Keunggulan ABB Solid-State DC Circuit Breaker!

Kapal komersial sepenuhnya listrik semakin populer, dengan sistem daya DC menjadi pilihan utama untuk distribusi daya di kapal karena kemampuannya menangani aliran daya tinggi dalam ruang terbatas dengan efisiensi sistem yang lebih tinggi dan biaya siklus hidup yang lebih rendah.

Kapal komersial yang dilengkapi dengan jaringan DC onboard telah terbukti mampu beroperasi pada efisiensi energi puncak sambil meminimalkan emisi. Hal ini menghasilkan penghematan daya yang signifikan dan pengurangan biaya operasional di berbagai aplikasi maritim, dari kapal kargo hingga kapal pesiar. Gambar 1 mengilustrasikan contoh sistem distribusi daya DC untuk kapal komersial.

Persyaratan pasokan daya dan kinerja sistem DC bergantung pada perlindungan kerusakan yang sangat cepat untuk memastikan selektivitas perlindungan, ketahanan tinggi, dan rekonfigurabilitas setelah peristiwa kerusakan. Dalam praktiknya, perlindungan kerusakan dan isolasi tetap menjadi tantangan utama bagi sistem distribusi DC kapal.

Dikarenakan karakteristik perangkat semikonduktor daya, pemutus sirkuit DC padat (SS DCCBs) dapat memberikan waktu respons yang sangat singkat dan pemutusan arus yang cepat—hingga 1.000 kali lebih cepat daripada pemutus mekanis-elektrik. ABB telah mengembangkan pemutus sirkuit DC padat dengan kerugian konduksi yang sangat rendah, kepadatan daya tinggi, dan waktu respons yang sangat cepat, mampu memenuhi persyaratan perlindungan yang ketat dari sistem distribusi daya DC maritim.

Solusi ini didasarkan pada koneksi paralel Si Reverse-Blocking IGCTs (RB-IGCTs), perangkat semikonduktor khusus yang dioptimalkan untuk kerugian rendah, dikembangkan oleh Corporate Research di Lenzburg dan ABB Semiconductors, bersama dengan varistor oksida logam (MOVs) yang dioptimalkan. RB-IGCT 1.000 kali lebih cepat daripada kontak mekanis-elektrik manapun dan dioptimalkan untuk kerugian konduksi rendah. MOVs yang dioptimalkan dapat mendispersikan energi induktif sistem yang tinggi dan memungkinkan pemutusan arus dan isolasi yang cepat.

Pemutus sirkuit DC padat arus tinggi membawa perlindungan sistem revolusioner untuk sistem DC yang aman, bebas busur, dan efisien. Platform yang dikembangkan ditargetkan untuk tegangan sistem hingga 1.000 Vdc, dengan arus nominal berkisar dari 1.000 A hingga 5.000 A. Teknologi ini mencapai efisiensi hingga 99,8%, dibandingkan 99,5% untuk solusi berbasis Si IGBT. Pemutus padat dapat didinginkan dengan air untuk kepadatan daya maksimum atau menggunakan pendinginan dua fase canggih, yang menyederhanakan pendinginan udara sambil memberikan kinerja mendekati pendinginan cair, memastikan biaya instalasi dan pemeliharaan yang lebih rendah serta umur aset yang lebih panjang.

Kerugian dayanya 70% lebih rendah dibandingkan solusi serupa. Dalam sepuluh tahun, dapat menghemat hingga $200.000 pada feri dan hingga $1 juta pada kapal pesiar. Pemutus sirkuit baru ini juga dapat digunakan dalam banyak aplikasi lain, seperti sistem penyimpanan energi baterai terhubung grid, pusat data, dan infrastruktur pengisian daya kendaraan listrik. Bahkan, ABB telah memenangkan pendanaan proyek dari Departemen Energi AS untuk mengembangkan pemutus sirkuit DC untuk aplikasi pengisian daya kendaraan listrik. Pemutus sirkuit padat akan membuat sistem distribusi daya lebih andal dan efisien, mengurangi biaya pemeliharaan, dan pada saat yang sama memenuhi persyaratan ketahanan jaringan daya generasi berikutnya.