Fördelar med ABB:s fasta tillstånds-däckretsavbrytare!

Fullt elektriska kommersiella fartyg blir alltmer populära, med DC-energisystem som det föredragna valet för ombordsspaningsfördelning på grund av deras förmåga att hantera höga effektförflyttningar inom begränsat utrymme med högre systemeffektivitet och lägre livscykelkostnader.

Komersiella fartyg utrustade med ombords-DC-nät har visat sig kapabla att fungera vid toppenergieffektivitet samtidigt som utsläpp minimeras. Detta resulterar i betydande energibesparingar och lägre driftskostnader över hela sjöfartssektorn, från lastfartyg till kryssningsfartyg. Figur 1 illustrerar ett exempel på ett DC-energifördelningsystem för kommersiella fartyg.

Energiförsörjningskraven och prestandan hos DC-system beror på extremt snabb felvakt för att säkerställa vaktselektivitet, hög överlevnad och omkonfigurerbarhet efter ett felettillfälle. I praktiken återstår felvakt och isolering bland de viktigaste utmaningarna för ombords-DC-fördelningsystem på fartyg.

På grund av egenskaperna hos effekthalvledare kan fasta tillståndets DC-strömbrytare (SS DCCBs) erbjuda extremt korta svarstider och snabb strömavbrott—upp till 1 000 gånger snabbare än elektromekaniska brytare. ABB har utvecklat en fasta tillståndets DC-strömbrytare med extremt låga ledningsförluster, hög effektdensitet och ultrasnabb svarstid, som kan möta de krävande skyddsbehoven för marina DC-energifördelningsystem.

Denna lösning baseras på en parallell anslutning av Si Reverse-Blocking IGCTs (RB-IGCTs), en specialanpassad halvledardevice optimerad för låga förluster, utvecklad av Corporate Research i Lenzburg och ABB Semiconductors, tillsammans med optimerade metalloxidvaristorer (MOVs). RB-IGCT är 1 000 gånger snabbare än vilken som helst elektromekanisk kontakt och optimerad för låga ledningsförluster. De optimerade MOVs kan sluka höga systeminduktiva energier och möjliggöra snabb strömavbrott och isolering.

Högströms fasta tillståndets DC-strömbrytare ger revolutionerande systemskydd för säkra, bågefria och effektiva DC-system. Den utvecklade plattformen riktar in sig på systemspänningar upp till 1 000 Vdc, med nominalströmmar mellan 1 000 A och 5 000 A. Tekniken uppnår en effektivitet på upp till 99,8%, jämfört med 99,5% för Si IGBT-baserade lösningar. Fasta tillståndets brytare kan vara vattenkylta för maximal effektdensitet eller använda avancerad tvåfas-kylning, vilket förenklar luftkylning samtidigt som den levererar prestanda nära likvärdig med vätskekylning, vilket säkerställer lägre installations- och underhållskostnader samt längre livslängd för tillgångar.

Dess energiförlust är 70% lägre än hos liknande lösningar. Inom tio år kan det spara upp till 200 000 dollar på färjor och upp till 1 miljon dollar på kryssningsfartyg. Den nya strömbrytaren kan också användas i många andra tillämpningar, såsom nätanslutna batterilagringsystem, datacenter och elbilsladdinfrastruktur. I själva verket har ABB vunnit projektfinansiering från U.S. Department of Energy för att utveckla DC-strömbrytare för laddapplikationer för elbilar. Fasta tillståndets strömbrytare kommer att göra elfördelningsystem mer tillförlitliga och effektiva, minska underhållskostnader och samtidigt uppfylla hållbarhetskraven för nästa generations elkraftnät.