Die erste Adresse in Sachen Netzqualität

Transkript

1 Aktivfilter PQFI PQFM PQFS Netzqualität aktiv sichern Die erste Adresse in Sachen Netzqualität CONDO P

2 Oberschwingungen und Netzqualität Die Verfügbarkeit elektrischer Energie ist heutzutage ein entscheidender Faktor für eine sichere und zuverlässige Produktion. Jede Qualitätseinbuße in der Spannungsqualität gefährdet die Energieversorgung, die Betriebssicherheit von Anlagenteilen, Steuerungstechnik und EDV-Systemen. Hauptverursacher für eine schlechte Spannungsqualität sind Frequenzumrichter, Stromrichter, USV-Anlagen, PC's und alle anderen elektronischen Verbraucher. Sie beziehen einen stark verzerrten Strom aus dem Versorgungsnetz, der sich durch einen hohen Oberschwingungsanteil auszeichnet. Die dadurch verursachten Probleme sind vielfältig: In Kabel, Verteilungen und Transformatoren bewirken Oberschwingungen erhebliche thermische Verluste. Sicherungen neigen zur vorzeitigen Alterung und Leistungsschalter lösen aus. Die Lebensdauer von Motoren wird durch zusätzliche Pendelmomente stark reduziert. Störungen und Ausfälle sensitiver Verbraucher Vagabundierende Oberschwingungsströme in TN- C und TN-C-S Netzen. Schlechte Ausnutzung von Netzressourcen und USV-Anlagen durch einen schlechten Crestfaktor der Verbraucher. Stromaufnahme eines Frequenzumrichters 8 NETZSTROM OHNE FILTER (1A/div) NETZSTROM OHNE FILTER IN % DER GRUNDSCHWINGUNG 25% 2% 15% 1% 5% -8 ZEIT (5ms/div) % OBERSCHWINGUNGEN Aktivfilter PQF: Netzqualität aktiv sichern Das Aktivfilter PQF (Power Quality Filter) ist die erste Wahl bei der Filterung von Oberschwingungsströmen. Das Aktivfilter erfasst den Oberschwingungsstrom in Echtzeit und analysiert die Oberschwingungsanteile mit einem Multi DSP (Digital Signal Processor). Über IGBT-Leistungsmodule werden dann Oberschwingungsströme in das Versorgungsnetz eingespeist, die in Phasenopposition zu den Oberschwingungsströmen der Last stehen. Ab dem Anschlusspunkt des Filters stellt sich ein sinusförmiger unverzerrter Strom ein. Wahlweise kann auch ein 5Hz Grundschwingungsstrom eingespeist werden. Damit ist es möglich auch Blindleistung zu kompensieren. Bei einem PQF Aktivfilter ist der Ziel cosj dabei frei wählbar. Durch die dreiphasige Messung der Phasenströme funktioniert die Oberschwingungsfilterung natürlich auch bei unsymmetrischer Oberschwingungsbelastung - und nicht nur das - auch können ungleiche Belastungen der drei Phasen symmetriert werden. Funktionsweise Nur Grundschwingung CT Sauberer Versorgungsstrom Last Strom Aktivfilter Strom PQF Last = + Nur Oberschwingungen 2

3 Aktivfilter PQF: Die Lösung für hohe Filtereffizienz Das Aktivfilter PQF arbeitet mit einem geschlossenen Regelkreis "closed-loop". Für die Strommessung werden daher keine Spezialwandler benötigt, handelsübliche Stromwandler sind völlig ausreichend. Auch wird mit diesem Verfahren eine überragende Filtereffizienz von 97% erreicht: bei einem Frequenzumrichter der 1A Oberschwingungsstrom erzeugt, würden bei einem 1A Aktivfilter nur 3A Oberschwingungsstrom in das Versorgungsnetz zurück fließen. Dabei überzeugt nicht nur das gute Filterergebnis, auch die Filterressourcen werden optimal ausgenutzt! Versorgungsstrom mit Aktivfilter Durch die selektive Auswahl einzelner Oberschwingungen und der Vorgabe von Grenzwerten wird nur das gefiltert, was auch wirklich gefiltert werden muss. Dadurch kann ein PQF Aktivfilter deutlich effizienter genutzt werden, das schont die Investitionskosten. Durch die gut strukturierte, menügeführte Programmierung des PQF-Managers lassen sich alle Einstellungen sehr einfach vornehmen. Darüber hinaus enthält der PQF-Manager auch noch ein vollständiges dreiphasiges Messystem. Alle relevanten Spannungs-, Strom -, und Leistungswerte lassen sich übersichtlich in Oszilloskop-, Balken-, oder Tabellenform auf der graphischen Benutzeroberfläche darstellen. NETZSTROM MIT FILTER (1A/div) 8-8 ZEIT (5ms/div) NETZSTROM MIT FILTER IN % DER GESAMTSCHWINGUNG 25% 2% 15% 1% 5% % OBERSCHWINGUNGEN h Aktivfilter PQF: Eigenschaften und Vorteile Einhaltung nationaler und internationaler EMV-Richtlinien Filtert bis zur 5. Harmonischen Erfüllung der OS-Verträglichkeitspegel o EN / -2-4 (EU) o G5/4 Engineering Recommendation (GB) o IEEEE (USA) Erfüllung der Vorschriften des Energieversorgers o VDN 24 Sparsame Nutzung der Filterressourcen Selektive Kompensation einzelner oder mehrerer Oberschwingungen Einstellbare Grenzwerte und Filterstrategien Hohe Filtereffizienz (>97%) Automatische Standby Funktion Nachhaltigkeit Einfache Erweiterbarkeit bei steigendem Filterbedarf Kompakte und robuste Bauweise Vielseitig in der Anwendung Blindstomkompensation mit einstellbarem cosϕ Laststromsymmetrierung zwischen den Phasen Laststromsymmetrierung zwischen Phase und Neutralleiter (PQFS) Technologische Überlegenheit Automatisches erkennen von Netzresonanzen Keine unkontrollierte Einspeisung ins Kundennetz Mehrstufige Schutzstrategie TF- Verträglich für alle Rundsteuerfrequenzen Störunempfindliche Lichtwellenleiter zu den Leistungsteilen Fehler- und Ereignisaufzeichnung mit Echtzeitstempel Multimasterfähig bei mehrstufigen Filtern Einfache Bedienung Graphische Benutzeroberfläche Menügeführte Programmierung Hilfe Funktion Inbetriebnahmetool mit automatische Erkennung der Stromwandler Vollständiges dreiphasiges Messsystem Messen aller Spannungen und Ströme Messen von Wirk-, Blind-, und Scheinleistung Messen von Oberschwingungen bis zur 5. Harmonischen Darstellung der Messwerte in Oszilloskop-, Balkenund Tabellenform Einbindung in die Leittechnik Modbus RTU kompatible Kommunikation 8 Programmierbare Ein-/Ausgänge Umschaltung zwischen zwei Parametersätzen 3

4 Aktivfilter PQFI: Für industrielle Anwendungen mit größerem Filterbedarf Leistungselektronik PWM-Konverter mit DC-Kondensatoren IGBT-Technologie PQF-Manager Grafische Benutzeroberfläche Inbetriebnahmetools Schnittstellen Digital Steuerung (DSP) Selektive Oberschwingungskompensation Einstellbare Grenzwerte Blindstromkompensation mit Einstellbarem cosϕ Laststromsymmetrierung zwischen den Phasen Programmierbare Filterstrategien Automatische Standby Funktion Zwangsluftkühlung Trenner & Sicherungen Ausgangsfilter Beschreibung T B Typische Anwendungen H Jedes Aktivfilter PQFI besteht aus einer Grundeinheit (Master) und kann schrankweise mit bis zu 7 Leistungseinheiten (Slave) erweitert werden. Standardmäßig werden die PQFI in Schutzart IP21 ausgeführt. Grundeinheit und Erweiterungseinheiten sind jeweils in einem Schaltschrank untergebracht mit den Abmessungen 8 x 6 x 215 mmδ. Jeder Schaltschrank hat einen eigenen Leistungsanschluss mit Einspeisung von unten. Aktivfilter mit Grundeinheit und ein bis zwei Erweiterungen können auch anschlussfertig auf einem gemeinsamen Sockel geliefert werden (Gesamthöhe 225 mm). Auch ein gemeinsames Anschlussfeld kann ab Werk beigestellt werden. Das robuste Design ist speziell für den rauen industriellen Einsatz mit hohem Anspruch an die Verfügbarkeit ausgelegt. Bei sich änderndem Filterbedarf kann das Aktivfilter problemlos vor-ort erweitert werden. Mit nur zwei Spannungsgruppen, V1 für 28V bis 48V und V2 für 48V bis 69V, steht ein System zum direkten Anschluss für den gesamten Niederspannungsbereich zur Verfügung. Der Filterstrom reicht dabei von 25A bis zu 36A (Spannungsgruppe V1 mit 8 Einheiten). Öl und Gasindustrie Stahlindustrie Rotationsdruckmaschinen Zementwerke Kraftwerke und Verbrennungsanlagen Papierproduktion Chemische Industrie Automobilindustrie 4

5 Typische Filterergebnisse 35 Oberschwingungsstrom ohne PQF 35 Oberschwingungsstrom mit PQF THD H5 H1 H15 H2 H25 OBERSCHWINGUNG h THD H5 H1 H15 H2 H25 OBERSCHWINGUNG h Technische Daten PQFI Aktivfilter für 3-phasige Stromnetze mit oder ohne Neutralleiter (Neutralleiter wird nicht angeschlossen), zur Filterung der Phasenströme, Blindleistungskompensation und Laststromsymmetrierung zwischen den Phasen. Filterstrom je Einheit (5 oder 6 Hz) Stromwandler Modularität Toleranz Filterung Reduzierungsgrad Filtereffizienz Blindstromkompensation Laststromsymmetrierung Kommunikation Programmierung Sprungantwort 28V U 48V 48V < U 69V 3 A 18 A* 45 A 32 A* 3 Stromwandler (Klasse 1 oder besser), 15 VA, Sekundärstrom 5 A. Schrankbauweise erweiterbar auf bis zu 8 Einheiten Netzspannung: +/- 1% Netzfrequenz: +/- 5% Frequenz bis zu 2 Oberschwingungen sind im Frequenzbereich von der 2. bis zur 5. Oberschwingung einzeln selektierbar für jede selektierte Oberschwingung einzeln einstellbar besser als 97% des Filternennstroms Statisch oder dynamisch von.6 induktiv bis.6 kapazitiv einstellbar. Ein / Aus mit PQF Manager Display, mit Modus RTU (Modbus Adapter optional) mit RS 232 und Software PQF-Link (optional) mit PQF-Manager mit RS 232 und PQF-Link (optional) <,5 ms Reaktionszeit 4 ms Ausregelzeit (1% auf 9% Filterwirkung) Verlustleistung Schutzart Abmessungen Gewicht Lackierung Befestigung Aufstellung Umgebungstemperatur Relative Luftfeuchtigkeit Optionen < 3% der Nennleistung IP21 (IP2 mit offener Tür) Andere Schutzarten auf Anfrage. 8 x 6 x 215 mm (B x T x H) ca. 62 kg (45A/32A) oder ca. 525 kg (25A/18A) pro Einheit RAL 735 Andere Lackierung auf Anfrage Bodenbefestigung/Transportösen vorhanden Einspeisung von unten Innenraum, auf tragfähigem Fundament in sauberer Umgebung, bis 1 m Höhe über NN -1 C bis +4 C (bis +5 C mit Derating) Max. 95% nicht kondensierend PQF-Link Software Einspeiseschrank IP41 Schutzgrad (1 % Derating) Sockel 1 mm Modbus Schnittstelle (RS-485). Drucker Set (RS-232). Überspannungsableiter Schrankheizung Temperatursensor * ab 6V erfolgt ein temperaturunabhängiges Derating. Die oben stehenden Daten sind nur ein Auszug aus der vollständigen technischen Spezifikation und unterliegen, im Rahmen der Produktpflege und Weiterentwicklung, regelmäßigen Änderungen. Bitte beachten Sie daher die technische Spezifikation in der jeweils gültigen Fassung. Anschlussbild VERSORGUNG LAST PQFI Modbus Schnittstelle Digitale Ein/Ausgänge 5

6 Aktivfilter PQFM: Für industrielle Anwendungen mit kleinerem Filterbedarf Schaltschütze und Sicherungen PQF-Manager Grafische Benutzeroberfläche Inbetriebnahmetools Schnittstellen Digital Steuerung (DSP) Selektive Oberschwingungskompensation Einstellbare Grenzwerte Blindstromkompensation mit Einstellbarem cosϕ Laststromsymmetrierung zwischen den Phasen Programmierbare Filterstrategien Automatische Standby Funktion Leitungselektronik PWM Konverter mit DC Kondensatoren IGBT Technologie Zwangsluftkühlung Einspeisung von oben oder unten Beschreibung T B H Jedes Aktivfilter PQFM besteht aus einer Grundeinheit (Master) und kann schrankweise mit bis zu 7 Leistungseinheiten (Slave) erweitert werden. Standardmäßig werden die PQFM in Schutzart IP21 ausgeführt. Grundeinheit und Erweiterungseinheiten sind jeweils in einem Schaltschrank mit den Abmessungen 6 x 6 x 215 mm untergebracht. Jeder Schaltschrank hat einen eigenen Leistungsanschluss mit Einspeisung von unten oder optional von oben. Mit Nennströmen von 7A, 1A, 13A und 15A ist das PQFM-Design speziell für den industriellen Einsatz mit mittlerem Filterbedarf ausgelegt. Bei sich änderndem Filterbedarf lässt sich das Aktivfilter problemlos vor-ort mit Leistungseinheiten gleicher oder benachbarter Nennstromgruppe erweitern. Typische Anwendungen Die Ausführung mit Montageplatte (498 x 4 x 1697) in IP Ausführung ist speziell für den Einbau in eigene Schaltschranksysteme gedacht. Wasserindustrie Lüftungs- und Klimatechnik Rotationsdruckmaschinen Papierproduktion Chemische Industrie Automobilindustrie... 6

7 Typische Filterergebnisse 1 Oberschwingungsstrom ohne PQF 1 Oberschwingungsstrom mit PQF OBERSCHWINGUNG OBERSCHWINGUNG Technische Daten PQFM Aktivfilter für 3-phasige Stromnetze mit oder ohne Neutralleiter (Neutralleiter wird nicht angeschlossen), zur Filterung der Phasenströme, Blindleistungskompensation und Lastsymmetrierung zwischen den Phasen. Filterstrom je Einheit (5 or 6 Hz) Stromwandler Modularität Toleranz Filterung Reduzierungsgrad Filtereffizienz Blindstromkompensation Laststromsymmetrierung Kommunikation Programmierung Sprungantwort 28V U 48V 7 A 1 A 13 A 15 A 3 Stromwandler (Klasse 1 oder besser), 15 VA, Sekundärstrom 5 A. Schrankbauweise erweiterbar auf bis zu 8 Einheiten Netzspannung: +/- 1% Netzfrequenz: +/- 5% Frequenz bis zu 2 Oberschwingungen sind im Frequenzbereich von der 2. bis zur 5. Harmonischen einzeln selektierbar für jede selektierte Oberschwingung einzeln einstellbar besser als 97% des Filternennstroms Statisch oder dynamisch von.6 induktiv bis.6 kapazitiv einstellbar. Ein / Aus mit PQF Manager Display, mit Modus RTU (Modbus Adapter optional) mit RS 232 und Software PQF-Link (optional) mit PQF-Manager mit RS 232 und PQF-Link (optional) <,5 ms Reaktionszeit 4 ms Ausregelzeit (1% auf 9% Filterwirkung) Verlustleistung Schutzart Abmessungen Gewicht Lackierung Befestigung Aufstellung Umgebungstemperatur Relative Luftfeuchtigkeit Optionen < 3% der Nennleistung IP21 (IP2 mit offener Tür) IP (Montageplatte) 6 x 6 x 215 mm (B x T x H) ca. 225 kg (IP21) ca. 125 kg (IP) RAL 735 Andere Lackierung auf Anfrage Bodenbefestigung/Transportösen vorhanden Einspeisung von unten oder oben (Bei Bestellung angeben) Innenraum, auf tragfähigem Fundament in sauberer Umgebung, bis 1 m Höhe über NN -1 C bis +4 C (bis +5 C mit Derating) Max. 95% nicht kondensierend PQF-Link Software Einspeiseschrank IP41 Schutzgrad (1 % Derating) Sockel 1 mm Modbus Schnittstelle Überspannungsableiter Schrankheizung Temperatursensor Die oben stehenden Daten sind nur ein Auszug aus der vollständigen technischen Spezifikation und unterliegen, im Rahmen der Produktpflege und Weiterentwicklung, regelmäßigen Änderungen. Bitte beachten Sie daher die technische Spezifikation in der jeweils gültigen Fassung. Anschlussbild VERSORGUNG LAST PQFM Modbus Schnittstelle Digitale Ein/Ausgänge 7

8 Aktivfilter PQFS: Für 3- und 4-Leiter-Netze, speziell auch für dezentrale Installation in Unterverteilungen oder direkt am Verbraucher Kompaktes Wandgehäuse Für 3 oder 4 Leiteranschlüsse PQF-Manager Grafische Benutzeroberfläche Inbetriebnahmetools Leistungselektronik PWM Konverter mit DC Kondensatoren IGBT Technologie Boden Kabeleinführung Schnittstellen Digital Steuerung (DSP) Selektive Oberschwingungs-kompensation (inkl. Nullsysteme) Einstellbare Grenzwerte Blindstromkompensation mit Einstellbarem cosϕ Laststromsymmetrierung zwischen den - Phasen - Phase und Neutralleiter Programmierbare Filterstrategien - Phase to phase - Phase to neutral Programmierbare Filterstrategien Beschreibung B T H Jedes Aktivfilter PQFS besteht aus einer Grundeinheit (Master) und kann schrankweise mit bis zu 3 Leistungseinheiten (Slave) erweitert werden. Standardmäßig werden die PQFS in Schutzart IP3 ausgeführt. Grundeinheit und Erweiterungseinheiten sind jeweils in einem Wandschrank mit den Abmessungen 585 x 31 x 7 mm untergebracht. Jeder Schaltschrank hat einen eigenen Leistungsanschluss mit Einspeisung von unten. Mit Nennströmen von 3A bis 1A ist das PQFS Design speziell für Büro und Gebäudeapplikation mit kleinen bis mittleren Filterbedarf ausgelegt. Mit der zuschaltbaren Symmetrierfunktion können Oberschwingungsströme im Neutralleiter nahezu vollständig gefiltert werden. Das Aktivfilter PQFS ist daher ideal zur Reduzierung von leitungsgebundenen EMV-Problemen in sensiblen Netzbereichen ("vagabundierende Oberschwingungsstöme"). Da mit dem PQFS insbesondere die Nullsysteme (z.b. 3.Harmonische) im Neutralleiter kompensiert werden können, ist das Filter für einen Neutralleiterstrom in Höhe des dreifachen Phasenstroms ausgelegt. Bauseits sind entsprechend dimensionierte Kabelquerschnitte vorzusehen. Bei sich änderndem Filterbedarf lässt sich das Aktivfilter problemlos vor Ort erweitern. Typische Anwendungen Büro und Gebäude USV-Systeme Rechenzenren Beleuchtung... 8

9 Typische Filterkreisergebnisse Oberschwingungsstrom im Neutralleiter ohne PQF Technische Daten PQFS Anschlussbild OBERSCHWINGUNG Das PQFS filtert auch Oberschwingungen zwischen den Phasen, unabhängig vom Neutralleiter Nennspannung (5Hz oder 6Hz) Filterstrom je Einheit Stromwandler Modularität Toleranz Filterung Reduzierungsgrad Filtereffizienz Blindstromkompensation Oberschwingungsstrom im Neutralleiter mit PQF OBERSCHWINGUNG AKtivfilter für 3-phasige Stromnetze mit oder ohne Neutralleiter (Neutralleiter wird nicht angeschlossen), zur Filterung der Phasenströme, Blindleistungskompensation und Lastsymmetrierung zwischen den Phasen und zwischen den Phasen und Neutralleiter. 28V U 24V I L1 = 34A I L2 = 17A I L3 = 19A I N = 44A 38V U 415V Phasen / Neutralleiter: 3A / 9A 45A / 135A 6A / 18A 7A / 21A 8A / 24A 9A / 27A 1A / 27A 3 Stromwandler Klasse 1 oder besser, 15VA, Sekundärstrom 5A Schrankweise erweiterbar auf bis zu 4 Einheiten gleicher Nennstromgruppe Netzspannung: +/-1% Netzfrequenz: +/-5% bis zu 2 Oberschwingungen (3-Leiter Anschluss) bzw. bis zu 15 Oberschwingungen (4-Leiter Anschluss) sind im Frequenzbereich von der 2. bis zur 5. Harmonischen einzeln selektierbar für jede selektierte Oberschwingung einzeln einstellbar besser als 97% des Filternennstroms Statisch oder dynamisch von.6 induktiv bis.6 kapazitiv einstellbar. Kommunikation Programmierung Sprungantwort Verlustleistung Schutzgrad Gewicht Farbe Abmessungen Befestigung Aufstellung Laststromsymmetrierung Umgebungstemperatur Relative Luftfeuchtigkeit Optionen Zwischen den Phasen Ein / Aus Zwischen den Phasen und Neutralleiter Ein / Aus mit PQF Manager Display, mit Modus RTU (Modbus Adapter optional) mit RS 232 und Software PQF-Link (optional) mit PQF-Manager mit RS 232 und PQF-Link (optional) <,5 ms Reaktionszeit 4 ms Ausregelzeit (1% auf 9% Filterwirkung) <3% der Nennleistung IP3 ca. 12kg RAL x31x7mm (B x T x H) Wandbefestigung Einspeisung von unten Innenraum, Wandmontage in sauberer Umgebung, bis 1 m Höhe über Normal Null -1 C bis 4 C (bis 5 C mit Derating) max. 95% nicht kondensierend PQF-link Software Modbus Schnittstelle Temperatursensor Kabelanschlussbox Die oben stehenden Daten sind nur ein Auszug aus der vollständigen technischen Spezifikation und unterliegen, im Rahmen der Produktpflege und Weiterentwicklung, regelmäßigen Änderungen. Bitte beachten Sie daher die technische Spezifikation in der jeweils gültigen Fassung. I L1 = 2A I L2 = 2A I L3 = 2A I N = 4A VERSORGUNG N* LAST) PQFS Modbus Schnittstelle Digitale Ein/Auszüge 9

10 Condensator Dominit GmbH An der Bremecke 8 D Brilon +49 () Fax +49 () e-m@il info@dominit.eu Internet