Silniki w strefach zagrożonych wybuchem zasilane z przemienników

Silniki w strefach
zagrożonych wybuchem
zasilane z
przemienników
częstotliwości
Współpraca przemiennika z silnikiem
Wiele możliwych kombinacji.
Sinamics
S
Ex e
Ex p Vario
Dynavert
T
Ex d
Robicon –
Perfect
Harmony
Loher Ex
p (JHXP)
HCompact
Dynavert I
Sinamics
G
Loher Exn (JN.K)
Vario Ex-n
I DT LD
Certyfikacja silnika Ex zasilanego z przemiennika
Wymagania wg IEC/EN 60079 – 1,2,7,15
Budowa
wzmocniona
"e" - Strefa 1
Ognioszczelne
"d" - Strefa 1
Z wewnętrznym
nadciśnieniem
"p" - Strefa 1
Nieiskrzące
"nA" - Strefa 2
EN 60079-0: 2010 (Informacja)
Norma
EN 60079-7: 2007
EN 60079-1: 2007
Próba grzania
dla zasilania z
przemiennika
(próba systemu)
Tak
Nie **)
Wymagana
Niewymagana **)
Certyfikacja z
indywidualnym
przemiennikiem
Modyfikacje
przemiennika
bez ponownej
certyfikacji
Niemożliwa
Możliwa
EN 60079-2: 2007
Nie **)
Niewymagana **)
Niemożliwa
(przemiennik wpisany
W certyfikat)
EN 60079-15: 2005
Tak lub alternatywnie
obliczenia
Wymagana
Możliwa
(Wymagany kontakt
z producentem silnika
**) na podstawie próby grzania przeprowadzonej podczas próby typu
I DT LD
Certyfikacja silnika Ex zasilanego z przemiennika
Wymagania użytkownika
Od komponentu do certyfikowanego systemu
Dane niezbędne przy zamówieniu
 Określenie zakresu pracy
- Moc lub zakres mocy
- Zakres prędkości (5 – 50Hz; 5 – 50 - 87Hz)
- Charakterystyka momentu (kwadratowa / stałomomentowa)
- Praca w osłabieniu pola
- Typ przemiennika (rodzaj modulacji, ograniczenia prądowe)
- Długość kabli / filtry oraz inne elementy ograniczające wartość napięcia
na zaciskach silnika
 Typ certyfikacji Ex:
- Dla strefy 1/ 21 – próba typu przez jednostkę notyfikowaną
- Dla strefy 2/22 – deklaracja zgodności producenta lub alternatywnie
deklaracja zgodności z jednostki notyfikowanej
I DT LD
Certyfikacja silnika Ex zasilanego z przemiennika
Ochrona silnika
Ochrona silnika
(Możliwe) czynniki które powinny być brane pod uwagę:




praca przy małych prędkościach ze zredukowanym chłodzeniem
błędnie ustawione ograniczenia prądowe
uszkodzenie zewnętrznego wentylatora chłodzącego
Przemiennik z niekorzystnym napięciem wyjściowym (częstotliwości pulsowania, sposób
modulacji)
 Przemiennik z napięciem wyjściowym o dużej zawartości harmonicznych
 Ciągła praca na ograniczeniu prądowym przemiennika.
Ponieważ przemiennik ogranicza prąd silnika, silniki nie mogą być
zabezpieczane wyłącznikami silnikowymi mierzącymi prąd silnika.
Bezpośredni pomiar temperatury silnika (czujniki PT100 lub PTC) lub
pośredni sposób zabezpieczenia temperaturowego silnika bazujący na
mechanizmach wbudowanych w przemienniku częstotliwości.
I DT LD
Silnik Ex zasilany z przemiennika częstotliwości
Użytkownik powinien zwrócić uwagę na:
 Szczególne warunki pracy opisane w certyfikacie np.: podłączenie
zintegrowanych czujników temperatury.
 Parametryzację przemiennika
 Ograniczenia prądowe
 Instrukcję obsługi silnika
 Zachowanie zakresu pracy deklarowanego przez producenta.
 Spadek napięcia na filtrach i kablach
 Konfigurację zabezpieczeń termicznych silnika
I DT LD
Silnik Ex zasilany z przemiennika częstotliwości
Wpływ parametryzacji przemiennika
Przykład 1:
silnik Loher DNWL-500LX-06A
1655kW 50Hz; silnik ognioszczelny o płaszczowym chłodzeniu wodnym; T4
 próba grzania przy 10Hz 330kW
Miejsce
Wynik
Wynik
pomiaru
napięcie sinus.
zestaw
(50 Hz)
parametrów 1
stojan
korpus
łożysko
NDE
C łożysko
74
56
54
88
69
78
Wynik
zestaw parametrów 2
70
52
57
138
NDE przeciążenie
 Łożysko nie może być zabezpieczone przez czujnik temperatury
zabudowany w uzwojeniach
 Zintegrować monitoring łożysk z ochroną silnika
Niekorzystna parametryzacja przemiennika może mieć
negatywny wpływ na bezpieczną pracę silnika
I DT LD
Silnik Ex zasilany z przemiennika częstotliwości
Wpływ parametryzacji przemiennika
Przykład 2:
Silnik Siemens 1MS4 504-8CN90-Z zasilany
z przemiennika Perfect Harmony
1000kW, 60Hz, 4160V; wykonanie: Strefa 2, nA, T3


Próba grzania przy 760kW, 57Hz:
Miejsce
Napięcie sinus.
pomiaru
stojan
45.0
wirnik
54.9
łożyska
28.5
DE
Zasilanie z
Perfect Harmony
44.8
56.0
28.4
Wniosek: brak różnic w przyrostach temperatury
pomiędzy zasilaniem z przemiennika
a zasilaniem z sieci.
I DT LD
Silnik Ex zasilany z przemiennika częstotliwości
Dynavert
T
Dynavert I
Sinamics
G
Sinamics
S
Robicon –
Perfect
Harmony
Jeden certyfikat dla całego
systemu: silnik+przemiennik
Bezpośredni
pomiar
temperatury.
Ex e
Ex d
Loher/ Siemens Ex p
Vario Ex-n
Loher/ Siemens Ex-n
Dostawa całego systemu od jednego producenta
zwiększa bezpieczeństwo
I DT LD
SINAMICS G180
Sinamics G180 – wykonanie szafowe
Gotowe do podłączenia jednostki szafowe
Jako
Dedykowane rozwiązania napędowe dla
O&G, oraz przemysłu chemicznego
Sinamics G180 – system szafowy
Gotowe do podłączenia zespoły szafowe
Jako
Dedykowane rozwiązania napędowe dla
O&G, oraz przemysłu chemicznego
Sinamics G180 – jednostki kompaktowe
Jednostki kompaktowe
Jako
Dedykowane rozwiązania napędowe dla
O&G, oraz przemysłu chemicznego
I DT LD
SINAMICS G180
Zakres mocy
Sinamics G180 – zakres napięć i mocy
*1
6..12..18..24
500V
230…500V
6…12/6
400V
230…400V
6…12/6
*1
400…690V
*1
690V
6600 KW
6000 KW
5000 KW
4500 KW
3930 KW
3590 KW
3180 KW
2910 KW
2650 KW
2350 KW
2090 KW
1910 KW
1750 KW
1600 KW
1380 KW
1210 KW
1000 KW
900 KW
800 KW
710 KW
630 KW
560 KW
500 KW
400 KW
315 KW
250 KW
200 KW
160 KW
132 KW
110 KW
90 KW
75 KW
55 KW
45 KW
37 KW
30 KW
22 KW
15 KW
11 KW
7.5 KW
5.5 KW
4 KW
2.2 KW
SINAMICS G180
*1 na zapytania
I DT LD
SINAMICS G150 / G130
Sinamics G150
75 kW do 2700 kW
660 .. 690 V
0 100
200
300
400
500 600
1000 1100 1200 1300 1400 2700
110 kW do 1000 kW
500 .. 600 V
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900 1000
800
900
110 kW do 900 kW
380 .. 480 V
0
100
200
300
400
500
600
700
Sinamics
75 kW do 800 kW
660 .. 690 V
0
100
200
300
400
500
600
G130
700
110 kW do 560 kW
500 .. 600 V
0
100
200
300
400
500
110 kW do 560 kW
380 .. 480 V
0
100
200
300
400
500
I DT LD
SINAMICS PERFECT HARMONY GH180
Przemienniki średniego napięcia
seria
Napięcie na
wyjściu
Moc wyjściowa
6SR4■02 chłodzenie powietrzne
Aż do 11.0 kV
0.15 do 4.3 MW
6SR3■02 chłodzenie powietrzne
Aż do 7.2 kV
1.3 do 6.0 MW
6SR3252 chłodzenie wodne
Aż do 8.0 kV
3.0 do 14.2 MW
6SR4■02
6SR3■02
6SR3252
I DT LD