С расширением электросети и увеличением нелинейной нагрузки в системе, источник гармоник вводится в энергосистему и снижается качество электроэнергии. Как основное оборудование преобразования напряжения и электрической изоляции, силовой трансформатор является ядром сетевого соединения в энергосистеме, и применяется в области передачи и распределения. В настоящее время в системе используются более чугунные трансформаторы с масляным сердечником, большой объем и вес, уровень напряжения и мощности для увеличения потерь без нагрузки трансформаторов, первая сторона колебаний амплитуды напряжения будет влиять на выходное напряжение в два раза, изменения нагрузки, чтобы принести две стороны выходного напряжения нестабильности, железа ядро насыщения, генерируемые гармонического возбуждения импульсный ток, Гармоническое проникновение на первой и двух сторонах вызывает новые разломы. Перед тем, как новая энергетическая сетка подключена, необходимо преобразование и регулировка напряжения, а также гибко контролируется поток питания, производится диагностика неисправностей и изоляция.
Ограничения традиционных трансформаторов, очевидно, не отвечают вышеуказанным требованиям.
Краткое введение технологии твердотельных трансформаторов (SST) Твердотельный трансформатор (SST), также известный как силовой электронный трансформатор, является статическим электрическим устройством, которое сочетает в себе силовую электронную технологию преобразования и высокочастотную технологию преобразования мощности, основанную на принципе электромагнитного индукции, чтобы преобразовать одну электрическую энергию, характерную энергии, в другую характеристику электрической энергии. По сравнению с традиционным трансформатором, имеет малый размер, легкий вес и другие преимущества, в то же время имеет традиционный трансформатор не имеет много преимуществ, в том числе высокое качество питания, высокий коэффициент мощности, автоматический поток предела, с компенсацией реактивной мощности, преобразование частоты, выход номер фазы преобразования и легко автоматически контролировать и так далее.
Из-за вышеуказанных преимуществ, применение твердотельных трансформаторов в силовой системе может повысить надежность системы, улучшить качество электроэнергии, а также облегчить взаимосвязь новой генерации энергии, которая будет способствовать строительству и развитию смарт-сетки. Основной принцип диаграммы 1: во-первых, сигнал переменного тока силы преобразуется в высокочастотный сигнал квадратной волны электронным преобразователем электричества, сигнал передает через высокочастотный изолирующий трансформатор, и после этого сигнал квадратной волны высок-частоты уменьшен в сигнал обмена силы частотой электронным конвертером электричества.
Процесс может быть достигнут путем правильного управления силовым электронным преобразователем через контроллер. 01 Первая связь AC/DC выпрямитель, 7кв однофазный переменный ток в 10кВ DC власти. 02 второе звено высокой частоты DC конвертер, преобразует DC 10K в DC 400В. Он включает в себя высокое напряжение h-мост цепи, низкое напряжение h-мост цепи и средней частоты трансформатора композиции.
03 третье звено DC/AC инвертор, преобразует DC 400В к 60 Гц, ± 120V переменного тока.
Путем улучшения рабочей частоты DC/DC/AC инвертора, цель снижения объема и веса обычного трансформатора может быть реализована, тем самым значительно уменьшая размер и вес пассивных устройств.
Применение карбидов карбида кремния в твердотельных трансформаторах Идеальные полупроводниковые силовые устройства должны обладать такими статическими и динамическими характеристиками: в блокирующем состоянии, могут выдерживать высокое напряжение; В состоянии проводимости, он имеет высокую плотность тока и низкое падение давления проводимости; В состоянии переключателя и преобразования, с коротким открытым, закрытым временем, смогите выдержать высокие di/dt и DV/DT, с малыми потерями переключения, и имеет функцию полного управления.
Однако, из-за ограничений напряжения, допуск силы и так далее, эти Si-Si-основанные Высоковольтные приборы должны использовать шнур прибора, параллельная технология и сложная топология схем соответствуют требованиям практического применения, что приводит к значительному увеличению частоты отказов и затрат, что ограничивает дальнейшее развитие применения твердотельных трансформаторов в смарт-сетках. В последние годы, как новый тип широкого bandgap полупроводниковых материалов-SIC (sic), из-за его отличные физические и электрические характеристики, промышленности было все больше и больше внимания. Основным преимуществом SiC силовых устройств является высокое давление (до десятков тысяч вольт), высокая температура (более 500 ℃) характеристики, разрыв через напряжение питания кремния устройства (номер KV) и температуры (менее 180 ℃) ограничения, вызванные серьезными системными ограничениями. С прогрессом технологии SiC Material, различные приборы SiC силы были начаты, такие как карбид кремния Power диод SBD, МОП-транзисторов и т.д., из-за стоимости, выход и надежность воздействия первого карбида кремния Силовые устройства в области низкого напряжения для достижения индустриализации, текущий коммерческий продукт уровни напряжения в 650-1700в, Схема, используемая в твердотельных трансформаторах, все еще находится в серийном состоянии.
В ближайшие годы, с развитием технологии, высоковольтные карбида кремния устройств, особенно появление карбида кремния устройств выше 15kV, а также развитие соответствующей технологии вождения и анти-помех технологии, будет способствовать упрощению структуры и повышения надежности твердотельных трансформаторов.
В-третьих, суммировать Будущие распределительные системы могут состоять из многих распределенных возобновляемых источников энергии и энергосетей, которые могут быть соединены с энергосетями или микро-сетями через новые распределительные сооружения и системы хранения энергии. Энергия Интернет имеет энергию двунаправленного контроля потока способность, позволяет ему обеспечить важную функцию подключи и играй, и может привести к системе и пользователю конец сбоя для достижения изоляции. Энергия Интернет требует передовых высоковольтных, высокочастотных и высокотемпературных силовых полупроводниковых приборов. Практические результаты показывают, что SiC устройство может упростить схему структуры твердотельного трансформатора, уменьшить пространство радиатора, и улучшить плотность мощности блока, подняв частоту переключения.