Prednosti prekidnika strujnog kruga na bazi čvrstog stanja ABB!

Potpuno električne komercijalne brodove sve više postaju popularne, s DC sustavima snage koji su preferirani izbor za distribuciju struje na brodu zbog svoje sposobnosti obrade visokih protoka snage u ograničenom prostoru uz veću učinkovitost sustava i niže troškove ciklusa života.

Komercijalni brodovi opremljeni DC mrežama dokazali su da mogu raditi na vrhunskoj energetskoj učinkovitosti uz minimalizaciju emisija. To rezultira značajnim uštedama snage i smanjenim troškovima operacije u pomorskim primjenama, od teretnih brodova do putničkih linijskih brodova. Slika 1 ilustrira primjer DC sustava distribucije snage za komercijalne brodove.

Zahtjevi za opskrbu snage i performanse DC sustava ovisi o izuzetno brzom zaštiti od grešaka kako bi se osigurala selektivnost zaštite, visoka otpornost i rekonfigurabilnost nakon događaja greške. U praksi, zaštita od grešaka i izolacija ostaju među ključnim izazovima za DC distribucijske sustave na brodu.

Zahvaljujući karakteristikama poluprovodnih uređaja, čvrste stanje DC prekidnici (SS DCCBs) mogu pružiti izuzetno kratko vrijeme reakcije i brzo prekidanje struje—do 1,000 puta brže od elektromehaničkih prekidnika. ABB je razvio čvrsto-stanjski DC prekidnik s izuzetno niskim gubitcima provođenja, visokom gustoćom snage i ultra-brzim vremenom reakcije, sposoban ispuniti zahtjevne zahtjeve za zaštitom pomorskih DC sustava distribucije snage.

Ova rješenja temelji se na paralelnom spajanju Si Reverse-Blocking IGCTs (RB-IGCTs), prilagođenog poluprovodnog uređaja optimiziranog za niske gubitke, razvijenog u Corporate Research u Lenzburgu i ABB Semiconductors, zajedno s optimiziranim metal-oxide varistorima (MOVs). RB-IGCT je 1,000 puta brži od bilo kojeg elektromehaničkog kontakta i optimiziran za niske gubitke provođenja. Optimizirani MOV-i mogu rasipati visoku induktivnu energiju sustava i omogućiti brzo prekidanje struje i izolaciju.

Visokostrujni čvrsto-stanjski DC prekidnici donose revolucionarnu zaštitu sustava sigurnim, bez lukovitim i učinkovitim DC sustavima. Razvijena platforma cilja na sistemske napone do 1,000 Vdc, s nominalnim strujama od 1,000 A do 5,000 A. Tehnologija postiže učinkovitost do 99.8%, usporedo s 99.5% za Si IGBT bazirana rješenja. Čvrsto-stanjski prekidnici mogu koristiti hlađenje vodom za maksimalnu gustoću snage ili napredno dvofazno hlađenje, koje pojednostavljuje zračno hlađenje dok dostiže performanse blizu tekućinskog hlađenja, osiguravajući niže troškove instalacije i održavanja te duži životni vijek imovine.

Gubitci snage su 70% niži od sličnih rješenja. U roku od deset godina, može se uštedjeti do 200.000 dolara na trajektima i do 1 milijuna dolara na putničkim linijskim brodovima. Novi prekidnik također se može koristiti u mnogim drugim primjenama, poput povezanih na mrežu sustava pohrane energije baterijama, podatkovnim centrima i infrastrukturom za punjenje električnih vozila. Zapravo, ABB je osvojio sredstva za projekt od Američkog ministarstva energije za razvoj DC prekidnika za primjene punjenja električnih vozila. Čvrsto-stanjski prekidnici će činiti sustave distribucije snage pouzdavnijima i učinkovitijima, smanjiti troškove održavanja, a istovremeno ispunjavati zahtjeve za izdržljivošću sljedeće generacije mreže snage.