PQC-STATCON Yeni nesil IGBT tabanlı gerçek zamanlı kademesiz reaktif güç kompanzasyon sistemi

Transkript

1 PQC-STATCON Yeni nesil IGBT tabanlı gerçek zamanlı kademesiz reaktif güç kompanzasyon sistemi

2 ABB ve güç kalitesi ABB, şebekenin ve endüstriyel kullanıcıların performanslarını artırırken daha düşük çevresel etkiler yaratan, güç ve otomasyon teknolojileri konusunda lider bir firmadır. ABB Group şirketleri dünya genelinde 100 den fazla ülkede çalışanı ile hizmet vermektedir. ABB, güç üretim, iletim, dağıtım ve kullanımında ihtiyaç duyulan tüm alçak, orta ve yüksek gerilim teknolojilerindeki tüm kapsama hitap etmektedir. 2 PQC-STATCON Ürün broşürü Güç kalitesinin ve teknolojilerinin gelişimi konusunda 70 yılı aşkın süredir faaliyet gösteren ABB, reaktif güç kompanzasyonu ve filtreleme teknolojileri konularında birçok önemli gelişmeden de sorumludur. Bugün, güç kalitesi alanında lider firma olarak ABB, müşterilere ve kullanıcılara kendi sistemleri için optimal çözümler sunmaya devam etmektedir.

3 İçerik Konu Sayfa Uygulamalar ve öne çıkan özellikler 4 Teknoloji 5 Artan güç kalitesi ve enerji verimliliği Tipik uygulamaların grafiksel gösterimi 6 Öne çıkan özellikler 8 Çalışma modları 9 Ürün gamı 10 Teknik özellikler 11 Ürün broşürü PQC-STATCON 3

4 Uygulamalar ve öne çıkan özellikleri PQC-STATCON, reaktif güç kompanzasyonu, dengesizlik kompanzasyonu ve gerilim kararlılığı artırımı için geliştirilen bir teknolojidir. Şebekeden beslenen yüklerin kompanzasyonunu gerçekleştirebilir. Şebekeden beslenen yükler dışında, generatörden beslenen dinamik yüklerin kompanzasyonu için de uygundur. PQC-STATCON ultra-hızlı cevap süresi ve geliştirilmiş control karakteristiği sayesinde mükemmel bir kararlı hal performansı sağlar. Hızlı değişen kapasitif, endüktif veya dengesiz yüklerin kompanzasyonunda kullanılabilir. Uygulamalar Dinamik reaktif güç talebi ve dengesiz yükler için anlık kademesiz IGBT tabanlı dinamik kompanzasyon sistemi (<1 şebeke çevrimi cevap süresi) Endüktif ve kapasitif reaktif güç talebi olan tesisler Çok hızlı değişen yüklerin kompanzasyonu Jeneratör tarafından beslenen yükler Tek fazlı ve 3 fazlı uygulamalar AG veya OG sisteme uygun Öne çıkan özellikler Güç kalitesi iyileştirme Enerji verimliliğini artırma Karbon ayak izi azaltımı Mevcut kompanzasyon ile entegre çalışabilme Bakım ihtiyacını azaltma Kolay ve hızlı kurulum/işletme Rezonans/Harmonik artırma riski yok Uygulama alanları Otomotiv, kaynak tesisleri Demir-Çelik tesisleri, haddehaneler, ocak uygulamaları Demiryolu uygulamaları Havaalanları, limanlar, gemiler Off-shore tesisleri Endüstriyel prosesler Kayak tesisleri, kompresör yükleri Kağıt endüstrisi Kimya ve kauçuk tesisleri HES ler Çimento tesisleri Su artırma tesisleri Rüzgar santralleri Ticari binalar, hastaneler, rezidans ve iş kuleleri 4 PQC-STATCON Ürün broşürü

5 Teknoloji PQC-STATCON, Gerilim Kaynağı Dönüştürücüsü ( Voltage Source Converter, VSC) teknolojisine dayanır. VSC, yapısında IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) bulunduran, tam kontrollü bir yariletken sistemdir. VSC sistemi, DC kondansatörlerde tutulan DC giriş gerilimini tek fazlı ya da üç fazlı AC gerilime dönüştürür. VSC de üretilen gerilim, bir PWM (Pulse Width Modulation) reaktörü vasıtasıyla şebeke geriliminden ayrılır. VSC nin AC terminal geriliminin genliğini değiştirerek, VSC ve şebeke arasındaki reaktif güç değişiminin yönü ayarlanmaktadır. Eğer VSC tarafından üretilen gerilimin genliği şebeke geriliminin genliğinden büyükse, şebekeden VSC ye doğru kapasitif akım akar ve PQC-STATCON kapasitif reaktif güç üretmiş olur. Eğer VSC tarafından üretilen gerilimin genliği şebeke genliğinden büyükse, şebekeden VSC ye doğru endüktif akım akar ve PQC-STATCON endüktif reaktif güç üretmiş olur. Eğer genlikler eşit olursa, şebeke ve VSC arasında bir akım akmaz ve PQC-STATCON reaktif güç üretmez. PQC-STATCON Dinamik cevap PQC-STATCON akımı Kaynak gerilimi Sistem cevabı 8.062ms Ayrıca PQC-STATCON dengesiz yükler nedeniyle oluşan negative sequence akımlarını yok edebilmek için VSC nin AC terminallerinde uygun genlik ve faz açısında gerilimler yaratabilir. Böylece, şebeke reaktif güç ve dengesiz yükler tarafından üretilen negatif sequence akımlarından tamamen arındırılmış olur. Sonuç olarak üç fazdan da dengeli aktif güç çeken bir sistem meydana getirilir. PQC-STATCON üstün çalışma kararlılığı, çok hızlı cevap süresi (<1 şebeke çevrimi) ve DSP (Digital Signal Processor) teknolojisine dayanan mükemmek kontrol karakteristiğine sahiptir. Yük akımı PQC-STATCON akımı = Hat akımı + + Real Aktif Current akım Reactive Reaktif akım Current Negative Negatif sequence Sequence dengesizlik akımı Yük akımı Unbalance Current ( ) + Reactive Current Negative Sequence Reaktif akım Negatif sequence dengesizlik akımı Unbalance Current PQC - Statcon akımı (=) Real Aktif Current akım Hat akımı PQCS / PQCT yüksek güçlü 1 faz / 3 faz uygulamalar PQCT-Light (PQCL) düşük güçlü 3 faz uygulamalar PQC - Statcon şebeke tarafındaki reaktif ve dengesiz akımları kompanze eder. NOT : PQCT / PQCL 3 faz 3 telli bir cihazdır ve faz faz arası dengesizlik kompanzasyonu yapar. Ürün broşürü PQC-STATCON 5

6 Artan güç kalitesi ve enerji verimliliği - Tipik uygulamaların grafiksel gösterimi Yük Örnek 1: Tipik rezistif yük = 0 A; I Y = 173 A; I B = 173 A; S = 83 kva; PF = 1; I UB = 100 % Örnek 2: Tipik kaynak yükü = 283 A; I Y = 124 A; I B = 291 A; S = 167 kva; PF = 0.45; I UB = 45 % Örnek 3: Tipik endüstriyel proses = 168 A; I Y = 81 A; I B = 140 A; S = 93 kva; PF = 0.80; I UB = 40 % Not: x-ekseni = Zaman; y-ekseni = Amper 6 PQC-STATCON Ürün broşürü

7 PQC-STATCON Kaynak akımı + = = 100 A; I Y = 100 A; I B = 100 A; I Q = 0 A; I Neg = 100 A = 100 A; I Y = 100 A; I B = 100 A; S = 72 kva; PF = 1; I UB = 0 %; kva azaltımı = 13 % + = = 224 A; I Y = 124 A; I B = 291 A; I Q = 200 A; I Neg = 100 A = 100 A; I Y = 100 A; I B = 100 A; S = 72 kva; PF = 1; I UB = 0 %; kva azaltımı = 57 % + = = 90 A; I Y = 40 A; I B = 121 A; I Q = 75 A; I Neg = 50 A = 100 A; I Y = 100 A; I B = 100 A; S = 72 kva; PF = 1; I UB = 0 %; kva azaltımı = 23 % Note: - R fazı akımı; I Y - Y fazı akımı; I B - B fazı akımı; I UB - % dengeszlik akımı; S - kva; PF - güç faktörü; I Neg - Negatif sequence akımı; I Q - Reaktif akım. Ürün broşürü PQC-STATCON 7

8 Öne çıkan özellikleri PQC-STATCON tek fazlı ve üç fazlı uygulamalar için uygundur. PQCS-STATCON tek fazlı şebekelerde hızlı reaktif güç kompanzasyonu imkanı sağlar. PQCT-STATCON üç fazlı şebekelerde hızlı reaktif güç kompanzasyonu ve yük dengelemesi imkanı sağlar. Gelişmiş konfigürasyon opsiyonları ile uygulama çeşitliliğine izin verir PQCS-STATCON ana ve yedek güç faktörü ayarı ile çalıştırılabilir. Bu sayede sistem ayarlanan ana güç faktörü hedefiyle çalışırken bir dijital girişin aktif edilmesi ile yedek güç faktöründe (generatör besleme modu vs.) çalışmaya başlayabilir. PQCT-STATCON reaktif güç ve dengesizlik kompanzasyonlarından birine öncelik sağlamanıza izin verir, ayrıca PQCS-STATCON da olduğu gibi çift güç faktörü seçeneği de vardır. Öncelikli kompanzasyon için reaktif güç veya dengesizlik seçeneklerinden biri seçilebilir. Eğer öncelikli seçenek olarak reaktif güç seçilirse, PQC-STATCON reaktif gücü hedef güç faktörüne kadar kompanze eder, kalan kaynağı ise dengesizlik giderimi için kullanır. Eğer öncelikli seçenek olarak dengesizlik seçilirse, PQC-STATCON yükteki dengesizlik bileşenlerini yok eder, kalan kaynağı ise reaktif güç kompanzasyonu için kullanır. Öncelikli mod seçimine ek olarak, çift güç faktörü seçimiyle de sistemin birden fazla kaynaktan beslenmesi durumları için farklı güç faktörleri ile çalışma sağlanabilir. Enerji verimliliği modu Enerji tasarrufu modu PQC-STATCON serisinin PQCS ve PQCT modellerinde bulunan bir özelliktir. Eğer PQC-STATCON 30 saniye boyunca sıfır akım seviyesinde çalışırsa, IGBT konverter kendini kapatır, 2 dakika sonra da fanlar kendini kapatır. Sistem uyku moduna geçerek elemanlar üzerindeki elektriksel stresi minimize eder. Güç tasarrufu modunda PQC- STATCON un güç tüketimi neredeyse sıfırdır, ancak sistem tekrar devreye girmek için tamamıyla hazırdır. Eğer sistemde güç ihtiyacı olursa, ihtiyaç duyulan reaktif güce 5-8 şebeke çevrimi içinde ulaşılarak tam kompanzasyon sağlanır. Sabit kapasitör bank ile paralel çalışarak maliyetler düşürülebilir PQC-STATCON X ile +X aralığında endüktif ve kapasitif dinamik çalışma aralığına sahiptir. Daha yüksek reaktif güce ulaşmak için, PQC-STATCON X gücündeki sabit kapasitör bank/de-tuned filtreli kapasitör bank a paralel bağlı çalıştırılabilir. Böylece dinamik kompanzasyon çalışma aralığı 0 ile 2X aralığına çıkarak endüktif yüklerde kompanzasyon kapasitesi artırılmış olur. PQC-STATCON ayrıca paralel kapasitör bankı bir kuru kontak vasıtasıyla kontrol edebilir. Bu mod ile daha iyi enerji verimliliği sağlanır ve dinamik kompanzasyon çalışma aralığı X ile +2X olur. PQC-STATCON müşteriler düşünülerek tasarlanmıştır PQC-STATCON güç kalitesi problemleri için gelişmiş, güvenilir ve kullanıcı dostu bir çözümdür. Yüksek hızlı dijital kontrol sistemi ile güçlü kontrol ve koruma özellikleri kullanır. Gelecekte te yükseltilebilecek modüler aşırı yüke gitmeme teknolojisi vardır. PQC-STATCON maksimum koruma seviyesine sağlamak adına gelişmiş hata tespiti özelliğine sahiptir. Bu özellik ile sistemin ve sistemde bulunan komponentlerin performansı izlenebilir. Anormal durumlar yaşanma zamanı ile beraber kaydedilir. Tutulan kayıtlara grafik kullanıcı arayüzü vasıtasıyla ulaşılabilir. Kullanıcı dostu dokunmatik grafik ekran kolay programlama, izleme ve değişikliğe izin verir. Sistem standart doğruluk sınıfındaki akım trafoları ile çalışabilir. PQC-STATCON hem yeni yatırımlarda hem de retrofit uygulamalarında kullanıma uygun kompakt bir sistemdir. Q Q Q Q Q Q +x +x +x +x 2x 2x t t + + t t = = 0 0 -x -x 0 0 t t PQC-STATCON Sabit kondansatör Sistem toplam reaktif gücü Paralel kapasitör bank/filtreli kompanzasyon ile melez çalışma(q = Reaktif güç; t = zaman) 8 PQC-STATCON Ürün broşürü

9 Çalışma modları PQC-STATCON un değişik çalışma modları: Sabit kompanzasyon modu Bu modda PQC-STATCON sabit endüktif/kapasitif reaktif güç sağlar. Sabit bir endüktif/kapasitif yük kaynağı gibi kullanılır. Sağlanan güç grafik ekran üzerinden ayarlanabilir. I G = I P I STAT = -I Q I L = I P, I Q I L Dinamik modlar Dinamik modlarda PQC-STATCON akım trafosundan gelen geribildirime göre dinamik bir akım sağlar. Sistem ölçü akım bilgisini yük tarafındaki veya şebeke tarafındaki akım trafosundan sağlayabilir Açık çevrim konfigürasyonu Dinamik, yük tarafında akım trafosu modu Bu mod grafik ekran vasıtasıyla seçilebilir. PQC-STATCON yük akımı içindeki reaktif/dengesizlik akımlarını ölçer ve ters fazdaki akımları sisteme basar. Ters fazdaki iki akımın aynı noktadan çekilmesiyle, şebeke tarafından çekilen akım kompanze edilmiş olur. Bu çalışma moduna açık çevrim çalışma denir. Eğer birden fazla paralel STATCON kullanılıyorsa, tüm paneller aynı akım geribildirimini alacağı için basılacak reaktif gücü eşit olarak paylaşırlar. I G = I P I G Kapalı çevrim konfigürasyonu I STAT = (-I Q ) I L = I P, I Q Bu çalışma, kompanze edilecek yükler ayrı bir fiderde ise ve STATCON aynı baradaki başka bir fidere yerleştirilmişse kullanışlı olur. dengesizlik Dinamik, şebeke tarafında akım trafosu modu Bu mod grafik ekran vasıtasıyla seçilebilir. Bu modda PQC-STATCON reaktif/dengesizlik akımını kaynak tarafında ölçer ve sıfıra indirir. Bu çalışma moduna kapalı çevrim çalışma denir. En çok kullanılan, önerilen ve keskinliği en yüksek mod olan kapalı çevrim ile PQC-STATCON un özellikleri maksimum seviyede kullanılmış olur. Çoğu durumda reaktif güç kompanzasyonu için birden fazla STATCON kullanılır. Tüm PQC-STATCON lar aynı akım trafosu geribildirimini alır ve kaynak güç faktörünü birlikte düzeltirler endüktif PQC-STATCON çalışma bölgeleri (Detaylar için teknik özelliklere bakınız.) kapasitif Not: I P = Aktif akım; I Q = Reaktif akım; I L = Yük akımı, I STAT = PQC-STATCON akımı; I G = Kaynak akımı; I r = Nominal PQC-STATCON akımı Ürün broşürü PQC-STATCON 9

10 Ürün gamı Değerler PQCS-STATCON S. No Tip Uygulama Gerilim kvar Akım (I r ) 1 PQCS-50-V240 1-Ph PQCS-100-V240 1-Ph PQCS-100-V415 1-Ph PQCS-150-V415 1-Ph PQCS-250-V415 1-Ph PQCT-STATCON S. No Tip Uygulama Gerilim kvar Akım (I r ) 1 PQCT-100-V415 3-Ph PQCT-150-V415 3-Ph PQCT-250-V415 3-Ph PQCT-300-V415 3-Ph PQCT-Light (PQCL) S. No Tip Uygulama Gerilim kvar Akım (I r ) 1. PQCL-70-V415 3-Ph Ürün tipi açılımı : Örnek. PQCT (PQCT V 415) PQCS (PQCS V 240) PQCT 250 V 415 PQCS 100 V 240 3~ PQC STATCON 250 kvar dan 250 kvar a Nominal şebeke gerilimi 415 V 1~ PQC STATCON 100 kvar dan 100 kvar a Nominal şebeke gerilimi 240 V Bir PQC-STATCON un reaktif güç kompanzasyonu için boyutlandırılması PQC-STATCON un boyutlandırması mevcut sistemdeki reaktif güç kompanzasyonu sistemine göre hızlıca yapılabilir. İhtiyaç duyulan ve PQC-STATCON tarafından karşılanacak dinamik kompanzasyon gücü hesaplanır, ki bu toplam dinamik yük değişiminin yarısıdır: Q PQC-STATCON* = Q dyn /2 = (Q max - Q min )/2 İhtiyaç duyulan ve sabit bank tarafından karşılanacak sabit kapasitör gücü hesaplanır, ki bu baz reaktif güç ve dinamik yük değişim gücünün yarısının toplamı kadardır. Q capacitor = Q base + Q dyn /2 = Q base + (Q max - Q min )/2 Not: *Yük dengeleme yapmak için, yükün negatif sequence bileşenini de ekleyin. 10 PQC-STATCON Ürün broşürü

11 Teknik özellikler Detaylı Ünite PQCT PQCL PQCS Elektriksel karakteristikler Bağlantı şekli 3 faz, 3 tel sistem 3 faz, 3 tel sistem 1 faz, 2 tel sistem Şebeke gerilimi Volt V415: 380V - 440V V V240: 200V - 240V V415: 380V - 440V İzin verilen gerilim değişimi % ±10% ±10% ±10% Akım değerleri Amper 140, 210, 350, V240: 210, 420, V415: 240, 360, 600 kvar değerleri (1) kvar ±100, ±150, ±250, ±300 ±70 V240: ±50, ±100, V415: ±100, ±150, ±250 Sistem frekansı Hz 50 Hz, 60 Hz (±5%) Kayıplar % Ekipman gücünün 3% ü Kompanzasyon metodu Kapalı çevrim / Açık çevrim / Sabit mod Reaksiyon süresi ms < 2ms Cevap süresi ms Bir şebeke çevriminden az (Kompanzasyonun tamamlaması için) Yük dengeleme Faz-faz arası Uygulanmaz Dahili Adet Maksimum 32 ünite Koruma Kesici ile Programlama / Haberleşme karakteristiği Haberleşme Modbus (2) Programlama arayüzü PQC Manager ile (Dokunmatik ekranlı grafik kullanışı arayüzü) - GUI) Yedeklilik Master/master düzeni Reaktif güç kvar 100% endüktif 100% kapasitif, kademesiz Yedek PF ayarı Ayarlanabilir Q veya phi 0.6 (endüktif) 0.6 (kapasitif) arası ayarlanabilir Fiziksel özellikler (ünite başına) Yaklaşık ölçüler (ambalajsız) (W x D x H) mm 1000 x 900 x x 315 x x 900 x 2000 Yaklaşık ağırlık (ambalajsız) kg 800kg 125kg 800kg Montaj Dikili tip Duvara monteli Dikili tip Renk RAL 7035 (talep üzerine diğer renkler) Kurulum (ünite başına) Koruma sınıfı (IP) (3) IP-31 IP-30 IP-31 Deniz seviyesinden yükseklik Metre 1000m (4) ye kadar Ortam sıcaklığı C -5 C to (+) 45 C (4) Nem %RH Maksimum 95% RH, yoğuşma olmaksızın Kablo girişi Akım trafosu ihtiyacı Alttan ( diğer seçenekler için danışınız) - 3 akım trafosu (class 1 yada üstü) - Güç:5VA (8 üniteye ve 25 mt mesafeye kadar) - Sekonder: 5 A - Akım trafoları kapalı çevrim konfigürasyonunda bağlanmalıdır. (1) kvar değeri V415 grubu için 415V ta, V240 grubu için 240V ta ve PQCL için 415V ta hesaplanmıştır. (2) Modbus bağlantısı STATCON GUI yada özel modbus RTU bağlantısı üzerinden kullanılabilir. (3) Diğer IP koruma değerleri için satış ofisine danışınız. (4) Diğer rakım (20000mt / 6600 ft e kadar) ve sıcaklık için satış ofisine danışınız. Ürün broşürü PQC-STATCON 11

12 İletişim ABB Elektrik Sanayi A.Ş. Alçak Gerilim Ürünleri Bölümü Organize Sanayi Bögesi 2.Cadde No: Yukarı Dudullu / İstanbul Phone: Fax: Not : Herhangi bir ön bildirimde bulunmaksızın bu belgenin içeriğinde teknik değişiklik yapma veya değiştirme hakkımız saklıdır. Satın alma taleplerine bağlı olarak, üzerinde anlaşılmış ayrıntılar geçerli olacaktır. ABB, bu belgede olabilecek hatalardan veya bilgi eksikliğinden hiçbir şekilde sorumlu tutulamaz. Bu belgeye ve diğer konulara ve burada yer alan görsellere ilişkin tüm haklarımız saklıdır. ABB nin önceden verilmiş onayı olmadan bu belgenin yeniden üretilmesi, veya içeriğinin kısmen veya bütün olarak kullanılması yasaktır. Copyright 2013 ABB Tüm hakları saklıdır. Kurucu üyesidir.