ABB Solid-State DC Circuit Breaker Fordeler!

Fullt elektriske kommersielle fartøy blir stadig mer populære, med DC strømsystemer som foretrukket valg for ombordstrømforsyning på grunn av deres evne til å håndtere høy effekt over en begrenset plass ved høyere systemeffektivitet og lavere levetidskostnader.

Kommersielle fartøy utstyrt med ombord DC-nett har vist seg i stand til å operere med toppenergieffektivitet samtidig som utslippene reduseres. Dette resulterer i betydelige energibesparelser og reduserte driftskostnader over maritime applikasjoner, fra lastebåter til cruiseskip. Figur 1 illustrerer et eksempel på et DC-strømforsyningssystem for kommersielle fartøy.

Kravet til strømforsyning og ytelsen av DC-systemer er avhengig av ekstremt rask feilbeskyttelse for å sikre beskyttelsesspecificitet, høy overlevelseskapasitet og omkonfigurerbarhet etter en feilhendelse. I praksis forblir feilbeskyttelse og isolering blant de viktigste utfordringene for skipbordlige DC-fordelningsystemer.

På grunn av egenskapene til kraftsemikonduktorer, kan fasttilstand DC-sirkuitbrytere (SS DCCBs) gi ekstremt korte svarstider og rask strømavbrudd—opp til 1 000 ganger raskere enn elektromekaniske brytere. ABB har utviklet en fasttilstand DC-sirkuitbryter med ekstremt lave ledningsforskast, høy effektdensitet og ultra-rask respons tid, som er i stand til å møte de kravende beskyttelseskravene for marine DC-strømforsyningssystemer.

Denne løsningen er basert på parallelle koblinger av Si Reverse-Blocking IGCTs (RB-IGCTs), et tilpasset halvlederutstyr optimalisert for lave forskast, utviklet av Corporate Research i Lenzburg og ABB Semiconductors, sammen med optimerte metalloksidvaristorer (MOVs). RB-IGCT er 1 000 ganger raskere enn noen elektromekanisk kontakt og optimalisert for lave ledningsforskast. De optimerte MOV kan dissipere høy systeminduktiv energi og gjøre det mulig for rask strømavbrudd og isolering.

Høystrøm fasttilstand DC-sirkuitbrytere bringer revolusjonær systembeskyttelse til trygge, bueløse og effektive DC-systemer. Den utviklede plattformen retter seg mot systemspenninger opp til 1 000 Vdc, med nominalstrømmer som varierer fra 1 000 A til 5 000 A. Teknologien oppnår en effektivitet på opptil 99,8 %, sammenlignet med 99,5 % for Si IGBT-baserte løsninger. De fasttilstand bryterne kan være vannkjølt for maksimal effektdensitet eller bruke avansert tofase kjøling, som forenkler luftkjøling mens den leverer ytelse nær likt flytende kjøling, og sikrer lavere installasjons- og vedlikeholdsomkostninger samt lengre livstid for anleggsmidlene.

Dets energiforskast er 70 % lavere enn tilsvarende løsninger. Innen ti år kan det spare opp til $200 000 på ferge og opp til $1 million på cruiseskip. Den nye sirkuitbryteren kan også brukes i mange andre applikasjoner, som nettforbundne batterilagringssystemer, datacentre og ladefrastruktur for elektriske kjøretøy. Faktisk har ABB vunnet prosjektfinansiering fra U.S. Department of Energy for å utvikle DC-sirkuitbrytere for ladefraapplikasjoner for elektriske kjøretøy. Fasttilstand sirkuitbrytere vil gjøre strømforsyningssystemer mer pålitelige og effektive, redusere vedlikeholdskostnader og samtidig møte utholdenhetskravene for neste generasjon strømnett.