UNITROL 6800 sistemas de excitación Soluciones comprobadas de rendimiento

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1 UNITROL 6800 sistemas de excitación Soluciones comprobadas de rendimiento

2 Marcamos el liderazgo ABB es el líder mundial en cuanto al suministro de grandes volúmenes de los reguladores automáticos de tensión (AVR) de UNITROL y sistemas de excitación estáticos (SES) para plantas de cualquier tipo o tamaño. Asimismo, es conocido por proporcionar un alta rentabilidad en inversión desde hace muchos años. Los sistemas UNITROL 6800 SES han sido diseñados para aplicaciones de potencia medianas y grandes, y son un nuevo punto de referencia en cuanto a la flexibilidad, confiabilidad y conectividad. Sistema de adaptación UNITROL 6800 utiliza módulos funcionales prefabricados de eficacia comprobada. Con una configuración monocanal/ doble canal (controlador de reserva adicional, a pedido) y una amplia selección de módulos de puentes de tiristores, el sistema puede configurarse para cumplir con toda la información de campo y los requerimientos de disponibilidad. Características principales + + Programación de aplicación de software IEC con "Control Builder M" de ABB + + Completamente compatible con la plataforma 800xA Sistema de automatización extendido de ABB + + Conforme a los estándares locales e internacionales + + Comunicación serial de fibra óptica entre los cubículos + + Aislamiento eléctrico consecuente y alta inmunidad EMC + + Instalación fácil de separar del cubículo de control + + Seguridad máxima para el personal de servicio en caso de mantenimiento virtual + + CPU de 64 bits con punto flotante + + No existen restricciones con respecto a la escala de información y el rango Aplicaciones seleccionadas + + Central nuclear, corriente de campo Ifn >10,000 A + + Central subterránea de energía hidroeléctrica, Ifn 4,500 A, sistema intercambiador de calor aire/agua redundante + + Central energética de turbina de gas, empaque MEGA- TROL con Ifn 6,000 A y convertidor de frecuencia estática 15 MW para arranque de turbina + + Central eléctrica de/para carbón, Ifn 3,500 A, sistema eléctrico en contenedor IP54, armario AVR separado con >150 m de distancia + + Central de energía hidroeléctrica, Ifn 3,800 A, dos circuitos de campo CC, uno para excitación de reserva CC Beneficios clave + + El rendimiento de control final mantiene al generador dentro de los límites de seguridad. Plataforma de control AC 800PEC de alto rendimiento + + Fácil operación de sistema, control y mantenimiento Terminal de control de excitación fácil de usar + + Entrega rápida Utiliza módulos funcionales prefabricados de eficacia comprobada + + Contribución optimizada a la estabilidad de la red Opciones integradas de estabilización del deslizamiento (PSS) + + Sintonización fuera de línea con simulador de generador a tiempo real de lazo cerrado Sintonización del sistema fuera de línea y control del sistema en condiciones severas (opción integrada o externa) + + Capacidad de alto control de integración Preparado para IEC Administración eficiente del ciclo de vida del producto Tiempo de vida de recursos extendido a un costo mínimo + + Soporte técnico siempre asu alcance Red global de servicios de excitación de ABB 2 Sistemas de excitación UNITROL 6800 ABB

3 Concepto de ingeniería Los sistemas UNITROL 6800 pueden fabricarse con hasta tres canales de control: dos canales multifunción y un canal de reserva para el control del generador de emergencia. El canal de reserva es una sola unidad de comunicación, control y medida (CCM por sus siglas en inglés). Su hardware separado y su software diferente garantizan la disponibilidad máxima del sistema. Cada canal tiene la capacidad de controlar todos los módulos del convertidor de alimentación redundante. Los módulos se conectan a través de su propio convertidor de interfaz de control (CCI por sus siglas en inglés), que, además, proporciona funciones de diagnóstico y mantenimiento, incluyendo un registrador de transitorios. El conversor de señales de la interfaz (CSI por sus siglas en inglés) y la interfaz de driver de compuerta (GDI por sus siglas en inglés) brindan barreras potenciales dentro del convertidor de potencia. A un nivel sistemático, las unidades de entrada y salida combinadas (CIO por sus siglas en inglés) se utilizan para interactuar con señales digitales analógicas E/S externas e internas. Estas unidades son 100 por ciento redundantes, si así se requiere. Familia de productos Cartera de productos UNITROL UNL UNITROL 6800 UNL D5 Sistema de excitación estática UNITROL 6080 D5 D2, D3, D4 Converter Sistema de excitación estática UNITROL 6080 D1, D2, D3, D4 Converter 16.67, Hz AVR, Tipo tiristor UNITROL 1000 UN1020 UN1010 PM40 AVR, Tipo transistor bipolar de compuerta aislada [IGBT por sus siglas en inglés] Corriente de excitación I EN [ADC] Canal de control #1 Canal de control #2 Descarga Canal de reserva y protección Elemento de E/S Concepto de hardware de UNITROL 6800 Señales de medida Conexión óptica de datos Control de compuerta de tiristor Excitación inicial de campo Convertidor de corriente #1 Control del convertidor de corriente Control en lazo cerrado Tipo de módulo convertidor Redundancia del convertidor Información de entrada Información máx. de salida UNITROL 6800 SES Monocanal Sí Sí Canal doble Sí Sí Canal de reserva Sí Sí 1) 1+1 n-1/módulos máx. Frecuencia nominal máx. de CA D5 (DCS800) UNL UNL Sí Sí/8 1,500 V 50 / 60 Hz Tensión de techo CC 10,000 A 1,900 V UNITROL 6080 SES/AVR D1 D5 (DCS800) UNL ) Sí No 690 V 50 / Hz 3) 1,600 A 850 V 1) Con tercer módulo de convertidor para una corriente continua máxima de 800A 2) Soluciones técnicas, a petición 3) > 50/60 Hz solo para productos AVR; también se encuentra disponible el suministro monofásico para estos productos ABB Sistemas de excitación UNITROL

4 Visión general UNITROL 6800 SES posee un diseño de ingeniería destinado a cumplir con las condiciones individuales operacionales y ambientales así como también con estándares internacionales y locales. Todos los sistemas son sometidos a una prueba funcional 100 por ciento antes de abandonar la fábrica. El SES UNITROL 6800 que se muestra fue diseñado para Ifn 2,882 A, con una tensión nominal de campo de 585 V y 4,192 A corriente de techo por 10 s. Salida CC Cables CC / conductos de barra con entrada desde la parte inferior o superior Terminal local de control de excitación Panel básico de control de servicio Terminal de control de excitación fácil de usar Circuitos De 2 o 3 canales redundantes de control Todos los dispositivos son accesibles para realizar pruebas y reposiciones durante la operación virtual Excitación inicial de campo En caso de que el voltaje residual en el generador sea bajo, permite su incremento. La comunicación entre el o los canales de control, el convertidor de potencia, los dispositivos digitales y análogos E/S se lleva a cabo con cables de fibra óptica. Esto reduce la interferencia electromagnética y permite la instalación fácil y separada del cubículo de control. En caso de mantenimiento virtual, brinda seguridad máxima para el personal de servicio. Supresión de campo Se selecciona un disyuntor de campo, un resistor de supresión y protección de sobrevoltaje crowbar de campo para cumplir con todas las condiciones operacionales y las posibles fallas 4 Sistemas de excitación UNITROL 6800 ABB

5 Transformador de excitación Se recomienda un transformador de excitación de tipo seco encapsulado al vacío. Se ha comprobado su adecuación a muchas instalaciones y las ventajas que puede ofrecer sobre otros tipo de transformadores. Panel de control del convertidor Brinda valores reales, información actual sobre la corriente y la temperatura del convertidor, así como también indicación LED de estado Grado de protección del cubículo IP31 como estándar, IP54 con intercambiadores integrados de calor aire/agua, a petición Entrada de CA Cubículo espacioso para conectar los cables CA/conducto de barras que entra desde la parte inferioro superior Convertidor de potencia Puentes de tiristor completamente controlados Convertidores de ventiladores de refrigeración Pueden reemplazarse fácilmente durante la operación del sistema (2 ventiladores redundantes opcionales) Flujo de aire refrigerante Refrigeración de aire con entrada de aire frontal y salida de aire frontal o superior ABB Sistemas de excitación UNITROL

6 Funciones de control El firmware estándar posee una excelente estructura e incluye todas las funciones de regulación, protección y monitoreo que se requieren para el manejo seguro del AVR/SES. También puede adaptarse a los requerimientos específicos del cliente extendiendo el número de señales E/S y añadiendo funciones de software opcionales. Control en lazo cerrado Regulador de voltaje con filtro PID (modo de operación AUTOMÁTICO) Regulador de corriente de campo con filtro PI (modo de operación MANUAL) Compensación de caída de voltaje de corriente activa/ reactiva Circuitos del limitador para: corriente de campo máxima y mínima corriente máxima del estátor, dependiente de la temperatura media de refrigeración de la máquina subexcitación P/Q Volts / Hertz Restricción manual Factor de potencia / control de carga reactiva Estabilización de deslizamiento Funciones de monitoreo y protección Las funciones de protección y monitoreo pueden configurarse libremente en tres niveles diferentes de acción: Señal de alarma solamente Cambio de circuitos redundantes Disparador de excitación instantáneo que tiene como fin la protección Funciones principales disponibles Protección de sobrecorriente (tiempo inverso / instantáneo) Protección de Volt / Hertz Protección de pérdida de campo Temperatura del rotor Monitoreo de conducción del tiristor Monitoreo de valor actual Límite de tiempo de excitación inicial de campo Registro de eventos y datos La función interna de registro de eventos tiene la capacidad de procesar y almacenar hasta 2,000 eventos, cada uno con marcación a tiempo real. El registrador de datos contiene una parte configurada de forma previa que puede registrar 64 señales / 2,000 datos cada uno y una parte que puede configurarse libremente para 8 señales / 2,000 datos cada uno. La visualización y el análisis de los datos registrados se realizan por medio del software del terminal de control de excitación. Si el AVR / SES se encuentra equipado con un terminal de control de excitación, los datos registrados se descargan en la memoria para que puedan estar disponibles de forma independiente del controlador principal. Sincronización de la hora del sistema El reloj del sistema de todos los controladores se puede sincronizar con una fuente de tiempo en base al protocolo simple de sincronización de red (SNTP, por sus siglas en inglés) con una exactitud mejor que 1 ms. La señal de tiempo puede abastecerse de forma interna (desde el terminal de control de excitación) o de forma externa desde la línea LAN (Ethernet). También, se pueden usar las señales GPS (sistema de posicionamiento global), DCF77 (Europa) o IREG-B (Asia, EE. UU.) con un receptor opcional. Muestra de registro de tendido rápido para una prueba AVR en lazo cerrado 6 Sistemas de excitación UNITROL 6800 ABB

7 Estabilización de deslizamiento (PSS por sus siglas en inglés) Durante muchos años, ABB ha estado involucrado en el desarrollo y la aplicación de estabilización de deslizamiento. La función estabilización de deslizamiento (PSS) mejora la estabilidad del generador y del sistema de transmisión de forma conjunta mediante el uso de la excitación para atenuar las oscilaciones de alimentación. De forma opcional, se encuentran disponibles los diferentes tipos de PSS para UNITROL 6800: Conforme al estándar IEEE PSS2A/2B Conforme al estándar IEEE PSS4B multibanda PSS (a petición) Estabilización de deslizamiento adaptativa (APSS, por sus siglas en inglés) elaborada por ABB en Suiza Simulador transitorio de máquina síncrona: a tiempo real (SMTS-RT 6000) El nuevo SMTS-RT 6000 simula un generador/motor, su turbina/carga y la red. El simulador se conecta al sistema de excitación para pruebas en lazo cerrado para analizar su comportamiento estacional y transitorio. Un cable de fibra óptica bidireccional es la única conexión que se necesita para unir el simulador al sistema UNITROL El SMTS-RT 6000 puede reducir el tiempo de prueba de su máquina, reducir costes y servir como una herramienta per- fecta de entrenamiento para el personal de mantenimiento y operaciones. El tiempo de puesta en servicio puede reducirse aun más de antemano por medio de una serie de parámetros de control de sintonización, utilizando el simulador y el dispositivo de control UNITROL Códigos de red La funcionalidad de control de UNITROL 6800 está preparada para el soporte de cualquier tipo de código de red. Las funciones extensivas de prueba pre-establecidas y los poderosos registradores de datos del terminal de control de excitación (ECT) sirven para testear, sintonizar y comprobar el rendimiento de las funciones de control, del estabilizador y del limitador. La respuesta de frecuencia del sistema puede analizarse de forma rápida y precisa mediante el uso del generador de ruido blanco incorporado. Este método permite un tiempo de prueba y alteración en la red mínimos. Los registros de datos se guardan en la memoria específica del ECT y pueden copiarse e integrarse fácilmente en documentos electrónicos. En combinación con SMTS-RT 6000 es posible simular las situaciones más críticas de centrales o redes, que, generalmente, son imposibles de ensayar con un generador real. Dispositivo SMTS-RT 6000 Operación SMTS, la interfaz hombre-máquina de SMTS-RT 6000 ABB Sistemas de excitación UNITROL

8 Componentes del hardware El sistema se basa en la familia de procesadores AC 800PEC de alto rendimiento. Es una extensión de la plataforma de control de ABB 800xA, desarrollada para cumplir con todos los requerimientos de control rápido de la electrónica de potencia. Control El sistema de control AC 800PEC se destaca por la alta velocidad de desplazamiento, lo que brinda: Procesos digitales y análogos rápidos de E/S con un ciclo de temporal típico de 400 µs Control rápido en lazo cerrado y lógica regular de proceso (implementado con un solo controlador) E/Ss de baja velocidad con un ciclo temporal típico de 10 ms Lógica programable muy rápida para el control del pulso del convertidor y comunicación óptica con un ciclo temporal menor a 25 ns Convertidor de potencia El convertidor de potencia contiene uno o más módulos de conversión seleccionados y conectados para cumplir con los requerimientos del sistema según el ciclo de trabajo y la disponibilidad. ABB ha desarrollado una variedad de convertidores de potencia de tiristor para AVR/SES, por ejemplo D1 a D5 y UNL El último puede equiparse con tiristores de 3 o 4. Características principales Tensión de alimentación CA hasta 1,500 V Alto nivel de aislación: prueba HiPot de voltaje hasta 7.5 kv Ventiladores redundantes, reemplazables durante la operación (opcional) Nivel bajo de ruido de ventiladores de refrigeración 70 db(a) Control de compensación de corriente activa Características opcionales del convertidor de potencia UNL Diseño de "expulsión" Posición segura de prueba para la reparación virtual y las pruebas de función Extracción y reemplazo del sistema eléctrico con un carro de módulo Unidad de medida y canal principal de control de UNITROL 6800 Convertidor de potencia UNL en posición de expulsión 8 Sistemas de excitación UNITROL 6800 ABB

9 Características de comunicación Las características de comunicación de los sistemas UNITROL 6800 aseguran la interacción hombre-máquina simple y de fácil uso, ya sea que provenga de la puesta en servicio del sistema o de la integración en el sistema de control de la central. Terminal de control de excitación (ECT por sus siglas en inglés) El ECT es un una interfaz hombre-máquina fácil de usar que permite la operación, el monitoreo y mantenimiento del sistema. Es un ordenador con pantalla táctil de calidad industrial que funciona independientemente del controlador del sistema. Los eventos y datos del sistema pueden registrarse por un período de tiempo prolongado. La pantalla LCD táctil brinda al operador una gama de pantallas seleccionables que muestran la información del estado real del sistema de forma gráfica y numérica. Integración en el sistema de control de la central Los protocolos Ethernet y fieldbus Modbus-RTU, Modbus- TCP y Profibus son los principales medios de comunicación con el sistema de control de la central. Las señales de control de emergencia pueden conectarse con cable directamente a la tarjeta de control. Servicios remotos Los servicios remotos y la solución de problemas ayudan a la reducción de costes relacionados con el tiempo de reparación y servicio. UNITROL 6800 está preparado para facilitar el acceso remoto. Por esto, el personal de mantenimiento local puede recibir toda la ayuda de los especialistas en servicio de ABB. Vista frontal del ECT que muestra en la pantalla el "gráfico de potencia" Software ECT, pantalla de "operación" ABB Sistemas de excitación UNITROL

10 Herramientas de software Las herramientas de software específicas simplifican el uso diario del sistema y, si así se requiere, permiten la programación adicional. Software del terminal de control de excitación (ECT) El software ECT es una herramienta valiosa que permite la puesta en servicio, operación, monitoreo y mantenimiento del sistema. Puede cargarse ya sea en el terminal de control de excitación o instalado en cualquier ordenador que opere Windows. Control Builder M Control Builder M es una herramienta compatible con IEC para manejar y personalizar el software de aplicación AC 800PEC. Es una parte del Sistema de automatización extendido 800xA de ABB y funciona con ordenadores que operen Windows. El software posee documentación de usuario incorporada en distintos idiomas que simplifica el procedimiento de solución de problemas. Con la pantalla de eventos, el operador del sistema puede tener acceso directo a la descripción de eventos y obtener instrucciones para la solución de problemas. Esta característica se encuentra disponible en varios idiomas como inglés, alemán, francés, español, portugués, ruso y chino. Software ECT, pantalla de "eventos" que muestra las instrucciones para la solución de problemas Software ECT, pantalla de "tendencia suave" 10 Sistemas de excitación UNITROL 6800 ABB

11 Servicio y soporte Por cuestiones de administración del ciclo de vida o soporte técnico, la red mundial de especialistas de UNITROL se encuentra a su entera disposición. Instalación y puesta en servicio El profesionalismo, la extensa experiencia y las habilidades multilingües que caracterizan a los ingenieros de ABB aseguran una instalación y puesta en marcha satisfactorios. Formación La universidad ABB ofrece cursos de capacitación estándares y personalizados para los sistemas de excitación UNITROL También se encuentran disponibles capacitaciones in situ. Para obtener más información sobre programas de capacitación, visite Administración del ciclo de vida El modelo de administración del ciclo de vida de los sistemas de excitación de ABB ayuda a los clientes a extender y maximizar el ciclo de vida de sus activos a un coste mínimo. Según la fase del ciclo de vida del producto, los especialistas en el servicio recomiendan tomar las acciones necesarias y acercarse al cliente de forma preventiva para informarle sobre las necesidades de mantenimiento, servicio y actualización. Ejemplos de servicios de ciclo de vida: Soporte técnico para una fiabilidad optimizada Servicios remotos Mantenimiento preventivo y correctivo Actualización y modernización Para asistencia urgente, llame a la línea directa: +41 (0) (365 días / 24 horas) O contáctese con ABB unitrol.supportline@ch.abb.com Modelo de gestión del ciclo de vida de ABB Activo Clásico Limitado Obsoleto UNITROL con servicios completos de ciclo de vida se encuentra disponible para su venta. UNITROL con servicios completos de ciclo de vida también disponible para ampliaciones de centrales. Repuestos, mantenimiento y servicios de reparación disponibles, si los materiales pueden conseguirse. ABB no garantiza la disponibilidad de servicios de ciclo de vida por razones técnicas o por costos razonables. Servicios completos de ciclo de vida Servicios limitados de ciclo de vida Están garantizados los servicios del ciclo completo de vida para las fases activas y clásicas. En cuanto el sistema entra a una fase limitada, se recomienda la actualización o el reemplazo del equipo con la última tecnología disponible en la fase activa. ABB Sistemas de excitación UNITROL

12 Contáctenos ABB Switzerland Ltd Sistemas de Excitación Estática, Reguladores de Tensión y Equipos de Sincronización CH-5300 Turgi Teléfono: +41 (0) Fax: +41 (0) pes@ch.abb.com Copyright 2012 ABB. Todos los derechos reservados. Las especificaciones están sujetas a cambios sin previo aviso. 3BHS S01, Rev. A Impreso en Suiza, 2012