Электронный силовой трансформатор для распределительных сетей
Închide
Conţinutul numărului revistei
Articolul precedent
Articolul urmator
474 15
Ultima descărcare din IBN:
2020-12-01 16:56
Căutarea după subiecte
similare conform CZU
621.314.2 (17)
Electrotehnică (790)
SM ISO690:2012
ЕРМУРАКИ, Ю.В.. Электронный силовой трансформатор для распределительных сетей. In: Problemele Energeticii Regionale. 2017, nr. 3(35), pp. 17-24. ISSN 1857-0070.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Problemele Energeticii Regionale
Numărul 3(35) / 2017 / ISSN 1857-0070

Электронный силовой трансформатор для распределительных сетей

Electronic Power Transformer for Power Distribution Networks

Transformator electronic de putere pentru rețelele de distribuție a energiei electrice


CZU: 621.314.2
Pag. 17-24

Ермураки Ю.В.
 
Институт энергетики АНМ
 
Disponibil în IBN: 27 decembrie 2017


Rezumat

В качестве многообещающего решения можно рассмотреть прямое распределение энергии от сети среднего напряжения с использованием нового оборудования, основанного на использовании PROBLEMELE ENERGETICII REGIONALE 3 (35) 2017 1 8 силовой электроники. Целью работы является предложение и обоснование инновационного технического решения для реализации твердотельного трансформатора (SST) с целью уменьшения количества этапов трансформации энергии по сравнению с известными решениями, упрощение топологии функциональной схемы с уменьшением издержек производства и потерь энергии в трансформаторах, используемых в электрических распределительных сетях. Предлагается решение для упрощения топологии трансформатора переменного тока в переменный ток за счет уменьшения числа пассивных электронных компонентов (резисторов, катушек индуктивности, конденсаторов) и активных элементов (транзистора). В электронном трансформаторе обеспечивается резонансный режим переключения транзисторов, используя индуктивность рассеяния высокочастотного трансформатора. Был изготовлен и испытан лабораторный образц трансформатора SST 10/0.22 кВ, мощностью 20 кВт. Тестирование лабораторного образца подтвердило функциональность предлагаемой схемы и возможность переключения электронных ключей при переходе тока через нуль (режим ZCS) с уменьшением потерь энергии в транзисторах. В предлагаемом преобразователе используется один высокочастотный трансформатор с упрощенной конструкцией с двумя обмотками, что уменьшает его массу и затраты на изготовление трансформатора. Снижение стоимости производства трансформатора обусловлено также с уменьшением связей между функциональными элементами.

Reducing losses in electricity distribution networks is a current technical problem. This issue also has social and environmental aspects. As a promising solution one can examine the direct distribution from the medium voltage power network using new equipment based on the use of power electronics. The aim of the paper is to propose and argue an innovative technical solution for the realization of the Solid State Transformer (SST) in order to decrease the number of energy transformation stages compared to the known solutions, simplifying the topology of the functional scheme with the reduction of production costs and the loss of energy in transformers used in electrical distribution networks. It is proposed the solution of simplifying the topology of the AC/AC electronic transformer by reducing the number of passive electronic components (resistors, inductors, capacitors) and active (transistors). The inverter of the SST transformer ensures the switching mode of the transistors, using for this purpose the inductance of the magnetic leakage flux of the high frequency transformer. The robustness of the laboratory sample of the SST 10 / 0.22 kV transformer with the power of 20 kW was manufactured and tested. Testing of the laboratory sample confirmed the functionality of the proposed scheme and the possibility of switching of the transistors to at zero current (ZCS mode) with the reduction of the energy losses. In the proposed converter a single highfrequency transformer with a simplified construction with two windings is used, which reduces its mass and the cost of making the transformer. The reduction in the manufacturing cost of the converter is also due to the decrease in the number of links between the functional elements.

Micșorarea pierderilor în rețelele electrice de distribuție constituie o problemă actuală tehnică și cu aspecte sociale și de mediu. Ca soluție promițătoare se poate examina distribuție directă din rețeaua de medie tensiune a energiei electrice cu utilizarea echipamentelor noi bazate pe utilizarea electronicii de putere. Scopul lucrării constă în propunerea și argumentarea unei soluții tehnice inovative de realizare a transformatoarelor electronice (Solid State Transformer - SST) întru micșorarea numărului treptelor de transformare a energiei în comparare cu soluțiile cunoscute, simplificarea topologiei schemei funcționale cu micșorarea costurilor de producere și a pierderilor de energie în transformatoarele utilizate în rețelele electrice de distribuție. Se propune soluția de simplificare a topologiei transformatorului electronic de tip AC/AC cu micșorarea numărului de componente electronice pasive (rezistoare, bobine de inductanță, condensatoare) și active (tranzistore). Pentru tranzistoarele invertorului transformatorului SST se asigură regimul de comutație ușoară, utilizând în acest scop inductanța fluxului magnetic de scăpări a transformatorului de frecvență înaltă. Testărilor mostrei de laborator au confirmat funcționalitatea schemei propuse și posibilitatea realizării modului de comutare al cheilor electronice la trecerea curentului prin zero (regimul ZCS) cu micșorarea pierderilor de energie. În convertorul propus se foloseşte un singur transformator de frecvenţă înaltă cu o realizarea constructivă simplificată cu două înfăşurări, ce asigură micşorarea masei și costului de confecţionare al transformatorului. Micşorarea costului de confecţionare al convertorului se datorează de asemenea şi micşorării numărului de legături dintre elementele funcţionale. S-a confecționat și testat robustețea mostrei de laborator a transformatorului SST 10/0.22 kV cu puterea de 20 kW.

Cuvinte-cheie
электронный трансформатор, электронные ключи, режим коммутации ZCS, стабилизация выходного напряжения, коэффициент искажения.