ABB 솔리드 스테이트 DC 서킷 브레이커의 장점!

전기 상용 선박이 점점 인기를 얻고 있으며, DC 전력 시스템은 제한된 공간에서 높은 효율성과 낮은 수명 주기 비용으로 높은 전력 흐름을 처리할 수 있기 때문에 선상 전력 분배에 선호되는 선택입니다.

선상 DC 그리드를 장착한 상용 선박은 최대 에너지 효율로 작동하면서 배출량을 최소화할 수 있음이 입증되었습니다. 이는 화물선에서 크루즈 선박까지 해양 응용 분야에서 상당한 전력 절약과 운영 비용 감소를 가져옵니다. 그림 1은 상용 선박용 DC 전력 분배 시스템의 예를 보여줍니다.

DC 시스템의 전력 공급 요구 사항과 성능은 고장 보호를 매우 빠르게 수행하여 보호 선택성, 높은 생존성 및 고장 이후 재구성을 보장해야 합니다. 실제로 고장 보호와 격리는 선박용 DC 분배 시스템의 주요 도전 과제 중 하나입니다.

전력 반도체 기기의 특성 덕분에 고체 상태 DC 회로 차단기(SS DCCB)는 매우 짧은 응답 시간과 빠른 전류 차단(전자기계식 차단기보다 최대 1,000 배 빠름)을 제공할 수 있습니다. ABB는 매우 낮은 전도 손실, 높은 전력 밀도, 초고속 응답 시간을 갖추어 해양 DC 전력 분배 시스템의 엄격한 보호 요구 사항을 충족할 수 있는 고체 상태 DC 회로 차단기를 개발했습니다.

이 솔루션은 Lenzburg의 Corporate Research와 ABB Semiconductors가 개발한 저손실을 위한 맞춤형 반도체 기기인 Si 역방향 차단 IGCT(RB-IGCT)의 병렬 연결과 최적화된 금속 산화물 변저기(MOV)를 기반으로 합니다. RB-IGCT는 어떠한 전자기 접촉보다 1,000 배 빠르며 저전도 손실을 위해 최적화되었습니다. 최적화된 MOV는 높은 시스템 유도 에너지를 소산하고 빠른 전류 차단 및 격리를 가능하게 합니다.

고전류 고체 상태 DC 회로 차단기는 안전하고 아크 없는 효율적인 DC 시스템에 혁신적인 시스템 보호를 제공합니다. 개발된 플랫폼은 1,000 Vdc까지의 시스템 전압을 대상으로 하며, 정격 전류는 1,000 A에서 5,000 A 범위입니다. 이 기술은 Si IGBT 기반 솔루션의 99.5%에 비해 최대 99.8%의 효율을 달성합니다. 고체 상태 차단기는 최대 전력 밀도를 위해 물 냉각을 사용하거나 고급 2상 냉각을 사용하여 공기 냉각을 단순화하면서 액체 냉각에 가까운 성능을 제공하여 설치 및 유지보수 비용을 줄이고 자산 수명을 연장합니다.

이것의 전력 손실은 유사한 솔루션보다 70% 낮습니다. 10년 동안 페리에서는 최대 $200,000, 크루즈 선박에서는 최대 $1 million을 절약할 수 있습니다. 새로운 회로 차단기는 그리드 연결 배터리 에너지 저장 시스템, 데이터 센터, 전기 자동차 충전 인프라 등 많은 다른 응용 분야에서도 사용될 수 있습니다. 실제로 ABB는 미국 에너지부로부터 전기 자동차 충전 응용 프로그램을 위한 DC 회로 차단기 개발을 위한 프로젝트 자금을 받았습니다. 고체 상태 회로 차단기는 전력 분배 시스템을 더 신뢰성 있고 효율적으로 만들고 유지 관리 비용을 줄이며 동시에 차세대 전력망의 내구성 요구 사항을 충족시킵니다.