Solid-State Transformer vs Traditional Transformer: Mga Advantages at Applications na Ipinahiwatig

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 pagbabago ng power electronics at mataas na frequency na pagbabago ng enerhiya batay sa elektromagnetikong induksyon. Ito ay nagbabago ng electrical energy mula sa isang set ng mga katangian ng kapangyarihan patungo sa iba. Ang mga SST ay maaaring mapalakas ang estabilidad ng sistema ng kapangyarihan, magbigay ng maswerte na paghahatid ng kapangyarihan, at angkop para sa mga aplikasyon ng smart grid.

Ang mga tradisyonal na transformers ay may mga kahinaan tulad ng malaking sukat, matibay na timbang, mutual na pagsisigaw sa pagitan ng grid at load sides, at kakulangan ng kakayahan ng storage ng enerhiya, na gumagawa sa kanila ng lalong di-makakaya upang makasunod sa mga pangangailangan ng merkado para sa matatag at ligtas na operasyon ng sistema ng kapangyarihan. Sa kabilang banda, ang mga solid-state transformers ay kompakto at lightweight, at nagbibigay ng flexible na kontrol sa primary current, secondary voltage, at power flow. Ito ay nagsisiguro ng mas magandang kalidad ng kapangyarihan at may malinaw na mga abilidad sa pag-aaddress ng mga disturbance sa voltage, siguradong operasyon ng sistema, at pagsisiguro ng maswerte na paghahatid ng kapangyarihan. Bukod sa industriya ng kapangyarihan, ang mga SSTs ay maaaring gamitin sa electric vehicles, medical equipment, chemical processing, aerospace, at military fields.

Mga Katangian

Ang electronic transformer ay isang bagong device ng power conversion. Bukod sa basic functions ng conventional power transformers—voltage transformation, electrical isolation, at energy transfer—it ay nagbibigay din ng karagdagang kakayahan tulad ng regulation ng kalidad ng kapangyarihan, control ng power flow, at reactive power compensation. Ang mga enhanced functionalities na ito ay ginagamit sa pamamagitan ng paglalapat ng power electronic conversion at advanced control technologies, na nagbibigay ng flexible na manipulation ng amplitude at phase ng voltages at currents sa parehong primary at secondary sides. Bilang resulta, ang power flow ay maaaring macontrol nang precise ayon sa mga pangangailangan ng sistema, na nagpapahintulot ng mas matatag at maswerte na paghahatid ng kapangyarihan. Ang mga SSTs ay maaaring tugunan maraming mga hamon sa modernong mga sistema ng kapangyarihan at kaya ay may malawak na application prospects.

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

• Compact size at lightweight;

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

• Kakayahan na magbigay ng constant output voltage amplitude sa secondary side;

• Improved power quality na may sinusoidal input current at output voltage, capable ng pagkamit ng unity power factor. Ang voltage at current sa primary at secondary sides ay controllable, na nagpapahintulot ng arbitrary adjustment ng power factor;

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

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

Ang mga resulta ng simulasyon ay nagpapakita na ang PET ay nagpapakita ng 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 ibang side, na nagpapakita ng malinaw na mas mahusay na performance kumpara sa conventional transformers.