전압 변환 및 인프라, 전력 시스템에 연결된 코어 네트워크의 전기적 분리로서 변압기는 송배전 분야의 애플리케이션을 갖는다. 시스템은 현재 이상의 코어 오일 충전 변압기, 무게 및 부피 전압에서 사용 레벨 변환기의 전력 손실의 증가 하중인양 능력이 차측 전압 진폭 변동 불안정화가 2 차측 출력 전압의 2 차측 출력 전압에 영향을 미치는, 부하 변동은, 코어의 여기에 의한 고조파 발생을 포화 난입 전류 등 침습적 새로운 결함 유도되는 고조파의 2 차측의 일 차측, 새로운 전압 변환 에너지 그리드 전에 조정될 필요 유연한 전력 흐름 제어, 오류 진단 및 양자의 분리. 전통적인 변압기 분명히 제한하면서 위의 요구 사항을 충족시킬 수 없습니다.
첫째, 고체 상태 변압기 (SST) 기술의 도입
전력 전자 변압기로도 알려진 고체 상태 변압기 (SST)는 하나의 전기 특성 전기 에너지를 다른 전기 특성 전기 에너지로 변환하는 전자기 유도 원리에 기반한 전력 전자 변환 기술과 고주파 에너지 변환 기술의 조합입니다. 정전기 방지 전기 장비 기존의 변압기와 비교하여 크기가 작고 가벼운 등의 장점이 있으며 고전력 품질, 고 역률, 자동 전류 제한 및 무효 전력 보상 기능을 포함 해 기존의 변압기에는없는 많은 장점이 있습니다. 주파수 변환, 출력 위상 번호 변환 및 쉬운 자동 모니터링 위의 장점으로 인해 전력 시스템에 솔리드 스테이트 트랜스포머를 사용하면 시스템 신뢰성을 향상시키고 전력 품질을 향상 시키며 새로운 에너지 생성 및 그리드 연결을 용이하게하고 스마트 그리드 구축을 촉진 할 수 있습니다. 그리고 개발.
기본 원리 블록 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 먼저, 전원 주파수 AC 신호는 전력 전자 변환기에 의해 고주파 구형파 신호로 변환되고, 신호는 고주파 절연 변압기를 통해 전송되며 고주파 구형파 신호는 전력 전자 변환기에 의해 전력 주파수로 복원됩니다. AC 신호.이 프로세스는 전력 전자 변환기를 적절하게 제어하는 컨트롤러로 수행 할 수 있습니다.
01 제 1 단계 AC / DC 정류기는 7KV 단상 AC 전력을 10KV DC로 변환합니다 02 DC 2 차 고주파 DC / DC 컨버터는 DC 10K를 DC 400V로 변환합니다. 여기에는 고전압 H 브리지 회로, 저전압 H 브리지 회로가 포함됩니다. 그리고 중간 고주파 변압기 03 제 3 상 DC / AC 인버터, DC 400V를 60Hz, ± 120V AC로 변환.
DC / DC 컨버터 및 DC / AC 인버터의 동작 주파수를 증가시킴으로써, 종래의 변압기보다 작은 체적 및 더 가벼운 무게를 달성 할 수 있으며, 수동 부품의 크기 및 중량을 크게 감소시킬 수있다.
둘째, 고체 상태 변압기에서 SiC 실리콘 카바이드 장치의 적용
이상적인 반도체 전력 소자는 차단 상태에서 고전압을 견딜 수 있고 온 전류 밀도가 높으며 온 상태에서 전도 전압 강하가 낮을뿐만 아니라 스위칭 상태 및 스위칭 상태에서 고전압을 견딜 수있는 정적 및 동적 특성을 가져야한다. 온 / 오프 시간이 짧고, 높은 di / dt 및 dv / dt를 견딜 수 있고, 스위칭 손실이 낮으며, 완전한 제어 기능을 가지고 있습니다. 그러나 전압, 전력 허용 오차 등의 제한으로 인해 이러한 실리콘 기반의 고전력 솔리드 스테이트 트랜스포머 애플리케이션에서 디바이스는 디바이스 스트링, 병렬 기술 및 복잡한 회로 토폴로지를 사용하여 실제 애플리케이션의 요구 사항을 충족시켜야하므로 디바이스의 오류율과 비용이 크게 증가하므로 스마트 그리드 애플리케이션에서 솔리드 스테이트 트랜스포머의 추가 개발이 제한적이다.
최근에 새로운 와이드 밴드 갭 반도체 재료 인 실리콘 카바이드 (SiC)는 우수한 물리적 및 전기적 특성으로 인해 업계에서 점점 많은 주목을 받고 있습니다. 실리콘 카바이드 파워 디바이스의 중요한 장점은 높은 전압 저항입니다. 실리콘 기반 전력 디바이스 전압 (수 kV) 및 온도 (180 ° C 미만) 한계로 인한 심각한 시스템 제한을 뛰어 넘는 고온 (수천 볼트), 고온 (500 ° C 이상) 특성을 제공합니다. 실리콘 카바이드 재료 기술 진보에 따라 실리콘 카바이드 파워 다이오드 SBD, MOSFET 등과 같은 다양한 실리콘 카바이드 파워 디바이스가 개발되었습니다. 비용, 출력 및 신뢰성으로 인해 실리콘 카바이드 파워 디바이스는 저전압 분야에서 산업화 된 최초의 상용 제품입니다 전압 수준은 650-1700V이며 솔리드 스테이트 변압기에 채택 된 솔루션은 여전히 대부분 시리즈입니다. 기술의 진보와 함께 고전압 실리콘 카바이드 소자, 특히 15kV 이상의 실리콘 카바이드 소자의 등장과 이에 상응하는 구동 기술 및 간섭 방지 기술 개발은 고체 변압기의 구조적 단순화 및 신뢰성 향상에 도움이 될 것입니다.
셋째, 요약
미래의 생성 및 유통 시스템은 신 재생 에너지와 새로운 유통 시설과 에너지 저장 시스템으로 구성 분산 전력 그리드의 숫자에 의해 제공 될 수있다하는 것이 중요 제공 할 수 있도록 에너지 인터넷, 그리드 또는 마이크로 그리드 상호 에너지의 양방향 흐름을 제어 할 수있는 능력을 가지고 있습니다 플러그 앤 플레이 기능, 및 결함 분리를 달성하기 위해 사용자 단말에 시스템을 가능하게한다. 어드밴스드 에너지 인터넷 필요한 고전압 전력 반도체 소자, 고주파, 고온 기능. 결과는 SiC 서 장치의 실시 크게 고체 변압기의 회로 구성을 간략화 할 수 있다는 것을 보여 라디에이터 감소 공간. 스위칭 주파수를 올려 단위 전력 밀도를 증가시키기 때문에, 새로운 고전압, 대용량 전원의 SiC 디바이스가 고체 변환기 애플리케이션에 새로운 어플리케이션을 개방하며, 스마트 그리드 변화의 지속적인 발전을 제조 주요 영향.