thin conductive films of metals and their oxides, conductive channels in the atmosphere that create ion ization air molecules laser and microwave radiation, the relativistic electron beams of high energy outside atmosphere.

В устройстве для передачи электрической энергии, содержащем высокочастотный генератор, повышающий и понижающий высокочастотные трансформаторы Тесла, соединенные между собой однопроводной линией, конденсатор и нагрузку, подключенную к низковольтной обмотке через однофазный мостовой выпрямитель, первичная обмотка повышающего трансформатора Тесла с контурным конденсатором C1 образует резонансный контур, вторичная низковольтная обмотка понижающего трансформатора Тесла с контурным конденсатором С2 образует резонансный контур, параметры контуров связаны соотношением L1.· C1=L2.· C2, где L1 и C1 и L2 и С2 - индуктивность и емкость контуров, прилегающий к выводу первичной обмотки вывод высоковольтной обмотки повышающего трансформатора соединен с Землей, а другой внутренний вывод высоковольтной обмотки соединен с однопроводной линией через высокочастотный диод, параллельно конденсатору и нагрузке подключены выходы второго однофазного выпрямителя, к двум входам которого подключены наружный вывод высоковольтной обмотки понижающего трансформатора Тесла и естественная емкость в виде земли или изолированного проводящего тела.In a device for transmitting electric energy containing a high-frequency generator that increases and decreases high-frequency Tesla transformers connected by a single-wire line, a capacitor and a load connected to a low-voltage winding through a single-phase bridge rectifier, the primary winding of a Tesla step-up transformer with a circuit capacitor C 1 forms a resonant circuit , low-voltage secondary winding of stepdown transformer Tesla contour capacitor C2 constitutes a resonance circuit pairs try circuits are related by 1. L 1 · C = L 2. · C 2 where C 1 and L 1 and L 2 and C 2 - inductance and capacitance circuits adjacent the output terminal of the primary winding of high-voltage winding-up transformer is connected to earth, and the other internal terminal of the high-voltage winding is connected to the single-wire line through a high-frequency diode, the outputs of the second single-phase rectifier are connected in parallel to the capacitor and the load, the external terminal of the high-voltage winding of the Tesla step-down transformer and the natural e capacitance in the form of earth or an isolated conductive body.

В устройстве для передачи электрической энергии, содержащем генератор переменного напряжения, высокочастотный резонансный трансформатор Тесла, первичная обмотка которого подключена к генератору переменного напряжения через преобразователь частоты, и линию передачи электрической энергии, внутренний неизолированный вывод высоковольтной обмотки повышающего трансформатора Тесла соединен с диодно-конденсаторным блоком удвоения напряжения, а линия передачи выполнена двухпроводной на постоянном токе и снабжена на конце у потребителя конденсаторным блоком, к клеммам которого присоединено через инвертор питаемое электротехническое устройство.In a device for transmitting electrical energy containing an alternating voltage generator, a Tesla high-frequency resonant transformer, the primary winding of which is connected to an alternating voltage generator via a frequency converter, and an electric energy transmission line, an internal uninsulated terminal of a high-voltage winding of a Tesla step-up transformer is connected to a diode-capacitor doubling unit voltage, and the transmission line is made of two-wire DC and is equipped at the end with the consumer ondensatornym block, to terminals of which is connected through an inverter fed by the electrical device.

В устройстве для передачи электрической энергии, содержащем генератор переменного напряжения, высокочастотный резонансный трансформатор Тесла, первичная обмотка которого подключена к генератору переменного напряжения через преобразователь частоты и линию передачи электрической энергии, генератор электрической энергии, выполнен трехфазным на повышенной частоте f0=50 Гц-500 кГц, три вывода генератора соединены через три резонансных контура с частотой f0 по схеме “звезда” с тремя повышающими трансформаторами Тесла, у которых три низкопотенциальных вывода высоковольтных обмоток соединены с Землей, а три высокопотенциальных вывода высоковольтных обмоток трансформаторов Тесла соединены с входами трехфазного мостового выпрямителя, выводы выпрямителя соединены с двухпроводной линией передачи электрической энергии, концы линии присоединены к двум входам трехфазного мостового выпрямителя, а к двум выводам выпрямителя подключены конденсаторный блок, преобразователь постоянного напряжения в переменный, понижающий трансформатор и нагрузка, а к третьему входу трехфазного мостового выпрямителя присоединена естественная емкость в виде земли и изолированного проводящего тела.In a device for transmitting electric energy containing an alternating voltage generator, a Tesla high-frequency resonant transformer, the primary winding of which is connected to an alternating voltage generator through a frequency converter and an electric energy transmission line, an electric energy generator is made three-phase at an increased frequency f 0 = 50 Hz-500 kHz, the three outputs of the generator are connected through three resonant circuits with a frequency of f 0 according to the “star” scheme with three Tesla step-up transformers, which have three low the potential leads of the high-voltage windings are connected to Earth, and the three high-potential leads of the high-voltage windings of Tesla transformers are connected to the inputs of a three-phase bridge rectifier, the outputs of the rectifier are connected to a two-wire transmission line of electric energy, the ends of the line are connected to two inputs of a three-phase bridge rectifier, and the capacitor is connected to two outputs of a rectifier block, DC-AC converter, step-down transformer and load, and to the third input three-phase a rectifier bridge connected the natural capacity of the land and the isolated conductive body.

В устройстве для передачи электрической энергии, содержащем генератор переменного напряжения, высокочастотный резонансный трансформатор Тесла, первичная обмотка которого подключена к генератору переменного напряжения через преобразователь частоты и линию передачи электрической энергии, генератор выполнен трехфазным с частотой f0=50 Гц-500 кГц, выводы генератора соединены через три резонансных контура с частотой f0 по схеме треугольника с тремя повышающими трансформаторами Тесла, у которых высоковольтные обмотки соединены с входами трехфазного мостового выпрямителя, выводы выпрямителя соединены с двумя однопроводными линиями передачи электрической энергии, каждая из двух линий соединена у потребителя с высокопотенциальным выводом высоковольтной обмотки понижающего трансформатора Тесла, низковольтная обмотка каждого трансформатора Тесла соединена через резонансный контур с однофазным мостовым выпрямителем, выходы двух однофазных мостовых выпрямителей соединены с конденсаторным блоком, нагрузкой и с выводами трехфазного мостового выпрямителя, к двум входам которого присоединены низкопотенциальные выводы высоковольтных обмоток двух понижающих трансформаторов Тесла, а к третьему входу присоединена естественная емкость в виде земли или изолированного проводящего тела.In a device for transmitting electrical energy containing an alternating voltage generator, a Tesla high-frequency resonant transformer, the primary winding of which is connected to an alternating voltage generator through a frequency converter and an electric energy transmission line, the generator is made three-phase with a frequency f 0 = 50 Hz-500 kHz, the generator leads are connected via three resonant circuits with the frequency f 0 of scheme triangle with three Tesla up transformers, in which the high-voltage winding connected to inputs of t single phase bridge rectifier, the rectifier leads are connected to two single-wire electric energy transmission lines, each of the two lines is connected at the consumer with a high-potential output of the Tesla step-down transformer high-voltage winding, the low-voltage winding of each Tesla transformer is connected through a resonant circuit to a single-phase bridge rectifier, the outputs of two single-phase bridge rectifiers connected to the capacitor unit, the load and to the terminals of a three-phase bridge rectifier, to two inputs to torogo attached conclusions low-potential high-voltage windings of two step-down transformers Tesla, and is connected to the third input capacitance natural ground or in the form of isolated conductive body.

В устройстве для передачи электрической энергии низкопотенциальный вывод высоковольтной обмотки каждого понижающего трансформатора Тесла соединен с прилегающим выводом низковольтной обмотки, а выходы двух однофазных мостовых выпрямителей соединены с конденсаторным блоком, нагрузкой и выводами схемы удвоения напряжения, ко входу которой присоединена естественная емкость в виде земли или изолированного проводящего тела.In the device for transmitting electric energy, the low-potential terminal of the high-voltage winding of each step-down transformer Tesla is connected to the adjacent terminal of the low-voltage winding, and the outputs of two single-phase bridge rectifiers are connected to the capacitor unit, the load and the terminals of the voltage doubling circuit, to the input of which is connected a natural capacitance in the form of earth or isolated conductive body.

В другом варианте устройства для передачи электрической энергии нагрузка подключена к выводам выпрямителей через преобразователь постоянного тока в переменный и трансформатор напряжения промышленной частоты.In another embodiment of the device for transmitting electrical energy, the load is connected to the terminals of the rectifiers through a DC to AC converter and an industrial frequency voltage transformer.

В устройстве для передачи электрической энергии каждая однопроводная линия передачи выполнена на постоянном токе из электроизолированного проводящего материала малого сечения, а в качестве проводника использованы металлические и неметаллические проводящие среды, как сталь, медь, алюминий, углеродное волокно, вода, влажные тонкие проводящие пленки металлов и их окислов, проводящие каналы в атмосфере, созданные лазерным и микроволновым излучением, и релятивистские пучки энергии высоких энергий за пределами атмосферы.In a device for transmitting electric energy, each single-wire transmission line is made with direct current from an electrically insulated conductive material of small cross section, and metal and non-metallic conductive media such as steel, copper, aluminum, carbon fiber, water, thin thin conductive metal films and their oxides, conducting channels in the atmosphere created by laser and microwave radiation, and relativistic beams of high energy energy outside the atmosphere.

Сущность предлагаемых способа и устройства для передачи электрической энергии поясняется на чертежах.The essence of the proposed method and device for transmitting electrical energy is illustrated in the drawings.

На фиг.1 представлена общая схема способа и устройства для передачи электрической энергии линии на выпрямленном токе с использованием емкостного накопителя в конце линии.Figure 1 presents a General diagram of a method and apparatus for transmitting electrical energy of a line in a rectified current using a capacitive storage device at the end of the line.

На фиг.2 - схема способа для передачи электрической энергии по однопроводной линии с выпрямлением положительной полуволны тока и напряжения с использованием трехфазного выпрямителя.Figure 2 - diagram of a method for transmitting electrical energy through a single-wire line with the rectification of the positive half-wave of current and voltage using a three-phase rectifier.

На фиг.3 - схема способа передачи электрической энергии по однопроводной линии с использованием двух резонансных контуров и двух трансформаторов Тесла в начале и в конце линии.Figure 3 - diagram of a method for transmitting electrical energy through a single-wire line using two resonant circuits and two Tesla transformers at the beginning and end of the line.

На фиг.4 - электрическая схема устройства для передачи положительной и отрицательной полуволны тока и напряжения по двум однопроводным линиям, в котором обе линии соединены у потребителя с емкостным накопителем и через электронный ключ c нагрузкой.Figure 4 is an electrical diagram of a device for transmitting positive and negative half-waves of current and voltage via two single-wire lines, in which both lines are connected at the consumer with a capacitive storage and through an electronic key with a load.

На фиг.5 - электрическая схема устройства для передачи электрической энергии с выпрямлением тока и напряжения по двум однопроводным линиям, по одной из которых передают положительную полуволну тока и напряжения, а по другой однопроводной линии - отрицательную полуволну тока и напряжения, обе линии имеют общее устройство согласования с нагрузкой.Figure 5 is an electrical diagram of a device for transmitting electric energy with rectification of current and voltage through two single-wire lines, one of which transmit a positive half-wave of current and voltage, and the other single-wire line - a negative half-wave of current and voltage, both lines have a common device matching with the load.

На фиг.6 - электрическая схема устройства для передачи электрической энергии по однопроводной линии с использованием положительной полуволны тока и напряжения и однофазного выпрямителя для согласования с нагрузкой.Figure 6 is an electrical diagram of a device for transmitting electrical energy through a single-wire line using a positive half-wave of current and voltage and a single-phase rectifier to match the load.

На фиг.7 - электрическая схема устройства для передачи электрической энергии по однопроводной линии с использованием отрицательной полуволны тока и напряжения.7 is an electrical diagram of a device for transmitting electrical energy through a single-wire line using a negative half-wave of current and voltage.

На фиг.8 - электрическая схема устройства для передачи электрической энергии по однопроводной линии с использованием положительной полуволны напряжения и тока и двух резонансных контуров с трансформаторами Тесла в начале и в конце линии и двумя однофазными мостовыми выпрямителями на выходе понижающего трансформатора Тесла.On Fig - electrical diagram of a device for transmitting electrical energy through a single-wire line using a positive half-wave of voltage and current and two resonant circuits with Tesla transformers at the beginning and at the end of the line and two single-phase bridge rectifiers at the output of the Tesla step-down transformer.

На фиг.9 - электрическая схема устройства для передачи электрической энергии по однопроводной линии с использованием положительной волны тока и напряжения и двух резонансных контуров и трансформаторов Тесла в начале и в конце линии.Figure 9 is an electrical diagram of a device for transmitting electrical energy through a single-wire line using a positive current and voltage wave and two Tesla resonant circuits and transformers at the beginning and end of the line.

На фиг.10 - электрическая схема устройства для передачи электрической энергии по двум независимым однопроводным линиям с использованием трансформатора Тесла и резонансным контуром в начале линии и резонансным контуром и трансформатором Тесла в конце каждой из двух однопроводных линий, обе линии имеют общее устройство согласования с нагрузкой.Figure 10 is an electrical diagram of a device for transmitting electric energy through two independent single-wire lines using a Tesla transformer and a resonant circuit at the beginning of the line and a resonant circuit and a Tesla transformer at the end of each of the two single-wire lines, both lines have a common load matching device.

На фиг.11 - электрическая схема устройства передачи электрической энергии с использованием трехфазного генератора электрической энергии, трех высокочастотных трансформаторов Тесла, соединенных по схеме “звезда”, и трехфазного мостового выпрямителя.11 is an electrical diagram of a device for transmitting electric energy using a three-phase generator of electric energy, three high-frequency Tesla transformers connected by a star, and a three-phase bridge rectifier.

На фиг.12 - электрическая схема устройства передачи электрической энергии от трехфазного генератора электрической энергии с использованием трех повышающих трансформаторов Тесла, соединенных по схеме треугольника.On Fig - electrical diagram of a device for transmitting electrical energy from a three-phase generator of electrical energy using three step-up Tesla transformers connected by a triangle.

На фиг.13 - распределение волн тока и напряжения в однопроводных линиях.On Fig - distribution of current and voltage waves in single-wire lines.

Согласно фиг.1 электрическую энергию от генератора 1 с резонансной частотой f0=50 Гц... 500 кГц направляют в резонансный контур 2, повышают напряжение и сдвигают фазовый угол между волной напряжения и тока до 90° в повышающем трансформаторе Тесла 3, выпрямляют ток и напряжение на выходе трансформатора 3 с помощью выпрямляющих диодов 4 и 5, передают выпрямленный ток и напряжение по двум однопроводным линиям, линиям 6 и 7 электрической энергии, на емкостный накопитель электрической энергии 8 и через электронный ключ 9 на нагрузку 10.According to figure 1, the electric energy from the generator 1 with a resonant frequency f 0 = 50 Hz ... 500 kHz is sent to the resonant circuit 2, increase the voltage and shift the phase angle between the voltage and current wave to 90 ° in the Tesla 3 step-up transformer, rectify the current and the voltage at the output of the transformer 3 using rectifying diodes 4 and 5, transmit the rectified current and voltage via two single-wire lines, electric power lines 6 and 7, to a capacitive electric energy storage device 8 and through an electronic switch 9 to a load 10.

Для питания нагрузки 10 переменным током электрическую энергию постоянного тока после емкостного накопителя 8 преобразуют в переменный ток промышленной частоты в инверторе 11, изменяют напряжение в трансформаторе 12 и передают в нагрузку 10.To power the load 10 with alternating current, the direct current electric energy after the capacitive storage 8 is converted into alternating current of industrial frequency in the inverter 11, the voltage in the transformer 12 is changed and transferred to the load 10.

Согласно фиг.2 выпрямленное пульсирующее напряжение и ток после диодов 4 и 5 передают по двум однопроводным линиям 6 и 7 на трехфазный мостовой выпрямитель 13, на емкостный накопитель 8 и нагрузку 10 и через третью ветвь 14 выпрямителя и вход 15 выпрямителя 13 на естественную емкость 16 в виде земли или изолированного проводящего тела.According to figure 2, the rectified ripple voltage and current after the diodes 4 and 5 are transmitted via two single-wire lines 6 and 7 to a three-phase bridge rectifier 13, to a capacitive storage 8 and a load 10, and through the third branch 14 of the rectifier and the input 15 of the rectifier 13 to the natural capacity 16 in the form of earth or an isolated conductive body.

На фиг.3 в другом варианте способа передачи электрической энергии выпрямленный ток и напряжение в виде положительных и/или отрицательных полуволн напряжения и тока с фазовым углом между током и напряжением 90° передают по линии 6 через понижающий трансформатор Тесла 17 на резонансный контур 18 и затем на выпрямитель 19, нагрузку 10 и емкостный накопитель 8.In Fig. 3, in another embodiment of the method for transmitting electric energy, the rectified current and voltage in the form of positive and / or negative half-waves of voltage and current with a phase angle between the current and voltage of 90 ° are transmitted via line 6 through a Tesla step-down transformer 17 to the resonant circuit 18 and then rectifier 19, load 10 and capacitive storage 8.

Для передачи постоянной компоненты тока и напряжения в нагрузку 10 низкопотенциальный вывод 20 высоковольтной обмотки 21 понижающего трансформатора Тесла 17 соединяют через вход выпрямителя 22, емкостный накопитель 8 и нагрузку 10, вторую ветвь выпрямителя 23 соединяют с естественной емкостью 16 в виде земли или изолированного проводящего тела.To transfer the constant component of current and voltage to the load 10, the low-potential terminal 20 of the high-voltage winding 21 of the Tesla step-down transformer 17 is connected through the input of the rectifier 22, the capacitive storage 8 and the load 10, the second branch of the rectifier 23 is connected to the natural capacity 16 in the form of earth or an insulated conductive body.

Согласно фиг.3 генератор высокочастотных колебаний 1 с частотой f0=50 Гц-500 кГц передает энергию резонансному контуру 2. Резонансный контур 2 состоит из емкости С0 и индуктивности L0,According to figure 3, the generator of high-frequency oscillations 1 with a frequency f 0 = 50 Hz-500 kHz transmits energy to the resonant circuit 2. Resonant circuit 2 consists of a capacitance C 0 and inductance L 0 ,

причем

Figure 00000002
moreover
Figure 00000002

индуктивность L0 полностью или частично образована низковольтной обмоткой 16 повышающего трансформатора Тесла 3.the inductance L 0 is fully or partially formed by the low voltage winding 16 of the Tesla 3 step-up transformer.

Высокое напряжение на высокопотенциальном выводе 17 высоковольтной обмотки 18 трансформатора Тесла 3 выпрямляют путем соединения вывода 17 высоковольтной обмотки 18 трансформатора Тесла 3 с выпрямляющим диодом 4.The high voltage at the high potential terminal 17 of the high voltage winding 18 of the Tesla transformer 3 is rectified by connecting the output 17 of the high voltage winding 18 of the Tesla transformer 3 with a rectifying diode 4.

На фиг.4 электрическая энергия вырабатывается генератором высокочастотных колебаний 1 и поступает на выпрямляющие диоды 4 и 5 от повышающего трансформатора Тесла 3 через резонансный контур 2. Электрическую энергию передают на выпрямленном токе и напряжении с использованием диодов 4 и 5 и двух независимых однопроводных линий 6 и 7. По линии 6 через диод 4 передают положительную полуволну тока и напряжения, а по линии 7 через диод 5 передают отрицательную полуволну тока и напряжения. Концы однопроводных линий 6 и 7 присоединены к емкостному накопителю 8, к которому через электронный ключ 9 подключена нагрузка 10.In Fig. 4, electric energy is generated by the high-frequency oscillation generator 1 and supplied to the rectifying diodes 4 and 5 from the Tesla step-up transformer 3 through the resonant circuit 2. Electric energy is transmitted on the rectified current and voltage using diodes 4 and 5 and two independent single-wire lines 6 and 7. On line 6 through diode 4 transmit a positive half-wave of current and voltage, and on line 7 through diode 5 transmit a negative half-wave of current and voltage. The ends of single-wire lines 6 and 7 are connected to a capacitive storage 8, to which a load 10 is connected via an electronic key 9.

На фиг.5 концы однопроводных линий 6 и 7 присоединены к двум входам 23 и 24 трехфазного мостового выпрямителя 13, а к третьему входу 15 выпрямителя 13 присоединена естественная емкость 16 в виде земли или изолированного проводящего тела. Нагрузка 10 и емкость присоединены к выходу 25 трехфазного мостового выпрямителя 13.In Fig. 5, the ends of single-wire lines 6 and 7 are connected to two inputs 23 and 24 of a three-phase bridge rectifier 13, and a natural capacitance 16 in the form of earth or an insulated conductive body is connected to the third input 15 of rectifier 13. The load 10 and the capacitance are connected to the output 25 of a three-phase bridge rectifier 13.

На фиг.6 электрическую энергию в виде положительной полуволны тока и напряжения через диод 4 передают по однопроводной линии 6 в нагрузку 10 путем присоединения линии 6 ко входу 26 одной из ветвей 27 однофазного мостового выпрямителя 28, присоединения к входу 29 другой ветви 30 однофазного мостового выпрямителя 28 естественной емкости 16 в виде земли или изолированного проводящего тела и соединения выводов обоих ветвей 27 и 30 однофазного мостового выпрямителя 28 к нагрузке 10 и емкости 8.6, electric energy in the form of a positive half-wave of current and voltage is transmitted through a diode 4 through a single-wire line 6 to a load 10 by connecting a line 6 to the input 26 of one of the branches 27 of a single-phase bridge rectifier 28, connecting to the input 29 of the other branch 30 of a single-phase bridge rectifier 28 of natural capacity 16 in the form of earth or an insulated conductive body and connecting the terminals of both branches 27 and 30 of a single-phase bridge rectifier 28 to load 10 and capacity 8.

На фиг.7 по однопроводной линии 7 передают выпрямленную диодом 5 отрицательную полуволну тока и напряжения.In Fig. 7, a negative half-wave of current and voltage, rectified by diode 5, is transmitted through a single-wire line 7.

На фиг.8 электрическую энергию на выпрямленном токе в виде положительной волны тока и напряжения передают по однопроводной линии 6 через диод 4 повышающего трансформатора Тесла 3 в начале линии 6 к понижающему трансформатору Тесла 17 в конце линии 6. Резонансный контур 18 понижающего трансформатора 17 подключен к двум входам 31 и 32 однофазного мостового выпрямителя 19, низкопотенциальный вывод 20 высоковольтной обмотки 21 присоединен к одному входу 33 второго однофазного мостового выпрямителя 22, а ко второму входу 34 второго выпрямителя 22 подключена естественная емкость 16 в виде земли или изолированного проводящего тела. Выходы первого 19 и второго 22 выпрямителей присоединены к нагрузке 10 и емкости 8.In Fig. 8, rectified electric energy in the form of a positive current and voltage wave is transmitted through a single-wire line 6 through a Tesla step-up transformer diode 4 at the beginning of line 6 to a Tesla step-down transformer 17 at the end of line 6. The resonant circuit 18 of the step-down transformer 17 is connected to two inputs 31 and 32 of a single-phase bridge rectifier 19, the low-potential terminal 20 of the high-voltage winding 21 is connected to one input 33 of the second single-phase bridge rectifier 22, and connected to the second input 34 of the second rectifier 22 and natural capacity 16 in the form of earth or an isolated conductive body. The outputs of the first 19 and second 22 rectifiers are connected to the load 10 and the capacitance 8.

В устройстве для передачи электрической энергии на фиг.9 вместо двух однофазных выпрямителей 27 и 31 используется один трехфазный выпрямитель 35, к входам которого 36, 37, 38 аналогично фиг.8 подключены резонансный контур 18 понижающего трансформатора 17 и низкопотенциальный вывод 20 высоковольтной обмотки 21. Нагрузка 10 и емкость 8 разделены на две равные части 39 и 40, и их средние точки 41 соединены между собой и с естественной емкостью 16.In the device for transmitting electrical energy in Fig. 9, instead of two single-phase rectifiers 27 and 31, one three-phase rectifier 35 is used, to the inputs of which 36, 37, 38, similarly to Fig. 8, a resonant circuit 18 of a step-down transformer 17 and a low-potential terminal 20 of the high-voltage winding 21 are connected. The load 10 and the container 8 are divided into two equal parts 39 and 40, and their midpoints 41 are connected to each other and to the natural capacity 16.

На фиг.10 для передачи электрической энергии используют две независимые однопроводные линии. Конец первой однопроводной линии 6 соединен с высоковольтным выводом 41 высоковольтной обмотки 21 понижающего трансформатора Тесла 17. Низковольтная обмотка 42 понижающего трансформатора Тесла 17 с емкостью <С0 образует резонансный контур 18, выводы которого соединены с входами 31 и 32 первого однофазного мостового выпрямителя 19.10, two independent single-wire lines are used to transmit electrical energy. The end of the first single-wire line 6 is connected to the high-voltage terminal 41 of the high-voltage winding 21 of the Tesla step-down transformer 17. The low-voltage winding 42 of the Tesla step-down transformer 17 with a capacitance <C 0 forms a resonant circuit 18, the terminals of which are connected to the inputs 31 and 32 of the first single-phase bridge rectifier 19.

Конец второй однопроводной линии 7 соединен с высоковольтным выводом 42 высоковольтной обмотки 43 понижающего трансформатора Тесла 44. Низковольтная обмотка 45 понижающего трансформатора Тесла 44 через емкость C1 соединена с входами 46 и 49 второго однофазного выпрямителя 50. Выводы 51 и 52 первого и второго однофазных выпрямителей 19 и 50 соединены с нагрузкой 10 и с выводами 53 и 54 трехфазного мостового выпрямителя 55. К одному входу 56 присоединена естественная емкость 16 в виде земли или изолированного проводящего тела, а к двум другим входам 57 и 58 выпрямителя 55 присоединены низкопотенциальные выводы 20 и 59 высоковольтных обмоток 21 и 43 понижающих трансформаторов Тесла 17 и 44.The end of the second single-wire line 7 is connected to the high-voltage terminal 42 of the high-voltage winding 43 of the Tesla step-down transformer 44. The low-voltage winding 45 of the Tesla step-down transformer 44 is connected through the capacitance C 1 to the inputs 46 and 49 of the second single-phase rectifier 50. Terminals 51 and 52 of the first and second single-phase rectifiers 19 and 50 are connected to load 10 and to terminals 53 and 54 of a three-phase bridge rectifier 55. A natural capacitance 16 is connected to one input 56 in the form of earth or an insulated conductive body, and to the other two inputs 57 and 58 of the rectifier tap 55 connected low potential leads 20 and 59 of the high voltage windings 21 and 43 of the Tesla step-down transformers 17 and 44.

На фиг.11 источником электрической энергии является трехфазный электрический генератор 59, который соединен с тремя резонансными контурами 60, 61, 62 и с тремя однофазными повышающими трансформаторами Тесла 63, 64, 65. Высокопотенциальные выводы 66, 67, 68 высоковольтных обмоток 69, 70, 71 трансформаторов Тесла 63, 64, 65 присоединены к трем входам 72, 73, 74 трехфазного мостового выпрямителя 75. Низкопотенциальные выводы 76, 77, 78 высоковольтных обмоток 69, 70, 71 соединены с землей 80. Электрическую энергию передают на выпрямленном токе и напряжении по двум однопроводным линиям. В конце линий 6 и 7 установлены емкостный накопитель 8, преобразователь постоянного тока в переменный промышленной частоты 11, понижающий трансформатор 12 и нагрузка 10.11, the source of electrical energy is a three-phase electric generator 59, which is connected to three resonant circuits 60, 61, 62 and three single-phase step-up transformers Tesla 63, 64, 65. High-potential leads 66, 67, 68 of high-voltage windings 69, 70, 71 Tesla transformers 63, 64, 65 are connected to three inputs 72, 73, 74 of a three-phase bridge rectifier 75. Low-potential leads 76, 77, 78 of the high-voltage windings 69, 70, 71 are connected to ground 80. Electrical energy is transmitted through the rectified current and voltage via two single wire th lines. At the end of lines 6 and 7, a capacitive drive 8 is installed, a DC-to-AC converter of industrial frequency 11, a step-down transformer 12 and a load 10.

В случае независимого использования однопроводной линии на конце линии устанавливают преобразующие устройства, показанные на фиг.5, 6, 7, 8.In the case of independent use of a single-wire line at the end of the line, the converting devices shown in Figs. 5, 6, 7, 8 are installed.

На фиг.12 представлена электрическая схема устройства передачи электрической энергии, в которой используется трехфазный электрический генератор 59 повышенной частоты f0=50 Гц-500 кГц. Выводы генератора 59 соединены по схеме треугольника с низковольтными обмотками трех однофазных высокочастотных трансформаторов 63, 64 и 65. Высоковольтные выводы 66, 67, 68 высоковольтных обмоток соединены с входами 72, 73 и 74 трехфазного высокочастотного выпрямителя 75. Низкопотенциальные выводы высоковольтных обмоток соединены с землей 80.On Fig presents an electrical diagram of a device for transmitting electrical energy, which uses a three-phase electric generator 59 of high frequency f 0 = 50 Hz-500 kHz. The outputs of the generator 59 are connected in a triangle circuit with the low voltage windings of three single-phase high-frequency transformers 63, 64 and 65. The high-voltage outputs 66, 67, 68 of the high-voltage windings are connected to the inputs 72, 73 and 74 of the three-phase high-frequency rectifier 75. The low-potential outputs of the high-voltage windings are connected to ground 80 .

Электрическую энергию передают по двум однопроводным линиям в нагрузку 10 через конденсаторный блок 8, преобразователь постоянного тока в переменный 11 и трансформатор промышленной частоты 12.Electric energy is transmitted via two single-wire lines to the load 10 through a capacitor unit 8, a DC-to-AC converter 11, and an industrial frequency transformer 12.

В другом варианте устройства в конце линий 6 и 7 могут быть установлены два понижающих трансформатора Тесла 17, 44 и устройства согласования с нагрузкой в соответствии с фиг.10.In another embodiment of the device, two Tesla step-down transformers 17, 44 and load matching devices in accordance with FIG. 10 can be installed at the end of lines 6 and 7.

На фиг.13 показано распределение волн тока и напряжения в линиях 6 и 7 при наличии выпрямляющих высокочастотных диодов 4 и 5 в начале линий.On Fig shows the distribution of current and voltage waves in lines 6 and 7 in the presence of rectifying high-frequency diodes 4 and 5 at the beginning of the lines.

В линии 6 с диодом положительной полярности на участке (

Figure 00000003
) волна тока отсутствует. В линии 7 волна тока отсутствует на участке (
Figure 00000004
). На участках линии, где отсутствует волна тока, магнитное поле и вектор Пойнтинга равны нулю и передача электрической энергии в проводнике происходит за счет перемещения свободных поверхностных зарядов под действием кулонова поля.In line 6 with a diode of positive polarity in the area (
Figure 00000003
) there is no current wave. In line 7, the current wave is absent in the section (
Figure 00000004
) In parts of the line where there is no current wave, the magnetic field and the Poynting vector are equal to zero and the transfer of electrical energy in the conductor occurs due to the displacement of free surface charges under the influence of the Coulomb field.

Устройство для передачи электрической энергии работает следующим образом.A device for transmitting electrical energy works as follows.

Однопроводная линия 6, 7 является одиночным волноводом, вдоль которого движется электромагнитная энергия. Электрическая энергия заключена в электрическом поле линии, которое создается зарядами. Магнитная энергия заключена в магнитном поле, которое создается токами. Электрическое поле распределено вдоль линии так же, как напряжение, а магнитное поле вблизи проводника совпадает по фазе с током.A single-wire line 6, 7 is a single waveguide along which electromagnetic energy moves. Electric energy is enclosed in the electric field of the line, which is created by charges. Magnetic energy is enclosed in a magnetic field created by currents. The electric field is distributed along the line in the same way as voltage, and the magnetic field near the conductor is in phase with the current.

Напряжение на выходе повышающего четвертьволнового трансформатора Тесла 2 изменяется по синусоидальному закону и отстает по фазе от тока на четверть периода от тока, который изменяется по косинусоидальному закону. На высокопотенциальном выводе 66 (фиг.11) повышающего трансформатора Тесла 63, имеющего длину высоковольтной обмотки 69, равную одной четвертой длины волны, напряжение максимально, т.е. мы имеем пучность напряжения и узел (нулевое значение тока). Низкопотенциальный вывод 76 (фиг.11) или 20 (фиг.9) имеет узел напряжения и пучность тока.The voltage at the output of the Tesla 2 step-up transformer transformer varies according to a sinusoidal law and lags in phase from the current by a quarter of the period from the current, which changes according to the cosine law. At the high-potential terminal 66 (Fig. 11) of the Tesla step-up transformer 63, having a length of the high-voltage winding 69 equal to one fourth of the wavelength, the voltage is maximum, i.e. we have a voltage antinode and a node (zero current value). The low-potential terminal 76 (Fig. 11) or 20 (Fig. 9) has a voltage node and a current antinode.

В обычных двух- или трехпроводных линиях при передаче активной мощности распределение в линии электрического поля подобно распределению плотности тока. В этом случае возбуждающее поле сторонних ЭДС Ест полностью уравновешивается сопротивлением среды

Figure 00000005
, J - ток,
Figure 00000006
- проводимость линии, R - сопротивление линии. Индуцирование поверхностных зарядов не происходит, и энергия линии заключена в магнитном поле линии.In conventional two- or three-wire lines, when transmitting active power, the distribution in the electric field line is similar to the distribution of current density. In this case, the exciting field of the third-party EMF E st is completely balanced by the resistance of the medium
Figure 00000005
, J is the current,
Figure 00000006
- line conductivity, R - line resistance. Surface charges are not induced, and the line energy is enclosed in the magnetic field of the line.

В двух-трехпроводной линии переменного тока при передаче активной мощности и совпадении фаз тока и напряжения величина вектора Пойнтинга положительна по всей длине линии, что соответствует переносу энергии из воздуха в провод для увеличения энергии магнитного поля и выделения теплоты в проводе. Нормальная составляющая вектора Пойнтинга Sn направлена внутрь провода и равна:In a two-three-wire AC line, when the active power is transferred and the phases of the current and voltage coincide, the Poynting vector is positive along the entire length of the line, which corresponds to the transfer of energy from air to the wire to increase the magnetic field energy and heat in the wire. The normal component of the Poynting vector S n is directed inside the wire and is equal to:

Figure 00000007
Figure 00000007

I - ток, R - сопротивление линии, r, l - радиус и длина проводника линии.I - current, R - line resistance, r, l - radius and length of the line conductor.

В однопроводной линии распределение электрического поля отличается от распределения плотности тока, при этом в проводнике линии возникает поверхностный заряд и кулоново электрическое поле поверхностных зарядов Eq.In a single-wire line, the distribution of the electric field differs from the distribution of current density, while a surface charge and the Coulomb electric field of surface charges Eq arise in the line conductor.

Благодаря наличию волны напряжения и свободных зарядов, генерируемых повышающим трансформатором Тесла, ток в линии обусловлен кулоновым возбуждающим полем, т.е. имеет место электростатический механизм переноса зарядов без джоулевых потерь в проводнике линии. Колебания свободных зарядов приводят к появлению тока смещения в пространстве, окружающем проводник. Токи смещения не создают джоулевых потерь в проводнике линии. Кулоновое поле создает ту часть тока в линии, которая обеспечивает перенос зарядов вдоль линии и замыкает ток смещения (Сотников В.В. Источники кулонова поля в металлических проводниках и их влияние на электрический ток. Известия РАН. Энергетика, 2002, № 1, стр.104-111).Due to the presence of a voltage wave and free charges generated by a Tesla step-up transformer, the current in the line is due to the coulomb excitation field, i.e. There is an electrostatic charge transfer mechanism without Joule losses in the line conductor. Oscillations of free charges lead to the appearance of a bias current in the space surrounding the conductor. Bias currents do not create Joule losses in the line conductor. The Coulomb field creates that part of the current in the line that provides charge transfer along the line and closes the bias current (Sotnikov V.V. Sources of the Coulomb field in metal conductors and their effect on electric current. Izvestiya RAN. Energetika, 2002, N 1, p. 104-111).

В однопроводной линии переменного тока в течение четверти периода изменения напряжения и тока на протяжении длины линии, равной четверти длины волны, величина вектора Пойнтинга положительна, а в течение следующей четверти периода на протяжении длины линии, равной следующей четверти длины волны, величина вектора Пойнтинга отрицательна, что соответствует передаче электромагнитной энергии в пространство, окружающее проводник линии. Колебания электромагнитной энергии с периодом изменения, равным одной четвертой периода и соответствующей длине линии, равной одной четвертой длине волны тока и напряжения, можно рассматривать как результат наличия реактивного сопротивления линии.In a single-wire AC line for a quarter of the period of voltage and current changes over the length of the line equal to a quarter of the wavelength, the value of the Poynting vector is positive, and for the next quarter of the period over the length of the line equal to the next quarter of the wavelength, the Poynting vector is negative, which corresponds to the transfer of electromagnetic energy into the space surrounding the line conductor. Oscillations of electromagnetic energy with a period of change equal to one fourth period and the corresponding line length equal to one fourth wavelength of current and voltage can be considered as a result of the presence of reactance of the line.

Пульсирующее выпрямленное напряжение положительной полярности в линии 6 описывается уравнениемThe pulsating rectified voltage of positive polarity in line 6 is described by the equation

y=sinx 0≤ x≤ π ;y = sinx 0≤ x≤ π;

у=0 π <x<2πy = 0 π <x <2π

Разложение этой функции в ряд Фурье имеет видThe expansion of this function in a Fourier series has the form

Figure 00000008
Figure 00000008

Таким образом, волну пульсирующего выпрямленного напряжения положительной полярности можно представлять как сумму постоянной величины и основной гармоники

Figure 00000009
sinx, из которых вычитаются косинусы высших четных гармоник. Аналогично можно разложить в ряд Фурье положительную полуволну тока:Thus, a wave of pulsating rectified voltage of positive polarity can be represented as the sum of a constant value and the fundamental
Figure 00000009
sinx, from which the cosines of the higher even harmonics are subtracted. Similarly, you can expand in a Fourier series a positive half-wave of current:

у=cos х

Figure 00000010
y = cos x
Figure 00000010

у=0

Figure 00000011
y = 0
Figure 00000011

Резонансный режим передачи электрической энергии с частотой основной гармоники позволяет выделить эту гармонику и использовать для передачи электрической энергии.The resonant mode of transmission of electrical energy with a fundamental frequency allows you to select this harmonic and use it to transmit electrical energy.

Переменная составляющая тока и напряжения основной гармоники выделяется в резонансном контуре 18 понижающего трансформатора 17, который позволяет снизить высокое напряжение линии 6 до значения, используемого в нагрузке 10.The alternating component of the current and voltage of the fundamental harmonic is allocated in the resonant circuit 18 of the step-down transformer 17, which allows you to reduce the high voltage of line 6 to the value used in the load 10.

Аналогично работает линия 7, по которой передается отрицательная полуволна тока и напряжения. В отличие от двух-трехпроводной линии переменного тока, в линиях 6 и 7 сохраняется фазовый угол 90° между полуволнами тока и напряжения, а угол между векторами напряжения в начале и в конце линии равен нулю. Постоянная составляющая тока поступает через низкопотенциальный вывод 20 (фиг.6) высоковольтной обмотки 21 понижающего трансформатора Тесла 17 через вход 33 мостового выпрямителя 35 через нагрузку 10 и выпрямитель 22 на естественную емкость 8.Similarly, line 7 works, along which the negative half-wave of current and voltage is transmitted. Unlike a two-three-wire alternating current line, lines 6 and 7 retain a phase angle of 90 ° between half-waves of current and voltage, and the angle between the voltage vectors at the beginning and at the end of the line is zero. The DC component of the current flows through the low-potential output 20 (Fig.6) of the high-voltage winding 21 of the Tesla step-down transformer 17 through the input 33 of the bridge rectifier 35 through the load 10 and the rectifier 22 to the natural capacitance 8.

Пример выполнения способа и устройства для передачи электрической энергии.An example of the method and device for transmitting electrical energy.

Передачу осуществляют на частоте 1 кГц с длиной волны 300 км. В качестве трансформаторов Тесла 3 используют бессердечниковые трансформаторы диаметром 3 м, высотой 0,5 м. Число витков высоковольтной обмотки равно 5000, низковольтной обмотки - 50 витков, длина линии 1200 км. Электрическая мощность линии 10 МВт, напряжение 35 кВ. Диаметр однопроводной кабельной линии 6 из меди 6 мм. В качестве изоляции используется сшитый полиэтилен. Плотность пульсирующего тока составляет 10 А/мм2. На выходе повышающего трансформатора Тесла 3 установлены высоковольтный блок выпрямителя на основе высокочастотных диодов 4 и 5. На выходе линии 6 используют блок высокочастотных конденсаторов 8, высоковольтный диодный блок 13 и транзисторный преобразователь частоты 11 на основе полевых транзисторов с изолированным затвором напряжением 35 кВ и электрической мощностью 1 МВт.The transmission is carried out at a frequency of 1 kHz with a wavelength of 300 km. As Tesla 3 transformers, use coreless transformers with a diameter of 3 m, a height of 0.5 m. The number of turns of the high-voltage winding is 5000, the low-voltage winding is 50 turns, the line length is 1200 km. The electric power of the line is 10 MW, voltage is 35 kV. The diameter of the single-wire cable line 6 is copper 6 mm. Cross-linked polyethylene is used as insulation. The ripple current density is 10 A / mm 2 . At the output of the Tesla step-up transformer 3, a high-voltage rectifier block based on high-frequency diodes 4 and 5 is installed. At the output of line 6, a high-frequency capacitor block 8, a high-voltage diode block 13 and a transistor frequency converter 11 based on field-effect transistors with an isolated gate voltage of 35 kV and electric power are used 1 MW.

Без изменения существа изобретения генераторы 1 и 59 высокой частоты 50 Гц-500 кГц можно заменить на электромашинные или статические преобразователи высокой частоты, преобразующие постоянный ток или ток и напряжение промышленной частоты в токи и напряжения частотой 50 Гц-500 кГц.Without changing the essence of the invention, high-frequency generators 1 and 59 of 50 Hz-500 kHz can be replaced by electrical or static high-frequency converters that convert direct current or current and industrial frequency voltage to currents and voltages of 50 Hz-500 kHz.

Замена переменного тока на выпрямленный ток, пульсирующий в течение половины периода на протяжении половины длины волны линии, снижает емкость линии и потери на излучение и позволяет передавать электрическую энергию по длинным воздушным, подземным и подводным кабельным линиям электропередачи с максимальной плотностью тока 5-50 А/мм2 и максимальным напряжением 500 кВ-3000 кВ. Наличие кулоновых возбуждающих полей и токов свободных зарядов на части проводника линии уменьшает джоулевые потери и позволяет уменьшить сечение проводника линии в 5-10 раз, сократить расход цветных металлов в 10 раз и использовать в качестве материала линии неметаллические проводящие среды, такие как углеродные и проводящие полимерные волокна, изолированные металлические трубопроводы для передачи газа, воды, нефти, пара, а также участки земной суши, морей и океанов. В атмосфере земли и других планет в качестве однопроводной линии электропередач используют проводящие каналы, которые создают ионизацией ионов воздуха лазерным или микроволновым излучением. За пределами атмосферы в вакууме в качестве однопроводной линии используют релятивистские пучки электронов высоких энергий. Длина линии электропередач может составлять десять и более тысяч километров на поверхности земли и сотни тысяч километров в космическом пространстве при использовании электронных пучков в качестве линий электропередач.Replacing alternating current with a rectified current pulsating for half a period over half a wavelength of the line reduces line capacity and radiation loss and allows the transmission of electric energy through long overhead, underground and underwater cable power lines with a maximum current density of 5-50 A / mm 2 and a maximum voltage of 500 kV-3000 kV. The presence of pendant excitation fields and free charge currents on the part of the line conductor reduces Joule losses and allows to reduce the cross section of the line conductor by 5-10 times, reduce the consumption of non-ferrous metals by 10 times and use non-metallic conductive media such as carbon and conductive polymer fibers, insulated metal pipelines for the transmission of gas, water, oil, steam, as well as areas of terrestrial land, seas and oceans. In the atmosphere of the earth and other planets, conductive channels are used as a single-wire power line, which are created by the ionization of air ions by laser or microwave radiation. Outside the atmosphere in a vacuum, relativistic beams of high-energy electrons are used as a single-wire line. The length of the power line can be ten or more thousand kilometers on the surface of the earth and hundreds of thousands of kilometers in outer space when using electron beams as power lines.

Claims (17)

1. Способ передачи электрической энергии с использованием генератора переменного напряжения путем передачи напряжения от генератора на низковольтную обмотку высокочастотного трансформатора Тесла, соединения одного из выводов высоковольтной обмотки этого преобразователя с одной из выходных клемм питаемого электрического устройства и установления резонансных колебаний в электрической цепи, отличающийся тем, что высокочастотное переменное напряжение и ток высоковольтной обмотки повышающего трансформатора Тесла выпрямляют путем присоединения внутреннего вывода высоковольтной обмотки повышающего трансформатора Тесла к высокочастотному диоду и передают выпрямленное напряжение и ток по однопроводной линии к питаемому электротехническому устройству.1. A method of transmitting electrical energy using an alternating voltage generator by transmitting voltage from the generator to the low voltage winding of the Tesla high-frequency transformer, connecting one of the terminals of the high-voltage winding of this converter to one of the output terminals of the powered electrical device and establishing resonant vibrations in the electrical circuit, characterized in that the high-frequency alternating voltage and current of the high-voltage winding of the Tesla step-up transformer are rectified by and connecting the internal terminal of the high voltage winding of the Tesla step-up transformer to the high-frequency diode and transmit the rectified voltage and current through a single-wire line to a powered electrical device. 2. Способ передачи электрической энергии по п.1, отличающийся тем, что передачу электрической энергии по однопроводной линии осуществляют при максимальной плотности пульсирующего тока 5÷ 50 А/мм2 и максимальном пульсирующем напряжении 500 кВ/1500 кВ, а в качестве материала однопроводной линии используют сталь, медь, алюминий, их сочетания в виде биметаллов и сплавов, а также неметаллические проводящие среды в виде изолированных протяженных участков влажной земли, воды, углеродных волокон, тонких проводящих пленок металлов и их окислов, проводящие каналы в атмосфере, которые создают ионизацией молекул воздуха лазерным и микроволновым излучением, и релятивистcкие пучки электронов высоких энергий за пределами атмосферы.2. The method of transmitting electrical energy according to claim 1, characterized in that the transmission of electrical energy through a single-wire line is carried out at a maximum ripple current density of 5 ÷ 50 A / mm 2 and a maximum ripple voltage of 500 kV / 1500 kV, and as a material of a single-wire line use steel, copper, aluminum, their combinations in the form of bimetals and alloys, as well as non-metallic conductive media in the form of isolated extended sections of moist earth, water, carbon fibers, thin conductive films of metals and their oxides, conducting channels in the atmosphere, which are created by ionization of air molecules by laser and microwave radiation, and relativistic beams of high-energy electrons outside the atmosphere. 3. Способ передачи электрической энергии с использованием генератора переменного напряжения путем передачи напряжения от генератора на низковольтную обмотку высокочастотного трансформатора Тесла, соединения одного из выводов высоковольтной обмотки этого преобразователя с одной из выходных клемм питаемого электрического устройства и установления резонансных колебаний в электрической цепи, отличающийся тем, что высокочастотное переменное напряжение и ток высоковольтной обмотки повышающего трансформатора Тесла выпрямляют путем присоединения внутреннего вывода высоковольтной обмотки трансформатора Тесла к диодно-конденсаторному блоку удвоения напряжения и передают выпрямленное напряжение и ток по двухпроводной линии к питаемому электротехническому устройству.3. A method of transmitting electric energy using an alternating voltage generator by transmitting voltage from the generator to the low voltage winding of the Tesla high-frequency transformer, connecting one of the terminals of the high-voltage winding of this converter with one of the output terminals of the powered electrical device and establishing resonant vibrations in the electric circuit, characterized in that the high-frequency alternating voltage and current of the high-voltage winding of the Tesla step-up transformer are rectified by and connecting the internal terminal of the Tesla transformer high voltage winding to the diode-capacitor voltage doubling unit and transmit the rectified voltage and current through a two-wire line to the powered electrical device. 4. Способ передачи электрической энергии по п.3, отличающийся тем, что передачу электрической энергии по однопроводной линии осуществляют при максимальной плотности пульсирующего тока 5÷ 50 А/мм2 и максимальном пульсирующем напряжении 500 кВ÷ 1500 кВ, а в качестве материала однопроводной линии используют сталь, медь, алюминий, их сочетания в виде биметаллов и сплавов, а также неметаллические проводящие среды в виде изолированных протяженных участков влажной земли, воды, углеродных волокон, тонких проводящих пленок металлов и их окислов, проводящие каналы в атмосфере, которые создают ионизацией молекул воздуха лазерным и микроволновым излучением, и релятивистcкие пучки электронов высоких энергий за пределами атмосферы.4. The method of transmitting electrical energy according to claim 3, characterized in that the transmission of electric energy through a single-wire line is carried out at a maximum ripple current density of 5 ÷ 50 A / mm 2 and a maximum ripple voltage of 500 kV ÷ 1500 kV, and as a material of a single-wire line they use steel, copper, aluminum, their combinations in the form of bimetals and alloys, as well as non-metallic conductive media in the form of isolated long stretches of moist earth, water, carbon fibers, thin conductive films of metals and their oxides, wire The channels in the atmosphere that are created by the ionization of air molecules by laser and microwave radiation, and the relativistic beams of high-energy electrons outside the atmosphere. 5. Способ передачи электрической энергии с использованием генератора переменного напряжения путем передачи напряжения от генератора на низковольтную обмотку высокочастотного трансформатора Тесла, соединения одного из выводов высоковольтной обмотки этого преобразователя с одной из выходных клемм питаемого электрического устройства и установления резонансных колебаний в электрической цепи, отличающийся тем, что резонансные колебания напряжения и тока с частотой f1 создают в резонансном контуре низковольтной обмотки повышающего трансформатора, а высокочастотное напряжение и ток высоковольтной обмотки повышающего трансформатора выпрямляют путем присоединения одного из выводов высоковольтной обмотки повышающего трансформатора к высокочастотному диоду и передают пульсирующий ток и напряжение с полуволной напряжения и тока одинаковой полярности по однопроводной линии к понижающему трансформатору, создают в резонансном контуре низковольтной обмотки понижающего трансформатора резонансные колебания с частотой f2, которая связана с частотой f1=f2, выпрямляют низковольтное напряжение и ток путем присоединения выводов резонансного контура низковольтной обмотки понижающего трансформатора к двум входам однофазного мостового выпрямителя, а выпрямленный постоянный ток и напряжение в однопроводной линии передают в нагрузку путем присоединения свободного вывода высоковольтной обмотки понижающего трансформатора к одному из входов второго однофазного мостового выпрямителя, к другому входу которого подключена естественная емкость в виде земли или изолированного проводящего тела, и соединения с нагрузкой и конденсатором нагрузки выходов обоих однофазных выпрямителей.5. A method of transmitting electrical energy using an alternating voltage generator by transmitting voltage from the generator to the low voltage winding of the Tesla high-frequency transformer, connecting one of the terminals of the high-voltage winding of this converter with one of the output terminals of the powered electrical device and establishing resonant vibrations in the electrical circuit, characterized in that the resonant voltage and current oscillations with a frequency f 1 create in the resonant circuit of the low-voltage winding of the boosting circuit the transformer, and the high-frequency voltage and current of the high-voltage winding of the step-up transformer are rectified by connecting one of the terminals of the high-voltage winding of the step-up transformer to a high-frequency diode and a pulsating current and voltage from a half-wave voltage and current of the same polarity are transmitted through a single-wire line to the step-down transformer, create a low-voltage winding in the resonant circuit step-down transformer resonant oscillations with a frequency f 2 , which is associated with a frequency f 1 = f 2 , rectify the bottom the voltage and current by connecting the terminals of the resonant circuit of the low-voltage winding of a step-down transformer to two inputs of a single-phase bridge rectifier, and the rectified direct current and voltage in a single-wire line are transferred to the load by connecting the free terminal of the high-voltage winding of a step-down transformer to one of the inputs of the second single-phase bridge rectifier, to the other input of which is connected to a natural capacitance in the form of earth or an isolated conductive body, and a connection to Booting capacitor and load outputs of both single-phase rectifiers. 6. Способ передачи электрической энергии по п.5, отличающийся тем, что передачу электрической энергии по однопроводной линии осуществляют при максимальной плотности пульсирующего тока 5-50 А/мм2 и максимальном пульсирующем напряжении 500 кВ-1500 кВ, а в качестве материала однопроводной линии используют сталь, медь, алюминий их сочетания в виде биметаллов и сплавов, а также неметаллические проводящие среды в виде изолированных протяженных участков влажной земли, воды, углеродных волокон, тонких проводящих пленок металлов и их окислов, проводящие каналы в атмосфере, которые создают ионизацией молекул воздуха лазерным и микроволновым излучением, и релятивистcкие пучки электронов высоких энергий за пределами атмосферы.6. The method of transmitting electric energy according to claim 5, characterized in that the transmission of electric energy through a single-wire line is carried out at a maximum ripple current density of 5-50 A / mm 2 and a maximum ripple voltage of 500 kV-1500 kV, and as a material of a single-wire line they use steel, copper, aluminum, their combinations in the form of bimetals and alloys, as well as non-metallic conductive media in the form of isolated long stretches of moist earth, water, carbon fibers, thin conductive films of metals and their oxides, conducting th channels in the atmosphere, which create ionization of air molecules and microwave laser and relyativistckie beams of high-energy electrons outside atmosphere. 7. Устройство для передачи электрической энергии, содержащее высокочастотный генератор, повышающий и понижающий высокочастотные трансформаторы Тесла, соединенные между собой однопроводной линией, конденсатор и нагрузку, подключенную к низковольтной обмотке через однофазный мостовой выпрямитель, отличающееся тем, что первичная обмотка повышающего трансформатора Тесла с контурным конденсатором С1 образует резонансный контур, вторичная низковольтная обмотка понижающего трансформатора Тесла с контурным конденсатором С2 образует резонансный контур, параметры контуров связаны соотношением L1· C1=L2· C2, где L1 и С1 и L2 и С2 - индуктивность и емкость контуров, прилегающий к выводу первичной обмотки вывод высоковольтной обмотки повышающего трансформатора соединен с землей, а другой внутренний вывод высоковольтной обмотки соединен с однопроводной линией через высокочастотный диод, на конце однопроводной линии параллельно конденсатору и нагрузке подключены выходы второго однофазного выпрямителя, к двум входам которого подключены наружный вывод высоковольтной обмотки понижающего трансформатора Тесла и естественная емкость в виде земли или изолированного проводящего тела.7. A device for transmitting electric energy, containing a high-frequency generator, increasing and decreasing high-frequency Tesla transformers, interconnected by a single-wire line, a capacitor and a load connected to the low-voltage winding through a single-phase bridge rectifier, characterized in that the primary winding of the Tesla step-up transformer with a loop capacitor C 1 forms a resonant circuit, the secondary winding of stepdown transformer Low Tesla contour capacitor C 2 forms Res tank circuit, circuit parameters are related by L 1 · C 1 = L 2 · C 2 where L 1 and C 1 and L 2 and C 2 - inductance and capacitance of the circuit adjacent to the terminal of the primary winding of output high voltage winding of the step-up transformer is connected to earth and the other internal terminal of the high-voltage winding is connected to the single-wire line through a high-frequency diode, at the end of the single-wire line, the outputs of the second single-phase rectifier are connected parallel to the capacitor and the load, the external terminal of the high-voltage winding is connected to its two inputs Tesla step-down transformer and natural capacity in the form of earth or an insulated conductive body. 8. Устройство для передачи электрической энергии по п.7, отличающееся тем, что каждая однопроводная линия передачи выполнена на постоянном токе из электроизолированного проводящего материала малого сечения, а в качестве проводника использованы металлические и неметаллические проводящие среды, как сталь, алюминий, медь, углеродное волокно, вода, влажная, тонкие проводящие пленки металлов и их окислов, проводящие каналы в атмосфере, созданные лазерным и микроволновым излучением и релятивистские пучки электронов высоких энергий за пределами атмосферы.8. The device for transmitting electrical energy according to claim 7, characterized in that each single-wire transmission line is made with direct current from an electrically insulated conductive material of small cross section, and metal and non-metallic conductive media such as steel, aluminum, copper, carbon are used as a conductor fiber, water, wet, thin conductive films of metals and their oxides, conductive channels in the atmosphere, created by laser and microwave radiation and relativistic beams of high-energy electrons beyond mi atmosphere. 9. Устройство для передачи электрической энергии, содержащее генератор переменного напряжения, высокочастотный резонансный трансформатор Тесла, первичная обмотка которого подключена к генератору переменного напряжения через преобразователь частоты и линию передачи электрической энергии, отличающееся тем, что внутренний вывод высоковольтной обмотки повышающего трансформатора Тесла соединен с диодно-конденсаторным блоком удвоения напряжения, а линия передачи выполнена двухпроводной на постоянном токе и снабжена на конце у потребителя конденсаторным блоком, к клеммам которого присоединено через электронный ключ или инвертор питаемое электротехническое устройство.9. A device for transmitting electrical energy, containing an alternating voltage generator, a Tesla high-frequency resonant transformer, the primary winding of which is connected to an alternating voltage generator through a frequency converter and an electric energy transmission line, characterized in that the internal terminal of the high-voltage winding of the Tesla step-up transformer is connected to a diode a voltage doubling capacitor unit, and the transmission line is made of a two-wire DC and is equipped at the end with eating a capacitor block, to the terminals of which is connected via an electronic key or inverter a powered electrical device. 10. Устройство для передачи электрической энергии по п.9, отличающееся тем, что каждая однопроводная линия передачи выполнена на постоянном токе из электроизолированного проводящего материала малого сечения, а в качестве проводника использованы металлические и неметаллические проводящие среды, как сталь, алюминий, медь, углеродное волокно, вода, важная, тонкие проводящие пленки металлов и их окислов, проводящие каналы в атмосфере, созданные лазерным и микроволновым излучением и релятивистские пучки электронов высоких энергий за пределами атмосферы.10. The device for transmitting electrical energy according to claim 9, characterized in that each single-wire transmission line is made with direct current from an electrically insulated conductive material of small cross section, and metal and non-metallic conductive media such as steel, aluminum, copper, carbon are used as a conductor fiber, water, important, thin conductive films of metals and their oxides, conductive channels in the atmosphere, created by laser and microwave radiation and relativistic beams of high-energy electrons beyond and the atmosphere. 11. Устройство для передачи электрической энергии, содержащее генератор переменного напряжения, высокочастотный резонансный трансформатор Тесла, первичная обмотка которого подключена к генератору переменного напряжения через преобразователь частоты и линию передачи электрической энергии, отличающееся тем, что генератор электрической энергии выполнен трехфазным на повышенной частоте f0=50 Гц÷ 500 кГц, три вывода генератора соединены через три резонансных контура с частотой f0 с тремя повышающими трансформаторами Тесла, у которых три низкопотенциальных вывода высоковольтных обмоток соединены с Землей, а три высокопотенциальные вывода высоковольтных обмоток трансформаторов Тесла соединены с входами трехфазного мостового выпрямителя, выводы выпрямителя соединены с двухпроводной линией передачи электрической энергии, концы линии присоединены к двум входам трехфазного мостового выпрямителя, а к двум выводам выпрямителя подключены конденсаторный блок, преобразователь постоянного напряжения а переменный понижающий трансформатор и нагрузка, а к третьему входу трехфазного мостового выпрямителя присоединена естественная емкость в виде земли и изолированного проводящего тела.11. A device for transmitting electrical energy, containing an alternating voltage generator, a Tesla high-frequency resonant transformer, the primary winding of which is connected to an alternating voltage generator through a frequency converter and an electric energy transmission line, characterized in that the electric energy generator is made three-phase at an increased frequency f 0 = ÷ 50 Hz to 500 kHz, three output generator connected via three resonant circuit at a frequency f 0 with three Tesla up transformers, in which the three audio the potential leads of the high-voltage windings are connected to Earth, and the three high-potential leads of the Tesla transformer high-voltage windings are connected to the inputs of a three-phase bridge rectifier, the outputs of the rectifier are connected to a two-wire transmission line of electric energy, the ends of the line are connected to two inputs of a three-phase bridge rectifier, and to the two terminals of the rectifier capacitor are connected block, DC / DC converter and an alternating step-down transformer and load, and to the third input of the three-phase Foot bridge rectifier is connected as a capacitance natural earth and insulated conductive body. 12. Устройство для передачи электрической энергии по п.11, отличающееся тем, что повышающие высокочастотные трансформаторы Тесла соединены по схеме "треугольник", низкопотенциальный вывод высоковольтной обмотки каждого понижающего трансформатора Тесла соединен с прилегающим выводом низковольтной обмотки, а выходы двух однофазных мостовых выпрямителей соединены с конденсаторным блоком, нагрузкой и выводами схемы удвоения напряжения, ко входу которой присоединена естественная емкость в виде земли или изолированного проводящего тела.12. The device for transmitting electric energy according to claim 11, characterized in that the Tesla step-up high-frequency transformers are connected in a "triangle" circuit, the low-voltage output of the high-voltage winding of each Tesla step-down transformer is connected to the adjacent terminal of the low-voltage winding, and the outputs of two single-phase bridge rectifiers are connected to a capacitor unit, a load and the terminals of a voltage doubling circuit, to the input of which a natural capacitance in the form of earth or an isolated conductive body is connected. 13. Устройство для передачи электрической энергии по п.11, отличающееся тем, что нагрузка подключена к выводам выпрямителей через преобразователь постоянного тока в переменный и трансформатор напряжения промышленной частоты.13. The device for transmitting electrical energy according to claim 11, characterized in that the load is connected to the terminals of the rectifiers through a DC to AC converter and an industrial frequency voltage transformer. 14. Устройство для передачи электрической энергии по п.11 или 12, отличающееся тем, что каждая однопроводная линия передачи выполнена на постоянном токе из электроизолированного проводящего материала малого сечения, а в качестве проводника использованы металлические и неметаллические проводящие среды, как сталь, алюминий, медь, углеродное волокно, вода, влажная, тонкие проводящие пленки металлов и их окислов, проводящие каналы в атмосфере, созданные лазерным и микроволновым излучением и релятивистские пучки электронов высоких энергий за пределами атмосферы.14. A device for transmitting electrical energy according to claim 11 or 12, characterized in that each single-wire transmission line is made of direct current from an electrically insulated conductive material of small cross section, and metal and non-metallic conductive media such as steel, aluminum, copper are used as a conductor , carbon fiber, water, wet, thin conductive films of metals and their oxides, conductive channels in the atmosphere, created by laser and microwave radiation and relativistic beams of high-energy electrons for n limits of the atmosphere. 15. Устройство для передачи электрической энергии, содержащее генератор переменного напряжения, высокочастотный резонансный трансформатор Тесла, первичная обмотка которого подключена к генератору переменного напряжения через преобразователь частоты и линию передачи электрической энергии, отличающееся тем, что генератор выполнен трехфазным с частотой f0=50 Гц÷ 500 кГц, выводы генератора соединены через три резонансных контура с частотой f0 по схеме "звезда" с тремя повышающими трансформаторами Тесла, у которых высоковольтные обмотки соединены с входами трехфазного мостового выпрямителя, выводы выпрямителя соединены с двумя однопроводными линиями передачи электрической энергии, каждая из двух линий соединена у потребителя с высокопотенциальным выводом высоковольтной обмотки понижающего трансформатора Тесла, низковольтная обмотка каждого трансформатора Тесла соединена через резонансный контур с однофазным мостовым выпрямителем, выходы двух однофазных мостовых выпрямителей соединены с конденсаторным блоком, нагрузкой и с выводами трехфазного мостового выпрямителя, к двум входам которого присоединены низкопотенциальные выводы высоковольтных обмоток двух понижающих трансформаторов Тесла, а к третьему входу присоединена естественная емкость в виде земли или изолированного проводящего тела.15. A device for transmitting electrical energy containing an alternating voltage generator, a Tesla high-frequency resonant transformer, the primary winding of which is connected to an alternating voltage generator through a frequency converter and an electric energy transmission line, characterized in that the generator is made three-phase with a frequency f 0 = 50 Hz ÷ 500 kHz, the oscillator terminals are connected via three resonant circuits with the frequency f 0 by a "star" with three Tesla up transformers, in which high winding cos inenes with inputs of a three-phase bridge rectifier, the rectifier leads are connected to two single-wire electric energy transmission lines, each of the two lines is connected at the consumer with a high-potential output of the Tesla step-down transformer high voltage winding, the low-voltage winding of each Tesla transformer is connected through a resonant circuit to a single-phase bridge rectifier, the outputs of two single-phase bridge rectifiers are connected to the capacitor unit, the load and straighten the terminals of the three-phase bridge I, to the two inputs of which are connected high-voltage low-potential terminals of the two windings of step-down transformers Tesla, and is connected to the third input capacitance natural ground or in the form of isolated conductive body. 16. Устройство для передачи электрической энергии по п.15, отличающееся тем, что нагрузка подключена к выводам выпрямителей через преобразователь постоянного тока в переменный и трансформатор напряжения промышленной частоты.16. The device for transmitting electrical energy according to clause 15, wherein the load is connected to the terminals of the rectifiers through a DC to AC converter and an industrial frequency voltage transformer. 17. Устройство для передачи электрической энергии по п.15, отличающееся тем, что каждая однопроводная линия передачи выполнена на постоянном токе из электроизолированного проводящего материала малого сечения, а в качестве проводника использованы металлические и неметаллические проводящие среды, как сталь, алюминий, медь, углеродное волокно, вода, влажная, тонкие проводящие пленки металлов и их окислов, проводящие каналы в атмосфере, созданные лазерным и микроволновым излучением и релятивистские пучки электронов высоких энергий за пределами атмосферы.17. The device for transmitting electrical energy according to clause 15, wherein each single-wire transmission line is made with direct current from an electrically insulated conductive material of small cross section, and metal and non-metallic conductive media such as steel, aluminum, copper, carbon are used as a conductor fiber, water, wet, thin conductive films of metals and their oxides, conductive channels in the atmosphere, created by laser and microwave radiation and relativistic high-energy electron beams beyond ami atmosphere.
RU2003120864/09A 2003-07-11 2003-07-11 Method and device for electrical energy transmission RU2245598C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120864/09A RU2245598C1 (en) 2003-07-11 2003-07-11 Method and device for electrical energy transmission

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003120864/09A RU2245598C1 (en) 2003-07-11 2003-07-11 Method and device for electrical energy transmission

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2245598C1 true RU2245598C1 (en) 2005-01-27
RU2003120864A RU2003120864A (en) 2005-02-10

Family

ID=35139109

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003120864/09A RU2245598C1 (en) 2003-07-11 2003-07-11 Method and device for electrical energy transmission

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2245598C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473160C2 (en) * 2009-12-04 2013-01-20 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Method and device for electrical energy transmission
RU2488218C1 (en) * 2012-03-16 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" Method of matching three-wire power transmission line with electric load at frequencies of pronounced harmonic components of currents and voltages
RU2546977C2 (en) * 2013-04-09 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" Method for matching non-symmetrical three-wire power transmission line with electric load at frequencies of definite harmonic components of current and voltage
RU2577522C2 (en) * 2014-05-19 2016-03-20 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ) Method and device for transmission of electric power
RU2618517C2 (en) * 2011-10-26 2017-05-04 Акер Сабси АС System for ac transmission over very long distances
RU2626815C2 (en) * 2015-10-14 2017-08-02 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method and device for transmission of electric power
RU2751094C1 (en) * 2020-12-18 2021-07-08 Фолкуер Холдингс Лимитед Electric energy transmission system
RU2771663C1 (en) * 2021-08-19 2022-05-11 Михаил Евгеньевич Бочаров Device for the transmission of electric energy

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473160C2 (en) * 2009-12-04 2013-01-20 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Method and device for electrical energy transmission
RU2618517C2 (en) * 2011-10-26 2017-05-04 Акер Сабси АС System for ac transmission over very long distances
RU2488218C1 (en) * 2012-03-16 2013-07-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" Method of matching three-wire power transmission line with electric load at frequencies of pronounced harmonic components of currents and voltages
RU2546977C2 (en) * 2013-04-09 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" Method for matching non-symmetrical three-wire power transmission line with electric load at frequencies of definite harmonic components of current and voltage
RU2577522C2 (en) * 2014-05-19 2016-03-20 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства" (ФГБНУ ВИЭСХ) Method and device for transmission of electric power
RU2626815C2 (en) * 2015-10-14 2017-08-02 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method and device for transmission of electric power
RU2751094C1 (en) * 2020-12-18 2021-07-08 Фолкуер Холдингс Лимитед Electric energy transmission system
RU2771663C1 (en) * 2021-08-19 2022-05-11 Михаил Евгеньевич Бочаров Device for the transmission of electric energy

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003120864A (en) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2255406C2 (en) Method and device for electrical energy transmission
RU2273939C1 (en) Method and device for transferring electric energy (variants)
RU2221165C2 (en) Windmill electric generating plant
RU2459340C2 (en) Method and device for transmission of power
US6437996B1 (en) Electrical power transmission system
KR950701777A (en) APPARATUS AND METHOD FOR SINGLE LINE ELECTRICAL TRANSMISSION
RU2340064C1 (en) Method and device for electrical energy transmission (versions)
RU2474031C2 (en) Method and device for electrical energy transmission (versions)
RU2544380C2 (en) Method and device for transmission of electric power
RU2473160C2 (en) Method and device for electrical energy transmission
RU2003105178A (en) METHOD AND DEVICE FOR TRANSMISSION OF ELECTRIC ENERGY
RU2245598C1 (en) Method and device for electrical energy transmission
JPH0515151B2 (en)
Chen et al. Electric-field-coupled single-wire power transmission—analytical model and experimental demonstration
US20130200862A1 (en) Methods and apparatus for supplying three phase power
RU2108649C1 (en) Method and device for feeding electrical equipment
US11322979B1 (en) Power receiver for extracting energy from the earth&#39;s hydrosphere
RU2255405C2 (en) Method and device for electrical energy transmission
JP5723590B2 (en) Power supply
RU2572360C2 (en) Method and device for electrical energy transmission (versions)
RU2013119621A (en) DEVICE AND METHOD OF APPLICATION OF THE DEVICE FOR PRODUCING AT THE PLACE OF BITUMEN OR SUPERHEAVE OIL FROM OIL AND PAN SAND DEPOSITS
RU2532534C2 (en) Device for transmission of three-phase electrical energy through double-wire line
EP2954544A1 (en) Transmission of electric power
WO2013191576A1 (en) Method for transmitting electromagnetic energy and device for implementing same
RU2799687C1 (en) Electricity generation and storage device for powering electrical appliances

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100712