התאגדות מהנדסי חשמל ואלקטרוניקה בישראל

Size: px

Start display at page:

Download "התאגדות מהנדסי חשמל ואלקטרוניקה בישראל"

Francine Baldwin
6 years ago
Views:

1 מערכות אל פסק דינאמיות עם אגירת אנרגיה קינטית. תצורת Isolated Parallel למרכזי חישוב בהספקים גדולים. Unirom Electronics ltd התאגדות מהנדסי חשמל ואלקטרוניקה בישראל עמוס פורן - מנהל טכני יונירום אלקטרוניקס

2 בעולם כמה יצרנים של מערכות אל פסק קינטיות הנקראות גם Diesel Hitec Euro Diesel Hitzinger

3 בעולם כמה יצרנים של מערכות אל פסק קינטיות הנקראות גם Diesel בכול המערכות כל מרכיבי המערכת )הדיזל,המצמד,גלגל התנופה, המנוע והמחולל( כולם על ציר אחד משותף

הפתרון של Piller Piller גרמניה, החברה המובילה את הטכנולוגיה במערכות אל"פ סובבות. החברה נוסדה בשנת 1909. כ 800 עובדים.

4 הפתרון של Piller Piller גרמניה, החברה המובילה את הטכנולוגיה במערכות אל"פ סובבות. החברה נוסדה בשנת כ 800 עובדים. נציגות בלמעלה מ 30 מדינות. תכנית איכות ISO 9001:2008 פתרונות למערכות אל פסק )גם סטטיות( מתח. ומיצבי מערכות 400 הרץ לתעופה. ספקי כוח לאפליקציות צבאיות. ממירי תדר.

5 הפתרון של Unirom Electronics ltd Piller מערכות האל פסק הדינמיות הינן הנפוצות בשוק מערכות האל פסק מעל 800 קווא

6 סטטי או דינמי?? Static MTBF = 150,000 Hrs Dynamic MTBF = 1,300,000 Hrs Piller D אין קבלי DC אין קבלי AC אין מפוחים ומאווררים אין צורך במיזוג אוויר אין מצברים (גם לא להתנעת הדיזל) *** *** הדיזל יניע גם ללא מצברי ההתנעה

7 מערכת אל פסק חדר חשמל Unirom Electronics ltd "קונבנציונאלית" אלטרנטור מנוע דיזל מיזוג אוויר + חדר מצברים A Langley Holdings Company

8 פתרון שונה ויצירתי לתצורה הסטנדרטית Diesel Engine Alternator +

9 UNIBLOCK UBT )ללא דיזל( סכימה עקרונית Coupling Choke Bypass UNIBLOCK UBT range Frequency: 50 Hz Voltage: 380 V up to 25kV Ratings: 400 kva 1,67 MVA Frequency: 60 Hz Voltage: 380 V up to 25kV Ratings: 400 kva - 2 MVA Battery G alternatively M G UNIBLOCK PowerBridge

10 ביצועי מערכת נבחרים Mains Magic Choke Load Grid-voltage G = ~ = ~ = ~ = ~ M G Load-voltage POWERBRIDGE UNIBLOCK Machine תדירות והפרש מופע יציבים +15% to - 20% -50% ל 30 שניות 100%- חלון מתח כניסה רחב -30% ל 10 דקות : ל 17 שניות ב 1100 קווא. ייצוב מתח מוצא +/- 1% נצילות גבוהה 96%

11 ביצועי מערכת נבחרים Unirom Electronics ltd Mains Magic Choke Load Grid current G = ~ = ~ = ~ = ~ M G Load current POWERBRIDGE UNIBLOCK Machine "מדלג" על קצר ברשת החשמל ללא כל הפרעה לעומס. מנחית את כל תחום ההרמוניות 99%. פעולה ללא הגבלה בתנאי 100% אי איזון בעומס. פחות מ 3% עיוותים הרמוניים בזרמי הכניסה. אין כל הגבלה ב crest factors של הצרכן כושר ניקוי קצר של 14 פעמים הזרם הנומינאלי.

12 Fault clearing capability כושר ניקוי קצר UBTD למערכת הרוטטיבית יש את האנרגיה לניקוי הקצר ואינה צריכה את הסיוע של רשת החשמל על מנת להתגבר על זרם קצר. נתיב הקצר Static לממיר במערכת סטטית אין את האנרגיה המספקת לניקוי קצר וחייב להיעזר ברשת החשמל )Bypass( על מנת לנקות את הקצר. מה יקרה אם הקצר יהיה בעת הפסקת חשמל??? נתיב הקצר

כושר ניקוי קצר Unirom Electronics ltd זרם הקצר של המערכת הינו 14 פעמים הזרם

? I short circuit I short circuit from the mains זרם הקצר במערכת סטטית הינו 3

BS7671 IEE 17 th Addition Regulation An Uninterruptible power supply source of

13 כושר ניקוי קצר Unirom Electronics ltd זרם הקצר של המערכת הינו 14 פעמים הזרם הנומינאלי.? I short circuit I short circuit from the mains זרם הקצר במערכת סטטית הינו 3 פעמים הזרם הנומינאלי, קצר בעת פעולה על מצברים יגרום ברוב המקרים לנפילת הצרכנים. BS7671 IEE 17 th Addition Regulation An Uninterruptible power supply source of static type shall be able to operate distribution circuit protective devices when operating in the emergency condition from the convertor supplied by the battery

14 Uniblock T with POWERBRIDGE Bypass אוטומטי לקבלת היתירות של המערכת.. Mains Load העומס מופרד מרשת החשמל על ידי המשנק הטורי. G G M Uniblock הצרכן מזין את יתירות פנימית על ידי שני מיישרים ושני ממירים מאגר אנרגיה קינטי

15 מרכיבי המערכת Diesel A Langley Holdings Company

16 Preferred Diesel engine manufacturers A Langley Holdings Company

17 UBTD סימולאטור A Langley Holdings Company

18 The UNIBLOCK MG set "מוטור גנראטור" ייחודי בעל נצילות גבוהה. אימפדנס נמוך המאפשר זרמי קצר גבוהים. ערור ללא מברשות. מסנן הרמוניות ללא קבלים. מפוח אחד המקרר את כל המערכת.. מבוסס על שני מיסבים. A Langley Holdings Company

מאגר האנרגיה Store. POWERBRIDGE Energy 16.

19 מאגר האנרגיה Store. POWERBRIDGE Energy 16.6 מגה ואט לשניה = 12 שניות 1670 קווא קימים מודלים של 21 מגה ואט ו 45 מגה ואט ניתן לחיבור מקבילי לצורך הגדלת הספק / זמן גיבוי. טעינה מהירה. מבנה פשוט שני מיסבים. נצילות גבוהה צפיפות אנרגטית גבוהה A Langley Holdings Company

20 מאגר האנרגיה Store. POWERBRIDGE Energy Magnetic Support Top Bearing Top Guard Bearing Rotating Rectifier Excitation Generator Main Machine Flywheel Bottom Bearing Bottom Guard Bearing Performance Data: - Net. energy content 16.5 MWs - Input/output power 1650 kw - Speed range 1800 to 3300 rpm - Total weight 6000 kg - Rotor weight 2900 kg - Idling losses 10 kw - Automatic greasing device - Bearing service life: 10 years Features: - Helium filled - Magnetic support - Redundant bearings AC output with: - constant voltage - constant frequency independent from the flywheel speed A Langley Holdings Company

21 UNIBLOCK-TD מראה המערכת UBTD, 1670 kva A Langley Holdings Company

22 1100MM 1900MM Unirom Electronics ltd מערכות סטטיות שטח רצפה נדרש 5 מערכות של 600 קווא = 3 מוא 3200MMX5=16000MM 12V Monoblock Battery racks 150AHX160 Per,15 mins each 4500MMX5=22500MM A Langley Holdings Company שטח נדרש עבור מערכת סטטית רבוע, סה"כ 87.3 מטר רבוע מטר רבוע, עבור מצברים 58.5 מטר

23 2300MM Unirom Electronics ltd Flywheel יחידות 1100 קווא עם לחלופין MM שטח נדרש מטר רבוע A Langley Holdings Company

24 UBTD LV and MV solutions Bypass LV MV Coupling Choke BATTERY or Powerbridge M G UNIBLOCK Machine Diesel Genset A Langley Holdings Company

25 10ms 100ms 100ms 0.5s 0.5s 1s 1s 3s 3s 20s 20s 60s Engine Speed Unirom Electronics ltd התנעות שווא של הדיזל- Pillerמול המתחרים Durations of Mains Failure Percent of Mains Failure per year No Diesel start 10ms 100ms 38% 100ms 0.5s 44% Other Diesel 40% of all mains disturbances compensated without engine start 20s 60s 0.5s 1s 11% 3s 20s 2% מערכות דיזל אל פסק 1% מתחרות 40% מהפרעות החשמל אנין דורשות התנעת דיזל. X variable from seconds to minutes UNIBLOCK UBTD Up to 99% of all 1s mains 3s disturbances compensated without 4% Piller engine UNIBLOCK start UBTD 99% מהפרעות החשמל חולפות ללא התנעת דיזל. A Langley Holdings Company Piller Protecting business and the environment.

שטח נדרש למערכת אל פסק סטטית ורוטטיבית Air Condition: max.

50 C Max. 122 F 27,8m² Air Condition: Air Condition: 43074.

104 F UNIBLOCK UBTD: Static with Genset: 54,8m² 126,8m² 84940.

17in² 1364.86ft² max. 40 C 589.86ft² Max.

26 שטח נדרש למערכת אל פסק סטטית ורוטטיבית Air Condition: max. 40 C Max. 104 F 54,8m² in² ft² Air Condition: max. 50 C Max. 122 F 27,8m² Air Condition: Air Condition: in² max. 40 C max. 40 C ft² Max. 104 F Max. 104 F UNIBLOCK UBTD: Static with Genset: 54,8m² 126,8m² in² 196,540.39in² 54,8m² ft² Air Condition: in² ft² max. 40 C ft² Max. 104 F 42,2m² Air Condition: Air Condition: in² max. 25 C max. 25 C ft² Max. 77 F Max. 77 F A Langley Holdings Company

27 קירור המערכת Unirom Electronics ltd Integral fan מניפה אחת המורכבת על המוטור גנראטור מזרימה אוויר דרך כל מרכיבי המערכת וממלאת מקום של למעלה מ 30 מאווררים הקיימים במערכת סטטית. A Langley Holdings Company

שימוש ברכיבים מקביליים לצורך הגעה להספק נדרש מקטין אמינות. DC ה UBTD מייצר גל סינוסואידאלי טיבעי.

28 הגדלת אמינות Unirom Electronics ltd IGBT Static 16 x יצור מתח חילופין באמצעים "מלאכותיים" מחייב בקרה ומעגלים מורכבים. נדרשים קבלים רבים לסינון הקבל הוא רכיב בעל אמינות נמוכה. שימוש ברכיבים מקביליים לצורך הגעה להספק נדרש מקטין אמינות. DC ה UBTD מייצר גל סינוסואידאלי טיבעי. אין כל צורך בשימוש בקבלים לסינון לא AC ולא עד KW 2500 מיוצרים על ידי מרכיב אחד. Coupling Coke. M/G A Langley Holdings Company

29 תחזוקה תחזוקת הדיזל נעשית כמו תחזוקת הדיזל של גנראטור קונבנציונאלי. תחזוקת המערכת כולה על ידי מומחה החברה. החלפת המיסבים אחת ל 10 שנה. A Langley Holdings Company

30 תחזוקה החלפת מיסבים אחת ל 10 שנים. )בהשוואה לקבלים במערכת סטטית(. החלפת מיסבים דורשת השבתה של יום אחד בלבד לכל 10 שנים, במערכת אין קבלים ואין מאווררים. A Langley Holdings Company

31 יתרונות מערכת אל"פ דינאמית: Unirom Electronics ltd יצור מתח חילופין באופן טבעי ללא שימוש ברכיבי מיתוג ומסננים. מוטור גנראטור רובוסטי משולב עם מערכת בקרה מודרנית. נצילות ואמינות גבוהים במיוחד. נתוני מתח כניסה רחבים במיוחד. יכולת עמידה בעומסי יתר ובעומס שאינו מאוזן עמידה בעומסים לא לינאריים type) (Large Crest Factor load A Langley Holdings Company

32 יתרונות מערכת אל"פ דינאמית: Unirom Electronics ltd זירמי קצר גבוהים פי 5 ממערכת סטטית. יציבות מתח גבוהה. תצורת מערכת ניתנת ליישום במתח המוך ובמתח ביניים. אין מאווררים לקירור המערכת )במערכת סטטית מדובר על עשרות מאווררים(. אין קבלי סינון לא AC ולא DC לעומת עשרות קבלים במערכת סטטית. שטח רצפה קטן. A Langley Holdings Company

33 יתרונות ה UBTD אמינות גבוהה. נצילות גבוהה. כושר ניקוי קצר גבוה. תחזוקה מינימאלית. מידות קטנות - חסכון בשטח ובחדרים. גיבוי על ידי מצברים או Power Bridge A Langley Holdings Company

34 יתרונות ה UBTD גמישות בהתאמה לצרכים )זמן גיבוי,דיזל, מתח ותדר( פתרונות במתח נמוך ומתח ביניים. תיקון כופל הספק וסינון הרמוניות "טבעיים" כושר ניקוי קצר בכל משטרי העבודה. תוחלת חים של מעל 25 שנה. A Langley Holdings Company

InnoLux Display Corporation 5 X 2800kVA Piller Diesel Systems were required to secure the Power Supply of the new production line of LC Display: The major products of INNOLUX Display Corp.

35 InnoLux Display Corporation 5 X 2800kVA Piller Diesel Systems were required to secure the Power Supply of the new production line of LC Display: The major products of INNOLUX Display Corp. are TFT-LCD panel module mainly applied to the monitor product of desk type monitor, and the display unit products of such medium and small sizes for cellular phone, portable DVD player, etc,. Piller Solution: 5 x UNIBLOCK UBTD 2800 kva Medium Voltage.

Piller Solution: 10 groups of full redundant water cooled 2 x 2200 kva with APOTRANS transfer switches for increasing the system availability.

36 Mega Data Centre in South Germany 4.4 MVA The Brief: To provide a Uninterruptible Power Supply () for a big data centre. Customers requirement: The data centre had to be supplied with according Tier IV requirements. Piller Solution: 10 groups of full redundant water cooled 2 x 2200 kva with APOTRANS transfer switches for increasing the system availability. Every group can be supplied from a Diesel genset. In case of starting failure of one Diesel genset a standby genset is available for redundancy. The groups are able to supply critical loads with double inputs and single inputs for every of ten IT modules.

37 Global Switch Sydney 37MW The building services have been built to a design and specification that: Eliminates as far as is possible single points of failure. Provides a minimum of N+1 redundancy to essential plant and equipment. Conforms to all local building and codes of practice. Where possible employs energy saving features to reduce operation costs. Was subjected to exhaustive commissioning and doomsday failure test scenarios. Piller Solution: UNIBLOCK Diesel, Medium Voltage 12x UBTD 1750 / 780 kva and 10 x UBTD 1600 / 600 kva 37 MVA No-break () Power 15.4 MVA Short-break (Essential) Power 44 x MV transformer and 22 x MV Chokes 6 x Primary Groups of 3 units and 1 Redundant Group of 4 units

The systems combines the Piller UNIBLOCK UBT unit with separate standby generators, in 2 parallel redundant rings where 's are fault isolated by means of

38 DuPont Fabros 96 X1670kVA The Brief : ACC4 became the world's first data centre employing an Isolated Parallel ring bus concept. Piller developed the control system for a 2 x 16 x 1670kVA, low voltage scheme. The systems combines the Piller UNIBLOCK UBT unit with separate standby generators, in 2 parallel redundant rings where 's are fault isolated by means of reactors. The method of control eliminates the need for load sharing communication links between the modules. Piller Solution: A total of 96 Piller type UNIBLOCK UBT 1670 rotary units will ultimately be supplied totalling almost 130MW, enough to power approx. 120,000 homes!

39 תצורת Isolated Parallel הרעיון: כל היחידות יחלקו בינהן את העומס. תהיה הגבלה לזרמי קצר ויתאפשר חיבור של מערכות בהספקים של 5-10 מגוואט תוך שימוש באמצעי ניתוק. קצר בחלוקה של עומס אחד לא ישפיע על פעולה תקינה של שאר הצרכנים. במקרה של כשל ביחידת יצור כל אמצעי מיתוג. )אל"פ( הצרכנים ימשיכו לקבל הזנה רציפה וזאת ללא לא תהיה נקודת כשל משותפת לצרכנים וליחידות הייצור.

40 System Isolated Parallel הפתרון לאתגר n IP-Choke IP-Bus Load 1 Load 2 Load 3 Load n

41 Isolated Unirom Electronics ltd המאפיינים של תצורת Parallel זרמי קצר מוגבלים ו"מבודדים" על ידי המשנקים כל היחידות מחלקות בינהן את העומס ומקבילות דרך המשנקים. כשל בנקודת עומס אינו משפיע על שאר העומסים. כשל ביחידת אל"פ לא מורגש על ידי הצרכנים. העומס של היחידה שכשלה ממשיך להיות מוזן על ידי האחרות דרך המשנקים. אין כל מיתוג מכני או סטטי.

42 כל יחידות האל פסק מסייעות ב"ניקוי" הקצר n IP-Bus Load 1 0 V Load 3 Load n

43 הפרש המופע בין הכניסה ליציאה כתלות בהספק המוצא G 30 G 15 G G 100 % 50 %

44 הפרש מופע והספק מוצא מיוצגים על ידי "משקולת וקפיץ" שינוי אורך הקפיץ מייצג את הפרש המופע 100 kg 50 kg 30 mm 15 mm 100 kg = ההספק 50 kg המסה )הכוח(

45 חלוקת עומס "טבעית" כאשר היחידות מחוברות במקביל G G G % G 75 % 100 % 50 %

46 הדמיית מקבילות בעזרת "משקולת קפיץ" 75 kg 75 kg 23 mm 23 mm 100 kg 50 kg

47 בעזרת הדמיית תצורת Isolated Parallel "משקולת קפיץ" 80 kg 70 kg 25 mm 21 mm -20 kg 20 kg 100 kg 50 kg 23 mm

48 חלוקת עומסים זהים Isolated Parallel במערכת % 2 80% 3 80% n % % 0% 0% 0.0 0% IP-Bus 80% 80% 80% 80%

49 Isolatedחלוקת עומסים שונים Parallel במערכת % 70% 78% n % 0.1 2% % 0.1 2% 0.1 2% IP-Bus 80% 40% 80% 80%

50 כשל ביחידת אל"פ במערכת Isolated Parallel n Load 1 Load 2 Load 3 Load n

51 מנתקים ומפסקים מאפשרים גמישות מקסימאלית n Load 1 Load 2 Load 3 Load n

52 בידוד מערכת לצורך תחזוקה n Load 1 Load 2 Load 3 Load n

53 בידוד מערכת לצורך תחזוקה n Load 1 Load 2 Load 3 Load n

54 בידוד מערכת לצורך תחזוקה n Load 1 Load 2 55 Load 3 Load n

55 בידוד מערכת לצורך תחזוקה n Load 1 Load 2 Load 3 Load n

56 בידוד משנק לצורך תחזוקה n Load 1 Load 2 Load 3 Load n

57 בידוד משנק לצורך תחזוקה n Load 1 Load 2 Load 3 Load n

58 Isolating an IP-Choke for maintenance n Load 1 Load 2 Load 3 Load n

59 שלושה מפלסי בקרה Master n System Load 1 Load 2 Load 3 Load n

60 בקרה ותקשורת M-AM-B n S1 S2 S3 Sn

61 תודה רבה על תשומת הלב

קספ לא תכרעמ רבשמ רשוכה יבצמל

קספ לא תכרעמ רבשמ רשוכה יבצמל מערכת אל פסק הכושר למצבי משבר מבוא מערכת אל פסק, מה היא? מושגי יסוד במערכות אל פסק סוגי מערכות אל פסק הקיימות בשוק מבנה עקרוני למערכות אל פסק מערכת אל פסק ללא נקודת כשל מרכזית לסיכום פתרונות מבית אורנטפאוור