PQS: Soluciones en Calidad de Energía

Transcripción

1 Catálogo 2018 PQS: Soluciones en Calidad de Energía PQSine Serie-P: filtros de armónicas y optimizadores de la energía La linea PQS Serie-P es un sistema de filtros activo diseñado para eliminar oscilaciones armónicas y por consecuencia reducir costos operativos. Con el monitoreo de la señal de corriente puede compensar las perturbaciones eléctricas sobre las corrientes medidas. El filtro asegura la eliminación de las armónicas independientemente de la cantidad de cargas en la red. A su vez se encarga de realizar la corrección del factor de potencia y el balance de cargas entre fases, mejorando de esta manera la eficiencia del sistema y reduciendo la contaminación de armónicas. En el pasado, la mayoría de las cargas de los consumidores poseían un comportamiento netamente lineal. Esto implica que al ser conectadas a una tensión de forma sinusoidal, la corriente también se comporta de manera sinusoidal. Por contraparte, en la actualidad, el uso de electrónica de potencia ha aumentado significativamente y continuará volviéndose la norma por las mejoras en eficiencia que ofrece. Estos dispositivos usualmente son no lineales, es decir, que cuando son alimentados con una tensión sinusoidal las mismas producen corrientes no-sinusoidales, creando así problemas a otros dispositivos conectados en la misma red. Además de los filtros pasivos, el aumento de filtros activos es cada vez mayor donde el cos φ es cercano a 1 pero las perturbaciones armónicas cambian con una frecuencia elevada.

2 Una red limpia produce mayores beneficios Los filtros activos de armónicas y optimizadores de la energía ayudan a eliminar la contaminación armónica de la red, reducir los problemas de calidad energética y lograr un uso eléctrico mas eficiente y confiable. Las perturbaciones armónicas son un problema creciente con el aumento de electrónica de potencia y cargas no-lineales como pueden ser variadores de velocidad, servidores, computadoras o UPS. La presencia de armónicas aumenta la corriente RMS en redes eléctricas. La circulación de estas a través de la impedancia del sistema genera distorsiones de voltaje y por lo tanto deteriora la calidad de la fuente de alimentación. Esto deriva en mayores costos operativo, tiempos de parada en la producción, sobrecalentamientos, y fallas en el equipamiento. La instalación de los filtros debe realizarse en paralelo a las cargas contaminadoras. Realizando mediciones en tiempo real sobre la corriente de la linea y sus armónicas asociadas puede generar una corriente de compensación que neutraliza las corrientes armónicas, creando así una onda sinusoidal prácticamente perfecta (Ver fig. 1). En la figura 2 puede observarse la corriente total de distorsión armónica sin ningún filtro. En la figura 3 puede visualizarse el resultado obtenido con el uso de PQSine Serie-P. Además de eliminar las armónicas, también balancea las cargas entre fases, realiza compensación dinámica de potencia reactiva y reduce algunos transitorios. Estas características evitan la resonancia de linea y aseguran una alto rendimiento y confiabilidad. Filtro activo de armónicos Figura 1: Principio de un filtro activo Corriente de red Corriente de carga Línea Carga Compensación de corriente Variador de frecuencia Filtro activo de armónicos PQSine Serie-P Fuente de armónicos (ej: motor con variador de frecuencia) Figura 2: Distorsión armónica total de corriente sin filtro activo Figura 3: Distorsión armónica total de corriente con filtro activo 2

3 Filtro activo de armónicas Sin PQSine Serie-P Distorsión armónicas generada por ej. cargas no lineales Con PQSine Serie-P Oscilaciones armónicas de potencia reactiva compensadas activamente Voltaje (V) Corriente de carga (A) Voltaje (V) Corriente de línea (A) Información general Características: Compensación de armónicos hasta el orden 50 (seleccionables independientemente) Compensación de flicker Compensación de potencia reactiva ultra-rápida (inductiva y capacitiva) Balance de cargas entre fases y descarga de neutro Diseño compacto Sistema modular desde 60A hasta 600A Detección de resonancia de red Control digital avanzado con algoritmo SDC (Control selectivo directo ) Interconexión a través de sistema ethernet y ethercat Menú de operación fácil Alta performance y confiabilidad Protección integrada contra sobre-cargas, sobretensiones y caídas de tensión Instalación sencilla Bajos costos de mantenimiento debido a su concepto modular y bajas pérdidas Aplicaciones típicas Data centers (Servidores) UPS: Sistemas de energía ininterrumpida (Fuentes cargadoras de baterías) Generación eléctrica alternativa (ej.: Turbinas eólicas y paneles fotovoltaicos) Edificios de oficinas y centros comerciales (Armónicas del 3er orden, cancelación triple y descarga del conductor de neutro) Manufactura de equipamiento sensible (ej.: producción de semiconductores y obleas de silicio) Maquinaria de producción industrial Sistemas de soldadura eléctrica Maquinaria para la industria plástica (ej.: Extrusoras, moldes para inyección) Sistemas de seguridad Protecciones contra: -- Sobrecargas --Cortocircuitos internos --Sobrecalentamiento --Sobretensión y caídas de tensión --Puente inversor --Resonancia Alarma por falla de ventilación Seguridad y confiabilidad garantizada 3

4 Panel para montaje sobre piso (60A - 300A) Panel para montaje sobre pared (60A ó 120A) 60A: Módulo de filtros activo 4

5 Sistema modular: hasta 300A en un gabinete El diseño de sistema modular de última generación PQSine Serie-P ofrece como ventaja la posibilidad de ampliar la cantidad de filtros requeridos en el futuro. Esto permite actualizar su potencia en caso de presentarse nuevas condiciones de corrección en el futuro. Cada gabinete se entrega listo para aceptar hasta 5 módulos de 60A cada uno. Cada columna consiste de: 1 a 5 Módulos de PQSine-P - 60A 1 Unidad con sensores de corriente 1 Pantalla LCD de 7 para control y visualización IP65: Refrigerado por agua 5

6 Modulo de filtro activo ( 60 A ) Módulo PQS serie-p 60 A - Vista frontal Vista posterior: Pinzas de conexión, para un montaje rápido, confiable y simple a las barras del tablero Módulo de filtro activo estandarizado de 60 A Versiones: -- 3P4W: 3 fases - 4 cables, para la corrección de corrientes en neutro y fases -- 3P3W: 3 fases - 3 cables, para la corrección de corrientes entre fases unicamente DSP de punto flotante (32 bit), FPGA (integrado) Frecuencia de control / conmutación: 24/48 Hz Tiempo de reacción: 21 μs Algoritmo directo de control selectivo (no se requiere de un algoritmo interno FFT) Compensación de armónicos hasta el orden 50 (seleccionables independientemente) Selección individual del grado de reducción armónica Pantalla de visualización y control TFT-LCD ( 7 / 12.1 ) Para montaje sobre el panel frontal Protección IP 65 LED con retroiluminación Intensidad: 450 cd/m 2 Entrada: Pantalla táctil resistiva de 4 cables Para configuración de parámetros, indicación de estado, alarmas, monitoreo, almacenaje de eventos Sistema operativo: Linux integrado Comunicación: Ethercat maestro. Ethernet TCP/IP Interfaz: USB, 3x optoaislada, salida a 2 relés Temperatura de operación: C Actualización de firmware a través de tarjeta SD Dimensiones: x 168 x 56 mm (7 ); x 270 x 53 mm (12.1 ) Peso: 1 Kg. (7 ); 2 Kg. (12.1 ) Unidad activa de sensores SU Interfaz para bus de sensores activo Caja de conexión para sensores de corriente externos Requerimiento de módulos (máx 5 módulos por unidad) Lado de fuente o carga seleccionable, con rango de corriente primaria desde 100 A hasta 2500 A, y corriente secundaria de 1 A Pantalla de visualización y control TFT-LCD en valija reforzada ( 7 / 12.1 ) Necesario para la parametrización de los módulos PQSine Serie-P encargados sin la pantalla de visualización y control táctil 6

7 Ventajas de la topología NPC de 3 niveles en PQSine serie P PQS-P Opera en la base de un convertidor con un circuito de topología de 3 niveles con punto neutro fijo. Debajo puede observarse el diagrama correspondiente a un circuito convencional con una configuración de 2 niveles que consiste en 6 IGBTs, es decir 2 IGBT de potencia en cada fase y camino de corriente. En caso de la topología de 3 niveles esta consiste en 12 IGBTs con 4 por fase. El circuito puede producir 3 niveles de tensión a la salida: tensión de bus positiva en CC, tensión nula, y tensión de bus negativa en CC. En 2 niveles la salida es unicamente positiva o negativa de bus. También asegura una mayor calidad y mejores armónicos en a tensión de línea a línea, reduciendo así la potencia de filtro requerida y sus costos asociados. Circuito de topología de 2 niveles Circuito de topología de 3 niveles Corriente y tensión de salida para una topologia de 2 niveles Corriente y tensión de salida para una topologia de 3 niveles Tensión de salida ( L - L ) Corriente de salida Tensión de salida ( L - L ) Corriente de salida Ventajas principales de la topología NPC de 3 niveles Pérdidas reducidas: Unicamente debe conmutarse la mitad de la tensión, reduciendo así las pérdidas en los transistores. Disminuyendo así el calor producido por el circuito y aumentando la eficiencia energética. Ondulación de la corriente reducida: Se requiere de la mitad de potencia de salida de tensión transitoria gracias a una mayor calidad de tensión en la salida. Mejorando el desempeño y reduciendo lo requerimientos de filtrado interno. 7

8 Información técnica general 8 Datos técnicos y valores máximos Tipo de red / número de fases Taza de reducción armónica Hasta 99% Configuración de red 3 fases / 3 cables; 3 fases / 4 cables TT, TN Corriente de compensación (fase) 60 A 120 A 180 A 240 A 300 A Compensación de corriente (neutro) 180 A 360 A 540 A 720 A 900 A Frecuencia 50/60 Hz +/- 3Hz Tensión (Min./Máx) 3P3W: 200 V V (+/- 10%) 3P4W: 200 V V (+/- 10%) Tecnología de inversión Topología de 3 niveles NPC, IGBT Tiempo de reacción 21 μs ( reacción del cambio inmediato en la carga ) Estado estable del tiempo de respuesta Frecuencia de conmutación Frecuencia de control Compensación armónica < 300 μs ( estado estable del tiempo de respuesta a una compensación de estado completamente estable ) 24 khz 48 khz Hasta orden 50 seleccionables individualmente Corrección del factor de potencia Corriente de compensación totalmente capacitiva e inductiva de 0 a 100% Peso (módulo individual de 60 A) 51 Kg. 3P3W, 52 Kg. 3P4W Dimensiones 482 x 678 x 222 mm (A x P x H) (módulo individual de 60 A) Transformador de corriente Seleccionable: lado fuente o carga, rango de corriente primaria 100 A A, corriente secundaria 1A, clase 1 o mejor Corriente de sobrecarga (Valor pico por 10ms) Montaje de gabinete Pared Piso Peso incluyendo gabinete 96 Kg. 159 Kg. 428 Kg. 479 Kg. 530 Kg. Dimensiones con gabinete 504x291x x516x x 822 x 2094 Flujo de aire 360 m 3 /h 720 m 3 /h 1080 m 3 /h 1440 m 3 /h 1800 m 3 /h Pérdidas típicas Interfaz Temperatura ambiente Clase de protección Color de panel Humedad Protecciones Altitud Estándares / recomendaciones de limites armónicos específicos Estándares de diseño Máx. 15 W/A Ethercat 100 Mbit/s, USB, bus de sensores activos, bus de display, Modbus TCP/IP C desempeño total, hasta +55 C reduciendo 2%/K IP20 para módulo y paneles montados sobre pared, IP33 para paneles montados sobre suelo, IP54 Opcional para paneles montados sobre suelo (refrigerado por agua) RAL % sin condensación Por sobrecalentamiento, sobretensión, baja tensión Máx. 4000m (reducción de potencia de 1% cada 100m, entre 2000m y 4000m) IEC , IEC , IEC , IEC , IEC , EN 50160, TOR D2, IEEE , G5/4 y D.A.CH.CZ EN 50178, EN , EN , EN , EN , EN 55011

9 Diagramas dimensionales Módulo de 60 A Panel montado sobre suelo 300 A 9

10 Diagramas dimensionales Gabinete montado sobre pared 60 A Gabinete montado sobre pared 120 A 10

11 Contacto ELECOND CAPACITORES S.A. San Antonio C1276ADH - C.A.B.A., Buenos Aires, Argentina Tel: (+54 11) al 09 Fax: (+54 11) info@grupoelecond.com Web: ELECOND-PQSP01 2da Edición, Publicación 03/2018, PQS-P, Elecond