pqc - statcon - abb
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X JORNADAS TÉCNICAS - ABB EN CHILE, 11-12 ABRIL, 2017
PQC - STATCONAplicación Industrial de Compensadores Estáticos
Joao Pimenta | PGTMM, Chile
Aplicación Industrial de Compensadores Estáticos – PQC StatconAgenda
April 18, 2017 Slide 2
1. Consecuencias de una baja calidad de Energía y porque invertir en soluciones2. Potencia reactiva en el sistema eléctrico y soluciones convencionales3. Compensación Reactiva Instantánea sin pasos – PQC Statcon4. Aplicaciones5. Tecnología y características6. Beneficios Principales7. Dimensionamiento8. Contact information
1. Consecuencias de una baja calidad de Energía y porque invertir en soluciones
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X Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
§ Fallas de la fuente de alimentación - "por ejemplo: interruptores quedisparan, ruptura de fusibles“
§ No cumplimiento de regulaciones del concesionario
§ Aumento de las perdidas del sistema
§ Falla de equipos, mal funcionamiento y reduccion del tiempo de vida util,incluyendo
§ Sobrecalentamento de equipos (transformadores, motores, etc)
§ Daños a equipos sensibles (PCs, UPS, drives)
§ Problemas con capacitores puros (sin reactancias)
§ Interferencia electronica en la comunicación
1. Consecuencias de una baja calidad de Energía y porque invertir en soluciones
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X Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
Raziones Tradicionales para invertir
§ Problemas técnicos que provocan el tiempo de inactividad del sistema
§ Perdidas de producción
§ Cumplir con regulaciones (locales/IEC/Standares de la compañía)
§ Penalizaciones por el no cumplimiento
§ Potencial de ahorro de energía
§ Baja Calidad de energía resulta el altas perdidas en el sistema
§ Un tema que es cada vez más importante debido al aumento de los preciosde la energía
§ Potencia Activa§ Responsable por la transferencia de energía
§ Potencia Reactiva§ No convierte la energía en trabajo
§ Los flujos de ida y vuelta ocasionan pérdidas en el sistema de transmisión/ distribución
§ El suministro local de potencia reactiva mejora la eficiencia del sistema
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P – Potencia Activa
Q – Potencia Reactiva
h – Armonicos
CA
RG
A
Fuente
P, Q h
Diagrama de flujo de energía básico
2. Potencia reactiva en el sistema eléctrico y soluciones convencionalesX Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
Mainly reduce RMS current
Power outagesTechnical issues
Efficiency improvementCompliance with regulations
Low cos ϕ
Fast varyingloads
PQCStatcon Harmonic
pollution
APCR03 orAPCR03 + PQF
or PQF
APCM/L 03
Industrial applications(limited notches)èStandard range
Special applications (MVapplications, oil-rigs,railways)è Tailor-made
PQF filters
YES
YES
NO
Harmonic issues
PQFS
No notches3 & 4-wireBuildings
CommercialBanks
Data centers
NO
YES NO
3 -wireIndustry
Large applications
PQFM/IIf notchesè reinforceddesign, consult us
Special applicationsOil-rigsVessels
Special execution
PQFI &Dynacomp
Welding, lifts, cranes,rolling mills
PenaltyEnergy savings
Hot transformers, overloadVoltage drops
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Banco de Capacitores Fijos
Corrección automática del factor depotencia
– CSC (Capacitor conmutado porcontactor)
– TSC (Capacitor conmutado porThyristor)
Técnicas clásicas de Compensación
CapacitoresThyristores
Fuente
FuenteContactoresCapacitores
Capacitor FijoFuente
2. Potencia reactiva en el sistema eléctrico y soluciones convencionalesX Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
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Capacitor Fijo (FC) Capacitor conmutado por Contactor (CSC) Capacitor conmutado por Thyristor (TSC)
Capacitor FijoFuente
Contactors
CapacitorsCapacitors
Thyristors
Fuente
Q – Capacitor Fijo
Q – Demanda de carga
Q – Demanda de carga
Q – TSC/CSC
tiempo
Q
Q
tiempo tiempo
Q
Q – TSC/CSC
Q – Demanda de carga
2. Potencia reactiva en el sistema eléctrico y soluciones convencionalesX Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017Limitaciones con soluciones convencionales
Fuente
§ Fuente de corriente electrónica de potencia basada en IGBT
§ Respuesta dinamica rápida
§ Suave y sin pasos
§ Funcionamiento de potencia reactiva inductiva / capacitiva
§ Compensación de desequilibrio
§ Funciona en derivación (paralelo) con cargas
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CA
RG
A
CompensadorActivo
Fuente
IL = ILd, Ilq, IlN
-Ilq, -ILN
Ig = ILd
IL – Corriente de la CargaILd – Corriente RealIlq – Corriente ReactivaIlN – Corriente de SecuenciaNegativa
VSI
Técnica de compensador de energía reactiva basada en compensador activo
IR – Corriente Inductiva
IR – Corriente Resistiva
IC – Corriente Capacitiva
Vs
3. Compensación Reactiva Instantánea sin pasos – PQC StatconX Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
Compensador dinámico instantáneo (Sin pasos) basado en la electrónica depotencia para potencia reactiva (factor de potencia) y cargas desequilibradas(<1 ciclo de tiempo de respuesta)
– Para cargas capacitivas e inductivas
– Para cargas altamente fluctuantes (Soldadura, laminadoras, etc.)
– Para cargas industriales alimentadas por redes débiles (Generadorescautivos)
– Para aplicaciones monofasicas y trifasicas (Ferrocarriles)
– Aplicable para redes de LV directamente y MV con transformador elevador
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4. Aplicaciones – PQC StatconX Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
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§ Petroquímicos
§ Ferrocarril / Subestación de traccion
§ Hornos a arco
§ Automobiles / Planta Soldadura
§ Plantas de Acero/ Laminadores
§ Aeropuertos / Puertos / Barcos
§ Ascensores de Sky / Cargas del compressor
§ Industrias de Pulpa y Papael
§ Plantas Quimicas
§ Fabricas de Cemento
§ Plantas de tratamiento de agua
§ Molinos
§ Solar
Horno de Arco
SoldadurasLaminadores de
Acero
Ferrocarriles
4. Aplicaciones – PQC StatconX Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
§ Reacción instantánea a los cambios de paso
§ Respuesta dinamica rápida (< 1 cycle)
§ Funcionamiento en lazo cerrado nativo, tambiénes posible el funcionamiento en lazo abierto
Controle instantaneo y preciso
5. PQC STATCON – Tecnologia y Caracteristicas
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Tiempo deRespuesta:
8.062ms(Subida)
Tiempo deRespuesta:
8.002ms(Caída)
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Modo de ahorro de energia§ Opción programable
§ El convertidor IGBT se desconecta después de 30 s, durante la condición dereposo
§ El sistema de enfriamiento está apagado, después de 2 minutos
§ PQC-STATCON entra en el modo de suspensión profunda
§ Proporciona kvar clasificado en 8 ciclos (desde el modo de suspensión) de lademanda de carga
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Funcionamiento eficiente de la energía
5. PQC STATCON – Tecnologia y CaracteristicasX Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
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§ Sobrecorriente
§ Sobretensión de CC
§ Cortocircuito del IGBT
§ Sobretemperatura
§ Protección contra sobretensión / bajo voltajede alimentación
§ Detección de fallas del IGBT
§ Reconocimiento de aviso de errores por lacelda de entrada
§ Deteccion de falla en el Sistema deenfriamiento
§ Deteccion de puerta abierta
Protecciones & Sinalizaciones
5. PQC STATCON – Tecnologia y CaracteristicasX Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
En sistema paralelo de PQC-STATCON, la fiabilidad del sistema se incrementará en "X"veces, a diferencia de otros sistemas MASTER-SLAVE donde, en caso de fallo maestro, elsistema total se apaga. En PQC-STATCON todos los modulos individuales son capacesde ser un maestro y asumirán el control cuando sea necesario
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PQC-STATCON PQC-STATCON PQC-STATCONPQC-STATCON PQC-STATCON
Montaje
5. PQC STATCON – Tecnologia y CaracteristicasX Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
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Montaje en Paralelo
5. PQC STATCON – Tecnologia y CaracteristicasX Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
LOAD
Power flowReal + Reactive
Filtering solution
MV bus
PQC-STATCON
LV bus
Dynamiccompensation
harmonics
Real power
Real + reactive power
Harmonics
§ Mejora la calidad de la energía
§ Mayor eficiencia energética reduciendo las pérdidas del sistema
§ Mejora la fiabilidad de los bancos de condensadores existentes encondiciones dinámicas
§ Reduce la necesidad de mantenimiento y mejora la vida de las instalacioneseléctricas
§ Fácil instalación y puesta en marcha
§ Funcionamiento fácil y cómodo con interfaz de pantalla táctil
§ No hay riesgo de amplificación armónica
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6. Beneficios PrincipalesX Jornadas Técnicas – ABB en Chile | April 11 & 12, 2017
7. Dimensionamiento
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* Para realizar el balanceo de carga, agregue la demanda de secuencia negativa de carga
Qcapacitor = Qbase + (Qdyn/2)
QPQC-STATCON* = Qdyn/2
Qmin
Qmax
Qdyn = (Qmax - Qmin)
Qbase
time
Load
Qd
eman
d
0
8. Informaciones de Contacto
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Guillermo Vásquez TorresTechnical Sales Specialist EngineerHV & Power QualityPL Capacitors & FiltersCalle Alcantara 200 – Piso 7Santiago – ChilePhone: +56 22 4714771Mobile:+56 9 9 42926063email: [email protected]
João PimentaPGTMM – Product Group Territory Marketing ManagerLatin AmericaPL Capacitors & FiltersCalle Alcantara, 200 – Piso 7Santiago - ChilePhone: +56 22 471 4148Mobile: +56 94245 7324email: [email protected]