[發明專利]單線電力系統

在審

• 申請號: 201280037730.8
• 申請日: 2012-08-02
• 公開（公告）號: CN103875158A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: M·班克
• 申請（專利權）人: M·班克
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00;H02J3/44
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

技術領域

本發明涉及電力系統領域。更具體而言，本發明涉及一種電力傳輸系統，其僅使用單線電力傳輸線路，而消除了使用通常用作第二線路的地線或另外的線的需要。

背景技術

通常在書籍、文獻和講座中，作者將電路（A線路）的工作解釋為電流通過一條線從發電機流向負載，然后通過另一條線回到的發電機的過程。但眾所周知的是，自由電子相對緩慢地移動，而電能以光的速度傳輸。實際上現今的電線系統使用兩個或更多的通道（線）以傳輸電能或信息。然而在這兩個通道中存在著相同的信息。眾所周知，有效功率（實際功率）不從負載返回到發電機。從這個角度來看，在電力系統中可以不需要第二通道。換言之，也許電力系統的線路可以為單線。

在現有技術中，嘗試通過一條線進行電能傳輸。單線電能傳輸的首次應用是由Nikola?Tesla在美國專利第1,119,736號和在英國專利第8,200號中公開的。另一種單線路傳輸技術被稱為Goubau線路或簡稱G線路，其為一種在超高頻和微波頻率下使用的單線傳輸線路（參見Geog?Goubau，“Surface?waves?and?their?Application?to?Transmission?Lines”，應用物理雜志，卷21，1950年11月）。然而，G線路是一種波導，而不是在電路中的線。有基于由Stanislav和Konstantin?Avramenko于1993年的俄羅斯專利申請[6-8}的實驗。所有這些提案都是基于比如上變頻或信號矯直的信號處理。這些處理影響傳輸信息并且導致功率損耗。

還存在僅使用一個導體的電力分配方法，但需要地面的參與。這種方法被稱為單線接地回路（SWER）。然而，在這種系統中由于源產生的功率損耗了一半而實現電能傳遞的簡化。

電能通過四條線傳輸的三相系統的優點是眾所周知的。四條線的存在并不是三相系統的唯一缺點。另一個缺點可以是在該系統中兩線之間的線路電壓實質上是三個上述的相電壓這樣的現象。考慮到在線路中這樣的電暈效應和額外的損耗，這可能具有負面影響。

本發明的一個目標是提供這樣一種電力系統，其能夠使用單線通道用于傳輸電能或信息，而沒有信號形式變化和額外的損耗。

本發明的另一個目標是提供一種不使用地代替第二線的電力系統。

本發明的其他目標和優點將隨著說明的進行而變得明顯。

發明內容

本發明涉及一種單線電力傳輸線路系統，其包括：

a）電源，所述電源具有第一極和第二極；以及

b）相移裝置，所述相移裝置聯接到所述電源的其中一極，于是所述相移裝置偏移通過所述極傳播的第一信號的相位，使得所述第一信號的經偏移的相位將與通過另一極傳播的第二信號的相位基本上相同，并且使得具有與所述第二信號基本上相同的相位的經偏移的第一信號與所述第二信號相加，無論何時將兩個極連接在一起以形成單線，產生的相加信號通過所述單線傳播。

本發明進一步涉及一種單線電力傳輸線路系統，其包括兩個相移裝置，所述兩個相位轉移裝置聯接到所述電源的每一極，于是每個所述相移裝置偏移通過所述極傳播的第一信號的相位和通過另一極傳播的第二信號的相位，使得兩個信號的經偏移的相位將基本上相同，并且使得具有基本上相同的相位的經偏移的信號相加，無論何時將兩個極連接在一起以形成單線，產生的相加信號通過所述單線傳播。

根據本發明的實施方案，所述相移裝置（多個相移裝置）為反相器，所述反相器將其相應的極的相位偏移+90度、-90度或180度，使得具有基本上相同的相位的經偏移的信號（多個信號）相加。

根據本發明的實施方案，所述相移裝置為具有反向繞組的變壓器。

根據本發明的實施方案，所述兩個相移裝置中的一個為低通濾波器（LPF），并且另一個相移裝置為高通濾波器（HPF）。

根據本發明的實施方案，所述相移裝置相對于連接到源的另一極的線路的長度基本上為半周期延遲線路。例如，所述延遲線路為包括在位于金屬墊上的電介質上的金屬線的單端帶狀線。

根據本發明的實施方案，所述相移裝置（多個相移裝置）為適用于執行相移的數字模塊。例如，所述數字模塊為希耳伯特變換裝置。

根據本發明的實施方案，所述相移裝置作為連接的兩個電容器，通過電鍵（keys）輪流給雙極DC電源的輸出之一充電，連接到所述電容器的電源的第二端部接地，在充電時接地的從源斷開的電容器的端部連接到雙極DC電源的另一個輸出，并且連接到單線路的輸入，所述電容器的另一端接地。