Vaste-staatstransformator vs Traditionele Transformator: Voordelen en Toepassingen Uitgelegd

Een vaste-estatentransformator (SST), ook bekend als een elektronische krachttransformator (PET), is een statisch elektrisch apparaat dat technologie voor energieomzetting met hoogfrequente energieomzetting op basis van elektromagnetische inductie integreert. Het transformeert elektrische energie van één set van stroomkenmerken naar een andere. SST's kunnen de stabiliteit van het stroomnetwerk verbeteren, flexibele energieoverdracht mogelijk maken en zijn geschikt voor toepassingen in slimme netwerken.

Traditionele transformatoren hebben nadelen zoals grote afmetingen, zwaar gewicht, onderlinge storingen tussen het netwerk en de belasting, en gebrek aan energieopslagcapaciteit, waardoor ze steeds minder in staat zijn om aan de marktvraag naar stabiele en veilige stroomnetwerkoperatie te voldoen. Daarentegen zijn vaste-estatentransformatoren compact en lichtgewichtig, en bieden zij flexibele controle over primaire stroom, secundaire spanning en energiestroom. Ze verbeteren de kwaliteit van de stroom en hebben duidelijke voordelen bij het verhelpen van spanningsstoornissen, het waarborgen van stabiele systeemoperatie en het mogelijk maken van flexibele energieoverdracht. Buiten de energie-industrie kunnen SST's worden toegepast in elektrische voertuigen, medische apparatuur, chemische verwerking, luchtvaart- en militaire sectoren.

Kenmerken

De elektronische transformator is een nieuw type energieomzettingsapparaat. Naast de basisfuncties van conventionele krachttransformatoren - spanningstransformatie, elektrische isolatie en energieoverdracht - biedt het ook extra mogelijkheden zoals regeling van de stroomkwaliteit, beheersing van de energiestroom en compensatie van reactieve vermogen. Deze verbeterde functionaliteiten worden mogelijk gemaakt door de integratie van technologieën voor elektronische energieomzetting en geavanceerde bediening, waarmee de amplitude en fase van de spanningen en stromen aan beide zijden flexibel kunnen worden aangepast. Hierdoor kan de energiestroom volgens de systeemvereisten nauwkeurig worden beheerd, wat meer stabiele en flexibele energieoverdracht mogelijk maakt. SST's kunnen veel uitdagingen in moderne stroomsystemen aanpakken en hebben dus brede toepassingsperspectieven.

Vergeleken met conventionele krachttransformatoren bieden PET's de volgende kenmerken:

• Compacte afmetingen en lichtgewicht;

• Luchtgekoelde werking zonder behoefte aan isolerende olie, waardoor milieuvervuiling wordt verminderd, onderhoud wordt vereenvoudigd en de veiligheid wordt verbeterd;

• Mogelijkheid om een constante uitvoerspanningamplitude aan de secundaire zijde te leveren;

• Verbeterde stroomkwaliteit met sinusvormige ingangsstroom en uitgangsspanning, waardoor een eenheidscosinusφ kan worden bereikt. Zowel de spanning als de stroom aan de primaire en secundaire zijde zijn regelbaar, waardoor de cosinusφ willekeurig kan worden aangepast;

• Ingebouwde functie van schakelaar - hoge vermogens halfgeleiderapparaten kunnen foutstromen binnen microseconden onderbreken, waardoor aparte beschermingsrelais niet nodig zijn.

Bovendien bieden elektronische krachttransformatoren unieke functionaliteiten, zoals: verbeterde betrouwbaarheid van de stroomvoorziening wanneer verbonden met batterijen; de mogelijkheid om speciale faseconversies uit te voeren (bijvoorbeeld driefase naar tweefase of driefase naar vierfase); en de mogelijkheid om tegelijkertijd zowel AC- als DC-uitgangen te leveren. In een genoemd onderzoek hebben de auteurs simulatievergelijkingen uitgevoerd tussen conventionele krachttransformatoren en zelfbalancerende elektronische krachttransformatoren onder vijf verschillende bedrijfsomstandigheden.

De simulatieresultaten laten zien dat de PET superieure in- en uitgangskenmerken vertoont bij volledige belasting, eenfase open circuit aan de laagspanningszijde, driefases kortsluiting, ongebalanceerde driefase spanning aan de hoogspanningszijde en harmonische vervuiling. De PET isoleert effectief onevenwicht of storingen aan één zijde, waardoor deze de andere zijde niet beïnvloeden, en toont aanzienlijk betere prestaties dan conventionele transformatoren.