Beveiliging tegen kortsluiting en overbelasting binnen μs
De primaire en belangrijkste functie van de Astrol solid-state DC breaker-technologie is de ultrasnelle onderbreking van hoge vermogens, waardoor de dramatische gevolgen van kortsluitingen worden voorkomen.
Onze ultrasnelle serie watergekoelde DC breakers voor de maritieme industrie zijn verkrijgbaar in zes verschillende maten met een nominale spanning van 1,5 kV en een nominale stroom tussen 500A en 3000A. Alle varianten zijn DNV en CCS gecertificeerd.
Bekijk de video over onze solid-state DC breaker
Levensduur in lijn met compleet aandrijfsysteem
Het ontwerp van onze DC breakers is gebaseerd op input van de markt. Eén van de door de industrie opgelegde ciriteria was een productlevensduur van ten minste 15 jaar. Dit wordt bereikt door voldoende redundantie toe te voegen. Daardoor overschrijdt de levensduur van onze solid-state breaker zelfs de standaardlevensduur van een aandrijfsysteem. Er is dus geen onderhoud nodig. De redundantie leidt ook tot een extra robuust systeem. Dit blijkt uit het extreem hoge aantal kortsluit- en uitschakel- (fout)condities zonder enige degradatie te vertonen. Kortom: wij hebben een onderhoudsvrije, robuuste en betrouwbare solid-state DC breaker ontwikkeld.
De beste di/dt-capaciteit in zijn categorie, waardoor ultrasnelle uitschakeltijden mogelijk zijn
De IGBT-technologie in combinatie met MOV garandeert ultrasnelle uitschakeltijden. Een kortsluiting wordt binnen 2 µs gedetecteerd en het uitschakelen van de IGBT duurt minder dan 4 µs. De DC breaker kan kortsluitingen van systeemonderdelen detecteren, verhelpen en scheiden voordat deze een gevaarlijk niveau bereiken. Afhankelijk van het vermogen van de DC breaker en de inductie van het systeem is een totale doplostijd tijd van 10 – 21 microseconden haalbaar.
Voor een typische inductie van 4 μH:
- Breektijd: 8 μs
- Ontruimingstijd: 7 – 13,4 μs
Stand-alone oplossing voor integratie in elk type DC net
De Astrol DC breaker is systeem-onafhankelijk en kan in elk type DC micro grid worden geïntegreerd. Het bewaakt constant stroom en spanning op de DC bus en reageert autonoom volgens vooraf gedefinieerde instellingen. Beveiligingsfuncties omvatten bescherming tegen kortsluiting en overbelasting. Interne zelfdiagnose bewaakt voortdurend de gezondheidstoestand van de interne onderbrekerfuncties en rapporteert onregelmatigheden aan de algehele controller.
Energie-efficiëntie
Elke solid state breaker heeft een licht verhoogd geleidingsverlies in vergelijking met mechanische schakelaars, veroorzaakt door de onvermijdelijke weerstand van de halfgeleider. De schakelsnelheid en de eliminatie van bewegende delen zorgen echter voor geoptimaliseerde systeemontwerpen en bieden een groot besparingspotentieel in zowel bediening als onderhoud.
Een goed ontworpen overdimensionering van de IGBT’s in de vermogenschakelaar reduceert de elektrische weerstand tot een minimum en voegt bovendien redundantie toe op halfgeleiderniveau. De vermogensverliezen zijn sterk afhankelijk van het huidige profiel in de toepassing. De DC breaker haalt in ieder geval rendementsniveaus van 99% of zelfs hoger.
Compact mechanisch ontwerp
Het compacte mechanische ontwerp ondersteunt het besturingsconcept van de DC-schakelaar en werkt als een zelfstandige oplossing. De isolerende glasvezelbehuizing maakt een eenvoudige integratie in een kast mogelijk, maar ook installatie zonder kast. Door de modulaire opbouw ligt de focus op gestandaardiseerde vermogensmodules, die met minimale mechanische veranderingen verschillende spannings- en stroomwaarden kunnen combineren. De powermodules zijn toegankelijk vanaf de voor- en achterkant. Alle componenten zijn UL94-gecertificeerd en trillingsgetest volgens IEC 60068-2-6.
Elektrisch ontwerp / topologie
Een geoptimaliseerde topologie vermindert de temperatuurcycli van de halfgeleidermodules. Dit leidt tot een langere levensduur van de IGBT’s en vermindert systeemonderhoud. Dankzij de ultrasnelle detectie- en schakeltijd kan de DC breaker veilig een lage systeeminductie regelen zonder meer inductie aan het circuit toe te voegen. De Astrol DC breaker geeft system integrator maximale ontwerpvrijheid.
Besturingsinterface
De controller van de DC breaker en de directe optische verbinding tussen verschillende breakers beheren de kortsluitbeveiliging van gezonde zones zonder protocoloverhead. Voor schakelacties die worden bestuurd door de algehele systeemcontroller, bieden de DC breakers verschillende communicatie-interfaces:
- Optisch (glas of kunststof)
- Modbus-TCP, Profinet, WEB gebaseerd
- Draadbussysteem met CAN en RS485
- 24V voeding met interne filtermodule
Parametrisering en maatwerk
De DC breaker biedt toepassingsspecifieke parametrisering. De detectie van kortsluiting en power overload kan worden aangepast aan de specifieke eisen van de klant. Verschillende parameterinstellingen vereisen geen hercertificering. Een op-maat-gemaakte DC breaker kan een aangepaste standaard van een gecertificeerde versie zijn of een volledig nieuwe versie.
Typische onderdelen voor maatwerk zijn:
- Communicatie naar de algehele controller
- Interne of externe koeling
- Snelkoppelingsconnectoren in het waterkoelingscircuit
- Externe ventilatorregeling met PMW
Balancing Switch
Wanneer de DC breaker open is, kunnen de condensatoren aan weerszijden van de breaker worden opgeladen tot verschillende spanningsniveaus. Het sluiten van de busverbinding veroorzaakt een inschakelstroom, die onmiddellijk de kortsluitingsdetectie van de DC breaker activeert. Om dit probleem op te lossen, is de Balancing Switch-optie beschikbaar in combinatie met elke Astrol DC-breaker. De Balancing Switch is een IGBT-gestuurd voorlaadapparaat, dat zorgt voor een spanningsbalans binnen het circuit en een soepele sluiting van de DC breaker.
Innovatieve en slimme DC-systemen mogelijk maken
Wil je innovatieve, toekomstbestendige DC-systemen ontwerpen die de integratie van moderne energiebronnen mogelijk maken? Onze technologie maakt efficiënte topologieën mogelijk, zoals gesloten bus-tie- en ringsystemen.
Een oplossing waarop u kunt vertrouwen!
- Stand-alone oplossing voor integratie in elk type DC-net
- Autonome uitschakelmogelijkheid
- Snelle uitschakeltijd binnen microseconden (totale storingsopheffing: 21 μs!)
- Modulesysteem
- Afschakelstroom <- 20kA
- Bidirectionele stroom
- Vloeistofkoeling
- Interne zelfdiagnose
- Aangepaste interface naar algehele controller
- Optische (glas of POF) aansluitingen
- Modbus-TCP, PROFINET, webgebaseerd, enz.
- Draadbussysteem met CAN en RS485
- 24V voeding met interne filtermodule
Certificering
Alle versies zijn gecertificeerd door DNV en CCS.
Mechanische versies:
- Small: 1.5kV – 350-500A several variants
- Medium: 1.5kV – 1.1-1.5kA several variants
- Large: 1.5kV – 2.25-3kA several variants
- Luchtgekoeld: 1kV – 200A several variants
- > 3kV model: Op verzoek
- Maatwerk: 1.5kV – up to 5kA
