Presentacion Perfect Harmony - Ecuador-2013

Siemens AG 2008 All rights reserved.I DT LD I DT LD CoCCoC -- 20122012I DT LD I DT LD CoCCoC -- 20122012

SIEMENS INDUSTRY ECUADORSIEMENS INDUSTRY ECUADOR

Capacitacin de Variadores y Motores de Media Tension

BIENVENIDOS !!!!


SINAMICS SINAMICS GM150GM150

Air- / Liquid-cooled

860 - 14,000 HP (IGBT)0.6 - 10.4 MW (IGBT)

10700 - 22,500 HP (IGCT)8.0 - 16.8 MW (IGCT)

Medium Voltage2.3 - 4.16 kV

3-level NPCVoltage Source

Inverter

HV-IGBTIGCT

SINAMICS SINAMICS SM150SM150

3,650 - 7,700 HP (IGBT)2.7 - 5.8 MW (IGBT)

5,400 - 25,200 HP (IGCT)4.0 - 33.5 MW (IGCT)

Medium Voltage3.3 kV (IGCT & IGBT)

4.16 kV (IGBT)

Air-cooled (IGBT)Liquid-cooled

(IGBT & IGCT)

3-level NPCVoltage Source

Inverter

HV-IGBTIGCT

ROBICONROBICONPerfectPerfect

HarmonyHarmony

200 - 19,000 HP0.15 - 14.9 MW

Medium Voltage2.3 - 11 kV


Multi CellVoltage Source

Inverter

LV-IGBT

SINAMICS SINAMICS SL150SL150

3,200 - 26,800 HP2.4 - 20 MW

Medium Voltage1.0 4.0 kV

CycloConverter

(CC)

Thyristor


SINAMICS SINAMICS GL150GL150

3,000 - 129,000 HP2.2 - 96 MW

Medium Voltage1.8 - 13.4 kV

LoadCommutated

Inverter (LCI)

Thyristor


Familia de Variadores MT Familia de Variadores MT


VARIADOR DE FRECUENCIA DE MEDIA VARIADOR DE FRECUENCIA DE MEDIA TENSIN, MS VENDIDO EN EL TENSIN, MS VENDIDO EN EL

MUNDOMUNDO

PERFECT HARMONYPERFECT HARMONY

ROBICONROBICONPerfectPerfect

HarmonyHarmony

200 - 19,000 HP0.15 - 14.9 MW

Medium Voltage2.3 - 11 kV


Multi CellVoltage Source

Inverter

LV-IGBT

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Historia del Producto Historia del Producto

1994 Introduced ROBICON Perfect

Harmony: First IGBT-based MV Drive

19961997

1999

2000

2001 Next Gen. (NXG) Control

with Fast Cell Bypass

2002

2003 Harmony HV - First MV drive to

directly run 13.8 kV motors

2004 LNG System

First IGBT-based drive above 10,000 horsepower(7.5 MW)

1000th Unit Installed

2007

PMM Control

2005 NXGII Control

2006 GenIV & WCIII

First IGBT-based 6.6kV drive w/o an output transformer

1995

2008 GenIVe


400Hz Operation


Parallel Drive Operation (4 Channels)

Market Leadership Award

Mechanical Cell Bypass: First drive to provide process-transparent, fault tolerant operation1998

Amplia Arquitectura Superiores Ventajas

Desarrollo Tecnolgico Constante

2010GenIV-4 Cells

Histria


Por Qu el Por Qu el PerfectPerfect HarmonyHarmony??

+8000 VFDs Perfect Harmony Instalados

KnowKnow HowHow TecnolgicoTecnolgico

Ms Alto Nivel de Tensin a la Entrada Disponible 33 kV

Ms Alto Nivel de Tnsin de Salida Disponible 13.8 kV

Ms Alto Nivel de Potencia (HP) Bajo Pedido 60 MW

Mayor Longitud de Cable Instalado ente VFD y Carga 22+ mi (35 Km)

Negocios en el sector energtico 75%

El motor ms viejo sujeto a retrofit 1942 (62 aos)

Equipos instalados a mas de 4000 msnm

Equipos tropicalizados

Equipos marinizados

Proyectos sin aire Condicionado

Paper

Oil & Gas

Chemical

Power Stations

Marine

Mining

Water &Wastewater

Cement

Fans

Pumps

Compressors

Marine Propulsion

Rolling Mill Drives


Caractersticas EsencialesCaractersticas Esenciales Tecnologa Realmente Modular 200 HP hasta 32,000 HP (Un solo Modulo) 32,000 HP hasta 120,000 HP (Cuatro Mdulos paralelos)Mayor Nmero de Frames Disponibles Todos los Voltajes de Alimentacin del Motor son Disponibles Bajo contenido de Armnicos a la Entrada Clean Power Alta Eficiencia y Factor de Potencia Inmune a Distorsiones en la Red (ALTA DISPONIBILIDAD) Opera con Motores Nuevos o Existentes Torque pulsante


1000HP / 750 KW @ 4160V (Ver Fotografia)

Variador - Gen IV

4160V : 180 kVA 2250 kVA6600V : 500 kVA 3000 kVA

Familia de Productos Familia de Productos


180 1100 HP - 4160V

1250 2250 HP - 4160V

500 3000 HP - 6600V

PH1

PH2

PH3

Serie de Productos Serie de Productos GenIVGenIV



24 pulse (USA-China)

Variador - Gen IIIe1500 kVA 7000 kVA


Variador - WCIII3500 kVA 15,000 kVA



Variador - HV

4400 kVA 32,000 kVA



Paper

Oil & Gas

Chemical

Power Stations

Marine

Mining

Water &Wastewater

Cement

Fans

Pumps

Compressors

Marine Propulsion

Rolling Mill Drives

SectoresSectores / / AplicacionesAplicaciones

Sectores


CELULAS DE POTENCIASCELULAS DE POTENCIAS

Secundario dedicado del transformador de Potencia

Salida de Potencia da Celda

Lgica deControl

Seal Aislados por fibra pticaTarjeta de Control

Topologa del Perfect HarmonyTopologa del Perfect Harmony

Topologia


CELL B1

CELL A1

CELL C1

CELL A2

CELLB2

CELL C2

CELL C3

CELLB3

CELL A3

MOTORMEDIANATENSIN

VFD CONTROL

TYPICAL POWER CELL

CONTROLELOCAL

AC TRIFSICOCON TENSION E FRECUENCIACONSTANTES

AC TRIFSICOCOMTENSO E FREQ.VARIVEL

FIBEROPTICS

Transformadorde AislamientoIntegrado al

Inversor

Topologa del Topologa del PerfectPerfect HarmonyHarmony

Topologia


TOPOLOGIA DE COMO LOGRAR MEDIA TENSIONTOPOLOGIA DE COMO LOGRAR MEDIA TENSION

ESA FUENTE ESTCON NGULO DEFASE @ 240o

C

A



2250 VFASE - NEUTRO

4160 VFASE - FASE

A3

A2

A1

B1

B2

B3

C1

C2

C3

750 V

750V

750V

750V

750V

750V

750V

750V

750V

B

120TYP.

N

o

Topologia


Induction or Synchronous

Motor

VFD Power Cell Groups

DIT PrimaryWinding

DIT (Drive Isolation Transformer)

4160V 5500VPH 750V CellsTo 20,000 HP(15 MW)

7200V 10,000V

6900V

12,000V

7200Vn+1

14,400VPH 1375V CellsTo 40,000 HP(30 MW)

DIT SecondaryWindings

Diagrama Tpico de Tensiones

Topologia


CALIDAD DE ENTRADACALIDAD DE ENTRADA

FORMA DE ONDA DE ENTRADAFORMA DE ONDA DE ENTRADAInput Voltage


Conversor Clean Power

9 Prcticamente sin generacin de armnicas

9 Cumple con cualquier requerimiento da IEEE 519 -1992 para distorsiones de tensin y corriente

Elimina la necesidad de estudios de armnicas

Elimina la necesidad de filtros de armnicas para el control de distorsin.

Entrada SinusoidalEntrada SinusoidalInput voltage

CALIDAD DE ENTRADACALIDAD DE ENTRADA


DistorcinDistorcin ArmnicaArmnica

Robicon Perfect Harmony Drive vs. Conventional Current Source Drive

Convertidor Fuente de Corriente Convencional

1000 HP VFD, 1100 KVA 5.75 % Impedance Source

Armonicos

Total Harmonic Distortion Current = 25 %Total Harmonic Distortion Voltage = 10 %

VoltageCurrent

Robicon Perfect Harmony Drive

Total Harmonic Distortion Current = .8%Total Harmonic Distortion Voltage = 1.2%

VoltageCurrent


Cuatro valores de salida posible de cada CeldaCuatro valores de salida posible de cada Celda

CASO 3: SADA = -VDC

CASO 2: SADA = +VDC

VDC VDC

VDCVDC

CASO 4: SADA = ZERO

CASO 1: SADA = ZERO

Output voltage

CALIDAD DE ONDA DE SALDACALIDAD DE ONDA DE SALDA


Celda 1

Celda 2

Celda 3

COMPOSICIN

Topologa con Tres ClulasTopologa con Tres ClulasOutput voltage



Formas de Onda de Salida @ 60 HZ y 30 HZFormas de Onda de Salida @ 60 HZ y 30 HZOutput voltage



ROBICON Perfect Harmony ROBICON Perfect Harmony ConstrucionConstrucion de la Forma de de la Forma de OndaOnda de de SalidaSalida


9 NO necesita filtros de salida; 9 NO causa estrese en el aislamiento del motor9 NONO es necesario la utilizacin de motores con aislamiento especial.9 NO hay torque pulsante;

9 No causa calentamiento adicional al motor;

9 Puede ser aplicado con seguridad" en motores con FS =1.0;

9 Puede ser aplicado en Motores existentes o motores nuevos estndar;Motores existentes o motores nuevos estndar;

VENTAJAS DE LA SALIDA SINUSOIDALVENTAJAS DE LA SALIDA SINUSOIDALOutput Quality


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CargaEfEf. . VariadorVariador

sin Transformador

Ef. Variadorcon

transformadorPower Factor

105 % 99.04 % 97.0 % 0.95

100 % 99.05 % 97.2 % 0.95

75 % 99.05 % 97.4 % 0.959

50 % 99.01 % 97.6 % 0.966

25 % 98.65 % 97.2 % 0.96

Valores medidos en los puntos de operacion

100% de Velocidad/carga NO ES el punto real de operacin!

* * DatosDatos medidosmedidos en en GenIVGenIV de 1,100HP / 4160V / 18 de 1,100HP / 4160V / 18 pulsospulsos

EficienciaEficiencia y Factor de y Factor de PotenciaPotencia VerdaderosVerdaderos


SistemaSistema VFD VFD integradointegrado

UnicoUnico y y CompletoCompleto!!

RequerimientoRequerimiento ROBICON Perfect HarmonyROBICON Perfect Harmony

Transformador Aislador Incluido

Electronica de Potencia Incluido

Filtro de Armonico Inherente

Correcion Factor de Potencia Inherente

Filtro al Motor Inherente

ROBICON Perfect Harmony ROBICON Perfect Harmony Un Un SistemaSistema !!!!!!

FACIL , PLUG & PLAY = Reducido Costo de Instalacion


ComposicionComposicion de de unouno SistemaSistemaVariadoresVariadores ConvencionalesConvencionales

1. Isolation Transformer2. Harmonic Filtering / Power Factor

Correction3. Power Converter4. Motor Filter

Componentes con ROBICON Perfect Harmony

1. Isolation Transformer2. Power Converter

1 2 3 4 1 2 3 4 1 21 2

Small Footprint Inherent to Design

vs.

SistemasSistemas del Mercado x Perfect Harmonydel Mercado x Perfect Harmony


CONFIABILIDAD = DISPONIBILIDADCONFIABILIDAD = DISPONIBILIDAD

Confiabilidad

Prdidas por Parada

La La disponibilidaddisponibilidaddel del

Perfect Harmony Perfect Harmony eses de 99,9%de 99,9%((EstandardEstandard)) AHORROAHORRO

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Alta Alta DisponibilidadDisponibilidad = = VentajaVentaja!!

Como el Perfect Harmony tiene Alta Disponibilidad

Suporta Larga Calda de tension (30%) (Estandard) Si hay tension, el equipo sigue marchando

Perdida de alimentacion de hasta 05 ciclos (Estandard) En la mayoria de los casos, las micros interrupciones son menores a 5 ciclos

Ventilacion Redundante - (Opcional Recomendable) La falla del extractor de aire no ir hacer con que el equipo tripe por

calientemento.

Bypass de celda avanzado- (Opcion) La Falla en una celula no ir detener el proceso

ProToPS - Estrategia de Tolerancia a fallas Una condicin de alarma pre definida = Permite Tiempo de Reacin

Virtualmente no hay puntos de fallas


Bypass Avanzado de las Celdas de PotenciaBypass Avanzado de las Celdas de Potencia

Bypass automtico de una Celda con Falla en 250ms

Contactor Bypass adicionado a la Celda de Potencia

CIRCUITOS DE CONTROL LOCAL

Seales de Fibra ptica hacia y desde el Control Maestro

Salida del mdulo de potencia

CONTACTOR Bypass

Desde el Secundario Dedicado del Transformador de Entrada


A5

A4

A3

A2

A1

B1B2

B3B4

B5

C1C2

C3C4

C5

VAC VBA

VCB

A

BC

120TYP.

N

M

A1

B1

C1

A2

B2

C2

A3

B3

C3

A4

B4

C4

A5

B5

C5

VFD de 15 celulas Todas Celulas en operaci n. 100% de la tension disponible.

BALANCEO Tension linea-lineaVAC = VBA = VCB



DeberaDebera TripearTripear

M

A1

B1

C1

A2

B2

C2

A3

B3

C3

A4

B4

C4

A5

B5

C5

DESBALANCEOTension linea-linea

VAC VBA VCB


A5

A4

A3

A2

A1

B1B2

B3B4

B5

C1C2

C3C4

C5

VAC VBA

VCB

A

BC

120TYP.

N


95

132.5132.5

A

BC

VAC VBA

VCB

A3

A2

A1

B1

B2

B3

B4

B5

C1

C2

C3

C4

C5

M

A1

B1

C1

A2

B2

C2

A3

B3

C3

A4

B4

C4

A5

B5

C5

DESPLAZAMIENTO DEL NUETRO

Tension linea-lineaVAC = VBA = VCB


15 15 clulasclulas / 02 / 02 celulascelulas bypaseadasbypaseadas, , QuedanQuedan 13 13 celulascelulas operativasoperativas -- 87% de la Maxima 87% de la Maxima VdisponibleVdisponible

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Con la falla de 01 celula, el sistema queda con 11 celulas operativas, lo que permite al Variador de aun suministrar 100% de la tension nominla de 4160V al motor;

Con la falla de 2 celulas, el variador sigue suminsitrando tension de salida nominal al motor de 4160 V motor;

RESUMEN => Tenemos una Redundancia N+2 .

* At least one cell must remain in service in each phase minimum cells per phase can not be zero.

Number of cells failed and Number of cells failed and bypassedbypassed

Maximum Output Voltage Maximum Output Voltage Available (V)Available (V)

Percentage of Motor Percentage of Motor Voltage AvailableVoltage Available

0 5607 100%

1 4906 100%

2 4205 100%

3 3504 84%

4 2804 68%

PROCESO CRITICOPROCESO CRITICOVFD de 4 VFD de 4 celulascelulas / / fasefase


60

70

80

90

100

3 4 5 6 7 8Original Number of Cells per Phase

Perc

ent o

f Orig

inal

Vol

tage

Avai

labl

e afte

r One

Fai

lure

Without Neutral-Shift

With Neutral-Shift

100% Output Current is Always Available.

TenerTener en en CuentaCuenta

El % de la tension disponible escalculada basado en la maxima

tension de salida permitida

porque el VFD. Esa maxima

tension es mayor que la tension

del motor.

El motor a un bajo voltaje puedemantener la velocidad, con el

incremeinto de la corriente del

estator, lo que el VFD lo hace

hasta, los limetes de corriente del

motor/VFD parametrizados.

RESULTADOS

Bypass Bypass AvanzadoAvanzado: : DeplazamientoDeplazamiento del del NeutroNeutro

Siemens AG 2008 All rights reserved.I DT LD I DT LD CoCCoC -- 2012201228 February 2013

Original # of Original # of cells / cells / phasephase

Nominal System Output Nominal System Output RMS LineRMS Line--toto--Line Voltage CapabilityLine Voltage Capability

All Cells in All Cells in ServiceService

One (1) Cell One (1) Cell BypassedBypassed

Two (2) Cells Two (2) Cells BypassedBypassed

Three (3) Cells Three (3) Cells BypassedBypassed

3 4205 3504 (84%) 2804 (67%) 2103*

4 5607 4906 (88%) 4205 (75%) 3504 (63%)

5 7009 6308 (90%) 5607 (90%) 4906 (70%)

6 8411 7710 (92%) 7009 (84%) 6308 (75%)

100% Output Current is Always Available. * At least one cell must remain in service in each phase minimum cells per phase can not be zero.

Bypass Bypass AvanzadoAvanzado: Tension : Tension DisponibleDisponible


Filosofa Filosofa ProToPSProToPS

ProToPS es un Acrnimo para Estrategia de Proteccin Tolerante de Procesos . ProToPS coloca en primer lugar las consideraciones del proceso y generalmente requiere de 2 mensajes de error de fuentes separadas, antes de iniciar un disparo del VFD.

ProToPS incorpora tanto caractersticas de redundancia especiales como caractersticas comunes (nicas a la configuracin del Perfect Harmony) que permiten al VFD continuar suministrando potencia al proceso, a la carga nominal del proceso sin interrupciones:

Bypass Avanzado de las Celdas de potencia Configuracin de enfriamiento N+1 Operacin Extendida con Bajo-Voltaje Continuidad en la Operacin con Prdida de Potencia


Estrategia de Control Estrategia de Control ProToPSProToPS

Estrategia de Control

Proteccin del proceso versus proteccin del VFD. Permite al usuario decidir cuando y como responder a una alarma o a una posible situacin de disparo.

Provee de tiempo para una suave transicin de proceso. Comunicacin, a travs de un servicio jerrquico de mensajes de alarma.

Alarmas Alarmas Algo est mal pero no hay impacto en el proceso.Algo est mal pero no hay impacto en el proceso.

Alarmas de Proceso Alarmas de Proceso Advertencia de no aumentar el proceso.Advertencia de no aumentar el proceso.

Alarmas de disparo Alarmas de disparo Lmite Lmite dondeldondel el VFD iniciar un disparo si no se el VFD iniciar un disparo si no se toman acciones en el proceso.toman acciones en el proceso.

Nota: Todas las Alarmas se Auto Nota: Todas las Alarmas se Auto ReseteanResetean cuando corregida la falla.cuando corregida la falla.


Control del VFD Control del VFD

Estado de Art Control Vectorial Sin Sensor Control

Motor / drive Auto-tuning

Alto Torque mismo a baja velocidades (sin encoder)

Energy saver : Reduccion de las perdidas al motor Cuando la carga es baja

PC-based drive tool provides graphical interface


MenuMenu

PantallaPantallaGrafica Grafica

StatusStatusInversorInversor

Permite el monitoreo Contnuo de hasta ocho (8) parmetros seleccionables

HerramientaHerramienta de Control del VFD de Control del VFD


EdicionEdicionParametrosParametros

Los cambios realizados en los parmetros son marcados en tiempo y fecha. El Cajn de Comentarios (Comment Box)es sumistrado como estndar.



Control Vectorial sin sensor de Lazo Abierto.

Encoder Instalado en el Motor No es Requerido.

Duplicates two-quadrant DC operation

Provee de control Torque / Velocidad de Precisin

Incorpora Respuesta Dinmica Rpida

Alta Capacidad de Torque a Baja Velocidad



Monitoreo CompletoMonitoreo Completo

Puede determinar y mostrar la informacin de la forma de onda de entrada y de salida

Input Display Parameters

Input Voltage Input Voltage Harmonics (one at a

time) Input Current Input Current Harmonics (one at a

time) Input PF Input Power (kW) Input Reactive Power (kVAR) Input (kVA, MVA) Input kW-Hr Input Phase Sequence Loss of Phase Low Voltage Transformer Overload

Output Display Parameters

Output Power (kW) kW-Hr Output Current - RMS Output Voltage - RMS VFD Efficiency Motor Torque Motor Speed (RPM) Motor Slip (%) Drive Output Frequency (Hz) Magnetizing Current Torque Current Motor Flux


Por que elegir Por que elegir PerfectPerfect HarmonyHarmony !!

99 Transformador aislador que permite fcil conexin a la tensin disponible;Transformador aislador que permite fcil conexin a la tensin disponible;99 Transformador aislador es una proteccin adicional a toda la electrnica de Transformador aislador es una proteccin adicional a toda la electrnica de

potencia;potencia;

99 No tiene filtros de entrada;No tiene filtros de entrada;99 Su transformador de 18 pulsos, supera todas las exigencias de la Norma Su transformador de 18 pulsos, supera todas las exigencias de la Norma

IEEE519 y NEMA MGIEEE519 y NEMA MG--20 para armnicos de modo estndar/natural, sin 20 para armnicos de modo estndar/natural, sin opciones (HV


Resumen:Resumen:

Menor Dimensiones;Menor Dimensiones;KnowKnow HowHow Tecnolgico ;Tecnolgico ;Plug & Play;Plug & Play;Rpido Rpido PaybackPayback;;Mayor Disponibilidad del Mercado;Mayor Disponibilidad del Mercado;

POR QUE PERFECT HARMONYPOR QUE PERFECT HARMONY


Asistencia GlobalAsistencia Global

PLANTASPLANTAS

Estados Unidos (2)Estados Unidos (2)

ChinaChina

BrasilBrasil

AlemaniaAlemania

IndiaIndia

RusiaRusia

Produccin > 200 unid / mensualProduccin > 200 unid / mensual

SERVICIOS POSSERVICIOS POS--VENTAVENTA

South AmricaSouth Amrica ColombiaColombia

ArgentinaArgentina

ChileChile

PerPer

BrasilBrasil

BoliviaBolivia

Centro AmricaCentro Amrica

EcuadorEcuador

PERFECT HARMONYPERFECT HARMONY


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Power management control Sistemas de Potencia Crticos Componentes de Proteccin

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Marcelo Domingues dos SantosGerente Regional I DT LD CoC

Av. Mutinga, 3800 - Pirituba - 4 andarCEP: 05111-901 - So Paulo - BrasilPhone: 55 11 3908-1611Fax: 55 11 3908-1628Mobile: 55 11 8158-9723E-mail: [email protected]: www.siemens.com.br/motoresIntranet: http://intranet.mercosur.siemens.com/coc

Dudas!

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