JP2017510895A - 交流電力系統内の力率を改善するためのシステム - Google Patents
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Abstract
Description
1)「交流電力系統」は、本明細書では、少なくとも1つの電力搬送線で相互接続された電力源と、電気負荷とを意味する。交流電力系統は、例えば1つの建物に電力を供給する場合も、または配電システムのように多数の建物に電力を供給する場合もある。
2)「電力搬送線」は、本明細書では、2つの地点間で電力を伝達する電導線の組を含む回路を意味し、限定されないが、送電線または配電線を含む。電力搬送線は、発電設備自体の中に含まれる場合も、または送電や配電に使用される場合も、または電力の末端需要家の設備の中に含まれる場合もある。
3)「送電線」は、本明細書では、1つまたは複数の電源(例えば、電力搬送線、発電機、または変電所)を変電所等の1つまたは複数の電気負荷に接続する電力搬送線を意味する。送電線は、通例、100キロボルト近く、または100キロボルトよりも上で動作する。
4)本明細書で使用される「配電線」は、変電所を、しばしば地域の降圧変圧器を通して個々の需要家に、または需要家の負荷に接続する。末端需要家の負荷は、例として、製鋼工場や他の製造施設または学校等の1つの産業用地または商業用地内にあり、通例は65キロボルト近く、または65キロボルト未満で動作する。
5)「中程度の電圧」は、本明細書では、電力産業の慣習に従って、およそ、600ボルト〜70キロボルトの範囲を意味する。
6)「高電圧」は、本明細書では、電力産業の慣習に従って、70キロボルトを超える電圧を意味する。
7)「力率」は、任意の交流電気回路の電気キロワットベクトルとキロボルトアンペアベクトルとの角変位の余弦と定義する。力率は、余弦、すなわち0.8等としてとして表すか、または余弦に100を乗算して百分率すなわち80%等で表すことができる。力率は、正または負の数として表すことができる。正の力率は、キロワットベクトルとキロボルトアンペアベクトルとの余弦が電気インダクタンスに影響されることを意味する。負の力率は、キロワットベクトルとキロボルトアンペアベクトルとの余弦が静電容量に影響されることを意味する。任意の交流電力系統の最適な力率は、100%に相当する1.0である。交流電力系統が100%の力率で動作する期間中は、出力されるエネルギーのすべてがキロワットの形態になる。
8)本明細書で使用される場合、「逆並列接続」された単方向冷陰極電界放出電子管とは、逆並列または反並列に接続された、上述の種類の電子管のペアを言う。したがって、上述の種類の電子管のペアは並列に接続されるが、それら電子管の極性を反転して、交流回路内の動作を可能にする。
9)電流レベルの制御に関して本明細書で使用される用語「制御された」は、(a)1つもしくは複数の電子管によって実装される格子制御される伝導、(b)1つもしくは複数の制御電極を介して半導体デバイスによって実装される、制御端子で制御される伝導、または、(c)伝導を制御する1つもしくは複数の制御要素を有する可飽和リアクトル等の他のデバイスによって実装される制御された伝導、のいずれかを言い、(a)〜(c)のそれぞれで、制御された伝導とは、電子管またはデバイスを通る電流のレベルを、アナログ式の連続的に可変な方式で制御することを意味する。
10)本明細書で使用される「制御端子」とは、(a)絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)もしくは電界効果トランジスタ(FET)、または内部を通る電流を連続的に可変な様態で調整する他の半導体デバイスの制御電極、あるいは(b)可飽和リアクトルの制御巻線の端子、を意味する。さらに、「制御端子」は、本明細書では、例えば、電子管の格子(grid)、IGBTのベース、またはFETのゲートを含む、一般的な用語を意味する。
11)「電流の伝導が制御された双方向回路」という表現は、「双方向電子管回路」を含むと共に、(a)絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)もしくは電界効果トランジスタ(FET)、または、内部を通る電流を、動的に調節可能な連続的に可変な様態で調整する他の半導体デバイス、(b)可飽和リアクトルの制御巻線の端子、あるいは(c)可変抵抗器(すなわち調節可能抵抗器)、のいずれかを含む双方向回路を含む一般的な表現を意味する。
12)例えば電流の調整との関係で使用される「連続的に可変な」という表現は、非連続的な離散値だけしか得られないのと対照的に、途切れがない(すなわち連続した)電流値の範囲を得られることを意味する。
図1は、交流電源が電力搬送線106を介して電気負荷104に電力を提供する3相交流電力系統100の1位相を示す。交流電源102は、上記で定義したように発電機または電力搬送線等である。電気負荷104は、必ずしも電力の末端消費者によって使用されるとは限らず、例えば電源電圧を下げるための鉄心電気変圧器を含むことができる。この説明は、位相φ1として示した1つの電力搬送線106の力率を改善することに関する。交流電力系統の業界で慣習的であるように、図1には2つの(またはそれ以上の)他の位相の存在も示している。したがって、図1は、括弧に入れて位相φ2およびφ3を示すことにより、好ましい実施形態では、交流電力系統100は、第2の位相φ2に対応する電力搬送線(図示せず)の力率を改善し、第3の位相φ3に対応する電力搬送線(図示せず)の力率を改善するための回路を含むことを示唆している。位相φ2およびφ3に対応するそれぞれの回路は、本明細書に記載される電力搬送線106の力率を改善するための回路と同じであってよく、各回路は通常互いから独立して動作する。
チャネルレベル双方向電子管回路とそれに対応付けられた無効インピーダンス要素の数は、任意の電力搬送線の力率を改善する特定の必要性を満たすために、大きく異なる可能性がある。チャネルレベル双方向電子管回路および無効インピーダンスの好ましい組み合わせは、図1に示す、5つのチャネルレベル双方向電子管回路114、124、134、144、および154(以後「チャネルレベル双方向電子管回路114等」とも称する)と、それぞれに対応付けられた5つの無効インピーダンス要素112等とを使用することから生じ、無効インピーダンス要素は、各無効インピーダンス要素112等が、図2のコンデンサ200等の少なくとも1つの無効インピーダンス要素を含むように構成される。無効インピーダンス要素112および122はそれぞれおよそ基準リアクタンス値を有することができ、無効インピーダンス要素132は基準リアクタンス値のおよそ2倍の値を有することができ、無効インピーダンス要素142は基準リアクタンス値のおよそ5倍の値を有することができ、無効インピーダンス要素152は、基準リアクタンス値のおよそ10倍の値を有することができる。これは、いわゆる1−1−2−5−10のリアクタンス値の組み合わせである。
図3は、図1のチャネルレベル双方向電子管回路114等の双方向電子管回路、または、下記で説明するシステムレベルの双方向電子管回路を実装するための好ましい双方向電子管302を含んでいる双方向電子管回路300を示す。双方向電子管302の記号が本発明者によって採用されており、この記号は、一般には、JEDEC(Joint Electron Devices Committee)で定義された電子管の標準的な記号体系に基づく。双方向電子管302は、好ましくは、中程度の電圧から高電圧の1つの電圧を定格とする双方向冷陰極電界放出電子管であり、本譲渡人に譲渡された、本発明者による米国特許第8,300,378B2号の例えば図6C〜6Dおよび請求項53に示され、請求されるもの等である。双方向電子管302は、「バイトロン(Bi−tron)」電子管とも呼ばれ、内部の「陰/陽極(cathanode)」304および306と、それに対応付けられた格子305および307を有する。陰/陽極304および306は、陰/陽極304と306の間に印加される電圧の極性に応じて、陰極としても陽極としても動作することができる。バイトロン電子管の陰/陽極の詳細は上述の特許で得ることができる。
1)スタンドオフ電圧が高い。通例はおよそ100万ボルトまたはそれ以上に達する。
2)電流容量が大きい。通例は、継続的におよそ数十万アンペアに達する。
3)内部アーク、過渡電圧、および電気システムの開閉サージに対する耐性がある。
4)通例は、半導体デバイスに典型的である熱的に誘起される破壊作用に対する耐性がある。これは、当該双方向電子管回路は、外部の温度制御手段を必要とせずに、−200°F〜+1000°F(−129℃〜+538℃)の温度範囲で動作するように容易に製造することができるからである。
5)機械スイッチまたは半導体スイッチと比べて耐久性が数桁高く、したがって信頼性がより高い。そのため、電子管は、機械スイッチまたは半導体スイッチと比べて数桁多くの接続動作に耐えることができる。
6)電子管の電圧降下が極めて低いために、機械スイッチまたは半導体スイッチと比べて電力損失が数桁低い。
7)任意の電圧定格および電流定格に対して半導体スイッチまたは機械スイッチよりも費用が低い。
8)下記で説明するように連続的に変化する電流調整容量でアナログモードで動作する際、電力搬送線106(図1)と接地の間に無効インピーダンス要素を接続するプロセス中に、制御された段階的な伝導の増加を実現することができる。この性質により、力率を改善するために電力搬送線106と接地の間に容量性リアクタンスを接続する時に、直列インダクタ等の電流を制限するエネルギー消費デバイスの必要が低減するか、またはその必要がなくなり、したがって、例えばインダクタのエネルギー損および熱損失がなくなる。
図5は、図1の回路で使用することができる好ましいチャネル500を示す。チャネル500は、チャネルレベル双方向電子管回路502、およびそれに対応付けられた無効インピーダンス要素504を含む。チャネル500は、図1の電力搬送線106と接地との間で無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中にチャネルを通る電流を制御することができるという利点がある。例えば電流を制御して、破壊的である可能性のある電流スパイクを防止できると、電力搬送線106(図1)と接地の間で無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が電力搬送線106(図1)に流入するのを防ぐことができるという利点がある。
上記の力率を改善するための電力搬送線106と接地との間の無効インピーダンス要素の接続または切断は、チャネルレベルの電流調整を使用すると、通常、近共振状態における過渡現象に起因する電力搬送線106上の電圧サージおよび電流サージの両方をかなりの程度緩和する。ただし、チャネルレベルの電流調整がそのような電圧もしくは電流のサージを完全には緩和しない限り、またはチャネルレベル電流調整を使用しない場合には、図1の交流電力系統は、好ましくは、システムレベルの電圧調整器190およびシステムレベルの電流調整手段を含む。
図1によると、チャネルレベル双方向電子管回路114等は、監視制御およびデータ取得(SCADA(Supervisory Control and Data Acquisition))システム180で操作して、電力搬送線106と接地の間で1つまたは複数の無効インピーダンス要素112等を接続または切断して、電力搬送線106の力率を改善することができる。SCADAシステム180は、信号コンディショナ182に応答する。信号コンディショナ182は、それぞれトランスデューサ184および186のアナログ電圧および電流を感知し、感知したアナログ信号を、アナログ/デジタル(A−D)変換器(図示せず)でデジタル化することができる。マイクロプロセッサ等のデジタルコンピュータ(図示せず)および本明細書に記載される機能を実行するアルゴリズムを実装するソフトウェアコーディングを使用することにより、信号コンディショナ182は、各種のデジタル信号を生成し、その信号の一部またはすべてがSCADAシステム180に提供される。例えば、信号コンディショナ182は、例として、電圧、電流、ワット数、キロボルトアンペア(以降「kVA」)、位相角、力率、およびVARを表す信号を生成する。そのようなソフトウェアコーディングを実装することは、本明細書に基づき、当業者には通常技術であろう。
102 交流電源
104 電気負荷
106 電力搬送線
108 力率改善回路
110 チャネル
112 無効インピーダンス要素
114 チャネルレベル双方向電子管回路
120 チャネル
122 無効インピーダンス要素
124 チャネルレベル双方向電子管回路
130 チャネル
132 無効インピーダンス要素
134 チャネルレベル双方向電子管回路
140 チャネル
142 無効インピーダンス要素
144 チャネルレベル双方向電子管回路
150 チャネル
152 無効インピーダンス要素
154 チャネルレベル双方向電子管回路
180 SCADAシステム
182 信号コンディショナ
183 制御システム
184 トランスデューサ
186 トランスデューサ
190 システムレベルの電圧調整器
196 システムレベルの電流調整器
197 電力搬送線
200 コンデンサ
202 インダクタ
204 コンデンサ
206 インダクタ
208 コンデンサ
210 コンデンサ
212 インダクタ
214 インダクタ
300 双方向電子管回路
302 双方向電子管
304 陰/陽極
305 格子
306 陰/陽極
307 格子
400 双方向電子管回路
405 単方向冷陰極電界放出電子管
406 陰極
407 陽極
408 格子
410 単方向冷陰極電界放出電子管
411 陰極
412 陽極
413 格子
415 ノード
416 ノード
500 チャネル
502 チャネルレベル双方向電子管回路
504 無効インピーダンス要素
600 電流調整電子管
602 バイアス抵抗器
604 バイアス抵抗器
610 PFN
612 抵抗器
614 コンデンサ
616 抵抗器
618 コンデンサ
620 抵抗器
622 コンデンサ
630 PFN
632 抵抗器
634 コンデンサ
636 抵抗器
638 コンデンサ
640 抵抗器
642 コンデンサ
650 グラフ
652 スパイク
655 包絡線
657 バイパスコンデンサ
660 グラフ
662 包絡線
700 システムレベルの電圧調整器
702 双方向冷陰極電界放出電子管
704 陰/陽極
706 陰/陽極
708 制御格子
709 制御格子
710 抵抗器
712 抵抗器
714 抵抗器
716 抵抗器
Claims (32)
- 少なくとも1つの電力搬送線で相互接続された交流電源と電気負荷とを有する交流電力系統内の力率を改善するためのシステムであって、
a)チャネルレベル双方向電子管回路と、少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素であって前記交流電力系統の電力搬送線と接地の間に接続された無効インピーダンス要素と、を備える少なくとも1つのチャネルを含む力率改善回路
を備え、
b)各前記チャネルレベル双方向電子管回路は、上記の電力搬送線の力率を改善するために、必要に応じて前記電力搬送線と接地との間で少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するために、制御システムに応答し、
c)各前記チャネルレベル双方向電子管回路は、中程度の電圧から高電圧を定格とする1つの双方向冷陰極電界放出電子管、または、中程度の電圧から高電圧を定格とし、逆並列に接続された2つの単方向冷陰極電界放出電子管を備える、システム。 - 前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素が、並列接続された1つまたは複数のコンデンサを備え、前記コンデンサは、前記チャネルレベル双方向電子管回路に対応付けられている、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素が、1つまたは複数のインダクタを備え、各前記インダクタは前記チャネルレベル双方向電子管回路に対応付けられている、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素が、1つまたは複数のコンデンサおよび1つまたは複数のインダクタの組を備え、前記組の各々は、前記チャネルレベル双方向電子管回路に対応付けられている、請求項1に記載のシステム。
- a)前記チャネルレベル双方向電子管回路および前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素の各々が、少なくとも第1、第2、第3、第4、および第5のチャネルレベル双方向電子管回路と、各チャネルレベル双方向電子管回路に対応付けられた少なくとも1つのそれぞれの無効インピーダンス要素とを含み、
b)前記第1および第2のチャネルレベル双方向電子管回路に対応付けられた前記少なくとも1つのそれぞれのインピーダンス要素は各々、およそ基準リアクタンス値の値を有し、第3のチャネルレベル双方向電子管回路の双方向電子管回路に対応付けられた前記少なくとも1つのそれぞれのインピーダンス要素は、前記基準値のおよそ2倍のリアクタンス値を有し、前記第4のチャネルレベル双方向電子管回路に対応付けられた前記少なくとも1つのそれぞれのインピーダンス要素は、前記基準値のおよそ5倍のリアクタンス値を有し、前記第5のチャネルレベル双方向電子管回路に対応付けられた前記少なくとも1つのそれぞれのインピーダンス要素は、前記基準値のおよそ10倍のリアクタンス値を有する、請求項1に記載のシステム。 - 各前記チャネルレベル双方向電子管回路の1つまたは複数は各々アナログ式に動作するように構成され、制御端子で制御される電流制限回路のそれぞれのペアを備え、前記電流制限回路は、前記電力搬送線と接地との間で前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐために、回路内の電流を、連続的に可変な様態で固定の最大値までに制限する、請求項1に記載のシステム。
- 電流を、連続的に可変な様態で固定された最大値までに制限するための前記制御端子で制御される電流制限器のそれぞれのペアは、電流を連続的に可変な様態で固定の最大値まで制限するための、格子制御される電流制限回路のペアを含む、請求項6に記載のシステム。
- 各前記チャネルレベル双方向電子管回路の1つまたは複数は、各々、それぞれのチャネルレベル電流調整器の構成要素としてアナログ式に動作し、動的に調節可能で連続的に可変であり制御端子で制御された様態で電流を減少または増大させるように構成され、前記それぞれのチャネルレベル電流調整器は、前記電力搬送線と接地の間で各前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐように構成される、請求項1に記載のシステム。
- 動的に調節可能で連続的に可変であり制御端子で制御された様態で電流を減少または増大させる前記それぞれのチャネルレベル電流調整器が、動的に調節可能で連続的に可変であり格子制御された様態で電流を減少または増大させるためのそれぞれのチャネルレベル電流調整器を含む、請求項8に記載のシステム。
- 前記チャネルレベル双方向電子管回路は各々、デジタル式に動作するように構成されると共に、電気スイッチを模倣するように構成される、請求項1に記載のシステム。
- a)システムレベルの電流調整器が、前記電力搬送線の前記力率改善回路と前記電気負荷との間に直列接続され、
b)前記システムレベルの電流調整器が、前記電力搬送線と接地の間で各前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐように構成される、請求項1に記載のシステム。 - a)前記システムレベルの電流調整器が、中程度の電圧から高電圧を定格とする1つの双方向冷陰極電界放出電子管、または、中程度の電圧から高電圧を定格とし、逆並列に接続された2つの単方向冷陰極電界放出電子管、で形成されるシステムレベルの双方向電子管回路を備え、
b)前記システムレベルの双方向電子管回路が、アナログ式に動作するように構成され、前記システムレベルの電流調整器を通る主電流経路内に置かれる、請求項11に記載のシステム。 - 前記システムレベルの双方向電子管回路がアナログ式に動作するように構成され、格子制御される電流制限回路のそれぞれのペアを備え、前記電流制限回路は、前記電力搬送線と接地の間で各前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐために、電流を連続的に可変な様態で固定された最大値までに制限する、請求項12に記載のシステム。
- 前記システムレベルの双方向電子管回路が、アナログ式に動作するように構成されると共に、前記電力搬送線と接地の間で各前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐために、電流を、動的に調節可能で連続的に可変であり格子制御された様態で増大または減少させるための電流調整器として機能するように構成される、請求項12に記載のシステム。
- a)前記システムレベルの電流調整器が、中程度の電圧から高電圧を定格とする、電流の伝導が制御されたシステムレベルの双方向回路を備え、
b)前記電流の伝導が制御されたシステムレベルの双方向回路が、アナログ式に動作するように構成され、前記システムレベルの電流調整器を通る主電流経路内に置かれる、請求項11に記載のシステム。 - システムレベルの電圧調整器が、前記電力搬送線の前記力率改善回路と前記電気負荷との間に直列接続されて、前記力率改善回路を稼働させている間に、前記交流電源のインピーダンスと前記電気負荷のインピーダンスとの一致点に近づきつつある時に発生し得る過電圧から、前記負荷を保護する、請求項1に記載のシステム。
- 前記システムレベルの電圧調整器が、能動的な電圧調整要素としての冷陰極電界放出電子管を含む、請求項16に記載のシステム。
- a)システムレベルの電流調整器が、前記電力搬送線の前記力率改善回路と前記システムレベルの電圧調整器との間に直列接続され、
b)前記システムレベルの電流調整器が、前記電力搬送線と接地の間で各前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐように構成される、請求項16に記載のシステム。 - a)前記システムレベルの電流調整器が、中程度の電圧から高電圧を定格とする1つの双方向冷陰極電界放出電子管、または、中程度の電圧から高電圧を定格とし、逆並列に接続された2つの単方向冷陰極電界放出電子管、で形成されるシステムレベルの双方向電子管回路を備え、
b)前記システムレベルの双方向電子管回路が、アナログ式に動作するように構成され、前記システムレベルの電流調整器を通る主電流経路内に置かれる、請求項18に記載のシステム。 - 前記システムレベルの双方向電子管回路がアナログ式に動作するように構成され、格子制御される電流制限回路のそれぞれのペアを備え、前記電流制限回路は、前記電力搬送線と接地の間で各前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐために、電流を、連続的に可変な様態で固定された最大値までに制限する、請求項19に記載のシステム。
- 前記システムレベルの双方向電子管回路が、アナログ式に動作するように構成されると共に、前記電力搬送線と接地の間で各前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐために、電流を、動的に調節可能で連続的に可変であり格子制御された様態で増大または減少させるための電流調整器として機能するように構成される、請求項19に記載のシステム。
- a)前記システムレベルの電流調整器が、中程度の電圧から高電圧を定格とする、電流の伝導が制御されたシステムレベルの双方向回路を備え、
b)前記電流の伝導が制御されたシステムレベルの双方向回路が、アナログ式に動作するように構成され、前記システムレベルの電流調整器を通る主電流経路内に置かれる、請求項18に記載のシステム。 - a)前記交流電力系統が、それぞれ位相が異なる3つの電力搬送線を有し、
b)各電力搬送線は、各前記チャネルレベル双方向電子管回路と、前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素とに対応付けられる、請求項1に記載のシステム。 - a)前記電力搬送線が十分に高い公称動作電圧を有し、それにより、前記電力搬送線と接地との間に1つまたは複数の無効インピーダンスを接続して前記電力搬送線に関連して力率を改善するために、鉄心電気変圧器を使用して、前記電力搬送線の電圧を、2014年3月24日より前に存在した電力業界の慣行に従って選択される1つまたは複数のスイッチに使用するのに適したより低い電圧に遷移させ、
b)各前記チャネルレベル双方向電子管回路が、前記電力搬送線の前記公称動作電圧を超えるスタンドオフ電圧を有し、それによって、前記電力搬送線と接地との間に前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続するそれぞれの回路要素に鉄心電気変圧器がない、請求項1に記載のシステム。 - 前記電力業界の慣行が、前記電力搬送線と接地との間に1つまたは複数の無効インピーダンス要素を接続するために1つまたは複数の機械スイッチまたは半導体スイッチを使用することからなる、請求項24に記載のシステム。
- 少なくとも1つの電力搬送線で相互接続された交流電源と電気負荷とを有する交流電力系統内の力率を改善するためのシステムであって、
a)電流の伝導が制御されたチャネルレベル双方向回路と、少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素であって前記交流電力系統の電力搬送線と接地の間に接続された無効インピーダンス要素とを備える少なくとも1つのチャネルを含む力率改善回路
を備え、
b)前記電流の伝導が制御されたチャネルレベル双方向回路は各々、上記の電力搬送線の力率を改善するために、必要に応じて前記電力搬送線と接地の間で前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するために、制御システムに応答し、
c)各前記電流の伝導が制御されたチャネルレベル双方向回路の1つまたは複数は、各々、それぞれのチャネルレベル電流調整器の構成要素としてアナログ式に動作し、連続的に可変な制御された様態で電流を減少または増大させるように構成され、前記それぞれのチャネルレベル電流調整器は、前記電力搬送線と接地の間で各前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐように構成される、システム。 - 各前記伝導が制御されたチャネルレベル双方向回路の1つまたは複数が各々アナログ式に動作するように構成され、制御端子で制御される電流制限回路のそれぞれのペアを備え、前記電流制限回路は、前記電力搬送線と接地との間に各前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐために、回路内の電流を、連続的に可変な様態で固定された最大値までに制限する、請求項26に記載のシステム。
- 各前記伝導が制御されたチャネルレベル双方向回路の1つまたは複数は各々、それぞれのチャネルレベル電流調整器の構成要素としてアナログ式に動作し、動的に調節可能であり連続的に可変な制御された様態で電流を減少または増大させるように構成される、請求項26に記載のシステム。
- 少なくとも1つの電力搬送線で相互接続された交流電源と電気負荷とを有する交流電力系統内の力率を改善するためのシステムであって、
a)電流の伝導が制御されたチャネルレベル双方向回路と、少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素であって前記交流電力系統の電力搬送線と接地の間で接続された無効インピーダンス要素とを備える少なくとも1つのチャネルを含む力率改善回路
を備え、
b)前記電流の伝導が制御されたチャネルレベル双方向回路は各々、上記の電力搬送線の力率を改善するために、必要に応じて前記電力搬送線と接地の間で前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するために、制御システムに応答し、
前記システムは、
c)前記電力搬送線の前記力率改善回路と前記電気負荷との間に直列接続されたシステムレベルの電流調整器を備え、前記システムレベルの電流調整器は、電流の伝導が制御された双方向回路を備え、前記双方向回路は、アナログ式に動作するように構成されると共に、回路内を通過する電流を連続的に可変な形に制御するように構成され、前記システムレベルの電流調整器を通る主電流経路内に置かれ、前記システムレベルの電流調整器は、前記電力搬送線と接地との間に少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素各々を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐように構成される、システム。 - 前記システムレベルの電流調整器は、電流の伝導が制御された双方向回路を備え、前記双方向回路はアナログ式に動作するように構成され、制御端子で制御される電流制限回路のそれぞれのペアを備え、前記電流制限回路は、前記電力搬送線と接地の間で前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するプロセス中に、望ましくないほど高い電流が前記電力搬送線に流入するのを防ぐために、回路内の電流を、連続的に可変な様態で固定された最大値までに制限する、請求項29に記載のシステム。
- 前記システムレベルの電流調整器が、電流の伝導が制御された双方向回路を備え、前記双方向回路は、アナログ式に動作するように構成されると共に、動的に調節可能で連続的に変化するように上述の電流を増大または減少させる様態で、回路内を通過する電流を調節するように構成される、請求項29に記載のシステム。
- 少なくとも1つの電力搬送線で相互接続された交流電源と電気負荷とを有する交流電力系統内の力率を改善するためのシステムであって、
a)電流の伝導が制御されたチャネルレベル双方向回路と、少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素であって前記交流電力系統の電力搬送線と接地の間で接続された無効インピーダンス要素とを備える少なくとも1つのチャネルを含む力率改善回路
を備え、
b)前記電流の伝導が制御されたチャネルレベル双方向回路は各々、上記の電力搬送線の力率を改善するために、必要に応じて前記電力搬送線と接地の間で前記少なくとも1つの対応付けられた無効インピーダンス要素を接続または切断するために、制御システムに応答し、
前記システムは、
c)前記電力搬送線の前記力率改善回路と前記電気負荷との間に直列接続されて、前記力率改善回路を稼働させている間に、前記交流電源のインピーダンスと前記電気負荷のインピーダンスとの一致点に近づきつつある時に発生し得る過電圧から前記負荷を保護するシステムレベルの電圧調整器を備え、前記システムレベルの電圧調整器は、アナログ式に動作するように構成されると共に内部を通過する電流を連続的に可変な様態で制御するように構成された、電流の伝導が制御された双方向回路を含み、前記双方向回路は能動的な電圧調整要素として使用される、システム。
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