專利名稱：關(guān)于海上用電纜系統(tǒng)的設(shè)置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及電力分配系統(tǒng)并且更具體地集中于對(duì)該電力分配系統(tǒng)的設(shè)置。本發(fā)明應(yīng)用于海上用電纜(offshore cable)系統(tǒng)、優(yōu)選地應(yīng)用于海底電纜 (submarine cable)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明所述設(shè)置適應(yīng)于提供動(dòng)態(tài)諧振調(diào)諧(dynamicresonance tuning)和電 壓調(diào)整(voltage regulation)，用于適應(yīng)于瞬時(shí)負(fù)載情況和/或穩(wěn)定化。所述電纜系統(tǒng)通常是三相電力傳輸系統(tǒng)，其一般使用一個(gè)或多個(gè)變壓器單元以將 第一電壓值變換到第二較高電壓值或反之亦然。所述系統(tǒng)從而適應(yīng)于電力傳輸并且在該應(yīng)用中用采用變速驅(qū)動(dòng)裝置的形式的供 電裝置和采用電動(dòng)機(jī)等形式的消耗裝置說明。該系統(tǒng)基于至少部分采用海上用電纜、優(yōu)選地海底電纜的形式的輸電線的使用， 其使電路表現(xiàn)為用于補(bǔ)償和/或降低產(chǎn)生的諧振頻率。這樣的頻率取決于所述速度驅(qū)動(dòng)裝置和它的元件的構(gòu)造、利用的海底電纜的傳輸 標(biāo)準(zhǔn)、所述電纜的選擇的長(zhǎng)度、適應(yīng)于所述傳輸電纜的任意變壓器單元、所述消耗裝置和他 的元件和/或選擇的頻率。所述現(xiàn)有技術(shù)電路適應(yīng)于包括與術(shù)語“一次參數(shù)”有關(guān)的一個(gè)或多個(gè)元件，在下文 中示例為具有一個(gè)或多個(gè)元件的電阻值、具有一個(gè)或多個(gè)元件的電容值、具有一個(gè)或多個(gè) 元件的電感值或這些元件的組合以形成阻抗值。
背景技術(shù)：
具有上文概述的性質(zhì)的方法和設(shè)置在本領(lǐng)域中在適應(yīng)海底(subsea or submarine)設(shè)置、關(guān)于或包括海底電纜系統(tǒng)、適應(yīng)于大范圍電力傳輸?shù)亩鄠€(gè)不同實(shí)施例中 以前是已知的。關(guān)于海上用系統(tǒng)(包括電纜和變壓器單元，其中所述系統(tǒng)適應(yīng)于通過三相的電力 傳輸)的以前已知的設(shè)置這里用供電裝置和電力接收裝置(這里采用電動(dòng)機(jī)的形式說明) 說明，其在輸電線(至少部分采用海上用電纜的形式)上，包括用于補(bǔ)償和/或降低產(chǎn)生的 諧振頻率的電路和元件。該諧振頻率取決于使用的電纜、所述電纜的長(zhǎng)度、使用的適應(yīng)并且與所述傳輸線 路有關(guān)的任意變壓器單元、所述消耗裝置和/或選擇的頻率，所述電路適應(yīng)于包含一個(gè)或 多個(gè)一次參數(shù)(例如電阻、電容和/或電感值相關(guān)元件等并且具有固定或可調(diào)節(jié)的值)。還知道在本發(fā)明有意義的應(yīng)用中在包括用于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的變速驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)內(nèi)輸 電線的最大距離由另外發(fā)生的電壓降、電流限制和/或電纜諧振頻率限制。已經(jīng)認(rèn)識(shí)到如果電纜的選擇的距離或長(zhǎng)度太大或太長(zhǎng)，所述電壓降將引起穩(wěn)定性 問題和挑戰(zhàn)。如果系統(tǒng)呈現(xiàn)與系統(tǒng)的所謂“噪聲點(diǎn)”(最大效應(yīng))相關(guān)或者與之接近的特性 則情況特別如此。這還將引起電容充電電流高于使用的電纜的電流傳遞能力。
因?yàn)樘L(zhǎng)的距離將產(chǎn)生在傳輸頻率范圍內(nèi)的電纜諧振從而形成電力傳輸在傳輸 線路諧振頻率的串聯(lián)或并聯(lián)阻抗“阻斷”，電纜諧振效應(yīng)還將限制最大距離。由于基本運(yùn)行頻率在從大約0. 1Hz到幾百Hz的范圍內(nèi)變化，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)諧波可至少 從0. 2Hz并且高達(dá)kHz的范圍變化。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果諧波中的一個(gè)或多個(gè)將與電力系統(tǒng)相關(guān)諧振頻率中的一個(gè)一致，這 將導(dǎo)致過電流或過電壓產(chǎn)生，這樣的電流或電壓的高值可損傷相關(guān)的傳輸系統(tǒng)。已經(jīng)提出通過引入對(duì)所述諧波具有濾波效果的元件處理這些過電流和/或過電 壓情況。考慮涉及本發(fā)明的引起在所述電路(在圖2中示出)中利用的動(dòng)態(tài)可控電感器的 它的元件的值變化的特性特征，與此聯(lián)系的原理本身已經(jīng)部分知曉。該技術(shù)的示例在下列US專利公開物中示出和描述US-6933822_A ； US-7193495-A ；US-6956291-A ；US-7026905-A ；US-7256678-A ；US-6788180-A ；US7061356-A 和 US-7259544-A。在這些專利公開物中公開的原理可用于形成并且激活阻抗值“Z”，在圖2和3中圖
7J\ o作為現(xiàn)有技術(shù)的一部分，將提到針對(duì)供電控制方法、裝置和系統(tǒng)的專利公開物W0 2005/076293 A1。一個(gè)實(shí)施例這里提出為通過具有一次繞組(PW)和用于連接到可變負(fù)載(VL)和磁 通路徑的二次繞組(SW)的變壓器實(shí)現(xiàn)。這里變壓器⑴示為包括公共構(gòu)件(CM)和旁通構(gòu)件(BM)，它們用于第一⑴和第
二⑵磁通路徑。在所述變壓器中，第一磁通路徑(1)與一次繞組(PM)和二次繞組(SW)有關(guān)并且 第二磁通路徑(2)是漏磁通的旁通磁通路徑。磁通路徑中的至少一個(gè)具有可控相對(duì)磁導(dǎo)率。這里建議控制供應(yīng)給不同類型的負(fù)載的電力。在另一個(gè)實(shí)施例中，建議限制電流，例如短路電流。在另外的實(shí)施例中，建議控制對(duì)承受電容負(fù)載的電路的供電以避免可能在這樣的 電路中出現(xiàn)的諧振問題。這里進(jìn)一步建議引入具有可控磁導(dǎo)率的電感元件，并且該電感元件特別控制在可 變負(fù)載處的功率或電壓降和/或限制通過可變負(fù)載的電流。進(jìn)一步建議當(dāng)負(fù)載阻抗變化時(shí)，通過以下手段維持負(fù)載阻抗上的電壓降基本不變 或者適應(yīng)于傳送給到新的負(fù)載阻抗的負(fù)載的電力a.改變公共磁通路徑的有效磁導(dǎo)率以改變公共磁通或b.改變至少一個(gè)旁通磁通路徑的有效磁導(dǎo)率以改變漏磁通或c.改變公共磁通路徑的有效磁導(dǎo)率和旁通磁通路徑的有效磁導(dǎo)率兩者以改變公 共磁通和漏磁通。專利公開物US 2003/0 117 228 A1示出并且公開具有可控阻抗的電路元件 (L1)，其包括可磁化材料的本體(1)、圍繞第一軸線繞本體(1)纏繞的主繞組(A1)和圍繞與 第一軸線成直角的第二軸線繞本體(1)纏繞的控制繞組(A2)。
主繞組(Al)設(shè)置用于連接到其中將采用電路元件(Li)的工作電路并且控制繞組 (A2)設(shè)置用于連接到用于控制在工作電路中的阻抗的控制單元。該設(shè)置還可與各種電流和電壓調(diào)整裝置(包括電路元件或相似變壓器裝置)有關(guān)。作為在上文提到的現(xiàn)有技術(shù)公開物中公開的技術(shù)的總結(jié)，示出并且描述有供電設(shè) 置，使用在變壓器中的不同磁通路徑等用于使供電適應(yīng)于瞬時(shí)負(fù)載狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題考慮必須由本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員做出的以能夠向提出的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)問題提供 技術(shù)方案的技術(shù)審議斟酌的情況在一方面最初是對(duì)要采用的措施和/或措施的順序的必 要洞察，并且在另一方面是對(duì)要求的手段的必要選擇，下列技術(shù)問題鑒于此可能與根據(jù)本 發(fā)明的結(jié)構(gòu)和設(shè)置的演變相關(guān)?？紤]如上文描述的技術(shù)發(fā)展水平，它因此可能應(yīng)該視為技術(shù)問題以能夠認(rèn)識(shí)到與 優(yōu)勢(shì)關(guān)聯(lián)的重要性和/或技術(shù)措施和考慮，其將被要求以便采用與海上用系統(tǒng)(優(yōu)選地是 包括電纜和變壓器單元的海底系統(tǒng))關(guān)聯(lián)或包括在海上用系統(tǒng)中的設(shè)置中引起從供電裝 置(采用變速驅(qū)動(dòng)裝置的形式)到消耗裝置(采用電動(dòng)機(jī)等的形式)經(jīng)由輸電線或電纜的 電力傳輸?shù)倪m應(yīng)(adaption)，所述輸電線或電纜至少部分采用海上用電纜的形式，所述設(shè) 置包括用于補(bǔ)償和/或降低產(chǎn)生的諧振頻率(取決于所述速度驅(qū)動(dòng)裝置和它的元件、利用 的傳輸電纜、所述電纜的長(zhǎng)度、任意使用的適應(yīng)于所述傳輸線路或電纜的變壓器單元和它 們的元件、所述消耗裝置和/或選擇的頻率和/或選擇的電壓和/或電流值)的電路，并且 其中所述電路適應(yīng)于包含采用電阻、電容和/或電感相關(guān)的變量值和與其相關(guān)的元件的形 式的一個(gè)或多個(gè)可控一次參數(shù)。在能夠認(rèn)識(shí)到與優(yōu)勢(shì)關(guān)聯(lián)的重要性和/或技術(shù)措施和考慮(從具有與所述電路有 關(guān)的控制裝置得來)中存在技術(shù)問題，其中所述控制裝置適應(yīng)于通過根據(jù)在所述消耗裝置 和/或所述裝置和/或所述電路附近檢測(cè)到的瞬時(shí)電壓和/或電流值而改變所述一個(gè)或多 個(gè)動(dòng)態(tài)元件的值從而控制和調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)于所述一次參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài) 元件。在能夠認(rèn)識(shí)到與優(yōu)勢(shì)關(guān)聯(lián)的重要性和/或技術(shù)措施和考慮中存在技術(shù)問題，這些 技術(shù)措施和考慮來源于所述電路適應(yīng)于改變電力傳輸電纜的諧振頻率以避免任意種類的 電力傳輸阻斷。在能夠認(rèn)識(shí)到與優(yōu)勢(shì)關(guān)聯(lián)的重要性和/或技術(shù)措施和考慮中存在技術(shù)問題，這些 技術(shù)措施和考慮來源于所述電路適應(yīng)于引起或產(chǎn)生動(dòng)態(tài)相位補(bǔ)償以便減少與傳輸電纜和 關(guān)聯(lián)電路有關(guān)的電力損失。在能夠認(rèn)識(shí)到與優(yōu)勢(shì)關(guān)聯(lián)的重要性和/或技術(shù)措施和考慮中存在技術(shù)問題，這些 技術(shù)問題和考慮來源于所述電路適應(yīng)于甚至在突然出現(xiàn)的負(fù)載變化(負(fù)載增加或減小)期 間引起或產(chǎn)生在所述消耗裝置處的最小電壓電平的維持。在能夠認(rèn)識(shí)到與優(yōu)勢(shì)關(guān)聯(lián)的重要性和/或技術(shù)措施和考慮中存在技術(shù)問題，這些 技術(shù)問題和考慮來源于所述控制裝置包括適應(yīng)于感測(cè)所述消耗裝置處或附近的所述電壓和/或電流并且響應(yīng)于由主控制裝置產(chǎn)生的控制信號(hào)控制并且設(shè)置在所述電路內(nèi)的一個(gè) 或多個(gè)阻抗呈現(xiàn)元件(impedance exposing component)的值的電壓和/或電流感測(cè)裝置。在能夠認(rèn)識(shí)到與優(yōu)勢(shì)關(guān)聯(lián)的重要性和/或技術(shù)措施和考慮中存在技術(shù)問題，這些 技術(shù)問題和考慮來源于所述電路內(nèi)的所述阻抗呈現(xiàn)元件在三相傳輸電纜中的相位線或?qū)?體之間、在每相和零(或接地)電勢(shì)之間和/或與所述三相線串聯(lián)連接。在能夠認(rèn)識(shí)到與優(yōu)勢(shì)關(guān)聯(lián)的重要性和/或技術(shù)措施和考慮中存在技術(shù)問題，這些 技術(shù)問題和考慮來源于所述控制裝置使電路元件呈現(xiàn)為適應(yīng)于確定直接或間接與所述消 耗裝置有關(guān)的實(shí)際電壓和/或電流值。在能夠認(rèn)識(shí)到與優(yōu)勢(shì)關(guān)聯(lián)的重要性和/或技術(shù)措施和考慮中存在技術(shù)問題，這些 技術(shù)問題和考慮來源于所述海上用電纜系統(tǒng)，其包括頻率轉(zhuǎn)換器，作為所述變速驅(qū)動(dòng)裝 置；連接到所述頻率轉(zhuǎn)換器的包括存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)設(shè)置的主控制裝置；任意第一變壓器單 元，連接到所述主控制裝置的海上用控制裝置，用于從所述主控制裝置接收信息傳遞信號(hào) 并且發(fā)送信息傳遞信號(hào)到所述主控制裝置；用于補(bǔ)償諧振頻率的電路；任意第二變壓器單 元；以及采用馬達(dá)等的形式的所述消耗裝置。在能夠認(rèn)識(shí)到與優(yōu)勢(shì)關(guān)聯(lián)的重要性和/或技術(shù)措施和考慮中存在技術(shù)問題，這些 技術(shù)問題和考慮來源于所述馬達(dá)適應(yīng)于呈現(xiàn)取決于施加的負(fù)載和電壓和相關(guān)頻率的旋轉(zhuǎn) 速率或速度(rpm)。技術(shù)方案本發(fā)明從其出發(fā)點(diǎn)或起始點(diǎn)而因此采用與海上用系統(tǒng)、優(yōu)選地包括電纜和變壓器 單元的海底系統(tǒng)有關(guān)的設(shè)置，其適應(yīng)于從供電裝置(采用變速驅(qū)動(dòng)裝置的形式)經(jīng)由輸電 線到消耗裝置(采用電動(dòng)機(jī)等的形式)的電力傳輸，所述輸電線至少部分采用海上用電纜 的形式，其包括用于補(bǔ)償和/或降低產(chǎn)生的諧振頻率(取決于所述速度驅(qū)動(dòng)裝置、利用的傳 輸電纜、所述電纜的長(zhǎng)度和任意使用的適應(yīng)于所述傳輸線路或電纜的變壓器單元、所述消 耗裝置和/或選擇的頻率)的電路，所述電路適應(yīng)于包含一個(gè)或多個(gè)一次參數(shù)(電阻、電容 和/或電感相關(guān)元件)。為了能夠解決上文概述的技術(shù)問題中的一個(gè)或多個(gè)，本發(fā)明提出控制裝置和/或 調(diào)節(jié)裝置與所述電路有關(guān)并且所述控制裝置適應(yīng)于通過根據(jù)在所述消耗裝置和/或所述 裝置和/或電路附近檢測(cè)到的瞬時(shí)電壓和/或電流值改變所述一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)元件的電阻 值、電容值和/或電感值來控制和/或調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)于一次參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)的一個(gè)或多個(gè) 分立動(dòng)態(tài)元件。作為建議的實(shí)施例，其落入本發(fā)明的發(fā)明性概念的范圍內(nèi)，提出所述電路適應(yīng)于 改變電力傳輸電纜的諧振頻率以避免電力傳輸阻斷。進(jìn)一步提出所述電路適應(yīng)于引起或產(chǎn)生動(dòng)態(tài)相位補(bǔ)償以減少與傳輸電纜和關(guān)聯(lián) 電路有關(guān)的電力損失。還提出所述電路適應(yīng)于甚至在突然出現(xiàn)的負(fù)載變化期間引起或產(chǎn)生在所述消耗 裝置處的最小電壓電平的維持。所述控制裝置進(jìn)一步包括適應(yīng)于感測(cè)所述消耗裝置處或附近的所述電壓和/或 電流并且響應(yīng)于由主控制裝置產(chǎn)生的控制信號(hào)控制并且設(shè)置在所述電路內(nèi)的一個(gè)或多個(gè) 阻抗包括元件的值的電壓和/或電流感測(cè)裝置。
所述電路內(nèi)的所述阻抗包括元件在三相傳輸電纜中的相位線或?qū)w之間、在每相 和零(或接地)電勢(shì)之間和/或與所述三相線串聯(lián)連接。根據(jù)本發(fā)明，所述控制裝置包括適應(yīng)于確定與所述消耗裝置的實(shí)際電壓和/或電 流值的電路元件。此外，提出并且建議，所述海上用電纜系統(tǒng)應(yīng)包括頻率轉(zhuǎn)換器，作為所述變速驅(qū) 動(dòng)裝置；連接到所述頻率轉(zhuǎn)換器的包括存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)設(shè)置的主控制裝置；任意利用的第 一變壓器單元；連接到所述主控制裝置的海上用控制裝置，用于從所述主控制裝置接收信 息傳遞信號(hào)并且發(fā)送信息傳遞信號(hào)到所述主控制裝置；用于補(bǔ)償諧振頻率的電路；任意第 二變壓器單元；以及采用馬達(dá)等的形式的所述消耗裝置。所述馬達(dá)適應(yīng)于呈現(xiàn)或維持基于施加的電壓和相關(guān)頻率的轉(zhuǎn)數(shù)(rpm)。優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)可主要考慮為對(duì)于關(guān)于海上用系統(tǒng)、優(yōu)選地包括電纜和變壓器單元的海底系 統(tǒng)的設(shè)置是重要的，該設(shè)置適應(yīng)于在至少部分采用海上用電纜的形式的輸電線或電纜上從 采用變速驅(qū)動(dòng)裝置的形式的供電裝置傳輸電力到采用電動(dòng)機(jī)等的形式的消耗裝置，所述設(shè) 置包括用于補(bǔ)償和/或降低產(chǎn)生的諧振頻率(取決于所述速度驅(qū)動(dòng)裝置、利用的傳輸電纜、 所述電纜的長(zhǎng)度和任意(如果利用的話)適應(yīng)于所述傳輸線路或電纜的變壓器單元、消耗 裝置；和/或選擇的頻率)的電路，所述電路適應(yīng)于包含采用電阻、電容和/或電感元件的 形式的一個(gè)或多個(gè)一次參數(shù)。與本發(fā)明的聯(lián)系的最重要的特征提供與所述電路有關(guān)的海上用控制裝置的利用， 所述控制裝置將通過根據(jù)在所述消耗裝置和/或所述裝置和/或電路附近檢測(cè)到的瞬時(shí)電 壓和/或電流值改變所述一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)元件的值控制和調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)于所述一次參數(shù)中的 一個(gè)或多個(gè)的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)元件。本發(fā)明建議通過使用適應(yīng)于響應(yīng)于從主控制裝置發(fā)送的信息傳遞信號(hào)的所述控 制裝置改變和調(diào)整一次參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)的值而適應(yīng)性改變電纜系統(tǒng)諧振頻率?？芍饕紤]為表征本發(fā)明的主旨在附上的權(quán)利要求1的特征部分中公開。


根據(jù)本發(fā)明的公開完成的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)置或結(jié)構(gòu)現(xiàn)在將在下面參照附圖更詳細(xì) 地描述。在附圖中圖1是包括用于從具有變速驅(qū)動(dòng)的電源裝置傳輸電力到消耗裝置的海底電纜的 系統(tǒng)的示意圖，所述系統(tǒng)示出根據(jù)與本發(fā)明聯(lián)系的新穎特征的設(shè)置，并且具有在上面圖示 的所述消耗裝置的電壓/功率圖表。圖2示出在本發(fā)明中利用并且圖示在不同頻率值出現(xiàn)的阻抗最大值和阻抗最小 值的與海底電纜的頻率有關(guān)的阻抗變化的圖表，圖3是用于補(bǔ)償諧振頻率并且包括所述動(dòng)態(tài)一次元件和它的控制裝置的設(shè)置和 它的電路和它的元件的簡(jiǎn)化的電路圖，圖4是代表與所述設(shè)置、它的電路和它的元件有關(guān)的控制裝置的簡(jiǎn)化的框圖，以 及圖5是代表與所述變速驅(qū)動(dòng)裝置有關(guān)的主控制裝置的簡(jiǎn)化的框圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1的選擇的部分的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例的說明參照?qǐng)D1，在示意圖中圖示海底電纜呈現(xiàn)系統(tǒng)(submarine cableexposing system) “S”，用于從具有變速驅(qū)動(dòng)裝置2a的電源裝置2傳輸電力到消耗裝置3。這里圖示系統(tǒng)“S”，其適應(yīng)于在至少部分采用海底電纜Ia和它的海底電纜段la” 的形式的輸電線1上從采用變速驅(qū)動(dòng)裝置2a的形式的所述供電裝置2傳輸電力到采用電 動(dòng)機(jī)3a等的形式的消耗裝置3。所述系統(tǒng)示出用于補(bǔ)償和/或降低產(chǎn)生的諧振頻率的電路和元件，其取決于所述 速度驅(qū)動(dòng)裝置2a ；利用的采用電纜Ia的形式的傳輸線路1 ；利用的電纜的長(zhǎng)度；利用并且 適應(yīng)于所述傳輸線路1的任意變壓器單元4、5 ；所述消耗裝置3 ；和/或選擇的頻率；電路 11適應(yīng)于包含采用電阻元件、電容元件和/或電感元件和這里利用的它們的值的形式的一 個(gè)或多個(gè)一次參數(shù)。當(dāng)前提出的實(shí)施例的說明應(yīng)該強(qiáng)調(diào)以下，其中介紹在當(dāng)前提出的實(shí)施例(其顯示涉及本發(fā)明的重要特征性 特征并且其通過在附圖中示出的圖闡明)的下列說明中，我們已經(jīng)選擇術(shù)語和專門術(shù)語與 主要闡明該發(fā)明性概念的唯一意圖。然而，在該上下文中應(yīng)該觀察到這里選擇的表達(dá)不應(yīng)該認(rèn)為是對(duì)這里選擇和利用 的術(shù)語排外地限制性的，而應(yīng)該理解每個(gè)如此選擇的術(shù)語要解釋為使得另外它包含所有采 用相同或大致上相同的方式以便由此能夠達(dá)到相同或大致上相同的意圖和/或技術(shù)效果 而起作用的技術(shù)等同物。參照?qǐng)D1，示出在輸電線1或電纜段la”中的設(shè)置10的介紹，并且盡管圖1示出所 述線路1或所述電纜段la”作為單線線路，要注意到這些單線線路代表三相輸電系統(tǒng)“S”。本發(fā)明的目的是提供不同程度地不依賴于到馬達(dá)3a(其可采用液體泵設(shè)備的形 式)的相關(guān)負(fù)載的系統(tǒng)“S”的動(dòng)態(tài)諧振調(diào)諧和在消耗裝置3處的電壓穩(wěn)定化。圖1圖示電流斷路器單元6、主控制裝置7，其與頻率轉(zhuǎn)換器單元2b相關(guān)，位于變 速驅(qū)動(dòng)裝置2a中，其通過雙向信息傳遞通道與所述主控制裝置7協(xié)作。這些雙信息傳遞通 道在圖中圖示為單線線路。所述主控制裝置7通過雙路信息傳遞通道與控制裝置8協(xié)作，其中單線路標(biāo)記有 雙向箭頭。從而所述設(shè)置10不僅包括如在圖3中示出的電路11，還包括它的控制電路12并 且可還包括所述控制裝置8。甚至在圖中的另外的單線路將解釋為雙向信號(hào)傳輸線路。參照?qǐng)D1，圖示有所述控制裝置8，其與所述設(shè)置10和所述電路11相關(guān)，該電路的 元件在圖3中更接近地圖示。所述控制裝置8適應(yīng)于通過根據(jù)在所述消耗裝置3和/或所述裝置附近和/或利 用的變壓器單元5附近檢測(cè)到的瞬時(shí)電壓和/或電流值改變所述一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)元件的值 控制對(duì)應(yīng)于所述一次參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)元件“Z”。更具體地，具有電路或裝置11、12 ;7和8的所述設(shè)置10適應(yīng)于動(dòng)態(tài)改變和調(diào)諧電力傳輸電纜Ia的諧振頻率以避免任何電力傳輸阻斷。術(shù)語“阻斷”要理解為在具有它的利用的變壓器單元4、5和其他設(shè)備的傳輸線路 1中的狀態(tài)，其中電力傳輸由于一個(gè)原因或另一個(gè)而阻斷或停止。所述電路11從而適應(yīng)于引起或產(chǎn)生相位角補(bǔ)償以減少與傳輸電纜Ia和關(guān)聯(lián)電路 4、11、5和3有關(guān)的電力損失，電纜Ia這里分為陸地和/或水面相關(guān)的電纜段la’和海底相 關(guān)的電纜段la”。所述電路11進(jìn)一步適應(yīng)于甚至在所述馬達(dá)3a中突然出現(xiàn)的負(fù)載變化期間引起或 產(chǎn)生在所述消耗裝置3處最小電壓電平或預(yù)定電壓電平的維持。在所述設(shè)置10中的控制電路或裝置12包括適應(yīng)于感測(cè)所述消耗裝置3處或附近 的所述電壓和/或電流并且響應(yīng)于由所述主控制裝置7產(chǎn)生的控制信號(hào)控制并且設(shè)置在所 述電路11內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)阻抗呈現(xiàn)元件IlaUlb和Ilc的值的電壓和/或電流感測(cè)裝置。圖示如在圖1中的變壓器單元5附近或所述接收裝置3附近的所述電壓和/或電 流值的感測(cè)。設(shè)置10和它的控制裝置12以及控制裝置8適應(yīng)于將給定指令的結(jié)果轉(zhuǎn)回至 主控制裝置7，并且從而形成閉環(huán)設(shè)置。在所述電路11或設(shè)置10內(nèi)的所述阻抗呈現(xiàn)元件11a、lib和lie如在圖3中圖示 的連接到三相傳輸電纜中的相位線(R、S、T)或?qū)w、在所述相位線之間、連接到每相和零 (或接地)電勢(shì)“0”和/或與所述三相線串聯(lián)。這些元件這里由相同的標(biāo)號(hào)“Z”標(biāo)明，以便指示通過采用適當(dāng)?shù)姆绞姜?dú)立改變所 述主動(dòng)和動(dòng)態(tài)元件聯(lián)系到作為一次參數(shù)的這些元件的動(dòng)態(tài)效果。這些元件“Z”的形成在該申請(qǐng)的介紹部分中提到的現(xiàn)有技術(shù)中事先已知。所述控制電路或裝置8、12包括適應(yīng)于確定與所述消耗裝置3有關(guān)的相關(guān)電壓和 /或電流值的另外的電路元件。所述海底電纜系統(tǒng)“S”從而包括頻率轉(zhuǎn)換器裝置2b作為所述變速驅(qū)動(dòng)裝置2a ； 連接到所述頻率轉(zhuǎn)換器裝置2b的包括如在圖5中圖示的存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)設(shè)置的主控制裝 置7 ；基于陸地或基于水面(頂側(cè))的變壓器單元4 ；連接到所述基于陸地或水面或頂側(cè)的 控制裝置7的海底控制裝置8，用于從所述主控制裝置7接收信息傳遞信號(hào)并且發(fā)送信息傳 遞信號(hào)到所述主控制裝置；用于補(bǔ)償諧振頻率的海底設(shè)置10和相關(guān)電路11 ；海底朝向的變 壓器單元5 ；以及采用馬達(dá)3a的形式的海底朝向消耗裝置3。所述馬達(dá)3a具有取決于施加的負(fù)載和電壓和相關(guān)頻率的轉(zhuǎn)數(shù)。圖4是代表與所述設(shè)置10和它的電路11有關(guān)的所述控制裝置8的一部分的簡(jiǎn)化 的框圖。所述控制裝置8這里示出具有接收和發(fā)送電路8a、8b并且包括信號(hào)處理模塊Sc。所述模塊8c與具有所述設(shè)置10和所述電路11的信息傳遞路徑協(xié)作并且具有用 于感測(cè)和/或檢測(cè)特別在所述馬達(dá)3a的相關(guān)電壓和/或電流值的電路8d。圖5是代表與所述變速驅(qū)動(dòng)裝置2a有關(guān)的主控制裝置7的簡(jiǎn)化的框圖。該控制裝置7包括接收和傳輸電路7a、7b和控制模塊7c。電路7d適應(yīng)于感測(cè)或計(jì)算相關(guān)阻抗值“Ζ”并且將可用的該值帶到所述控制模塊 7c0電路7e適應(yīng)于感測(cè)或計(jì)算與所述頻率轉(zhuǎn)換器裝置2b有關(guān)的相關(guān)頻率值“f”。
所述控制模塊7c進(jìn)一步確保發(fā)送到控制裝置8的信息傳遞信號(hào)將不與所述傳輸 線路或電纜Ia的阻抗值或相關(guān)值的最大或最小值重合。在圖5中所述控制模塊7c由具有程序存儲(chǔ)電路7g和存儲(chǔ)電路7h的計(jì)算機(jī)設(shè)置 7f控制。圖5還指出一個(gè)且該同一主控制裝置7可用于與裝置8相似的其他控制裝置(8) 信息交換，如示出和描述的。圖2示出在本發(fā)明中利用并且圖示在不同的特定頻率值的最大阻抗和最小阻抗 的阻抗變化“Z”關(guān)于海底電纜的頻率“f ”變化的圖表。系統(tǒng)相關(guān)諧振頻率的變化這里由改變一次參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)引起。這可連續(xù)執(zhí) 行，基于基頻設(shè)置點(diǎn)和/或本地閉環(huán)控制測(cè)量，以激活和去激活電力，其可與電壓、電流和 相位測(cè)量結(jié)合。諧振調(diào)諧可與相位補(bǔ)償結(jié)合以減少損失，并且通過所述設(shè)置10與電壓調(diào)整系統(tǒng) 結(jié)合以在消耗裝置3維持足夠的電壓電平以在可變負(fù)載(Slugs)期間避免失速效應(yīng)。所述電路11的調(diào)諧可通過元件的機(jī)械調(diào)節(jié)完成，例如通過馬達(dá)、通過電控制元件 或通過完全電子設(shè)備等，從而產(chǎn)生或引起一次參數(shù)和它們的元件的實(shí)質(zhì)變化。在海底應(yīng)用中，使用功率元件將是重要的并且覆蓋可以壓力補(bǔ)償?shù)?。這樣的設(shè)備 是已經(jīng)可獲得的。本發(fā)明自然不限制于通過上文的示例公開的實(shí)施例，但可受到修改而不偏離如在 附上的權(quán)利要求中公開的發(fā)明性概念。特別地，應(yīng)該注意到個(gè)體圖示單元和/或電路可與其他示出的單元和/或電路的 每個(gè)結(jié)合而不偏離本發(fā)明的范圍以便能夠得到期望的技術(shù)功能。
權(quán)利要求
一種涉及包括電纜(1a)和變壓器單元(4、5)的海上用系統(tǒng)的設(shè)置(10)，所述系統(tǒng)(S)適應(yīng)于在輸電線(1)上從采用變速驅(qū)動(dòng)裝置(2a)形式的供電裝置(2)傳輸電力到采用電動(dòng)機(jī)(3a)等形式的消耗裝置(3)，所述輸電線(1)至少部分采用海上用電纜(1a”)的形式，其包括用于補(bǔ)償和/或降低產(chǎn)生的諧振頻率的電路(11)，所述諧振頻率取決于所述速度驅(qū)動(dòng)裝置(2a)、利用的傳輸電纜(1a)、所述電纜的長(zhǎng)度和適應(yīng)于所述傳輸線路的任意利用的變壓器單元(4、5)、消耗裝置和/或選擇的頻率，所述電路(11)適應(yīng)于包含采用電阻、電容和/或電感值以及與其相關(guān)的元件的形式的一個(gè)或多個(gè)一次參數(shù)，其特征在于，控制裝置(12、8)與所述電路(11)相關(guān)，所述控制裝置適應(yīng)于通過根據(jù)在所述消耗裝置(3)和/或所述裝置和/或所述電路(11)附近檢測(cè)到的瞬時(shí)電壓和/或電流值改變所述一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)元件的值來控制和調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)于所述一次參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)元件(11a、11b、11c)，以便根據(jù)瞬時(shí)負(fù)載情況和/或電壓穩(wěn)定化實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)諧振調(diào)諧和電壓調(diào)整。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)置，特征在于，所述電路(11)適應(yīng)于改變所述電力傳輸電纜 的諧振頻率以避免電力傳輸阻斷。
3.如權(quán)利要求1或2所述的設(shè)置，特征在于，所述電路適應(yīng)于引起動(dòng)態(tài)相位補(bǔ)償以減少 與所述傳輸電纜和關(guān)聯(lián)電路有關(guān)的電力損失。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的設(shè)置，特征在于，所述電路(11)適應(yīng)于甚至在突然負(fù)載 變化期間引起在所述消耗裝置(3)處最小電壓電平的維持。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的設(shè)置，特征在于，所述控制裝置(8、12)包括電壓和 /或電流感測(cè)裝置，其適應(yīng)于感測(cè)所述消耗裝置(3)處或附近的所述電壓和/或電流并且響 應(yīng)于由主控制裝置(7)產(chǎn)生的控制信號(hào)控制并且設(shè)置在所述電路(11)內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)阻 抗呈現(xiàn)元件(11a、lib、11c)的值。
6.如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的設(shè)置，特征在于，在所述電路(11)內(nèi)的所述阻抗呈 現(xiàn)元件(lla、llb、llc)在三相傳輸電纜中的相位線或?qū)w之間、在每相和零(或接地)電 勢(shì)之間和/或與所述三相線串聯(lián)連接。
7.如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的設(shè)置，特征在于，所述控制裝置(8、12)使電路元件 呈現(xiàn)為適應(yīng)于確定與所述消耗裝置(3)相關(guān)的實(shí)際電壓和/或電流值。
8.如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的設(shè)置，特征在于，所述海上用電纜系統(tǒng)包括作為 所述變速驅(qū)動(dòng)裝置(2a)的頻率轉(zhuǎn)換器；連接到所述頻率轉(zhuǎn)換器的包括存儲(chǔ)器和計(jì)算機(jī)設(shè) 置的主控制裝置(7)；第一變壓器單元(4)；連接到所述主控制裝置(7)的海上用控制裝置 (8、12)，用于從所述主控制裝置接收信息傳遞信號(hào)并且發(fā)送信息傳遞信號(hào)到所述主控制裝 置；用于補(bǔ)償諧振頻率的電路(11)；第二變壓器單元(5)；以及采用馬達(dá)(3a)形式的所述 消耗裝置⑶。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的設(shè)置，特征在于，所述馬達(dá)(3a)適應(yīng)于呈現(xiàn)取決于 施加的負(fù)載和電壓和相關(guān)頻率的轉(zhuǎn)數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及與采用海上用系統(tǒng)(S)形式的電力分配系統(tǒng)有關(guān)的設(shè)置(10)，所述系統(tǒng)適應(yīng)于在至少部分采用海上用電纜段(1a’)形式的輸電線(1)上從采用變速驅(qū)動(dòng)裝置(2a)形式的供電裝置(2)傳輸電力到消耗裝置(3)，電路(11)用于補(bǔ)償和/或降低產(chǎn)生的諧振頻率，其取決于所述速度驅(qū)動(dòng)裝置(2a)、利用的傳輸電纜(1a)和所述電纜的長(zhǎng)度、適應(yīng)于所述傳輸線路(1)的任意變壓器單元(4、5)、所述消耗裝置和/或選擇的頻率，所述電路(11)適應(yīng)于包含一個(gè)或多個(gè)一次參數(shù)(電阻、電容和/或電感相關(guān)元件11a、11b、11c)。本發(fā)明公開與所述電路(11)有關(guān)的控制裝置(8)的使用，所述控制裝置適應(yīng)于通過根據(jù)在所述消耗裝置(3)和/或所述裝置附近檢測(cè)到的瞬時(shí)電壓和/或電流值改變所述一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)元件來控制對(duì)應(yīng)于所述一次參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)態(tài)元件(11a、11b、11c)。
文檔編號(hào)H02J3/22GK101978569SQ200980110671
公開日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者E·豪格斯, P-T·比約岡, S·羅克 申請(qǐng)人:韋特柯格雷斯堪的納維亞有限公司