Cén fáth go bhfuil sé deacair leibhéal an volaithe a ardú?

An tionscadal transfoirmeoir stát sóide (SST), ar a dtugtar freisin transfoirmeoir leictreonach (PET), úsáideann an leibhéal voltaí mar chéimneamh tábhachtach de shaotharlachú teicniúil agus scénáirí úsáide. Faoi láthair, tá SSTanna tar éis leibhéal voltaí 10 kV agus 35 kV a bhaint amach ar an taobh dianadh meánvoltaí, in ainneoin go bhfuil siad fós ag staid taighde labhairt agus feithiclí réamhsmaointeacha ar an taobh dianadh ardvoltaí. Léiríonn an tábla thíos an stádas reatha leibhéal voltaí i rith scénáirí úsáide éagsúla:

1. Cén fáth nach féidir leibhéal voltaí a mhéadú go simplí?
Ní féidir leibhéal voltaí transfoirmeora stát sóide (SST) a mhéadú go simplí trí chuidiúcháin a chur ar céile; tá sé conspóidte ag sraith de phríomhdhúshláin teicniúla:

1.1 Teorainn suimithe voltaí díolaíochtaí semiceindriúla

• Is é seo an bonn bainne. Úsáideann SSTanna coitianta IGBTs bunaithe ar silicín nó MOSFETs silicín carbe (SiC) níos forlesta.

• Is é an raon voltaí dúshlánach ag díolaíocht SiC aonair thart ar 10 kV go 15 kV. Chun voltaí córas níos airde (mar shampla, 35 kV) a mheas, ní mór iad a chur i gceangal sraithe. Ach, cuireann an cionncheangal isteach ar fadúil "coimeád voltaí" chomh maith, áit a mbeadh difríochtaí beaga idir díolaíochtaí inmhinneach dáiríre agus faoi dhócha a bheith ina dhúshlán don modúl.

1.2 Dúshláin teicniúla insuláide transfoirmeora uafáis-ard

Is é an tairbhe príomha atá ag SSTanna ná laghadú méide trí oibriú ag uafás-ard. Ach, faoi uafás-ard, bíonn fheidhmíocht na ngearrthaiscéala agus réamhúil eilectraíochta an-chomhfhaisnéiseach. Is daingean níos mó na riaghflaithiúlachta insuláide, modhanna déantúsa, agus riarachán taitneachta transfoirmeora uafáis-ard nuair a bhíonn leibhéal voltaí níos airde. Is dúshlán mór é a bhaint amach insuláide uafáis-ard leibhéal deichí kV laistigh de spás achrannach.

1.3 Coimpleacht topolaíocht an chórais agus rialú

Chun voltaí ard a mheas, úsáideann SSTanna go minic topolaíochtaí modúil (mar shampla, MMC—Modular Multilevel Converter). Is é an leibhéal voltaí níos airde, an t-uimhir níos mó de modúil atá ag teastáil, rud a chuirtear san áireamh an córas struchtúr an-chomhfhaisnéiseach. Méadaíonn an deacracht rialú go heaspónensial, agus níos mó an costas agus an ráta meallach.

2. Amach Anseo
Cé go bhfuil na dúshláin suntasacha, leanann briseadh teicneolaíoch:

• Forbairt díolaíochta: Tá díolaíochtaí SiC agus nitride gallia (GaN) le leibhéal voltaí níos airde ag forbairt agus tá siad mar bhonn don SST le leibhéal voltaí níos airde a bhaint amach.

• Nuálacht topolaíochta: Nua-aimseáin ciúir, mar shampla, modhanna ilchomhréiteach (ag comhbhaint transfoirmeoirí traidisiúnta le convertóirí leictreonacha), a luaitear mar bhealach féideartha chun dul chun cinn greannach a dhéanamh i réimsí úsáide ardvoltaí.

• Caonach: Mar tograí cosúil le IEEE tosú ag cur leis na caonacha SST, seo a chur chun cinn dearadh agus tástáil caonach, ag spreagadh saotharlachú teicneolaíoch.

3. Conclúid
Faoi láthair, tá SSTanna 10 kV tar éis úsáid ghnó a bhaint amach, agus léibhéal 35 kV ina an leibhéal is airde a bhaint amach i dtionscadail taispeántais, in ainneoin go bhfuil leibhéal voltaí 110 kV agus níos airde fós i réimse taighde teicneolaíochta. Tá an dul chun cinn leibhéal voltaí transfoirmeora stát sóide próise gradamhach a bhfuil sé ag brath ar fhorbairt cothrom le dáta i ndíolaíochtaí leictreonacha, eolaíocht ábhar, teoiric rialú, agus teicneolaíochtaí riaracháin taitneachta.