ABB Solid-State DC Circuit Breaker Advantages! فایده‌های قطعکننده مستقیم جریان ثابت حالت جامد ABB!

تماماً برقی کشتی‌های تجاری روز به روز محبوب‌تر می‌شوند، با اینکه سیستم‌های قدرت مستقیم جریان (DC) برای توزیع قدرت در داخل کشتی به دلیل توانایی مدیریت جریان‌های قدرت بالا در فضاهای محدود با کارایی سیستم بالاتر و هزینه‌های دوره زندگی کمتر، انتخاب اولیه هستند.

کشتی‌های تجاری مجهز به شبکه‌های DC داخلی نشان داده‌اند که قادر به عملکرد با کارایی انرژی بیشینه هستند و در عین حال تولید آلودگی را به حداقل می‌رسانند. این امر منجر به صرفه‌جویی قابل توجه در مصرف قدرت و کاهش هزینه‌های عملیاتی در کاربردهای دریایی، از کشتی‌های باری تا کشتی‌های گردشی می‌شود. شکل ۱ یک مثال از سیستم توزیع قدرت DC برای کشتی‌های تجاری را نشان می‌دهد.

نیازهای تامین قدرت و عملکرد سیستم‌های DC به حفاظت سریع بسیار وابسته است تا انتخابی بودن حفاظت، مقاومت بالا و قابلیت بازپیکربندی پس از رویداد خرابی تضمین شود. در عمل، حفاظت و جداکنندگی خرابی‌ها همچنان یکی از چالش‌های اصلی سیستم‌های توزیع DC کشتی‌ها محسوب می‌شود.

به دلیل ویژگی‌های دستگاه‌های نیمه‌رسانا، قطعک‌های مدار DC جامد (SS DCCBs) می‌توانند زمان‌های پاسخ بسیار کوتاه و مداخله جریان سریع – تا ۱۰۰۰ بار سریع‌تر از قطعک‌های الکترومکانیکی – ارائه دهند. ABB یک قطعک مدار DC جامد با ضریب انتقال بسیار کم، چگالی قدرت بالا و زمان پاسخ بسیار سریع توسعه داده است که قادر به برآوردن نیازهای حفاظتی سختگیرانه سیستم‌های توزیع قدرت DC دریایی است.

این راه‌حل بر اساس اتصال موازی RB-IGCTs (IGCTs با مسدود کننده معکوس Si) که یک دستگاه نیمه‌رسانا سفارشی برای کاهش زیان‌ها است که توسط Corporate Research در Lenzburg و ABB Semiconductors توسعه یافته، همراه با MOVs (واریستورهای اکسید فلزی) بهینه شده است. RB-IGCT ۱۰۰۰ بار سریع‌تر از هر تماس الکترومکانیکی و بهینه شده برای کاهش زیان‌های انتقال است. MOVs بهینه شده می‌توانند انرژی القایی سیستم بالا را پخش کنند و مداخله جریان سریع و جداکنندگی را ممکن سازند.

قطعک‌های مدار DC جامد با جریان بالا حفاظت انقلابی را به سیستم‌های DC ایمن، بدون آرک و کارا می‌آورند. پلتفرم توسعه یافته برای ولتاژهای سیستم تا ۱۰۰۰ Vdc با جریان‌های اسمی از ۱۰۰۰ A تا ۵۰۰۰ A طراحی شده است. این فناوری کارایی تا ۹۹.۸٪ را می‌رساند، در مقایسه با ۹۹.۵٪ برای راه‌حل‌های مبتنی بر IGBT Si. قطعک‌های جامد می‌توانند برای چگالی قدرت بیشینه خنک‌سازی آبی شوند یا از خنک‌سازی دو فاز پیشرفته استفاده کنند که خنک‌سازی هوایی را ساده می‌کند و در عین حال عملکردی نزدیک به خنک‌سازی مایع ارائه می‌دهد، این امر منجر به کاهش هزینه‌های نصب و نگهداری و طول عمر طولانی‌تر دارایی‌ها می‌شود.

زیان‌های قدرت آن ۷۰٪ کمتر از راه‌حل‌های مشابه است. در طول ده سال، می‌تواند تا ۲۰۰۰۰۰ دلار در کشتی‌های فریبی و تا یک میلیون دلار در کشتی‌های گردشی صرفه‌جویی کند. قطعک مدار جدید می‌تواند در بسیاری از کاربردهای دیگر مانند سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی باتری متصل به شبکه، مرکز‌های داده و زیرساخت‌های شارژ خودروهای برقی استفاده شود. در واقع، ABB پروژه‌ای را از وزارت انرژی ایالات متحده برای توسعه قطعک‌های مدار DC برای کاربردهای شارژ خودروهای برقی برنده شده است. قطعک‌های مدار جامد سیستم‌های توزیع قدرت را قابل اعتماد‌تر و کارا‌تر می‌کنند، هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهند و در عین حال نیازهای دوام شبکه‌های قدرت نسل بعدی را برآورده می‌کنند.