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!

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


Innowacyjne wnętrzowe stacje transformatorowe ICZ-E?

Jak monitorować i sterować procesami przemysłowymi »

Stacje termotranferowe procesy przemysłowe
Materiały dla Projektantów oraz Wykonawców (...) czytam więcej » DWiększość wyświetlaczy jest zaprojektowana do montażu panelowego, ale niektóre urządzenia mogą być również montowane zarówno w panelu (...) czytam dalej »

Jaka jest funkcja enkodera i czujnika ruchu »

Czujniki ruchu i enkodery Enkodery i czujniki nachylenia umożliwiają dokładny i wydajny pomiar prędkości oraz ustalenie(...) czytam dalej »


Jakie wybrać wsporniki do mocowania przewodów instalacji odgromowej?

Jaki jest najlepszy hermetyk na rynku »

Wsporniki ochrony odgromowej Ebook
W obudowie wykonanej z wysokiej jakości polietylenu kryje się betonowy rdzeń. Szczelnie zamknięta konstrukcja chroni go przed niekorzystnym wpływem czynników pogodowych i(...) zobacz więcej  » Dzięki wprowadzonym rozwiązaniom konstrukcyjnym oprawa charakteryzuje się szczelnością oprawy IP66. Podstawa i klosz wykonany z poliwęglanu zapewnia oprawie wysoki stopień odporności na uderzenia IK09.
(...)
czytam dalej »

System zarządzania energią EMS CX3 »

System zarządzania energią EMS CX3 składa się z urządzeń o niezwykle kompaktowej budowie modułowej, które w łatwy sposób można zainstalować zarówno w nowopowstających instalacjach jak i już istniejących, w jednym rzędzie rozdzielnicy elektrycznej z innymi aparatami (...) czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Energetyka i OZE. Ważna rola miedzi »

Przewody elektryczne i kable spełniające normy CPR »

Miedź i fotowoltaika Kable przeowdy lapp
Miedź jest jednym z najlepszych przewodników elektryczności i ciepła, więc trudno się dziwić, że na te zastosowania przypada około 60% całkowitego...  czytam więcej » Nieposiadanie Deklaracji Własności Użytkowych na kabel lub przewód jako wyrób budowlany oznacza brak możliwości wprowadzenia go na rynek Unii Europejskiej jako wyrób budowlany, a w konsekwencji niemożliwość (...) czytam dalej »


Kable średniego i niskiego napięcia - wymagania standardów międzynarodowych»

Zobacz nowości na ELEKTROTECHNIKA 2019 »

PRzewody i kable standardy Ochrona przepięciowa systemów alarmowych
Szeroki asortyment przewodów i kabli produkowanych zgodnie z wymaganiami restrykcyjnych standardów międzynarodowych(...)  czytam dalej » Targi ELEKTROTECHNIKA skierowane są do producentów i użytkowników sprzętu niskiego, średniego i wysokiego napięcia oraz systemów alarmowych i rozwiązań umożliwiających instalację przewodów elektrycznych w nowoczesnych budynkach. Równolegle odbędą się Targi ŚWIATŁO oraz Wystawa TELETECHNIKA..(...) czytam dalej »

Stacje ładowania pojazdów od Kolejowych Zakładów Łączności ?

UPS zasilacze Stacja umożliwia szybkie ładowanie prądem zmiennym o mocy do 22 kW (opcjonalnie 44 kW). Wyposażona jest w dwa gniazda osobno opomiarowane (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym ??

Projektowanie skomplikowanych etykiet w terenie przy pomocy smartfona »

Switche zarządzalne Drukowanie etykiet ze smartfona
Switche niezarządzalne są 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 » Dzięki zainstalowaniu na dowolnym smartfonie naszej aplikacji Etykiety ekspresowe możesz projektować nawet najbardziej skomplikowane etykiety z kodami 1D, 2D i kodami kreskowymi czy etykiety seryjne korzystając (...) czytam dalej »

Nowe rozwiązania w dziedzinie zasilania gwarantowanego »

Jaką rozdzielnicę nn wybrać do projektu?

Zasilanie gwarantowane Co sie stało z kablami
Samochody elektryczne stają się coraz bardziej popularne. Jednak ich żywot jest uzależniony od stacji ładowania. Stacja ładowania to urządzenie elektryczne, które(...) czytam dalej » Wszelkie błędy popełnione na etapie projektowania, wykonawstwa i eksploatacji nawarstwiają się latami, stopniowo pro­wadząc do wydłużenia czasu poświęcanego na administrację systemu, zmniejszając pewność jego działania i tym samym (...) 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 »
1-2/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 1-2/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Projekt zasilania transformatorów elektromedycznych bloku operacyjnego szpitala
  • - Zasady wprowadzania do obrotu i stosowania urządzeń przeciwpożarowych
Zobacz szczegóły

Nowelizacja w sprawie etykiet energetycznych przyjęta

Rada Ministrów przyjęła projekt ustawy o zmianie ustawy o informowaniu zużycia energii przez produkty wykorzystujące energię oraz o kontroli realizacji programu znakowania urządzeń...

Nowa kamera termowizyjna FLIR T840

FLIR Systems wprowadziła na rynek nową kamerę termowizyjną FLIR T840 należącą do serii T. Wysokiej rozdzielczości model T840 ma jaśniejszy wyświetlacz oraz wbudowany wizjer pomagający...
System zarządzania energią EMS CX 3

System zarządzania energią EMS CX3

Firma Legrand wprowadziła do sprzedaży nową, innowacyjną ofertę urządzeń do pomiaru, stałej kontroli i sterowania instalacją elektryczną w budynku, zarówno lokalnie w...
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