Transformador de potencia como una conversión de tensión y el aislamiento eléctrico de la infraestructura, la red central conectada al sistema de potencia, tiene aplicación en el campo de transmisión y distribución. El sistema se utiliza actualmente en más de núcleo lleno de aceite del transformador, peso y volumen, voltaje niveles y una mayor capacidad de elevación de la carga de la pérdida de potencia del transformador, la tensión del lado primario fluctuación de amplitud desestabilizador afectan a la tensión de salida secundaria de la tensión de salida del lado secundario, variaciones de carga, la generación de armónico causado por la excitación del núcleo está saturado corriente de entrada, y un lado primario del lado secundario de los armónicos inducidos nuevo fallo invasiva, etc. necesitan ser ajustados antes de la nueva rejilla de conversión de voltaje y energía, mientras que un control flexible del flujo de potencia, el diagnóstico y aislamiento de fallos de ambos. obviamente limitaciones de transformador tradicional No puede cumplir con los requisitos anteriores.
Primero, la introducción de la tecnología de transformador de estado sólido (SST)
transformador sólido (SST) conocido como transformador electrónico de potencia, una tecnología de conversión de energía de alta frecuencia combinando conversión electrónica de potencia y la tecnología se basa en el principio de la inducción electromagnética, la energía eléctrica de una potencia implementar características en otra de las características de potencia de energía equipo eléctrico estacionario en comparación con el transformador tradicional que tiene un tamaño pequeño, peso ligero, etc., pero también tiene muchas ventajas no disponibles en el transformador convencional, incluyendo la alta calidad de la fuente de alimentación, alto factor de potencia, automático de limitación de corriente, que comprende la capacidad de compensación de potencia reactiva, conversión de frecuencia, conversión digital, y de salida fases para facilitar la vigilancia automática, etc. Dado que las ventajas anteriores, el transformador sólida para un sistema de energía puede mejorar la fiabilidad del sistema, la calidad de energía se puede mejorar, facilitar la generación de nueva red de energía, promoverá red inteligente Y desarrollo.
El diagrama de bloques básico mostrado en la Figura 1: primera señal de CA de frecuencia se convierte en una señal de onda cuadrada convertidor electrónico de potencia de alta frecuencia, la señal de alta frecuencia transmitida a través del transformador de aislamiento, y luego para restaurar el convertidor electrónico de potencia de alta frecuencia en una frecuencia de la señal de onda cuadrada Señal de CA. Este proceso puede ser realizado por el controlador con el control apropiado del convertidor electrónico de potencia.
El primer enlace 01 AC / DC rectificador, en alimentación de CC 7kV 10KV en corriente alterna monofásica. La segunda parte 02 de un convertidor DC / DC de alta frecuencia, el DC 10K en DC 400V. Se compone de un circuito de puente en H, de baja tensión del circuito de puente en H Y transformador intermedio de alta frecuencia. 03 inversor DC / AC de tercera fase, DC 400V convertido a 60Hz, ± 120V AC.
Al aumentar el convertidor DC / DC y una frecuencia de funcionamiento del inversor de CC / CA, el transformador se puede lograr que el volumen reducido convencional, peso más ligero se convierte en el objetivo, lo que reduce en gran medida el tamaño y peso de los dispositivos pasivos.
En segundo lugar, la aplicación de dispositivos de carburo de silicio SiC en transformadores de estado sólido
Un dispositivo de potencia de semiconductor ideal debe tener tales características estáticas y dinámicas: puede soportar altas tensiones en el estado de bloqueo, tiene una alta densidad de corriente y una baja caída de tensión de conducción en el estado encendido, en el estado de conmutación y conmutación, Tiene un tiempo corto de encendido / apagado, puede soportar altos di / dt y dv / dt, tiene poca pérdida de conmutación y tiene una función de control total. Sin embargo, debido a limitaciones de voltaje, tolerancia de potencia, etc., estos silicio de alta potencia basados en silicio en aplicaciones de transformador el dispositivo tiene que utilizar componentes sólidos de serie y topología de circuito paralelo y tecnología compleja para satisfacer el requisito de la aplicación práctica, lo que resulta en la tasa de fracaso y coste del aparato se incrementa en gran medida, lo que restringe el ulterior desarrollo de las aplicaciones de redes inteligentes en transformador de estado sólido.
En los últimos años, como un nuevo material de ancho de banda prohibida del semiconductor - carburo de silicio (SiC), debido a sus excelentes propiedades eléctricas y físicas, son más y más atención en la industria es una ventaja importante porque el dispositivo de alimentación de carburo de silicio que tiene un alto voltaje. (decenas de miles de voltios), alta temperatura (mayor de 500 ℃) característica, una limitación grave del sistema para romper dispositivo de silicio-tensión de la fuente (número kV) y la temperatura (menos de 180 ℃) restricción causada. tecnología con material de carburo de silicio progreso, todo tipo de dispositivos de potencia de carburo de silicio que se desarrollarán, como diodo de potencia de carburo de silicio SBD, MOSFET, etc., debido al costo, rendimiento y fiabilidad del impacto, los dispositivos de potencia de carburo de silicio primero en darse cuenta de la industrialización de la baja presión en el campo, el producto comercial actual niveles de voltaje empleado en la realización 650-1700V, todavía transformador principalmente sólido en serie próximos años, a medida que avanza la tecnología, los dispositivos de carburo de silicio de alta tensión, especialmente la aparición de 15 kV o más dispositivos de carburo de silicio, y la correspondiente técnica de accionamiento y la interferencia El desarrollo de la tecnología conducirá a la simplificación estructural y la mejora de la confiabilidad de los transformadores de estado sólido.
Tercero, resumen
Futura generación y sistema de distribución pueden ser proporcionadas por una serie de energía renovable y red de energía distribuida compuesta por las nuevas instalaciones de distribución y sistemas de almacenamiento de energía son la energía Internet tiene la capacidad de controlar el flujo bidireccional de energía a la red o interconexión micro rejilla, de modo que puede proporcionar importante función Plug and Play, y permite que el sistema al terminal de usuario para lograr el aislamiento de fallos. dispositivos avanzados requeridos Internet de energía de alta tensión de semiconductores de potencia, de alta frecuencia y las capacidades de alta temperatura. los resultados muestran que la práctica del dispositivo de SiC puede ser simplificado significativamente configuración de circuito de un transformador de estado sólido, radiador reducido espacio y para aumentar la densidad de potencia por unidad levantando la frecuencia de conmutación. por lo tanto, el nuevo dispositivo de alta tensión de gran capacidad de potencia SiC abrirá nuevas aplicaciones en las aplicaciones de transformadores de estado sólido, y producir un desarrollo sostenido de cambio de redes inteligentes Impacto significativo.