Kelebihan Penutup Litar ABB Solid-State DC!

Kapal komersial sepenuhnya elektrik semakin popular, dengan sistem kuasa DC menjadi pilihan utama untuk pengedaran kuasa di kapal kerana keupayaannya menangani aliran kuasa tinggi dalam ruang terhad pada prestasi sistem yang lebih tinggi dan kos hidupan yang lebih rendah.

Kapal komersial yang dilengkapi dengan grid DC di atas kapal telah terbukti mampu beroperasi pada kecekapan tenaga puncak sambil mengurangkan emisi. Ini menghasilkan penjimatan kuasa yang signifikan dan pengurangan kos operasi dalam aplikasi maritim, dari kapal kargo hingga kapal pesiar. Gambaraj 1 menggambarkan contoh sistem pengedaran kuasa DC untuk kapal komersial.

Keperluan bekalan kuasa dan prestasi sistem DC bergantung pada perlindungan kesalahan yang sangat cepat untuk memastikan selektiviti perlindungan, daya tahan yang tinggi, dan konfigurasi semula selepas peristiwa kesalahan. Dalam amalan, perlindungan kesalahan dan isolasi masih merupakan antara cabaran utama bagi sistem pengedaran DC kapal.

Disebabkan ciri-ciri peranti semikonduktor kuasa, pemutus litar DC pepejal (SS DCCBs) boleh memberikan masa tindak balas yang sangat singkat dan penghentian arus yang cepat—sehingga 1,000 kali lebih pantas daripada pemutus litar elektromekanikal. ABB telah mengembangkan pemutus litar DC pepejal yang mempunyai kehilangan konduksi yang sangat rendah, ketumpatan kuasa yang tinggi, dan masa tindak balas yang sangat pantas, yang mampu memenuhi keperluan perlindungan yang sukar bagi sistem pengedaran kuasa DC laut.

Penyelesaian ini berdasarkan sambungan selari Si Reverse-Blocking IGCTs (RB-IGCTs), peranti semikonduktor yang disesuaikan untuk kehilangan yang rendah, yang dikembangkan oleh Corporate Research di Lenzburg dan ABB Semiconductors, bersama dengan varistor oksida logam (MOVs) yang dioptimumkan. RB-IGCT adalah 1,000 kali lebih pantas daripada sebarang kontak elektromekanikal dan dioptimumkan untuk kehilangan konduksi yang rendah. MOVs yang dioptimumkan boleh menghabiskan tenaga induktif sistem yang tinggi dan membolehkan penghentian arus dan isolasi yang cepat.

Pemutus litar DC pepejal arus tinggi membawa perlindungan sistem yang revolusioner kepada sistem DC yang selamat, bebas lengkungan api, dan efisien. Platform yang dikembangkan menarget voltan sistem sehingga 1,000 Vdc, dengan arus dinilai berkisar dari 1,000 A hingga 5,000 A. Teknologi ini mencapai kecekapan sehingga 99.8%, berbanding 99.5% untuk penyelesaian berdasarkan Si IGBT. Pemutus pepejal boleh didinginkan dengan air untuk ketumpatan kuasa maksimum atau menggunakan pendinginan dua fasa yang canggih, yang memudahkan pendinginan udara sambil memberikan prestasi hampir setara dengan pendinginan cecair, memastikan kos pemasangan dan penyelenggaraan yang lebih rendah dan umur aset yang lebih panjang.

Kehilangan kuasanya 70% lebih rendah daripada penyelesaian serupa. Dalam tempoh sepuluh tahun, ia boleh menjimatkan sehingga $200,000 pada feri dan sehingga $1 juta pada kapal pesiar. Pemutus litar baru ini juga boleh digunakan dalam banyak aplikasi lain, seperti sistem storan tenaga bateri yang tersambung dengan grid, pusat data, dan infrastruktur pengisian tenaga kenderaan elektrik. Sebenarnya, ABB telah memenangi pendanaan projek dari Jabatan Tenaga Amerika Syarikat untuk mengembangkan pemutus litar DC untuk aplikasi pengisian tenaga kenderaan elektrik. Pemutus litar pepejal akan membuat sistem pengedaran kuasa lebih dapat dipercayai dan efisien, mengurangkan kos penyelenggaraan, dan pada masa yang sama memenuhi keperluan ketahanan grid kuasa generasi seterusnya.