Cvrsni transformator usporedno s tradicionalnim transformatorom: prednosti i primjene objašnjenes

Cvrstotransformator (SST), također poznat kao elektronički transformator snage (PET), je statički električni uređaj koji integrira tehnologiju pretvorbe elektroničke snage s visokofrekventnom pretvorbom energije temeljenoj na elektromagnetskoj indukciji. Pretvara električnu energiju s jednog skupa karakteristika snage u drugi. SST-ovi mogu poboljšati stabilnost sustava snage, omogućiti fleksibilnu prenos snage i su prikladni za primjene inteligentnih mreža.

Konvencionalni transformatori trpe od nedostataka poput velikih dimenzija, težine, međusobnih smetnji između strane mreže i opterećenja, te nedostatka sposobnosti pohrane energije, što ih čini sve manje sposobnim da zadovolje tržišne potrebe za stabilnim i sigurnim radom sustava snage. U suprotnosti, cvrstotransformatori su kompaktni i lagani, te nude fleksibilnu kontrolu nad primarnim strujama, sekundarnim naponima i protocima snage. Poboljšavaju kvalitetu snage i imaju jasne prednosti u rješavanju smetnji napona, osiguravanju stabilnog rada sustava i omogućavanju fleksibilnog prenosa snage. Osim u industriji snage, SST-ovi se mogu primijeniti u električnim vozilima, medicinskom opremu, procesiranju kemikalija, aeronautici i vojnoj tehnici.

Značajke

Elektronički transformator je novi uređaj za pretvorbu snage. Osim osnovnih funkcija konvencionalnih transformatora snage - pretvorba napona, električna izolacija i prijenos energije - nudi dodatne mogućnosti poput regulacije kvalitete snage, kontrole toka snage i kompenzacije reaktivne snage. Ove poboljšane funkcionalnosti omogućuju integrisanje tehnologije pretvorbe elektroničke snage i naprednih tehnologija kontrole, što dopušta fleksibilnu manipulaciju amplitudom i fazom napona i struja na obje strane. Tako se tok snage može precizno kontrolirati prema potrebama sustava, omogućujući stabilniji i fleksibilniji prijenos snage. SST-ovi mogu riješiti mnoge izazove u modernim sustavima snage i stoga imaju široke perspektive primjene.

U usporedbi s konvencionalnim transformatorima snage, PET-ovi nude sljedeće karakteristike:

• Kompaktna dimenzija i laka težina;

• Rad hlađen zrakom bez potrebe za izolacijskim uljem, smanjujući ekološku zagađenje, pojednostavljujući održavanje i poboljšavajući sigurnost;

• Mogućnost pružanja konstantne amplitude izlaznog napona na sekundarnoj strani;

• Poboljšana kvaliteta snage s sinusoidalnim ulaznim strujama i izlaznim naponima, sposobna dostići faktor snage jedinica. Naponi i struje na primarnoj i sekundarnoj strani su kontrolirani, omogućuju proizvoljnu prilagodbu faktora snage;

• Ugrađena funkcija prekidnika - visokosnopni poluprovodni uređaji mogu prekinuti strujne greške unutar mikrosekundi, eliminirajući potrebu za posebnim zaštitnim relima.

Dodatno, elektronički transformatori snage nude jedinstvene funkcionalnosti, poput: poboljšane pouzdanosti opskrbe strujom kada su povezani s baterijama; mogućnost specifičnih fazi pretvorbi (npr. tri-fazno u dvofazno ili tri-fazno u četverofazno); i sposobnost istodobnog isporučivanja izlaza na AC i DC. U referentnom studiji, autori su provodili simulacijske usporedbe između konvencionalnih transformatora snage i samouvjetljenih elektroničkih transformatora snage pod pet različitih uvjeta rada.

Rezultati simulacija pokazuju da PET ima superiornu ulaznu i izlaznu karakteristiku pod radom s punom opterećenom nominalnom snage, otvorenom fazoni na niskonaponskoj strani, trofaznom kratkim spojem, nebalansiranim trofaznim naponom na visokonaponskoj strani i harmonijskom zagađenju. PET učinkovito izolira nebalanse ili smetnje sa jedne strane od utjecaja na drugu stranu, pokazivajući značajno bolju performansu od konvencionalnih transformatora.