Hoe verbeter 'n vaste-toestandstransformator die doeltreffendheid van 'n slimspanningsnet?

Vaste-toestandstransformers (SST), ook bekend as "slimme transformators", is moderne elektriese toestelle wat in staat is om tweerigtingkragtoevloei te verskaf. Hulle integreer hoëvermogte halfgeleiderkomponente, beheerkringte en konvensionele hoëfrekwensietransformators, en bied 'n verskeidenheid funksies soos reaktiewe kragkompensasie en harmoniese onderdrukking. SST's voldoen aan 'n wyde verskeidenheid toepassingsbehoeftes, van verspreide opwekking tot treklokomotiewe, kragnetwerke en industriële kragstelsels. Hul toepassings strek verder as voltoversetting, deur gladde oorgange van AC na DC en van DC na AC te moontlik maak. Verspreide opwekking is egter die primêre toepassing van vaste-toestandstransformers.

Gegelyk aan tradisionele transformators, kan vaste-toestandstransformators DC-uitset lewer by die vereiste spantvlakke. In 'n tipiese SST word 'n insetspanning omgeskakel na 'n hoëfrekwensie AC-signal deur middel van 'n krag-elektroniese omskakelaar en dan gevoed na die primêre kant van 'n hoëfrekwensietransformator. Op die sekondêre kant word die omgekeerde proses uitgevoer om die gewenste AC, DC of beide uitsette vir die belasting te produseer. Hoëfrekwensiekragoorspring vermindert beduidend die gewig en grootte van die transformator.

Baie voordele van vaste-toestandstransformators kom voort uit hierdie vermindering in grootte. Vandag is die installasie van konvensionele transformators nie 'n eenvoudige taak nie—oorwegings soos vervoer, stadsvoorbereiding, installasie en oorsprongskoste dra almal by tot projekbegrotings. Inteendeel, kleiner en meer kosteeffektiewe vaste-toestandstransformators kan maklik in klein sonopwekkingboerderye of berginghulpbronne geïnstalleer word. Die vinniger skakeltempo van vaste-toestandstoestelle maak dit ook moontlik vir nutsmaatskappye om beter met meerdere kragbronne wat in die netwerk voorgevoer word, te bestuur, aangesien meer transformators ingesit kan word om die kwaliteit van die krag te beheer en fyn te stem.

SST's word ook verwys as Krag-elektroniese Transformators (PET) of Elektroniese Kragtransformators (EPT). Dit is intelligente toestelle wat krag-elektroniese omskakelingstegnologie gebruik om spanningsvlaktransformatie en kragoorspring te bereik.

Hul basiese beginsel word as volg geïllustreer: Eerstens word 'n kragfrekwensie AC-signal omgeskakel na 'n hoëfrekwensie vierkantsgolf deur 'n krag-elektroniese omskakelaar. Die signal word deur 'n hoëfrekwensie-isolasietransformator oorgedra, en dan terug omgeskakel na 'n kragfrekwensie AC-signal deur 'n ander krag-elektroniese omskakelaar. Hierdie hele proses word beheer deur die krag-elektroniese skakeltoestelle via 'n beheerder aan te pas.

Op grond van hierdie werksprinsip, is die voordele van vaste-toestandstransformators oor tradisionele transformators duidelik:

• Die gebruik van hoëfrekwensietransformators in plaas van kragfrekwensietransformators vermindert die grootte en gewig aansienlik.

• Met gepaste beheer kan die insetkant 'n eenheid kragfaktor bereik, reaktiewe krag van die belastingskant absorbeer, harmoniese ströme blokkeer, tweerigtingharmoniese propagasie onderdruk, en effektief die kragkwaliteit verbeter.

• Dit kan die impak van oorspanning of onderspanning op die bronskant op die belastingskant-spanning elimineer, en verseker dat die belastingskant-spanning, frekwensie en golfvorm stabiel bly.

• Dit het AC en DC-koppelvlakke, wat die integrasie van verspreide opwekkingstelsels in die netwerk en die verbind van DC-belastings vergemaklik.

• Volledige digitale beheer maak die maklike insameling van netwerkdata en netwerkommunikasie moontlik, wat kragtoevloeibehandeling toelaat. Dit kan ook saam met Flexible AC Transmission Systems (FACTS) werk om die stabiliteit en betroubaarheid van die netwerk te verhoog.

Duidelik gesproke, vaste-toestandstransformators is beter toegerus om die behoeftes van slimme netwerke te bevredig en kan meer effektief gebruikers se persoonlike behoeftes vir kragstelsels bevredig.