Solid-State Transformer vs Traditional Transformer: Mga Pagguna at Aplikasyon na Ipinakilala

Ang isang solid-state transformer (SST), na kilala rin bilang power electronic transformer (PET), ay isang statikong elektrikal na aparato na nagpapakilala ng teknolohiya ng konbersyon ng power electronics kasama ang mataas na frequency ng energy conversion batay sa electromagnetic induction. Ito ay nagbabago ng electrical energy mula sa isang set ng mga katangian ng power papunta sa isa pa. Ang mga SST ay maaaring mapalakas ang estabilidad ng power system, magbigay ng flexible na power transmission, at angkop para sa mga aplikasyon ng smart grid.

Ang mga tradisyonal na transformers ay may mga kahinaan tulad ng malaking laki, mabigat na timbang, mutual na disturbance sa pagitan ng grid at load sides, at kawalan ng kakayahang mag-imbak ng enerhiya, kaya sila ay lubhang hindi na kayang sumunod sa mga pangangailangan ng merkado para sa stable at secure na operasyon ng power system. Sa kabilang banda, ang mga solid-state transformers ay kompakto at maliit ang timbang, at nagbibigay ng flexible na kontrol sa primary current, secondary voltage, at power flow. Sila ay nagpapabuti ng kalidad ng power at may malinaw na mga abilidad sa pagtugon sa mga disturbance sa voltage, pagsiguro ng stable na operasyon ng sistema, at pagbibigay ng flexible na power transmission. Sa labas ng industriya ng power, ang mga SST ay maaaring gamitin sa electric vehicles, medical equipment, chemical processing, aerospace, at military fields.

Mga Katangian

Ang electronic transformer ay isang bagong power conversion device. Bukod sa basic functions ng mga conventional power transformers—voltage transformation, electrical isolation, at energy transfer—it ay nagbibigay din ng karagdagang kakayahan tulad ng regulation ng kalidad ng power, control ng power flow, at reactive power compensation. Ang mga enhanced functionalities na ito ay gawa sa pag-integrate ng power electronic conversion at advanced control technologies, na nagbibigay ng flexible na manipulation sa amplitude at phase ng voltages at currents sa parehong primary at secondary sides. Dahil dito, ang power flow ay maaaring ma-control nang mas precise ayon sa mga requirement ng sistema, na nagpapahusay sa mas stable at flexible na power transmission. Ang mga SST ay maaaring tugunan maraming mga hamon sa modernong power systems at kaya ay may malawak na application prospects.

Kumpara sa mga conventional power transformers, ang mga PET ay nagbibigay ng mga sumusunod na katangian:

• Kompakto at maliit ang timbang;

• Air-cooled na operasyon na walang pangangailangan ng insulating oil, na nagbabawas ng environmental pollution, simplifying maintenance, at nagpapabuti ng safety;

• Kakayahang magbigay ng constant output voltage amplitude sa secondary side;

• Nagpapabuti ng kalidad ng power na may sinusoidal input current at output voltage, na kayang makamit ang unity power factor. Ang voltage at current sa primary at secondary sides ay controllable, na nagbibigay ng arbitrary adjustment ng power factor;

• Built-in circuit breaker functionality—high-power semiconductor devices na maaaring i-interrupt ang fault currents sa loob ng microseconds, na nagwawala ng pangangailangan para sa separate protective relays.

Karagdagan pa, ang mga power electronic transformers ay nagbibigay ng mga unique na functionalidades, tulad ng: improved power supply reliability kapag konektado sa mga battery; kakayahang gumawa ng special phase conversions (halimbawa, three-phase to two-phase o three-phase to four-phase); at kakayahang mag-deliver ng parehong AC at DC outputs. Sa isang referenced study, ang mga may-akda ay nag-conduct ng simulation comparisons sa pagitan ng mga conventional power transformers at self-balancing power electronic transformers sa ilalim ng limang iba't ibang operating conditions.

Ang mga resulta ng simulation ay nagpapakita na ang PET ay may superior na input at output characteristics sa ilalim ng full-load rated operation, single-phase open circuit sa low-voltage side, three-phase short circuit, unbalanced three-phase voltage sa high-voltage side, at harmonic pollution. Ang PET ay epektibong nag-iisolate ng imbalances o disturbances sa isang side mula sa pag-aapekto sa kabilang side, na nagpapakita ng significantly better na performance kaysa sa mga conventional transformers.