33
! " # $ % & ’ ’ " " ! ’

ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

  • Upload
    hanhi

  • View
    213

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

������

�� ��� ��������������� ��� ��������� ��� ��������� ��������������� !�

"� #�$ %�����& '������� '"�� ����������"�� !������ '

Page 2: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

�� ��� �������������� ��� ��������� �

Page 3: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

�� ��� ����������������������������������������������������� ��� ��������� �

O fornecimento de energia tem vindo a ganhar qualidadeLongas interrupções e blackouts são cada vez mais raros.Passou-se a corrigir os problemas de 2ª ordem:

� Fator de potência, harmónicas, cavas, sobretensões, distorção, RFI (Ruído)

Consequências:CNC Máquinas de controlo numérico, PLC’s, DCS s, robots, ferramentas controladas por processador...indústrias de processo...condições de exploração críticas com IS exigentes...

Page 4: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

�� ����� ���������������

� Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão

� Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem a mais de 92% dos eventos de PQ

� Os utilizadores não têm alertas por antecipação de cavas de tensão

� Há solução com ABB

Page 5: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

�� ������(�$ �������)�������

SEMI-F47 07061

ITIC2

RTIEBT [E] 133.4 Prevenção dos efeitos prejudiciais

1 SEMI, the industry association for the semiconductor industry, has developed the SEMI F47 voltage sag immunity standard2 IT Industry Tolance Curves

������ �� ������ �������������� ���� ����� ��� � ������ � ������ �������

������������������� �������� ��� �� ������ ������ ��� ���������

IEC 61000-4-11IEC 61000-4-34

Page 6: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

�� �������*+ ,�'-.��.�/�0 �,*��/����1-1"-

A electrónica de potência ou de semicondutores de consumo deve tolerar cavas de:

� 50% até 200 ms� 70% até 0,5 s� 80% para 1 s

Recomenda-se ainda, tolerância de 0%, para um ciclo, cavas a 80% durante 10 segundos, e cavas contínuas para 90%.

Page 7: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

�� ������23,*43�""��� !�����������3�����

331.2 Variações de tensãoNota: ... Os microcortes devidos ... funcionamento de máquinas com correntes de arranque elevadas são um caso particular de cavas de tensão. A proteção consiste em tornar os recetores insensíveis às cavas de tensãoou em alimentá-los por meio de equipamentos que compensem a falta de energiadurante o tempo em que a cava de tensão se verifique ...

!" ���#$�� �%�&�''�(��

&�� )�*+,�','-

)���-�'''.+./+�

Page 8: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !��(�����������)�������������

� Correção total, cavas de tensão nas 3 fases até 70% de tensão remanescente

� Correção total, cavas de tensão numa fase até 55% de Regulação contínua “ONLINE”

� Regulação sobretensão e subtensão

� Correção de ângulos dos vectores das fases de tensão, resultantes das falhas na rede de alimentação

� Correção de desequilíbrio de tensão

Page 9: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !��(�����������)�������������

� Resposta de extraordinária rápidez (sub-cíclica)� Parametrização amigável� Robusta capacidade de sobrecarga� Protegida contra curto circuito� Diagnósticos extensos� Registo de falhas� Registo do tipo de perturbações de tensão da rede� Ligação Ethernet� Construção modular

Page 10: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !�5� ����� ���67 ���

Technician commissioning support tool

Plant SCADA accessing data registers

Plant wide access fromweb browser

USB interface

USB port

Firewall Worldwide web

Resident webpage in graphic display module

Modbus/TCPIP over Ethernet

Page 11: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

�� ��������������� !����89�� ��� ���:

secondary

primaryDistribution transformer

Input

Auto transformer

(non 400/480V supply)

Rectifier fuse

Input circuit breaker

Environmental

3ph utilitysupply 3ph output Load

Bypass

Rectifier and inverter

Sag/swell animation

Boost transformer

System wiring diagram

Page 12: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !����6�)�������89��������$ ��67 ���

+ AVC protege as operações da UPS dando maior vida útil às baterias+ Melhor gestão de cargas vs potência das máquinas (AVC e UPS)...

Page 13: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !������������ $ ���'��;� ����

� Empresa de extrusão de filme plástico

� Auckland Nova Zelândia

� Instalada a PCS100 AVC em Dezembro 1998

� 1000kVA 400V 50Hz

Page 14: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !������������ $ ���'��;� ����

Extrusora de sopragem de filme plástico

Page 15: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !� $ ���'��;� ����1 < �9� ��$ �=

� Filme plástico extrudido multicamada. Até 9 camadas

� Nylon particularmente problemático

� Tempo para arranque da linha demorado

� 30 minutos para recuperar duma paragem

� A sucata de filme extrudido não é recuperável

� Só bobines de filme 100% completas são aceites. As restantes são rejeitadas.

Page 16: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !� $ ���'��;� ����1 < �9� ��$ �=

� Sucata de material por paragem superior a $2000

� Cada bobine, demora cerca 4 horas a produzir. Se houver uma paragem a meio a bobine é rejeitada

� Funcionamento 24dias/7h. Chamada de técnicos por cada paragem

� Energia não reposta ao fim 30min, implica limpeza total da extrusora.

Page 17: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !� ��;9��>�������

� Experimentada uma unidade de 300kVA numa das 6 linhas de extrusão

1 Máquina Várias máquinas

Page 18: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !�?$ �����������

� As equipes de produção pediram mais unidades PCS100-AVCpara as restantes linhas de extrusoras

� Instalados 1000kVA em Dez 1998

� Amcor CEO “- Antes da PCS100 AVC ser instalada com a mais pequena oscilação na iluminação nós tinhamos problemas nas linhas, mas agora nunca mais nos preocupámos”

� Maio 2005, Amcor instalou mais uma unidade de 1000kVA aquando da expansão da fábrica

Page 19: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !�?$ �����������

Page 20: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

��� ��������������� !�> 350MW de potência instalada

Page 21: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

/��#�$ %������& '������� '

Page 22: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

© ABB Group January 10, 2013 | Slide 22

• Compensação Dinâmica do fator de potência– Com filtros passivos– Controlo por tiristores

• Filtros ativos de harmónicas%0*

- 1 ,3

1 ,3

0 3 6 0

- 1 , 3

1 , 3

0 3 6 0

- 1 ,3

1 ,3

0 3 6 0

"��#�$ %������1 '������� '���������9�����6����� ������������*��)��

Page 23: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

@ 44�A��9�B��������C����"�D��������"

• Proteção ótima para todas as instalaçõesmesmo em condições difíceis

• Baixo custo de manutenção

• Utilizável com variados sistemas de supervisão

• Unidades desde 30A até 3200A (ampliável)

• Adaptado às necessidades do cliente

"��#�$ %������1 '������� ''������ ������� '� �%�� ��0�������*�����

Page 24: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

@ 44�A��9�B��������C����"�D��������-

• Montagem mural e desenho compacto(L x P x A: 585 x 310 x 700 mm)

• Conexão em 3-fios / 4-fios (mesma unidade)

• Filtragem individual de harmónicas

• Correção do fator potência programável

• Redundância limitada ou total

• Instalável em espaços reduzidos

"��#�$ %������1 '������� '<�$ �$ � $ �����$ 9���� �� 6�$ 8��� � '�

Page 25: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

© ABB Group January 10, 2013 | Slide 25

• Filtragem individual de harmónicas numa gama até à 50ª

• Opera com controlo de “closed loop” (melhor precisão)

• Balanceamento de cargas e compensação de energia reactiva

• Diferentes modos de operação e mudança suave de estratégia

• Analisador de rede trifásico� Dados numéricos� Espectro� Formas de onda em função do tempo

"��#�$ %������1 '������� '�E�> �����)�$ � � '����'����� �����

Page 26: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

@ 44�A��9�B��������C����"�D��������/

*������� ��1 !23

*������� ��1 !3'

� Requisitos técnicos

� Requisitos regulamentares

*������� ��1

!23

*������� ��1 !3'

������

"��#�$ %������1 '������� '�E�� F �$ 9������ 6�����$ � ��)� )�$ �G

Page 27: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

@ 44�A��9�B��������C����"�D��������.

4�5���+6���(� �

425�����3�/�(� �

4/5�����3���(� �

4�5����6�-�(� �

425����6�+�(� �

4/5����6�3�(� �

7 5�����++���(� �

7 5�������/�3�(� �

� Desequilíbrio de cargas aumentao stresse no neutro

� Falhas nos equipamentos /envelhecimento prematuro

Vantagens� Perdas na instalação� Tempo de paragem� Stresse no condutor neutro� Tempo de vida da instalação

"��#�$ %������1 '������� '4�������$ ���� �����)��

Page 28: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

O problema:

� Várias linhas de extrusão donde resulta um THDV de 11% (lado BT)

� Linhas de extrusão baseadas em Drives DC

� Devido às harmónicas em tensão, a forma de onda de tensão tinha multiplaspassagens por zero que perturbavam o controlo do Drive DC causando avarias

� Além da resolução do problema, esperava-se o conseguir uma redução de perdas nos(longos) cabos de alimentação e de ligaçãoaos transformadores (custos e sobreaquecimento)

"��������������H��I������;����� ����������

Page 29: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

Conclusões do cliente e ações consequentes

� Problemas técnicos na linha de produção desapareceram� Cos ϕ da instalação subiu em média de 0,84 para 0,92� Pela análise da monitorização da potência consumida verificou-se uma poupança

em energia activa de cerca de 10-15% que resultou num tempo de “pay back” dainstalação muito curto

$ �� J�62,�89$ �; J��2/'�89

$ �� J�:2,�89$ �; J���+,�89

"��������������H��I������;����� ����������

Page 30: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

A verificação de medições da ABB com equipamento de alta precisãoindicaram que:

� Equipamento de medida usado pela companhia funcionava correctamente� Durante a verificação das medições com ou sem filtro activo, foi registada uma

poupança de energia de cerca de 11% quando o filtro estava em funcionamento

"��������������H��I������;����� ����������

A ABB contactou um laboratório independente acreditado naEuropa, ‘Lemcko‘para “re-medir” , verificar e validar as medições obtidas...

Page 31: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

• confirma uma poupança de 14,5 % de energia

Não Medidas Inferior à carga principal

� Número de Pulsos tipo 6 pulsos SCR � Potência Aparente 750 kVA

Cabo Tranformador-barramento � comprimento: 150 m � Secção / fase 300 mm2 � Nr ligações em paralelo: 14

Outras Cargas

Transformador � Potência nominal: 4000 kVA � Impedância curto-circuito: 6 % � Tensão Secundário 400 V

Rede de MT � Potência de curto-circuito: ? MVA � Tensão: 10 kV � Frequência: 50 Hz

Extrusora Principal 1

Filtro Activo

� Número de Pulsos e tipo 6 pulsos IGBT� RMS Corrente: 450 A

� 1

Energia (kWh) vs Tempo (h)

5��I 6����

5��I���6����

Cliente ganha: > 45 k€ por ano

0,00E+00

1,00E+03

2,00E+03

3,00E+03

4,00E+03

5,00E+03

6,00E+03

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4

Time [hours]

Ene

rgy

[kW

h]

with filter

without filter

"��������������H��I������;����� ����������

Page 32: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

Ano Poupança de energiaacumulada (kEuro)

1 >45

2 >90

3 >135

4 >180

… …Nota: durante o primeiro ano, o cliente játeve vantagem porque foram reduzidas as paragens na linha de produção.

� Análise financeira ao longo do tempo

Conseguido um tempo de “pay-back” reduzido

Pay-back time

Lucro Adicional

"��������������H��I������;����� ����������

Page 33: ˆ - ABB Group · ˆ ˙ ˝ ˝ Na atualidade os problemas mais comuns de qualidade de energia a afetar a indústria são as cavas de tensão Segundo a EPRI1, as cavas de tensão correspondem

/�2�!������ '