SVC SYSTEMY KOMPENSACJI NADĄśNEJ ŚREDNICH I WYSOKICH NAPIĘĆ

Transkrypt

1 ELMA energia ul. Wioślarska Olsztyn Tel: Fax: PRZEDSTAWICIEL FIRMY: Rongxin Power Electronic Co. WSPÓŁWYKONAWCA SYSTEMÓW SVC SVC SYSTEMY KOMPENSACJI NADĄśNEJ ŚREDNICH I WYSOKICH NAPIĘĆ

2 Instalacje SN firmy Elma energia na świecie: EUROPA: Wielka Brytania Holandia Niemcy Włochy Litwa Łotwa Estonia Rosja AFRYKA: Egipt Sudan Tanzania AZJA: Indie Chiny Singapur Indonezja Japonia AUSTRALIA Szanowni Państwo, 30 baterii kondensatorów do Sudanu, montowane na słupach. Wykonanie dla klimatu tropikalnego. Zdjęcie w trakcie produkcji w firmie Elma energia Firma ELMA energia, wychodząc naprzeciw potrzebom naszych klientów, zawsze dążyła do rozszerzania oferty o najnowocześniejsze rozwiązania z zakresu kompensacji mocy biernej, a precyzując - w zakresie poprawy jakości energii. Od kilku lat oferujemy systemy kompensacji nadążnej SVC o napięciach do 220kV i mocach od 2MVar do 300MVar. W tym zakresie firma ELMA energia współpracuje z jednym z największych i obecnie najnowocześniejszych producentów podzespołów SVCfirmą RXPE. Firma RXPE wykonała ponad 700 instalacji tego typu i jest wraz z firmą ELMA energia gwarantem najwyższej jakości. Do swojej produkcji firma RXPE wykorzystuje podzespoły takich producentów, jak ABB, IT, EUPEC, TOSHIBA, MITSUBISHI. Zapraszamy do współpracy. Firma Elma energia gwarantuje kompleksową realizację inwestycji w zakresie systemów SVC od projektu do uruchomienia ( pod klucz ). Instalacja SVC wykonana przez firmę RXPE

3 ZAWARTOŚĆ KATALOGU: Systemy nadążne SVC... 4 Gdzie i dlaczego warto stosować instalacje SVC... 6 Podzespoły systemów SVC... 8 Zespoły pasywnych filtrów wyższych harmonicznych... 8 Dławiki robocze TCR... 8 Łączniki tyrystorowe... 9 System chłodzenia naturalnego ciepłowodami System chłodzenia wodą Cyfrowe systemy sterowania, zabezpieczeń i monitoringu Realizacje zadań inwestycyjnych w zakresie instalacji SVC Przede wszystkim jakość i niezawodność Automatycznie regulowana instalacja kompensacji mocy biernej pieca łukowego. Filtr 2-giej harmonicznej typu C o mocy 46MVar/38,5kV. Realizacja ELMA energia

4 SYSTEMY NADĄŻNE SVC Podstawowe podzespoły instalacji SVC, to: zespół pasywnych filtrów wyższych harmonicznych dławiki robocze TCR łączniki tyrystorowe w fazach dławików roboczych TCR system chłodzenia łączników tyrystorowych cyfrowy system sterowania, zabezpieczeń i monitoringu. Instalacja SVC. Realizacja RXPE Uproszczony schemat jednokreskowy instalacji SVC

5 SYSTEMY NADĄŻNE SVC W systemach kompensacji nadążnej SVC pasywne filtry wyższych harmonicznych załączane są na stałe do szyn zbiorczych rozdzielni, z której zasilane są kompensowane odbiory energii elektrycznej. Tym samym pełna moc pojemnościowa filtrów wyższych harmonicznych dostarczana jest do sieci. System cyfrowego sterowania, realizując funkcje pomiarowe, ustala chwilowe zapotrzebowanie na moc bierną pojemnościową dla każdej fazy indywidualnie. Wyniki pomiarów decydują o określeniu chwilowej wartości kątów zapłonu tyrystorów w systemie TCR, a tym samym o wartości mocy biernej indukcyjnej dławików roboczych dla każdej fazy niezależnie. Moc pojemnościowa systemu SVC w danym momencie stanowi różnicę pomiędzy sumaryczną mocą pojemnościową zespołu filtr LC, a mocą indukcyjną systemu TCR. PODSTAWOWE PARAMETRY SYSTEMÓW SVC FIRMY RXPE: Napięcie znamionowe U N : Częstotliwość znamionowa f r : Moc systemu Q N : Regulacja mocy: Zakres regulacji mocy: Sposób wyzwalania łączników: Sposób regulacji: Chłodzenie łączników tyrystorowych instalacji o mocy do 70MVar: Chłodzenie łączników tyrystorowych instalacji o mocy powyżej 70MVar: Czas odpowiedzi: 6 220kV 50Hz, 60Hz 2 300MVar łączniki tyrystorowe w układach dławików TCR sterowane cyfrowo 0 100% elektrycznie lub optycznie wg życzenia odbiorcy w każdej fazie indywidualnie Ciepłowody lub woda wg życzenia odbiorcy Woda 10ms Nizhny Tagil-Rosja Baterie kondensatorów 35kV w układzie filtra 3-ciej harmonicznej. Realizacja ELMA energia

6 GDZIE I DLACZEGO WARTO STOSOWAĆ INSTALACJE SYSTEMU SVC Systemy kompensacji nadążnej należy stosować wszędzie tam, gdzie wymagana jest poprawa jakości energii elektrycznej, wynikająca ze specyfiki odbiorów: dużej dynamiki zmian obciążenia, w tym mocy biernej, generowania wyższych harmonicznych prądu i napięcia, występowanie wysokiego współczynnika flikeru (migotania światła), asymetrii obciążenia poszczególnych faz, dużych zmian napięcia. HUTY, PIECE ŁUKOWE Piece łukowe należą do najbardziej niespokojnych odbiorów energii elektrycznej i generują wszystkie powyższe wymienione zjawiska. Wpływa to radykalnie na obniżenie jakości energii elektrycznej. Zastosowanie kompensacji SVC w przypadku pieców łukowych spowoduje: ograniczenie zmian napięcia na szynach rozdzielni, redukcję wyższych harmonicznych do poziomu akceptowanego przepisami, ograniczenie 1,5-2 krotnie współczynnika flikera (migotania światła), zmniejszenie do możliwego minimum asymetrii obciążenia układu. W przypadku pieców łukowych ważne są także efekty ekonomiczne, które oprócz opłat za energię bierną, wynikają z: radykalny wzrost mocy pieca łukowego do 20%, skrócenie czasu wytopu, zmniejszenie zużycia obmurówki ogniotrwałej pieca, zmniejszenie zużycia elektrod, zmniejszenie jednostkowego zużycia energii elektrycznej na tonę wytopionej stali. WALCOWNIE Pobór mocy czynnej i biernej przez piec łukowy Systemy SVC zagwarantują: skuteczną kompensację mocy biernej przy dużej zmienności obciążenia, ograniczenie wahań napięcia, filtrację wyższych harmonicznych.

7 MASZYNY WYCIĄGOWE Dla maszyn wyciągowych, których cały cykl pracy złożony z trzech faz (rozruch, jazda, hamowanie) trwa od kilkunastu do stu sekund, a prostowniki zasilające ich napędy generują wyższe harmoniczne, system SVC pełni podobną funkcję jak w przypadku walcowni. PODSTACJE MIEJSKIE WN/SN W sieci lokalnej, do kompensacji mocy biernej wykorzystywane są wieloczłonowe baterie kondensatorów. Jednakże takie rozwiązanie umożliwia uzyskanie wyłącznie pojemnościowej mocy biernej, zaś szybkość reakcji nie pozwala na nadążenie za szybkimi zmianami obciążenia. System SVC pozwala na szybką i precyzyjną kompensację zarówno mocy biernej indukcyjnej jak i pojemnościowej. Dodatkowo, przy instalacji systemu można wykorzystać istniejące nieregulowane baterie kondensatorów, redukując w ten sposób nakłady inwestycyjne. PODSTACJE TRAKCYJNE Wyższe harmoniczne generowane przez prostowniki podstacji trakcyjnych, niesymetria obciążenia, zmiany obciążenia i niski współczynnik mocy wskazują na SVC jako skuteczny sposób rozwiązania powyższych problemów. FARMY WIATROWE Rosnąca popularność i moc farm wiatrowych stawiają coraz wyższe wymagania w zakresie parametrów jakościowych w punkcie przyłączenia. Farma wiatrowa może stanowić zarówno odbiornik indukcyjny (w trakcie pracy) jak i pojemnościowy (ze względu na reaktancję pojemnościową kabli), zmienny w czasie. Dodatkowo, w punkcie przyłączenia do sieci mogą one wpływać na poziom flikera oraz wyższych harmonicznych (w szczególności w przypadku turbin nie wyposażonych we własne układy filtracyjne). Systemy SVC mogą rozwiązać wszystkie powyższe problemy.

8 PODZESPOŁY SYSTEMÓW SVC ZESPOŁY PASYWNYCH FILTRÓW WYŻSZYCH HARMONICZNYCH Filtry pasywne LC są źródłem energii biernej pojemnościowej oraz obniżają zawartość wyższych harmonicznych prądu i napięcia w układzie zasilania. O wyborze konkretnych rzędów filtrowanych wyższych harmonicznych decyduje spektrum generowane przez odbiorniki zasilane z tych samych szyn, co system SVC. Dla pieców łukowych będą to najczęściej filtry harmonicznych: 2h (filtr typu C z rezystorami tłumiącymi), 3h, 4h i 5h. Na zamówienie, dławiki RXPE mogą być wykonane w sposób umożliwiający płynną regulację indukcyjności, co pozwala na precyzyjne zestrojenie filtrów, a tym samym maksymalną skuteczność filtracji. Zespoły filtrów wyższych harmonicznych są załączone do szyn rozdzielni na stałe. Filtr 3-ciej harmonicznej 30kV z bateriami 70MVar. Realizacja ELMA energia DŁAWIKI ROBOCZE TCR Moc dławików dobierana jest tak, aby umożliwić uzyskanie pełnych mocy pojemnościowych filtrów wyższych harmonicznych od 0 do 100%. Dławiki robocze łączone są w trójkąt (po dwa na fazę). W każdej fazie włączony jest zespół łączników tyrystorowych. Dławiki robocze TCR. Instalacja RXPE

9 PODZESPOŁY SYSTEMÓW SVC ŁĄCZNIKI TYRYSTOROWE Łączniki tyrystorowe średnich napięć do systemów SVC. Hala firmy RXPE Trzy łączniki tyrystorowe instaluje się w poszczególnych fazach dławików roboczych TCR. Kąty wyzwolenia tyrystorów decydują o chwilowej wartości mocy biernej indukcyjnej dławika, a tym samym o chwilowej, wypadkowej wartości mocy biernej instalacji. Zastosowanie łączników tyrystorowych umożliwia uzyskanie bardzo krótkich czasów reakcji (rzędu 10ms). Firma RXPE posiada łączniki na bazie tyrystorów wyzwalanych elektrycznie (ETT) lub optycznie (LTT). Łączniki mogą być chłodzone ciepłowodami (instalacje do 70MVar) lub wodą. Łączniki tyrystorowe firmy RXPE

10 PODZESPOŁY SYSTEMÓW SVC SYSTEM CHŁODZENIA NATURALNEGO CIEPŁOWODAMI W przypadku instalacji o mocy do 70MVar, nie ma konieczności stosowania chłodzenia wodą łączników tyrystorowych. Chłodzenie odbywa się za pomocą ciepłowodów. Ciepłowody są dwukierunkowe i całkowicie zamknięte, mogą odbierać ciepło bezpośrednio z tyrystorów. Brak jest ruchomych elementów, tak więc system jest prosty, nie wymaga konserwacji i jest cichy. Ciepłowody instaluje się w radiatorach tyrystorów pod kątem od 45º do 60º względem poziomu. Element najbliżej tyrystorów położony jest najniżej. Czynnik, który wypełnia ciepłowód ogrzewa się odbierając ciepło od tyrystorów i przechodząc w stan gazowy (para) przemieszcza się na drugi koniec ciepłowodu tracąc w tym czasie ciepło własne (oddane na dalsze części radiatora). Po utraceniu większości ciepła czynnik przechodzi w stan ciekły i spływa na dół ciepłowodu rozpoczynając proces od początku. SYSTEM CHŁODZENIA WODĄ System chłodzenia wodą jest znacznie bardziej złożony i kosztowny. Dla instalacji powyżej 70MVar jest systemem wymaganym. 1. wymiennik ciepła 2. zawory 3. pompa wodna głównego cyklu 4. chłodzone łączniki 5. zbiornik z wodą 6. pompa dostarczająca wodę 7. dejonizator 8. zbiornik ekspansyjny 9. cylinder z azotem T. Czujnik temperatury P. Czujnik ciśnieniowy F. czujnik przepływu Q. Czujnik przewodności L. czujnik poziomu wody

11 PODZESPOŁY SYSTEMÓW SVC CYFROWE SYSTEMY STEROWANIA, ZABEZPIECZEŃ I MONITORINGU Cyfrowy system sterowania RXPE realizuje funkcje pomiarowe w czasie rzeczywistym (określenie zapotrzebowania na moc bierną pojemnościową w każdej fazie indywidualnie) i przekazuje odpowiednie sygnały do łączników tyrystorowych celem regulacji kąta zapłonu tyrystorów systemu TCR. Proces regulacji mocy TCR jest realizowany dla każdej fazy oddzielnie. System RXPE charakteryzuje, dla funkcji kompensacji mocy biernej, krótki czas odpowiedzi, poniżej niż 10ms. Cyfrowy system sterowania, zabezpieczeń i monitoringu firmy RXPE Uproszczony schemat funkcjonowania systemu sterowania RXPE Pozostałe funkcje cyfrowego systemu sterowania, to: regulacja, komunikacja z systemami zewnętrznymi, samodiagnostyka, zabezpieczenia i alarmy, monitoring, Funkcje i podzespoły mogą być dobrane na życzenie.

12 REALIZACJE ZADAŃ INWESTYCYJNYCH W ZAKRESIE INSTALACJI SVC Systemy kompensacji nadążnej SVC zawsze projektowane są indywidualnie i muszą uwzględniać między innymi: lokalne warunki środowiskowe, parametry systemu zasilającego, parametry eksploatacyjne kompensowanych odbiorników, oczekiwania w zakresie parametrów jakościowych energii po zainstalowaniu systemu SVC, warunki lokalne (dysponowana powierzchnia napowietrzna lub wnętrzowa, możliwość rozbudowy rozdzielni, dostęp do wody przemysłowej, itp.) Etapy procesu realizacji inwestycji instalacji systemu SVC: wizja lokalna i pomiary parametrów elektrycznych, analiza wyników pomiarów i opracowanie koncepcji systemu, zatwierdzenie koncepcji przez zleceniodawcę, wykonanie dokumentacji technicznej, jej zatwierdzenie przez zleceniodawcę, produkcja podzespołów systemu SVC, Produkcja obwodów drukowanych badania laboratoryjne podzespołów SVC, montaż u odbiorcy, badania pomontażowe, rozruch. Fragment dokumentacji systemu SVC wykonanej w ELMA energia

13 PRZEDE WSZYSTKIM JAKOŚĆ I NIEZAWODNOŚĆ Obie firmy, zarówno RXPE jak i ELMA energia, przywiązują ogromną wagę do badań i testów poszczególnych podzespołów, aparatów i urządzeń. Celem tych testów jest zagwarantowanie bardzo wysokiej jakości dostarczanych podzespołów, co przekłada się na dużą niezawodność pracy kompletnych systemów SVC. Centrum badań systemów SVC w firmie RXPE Stanowiska pomiarowe centrum badań systemów SVC w firmie RXPE

14 Testowanie systemów sterowania w firmie RXPE Laboratorium firmy ELMA energia

15 OFERTA ELMA energia: Kondensatory energetyczne nn i SN Styczniki do załączania obwodów pojemnościowych nn i SN Automatycznie regulowane baterie kondensatorów nn Baterie kondensatorów nn i SN z dławikami ochronnymi Baterie kondensatorów SN i WN statyczne oraz regulowane automatycznie Pasywne filtry wyższych harmonicznych nn, SN i WN Transformatorowe filtry pasywne SN Filtry aktywne Systemy kompensacji nadążnej średnich napięć SVC i STATCOM Tyrystorowe kompensatory nadążne średnich i wysokich napięć TSC Kompensacja farm wiatrowych Usługi projektowe, pomiarowe i elektromontażowe Łączniki tyrystorowe nn od 10kVar do 900kVar Sterowniki do systemów kompensacji nn z łącznikami tyrystorowymi Trójfazowe kompensatory nadążne nn, w tym z kompensacją każdej fazy indywidualnie KOMPENSATORY ATSC Układ kompensacji dynamicznej ATSC przeznaczone są do nadążnej kompensacji mocy biernej w trójfazowych sieciach rozdzielczych o napięciu do 30kV. Pojedynczy człon składa się z baterii kondensatorów nn, załączanych łącznikami tyrystorowymi oraz transformatora obniżającego SN/nn o parametrach reaktancyjnych dobranych tak, aby wraz z kondensatorami tworzyć układ filtra odstrojonego wyższych harmonicznych. Kompensatory ATSC mogą stanowić część układu hybrydowego z filtrem aktywnym (kompensacja mocy biernej i filtracja w.h.) Podstawowe dane techniczne: Moc znamionowa: do 11MVar Napięcie znamionowe: 6-36kV Stopień regulacji: kVar Czas odpowiedzi zdalnej regulacji: 14-20ms Częstotliwość: 50Hz (na życzenie 60Hz) SZCZEGÓLNIE POLECANA DLA: - MASZYN WYCIĄGOWYCH - WALCOWNI HUT Transformatorowe filtry pasywne LC. Instalacja na napięcie 21,4kV. Realizacja Elma energia

16 ELMA ENERGIA ul. Wioślarska Olsztyn Tel: