Преимущества стационарного твердотельного выключателя постоянного тока ABB!

Полностью электрические коммерческие суда становятся все более популярными, при этом системы питания постоянным током (DC) являются предпочтительным выбором для распределения электроэнергии на борту из-за их способности обрабатывать высокие потоки мощности в ограниченном пространстве с более высокой эффективностью системы и меньшими затратами на протяжении всего жизненного цикла.

Коммерческие суда, оснащенные бортовыми сетями постоянного тока, доказали свою способность работать с максимальной энергоэффективностью, минимизируя выбросы. Это приводит к значительному сбережению энергии и снижению эксплуатационных расходов в различных морских применениях, от грузовых судов до круизных лайнеров. Рисунок 1 показывает пример системы распределения постоянного тока для коммерческих судов.

Требования к питанию и производительность систем постоянного тока зависят от крайне быстрой защиты от неисправностей, чтобы обеспечить селективность защиты, высокую живучесть и возможность переконфигурации после аварийного события. На практике защита от неисправностей и изоляция остаются одними из ключевых проблем для бортовых систем распределения постоянного тока на судах.

Благодаря характеристикам полупроводниковых силовых устройств, твердотельные выключатели постоянного тока (SS DCCBs) могут обеспечивать чрезвычайно короткое время реакции и быстрое прерывание тока — до 1000 раз быстрее, чем электромеханические выключатели. ABB разработал твердотельный выключатель постоянного тока, который характеризуется крайне низкими потерями проводимости, высокой плотностью мощности и сверхбыстрым временем реакции, способный удовлетворять строгим требованиям по защите в морских системах распределения постоянного тока.

Это решение основано на параллельном соединении Si обратно-запирающих IGCT (RB-IGCT), специализированного полупроводникового устройства, оптимизированного для низких потерь, разработанного Корпоративными исследованиями в Ленцбурге и ABB Semiconductors, а также оптимизированных металлооксидных варисторов (MOVs). RB-IGCT в 1000 раз быстрее любого электромеханического контакта и оптимизирован для низких потерь проводимости. Оптимизированные MOVs могут рассеивать высокую индуктивную энергию системы и обеспечивать быстрое прерывание и изоляцию тока.

Высокотоковые твердотельные выключатели постоянного тока приносят революционную систему защиты безопасным, бездуговым и эффективным системам постоянного тока. Разработанная платформа предназначена для напряжений системы до 1000 В пост. тока, с номинальными токами от 1000 А до 5000 А. Технология достигает эффективности до 99,8% по сравнению с 99,5% для решений на основе Si IGBT. Твердотельные выключатели могут быть водяными охлаждаемыми для максимальной плотности мощности или использовать продвинутое двухфазное охлаждение, которое упрощает воздушное охлаждение, обеспечивая производительность, близкую к жидкостному охлаждению, что гарантирует меньшие затраты на установку и обслуживание, а также более длительный срок службы активов.

Его потери мощности на 70% ниже, чем у аналогичных решений. В течение десяти лет он может сэкономить до 200000 долларов на паромах и до 1 миллиона долларов на круизных судах. Новый выключатель также может использоваться во многих других приложениях, таких как подключенные к сети системы хранения энергии на аккумуляторах, центры обработки данных и инфраструктуры зарядки электромобилей. На самом деле, ABB выиграл проектное финансирование от Департамента энергетики США для разработки выключателей постоянного тока для приложений зарядки электромобилей. Твердотельные выключатели сделают системы распределения электроэнергии более надежными и эффективными, снизят затраты на обслуживание и одновременно удовлетворят требования к долговечности следующего поколения энергосистем.