ABB szilárdtestes DC áramköri törésvédő előnyei!

Teljesen elektrikus kereskedelmi hajók egyre népszerűbbek, mivel a DC áramrendszer a hajón belüli áramelosztás szempontjából a preferált megoldás, mivel képes nagy teljesítményű áramok kezelésére korlátozott térben magasabb rendszerhatékonysággal és alacsonyabb életciklus költségekkel.

A DC hálózattal felszerelt kereskedelmi hajók képesek csúcshatékonysággal működni, miközben minimalizálják a kibocsátásokat. Ez jelentős energiamegspárokra és operációs költségekre vezet a tengeri alkalmazásokban, a raktárhajótól a túrhajóig. Az 1. ábra egy példát mutat a kereskedelmi hajók DC áramelosztási rendszerére.

A DC rendszerek energiaellátási igényei és teljesítménye nagyon gyors hibavédelemre támaszkodik, hogy biztosítja a védelmi selektivitást, a magas túléledhetőséget és az újrakonfigurálhatóságot hiba esetén. A gyakorlatban a hibavédelem és izolálás továbbra is a hajón belüli DC elosztási rendszerek kulcsfontosságú kihívásaival küzd.

A hatásköröket tartalmazó szilárdtestes DC átmeneti relék (SS DCCBs) a hatásköröket tartalmazó szemiconductori eszközök jellemzői miatt nagyon rövid válaszidőt és gyors árammegszakítást tudnak biztosítani – akár 1000-szer gyorsabban, mint az elektromechanikus relék. Az ABB fejlesztett ki egy szilárdtestes DC átmeneti relét, amely rendkívül alacsony vezetési veszteséggel, magas teljesítményű sűrűséggel és ultra-gyors válaszidővel rendelkezik, így képes a tengeri DC áramelosztási rendszerekhez szükséges szigorú védelmi követelményeknek megfelelni.

Ez a megoldás egy párhuzamos Si Fordítva-Zárt IGCT (RB-IGCT) kapcsolatán alapul, egy a Lenzburgi Vállalati Kutatóintézet és az ABB Szemiconductor által fejlesztett, alacsony veszteségű, testreszabott szemiconductori eszköz, valamint optimalizált fémmag-dioxid varisztorokkal (MOVs). Az RB-IGCT 1000-szer gyorsabb, mint bármely elektromechanikus kapcsoló, és optimalizálva van alacsony vezetési veszteségekre. Az optimalizált MOVs képesek nagy rendszer induktív energiát diszsipálni, és lehetővé teszik a gyors árammegszakítást és izolálást.

A nagy áramerősségű szilárdtestes DC átmeneti relék forradalmi rendszer védelmet nyújtanak biztonságos, ívesmentes és hatékony DC rendszerekhez. A fejlesztett platform a 1000 Vdc-ig terjedő rendszerfeszültségekre vonatkozik, aminél a nomínus áramerősség 1000 A-tól 5000 A-ig terjed. A technológia 99,8%-os hatékonyságot éri el, ellentétben a 99,5%-os Si IGBT-alapú megoldásokkal. A szilárdtestes relék víz-hűtésre is alkalmasak a maximális teljesítményű sűrűség érdekében, vagy használhatják a fejlett két fázisú hűtést, ami egyszerűsíti a levegőhűtést, miközben a hűtési hatékonyság közel áll a folyadékhűtéshez, ezáltal csökkentve a telepítési és karbantartási költségeket, valamint meghosszabbítva az eszköz élettartamát.

Az áramvesztesége 70%-kal alacsonyabb, mint a hasonló megoldásoké. Tíz év alatt akár 200 000 dollárt is megmenthet ferenciek esetén, illetve akár 1 millió dollárt túrhajókon. Az új átmeneti relét számos más alkalmazásban is használhatjuk, mint például a hálózathoz csatlakoztatott akkumulátor energiatároló rendszerek, adatközpontok és elektromos jármű töltőinfrastruktúrák. Valójában az ABB projektfinanszírozást nyert a Szövetségi Energiaügyi Minisztériumtól az elektromos jármű töltőalkalmazásokhoz szükséges DC átmeneti relék fejlesztésére. A szilárdtestes átmeneti relék megbízhatóbbá és hatékonyabbá teszik az áramelosztási rendszereket, csökkentik a karbantartási költségeket, és ugyanakkor megfelelnek a következő generációs áramhálózatok időtartama követelményeinek.