DYNAMISCHER NETZSPANNUNGSREGLER

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1 DYNAMISCHER NETZSPANNUNGSREGLER CONDO D

2 02 OSKαR powered by Condensator Dominit

3 Online-Spannngskorrektr mit adaptiver Regelng OSKαR ONLINE-SPANNUNGS- KORREKTUR MIT ADAPTIVER REGELUNG OSKαR setzt nee Maßstäbe in der elektrischen Energieversorgngsqalität. Spannngseinbrüche in der elektrischen Energieversorgng sind die Haptrsache für kostspielige ngeplante Prodktionsstillstände. Das in der Norm EN definierte Spannngsband von ± 10 % der Nennspannng mss vom Netzbetreiber nr für den 10-Minten-Mittelwert garantiert werden. Somit sind Ereignisse, die nter diesen 10 Minten liegen, weder z beanstanden noch z vermeiden. In der IEC werden die Aswirkngen von Spannngseinbrüchen beschrieben. Bei einer Restspannng von weniger als 85 % der Netznennspannng treten typischerweise Probleme an Freqenzmrichtern nd Schaltnetzteilen af. Nach eigenen Unterschngen sind handelsübliche Schütze bei einer Restspannng von weniger als 80 % ach dann schon in einem ndefinierten Zstand, wenn der Spannngseinbrch nr eine Netzperiode (20 ms) daert. Selbst robste Verbracher wie Asynchronmotoren werden gestört, wenn die Spannng über mehrere Netzperioden af nter 75 % der Nennspannng einbricht. Mit OSKαR wird die Netzspannng kontinierlich nd hochdynamisch af Sollwert gehalten, nd typische Spannngseinbrüche werden soverän drchfahren. Sichern Sie Ihr Netz jetzt mit OSKαR! 03

4 OSKαR powered by Condensator Dominit URSACHEN FÜR SPANNUNGSEINBRÜCHE IM VERSORGUNGSNETZ Krzschlss im Verteilernetz Blitzeinschlag Hohe Lasten Starke Lastwechsel Schaltvorgänge des EVU Kraftwerk- Z- bzw. -Abschaltng Instabile Energieerzeger (Wind-/Solarparks) Vögel nd Vogelkot Andere Ereignisse DIREKTE AUSWIRKUNGEN Leistngsschalter des EVU löst as (typische Reaktionszeit ms) Lokale Ereignisse breiten sich im weit vermaschten Versorgngsnetz as Schütze nd Relais fallen ab Sensoren detektieren falsche Werte Freqenzmrichter steigen as KONSEQUENZEN Prodktionsprozesse kommen zm Stehen Prodktionsgütekriterien werden verletzt Wirtschaftliche Schäden entstehen 04

5 Online-Spannngskorrektr mit adaptiver Regelng OSKαR-NETZABSICHERUNG Zr Absicherng von Prodktionsprozessen wird OSKαR in Serie zwischen Versorgngstrafo nd Last geschaltet. Die Netzkrzschlssleistng wird drch OSKαR kam verändert. Vorhandene Schtzmaßnahmen können nverändert beibehalten werden. OSKαR lässt sich modlar erweitern nd somit sowohl für einzelne Anlagen als ach für ganze Netzabschnitte einsetzen. PRO Echtzeit-Spannngskorrektr (< 1 ms) Die Netzkrzschlssleistng bleibt erhalten Spannngseinbrüche bis z 40 % U korrigierbar Wirkngsgrad von > 98 % Erweiterter Einsatz möglich Schtz vor Spannngserhöhngen Kein Speicher nötig Wenig Platzbedarf Geringe Anschaffngs- nd Wartngskosten EVU MS EVU MS EVU MS NS NS NS geschützte Last ngeschützte Last geschützte Last 05

6 OSKαR powered by Condensator Dominit Einspeiseseite Serientrafo Lastseite Bypass DC-Bs AC/DC- DC/AC- Gleichrichter Wechselrichter DC-Bs OSKαR-FUNKTIONSPRINZIP OSKαR besitzt eine Onlineregelng, die die Netzspannng kontinierlich af dem Sollwert hält: 400 V bestellt, 400 V geliefert! Erkennt OSKαR eine Differenz zm Sollwert, regelt er mit einer Reaktionszeit von 140 µs dieses Ereignis innerhalb von 10 ms (Asregelzeit) as. Spannngseinbrüche von bis z 30 % werden somit asgangsseitig af Sollwert korrigiert. Spannngsspitzen bis 20 % regelt das System ebenfalls af den Sollwert as. 06

7 Online-Spannngskorrektr mit adaptiver Regelng DER AUFBAU OSKαR bat af einem konventionellen Schaltschrankkonzept af. In diesem Schranksystem sind alle für die Netzabsicherng relevanten Komponenten verbat. Der Serientrafo sitzt gekapselt im nteren Bereich des Schranks nd ist mit dem Sockel fest montiert. In der oberen Hälfte sind die einzelnen Leistngselektronik-Modle verbat. Diese Leistngselektronik besteht as drei wesentlichen Haptmodlen, einem Gleichrichter-, einem Wechselrichter- nd dem Bypass-Modl. Weitere technische Daten sind der Seite 11 z entnehmen. Gleichrichter-Modl Wechselrichter-Modl Bypass-Modl Trafo-Überwachng Trafozelle OSKαR 300 kva 07

8 OSKαR powered by Condensator Dominit OSKαR-KLIMAKONZEPT Um die im Onlinebetrieb aftretenden Verlste ( 3 kw/wärmeenergie) adäqat as dem Schrank z befördern, ist ein asgeklügeltes Belüftngssystem vorgesehen. Im nteren Bereich des Schranksystems sorgen zwei leistngsstarke Ventilatoren für genügend Zlft, die direkt in die Trafozelle geblasen wird. Diese wird an der Rückwand hinter den Leistngselektronik-Modlen zm Dach hinasbefördert. Die Leistngselektronik-Modle besitzen jeweils eigene Ventilatoren, die im mittleren Schrankbereich passiv mit Zlft versorgt werden. Die Ablft der Modle wird drch die Rückwand nd die im oberen Bereich angesiedelten Lüftngsgitter abgeführt. 08

9 Online-Spannngskorrektr mit adaptiver Regelng BYPASS Im Falle eines Krzschlsses im Kndennetz oder einer Überlast geht OSKαR verzögerngslos in den Bypass. Der Bypass schützt die leistngselektronischen Komponenten von OSKαR. Gleichzeitig wird gewährleistet, dass die Schtzeinrichtngen des Knden sicher aslösen. Drch den mehrfach redndant afgebaten Bypass ist gewährleistet, dass im Bedarfsfall die maximale Netzkrzschlssleistng gewährleistet ist. Ach während des ngestörten Betriebs ist die Netzkrzschlssleistng ein wichtiges Qalitätskriterim jeder Stromversorgng. Oberschwingngsströme nd andere Störgrößen haben eine mso kleinere Aswirkng, je höher die Netzkrzschlssleistng ist. Der Serientransformator von OSKαR ist mit einem Uk von < 2,5 % standardmäßig af eine Krzschlssleistng der 40-fachen Nennleistng asgelegt. Thyristorschalter zr verzögerngslosen Bypassschaltng Bypassschütz für Überlast nd Krzschlss Redndantes 2. Bypassschütz für Krzschlss im Kndennetz 09

10 OSKαR powered by Condensator Dominit OSKαR-MESSERGEBNISSE Effektivwerte des Laststroms Effektivwerte der Lastspannng (Asgang L1) Effektivwerte der Lastspannng (Asgang L2) Effektivwerte der Lastspannng (Asgang L3) Effektivwerte der Netzspannng (Eingang) Theorie nd Praxis müssen nicht immer voneinander abweichen. Die zr Aslegng von OSKαR bestimmten Kennlinien sind in der Realität bewiesen. Die vom OSKαR-System erreichbaren Korrektrwerte sind as der obigen Abbildng für 3-phasige nd 1-phasige Spannngseinbrüche z entnehmen. Die Messergebnisse, afgezeichnet im Kndennetz, beweisen, dass die Korrektrwerte vom System stets erreicht werden können. Das Resltat der geregelten Asgangsspannng weist eine Differenz zm Sollwert (bei Last) von ca. 0,625 % af. Dieser nahez perfekte Spannngsverlaf lässt sich ohne OSKαR in keinem elektrischen Energieversorgngsnetz afweisen. 10

11 Online-Spannngskorrektr mit adaptiver Regelng TECHNISCHE DATEN OSKαR Systemkonzeptionierng Nennleistng Netznennspannng Netzfreqenz Netzform Netzkrzschlssfestigkeit Korrektrbereich 1-phasige Einbrüche 3-phasige Einbrüche Überlastbarkeit Überlast im Bypass-Betrieb Regelgenaigkeit d. Asgangsspannng Regelgenaigkeit bei Spannngseinbrch Reaktionszeit Asregelzeit Wirkngsgrad des Systems Kommnikation Parametrierng/Analyse Schtzart Umgebngstemperatr Abmessngen Gewicht Kabeleinführng Anschlsshöhe Türanschlag Bestellcode Optional modlar 300 kva* 400 V* 50 Hz ± 5 % 3-phasig, TN skalierbar 30 % für 30 s ± 10 % kontinierlich 55 % UN 100 % (30 s) 70 % UN 100 % (30 s), 50 % UN 80 % (10 s) 150 % IN (30 s) 20 ka / 150 ms, 40 ka / 10 ms ± 1 % ± 3 % 140 µs < 10 ms > 98 % Ethernet (RJ45) / FTP-Server / Mail-Server Tochpanel / Log-SD-Card / Mail IP 20D* 0 C (min.), 40 C (max.) 600 x 800 x 2282 mm (inkl. Sockel) 900 kg von nten eingangsseitig 800 mm, asgangsseitig 370 mm rechts OPS 400 / Wartngsbypass zm Überbrücken des Systems, Messsysteme zr systemnabhängigen Analyse, Class A *Abweichende Daten af Anfrage Technische Änderngen nd Irrtümer vorbehalten. 11

12 OSKαR powered by Condensator Dominit RELEVANZ Je nach Branche nd Technologie variieren die Art nd Höhe der Kosten drch Spannngseinbrüche. Zsatzkosten für Nacharbeit Wiederanlafkosten für Reset oder Nestart von Maschinen Stillstandskosten drch längere Unterbrechng der Prodktion Logistikprobleme bei extrem afeinander abgestimmten Prozessen Instandhaltngs- nd Reparatrkosten im Falle von Beschädigngen Die Höhe der Kosten pro Einbrch variiert nach wissenschaftlichen Stdien von einigen Tasend Ero im Fall von einfacher Indstrieprodktion bis in den sechsstelligen Bereich bei hochsensiblen Fertigngsbereichen, z. B. der Halbleiter- oder Pharmaindstrie. Besonders gefährdet sind generell alle hochtechnologischen Fertigngsstrecken nd nahez jeder Prozess, bei dem Drehmoment nd Drehzahl von Motoren gleichzeitig stabil gehalten werden müssen. 12

13 Online-Spannngskorrektr mit adaptiver Regelng Pharmaindstrie (Klimatechnik) Medizintechnik (Kernspintomographen, Herzkatheter-Roboter sw.) Große Indstrieanlagen Lackiervorgänge (Spannngseinbrüche wirken sich direkt af die Lackdicke as, Steerngsprobleme) Schleifvorgänge (Schwankngen in der Spannng haben Aswirkngen af die Güte der Prodkte) Messtechnik (hochpräzise Prozesse, die ein stabiles Netz benötigen, z. B. Test von ABS-Systemen) Hochdynamische Prozesse 13

14 OSKαR powered by Condensator Dominit NOTIZEN 14

15 Online-Spannngskorrektr mit adaptiver Regelng KONTAKTDATEN Condensator Dominit GmbH An der Bremecke 8 D Brilon Fon +49 (0) Fax +49 (0) info@dominit.e Web 15

16 Condensator Dominit GmbH An der Bremecke 8 D Brilon Fon +49 (0) Fax +49 (0) info@dominit.e Web