PQC-STATCON Yeni nesil IGBT tabanlı gerçek zamanlı

PQC-STATCON
Yeni nesil IGBT tabanlı gerçek zamanlı
kademesiz reaktif güç kompanzasyon
sistemi
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
145.000 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.
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
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
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.
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.
8.062ms
PQC-STATCON – Dinamik cevap
PQC-STATCON akımı
Kaynak gerilimi
Sistem cevabı
Yük akımı – PQC-STATCON akımı = Hat akımı
+
Aktif
akım
Real
Current
+
Reaktif akım
Reactive
Current
Yük akımı
PQC-STATCON üstün çalışma kararlılığı, çok hızlı cevap
süresi (<1 şebeke çevrimi) ve DSP (Digital Signal Processor)
teknolojisine dayanan mükemmek kontrol karakteristiğine
sahiptir.
Negatif sequence
Negative
Sequence
dengesizlik akımı
Unbalance Current
(–)
+
Reactive Current
Reaktif akım
Negative Sequence
Negatif sequence
dengesizlik akımı
Unbalance Current
PQC - Statcon akımı
(=)
AktifCurrent
akım
Real
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
Artan güç kalitesi ve enerji verimliliği - Tipik uygulamaların grafiksel
gösterimi
Yük
Örnek 1: Tipik rezistif yük
IR = 0 A; IY = 173 A; IB = 173 A; S = 83 kva;
PF = 1; IUB = 100 %
Örnek 2: Tipik kaynak yükü
IR = 283 A; IY = 124 A; IB = 291 A; S = 167 kva;
PF = 0.45; IUB = 45 %
Örnek 3: Tipik endüstriyel proses
IR = 168 A; IY = 81 A; IB = 140 A; S = 93 kva;
PF = 0.80; IUB = 40 %
Not: x-ekseni = Zaman; y-ekseni = Amper
6 PQC-STATCON | Ürün broşürü
Kaynak akımı
PQC-STATCON
=
+
IR = 100 A; IY = 100 A; IB = 100 A;
IQ = 0 A; INeg = 100 A
IR = 100 A; IY = 100 A; IB = 100 A; S = 72 kva;
PF = 1; I UB = 0 %; kva azaltımı = 13 %
=
+
IR = 224 A; IY = 124 A; IB = 291 A;
IQ = 200 A; INeg = 100 A
IR = 100 A; IY = 100 A; IB = 100 A; S = 72 kva;
PF = 1; I UB = 0 %; kva azaltımı = 57 %
=
+
IR = 90 A; IY = 40 A; IB = 121 A;
IQ = 75 A; INeg = 50 A
IR = 100 A; IY = 100 A; IB = 100 A; S = 72 kva;
PF = 1; I UB = 0 %; kva azaltımı = 23 %
Note: IR - R fazı akımı; IY - Y fazı akımı; IB - B fazı akımı; IUB - % dengeszlik akımı; S - kva; PF - güç faktörü; INeg - Negatif sequence akımı; IQ - Reaktif akım.
Ürün broşürü | PQC-STATCON 7
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 PQCSTATCON’un güç tüketimi neredeyse sıfırdır, ancak sistem
tekrar devreye girmek için tamamıyla hazırdır. Eğer sistemde
Q Q
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
+x +x
Q Q
+x +x
t
t
++
2x 2x
t
0 0
-x -x
t
==
0 0
PQC-STATCON
Sabit kondansatör
Paralel kapasitör bank/filtreli kompanzasyon ile melez çalışma(Q = Reaktif güç; t = zaman)
8 PQC-STATCON | Ürün broşürü
Sistem toplam reaktif gücü
t
t
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.
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
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.
Bu çalışma, kompanze edilecek yükler ayrı bir fiderde ise
ve STATCON aynı baradaki başka bir fidere yerleştirilmişse
kullanışlı olur.
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
IL = IP, IQ
IG = IP
ISTAT = -IQ
IL
Açık çevrim konfigürasyonu
IG = IP
IG
IL = IP, IQ
ISTAT = (-IQ)
Kapalı çevrim konfigürasyonu
dengesizlik
endüktif
kapasitif
PQC-STATCON çalışma bölgeleri
(Detaylar için teknik özelliklere bakınız.)
Not: IP = Aktif akım; IQ = Reaktif akım; IL = Yük akımı,
I STAT = PQC-STATCON akımı; IG = Kaynak akımı; Ir = Nominal PQC-STATCON
akımı
Ürün broşürü | PQC-STATCON 9
Ürün gamı
Değerler
PQCS-STATCON
S. No
Tip
Uygulama
Gerilim
kVAr
Akım (I r)
1
PQCS-50-V240
1-Ph
240
50
210
2
PQCS-100-V240
1-Ph
240
100
420
3
PQCS-100-V415 1-Ph
415 100
240
4
PQCS-150-V415 1-Ph
415
150
360
5
PQCS-250-V415 1-Ph
415
250
600
PQCT-STATCON
S. No
Tip
Uygulama
Gerilim
kVAr
Akım (I r)
1
PQCT-100-V415 3-Ph
415
100
140
2
PQCT-150-V415 3-Ph 415
150
210
3
PQCT-250-V415 3-Ph 415
250
350
4
PQCT-300-V415 3-Ph 415
300
420
Uygulama
Gerilim
kVAr
Akım (I r)
3-Ph
415
70
100
PQCT-Light (PQCL)
S. No
Tip
1.
PQCL-70-V415
Ürün tipi açılımı :
Örnek.
PQCT (PQCT - 250 - V 415)
PQCS (PQCS - 100 - V 240)
PQCT
250
V 415
PQCS
100
V 240
3~ PQC
–250 kVAr
STATCON
‘dan
Nominal
1~ PQC
–100 kVAr
Nominal
şebeke
STATCON
‘dan
250 kVAr’a
gerilimi 415 V
şebeke
100 kVAr’a
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* = Qdyn/2 = (Qmax - Qmin)/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.
Qcapacitor = Qbase + Qdyn/2 = Qbase + (Qmax - Qmin)/2
Not:
*Yük dengeleme yapmak için, yükün negatif sequence bileşenini de ekleyin.
10 PQC-STATCON | Ürün broşürü
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
V415: 380V - 440V 380 - 415V V240: 200V - 240V
Volt
V415: 380V - 440V
İzin verilen gerilim değişimi
%
±10%
±10%
±10%
Akım değerleri
Amper
140, 210, 350, 420
100 V240: 210, 420,
V415: 240, 360, 600
kVAr değerleri(1)
V240: ±50, ±100,
kVAr
±100, ±150, ±250, ±300
±70 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
Dahili
Faz-faz arası
Adet
Uygulanmaz
Maksimum 32 ünite
Koruma
Kesici ile
Programlama / Haberleşme karakteristiği
Haberleşme
Modbus (2)
Programlama arayüzü
PQC Manager ile (Dokunmatik ekranlı grafik kullanışı arayüzü) - GUI)
Yedeklilik
Reaktif güç
Master/master düzeni
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 2200
585 x 315 x 700
1000 x 900 x 2000
Yaklaşık ağırlık (ambalajsız)
kg 800kg
125kg
800kg
Duvara monteli
Dikili tip
Montaj
Dikili tip
Renk
RAL 7035 (talep üzerine diğer renkler)
Kurulum (ünite başına)
Koruma sınıfı (IP) (3)
Deniz seviyesinden yükseklik
Metre
Ortam sıcaklığı
˚C Nem
%RH
Kablo girişi
IP-31
IP-30
IP-31
1000m (4) ‘ye kadar
-5˚C to (+) 45˚C(4)
Maksimum 95% RH, yoğuşma olmaksızın
Alttan ( diğer seçenekler için danışınız)
Akım trafosu ihtiyacı
- 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.
kVAr değeri V415 grubu için 415V’ta, V240 grubu için 240V’ta ve PQCL için 415V’ta hesaplanmıştır.
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.
(1)
(2)
Ürün broşürü | PQC-STATCON 11
İletişim
ABB Elektrik Sanayi A.Ş.
Alçak Gerilim Ürünleri Bölümü
Organize Sanayi Bögesi 2.Cadde
No:16
34776 Yukarı Dudullu / İstanbul
Phone: +90 216 528 22 00
Fax:
+90 216 365 29 44
www.abb.com.tr
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.