Prednosti ABB pevostanovanega polprevodniškega preklopnika za enosmerne tokove!

Polnoma električne trgovinske ladje postajajo vse bolj priljubljene, pri čemer so sistematski straji toka (DC) prvorazredni izbor za distribucijo struje na palubi zaradi njihove sposobnosti, da obdelajo visoke tokove znotraj omejenega prostora s višjo učinkovitostjo sistema in nižjimi stroški v ciklu življenja.

Trgovinske ladje opremljene z DC omrežji na palubi so dokazale, da lahko delujejo z vrhunsko energetsko učinkovitostjo in hkrati zmanjšujejo emisije. To pripelje do značilnih prihrankov energije in znižanih operativnih stroškov v pomorskih aplikacijah, od ladje za prevoz blaga do turističnih ladjev. Slika 1 prikazuje primer sistema distribucije DC struje za trgovinske ladje.

Zahtevi po oskrbi s strujom in zmogljivosti DC sistemov je treba zagotoviti zelo hitro zaščito pred napakami, da se zagotovi selektivnost zaščite, visoka preživljanja in ponovna konfiguracija po dogodku napake. V praksi ostaja zaščita in izolacija pred napakami eden izmed ključnih izzivov za sisteme distribucije DC struje na ladjah.

Zaradi lastnosti polprevodniških naprav lahko pevni stanje DC preklopniki (SS DCCBs) zagotovijo zelo kratke čase odziva in hitro prekinjanje toka – do 1.000-krat hitreje kot elektromehanski preklopniki. ABB je razvil pevni stanje DC preklopnik z zelo nizkimi izgubami pri prevajanju, visoko gostoto moči in neverjetno hitrim časom odziva, ki je sposoben zadovoljiti zahtevne zahteve za zaščito pomorskih sistemov distribucije DC struje.

Ta rešitev temelji na vzporednem povezovanju Si obrnjenih blokirnih IGCT-jev (RB-IGCT), prilagojene polprevodniške naprave optimizirane za nizke izgube, razvite v Corporate Research v Lenzburgu in ABB Semiconductors, skupaj z optimiziranimi metal-oksidskimi varistorji (MOV). RB-IGCT je 1.000-krat hitreje kot katera koli elektromehanska stikala in optimiziran za nizke izgube pri prevajanju. Optimizirani MOV lahko disipirajo visoko induktivno energijo sistema in omogočajo hitro prekinjanje in izolacijo toka.

Visokotoki pevni stanje DC preklopniki prinašajo revolucionarno sistemske zaščite za varne, brez luknjastega in učinkovite DC sisteme. Razvita platforma cilja sistemskim napetostim do 1.000 Vdc, z nominalnimi toki od 1.000 A do 5.000 A. Tehnologija doseže učinkovitost do 99,8 %, v primerjavi z 99,5 % za rešitve na osnovi Si IGBT. Pevni stanje preklopniki lahko uporabljajo vodno hlajenje za najvišjo gostoto moči ali napredno dvofazno hlačenje, ki poenostavi zračno hlačenje, medtem ko zagotavlja zmogljivost blizu tekoče hlačenje, kar zagotavlja nižje namestitvene in vzdrževalne stroške ter daljše življenjsko dobo sredstev.

Njegove izgube moči so 70 % nižje od podobnih rešitev. V desetletju lahko na trajektih prihrani do 200.000 USD in na turističnih ladjev do 1 milijona USD. Novi preklopnik se lahko uporablja tudi v mnogih drugih aplikacijah, kot so baterijski sistemi za shranjevanje energije, povezani s mrežo, podatkovni centri in infrastrukture za nabiranje električnih vozil. V resnici je ABB prejel projektne sredstva od Združenih držav Amerike, Oddelka za energijo, za razvoj DC preklopnikov za aplikacije nabiranja električnih vozil. Pevni stanje preklopniki bodo sistem distribucije struje naredili bolj zanesljive in učinkovite, zmanjšali vzdrževalne stroške in hkrati izpolnili zahteve po obvladljivosti naslednje generacije mreže.