Výhody pevnostavového stejnosměrného vypínače ABB!

Úplně elektrické komerční lodě se stávají stále populárnějšími, s DC elektrickými systémy jako preferovanou volbou pro rozvod elektrické energie na palubě díky jejich schopnosti zvládat vysoké přítoky energie v omezeném prostoru s vyšší efektivitou systému a nižšími náklady na životní cyklus.

Komerční lodě vybavené palubními DC sítěmi dokázaly pracovat s vrcholovou energetickou efektivitou a minimalizací emisí. To vede k významným úsporám energie a sníženým provozním nákladům v námořních aplikacích, od nákladních lodí po plavby letových lodí. Obrázek 1 znázorňuje příklad DC distribučního systému pro komerční lodě.

Požadavky na dodávku energie a výkon DC systémů závisí na extrémně rychlé ochraně před poruchami, aby byla zajištěna selektivita ochrany, vysoká přežitelnost a možnost rekonfigurace po výskytu poruchy. V praxi zůstávají ochrana před poruchami a izolace mezi klíčovými výzvami pro palubní DC distribuční systémy.

Díky charakteristikám polovodičových článků mohou pevné stavové DC spínače (SS DCCBs) poskytnout extrémně krátké doby odezvy a rychlé přerušení proudů – až 1 000krát rychleji než elektromechanické spínače. ABB vyvinulo pevný stavový DC spínač s extrémně nízkými konduktivními ztrátami, vysokou hustotou výkonu a ultra-rychlou dobou odezvy, který je schopen splnit náročné požadavky na ochranu námořních DC distribučních systémů.

Toto řešení je založeno na paralelním spojení Si reverzních blokujících IGCT (RB-IGCT), speciálně upraveného polovodičového článku optimalizovaného pro nízké ztráty, vyvinutého v Corporate Research v Lenzburgu a ABB Semiconductors, spolu s optimalizovanými metaloxidickými varistory (MOVs). RB-IGCT je 1 000krát rychlejší než jakýkoli elektromechanický kontakt a je optimalizován pro nízké konduktivní ztráty. Optimalizované MOVs mohou disipovalizovat vysokou induktivní energii systému a umožnit rychlé přerušení a izolaci proudu.

Vysokoproudé pevné stavové DC spínače přinášejí revoluční ochranu systému pro bezpečné, bezobloukové a efektivní DC systémy. Vyvinutá platforma je určena pro systémové napětí až 1 000 Vdc, s nominálními proudy od 1 000 A do 5 000 A. Technologie dosahuje efektivity až 99,8 %, což je v porovnání s 99,5 % u řešení založených na Si IGBT. Pevné stavové spínače mohou být chlazeny vodou pro maximální hustotu výkonu nebo používat pokročilé dvoufázové chlazení, které zjednodušuje vzduchové chlazení, přičemž nabízí výkon blízký kapalnému chlazení, což zajišťuje nižší náklady na instalaci a údržbu a delší životnost majetku.

Jeho ztráty energie jsou o 70 % nižší než u podobných řešení. Během deseti let mohou na trajektech ušetřit až 200 000 USD a na plavbách letových lodí až 1 milion USD. Nový spínač lze také použít v mnoha dalších aplikacích, jako jsou síťově připojené systémy akumulačních baterií, data centra a infrastruktura pro nabíjení elektrických vozidel. Ve skutečnosti získala ABB financování projektu od amerického Ministerstva energie na vývoj DC spínačů pro aplikace nabíjení elektrických vozidel. Pevné stavové spínače zlepší spolehlivost a efektivitu distribučních systémů, sníží náklady na údržbu a zároveň splní požadavky na trvanlivost budoucí generace elektrické sítě.