Mga Pabor ng ABB Solid-State DC Circuit Breaker!

Ang mga fully electric na komersyal na sasakyang pandagat ay naging mas popular, at ang mga DC power system ay ang pinili sa pagbibigay ng lakas sa loob ng sasakyang ito dahil sa kanilang kakayahan na handurin ang mataas na daloy ng lakas sa limitadong espasyo, may mas mataas na epektibidad ng sistema at mas mababang cost sa buong siklo ng buhay.

Ang mga komersyal na sasakyang may onboard DC grids ay nakapagpatunay na maaaring umoperasyon sa pinakamataas na epektibidad ng enerhiya habang mininimisa ang paglabas ng usok. Ito ay nagresulta sa mahalagang pagbabawas ng gastos sa lakas at operasyon sa iba't ibang aplikasyon sa karagatan, mula sa cargo ships hanggang sa cruise liners. Ang Figure 1 ay nagpapakita ng isang halimbawa ng DC power distribution system para sa komersyal na sasakyang pandagat.

Ang mga pangangailangan sa supply ng lakas at performance ng mga DC system ay depende sa napakabilis na proteksyon laban sa pagkakamali upang matiyak ang selectivity ng proteksyon, mataas na survivability, at reconfigurability pagkatapos ng insidente. Sa praktikal na kaso, ang proteksyon at isolation ng pagkakamali ay nananatiling isa sa mga pangunahing hamon para sa shipboard DC distribution systems.

Dahil sa mga katangian ng mga power semiconductor device, ang solid-state DC circuit breakers (SS DCCBs) ay maaaring magbigay ng napakabilis na response time at mabilis na pagputol ng current—hanggang 1,000 beses na mas mabilis kaysa sa electromechanical breakers. Ang ABB ay naka-develop ng solid-state DC circuit breaker na may napakababang conduction losses, mataas na power density, at ultra-fast response time, na kayang sumunod sa mahigpit na pangangailangan ng proteksyon ng marine DC power distribution systems.

Ang solusyong ito ay batay sa parallel connection ng Si Reverse-Blocking IGCTs (RB-IGCTs), isang customized na semiconductor device na optimized para sa mababang losses, na inihanda ng Corporate Research sa Lenzburg at ABB Semiconductors, kasama ang optimized metal-oxide varistors (MOVs). Ang RB-IGCT ay 1,000 beses na mas mabilis kaysa sa anumang electromechanical contact at optimized para sa mababang conduction losses. Ang optimized MOVs ay maaaring i-dissipate ang mataas na inductive energy ng sistema at maaaring mag-enable ng mabilis na pagputol ng current at isolation.

Ang high-current solid-state DC circuit breakers ay nagdudulot ng rebolusyonaryong proteksyon ng sistema sa ligtas, walang arc, at epektibong DC systems. Ang platform na ito ay naka-target sa system voltages hanggang 1,000 Vdc, na may rated currents na nasa range mula 1,000 A hanggang 5,000 A. Ang teknolohiya ay nagpapahiwatig ng epektividad na hanggang 99.8%, kumpara sa 99.5% para sa Si IGBT-based solutions. Ang solid-state breakers ay maaaring water-cooled para sa maximum power density o gumamit ng advanced two-phase cooling, na simplifies ang air cooling habang nagbibigay ng performance na malapit sa liquid cooling, na nagse-set ng mas mababang installation at maintenance costs at mas matagal na asset life.

Ang pagkawala ng lakas nito ay 70% mas mababa kaysa sa mga parehong solusyon. Sa loob ng sampung taon, ito ay maaaring makapagtipid ng hanggang $200,000 sa mga ferry at hanggang $1 million sa mga cruise ship. Ang bagong circuit breaker na ito ay maaari ring gamitin sa marami pang ibang aplikasyon, tulad ng grid-connected battery energy storage systems, data centers, at electric vehicle charging infrastructures. Sa katunayan, ang ABB ay nakatalo ng pondo para sa proyekto mula sa U.S. Department of Energy upang ma-develop ang DC circuit breakers para sa electric vehicle charging applications. Ang solid-state circuit breakers ay gagawing mas reliable at epektibo ang mga power distribution systems, mabawasan ang mga gastos sa maintenance, at sa parehong oras ay sumunod sa mga pangangailangan ng durability ng next-generation power grid.