Fasttilstandstransformator vs tradisjonell transformator: Fordeler og anvendelser forklart

En fasttilstandstransformator (SST), også kjent som en strømtransformator (PET), er et statisk elektrisk enhet som integrerer strømtransformasjonsteknologi med høyfrekvens energiomforming basert på elektromagnetisk induksjon. Den transformerer elektrisk energi fra ett sett med strømmergenskap til et annet. SST-er kan forbedre stabiliteten i strømsystemer, muliggjøre fleksibel strømoverføring, og er egnet for smarte nettapplikasjoner.

Tradisjonelle transformatorer har ulemper som stor størrelse, tung vekt, gensidige forstyrrelser mellom nett- og lastside, samt mangel på energilagringskapasitet, noe som gjør at de gradvis blir mindre i stand til å møte markedsbehovene for stabil og sikker drift av strømsystemer. I motsetning til dette er fasttilstandstransformatorer kompakte og lette, og gir fleksibel kontroll over primærstrøm, sekundærespenn, og strømflyt. De forbedrer strømkvaliteten og har klare fordeler ved å håndtere spenningsforstyrrelser, sikre stabil systemdrift, og muliggjøre fleksibel strømoverføring. Utenfor kraftindustrien kan SST-er brukes i elektriske kjøretøy, medicinsk utstyr, kjemisk prosessering, romfart, og militære felt.

Egenskaper

Den elektroniske transformator er en ny type strømtransformasjonsenhet. I tillegg til de grunnleggende funksjonene til konvensjonelle krafttransformatorer—spenningsomforming, elektrisk isolasjon, og energioverføring—tilbyr den også ekstra evner som regulering av strømkvalitet, kontroll av strømflyt, og reaktiv effektkompensering. Disse forbedrede funksjonene er mulig takket være integrering av strømtransformasjonsteknologi og avanserte kontrollteknologier, som tillater fleksibel manipulering av amplituden og fasen av spenninger og strømmer på både primær- og sekundærside. Dette gjør at strømflyt kan bli nøyaktig kontrollert etter systemets behov, noe som muliggjør mer stabil og fleksibel strømoverføring. SST-er kan løse mange utfordringer i moderne strømsystemer og har dermed bred anvendelsesmuligheter.

I sammenligning med konvensjonelle krafttransformatorer tilbyr PET-er følgende egenskaper:

• Kompakt størrelse og lett vekt;

• Luftkjøling uten behov for isolerende olje, noe som reduserer miljøforurensning, forenkler vedlikehold, og forbedrer sikkerheten;

• Evne til å gi konstant utgangsspenningsamplitude på sekundærside;

• Forbedret strømkvalitet med sinusformet inngangstrøm og utgangsspenn, i stand til å oppnå enhetlig effektfaktor. Både spenning og strøm på primær- og sekundærside er kontrollerbare, hvilket tillater vilkårlig justering av effektfaktor;

• Innebygget bryterfunksjon—høyeffektiv halvlederutstyr kan avbryte feilstrømmer innen mikrosekunder, noe som eliminerer behovet for separate beskyttelsesreleser.

I tillegg tilbyr strømtransformatorer unike funksjoner, som: forbedret strømforsyningssikkerhet når koblet til batterier; evne til å utføre spesielle fasesammenstillinger (f.eks. tre-fase til to-fase eller tre-fase til fire-fase); og evnen til samtidig å levere både AC- og DC-utdata. I en referert studie, gjennomførte forfatterne simuleringsjuxtapositioner mellom konvensjonelle krafttransformatorer og selvbalanserende strømtransformatorer under fem ulike driftsforhold.

Simuleringsresultatene viser at PET-en viser superiørt inngangs- og utgangskarakteristika under fullbelasted operasjon, enfasen åpen sirkel på lavspenningsiden, trefasen kortslutning, ubalansert trefasespenning på høyspenningsiden, og harmonisk forurensning. PET-en effektivt isolerer ubalanser eller forstyrrelser på en side fra å påvirke den andre siden, og demonstrerer betydelig bedre ytelse enn konvensjonelle transformatorer.