混合輔助電力供應(yīng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)包括處于地電勢(shì)(G)的電力源(4)、處于高壓電勢(shì)(19)的電力供應(yīng)電路(5)，以及至少第一絕緣傳輸鏈路和第二絕緣傳輸鏈路。第一絕緣傳輸鏈路(2)和第二絕緣傳輸鏈路(3)基于不同的能量傳輸原理，其中，第一傳輸鏈路(2)利用無(wú)接觸的傳輸原理，而第二傳輸鏈路(4)基于機(jī)械能的傳輸。
【專(zhuān)利說(shuō)明】混合輔助電力供應(yīng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力傳輸?shù)念I(lǐng)域，特別是涉及HVDC應(yīng)用(HVDC=高壓DC)中的處于高電勢(shì)的電力輔助系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在高壓變電站中，需要對(duì)范圍越來(lái)越廣的安裝在高壓電勢(shì)處的輔助電裝置供電。例如，這樣的電裝置是為了用來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)高壓電力傳輸系統(tǒng)的可靠性和/或性能的開(kāi)關(guān)、控制和監(jiān)測(cè)目的。
[0003]如US 8072192 B2中描述，對(duì)處于高電勢(shì)的輔助裝置供應(yīng)電力的一個(gè)方法是，例如借助于使用變壓器來(lái)從高壓電路分接輔助電力。但是，這需要對(duì)高壓電路通電，以及測(cè)量用于確保輔助裝置的適當(dāng)操作和等待時(shí)間直到裝置在通電之后已經(jīng)安定到可安全地使用輔助電力的程度。但是，通電過(guò)程往往是關(guān)鍵的，并且獨(dú)立于高壓電路的狀態(tài)的輔助電力供應(yīng)因而是高度可期望的。
[0004]在其它解決方法中，電力從地傳輸?shù)礁邏弘妱?shì)，其中，傳輸部件配置成電絕緣的。
[0005]例如，在US 2006/0152109 Al中公開(kāi)了地電勢(shì)設(shè)備和高電勢(shì)設(shè)備之間的電容耦
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[0006]此外，已知將處于地電勢(shì)的輔助電力轉(zhuǎn)換成光功率，經(jīng)由光鏈路或者通過(guò)空氣，將所述功率傳輸?shù)礁唠妱?shì)區(qū)，并且然后將光功率轉(zhuǎn)換回電力，例如如GB 2177869 A、CN101093943 A或DE 2631194 A中描述的那樣。用這個(gè)方法，可傳輸僅非常少量的電力，典型地大約幾瓦。
[0007]從DE 3718869 Al和US 3670175，了解到一種解決方法，其中，安裝在地電勢(shì)處的液壓泵對(duì)處于高電勢(shì)的液壓馬達(dá)進(jìn)行饋送，該液壓馬達(dá)進(jìn)而機(jī)械地驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。流體通過(guò)絕緣壓力管道輸送。
[0008]另外，在US 3670175中，提議借助于處于地電平的電動(dòng)機(jī)來(lái)將能量從地電勢(shì)傳輸?shù)礁唠妱?shì)，從而通過(guò)旋轉(zhuǎn)絕緣桿來(lái)驅(qū)動(dòng)處于高電勢(shì)的發(fā)電機(jī)。這種系統(tǒng)在機(jī)械上復(fù)雜，這可導(dǎo)致操作壽命縮短。
[0009]以前，輔助電力典型地在數(shù)十瓦至數(shù)百瓦的范圍中。現(xiàn)今，越來(lái)越多地需要額外的控制和監(jiān)測(cè)單元用于進(jìn)一步改進(jìn)高壓電力傳輸系統(tǒng)的可靠性和性能，這已經(jīng)使對(duì)安裝在高電勢(shì)處的較廣范圍的輔助產(chǎn)生動(dòng)力的裝置的要求提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于對(duì)高壓設(shè)備提供輔助電力的輔助電力供應(yīng)裝備，其中，電力可從地電勢(shì)傳輸?shù)礁邏弘妱?shì)，而獨(dú)立于高壓設(shè)備的通電狀態(tài)，以及其中，所述裝備能夠處理足以用于操作高壓設(shè)備處的輔助裝置(諸如開(kāi)關(guān)元件，例如，斷路器和隔斷器)的電力量，也能夠控制和監(jiān)測(cè)單元，例如具有串聯(lián)電容器或湯姆森線圈的設(shè)備。
[0011]此目標(biāo)已經(jīng)由根據(jù)權(quán)利要求1的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。[0012]在從屬權(quán)利要求中指出另外的實(shí)施例。
[0013]發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在過(guò)去，可認(rèn)為單電力傳送解決方法對(duì)特定的高壓設(shè)備是最佳的。但是，由于電力傳送范圍不斷擴(kuò)大，將需要新技術(shù)或架構(gòu)，以便滿足擴(kuò)大的要求。
[0014]根據(jù)一方面，提供一種用于將電能從地電勢(shì)供應(yīng)到高壓設(shè)備的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，其包括處于地電勢(shì)的電力源、處于高壓電勢(shì)的電力供應(yīng)電路，以及至少第一電力傳輸鏈路和第二電力傳輸鏈路，其中，電力傳輸鏈路不輸送任何電子，并且因此都電隔離。在以下中，電力傳輸鏈路也可稱(chēng)為絕緣傳輸鏈路。高壓設(shè)備可用交流(AC)或直流(DC)操作。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，第一絕緣傳輸鏈路和第二絕緣傳輸鏈路基于不同的能量傳輸原理。能量傳輸原理的差異例如可基于所傳輸?shù)哪芰康念?lèi)型，例如電磁波、機(jī)械能或光；和/或基于能量從發(fā)送側(cè)傳輸?shù)浇邮諅?cè)所跨越的介質(zhì)，例如跨越固體連接，或者通過(guò)液體，或者通過(guò)氣體或真空。根據(jù)本發(fā)明，規(guī)定第一傳輸鏈路利用無(wú)接觸的傳輸原理，而第二傳輸鏈路則基于機(jī)械能的傳輸。
[0016]因此，提出利用用于電力傳送的混合技術(shù)概念，因?yàn)椴煌娏魉头椒ǖ慕M合允許在較廣的電力傳送范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的電力傳送。在這種混合解決方法中，在發(fā)生失效時(shí)，將電力傳送到高壓電勢(shì)的兩種或以上技術(shù)允許各個(gè)電力傳送機(jī)構(gòu)接管相應(yīng)的其它系統(tǒng)的操作。
[0017]第一傳輸鏈路應(yīng)為無(wú)接觸的，意思是說(shuō)不傳輸機(jī)械能，并且因此不對(duì)任何傳輸元件施加機(jī)械力。換句話說(shuō)，這表示第一傳輸鏈路的傳輸原理是非機(jī)械的，使用氣體或真空，并且特別是地電勢(shì)和高壓電勢(shì)之間的空氣，作為傳輸介質(zhì)。傳輸?shù)哪芰坷缈删哂须姶挪ǖ男问?，特別是純電場(chǎng)或純磁場(chǎng)，或者它可為光能。
[0018]第二傳輸鏈路傳輸機(jī)械能，意思是說(shuō)，通過(guò)對(duì)布置在地電勢(shì)和高壓電勢(shì)之間的固體和/或液體傳輸兀件施加機(jī)械力來(lái)傳輸動(dòng)能和/或勢(shì)能。對(duì)于此類(lèi)傳輸，在布置在地電勢(shì)處的傳輸元件和布置在高壓電勢(shì)處的傳輸元件之間需要有物理接觸。由于施加的機(jī)械力，固體傳輸元件可設(shè)置成運(yùn)動(dòng)，或者液體傳輸元件可被壓縮或減壓。
[0019]無(wú)接觸、非機(jī)械傳輸原理與機(jī)械傳輸原理的組合具有一種原理的缺點(diǎn)被另一種原理的長(zhǎng)處克服的優(yōu)點(diǎn)。
[0020]特別地，無(wú)接觸的能量傳輸?shù)拈L(zhǎng)處在于其健壯性和長(zhǎng)的操作壽命長(zhǎng)，因?yàn)橐苿?dòng)的傳輸元件的數(shù)量有限或者沒(méi)有。另一方面，缺點(diǎn)可為成本較高，這尤其是如果對(duì)在短時(shí)段期間需要大量能量的高壓設(shè)備(諸如需要高的電力量用于執(zhí)行開(kāi)關(guān)操作的高壓斷路器或隔斷器)應(yīng)用非機(jī)械能傳輸時(shí)將發(fā)生。
[0021]與此相反，機(jī)械能傳輸允許以合理的成本傳輸高的電力量，但所涉及的傳輸元件僅持續(xù)較短的壽命。
[0022]由于非機(jī)械傳輸鏈路與無(wú)接觸的傳輸鏈路以及機(jī)械傳輸鏈路的組合，以合理的成本在重復(fù)的短時(shí)段期間對(duì)高壓電勢(shì)提供高的能量量，以及持續(xù)地提供低的或中等的能量量，這變成可能的。這對(duì)于高壓斷路器和隔斷器的操作特別有用，其時(shí)不時(shí)需要高的致動(dòng)或開(kāi)關(guān)能量量，而且同時(shí)僅需要低的能量水平用于例如供應(yīng)它們的電子監(jiān)測(cè)和控制裝備。
[0023]在優(yōu)選實(shí)施例中，第一傳輸鏈路包括用于經(jīng)由電場(chǎng)而傳輸能量的至少一個(gè)耦合電容器，或者用于經(jīng)由磁場(chǎng)而傳輸能量的至少兩個(gè)感應(yīng)耦合線圈。
[0024]在至少一個(gè)耦合電容器的情況下，第一傳輸單元進(jìn)一步包括處于地電勢(shì)的高頻AC發(fā)電機(jī)，該高頻AC發(fā)電機(jī)的輸出連接到至少一個(gè)耦合電容器。至少一個(gè)耦合電容器優(yōu)選是低功率電容器，特別是串聯(lián)連接的若干個(gè)耦合電容器。高頻AC發(fā)電機(jī)提供的電能被至少一個(gè)耦合電容器從地電勢(shì)傳輸?shù)礁邏弘妱?shì)，而任何可能的DC分量則未傳輸。為了調(diào)節(jié)至少一個(gè)率禹合電容器的輸入側(cè)或輸出側(cè)上的電壓電勢(shì)，可在高頻AC發(fā)電機(jī)和至少一個(gè)稱(chēng)合電容器的輸入側(cè)之間，或者在至少一個(gè)耦合電容器的高壓輸出側(cè)和高壓設(shè)備之間，提供變壓器。
[0025]在第一傳輸鏈路包括至少兩個(gè)感應(yīng)耦合線圈的情況下，第一傳輸鏈路可進(jìn)一步包括處于地電勢(shì)的、用于對(duì)感應(yīng)耦合線圈提供磁能的激勵(lì)器，以及用于將磁能轉(zhuǎn)變成處于高壓電勢(shì)的電力的整流器。
[0026]可基于不同的傳輸介質(zhì)，以及通過(guò)使用不同的機(jī)械傳輸元件來(lái)實(shí)現(xiàn)第二傳輸鏈路。根據(jù)一方面，第二傳輸鏈路可包括處于地電勢(shì)的電動(dòng)機(jī)、處于高壓電勢(shì)的發(fā)電機(jī)，以及用于機(jī)械地耦合馬達(dá)和發(fā)電機(jī)的絕緣軸。
[0027]除了這些傳輸元件之外，第二傳輸鏈路可進(jìn)一步包括至少一個(gè)柔性耦合件，其可布置在馬達(dá)和軸之間，和/或軸和發(fā)電機(jī)之間，這是為了使機(jī)械偏轉(zhuǎn)和振蕩不平衡，以及允許更容易地組裝。
[0028]根據(jù)另一方面，第二傳輸鏈路可包括處于地電勢(shì)的液壓泵、耦合到處于高壓電勢(shì)的發(fā)電機(jī)的渦輪，以及在泵和渦輪之間的絕緣管道中流動(dòng)的流體。
[0029]流體可為高壓設(shè)備的冷卻液體。因此，如果高壓設(shè)備已經(jīng)包含冷卻系統(tǒng)，則這可擴(kuò)展以允許以少的額外的工作將能量從地電勢(shì)傳輸?shù)礁唠妱?shì)。
[0030]包含上面描述的第一傳輸鏈路和第二傳輸鏈路的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)不僅可用來(lái)直接對(duì)高壓設(shè)備提供電能，而且還供應(yīng)電能用于對(duì)屬于高壓設(shè)備的能量存儲(chǔ)單元充電。能量存儲(chǔ)單元可包含電池和/或電容器。
[0031]另外，輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)可進(jìn)一步包括用于在不需要對(duì)能量存儲(chǔ)單元充電時(shí)電隔離輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)的部件。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的特定的方面，高壓設(shè)備可包括:需要短時(shí)致動(dòng)電力的致動(dòng)單元，特別是開(kāi)關(guān)單元，例如斷路器或隔斷器；以及用于操作促動(dòng)單元的輔助電子器件。在這種情況下，第一傳輸鏈路可布置成持續(xù)地對(duì)輔助電子器件供應(yīng)電力，而第二傳輸鏈路可布置成對(duì)致動(dòng)單元提供短時(shí)致動(dòng)電力。
[0033]輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)甚至可進(jìn)一步包含控制單元，其配置成控制第一絕緣傳輸鏈路和第二絕緣傳輸鏈路，以及在失效的情況下,使傳輸鏈路中相應(yīng)的一個(gè)與電力供應(yīng)電路去率禹。
[0034]由于安全原因，輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)不僅可布置有上面描述的用于單獨(dú)地阻止傳輸鏈路中的一個(gè)直接將能量輸送到高壓設(shè)備，或者經(jīng)由能量存儲(chǔ)單元將能量輸送到高壓設(shè)備的控制單元，而且可另外或備選地包括用于使整個(gè)輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)與高壓設(shè)備去耦的隔斷器。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0035]結(jié)合附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中:
圖1顯示基于混合概念的、用于高壓設(shè)備的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)的示意圖；
圖2示意性地顯示輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)的第一實(shí)施例，其在第一傳輸鏈路中使用串聯(lián)連接的電容器，以及在第二傳輸鏈路中使用馬達(dá)-軸-發(fā)電機(jī)布置；
圖3示意性地詳細(xì)地顯示第一實(shí)施例的第二傳輸鏈路；
圖4示意性地顯示基于泵渦輪布置的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)的第二實(shí)施例的第二傳輸鏈路；以及
圖5示意性地顯示基于用于無(wú)線電力傳送的感應(yīng)耦合布置的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)的第三實(shí)施例的第一傳輸鏈路。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1示意性地顯示用于將電能從地電勢(shì)G傳送到高壓電勢(shì)HV的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)I，輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)I包括第一絕緣傳輸鏈路2和第二絕緣傳輸鏈路3。在該上下文中，高壓被認(rèn)為是典型地在130 kV和1200 kV之間的范圍中的電壓。
[0037]提供電力源4,其將DC或AC電力兩者供應(yīng)到第一傳輸鏈路和第二傳輸鏈路。
[0038]第一絕緣傳輸鏈路和第二絕緣傳輸鏈路基于不同的能量傳輸原理。第一傳輸鏈路3利用無(wú)接觸的傳輸原理，第一傳輸鏈路3由陰影區(qū)域指示，通過(guò)第一傳輸鏈路3，能量以無(wú)接觸的方式傳輸。第二傳輸鏈路3基于機(jī)械能的傳輸，第二傳輸鏈路3由使地電勢(shì)側(cè)與高壓電勢(shì)側(cè)直接連接的矩形元件指示。
[0039]第一傳輸鏈路2和第二傳輸鏈路3的高壓電勢(shì)側(cè)都電稱(chēng)合到電力供應(yīng)電路5,使得它們可對(duì)高壓設(shè)備6供應(yīng)電能，在圖1的示例中，該高壓設(shè)備6是經(jīng)由能量存儲(chǔ)單元8供應(yīng)的高壓開(kāi)關(guān)裝置9。高壓開(kāi)關(guān)裝置9進(jìn)一步電連接到至少一個(gè)高壓線19上，使得它與高壓(相對(duì)于地電勢(shì))接觸。
[0040]另外，提供處于高壓電勢(shì)的控制單元17，其配置成控制第一絕緣傳輸鏈路2和第二絕緣傳輸鏈路3,以及在傳輸鏈路中相應(yīng)的一個(gè)失效的情況下,使傳輸鏈路2、3中相應(yīng)的一個(gè)與電力供應(yīng)電路8去耦。
[0041]處于高壓電勢(shì)的所有元件，即，高壓設(shè)備6、電力供應(yīng)電路8、控制單元17，以及第一傳輸鏈路和第二傳輸鏈路的那些傳輸兀件(屬于它們的相應(yīng)的高壓側(cè))，布置在高于地面的高度h處的升高平臺(tái)上。平臺(tái)經(jīng)由高壓絕緣體7而與地電勢(shì)G絕緣。
[0042]當(dāng)分別連接到第一傳輸鏈路2和第二傳輸鏈路3以及經(jīng)由第一傳輸鏈路2和第二傳輸鏈路3而被供電時(shí)，電力供應(yīng)電路8接收輔助電力，在該上下文中該輔助電力被認(rèn)為是典型地在數(shù)瓦至數(shù)千瓦的范圍中的電力。
[0043]大體上，高壓電力傳輸系統(tǒng)中的高壓設(shè)備可包括位于接近高壓導(dǎo)體或與高壓導(dǎo)體處于流電接觸的裝置。這樣的儀器的示例為開(kāi)關(guān)元件、串聯(lián)電容器、用于電壓和電流的傳感器，以及監(jiān)測(cè)和保護(hù)裝備。這些裝置需要輔助電力用于它們的操作。
[0044]為了對(duì)高壓設(shè)備6供應(yīng)電能，第一傳輸鏈路2和第二傳輸鏈路3兩者都操作成對(duì)電力供應(yīng)電路8提供電流，電力供應(yīng)電路8進(jìn)而將電流提供給能量存儲(chǔ)單元5。能量存儲(chǔ)單元5可暫時(shí)存儲(chǔ)能量，就像在電容器布置中那樣，或者更持久地存儲(chǔ)能量，就像在電池中那樣。根據(jù)本發(fā)明，傳輸鏈路2、3兩者都基于不同的能量轉(zhuǎn)換和傳輸機(jī)構(gòu),獨(dú)立地將電力傳輸?shù)礁邏涸O(shè)備6。在下文中，更詳細(xì)地描述將電能傳送到高壓設(shè)備6的概念，其可用于第一傳輸鏈路和第二傳輸鏈路。
[0045]圖2不意性地顯不圖1的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)的第一實(shí)施例，其在第一傳輸鏈路2中使用串聯(lián)連接的電容器，以及在第二傳輸鏈路3中使用馬達(dá)-軸-發(fā)電機(jī)布置。
[0046]第一傳輸鏈路2包括多個(gè)耦合電容器41，所述多個(gè)耦合電容器41串聯(lián)連接，并且處于地電勢(shì)G的高頻AC發(fā)電機(jī)40對(duì)所述多個(gè)耦合電容器41提供電能。在高頻AC發(fā)電機(jī)40和耦合電容器41的地電勢(shì)側(cè)之間，提供變壓器42，以按需要調(diào)節(jié)AC電壓電平。在耦合電容器41的高壓側(cè)和連接到圖1的電力供應(yīng)電路8的輸出HV之間提供處于高壓電勢(shì)的另一個(gè)變壓器43。
[0047]第二傳輸鏈路3包括處于地電勢(shì)G的電動(dòng)機(jī)11、處于高壓電勢(shì)HV的發(fā)電機(jī)13,以及用于機(jī)械地耦合馬達(dá)和發(fā)電機(jī)的絕緣軸12。電動(dòng)機(jī)11由電力源4供應(yīng)。因此，兩個(gè)傳輸鏈路2、3中的每個(gè)都具有其本身的電力供應(yīng)，這與圖1的布置相反。
[0048]圖3示意性地詳細(xì)地顯示第一實(shí)施例的第二傳輸鏈路3，其中，電力由機(jī)械旋轉(zhuǎn)能傳送。如已經(jīng)描述過(guò)的那樣，圖2和3的第二傳輸鏈路3包括電動(dòng)機(jī)11，該電動(dòng)機(jī)11直接耦合到非導(dǎo)電絕緣軸12，或者經(jīng)由可選的傳動(dòng)齒輪來(lái)耦合到該非導(dǎo)電絕緣軸12，該非導(dǎo)電絕緣軸12在處于地電勢(shì)G的電動(dòng)機(jī)11和處于高壓電勢(shì)HV的發(fā)電機(jī)13之間延伸。電動(dòng)機(jī)11容納在地電勢(shì)殼體14中，該地電勢(shì)殼體14放置在支承安裝件18的頂部上。絕緣軸12可完全由非導(dǎo)電材料制成，或者可包括地電勢(shì)G和高壓電勢(shì)HV之間的一部分(其是不導(dǎo)電的)，只要G和HV之間有對(duì)于電壓電勢(shì)差來(lái)說(shuō)足夠的絕緣即可。
[0049]在高壓電勢(shì)HV處，絕緣軸12直接耦合到發(fā)電機(jī)13，或者經(jīng)由另外的傳動(dòng)齒輪來(lái)耦合到發(fā)電機(jī)13。第二傳輸鏈路3通過(guò)絕緣軸12的旋轉(zhuǎn)來(lái)傳送機(jī)械能，并且將該機(jī)械能轉(zhuǎn)換成處于高壓電平的電力。電動(dòng)機(jī)11的地電勢(shì)殼體14支承襯套15，該襯套15是圓柱形的，并且包圍絕緣軸12。襯套15向上延伸到處于高壓電勢(shì)HV的高壓支承元件16。
[0050]電動(dòng)機(jī)11和發(fā)電機(jī)13兩者都經(jīng)由柔性耦合件機(jī)械地連接到絕緣軸12，其目的是為了使機(jī)械偏轉(zhuǎn)和振蕩不平衡，以及允許較容易地組裝第二傳輸鏈路3。
[0051]圖4顯示基于泵渦輪布置的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)的第二實(shí)施例的第二傳輸鏈路。在圖4的第二傳輸鏈路中，使用高壓設(shè)備6的冷卻系統(tǒng)，其已經(jīng)就位，而且容易擴(kuò)展，以允許抽取處于高壓電勢(shì)HV的能量。如所顯示的那樣，冷卻液體經(jīng)由供應(yīng)管22所傳輸?shù)臋C(jī)械能可在高壓電勢(shì)HV被渦輪21和發(fā)電機(jī)25回收，渦輪21和發(fā)電機(jī)25將冷卻液體的壓力和速度轉(zhuǎn)換成電力。通過(guò)回流管道24，離開(kāi)渦輪21的冷卻液體從高壓電勢(shì)HV流回地電勢(shì)G，并且在那里進(jìn)入到貯液器23中，液壓泵26通過(guò)供應(yīng)管道22將冷卻液體從貯液器23泵送到渦輪21。
[0052]圖5顯不輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)的第三實(shí)施例的第一傳輸鏈路，該第一傳輸鏈路利用感應(yīng)耦合用于通過(guò)絕緣介質(zhì)(諸如空氣)的無(wú)線電力傳送。該概念包括在線圈之間使用感應(yīng)耦合，以在一定距離上傳送電力。如圖5中顯示的那樣，提供處于地電勢(shì)G的地電勢(shì)線圈31和處于高壓電勢(shì)HV的高壓線圈32?？紤]到具有設(shè)計(jì)各向異性的磁化率和電磁化率，地電勢(shì)線圈31和高壓線圈32經(jīng)由絕緣間隙耦合，例如尤其具有半型材料的Rogowski屏蔽。
[0053]地電勢(shì)線圈31與激勵(lì)器33耦合，激勵(lì)器33提供電振蕩，以對(duì)地電勢(shì)線圈31供應(yīng)電力。高壓線圈32接收電力，而且在整流器34整流，以及調(diào)整器35進(jìn)行電壓調(diào)整之后，可用DC電力來(lái)供應(yīng)處于高壓電平的高壓設(shè)備6。
[0054]對(duì)于用于在地電勢(shì)和高壓電勢(shì)之間沒(méi)有流電耦合的情況下傳送能量的第一傳輸鏈路的另外的備選(例如)可使用微波功率傳送和光功率傳送，這允許通過(guò)空氣來(lái)傳輸能量，而無(wú)需提供連接元件。
[0055]此外，在上面描述的混合解決方法中使用的功率傳送概念允許傳遞和/或控制待與電力傳送并行地傳輸或與其一起傳輸?shù)男盘?hào)，即，借助于光鏈路，或者通過(guò)使用第一傳輸鏈路或第二傳輸鏈路的電單元的信號(hào)，這可能使得能夠進(jìn)行狀況監(jiān)測(cè)。
[0056]此外，集成且可收回隔斷器可分別包括在第一傳輸鏈路和第二傳輸鏈路中，這使得能夠更換傳輸鏈路中的一個(gè)，而不中斷其它傳輸鏈路的操作，對(duì)于其高壓設(shè)備持續(xù)地被提供有輔助電力。
[0057]參考列表
I輔助電力供應(yīng)系統(tǒng) 2第一傳輸鏈路 3第二傳輸鏈路 4電力源 5電力供應(yīng)電路 6高壓設(shè)備 7高壓絕緣體 8能量存儲(chǔ)單元 9高壓開(kāi)關(guān)裝置 10柔性耦合件 11電動(dòng)機(jī) 12絕緣軸 13發(fā)電機(jī) 14地電勢(shì)殼體 15襯套
16高壓支承元件 17控制單元 18支承安裝件 19聞壓線 21渦輪 22供應(yīng)管道 23貯液器 24回流管道 25發(fā)電機(jī) 26液壓泵
31一次地電勢(shì)線圈
32二次高壓線圈 33激勵(lì)器
34整流器 35調(diào)整器 40高頻AC發(fā)電機(jī)41稱(chēng)合電容器42處于地電勢(shì)的變壓器43處于高壓電勢(shì)的變壓器
【權(quán)利要求】
1.一種輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)(1)，用于對(duì)高壓設(shè)備(6)供應(yīng)電能，其包括: ?處于地電勢(shì)(G)的電力源(4)， ?處于高壓電勢(shì)(19)的電力供應(yīng)電路(5)，以及 ?至少第一絕緣傳輸鏈路和第二絕緣傳輸鏈路， 其特征在于 ?所述第一絕緣傳輸鏈路(2)和所述第二絕緣傳輸鏈路(3)基于不同的能量傳輸原理，其中 ?第一傳輸鏈路(2)利用無(wú)接觸的傳輸原理，以及 ?第二傳輸鏈路(4)基于機(jī)械能的傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述第一傳輸鏈路包括至少一個(gè)耦合電容器或至少兩個(gè)感應(yīng)耦合線圈(31，32)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，在所述至少一個(gè)耦合電容器的情況下，所述第一傳輸鏈路(2)進(jìn)一步包括處于所述地電勢(shì)(G)的高頻AC發(fā)電機(jī)(4b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，在所述至少兩個(gè)感應(yīng)耦合線圈的情況下，所述第一傳輸鏈路(2)進(jìn)一步包括處于所述地電勢(shì)的、用于對(duì)所述感應(yīng)耦合線圈(31,32)提供磁能 的激勵(lì)器(33)，以及用于使所述磁能轉(zhuǎn)變成處于所述高壓電勢(shì)的電力的整流器(34)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述第二傳輸鏈路⑶包括處于所述地電勢(shì)的電動(dòng)機(jī)(11)、處于所述高壓電勢(shì)的發(fā)電機(jī)(13)，以及用于機(jī)械地耦合所述馬達(dá)和所述發(fā)電機(jī)的絕緣軸(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，至少在馬達(dá)(11)和軸(12)之間，或者在軸(12)和發(fā)電機(jī)(13)之間布置柔性耦合件(10)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述第二傳輸鏈路包括處于所述地電勢(shì)的液壓泵(26)、耦合到處于所述高壓電勢(shì)的發(fā)電機(jī)(18)的渦輪(21)，以及在所述泵和所述渦輪之間的絕緣管道(22，24)中流動(dòng)的流體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述流體是所述高壓設(shè)備(6)的冷卻液體。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，所述第一傳輸鏈路(2)和所述第二傳輸鏈路(3)兩者都布置成供應(yīng)所述電能，以對(duì)所述高壓設(shè)備的能量存儲(chǔ)單元⑶充電。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于在所述能量存儲(chǔ)單元不需要充電時(shí)電隔離所述輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)的部件。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中， ?所述高壓設(shè)備(6)包括需要短時(shí)致動(dòng)電力的致動(dòng)單元，以及用于操作所述致動(dòng)單元的輔助電子器件， ?所述第一傳輸鏈路(2)布置成持續(xù)地對(duì)所述輔助電子器件供應(yīng)電力，以及 ?所述第二傳輸鏈路(3)布置成對(duì)所述致動(dòng)單元提供所述短時(shí)致動(dòng)電力。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，其中，控制單元(17)配置成控制所述第一絕緣傳輸鏈路和所述第二絕緣傳輸鏈路，以及在失效的情況下，使所述傳輸鏈路中相應(yīng)的一個(gè)與所述電力供應(yīng)電路(8)去率禺。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于使所述輔助電力供應(yīng)系統(tǒng)與 所述高壓設(shè)備(6)去耦的隔斷器。
【文檔編號(hào)】H02J11/00GK103633733SQ201310371743
【公開(kāi)日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月24日
【發(fā)明者】G.施滕格爾, H.布雷德, P.斯卡比, T.維托爾 申請(qǐng)人:Abb 技術(shù)有限公司