ABB Solid-State DC Circuit Breaker Fordele!

Fulde elektriske kommercielle skibe bliver stadig mere populære, og DC-strømsystemer er den foretrukne valg for ombordstrømforsyning på grund af deres evne til at håndtere høje strømstyrker inden for begrænset plads med højere systemeffektivitet og lavere levetidsomkostninger.

Kommercielle skibe udstyret med ombord DC-net har vist sig i stand til at operere med topenergieffektivitet, samtidig med at emissioner minimeres. Dette resulterer i betydelige strømbesparelser og nedsatte driftsomkostninger over maritime anvendelser, fra lastskibe til krydstogtskibe. Figur 1 viser et eksempel på et DC-strømforsyningsnet for kommercielle skibe.

Strømforsyningskravene og ydeevnen af DC-systemer afhænger af ekstremt hurtig fejlbeskyttelse for at sikre beskyttelsesselectivitet, høj overlevelse og rekonfiguration efter en fejlhændelse. I praksis forbliver fejlbeskyttelse og isolation blandt de største udfordringer for skibsbaserede DC-distributionsystemer.

På grund af karakteristika hos strømsemitledende komponenter kan fasttilstand DC-kredsløbsbrydere (SS DCCBs) give ekstremt korte svar- og strømafbrydningstider – op til 1.000 gange hurtigere end elektromekaniske brydere. ABB har udviklet en fasttilstand DC-kredsløbsbryder med ekstremt lave ledningsforskydninger, høj effektdensitet og ultra-hurtig svar tid, som kan møde de krævende beskyttelseskrav for marine DC-strømforsyningsnet.

Denne løsning er baseret på en parallel forbindelse af Si Reverse-Blocking IGCTs (RB-IGCTs), en tilpasset halvlederkomponent optimeret til lave tab, udviklet af Corporate Research i Lenzburg og ABB Semiconductors, sammen med optimerede metaloksid varistorer (MOVs). RB-IGCT er 1.000 gange hurtigere end enhver elektromekanisk kontakt og optimeret for lave ledningsforskydninger. De optimerede MOVs kan dissipere højt systeminduktiv energi og muliggøre hurtig strømafbrydning og isolation.

Højstrøm fasttilstand DC-kredsløbsbrydere bringer revolutionær systembeskyttelse til sikre, buefri og effektive DC-systemer. Den udviklede platform har målrettet systemspændinger op til 1.000 Vdc, med nominerede strømstyrker, der rækker fra 1.000 A til 5.000 A. Teknologien opnår en effektivitet på op til 99,8% sammenlignet med 99,5% for Si IGBT-baserede løsninger. Fasttilstandsbryderne kan være vandkølede for maksimal effektdensitet eller bruge avanceret tofase køling, hvilket forenkler luftkøling, mens ydeevnen nærmer sig væskedyrkøling, og sikrer lavere installations- og vedligeholdelsesomkostninger samt længere livstid for anlægget.

Dens strømtab er 70% lavere end for lignende løsninger. Inden for ti år kan det spare op til 200.000 $ på færger og op til 1 million $ på krydstogtskibe. Den nye kredsløbsbryder kan også anvendes i mange andre applikationer, såsom netforbundne batterilagringssystemer, datacentre og ladefaciliteter til elbiler. I virkeligheden har ABB vundet projektfunding fra U.S. Department of Energy for at udvikle DC-kredsløbsbrydere til elbil-ladningsapplikationer. Fasttilstands kredsløbsbrydere vil gøre strømforsyningsnet mere pålidelige og effektive, reducere vedligeholdelsesomkostninger og samtidig opfylde levedygtighedskravene for næste generations strømnets.