Pełny numer elektro.info 7-8/2017 tylko dla Ciebie [PDF]

wystarczy założyć konto w portalu elektro.info.pl

Wielopoziomowe układy energoelektroniczne dla energetyki

Wielopoziomowe układy energoelektroniczne dla energetyki
Wielopoziomowe układy energoelektroniczne dla energetyki

W artykule przedstawiono topologie układów przekształtnikowych najczęściej stosowanych w światowej elektroenergetyce. Szczególny nacisk położono na wielopoziomowe przekształtniki napięcia i przekształtniki modułowe dające możliwość generacji napięcia wyjściowego o niskiej zawartości wyższych harmonicznych przy niewielkich nakładach na budowę filtrów oraz zapewniających łatwą redundancję układu. Pokazano przykład zastosowania takich układów jako zasilania sieci elektroenergetycznej platformy wiertniczej.

elementy energoelektroniczne

Elementy półprzewodnikowe w układach energoelektronicznych pracują – poza specjalnymi zastosowaniami – jako łączniki. Powinny one zatem cechować sięnastępującymi właściwościami:

  • wysokim napięciem odcięcia przy niewielkim prądzie odcięcia (w stanie blokowania),
  • wysokim prądem przewodzenia przy jednoczesnym małym spadku napięcia na elemencie przewodzącym (małymi stratami wydzielającymi się na elemencie podczas przewodzenia),
  • procesem przełączania elementu powodującym małe straty przełączeniowe, pozwalającym na wysokie częstotliwości przełączania oraz wymagającym możliwie prostych układów pomocniczych,
  • możliwością łatwego równoległego łączenia elementów przy wysokim napięciu znamionowym pracy [12].

Zobacz także: Jakość energii elektrycznej – wybrane zagadnienia identyfikacji parametrów

Do najczęściej stosowanych obecnie w układach energoelektronicznych elementów półprzewodnikowych należą: diody i tyrystory mocy, tyrystory GTO (Gate Turn-Off Thyristor), IGCT ( Integrated Gate-Commutated Thyristor) i tranzystory IGBT (Insulated-Gate Bipolar Transistor).

Chociaż napięcia blokowania dla tych elementów sięgają 10 kV i mogą przez nie przepływać prądy ok. 5 kA, aby uzyskać żądany poziom napięcia pracy układu, zastosowanie pojedynczego łącznika może okazać się niewystarczające. Aby uniknąć bezpośredniego połączenia szeregowego większej liczby zaworów, które przy nawet minimalnie niejednoczesnej zmianie stanu pracy mogą powodować nadmierne obciążenia przełączających później elementów, stosuje się układy wielopoziomowe i modułowe. Dodatkowo układy wielopoziomowe pozwalają uzyskać bardziej zbliżony do sinusoidalnego kształt krzywej napięcia wyjściowego.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!


Dzięki postępowi w technologii wytwarzania elementów półprzewodnikowych istnieje możliwość wykonania przekształtników o mocach rzędu setek megawatów i częstotliwości taktowania ponad 1,5 kHz [16].

zastosowanie układów energoelektronicznych w energetyce

Urządzenia energoelektroniczne dużych mocy znajdują coraz więcej zastosowań w przesyle, dystrybucji i rozdziale energii elektrycznej. Przy zasilaniu w energię elektryczną przekształtniki znajdują zastosowanie m.in. jako:

  • urządzenia zasilające sieci wydzielone prądu stałego i przemiennego, np. zasilanie energią elektryczną platform wiertniczych, statków, samolotów, itp.,
  • zasilanie sieci przemysłowych stanowiących wydzieloną część systemu,
  • układy przyłączające do systemu energetycznego źródła o zmiennych parametrach elektrycznych (np. elektrownie wiatrowe i inne źródła energii odnawialnej), 
  • sprzęgła pomiędzy sieciami (systemami elektroenergetycznymi) o różnej częstotliwości lub przesunięciu fazowym między napięciami,
  • sprzęgła pomiędzy sieciami zmiennoprądowymi a sieciami napięcia stałego, np. kablami podmorskimi,
  • zasilanie napędów elektrycznych,
  • kompensatory mocy biernej.

Zobacz także: Prefabrykowane stacje transformatorowe SN/nn - wymagania normatywne

przekształtniki bezpośrednie i przekształtniki prądu

Opis topologii układów przekształtnikowych, które doczekały się szerszego zastosowania, wraz z ich funkcjonalnością można znaleźć w wielu pozycjach literatury krajowej i zagranicznej, np. w [13, 14, 15, 17]. Szeroką grupę stanowią przekształtniki bezpośrednie, np. napięcia trójfazowego na napięcie trójfazowe. Typową topologię przekształtnika bezpośredniego wraz z transformatorem przedstawiono na rysunku 1. Przykładem tej grupy przekształtników może być przekształtnik macierzowy, w którym istnieje możliwość bezpośredniego połączenia (i odłączenia) w dowolnym czasie każdego z wejściowych napięć trójfazowych jako napięcia wyjściowego dowolnej fazy [1, 4].

Zobacz także: Wielopoziomowe układy energoelektroniczne dla energetyki

Przekształtniki prądu jak do tej pory znalazły znikome zastosowanie przy zasilaniu silników trójfazowych, w wysokoczęstotliwościowej technice grzewczej i do kompensacji mocy biernej. Przekształtniki prądu mające prąd jako wielkość stałą obwodu pośredniczącego mogą być stosowane jako źródło zasilania dla sieci wtedy, gdy odbiornik umożliwia regulację prądu. Przykładowy układ znajdujący zastosowanie w praktyce przedstawiono na rysunku 2.

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 9/2011

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »


Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

urządzenia przeciwprzepięciowe spd Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz(...) czytam dalej »


Światło dzienne, nasz naturalny regulator - odwzorowanie opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Nowe rozdzielnice Practibox S - wysoka jakość i nagrodzony design w przystępnej cenie»

nowe rozdzielnice Rozdzielnice dedykowane są przede wszystkim dla budownictwa mieszkaniowego (prywatnego jak i deweloperskiego), hoteli i obiektów biurowych. Rozdzielnice otrzymały ... czytam dalej »


Wprawiają w ruch tysiące różnych pojazdów na świecie - znasz ich?

Rozdzielnice średniego napięcia (SN) - przegląd 2019

pojazdy elektryczne Medcom Rozdzielnice 2019 porównanie
Zmieniają sposób myślenia o energii elektryczne i nie tylko... czytam więcej » Rozdzielnice średniego napięcia (SN), tak jak i inne rozdzielnice energetyczne, budowane są na napięcia znamionowe w zakresie od 7,2 do 36 kV o wartościach 7,2; 12; ... czytam dalej »

Kamery termowizyjne w cenach promocyjnych - tylko do 30 czerwca! »

Promocje na kamery termowizyjne Przy pracach instalacyjnych, a także w przemyśle, kamera termowizyjna jest nieodzownym narzędziem pracy ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Jaki wybrać uniwersalny, programowalny wyświetlacz cyfrowy?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

Sterowniki programowalne kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenie nie wymaga dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań urządzenia wlicza się sterowanie oraz ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Ochrona przed przepięciami systemów alarmowych»

Wszyscy elektryczni producenci w jednym miesjcu - zobacz!

Ochrona przepięciowa systemów alarmowych Elektryczni producenci w jednym miejscu
Jak ochronić różnorodne elektroniczne systemy ochrony mienia przed skutkami przepięć(...) czytam dalej » Zobacz ponad 100,000 produktów elektromechanicznych w ofercie (...) czytam dalej »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Ograniczniki przepięć, które wybrać?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Układy SPD typu 1 (ograniczniki przepięć typu 1) powinny być stosowane do ochrony instalacji elektrycznej oraz urządzeń przed zagrożeniami stwarzanymi(...) czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
5/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 5/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Stacje ładowania pojazdów elektrycznych
  • - Oświetlenie boisk piłkarskich zgodnie z wymaganiami klas oświetleniowych
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl