Power Meter Seminar - Yokogawa Electric · Im Ballungsraum Madrid steigt die Einwohnerzahl ebenso...

© Siemens AG 2011. Alle Rechte vorbehalten.

Power Meter Seminar

– 10. Februar 2011 / Georg-Simon-Ohm

Hochschule Nürnberg

Leistungsmessung in der System- prüfung

industrieller Antriebe

Industry Sector Drive Technologies Large Drives


Leistungsmessung @ Large Drives

Anforderung an Leistungsmessung

Referenzen

Branchen & Produkte

Unternehmen & Organisation

Power Seminar

–

10. Februar 2011Leistungsmessung in der Systemprüfung industrieller Antriebe

© Siemens AG 2011. Alle Rechte vorbehalten.I DT LD TD MF-NMASeite 3 2011-02-10 Power Meter Seminar / Schreiner

Vom ersten direkten Transatlantikkabel

–

zu freischwimmenden Windanlagen

Vom ersten direkten Transatlantikkabel

–

zu freischwimmenden Windanlagen

Vom ersten direkten Transatlantikkabel –

zur freischwimmenden Windturbine

Von der elektrischen Victoria – zum Greenster

Von den ersten Innenaufnahmen des menschlichen Körpers –

zu 3D-Scans

in weniger als einer Sekunde

Siemens: Pionier seiner Zeit –

gestern, heute und morgen


Siemens Umweltportfolio

Das größte Umweltportfolio der Welt besteht aus Produkten und Lösungen, die einen direkten, nachweisbaren Beitrag zu Umwelt-

und Klimaschutz leisten1)

(2010 ~ 27 Mrd. EUR)

Das grüne Portfolio wuchs im Geschäftsjahr 2010 um 18%

2010 erzielten die energieeffizienten Produkte und Lösungen des Umwelt-

portfolios

bei Siemens-Kunden CO2

-

Einsparungen von rund 270 Millionen Tonnen …

… so viel wie die Städte New York, London, Hongkong, Singapur, Rom Tokio und Berlin an CO2

ausstoßen

Geschäftsvolumen Umweltportfolio

CO2

-Einsparungen bei unseren Kunden

(in Milliarden EUR)

(in Millionen Tonnen)

201020092008

201020092008

New YorkLondonHongkongSingapurRomTokioBerlin

1) Überprüfung durch PwC

27,123,0

20,7

270210

161=

Für die Zukunft nachhaltig aufgestellt – Siemens ist der grüne Infrastruktur-Gigant


Industrie-, Traktions-

und Spezialantriebe großer Leistung

Gleichstrommotoren und -stromrichter

Explosionsgeschützte Motoren und Antriebssysteme

Nieder-

und Hochspannungsmotoren

Division –

Drive Technologies Organisation

BA =Business Administration

Stand: Januar 2010

MDMechanical

Drives Egelwisse

Glasemann

(BA)

Getriebe und Kupplungen für Wind-

und Industrieanwendungen

Getriebemotoren

LD Large Drives

Dr. Brandes

Wiessner (BA)

MC Motion Control Systems

Frank

Basson

(BA)

Motion Control Systeme

CNC-Steuerungen

Servo-

und Linearmotoren

Zustandsüberwachung

Frequenzumrichter

Klaus Helmrich

(CEO)

Drive Technologies Thomas Rathmann

(CFO)


Power Seminar

–



Anforderung an die Leistungsmessung

Referenzen

Branchen & Produkte



Unser Know-how macht uns weltweit zum anerkannten Partner für die Branchen der Prozess-

und Infrastrukturindustrie

Wasser/AbwasserÖl & Gas Chemie Papier/Zellstoff

Stahl SchiffbauEnergie Windkraft

ZementBergbau Fernverkehr Nahverkehr


Einzigartige Testmöglichkeiten für den Nachweis der Leistungsfähigkeit unserer Antriebssysteme

Prüfbetrieb seit Januar 2003

Invest 17 Mio. Euro

5 Prüffelder auf 4.000 m²

40 Mitarbeiter

Kundenabnahmen und Prüfung von ca. 1.500 Maschinen und Systemen pro Jahr

Belastungseinrichtungen:

bis zu 5 MW, 13,8 kV, 4.200 U/min für Industrieantriebe

bis zu 1,6 MW, 30 kV, 6.000 U/min für Traktionsantriebe

Systemprüfung, d. h. integrierte Prüfung von:Motor, Umrichter, Transformator, und gegebenenfalls Sensoren und Steuerungen

Komplettierung der Entwicklung von Antriebssystemen

Klimakammer für Temperaturen von -55°C bis +85°C mit variablen Luftfeuchtigkeiten

Das Systemprüfhaus in Nürnberg


Power Seminar

–




Referenzen

Branchen & Produkte



Auf der selbstfahrenden Bohrinsel Stena Don in der Nordsee hat das Zusammenspiel aller Komponenten oberste Priorität. Unsere drehzahlgeregelten Antriebe tragen dazu bei. Wir lieferten AC-Motoren und verschiedene Umrichter SIMOVERT MV.

geringere Wartungskosten der Bohrwerke

bis zu 50% Energieeinsparung

genaue Positionierung der Bohrinsel

weltweit in allen Klimazonen einsetzbar

Bohrinsel Stena

Don, Stena

Drilling, Schottland

Kundennutzen


Canal

Isabel II, Madrid, Spanien

Im Ballungsraum Madrid steigt die Einwohnerzahl ebenso wie der Lebensstandard und damit der Wasserbedarf. Mit dem Projekt Canal

Isabel II modernisiert und sichert sich der Süden Madrids

die Wasserversorgung im Megawattbereich. Durch einen Umbau der Antriebe auf Drehzahlregelung wurde eine sehr wirtschaftliche Lösung realisiert. In weniger als zwei Jahren hat sich die Investition amortisiert.

Deutlich reduzierter Energiebedarf bei den Pumpenantrieben

Exaktere Fördemengenregelung

Wartungsarm durch anlagenschonenden

Betrieb

Zuverlässiges Antriebskonzept

Kundennutzen


Power Seminar

–




Referenzen

Branchen & Produkte



Aus der Kundenbestellung lassen sich oft schon erste Anforderungen an die Leistungsmessung ableiten

Siemens Kunde

Verordnungen / Gesetze

Richtlinien / Normen

Spezifikationen

Leistungsbeschreibung:U, f, P, n, M, [n1...n2]



Siemens Kunde



Spezifikationen

EGV 640/2009Verordnung (EG) Nr. 640/2009 der Kommission vom 22. Juli 2009 zur Durchführung der Richtlinie 2005/32/EG des Europaeischen Parlaments und des Rates im Hinblick auf die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung von Elektromotoren




Spezifikationen


Siemens KundeNEMA MG1-20

IEEE 112

IEC 60034-1/-30IEC 60034-2-1/-3




Spezifikationen

Siemens Kunde


API 541 4th ed. Shell Dep. 33.66.05.33


Die Auslegung der Antriebskomponenten definiert die Anforderungen an die Leistungsmessung endgültig

Lieferumfang

Einflüsse auf die Messtechnik: Spannungsebene, Ströme Harmonische Komponenten Taktfrequenz, Frequenzbereich Modulationsart Zeitverhalten Verwendung der Messdaten

-8000

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

6000

8000

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

ms

V


Power Seminar

–




Referenzen

Branchen & Produkte



Umsetzung der Leistungsmessung

Prüfanforderungen

~~

G3~

Test Center

~~

M3~

Kunden-

bestellung

Wirkungsgradbestimmung:

P1T

P2T= P1U

P2U= P1M P2M

Etages

=P2M

P1T

System

EtaM

=P2M

P1MMotor

EtaU

=P2U

P1UUmrichter

EtaT

=P2T

P1T

Trans-

formator

94 %

97 %

98 %

99 %

Messgenauigkeit


Umsetzung der Leistungsmessung

Messtechnik

~~

M3~

LEM D6000

G ≤

0,1%

RitzU-/I-Wandler

G ≤

0,2%

YokogawaWT3000

G ≤

0,02%

HBM T12G ≤

0,01%

RitzGSER 16G ≤

0,2%LEM

ITP 2000G ≤

0,01%

MesswerterfassungMonitoring

Reporting


Wirkungsgradbestimmung

n

1i

2iEta ΔFΔF

Systemwirkungsgrad:

~~

M3~

P1T

P2M

Wahrscheinlicher Fehler:

Eta1T

2M ΔFPP Eta

mit Bereichsfehler: 1,23%ΔFEta

%380ΔFEta ,

%170ΔFEta ,

ohne Bereichsfehler:

Kalibrierprotokolle:

Fazit: Die Forderung der IEC 61800-4 z. B. lässt sich nur bei einer „Best case“-Betrachtung

erfüllen

Kundenforderung: 94,0%gem. IEC 61800-4 (+7% auf Verluste)

Eta ≥

94,40% (Messung)


Wirkungsgradbestimmung -

Toleranzen

Beispiel: Antriebssystem (größer 1000 V)

Wirkungs-grad

Gesamt-verluste

UnsicherheitBerechnung

UnsicherheitFertigung

UnsicherheitMessung

Gesamt-verluste

Wirkungs-grad

Vorausberechnung Toleranzen Kundenwerte

IEC 61800-4: 2002, §

6.1.4 (Wirkungsgrad und Verluste des PDS)

folgende Toleranzen

gelten:

–

Gesamtsystem 0 % +7 %

–

Stromrichter 0 % +10 %

–

Transformator und Motor 0 % +10 % nach ihrer Produktnorm

–

oder 0 % +10 % in anderen Fällen

Toleranzen


Dipl.-Ing. (FH) Stephan SchreinerChief

Engineer

System Test Center

Industry Sector, DT LD TD MF-NMA BA TC 2

Vogelweiherstraße 1-1590441

Nürnberg

Telefon: +49 (911) 433-6496Fax: +49 (911) 433-6931Mobil: +49 (172) 2974681

E-Mail: [email protected]

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Power Meter Seminar - Yokogawa Electric · Im Ballungsraum Madrid steigt die Einwohnerzahl ebenso...

Documents

Transcript of Power Meter Seminar - Yokogawa Electric · Im Ballungsraum Madrid steigt die Einwohnerzahl ebenso...