Jak transformátor s pevným článkem zvyšuje efektivitu inteligentní sítě

Pevné státní transformátory (SST), také známé jako „inteligentní transformátory“, jsou moderní elektrické zařízení schopná poskytovat obousměrný tok energie. Tyto zařízení integrují vysokovýkonné polovodičové komponenty, ovládací obvody a tradiční vysokofrekvenční transformátory, nabízejí mnoho funkcí, jako je kompenzace reaktivní energie a potlačení harmonických kmitů. SST splňují širokou škálu potřeb aplikací, od distribuované výroby po tažné lokomotivy, elektrické sítě a průmyslové elektrické systémy. Jejich použití sahá dále než jen převod napětí, umožňuje hladké přechody z AC na DC a z DC na AC. Distribuovaná výroba je hlavní aplikací pevných státních transformátorů.

Na rozdíl od tradičních transformátorů mohou pevné státní transformátory poskytnout výstup DC ve vyžadovaných úrovních napětí. V typickém SST je vstupní napětí převedeno na vysokofrekvenční AC signál prostřednictvím elektronického převodníku a pak zavedeno do primární strany vysokofrekvenčního transformátoru. Na sekundární straně se provádí opačný proces pro vytvoření požadovaného výstupu AC, DC nebo obou pro zátěž. Přenos vysokofrekvenční energie výrazně snižuje hmotnost a rozměry transformátoru.

Mnoho výhod pevných státních transformátorů plyne právě z tohoto snížení rozměrů. Nainstalování konvenčních transformátorů dnes není jednoduchou úlohou – aspekty jako doprava, příprava místa, instalace a náklady na přenos všechno přidávají do rozpočtu projektu. Naopak menší a ekonomičtější pevné státní transformátory lze snadno nainstalovat v malých solárních farmách nebo kontejnerech pro skladování. Rychlejší přepínací rychlost pevnostátních zařízení také umožňuje energetickým společnostem lépe spravovat více zdrojů energie přiváděných do sítě, protože lze nasadit více transformátorů pro kontrolu a jemné ladění kvality energie.

Pevné státní transformátory jsou také označovány jako Elektronické transformátory (PET) nebo Elektronické transformátory elektřiny (EPT). Jsou to inteligentní zařízení, která využívají technologii elektronického převodu energie k dosažení převodu úrovní napětí a přenosu energie.

Jejich základní princip je následující: Nejprve je síťový AC signál převeden na vysokofrekvenční čtvercový signál elektronickým převodníkem. Signál je přenesen skrze vysokofrekvenční izolační transformátor a pak zpět převeden na síťový AC signál dalším elektronickým převodníkem. Celý tento proces je řízen upravováním elektronických přepínacích zařízení pomocí ovladače.

Na základě tohoto pracovního principu jsou výhody pevných státních transformátorů nad tradičními transformátory zřejmé:

• Použití vysokofrekvenčních transformátorů namísto síťových transformátorů výrazně snižuje rozměry a hmotnost.

• Při vhodné kontrole lze na vstupní straně dosáhnout jednotkového faktoru moci, absorbovat reaktivní energii ze strany zátěže, blokovat harmonické proudy, potlačit obousměrný harmonický šíření a efektivně zlepšit kvalitu energie.

• Mohou eliminovat dopad přetížení nebo nedotížení na straně zdroje na napětí na straně zátěže, zajistí stabilní velikost, frekvenci a tvar napětí na straně zátěže.

• Disponují rozhraními AC a DC, což usnadňuje integraci distribuovaných výrobních systémů do sítě a připojení DC zátěží.

• Úplná digitální kontrola umožňuje snadné shromažďování dat z sítě a síťovou komunikaci, umožňuje kontrolu toku energie. Může také fungovat v koordinaci s Flexibilními AC přenosovými systémy (FACTS) k zlepšení stability a spolehlivosti sítě.

Je zřejmé, že pevné státní transformátory jsou lépe přizpůsobeny splnění požadavků inteligentních sítí a mohou efektivněji splnit individuální požadavky uživatelů na elektrické systémy.