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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...
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� 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
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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
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IEC 61000-4-11IEC 61000-4-34
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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%.
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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 ...
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� 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
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� 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
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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
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primaryDistribution transformer
Input
Auto transformer
(non 400/480V supply)
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Input circuit breaker
Environmental
3ph utilitysupply 3ph output Load
Bypass
Rectifier and inverter
Sag/swell animation
Boost transformer
System wiring diagram
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+ AVC protege as operações da UPS dando maior vida útil às baterias+ Melhor gestão de cargas vs potência das máquinas (AVC e UPS)...
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� Empresa de extrusão de filme plástico
� Auckland Nova Zelândia
� Instalada a PCS100 AVC em Dezembro 1998
� 1000kVA 400V 50Hz
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Extrusora de sopragem de filme plástico
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� 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.
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� 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.
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� Experimentada uma unidade de 300kVA numa das 6 linhas de extrusão
1 Máquina Várias máquinas
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� 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
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��� ��������������� !�> 350MW de potência instalada
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© ABB Group January 10, 2013 | Slide 22
• Compensação Dinâmica do fator de potência– Com filtros passivos– Controlo por tiristores
• Filtros ativos de harmónicas%0*
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• 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
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• 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
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© 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
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� Requisitos técnicos
� Requisitos regulamentares
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� 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
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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)
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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
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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
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A ABB contactou um laboratório independente acreditado naEuropa, ‘Lemcko‘para “re-medir” , verificar e validar as medições obtidas...
• 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)
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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
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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
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