(57)【要約】  本発明は、磁化可能材料よりなる本体（１）と、本体（１）の周りに第１の軸を中心にして巻かれる主巻線（Ａ１）と、本体（１）の周りに第１の軸に対して直角である第２の軸を中心にして巻かれる制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）に関し、主巻線（Ａ１）は、回路コンポーネント（Ｌ１）が使用される動作回路に接続されるように配置され、制御巻線（Ａ２）は動作回路内のインピーダンスを制御するための制御ユニットに接続されるように配置される。本発明はまた、回路コンポーネント又はこれに類似する変圧器デバイスを備える様々な電流及び電圧調整デバイスに関する。
2005510076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化可能材料よりなる本体（１）と、本体（１）の周りに第１の軸を中心にして巻かれる主巻線（Ａ１）と、本体（１）の周りに第１の軸に対して直角である第２の軸を中心にして巻かれる制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）であって、主巻線（Ａ１）が、回路コンポーネント（Ｌ１）が使用される動作回路に接続されるように配置され、制御巻線（Ａ２）が、動作回路内のインピーダンスを制御するための制御ユニットに接続されるように配置されることを特徴とする回路コンポーネント（Ｌ１）。
【請求項２】
請求項１記載の回路コンポーネントを備えることを特徴とする送信ラインのための直列補償器。
【請求項３】
請求項１記載の回路コンポーネントを備えることを特徴とする送信ラインのための分路補償器。
【請求項４】
請求項１記載の回路コンポーネントを備えることを特徴とする地絡補償器。
【請求項５】
請求項１記載の回路コンポーネントを備えることを特徴とする、送電システムにおける高調波電流成分、位相非対称性、及びフリッカのためのフィルタ。
【請求項６】
請求項１記載の回路コンポーネントを備えることを特徴とする電流リミッタ又はスイッチ・デバイス。
【請求項７】
磁化可能材料よりなる本体（１）と、本体（１）の周りに第１の軸を中心にして巻かれる一次主巻線（Ａ１）と、本体（１）の周りに第１の軸に対して直角である第２の軸を中心にして巻かれる制御巻線（Ａ２）とを備える変圧器デバイスであって、一次主巻線（Ａ１）は、変圧器デバイスが使用される一次動作回路に接続されるように配置され、制御巻線（Ａ２）は変圧器の変圧状態を制御するための制御ユニットに接続されるように配置され、かつ第１の、又は第２の軸を中心にして巻かれる、第２の動作回路に接続されるように配置される二次主巻線（Ａ３）を備えることを特徴とする変圧器デバイス。
【請求項８】
請求項７記載の変圧器デバイスを備えることを特徴とする電圧調整器。
【請求項９】
請求項７記載の変圧器デバイスを備えることを特徴とする位相角調整器。
【請求項１０】
ラインの動作に関するパラメータ（Ｕ，Ｉｃｏｓφ，Ｐ，Ｑ，Ｓ，ｆ）を測定するための測定ユニット（２）と、少なくとも１つの入力と１つの出力とを有する処理ユニット（４）とを備えた、送信ライン（ｌ２）のインピーダンスを制御するためのシステムであって、入力は測定ユニット（２）に接続され、測定された値はこの測定ユニット（２）において制御電流信号を構成する出力信号を導出するためにライン（ｌ２）の目標動作値と比較され、かつ送信ライン（ｌ２）へ接続するための主巻線（Ａ１）と処理ユニット（４）へ接続するための制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）を備え、その結果、制御電流信号は処理ユニット（４）から制御巻線（Ａ２）へ供給され、これにより、測定結果と目標値との割合を基礎として処理ユニット（４）、コンポーネント（Ｌ１）のインピーダンス及びライン（ｌ２）の動作が制御されることを特徴とする送信ライン（ｌ２）のインピーダンスを制御するためのシステム。
【請求項１１】
ラインのための目標値がオペレータによって手動で入力されることを特徴とする請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
主巻線（Ａ１）が送信ライン（ｌ２）と直列に接続されるように配置され、システムは更に、送信ライン（ｌ２）の直列補償のために、回路コンポーネント（Ｌ１）の主巻線（Ａ１）と並列に接続されるコンデンサ又はコンデンサ・バッテリ（Ｃ１）を備えることを特徴とする請求項１０又は１１記載のシステム。
【請求項１３】
主巻線（Ａ１）が送信ライン（ｌ３）と並列に接続されるように配置され、システムは更に、送信ライン（ｌ３）の分路補償のために回路コンポーネント（Ｌ１）の主巻線（Ａ１）と直列に接続されるコンデンサ又はコンデンサ・バッテリ（Ｃ１）を備えることを特徴とする請求項１０又は１１記載のシステム。
【請求項１４】
電気コンポーネント（Ｔ１）のために他のパラメータと共に地絡による逆電流を測定するための測定ユニット（２）と、少なくとも１つの入力及び１つの出力を有する処理ユニット（４）からなる地絡インピーダンスを調整するための地絡補償システム（図６）であって、入力は測定ユニット（２）に接続されかつ測定値は制御電流信号を構成する出力信号を導出するためにこの処理ユニットにおいて地絡による逆電流値の目標値と比較され、かつコンポーネント（Ｔ１）と大地との間に接続するための主巻線（Ａ１）と処理ユニット（４）へ接続するための制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）を備え、その結果、制御電流信号は処理ユニット（４）から制御巻線（Ａ２）へ供給され、これにより、測定結果と目標値との割合を基礎として処理ユニット（４）、コンポーネント（Ｌ１）のインピーダンス及び地絡電流が制御されることを特徴とする地絡補償システム。
【請求項１５】
高調波電流、位相非対称性及びフリッカを低減するためと、電気デバイスの無効補償のためのフィルタ・システムであって、該フィルタ・システムは、デバイスの動作に関するパラメータ（Ｕ，Ｉｃｏｓφ，Ｐ，Ｑ，Ｓ，ｆ）を測定するための測定ユニット（２）と、少なくとも１つの入力と１つの出力とを有する処理ユニット（４）とを備え、入力は測定ユニット（２）に接続され、測定された値はこの測定ユニット（２）において制御電流信号を構成する出力信号を導出するためにコンポーネントの目標の動作値と比較され、かつコンポーネントに接続されたフィルタを備え、フィルタは、フィルタ回路に接続するための主巻線（Ａ１）と処理ユニット（４）へ接続するための制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）を備え、その結果、制御電流信号は処理ユニット（４）から制御巻線（Ａ２）へ供給され、こうして測定結果と目標値との割合を基礎として処理ユニット（４）及びコンポーネント（Ｌ１）が、かつこれによりフィルタのインピーダンス及びデバイスの動作が制御されることを特徴とするフィルタ・システム。
【請求項１６】
電動機等の電気デバイスのためのスイッチ又は電流制限システムであって、該スイッチ又は該電流制限システムは、デバイスの動作に関するパラメータ（Ｕ，Ｉｃｏｓφ，Ｐ，Ｑ，Ｓ，ｆ）を測定するための測定ユニット（２）と、少なくとも１つの入力と１つの出力とを有する処理ユニット（４）とを備え、入力は測定ユニット（２）に接続され、測定された値はこの測定ユニット（２）において制御電流信号を構成する出力信号を導出するためにコンポーネントの目標の動作値と比較され、かつ電源とデバイスとの間に接続される回路コンポーネントを備え、回路コンポーネントは電源とデバイスとの間に接続するための主巻線（Ａ１）と処理ユニット（４）に接続するための制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有し、その結果、制御電流信号は処理ユニット（４）から制御巻線（Ａ２）へ供給され、これにより、測定結果と目標値との割合を基礎として処理ユニット（４）及びコンポーネント（Ｌ１）のインピーダンスが、かつこれによりスイッチのオフ／オン位置が実質上無段階的に、かつこれによりデバイスの動作が制御されることを特徴とするスイッチ又は電流制限システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＣＴ／ＮＯ００１／００２１７に記述されているタイプの制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネントに関する。
【背景技術】
【０００２】
前記特許出願には、磁化可能材料よりなる本体と、本体の周りに第１の軸を中心にして巻かれる主巻線と、本体の周りに第２の軸を中心にして巻かれる制御巻線とを備える回路コンポーネントが記載されている。制御巻線内の電流を変えることにより、回路コンポーネントの磁気抵抗を変更することが可能になり、かつこれにより、主巻線が接続される回路内の周波数変動に関係なくインピーダンスを変更することが可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、本発明による概念は、インピーダンス制御が制御電流によって実施される特許請求項１において示されているような制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネントを提供することに関連する。本発明の主要な優位点は、本発明がインピーダンス値を制御するための可動部品又は複雑な回路を必要としないことにある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
本発明の背景にある原理を、図１（Ａ、Ｂ）に示す。本図には、フェライト、鉄、もしくは他の適切な磁化可能材料でもよい磁化可能材料よりなる本体１が示されている。本体１の周りには、可変インピーダンスの導入が必要とされるポイントで回路に接続されることになる主巻線Ａ１が巻かれる。Ａ１は、図１Ａに示すケースでは本体１の円周に一致する第１の方向に巻かれる。第２の巻線である制御巻線Ａ２もまた本体１の周りに巻かれるが、その巻軸はＡ１の巻軸に対して直角（垂直）であり、これによりＡ１とＡ２との間の変形力のある接続が大幅に回避され、接続は唯一磁化可能材料内で発生する。図１Ｂは、別の好ましい実施態様を示す。原則として、接続は、材料のμｒの変化として明示される。Ｒｍ＝１／μｒμ０Ａ、Ｌ＝Ｎ２／Ｒｍ、及びＸＬ＝ｊｗＬという周知の方程式を基礎とすれば、μｒの変化はＬの変化、かつこれによりＸＬの変化に繋がることが分かる。
【０００５】
本発明のこの特徴は、現時点でパワー・エレクトロニクスによって実行されている調整に関して特に有益である。
【０００６】
本発明による回路コンポーネントの第１の適用は、送信ラインにおける直列補償に関連している（特許請求項２、図２）。直列補償は、様々な機器の接続によりラインの合計インピーダンスが過剰に高い誘導係数を保有することになるパワーラインｌ２のケースで使用される。誘導係数を補償するために、コンデンサＣ１が挿入される。次に、本発明によるコンポーネントＬ１は、補償が実行されるラインｌ２へ直列に接続される（即ち、コンポーネントＬ１内の主巻線Ａ１がラインｌ２へ直列に接続される）。これと同時に、コンポーネントＬ１はコンデンサ又はコンデンサ・バッテリＣ１へ並列に接続される。Ｌ１内の制御巻線Ａ２により、コンポーネントＬ１のインピーダンスを超低値（ラインｌ２内の電流はコンポーネントＬ１を通るがコンデンサＣ１は通らない）から高値（ラインｌ２内の電流はおおむねコンデンサＣ１を通る）まで制御することが可能になる。直列補償の第２の適用は、送信ラインのインピーダンス値を変更し、これにより幾つかの並列ライン間の電力電流を制御するためのものである。図１に示すケースでは、本発明によるコンポーネントＬ１によってラインｌ２内のインピーダンス及びこれによりラインｌ２及びｌ３間の負荷配分を制御することが可能になる。先行技術によれば、この手段により、負荷電流の調整（電流制限又は電力電流の再分配）及び安定性制御を実行することが可能である。
【０００７】
先行技術によれば、この種の直列補償は、サイリスタ制御又はサイリスタ接続直列コンデンサ（ＣＳＣＳ，ＴＳＳＣ）によって実行される。従って、異なるサイリスタを起動させるためには、サイリスタ群及び制御デバイスが要求される。これは、厄介であると同時に高価でもある。
【０００８】
本発明は、特許請求項１０及び特許請求項１１に記載された送信ラインのインピーダンスを制御するためのシステム、及びある特別な実施形態では特許請求項１２に記載された送信ラインの直列補償のためのシステムに関する。
【０００９】
本発明のこのような実施形態は、ラインの動作に関するパラメータ（Ｕ，Ｉｃｏｓφ，Ｐ，Ｑ，Ｓ，ｆ）を測定するための測定ユニット２と、複数の入力と複数の出力とを有する処理ユニットとを備え、第１の入力は測定結果が処理ユニットへ送信されるように測定ユニットに接続され、第２の入力は目標値を入力するための入力ユニット及び少なくとも１つの出力に接続され、出力信号は目標の周波数（この電流は直流であっても交流であってもよい）及び強度を有する電流制御信号に変換され、制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネントは、送信ラインへ接続するための主巻線と処理ユニットへ接続するための制御巻線とを備え、その結果、処理ユニットは測定結果と目標値との比率を基礎としてコンポーネントのインピーダンスを制御する。
【００１０】
また、本発明を、インピーダンス値が測定値のフィードバックなしに目標値を基礎として調整される「開ループ」制御回路として実装することも可能である。
【００１１】
図３は、本発明の略ブロック図を示す。
【００１２】
図３は、前述した本発明の実施形態によるシステムを示している。上述したように、本システムは直列補償されなければならない送信ラインｌ２へ接続するための測定ユニット２を備え、測定ユニット２は電圧、電流、ｃｏｓφ等のラインの動作パラメータを測定する。測定された値は処理ユニット４へ送信され、本発明の一実施形態では処理ユニット４には目標値も供給される。入力された値を基礎として、処理ユニットはコンポーネントＬ１のインピーダンスの目標値を計算し、かつこれによりコンポーネント内の制御巻線Ａ２に印加される必要な制御電流値を計算する。
【００１３】
このように本発明は、直列電池と組合せて使用できる制御可能な直列リアクトルを構成する。
【００１４】
本発明は、（正常作動において、又は誤作動後に）電力電流を調整する能力の結果として、又は増大された安定性限度の結果として、増大されたネットワーク利用（増大された負荷限度）をもたらすことから、実用的価値を有する。
【００１５】
本回路コンポーネントの出力に関して言えば、最大出力は、１０〜５０オームのインピーダンスで、好適には約３０００Ａのオーダーであることが可能である。
【００１６】
システムの調整要件に関しては、直列インダクタンスの線形制御が必要になる。調整システム（説明している例では処理ユニット４内に備えられる）は、処理ユニットが安定性制御に使用されるべきものであれば１０Ｈｚまでの周波数での電力変化に追随できなければならない。軸ねじれ共振現象の補償に使用されるべきものであれば、調整システムは３０〜５０Ｈｚまで上昇されなければならなくなる。
【００１７】
本システムを使用する場合の保護要件に関しては、従来のインピーダンス／距離保護は「波動保護」に置換される。直列電池が使用されれば、結果的に金属酸化膜ダイバータ（ＭＯＤ）が必要になる。
【００１８】
システム損失に関する限り、定常損失は少ないものでなければならないが、コンポーネントの合計利用価値が高いことからこの点は重要な検討材料とはならない。本システムの優位点の１つは、本システムが格段に低い運転経費を有する単一のコンポーネントに関わるものであることにある。
【００１９】
本発明による回路コンポーネントの第２の適用は、送信ラインにおける分路補償器として（特許請求項３）、即ちおそらくはシャント・バッテリとの組合せによる制御可能な分路リアクトルとしての適用である。前記先行技術によれば、この種の分路補償はサイリスタ制御リアクトル（ＴＣＲ）によって実行されるが、これはあらゆる欠点を伴う。図４は、本発明のこの適用を示す。
【００２０】
本発明のこの実施形態によれば、分路補償は、片側で送信ラインｌ３に接続されかつ反対側でコンデンサＣ１に接続される主巻線Ａ１を有する回路コンポーネントＬ１によって実施される。このとき、コンデンサＣ１は接地される。補償は、制御巻線Ａ２により回路コンポーネントＬ１のインピーダンスを変更し、かつこれにより直列Ｌ１−Ｃ１の合計インピーダンスを変更することによって実行される。従って、直列接続の合計インピーダンスは、純粋に誘導的なもの（コンポーネントＬ１の高値インピーダンス）からゼロ（Ｌ１及びＣ１間の直列共振）へと変わり、その後純粋に容量的なもの（回路コンポーネントＬ１の低値インピーダンス）へと変わる。これと同時に、このデバイスによって電圧調整を実行することも可能になり、受容できないほど高いライン内の電圧は、コンポーネント及びコンデンサの合計直列インピーダンスを増大させることにより補償され、かつ受容できないほど低い電圧に対してはこの反対によって補償され得る。
【００２１】
従って第２の実施形態では、本発明によるシステムは、測定ユニット、処理ユニット及び制御可能な回路コンポーネントと共に分路補償用のシステムを備え（特許請求項１３）、主巻線Ａ１は送信ラインｌ３と並列に接続されるように配置され、本システムは更に、送信ラインｌ３の分路補償用の回路コンポーネントＬ１の主巻線Ａ１と直列に接続されるコンデンサ又はコンデンサ・バッテリＣ１を備える。
【００２２】
本発明のこの実施形態の機能は、送信ラインにおける無効補償及び電圧調整になる。
【００２３】
（正常作動における、又は誤作動後の）より優れた電圧調整及び無効電力蓄積の結果、又は同じく電圧安定性に関する増大された限界値の結果として、これは増大されたネットワーク利用（増大された負荷限定）に繋がる。
【００２４】
分路リアクトルの出力に関して言えば、これは約８０−１５０ＭＶＡｒ（３００ｋＶ，４２０ｋＶ）のオーダーになる。処理ユニットの調整に関する要件は、ＳＶＣユニット（帯域幅１０〜２０Ｈｚ）に関する要件に類似する。
【００２５】
このシステムは特別な保護要件を保有しないが、これは、標準導体（ＭＯＡ）が使用され得ることを意味する。
【００２６】
損失に関する限り、これは一般的なリアクトル、即ち鉄心によってインピーダンスを調整できないリアクトルの損失に一致するか、又はこれより低くなる。制御電流損失も付加的に発生する（３％）。本発明のこの態様を従来のサイリスタ制御リアクトル（ＴＣＲ）と比較することは、最も適切である。
【００２７】
本発明による回路コンポーネントの第３の適用は、地絡補償に関するものである（特許請求項４）。この分野の先行技術は、地絡電流を制限するための所謂ペテルゼン・コイルの使用を含む。ペテルゼン・コイルは鉄心及び空隙を有するリアクトルであり、ネットワークの中性点と大地との間に接続される。ペテルゼン・コイルは極めて高価であり、加えて機械的調整が必要である。ペテルゼン・コイルは、それが接続されるシステムの他の部分と共振するように常時調整されなければならない。従って、システム内のインピーダンスの変化は、コイルの新規かつ機械的調節の必要性に繋がる。これは厄介でありかつ高価であって、実質的にこのようなコイルの使用を制限する。
【００２８】
図５及び図６は、本発明の前記適用例を略示したものである。図５は、主巻線が三角形状に接続され、二次巻線が放射形状に接続される三相変換器を示している。従って、本発明による回路コンポーネントＬ１は放射形状のゼロ点と大地との間に配置される。回路コンポーネントＬ１のインピーダンスを変えれば、地絡による逆電流、又は戻り電流を制御することが可能になる。
【００２９】
本発明はまた、地絡補償のためのシステム（特許請求項１４、図６）、即ち地絡インピーダンスを調整するためのシステムを備え、本システムは、地絡による逆電流、又は戻り電流を電気コンポーネントＴ１の他のパラメータと共に測定するための測定ユニット２と、少なくとも１つの入力及び１つの出力を有する処理ユニット４とを備え、入力は測定ユニット２に接続され、かつ測定値は制御電流信号を構成する出力信号を導出するためにこの処理ユニットにおいて地絡による逆電流値の目標値と比較され、かつ本システムは、コンポーネントＴ１と大地とを接続するための主巻線Ａ１と処理ユニット４へ接続するための制御巻線Ａ２とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネントＬ１を備え、その結果、制御電流信号は処理ユニット４から制御巻線Ａ２へ供給され、これにより、測定結果と目標値との割合を基礎として処理ユニット４、コンポーネントＬ１のインピーダンス及び地絡電流が制御される。
【００３０】
このシステムの出力に関して言えば、これは好適には２００Ａまでとなる。
【００３１】
この実施形態は特別な保護要件を保有せず、回路コンポーネントを通じる電圧は通常低くなることから、損失は重要でない。
【００３２】
回路コンポーネントの第４の適用は、例えば高速調整を有する分路又は直列補償のような、フィルタとしての適用である（特許請求項５）。
【００３３】
この高速調整は、単に制御電流の高速変更を供給することによって達成される。
【００３４】
この実施形態によれば、本発明は、主回路へ接続するための主巻線と制御ユニットへ接続するための制御巻線とを有する分路、又は直列補償器を備えるフィルタ（図７の帯域通過フィルタ、図８の高域通過フィルタ）を備える。制御電流によって、フィルタ内に含まれる回路コンポーネントは、単に制御電流の特徴を変えることによりフィルタの特徴を必要に応じて変更することができる。
【００３５】
本発明によるフィルタ・システム（特許請求項１５）は、先に言及した回路コンポーネント、並びにコンポーネントのインダクタンスを制御するための測定、及び処理ユニットを有するフィルタを備える。本システムの機能は、無効補償に加えて、高調波、位相非対称及びフリッカを低減するための補償である。
【００３６】
この適用例では、本発明はＨＶＤＣ変換器におけるより優れた電圧品質、及び増大された信頼性を提供する。
【００３７】
出力要件に関する限り、これはフィルタが使用されなければならない場所に依存して変わるが、一般的には約５０〜１００ＭＶＡｒであることが原則であると言える。本システムの調整は高速でなければならない、即ち、好適にはミリ秒〜１０分の１秒である。
【００３８】
従って本発明は、周知の能動フィルタ（パワー・エレクトロニクスを基礎とする）、受動フィルタ、及びハイブリッド・ソリューションの代替を表す。
【００３９】
本発明の回路コンポーネントの第５の適用は、例えば電気負荷デバイスとの関連で電流を制限するための制御された直列リアクトルのような電流リミッタ（特許請求項１６）、即ち「発電機スイッチ」としての適用である。図９は、本発明のこの実施形態を示す。この実施形態は、全体としては図３に示す実施形態に類似しているが、制御は目標の電流値のみを基礎として実行される点が異なる。従って本発明は、電流制限システムをも備え、本発明による回路コンポーネントによってスイッチを供給することが可能になる。スイッチは次に、制御電流により開状態（即ち、超高インピーダンス）から閉状態（即ち、ゼロに等しいインピーダンス）へ無段階的に移動することができる。本発明による電流リミッタを使用することにより、負荷デバイスに供給される電流を回路ブレーカによって対応され得る規模にまで低減させることが可能になる。このようにして、パワー・スイッチ（回路ブレーカの２０倍も高価であるが、一方で高電流値を中断させる能力がある）を本発明による電流リミッタと組み合わせた回路ブレーカに置換することが可能になる。
【００４０】
この場合、本システムの機能は、要件に依存してより高い、又はより低いインピーダンスを導入することにより電流を制限することにある。
【００４１】
この発明の実用的価値に関して言えば、最も重要な優位点は、それがスイッチ機器の必要性の減少に繋がることにある。
【００４２】
この場合、出力要件は、その使用目的に対して独立的である。
【００４３】
調整要件に関しては、調整のために閉ループを保有する必要はなくなる。
【００４４】
正常な「オンモード」における損失は、約０損失になる。
【００４５】
本発明は、Ｉｓリミッタの代替を務めるであろう。
【００４６】
次に、本発明の具体的な可能適用例を提示する。
【００４７】
直列リアクトル：Ｆｌｅｓａｋｅｒ−Ｔｅｇｎｅｂｙ
ノルウェーの主要ネットワークにおける可能適用例に関連して、直列リアクトルとしての使用を一例として引用することができる。ノルウェー南部における西側から東側への送信容量の制限は、Ｆｌｅｓａｋｅｒ−Ｔｅｇｎｅｂｙ３００ｋＶの容量によって決定される場合が多い。その理由は、ノルウェー東部における中央ラインがドロップアウトすると、ＦｌｅｓａｋｅｒとＴｅｇｎｅｂｙの間のライン／ケーブル上の負荷が増大される結果となることにある。制御可能な直列リアクトルは、故障状況においてこの接続上の電力電流を低減させる可能性を提供し、これにより、Ｆｌｅｓａｋｅｒ区域における運転負荷限度の増大が許容される。
【００４８】
牽引用電力供給
電力変動は、ノルウェー及び回転変換器を使用する他の国々における牽引用電力供給に関して増大している問題点である。ノルウェーにおける変換器セットは、主として、牽引電力ネットワークに約１５ｋＶの単相交流電圧及び１６ 2/3Ｈｚに等しい周波数を供給する機械的に接続された同期モータ−同期発電機セットより成る。変換器セットに付随する安定上の問題点は、機関車がより強力になりかつより高速で調整されるようになっているという事実の結果として、ますます頻繁に経験されている。
【００４９】
この問題は、変換器セットにおける制動が元来乏しく、三相側（ネットワーク側）に電力変動がもたらされ、これにより電気品質が低下されることに起因する。更にこの変動は、実際のセットの機械的摩耗を増大させる原因となる。
【００５０】
ネットワーク側から変換器セットを供給する変圧器と接続して制御される直列リアクトルは、その作動の安定化のために極めて有効な測度である可能性がある。
【００５１】
様々な適用例のための携帯用制御ユニット
ネットワークにおける定置型制御ユニットの必要性は、一般に負荷変化、ネットワーク展開又は特別な一時的要件の結果として変わる。また、制御ユニットがほぼ常時必要とされる場合でも、ネットワーク内の最良のポジションは経時的に変わることも予見され得る。従って、ネットワークにおけるこのような投資は、本コンポーネントに対する必要性がどこに、どれだけの期間に渡って存在するかが誰にも分からないために困難である可能性がある。
【００５２】
これは、持ち運びが可能でありかつ諸適用例に関して多大なフレキシブルさを有する小型制御ユニットを開発するための動機付けを提供する。この文脈におけるフレキシブルな適用とは、制御機能及びネットワークとの接続の双方に関するフレキシブルさ（異なる電圧レベル、直列又は分路接続、等）を意味する。
【００５３】
特殊な例としては、セミトレーラ上に設置され、かつおそらくはコンデンサ・バッテリ及び保護及びネットワーク接続に必要な機器と組み合わせた制御可能なリアクトルより成るユニットを予見することができる。制御システムは、フレキシブルでありかつ形成可能であって、故にユニットが無効補償、有効電圧調整及び電圧品質の向上又は電力変動の制動等の異なる目的に沿って使用されることを可能にするものでなければならない。
【００５４】
その他、本発明の適用の具体例は下記の通りである。
・接地電流補償。
・漏電リミッタとしての使用。発電機スイッチをより安く、かつより小型化する可能性。
【００５５】
第２の実施形態では、本発明は、変圧器デバイスの形式の回路コンポーネント（特許請求項７）、即ち２つの主巻線と１つ又はおそらくは２つの制御巻線とが存在し、よって変圧器の変圧比が１つ又は複数の制御電流によって変更されることを許容する回路コンポーネントを構成する。
【００５６】
図１０及び図１１は、本発明のこのような実施形態を示す。図１０は、調節可能な回路コンポーネントを備える２つの三相変圧器を示している。図１１は、本発明のこの実施形態の背後にある原理を示している。磁化可能本体１の周りには、巻線Ａ１及びＡ３が本体１と共に変圧器を形成するように接続された追加の主巻線Ａ３が存在する。制御巻線Ａ２もやはり存在し、変圧器の変圧比を調整する。また、主巻線Ａ３を制御巻線と同じ軸の周りに巻くことも可能である。
【００５７】
このような変圧器の適用例の重要な分野の１つは、周知の自動オンロード・タップ切換器を置換する、変圧器との関連で電圧を調整するための新たなシステムである（特許請求項８）。従って、この機能は主として電圧の調整である。新たな「タップ切換器」を有する変圧器の増大された利用における優位点は、信頼性、保全、調整、全種のネットワーク（分配、地域及び中央ネットワーク）における等しい有効性にある。
【００５８】
本発明によって達成される優位点の中には、（協調された制御によって更に単純な）より高速、かつより正確な電圧調整がある。
【００５９】
本発明による回路コンポーネントのための出力は、２００〜２０００Ａになる。
【００６０】
調整要件に関して言えば、高速調整の必要性はなく、約１０秒〜１分の調整で足りる。
【００６１】
損失に関する限り、これは従来の変圧器の場合と比肩され得るものである。
【００６２】
本発明のこの実施形態の主たる優位点は、現在のタップ切換器に比べて格段に少ない保全コストをもたらすことにある。
【００６３】
代わりの問題解決手段として、即ち先行技術による問題解決手段として、従来の自動タップ切換器を挙げることができる。
【００６４】
また、本発明のこの実施形態は位相角調整器（特許請求項９）との関連で使用されることが可能であり、よってこれは、本発明による変圧器コンポーネントを備えることになる。制御電流を制御することにより、一次側と二次側との間の位相シフトを制御することが可能になる。図１２は、このタイプの位相角調整器を示す。このケースでは、調節可能な直列変圧器（電圧調整を有する直列に接続された変圧器）等の様々な技術的問題解決手段を予見することができる。位相角調整器の機能は、主として負荷電流調整及びおそらくは安定化となる。
【００６５】
本発明のこの実施形態の導入は、（正常作動における、又は誤作動後の）負荷電流の高速調整及び向上された安定性に関する可能性の結果として、増大されたネットワーク利用（増大された負荷限度）をもたらす。
【００６６】
電力伝達量は、約２００〜１０００ＭＶＡ（１３２ｋＶ〜４２０ｋＶ）になる。
【００６７】
調整は、その機能（静的な電力分配又は動的調整及び安定化）に依存する。純粋な負荷電流調整の場合、帯域幅要件は秒レベルの領域（０．１〜１Ｈｚ）になる。
【００６８】
保護要件は、直列補償の場合と同じものになる。
【００６９】
損失に関する限り、定常損失は低値でなければならないが、各適用例でどのような値が受容可能であるかはコンポーネントの合計利用値に依存する。
【００７０】
本発明のこの実施形態に付随する特別な優位点としては、ネットワーク運用におけるより大きなフレキシブルさを挙げることができる。
【００７１】
先行技術による代替問題解決手段は、静的直列補償器（ＳＳＳＣ）、位相歪み変圧器、ＵＰＦＣであろう。
【００７２】
電圧及び位相角調整器は、効果的には本発明による調整システムの一部を形成することが可能であり、この場合のシステムは先に述べたように、測定ユニットと、処理ユニットと、おそらくは目標値を手動入力するためのユニットとを備える。
【００７３】
本発明の上述の実施形態は全て、海底又は他の高圧ロケーションでの使用に特に適している。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年2月10日(2004.2.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化可能材料よりなる本体（１）と、本体（１）の周りに第１の軸を中心にして巻かれる主巻線（Ａ１）と、本体（１）の周りに第１の軸に対して直角である第２の軸を中心にして巻かれる制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）であって、主巻線（Ａ１）が、回路コンポーネント（Ｌ１）が使用される動作回路に接続されるように配置され、制御巻線（Ａ２）が、動作回路内のインピーダンスを制御するための制御ユニットに接続されるように配置されることを特徴とする回路コンポーネント（Ｌ１）を備えることを特徴とする送信ラインのための直列補償器。
【請求項２】
磁化可能材料よりなる本体（１）と、本体（１）の周りに第１の軸を中心にして巻かれる主巻線（Ａ１）と、本体（１）の周りに第１の軸に対して直角である第２の軸を中心にして巻かれる制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）であって、主巻線（Ａ１）が、回路コンポーネント（Ｌ１）が使用される動作回路に接続されるように配置され、制御巻線（Ａ２）が、動作回路内のインピーダンスを制御するための制御ユニットに接続されるように配置されることを特徴とする回路コンポーネント（Ｌ１）を備えることを特徴とする送信ラインのための分路補償器。
【請求項３】
磁化可能材料よりなる本体（１）と、本体（１）の周りに第１の軸を中心にして巻かれる主巻線（Ａ１）と、本体（１）の周りに第１の軸に対して直角である第２の軸を中心にして巻かれる制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）であって、主巻線（Ａ１）が、回路コンポーネント（Ｌ１）が使用される動作回路に接続されるように配置され、制御巻線（Ａ２）が、動作回路内のインピーダンスを制御するための制御ユニットに接続されるように配置されることを特徴とする回路コンポーネント（Ｌ１）を特徴とする地絡補償器。
【請求項４】
磁化可能材料よりなる本体（１）と、本体（１）の周りに第１の軸を中心にして巻かれる主巻線（Ａ１）と、本体（１）の周りに第１の軸に対して直角である第２の軸を中心にして巻かれる制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）であって、主巻線（Ａ１）が、回路コンポーネント（Ｌ１）が使用される動作回路に接続されるように配置され、制御巻線（Ａ２）が、動作回路内のインピーダンスを制御するための制御ユニットに接続されるように配置されることを特徴とする回路コンポーネント（Ｌ１）を備えることを特徴とする電流リミッタ又はスイッチ・デバイス。
【請求項５】
磁化可能材料よりなる本体（１）と、本体（１）の周りに第１の軸を中心にして巻かれる一次主巻線（Ａ１）と、本体（１）の周りに第１の軸に対して直角である第２の軸を中心にして巻かれる制御巻線（Ａ２）とを備える変圧器デバイスであって、一次主巻線（Ａ１）は、変圧器デバイスが使用される一次動作回路に接続されるように配置され、制御巻線（Ａ２）は変圧器の変圧状態を制御するための制御ユニットに接続されるように配置され、かつ第１の、又は第２の軸を中心にして巻かれる、第２の動作回路に接続されるように配置される二次主巻線（Ａ３）を備えることを特徴とする変圧器デバイスを備えることを特徴とする位相角調整器。
【請求項６】
ラインの動作に関するパラメータ（Ｕ，Ｉｃｏｓφ，Ｐ，Ｑ，Ｓ，ｆ）を測定するための測定ユニット（２）と、少なくとも１つの入力と１つの出力とを有する処理ユニット（４）とを備えた、送信ライン（ｌ２）のインピーダンスを制御するためのシステムにおいて、入力は測定ユニット（２）に接続され、測定された値はこの測定ユニット（２）において制御電流信号を構成する出力信号を導出するためにライン（ｌ２）の目標動作値と比較され、かつ送信ライン（ｌ２）へ接続するための主巻線（Ａ１）と処理ユニット（４）へ接続するための制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）を備えた送信ライン（ｌ２）のインピーダンスを制御するためのシステムであって、主巻線および制御巻線は１つの同じ本体に互いに直角を成して巻かれ、その結果、制御電流信号は処理ユニット（４）から制御巻線（Ａ２）へ供給され、これにより、測定結果と目標値との割合を基礎として処理ユニット（４）、コンポーネント（Ｌ１）のインピーダンス及びライン（ｌ２）の動作が制御されることを特徴とする送信ライン（ｌ２）のインピーダンスを制御するためのシステム。
【請求項７】
ラインのための目標値がオペレータによって手動で入力されることを特徴とする請求項６記載のシステム。
【請求項８】
主巻線（Ａ１）が送信ライン（ｌ２）と直列に接続されるように配置され、システムは更に、送信ライン（ｌ２）の直列補償のために、回路コンポーネント（Ｌ１）の主巻線（Ａ１）と並列に接続されるコンデンサ又はコンデンサ・バッテリ（Ｃ１）を備えることを特徴とする請求項６又は７記載のシステム。
【請求項９】
主巻線（Ａ１）が送信ライン（ｌ３）と並列に接続されるように配置され、システムは更に、送信ライン（ｌ３）の分路補償のために回路コンポーネント（Ｌ１）の主巻線（Ａ１）と直列に接続されるコンデンサ又はコンデンサ・バッテリ（Ｃ１）を備えることを特徴とする請求項６又は７記載のシステム。
【請求項１０】
電気コンポーネント（Ｔ１）のために他のパラメータと共に地絡による逆電流を測定するための測定ユニット（２）と、少なくとも１つの入力及び１つの出力を有する処理ユニット（４）からなる地絡インピーダンスを調整するための地絡補償システム（図６）において、入力は測定ユニット（２）に接続されかつ測定値は制御電流信号を構成する出力信号を導出するためにこの処理ユニットにおいて地絡による逆電流値の目標値と比較され、かつコンポーネント（Ｔ１）と大地との間に接続するための主巻線（Ａ１）と処理ユニット（４）へ接続するための制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）を備えた地絡補償システムであって、主巻線および制御巻線は１つの同じ本体に互いに直角を成して巻かれ、その結果、制御電流信号は処理ユニット（４）から制御巻線（Ａ２）へ供給され、これにより、測定結果と目標値との割合を基礎として処理ユニット（４）、コンポーネント（Ｌ１）のインピーダンス及び地絡電流が制御されることを特徴とする地絡補償システム。
【請求項１１】
高調波電流、位相非対称性及びフリッカを低減するためと、電気デバイスの無効補償のためのフィルタ・システムにおいて、該フィルタ・システムは、デバイスの動作に関するパラメータ（Ｕ，Ｉｃｏｓφ，Ｐ，Ｑ，Ｓ，ｆ）を測定するための測定ユニット（２）と、少なくとも１つの入力と１つの出力とを有する処理ユニット（４）とを備え、入力は測定ユニット（２）に接続され、測定された値はこの測定ユニット（２）において制御電流信号を構成する出力信号を導出するためにコンポーネントの目標の動作値と比較され、かつコンポーネントに接続されたフィルタを備え、フィルタは、フィルタ回路に接続するための主巻線（Ａ１）と処理ユニット（４）へ接続するための制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有する回路コンポーネント（Ｌ１）を備えたフィルタ・システムであって、主巻線および制御巻線は１つの同じ本体に互いに直角を成して巻かれ、その結果、制御電流信号は処理ユニット（４）から制御巻線（Ａ２）へ供給され、こうして測定結果と目標値との割合を基礎として処理ユニット（４）及びコンポーネント（Ｌ１）が、かつこれによりフィルタのインピーダンス及びデバイスの動作が制御されることを特徴とするフィルタ・システム。
【請求項１２】
電動機等の電気デバイスのためのスイッチ又は電流制限システムにおいて、該スイッチ又は該電流制限システムは、デバイスの動作に関するパラメータ（Ｕ，Ｉｃｏｓφ，Ｐ，Ｑ，Ｓ，ｆ）を測定するための測定ユニット（２）と、少なくとも１つの入力と１つの出力とを有する処理ユニット（４）とを備え、入力は測定ユニット（２）に接続され、測定された値はこの測定ユニット（２）において制御電流信号を構成する出力信号を導出するためにコンポーネントの目標の動作値と比較され、かつ電源とデバイスとの間に接続される回路コンポーネントを備え、回路コンポーネントは電源とデバイスとの間に接続するための主巻線（Ａ１）と処理ユニット（４）に接続するための制御巻線（Ａ２）とを備える制御可能なインピーダンスを有したスイッチ又は電流制限システムであって、主巻線および制御巻線は１つの同じ本体に互いに直角を成して巻かれ、その結果、制御電流信号は処理ユニット（４）から制御巻線（Ａ２）へ供給され、これにより、測定結果と目標値との割合を基礎として処理ユニット（４）及びコンポーネント（Ｌ１）のインピーダンスが、かつこれによりスイッチのオフ／オン位置が実質上無段階的に、かつこれによりデバイスの動作が制御されることを特徴とするスイッチ又は電流制限システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005510076.tif 000024
【図１０】
2005510076.tif 000025
【図１１】
2005510076.tif 000026
【図１２】
2005510076.tif 000027
【国際調査報告】
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