Szilárdtestes transzformátor vs hagyományos transzformátor: Előnyök és alkalmazások kifejtve

A szilárdtestes transzformátor (SST), melyet gyakran erőműveleti transzformátor (PET) néven is emlegetnek, egy statikus elektromos eszköz, amely integrálja az erőműveleti átalakító technológiát a magasfrekvenciás energiaátalakítással elektromágneses indukció alapján. Ezzel az eszközzel az elektromos energiát egy adott készlet jellemzőiről át lehet alakítani egy másikra. Az SST-ek javíthatják az erőrendszer stabilitását, lehetővé teszik a rugalmas energiatranszfert, és alkalmasak intelligens hálózati alkalmazásokhoz.

A hagyományos transzformátorok nagy méretűek, súlyosak, zavarokat okoznak a hálózat és a terhelés között, valamint hiányzik nekik az energia tárolási képessége, ami egyre inkább nem felel meg a piaci igényeknek a stabil és biztonságos erőrendszer működésre vonatkozóan. Ellenben a szilárdtestes transzformátorok kompaktak és könnyűek, és rugalmas vezérlést nyújtanak a primáris áram, a sekundáris feszültség és az energiaáramlás felett. Javítják az energia minőségét, és nyilvánvaló előnyökkel bírnak a feszültségzavarok kezelésében, a rendszer stabilitásának biztosításában, valamint a rugalmas energiaátvitel engedélyezésében. A villamosenergiaipar túlmenően, az SST-eket alkalmazhatják elektrikus járművek, orvosi berendezések, vegyipari folyamatok, légi és katonai területeken is.

Tulajdonságok

Az elektronikus transzformátor egy új generációs energiaátalakító eszköz. További funkciókat nyújt a hagyományos erőtranszformátorok alapvető funkccióinak - feszültségátalakítás, elektromos elszigeteltség, energiaátvitel - mellett, mint például az energia minőségének szabályozása, az energiaáramlás irányítása, és a reaktív teljesítmény kiegyenlítése. Ezek a fejlett funkciók az erőműveleti átalakító és haladó irányú vezérlő technológiák beépítésével váltak lehetővé, amelyek lehetővé teszik a feszültség és az áram amplitúdójának és fázisának rugalmas manipulációját mind a primáris, mind a sekundáris oldalon. Így az energiaáramlást pontosan lehet irányítani a rendszer igényei szerint, lehetővé téve így a stabilitásosabb és rugalmasabb energiaátvitelt. Az SST-ek számos kihívást tudnak kezelni a modern erőrendszerekben, ezért széles körű alkalmazási lehetőségekkel rendelkeznek.

A hagyományos erőtranszformátorokkal szemben a PET-ek a következő jellemzőket mutatják:

• Kompakt méret és könnyűsúly;

• Légkühlésű működés, nélkülözhető az izoláló olaj, csökkentve a környezeti terhelést, egyszerűbb karbantartás, javítva a biztonságot;

• Képes konstans kimeneti feszültség amplitúdóra a sekundáris oldalon;

• Javított energia minőség szinuszos bemeneti árammal és kimeneti feszültséggel, képes egységes teljesítménytényező elérésére. Mind a feszültség, mind az áram ellenőrizhető a primáris és a sekundáris oldalon, tetszőlegesen állítható a teljesítménytényező;

• Beépített átmeneti kapcsoló funkció—nagy teljesítményű szemilettek esetén a hibahordozó áramot mikropercek alatt lehet megszakítani, kiküszöbölve a külön védelmi relék használatának szükségességét.

Ezen felül, az erőműveleti transzformátorok olyan egyedi funkciókkal is rendelkeznek, mint például: javított ellátási megbízhatóság akkumulátorokhoz csatlakoztatva; speciális fázisátalakítás képessége (pl. háromfázisból két vagy négyfázis); és a képesség, hogy egyszerre AC és DC kimenetet is szolgáltasson. Egy hivatkozott tanulmányban a szerzők összehasonlító szimulációkat végzettek hagyományos erőtranszformátorok és önszabályozó erőműveleti transzformátorok között öt különböző működési feltétel mellett.

A szimulációk eredményei azt mutatják, hogy a PET jobb bemeneti és kimeneti jellemzőket mutat teljes terhelés mellett, egyoldalú körzetben, háromfázisú rövidzárlat esetén, egyensúlytalannal háromfázisú feszültség a magasfeszültségi oldalon, és harmonikus zavarok mellett. A PET hatékonyan elkülöníti az egyik oldalon lévő egyensúlytalanságokat vagy zavarokat, hogy ne érintse a másik oldalt, ezzel jelentősen jobb teljesítményt mutat, mint a hagyományos transzformátorok.