مزایای قطع کننده جریان مستقیم ثابت حالت ABB!

کشتی‌های تجاری کاملاً برقی به تدریج محبوب‌تر می‌شوند و سیستم‌های قدرت مستقیم (DC) به دلیل توانایی مدیریت جریان‌های قدرت بالا در فضاهای محدود با کارایی سیستم بالاتر و هزینه‌های چرخه حیات پایین‌تر، انتخاب مطلوب برای توزیع قدرت در کشتی‌ها هستند.

کشتی‌های تجاری مجهز به شبکه‌های DC روی کشتی قادر به عملکرد با کارایی انرژی بالایی هستند که منجر به کاهش گازهای گلخانه‌ای می‌شود. این موضوع نتیجه‌گیری قابل توجهی از صرفه‌جویی در قدرت و کاهش هزینه‌های عملیاتی در کاربردهای دریایی از کشتی‌های باری تا کشتی‌های گردشی است. شکل ۱ یک مثال از سیستم توزیع قدرت DC برای کشتی‌های تجاری را نشان می‌دهد.

نیازمندی‌های تأمین قدرت و عملکرد سیستم‌های DC به محافظت عیب سریع بسیار وابسته است تا انتخابی بودن محافظت، مقاومت بالا و قابلیت بازپیکربندی پس از وقوع عیب تضمین شود. در عمل، محافظت و جداسازی عیب همچنان یکی از چالش‌های کلیدی سیستم‌های توزیع DC روی کشتی است.

به دلیل ویژگی‌های دستگاه‌های نیمه‌رسانا، شیرهای مدار قطع DC جامد (SS DCCBs) می‌توانند زمان‌های پاسخ بسیار کوتاه و قطع سریع جریان – تا ۱,۰۰۰ برابر سریع‌تر از شیرهای الکترومکانیکی – ارائه دهند. ABB یک شیر مدار قطع DC جامد با ضریب انتقال بسیار پایین، چگالی قدرت بالا و زمان پاسخ بسیار سریع توسعه داده است که قادر به برآوردن نیازهای محافظتی سخت‌گیرانه سیستم‌های توزیع قدرت DC دریایی است.

این راه‌حل بر اساس اتصال موازی Si Reverse-Blocking IGCTs (RB-IGCTs)، یک دستگاه نیمه‌رسانا سفارشی که برای کاهش ضریب انتقال بهینه شده است، توسعه یافته است. این دستگاه توسط Corporate Research در Lenzburg و ABB Semiconductors توسعه یافته و همراه با واریستورهای متال-اکسید بهینه (MOVs) است. RB-IGCT ۱,۰۰۰ برابر سریع‌تر از هر تماس الکترومکانیکی است و برای کاهش ضریب انتقال بهینه شده است. واریستورهای بهینه می‌توانند انرژی القایی سیستم بالا را پخش کنند و قطع و جداسازی جریان سریع را ممکن سازند.

شیرهای مدار قطع DC جامد با جریان بالا محافظت انقلابی برای سیستم‌های DC ایمن، بدون آتش‌سوزی و کارآمد ارائه می‌دهند. پلتفرم توسعه یافته به ولتاژهای سیستم تا ۱,۰۰۰ Vdc هدف گذاشته و جریان‌های اسمی از ۱,۰۰۰ A تا ۵,۰۰۰ A را پوشش می‌دهد. این فناوری کارایی تا ۹۹.۸٪ را در مقابل ۹۹.۵٪ برای راه‌حل‌های مبتنی بر Si IGBT به دست می‌آورد. شیرهای جامد می‌توانند با خنک‌سازی آب برای چگالی قدرت ماکزیمم یا با استفاده از خنک‌سازی دو فاز پیشرفته، که خنک‌سازی هوایی را ساده می‌کند و عملکرد نزدیک به خنک‌سازی مایع را ارائه می‌دهد، استفاده شوند. این امر منجر به کاهش هزینه‌های نصب و نگهداری و طول عمر طولانی‌تر دارایی می‌شود.

ضریب انتقال آن ۷۰٪ کمتر از راه‌حل‌های مشابه است. در طول ده سال، می‌تواند تا ۲۰۰,۰۰۰ دلار در کشتی‌های فریبی و تا ۱ میلیون دلار در کشتی‌های گردشی صرفه‌جویی کند. شیر مدار قطع جدید می‌تواند در بسیاری از کاربردهای دیگر مانند سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی باتری متصل به شبکه، مراکز داده و زیرساخت‌های شارژ خودروهای برقی استفاده شود. در واقع، ABB پروژه‌ای را از وزارت انرژی ایالات متحده برای توسعه شیرهای مدار قطع DC برای کاربردهای شارژ خودروهای برقی برنده شده است. شیرهای مدار قطع جامد سیستم‌های توزیع قدرت را قابل اعتماد‌تر و کارآمدتر می‌کنند، هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهند و در عین حال نیازهای تحمل‌پذیری شبکه‌های قدرت نسل بعدی را برآورده می‌کنند.