Toepassing van Vision in industrienetten

Toepassing van Vision
in industrie netten
Ir. M.C. Op den Camp
Consultant electrical systems
Inhoudsopgave
• 1. Ervaring
• 2. Waarom Vision
• 3. Berekeningen 10 kV industrienet.
*3.1 cos phi
*3.2 bouw WKK
*3.3 uitbreiding pulpfabriek
*3.4 aansluiting STT_generator
1.Praktijk ervaring
• 2 jaar werkzaam bij de Kema op het EPB (elektrotechnisch projectenbureau)
welk verantwoordelijk was voor de bouw van het 220 en 380 kV koppelnet.
• 15 jaar werkzaam bij de NV Plem
* bouw Clauscentrale Maasbracht
* studieafdeling Maastricht
o.a. netberekeningen uitgevoerd voor de WOK “ werkgroep ontwikkeling
koppelnet” _ SEP
*lid van de werkgroep elektrische beveiliging van centrales.
• Daarna 25 jaar in de papierindustrie, waarvan de laatste 7 jaar als project
manager voor Sappi Europa.
2.Waarom Vision?
• Makkelijk in gebruik
• Geen onnodige toeters en bellen
• Prijs, kwaliteit
• Technische ondersteuning
• Geschikt voor industriële netten
• Programma steunend op grafische weergave, geen batchfiles
3.Berekeningen 10 kV industrienet.
• 3.1 Cos ɸ verbetering
• 3.2 Bouw WKK
• 3.3 Uitbreiding pulpfabriek
• 3.4 Aansluiting stoomturbine generator
3.1 cos ɸ verbetering
150 kV
Tr. 34
CTMP
55 MVA
55 MVA
55 MVA
M
M
M
M
M
M
10 kV
10 kV
PM7
PM8
PM7
PM 8
AWZ
3.1 cos ɸ verbetering
• Eis : cos ɸ 0.92 aan de 150 kV zijde
• Jaarlijkse boete blindvermogen 1,4 miljoen euro
• Reeds 20 MVAr opgesteld
• Hoofdoorzaak slechte cos ɸ gelijkstroomaandrijvingen en asynchrone
motoren
• Extra investering voor 5 * 3 MVAr filters op 10 kV hoofdstation
• Terugverdientijd 9 maanden
• Cos ɸ moet liggen tussen 0,92 capacitief en inductief, daarop is de
regelstrategie afgestemd
3.1 cos ɸ verbetering
150 kV
CTMP
55 MVA
M
Tr. 34
55 MVA
55 MVA
M
M
M
M
41L; 6 MVAr
M
10 kV
10 kV
PM7
PM8
PM7
PM8
51L; 9 MVAr
3.2 Bouw Albertcentrale_WKK
• Project samen met Electrabel
• Gasturbine met generator 50 MVA_ cos ɸ 0,85_Xd” 15,5 %
• 10 kV verdeler Sk: 750 MVA/ 43,3 kA bij 10 kV
• Type duplex; beide vs schakelen gelijktijdig
• Rekening houden met een derde PM ( PM9) en uitbreiding van de
CTMP
• Berekenen kortsluitvermogen en railstromen
• Waar generator op aan sluiten: 10 kV of 150 kV?
3.2 Bouw Albertcentrale_WKK
swing Lan150
trafo1
trafo 34
CTMP
trafo 3
trafo2
M
M
M
M
M
41Lv1
M
V0/R1
Koppeling 1
V0/R2
PM7
PM8
PM7
PM8
51Lv1
G
gen
AWZ/61L AWZ/61L
3.2 Bouw Albertcentrale_WKK
• Gekozen is voor aansluiting op 10 kV, vanwege:
* bedrijfszekerheid
* levensduur 55 MVA trafo’s
* afname te leveren blindvermogen vanuit 150 kV net
• Kortsluitstroom neemt toe tot 70,7 KA, ofwel Sk”: 1286 MVA
• Generator middels twee VS op beide rails aangesloten en rails gekoppeld
via Is begrenzer
• Bediening 10 kV verdeler compleet gewijzigd, zodat elk vs apart kan
worden aangestuurd.
• Vergrendellogica verbiedt het koppelen van de rails buiten de
koppelschakelaar om.
• Bij uitval WKK daalt spanning van 10,5 kV naar 8,8 kV
• Probleem 150 kV spanning !!
3.3 Uitbreiding CTMP plant
• Uitbreiding pulp fabriek (CTMP) met ca. 15 MW elektrisch
• Doorrekenen huidige situatie; 84 MW, cos ɸ 0,88
• Bepalen nieuwe netconfiguratie; ca. 99 MW/ cos ɸ 0,87
3.3 Uitbreiding CTMP plant
Uitgangspunten
•
•
•
•
•
150 kV spanning : 155 kV
Generator 43 MW/ cos ɸ 0.95
Nominale 10 kV railstroom 3150 A
Totale belasting 84 MW, cos ɸ 0,88
Toelaatbare stroom generator schakelaar 3000 A bij 40 gr. C en geforceerde
koeling
• Rail 1 en 2 gekoppeld via Is begrenzer
• 10 kV cos ɸ compensatie 15 MVAr ( 9 + 6 )
3.3 Uitbreiding CTMP plant
Bestaande netconfiguratie
swing Lan150
trafo1
trafo 34
CTMP
trafo 3
trafo2
M
M
M
M
M
41Lv1
M
V0/R1
Koppeling 1
V0/R2
PM7
PM8
PM7
PM8
51Lv1
G
gen
Configuratie 121
AWZ/61L AWZ/61L
3.3 Uitbreiding CTMP plant
Berekeningsresultaten
• Alle mogelijke schakelhandelingen c.q. uitschakelingen leiden niet tot
gevaarlijke situaties
• Max. railstroom ≤ 2451 A als koppeling opent
• Trafo 1 in revisie, generator valt uit: max. railstroom ≤ 2864 A, trafo’s
belast voor 95 %
• Trafo 1 in revisie, Is schakelt uit: max. railstroom 3110 A (99 %) en trafo 3
belast voor 103 %
• 15 MVAr uit bedrijf
*trafo 1 in revisie, Is schakelt uit: belasting trafo 3 van 103 % naar 111%,
max. railstroom ongewijzigd
3.3 Uitbreiding CTMP plant
• Trafo 2 in revisie, generator valt uit: trafo’s belast voor 104 %, max.
railstroom stijgt van 3059 A naar 3137 A ( 99,6% )
• Samenvattend:
*in de worst case situatie ( 15 MVAr uit bedrijf, één trafo in revisie en
een andere hoofdcomponent raakt gestoord) bedraagt de max.
railstroom 100% en trafobelasting 111 %
*verdere belasting toename leidt tot onaanvaardbare railstromen
*belasting herverdelen om ervoor te zorgen dat onder alle omstandigheden geen gevaarlijke situaties kunnen optreden.
3.3 Uitbreiding CTMP plant
Nieuwe netconfiguratie
150 kV
8 MW
16 MW
M
M
11 MW
M
M
55 MVA
17 MW
M
M
55 MVA
55 MVA
10 kV
3150 A
10 kV
19 MW
M
5.5 MW
G
22 MW
3.4 Uitbreiding CTMP plant
• Gezien de vele schakelmogelijkheden is alleen configuratie 121
toelaatbaar.
• Bij net-layout is rekening gehouden met:
* de organisatie
* inherent veilige installatie onder alle omstandigheden
* Kiss- principe
* geen 24-h bezetting
• primaire doel is papier maken
3.4 aansluiting STT_generator
3.4 aansluiting STT_generator
3.4 aansluiting STT_generator
3.4 aansluiting STT_generator
3.4 aansluiting STT_generator
3.4 aansluiting STT_generator
3.4 aansluiting STT_generator
• Waarom niet direct gekozen voor aansluiting op 150 kV?
• Probleem: WKK certificaten.
• Verschil aansluiting op 150 kV i.p.v. 10 kV kost minimaal € 740000
aan gederfde certificaten
• Na veel overleg is de CREG akkoord gegaan dat de voorgestelde
oplossing gelijk is aan aansluiting van de generator op 10 kV.
Martinus-op-den-camp/48/139/488