Spanningskwaliteit. vanuit afnemers. perspectief. Patrick Marteijn Dow Chemical BV

Transcriptie

1 Spanningskwaliteit vanuit afnemers perspectief. Patrick Marteijn Dow Chemical BV

2 Spanningskwaliteit vanuit afnemers perspectief Wat betekent een verstoring van de kwaliteit voor een afnemer Gevoeligheden en gevolgen spanningskwaliteit in de industrie Wat kun je zelf doen om te blijven vliegen Het belang van monitoring De verantwoordelijkheidsdriehoek 18 November 2014 P.Marteijn ; DOW Chemical B.V.

3 Wat betekent een verstoring voor de afnemer Netwerk: Afnemer: Uitval van elektriciteit Verstoring in de processen Minuten onderbreking Aantal process stops Kwaliteitsaspecten voor de afnemer: - Spanningsstabiliteit - Externe en Interne spanningsdips - Frequentiestabiliteit - Uitval van voedingen - Flikker - Harmonischen 99% 1%

4 Gevolgen van spanningskwaliteitsproblemen Uitval van Processen Produktie verlies - Vaste verlies post voor iedere keer dat het gebeurt - Extra kosten voor elk uur dat niet geproduceerd kan worden ( Opstart tijd, verlaat door schade, contractuele verplichtingen) Reparatie kosten - Extra kosten voor het herstellen van gevolgschade Overschijdingen van vergunningen.

5 Gevoeligheden van spanningskwaliteit Uitval van elektrische voedingen - Dubbel onafhankelijke voedingen - Omschakel systemen en herstart systemen - Eigen opwekkingen en eiland mogelijkheden. - Netwerk topologie Spanningsdips - Dip karakteristieken (Hoofdstuk 2) - Rest spanning - Duur van de dip - Aardingssystem en type kortsluiting - Escalatie van dips (Cross country ) - Gedrag van processen (Hoofdstuk 3) Cigre C4-110 UIE WG2:

6 Waar liggen de gevoeligheden 1) Beveiligingssystemen (30%) Coordinatie van disciplines Loss of both independent feeders external grid Severity of external power dips. Sensitivity of applied ground fault or differential protection VSD protections Control circuits. Power dip protection Process technologie 2) Omschakelsystemen (5%) Reliable design and operation Generic design; coordination with process time constants 3) Herstart mechanismen (65%) Review and test capabilities Team effort process/process control / electrical VFD systems and related control circuits Electrotechniek Process Automatisering

7 Wat kunnen we doen: Netwerk topologie Grid A Independent feeders 0% Grid B Generation support 65% 60% G 0% Plant 1A Automatische omschakeling Plant 1B G Plant 2A Optimize Sk Systeem aarding Plant 2B

8 Wat kunnen we doen: ontwerp en testen Coordinatie van disciplines Plant 1A Automatische omschakeling Plant 1B Process technologie Electrotechniek Process Automatisering Wat? Hoe?

9 Wat moet er gebeuren Zorg dat het process blijft draaien als: Een van de onafhankelijke voedingen uitschakelt. Er een verstoring is in het externe net. Door het implementeren van technische oplossingen Automatisch omschakelen naar een andere voeding Automatisch herstarten of dipbeveiligingen op kritische apparatuur en instrumentatie

10 Hoe meten we process gevoeligheid Process Immunity Time De totale tijd tussen het moment dat de spanning wegvalt en het moment dat de proces parameter de limieten overschreidt en het dus gevolgen heeft voor het proces (T_dip + T restart ) Process parameter PIT Voltage [pu] 1.0 Pass Contactor immunity varies by manufacturer 0.4 p limit 0.2 Fail t Time dip t restart Time, [ms] Process immunity Equipment immunity

11 Time Wat doen we met PIT ; praktijk voorbeeld? Process parameter p limit PIT t dip t PIT > restart 3 sec Tijd om wat te herstellen PIT is de basis voor implementatie process van de technische oplossingen LEVEL 1 LEVEL 2 LEVEL 3 Process parameter Reactor Cooling DOL IM 1 (water) Reactor cooling water temp PIT Priority Action 5s 4 Restart 1 Oil pump Oil pressure 1,5s 2 Crucial Voltage [pu] Contactor immunity varies by manufacturer Pass Fail Reaction DOL IM 2 fan DOL IM 3 (feed) Cooling of the water circuit 3min 7 Restart 3 Flow rate 30s 6 Restart 2 ASD 1 (mixer) Reaction time 6s 5 Restart Cooling tower P&Id Time, [ms] PIT < 3 sec Geen tijd voor herstel Control ASD 2 (air) % O 2 2s 3 Mitigate Temperature sensor Oxygen measurement Reactor temperature 1 h 8 % O 2 1s 1 Mitigate PLC with UPS 1 h 8

12 Time Wat doen we met PIT ; praktijk voorbeeld? Process parameter p limit PIT t dip t PIT > restart 3 sec Tijd om wat te herstellen Herstarten van motoren. - Kies voor restart systeem (central/decentraal) - Niet alles gelijk, critische eerst (90% restspanning) - Coordinatie besturings systeem. - Mechanische beperkingen Voltage [pu] Contactor immunity varies by manufacturer Pass Time, [ms] PIT < 3 sec Fail Geen tijd voor herstel Equipment immunity - Overnemen redundant equipment - Pas process design aan waardoor PIT groter wordt - Gebruik UPS systemen of powerdip modules. - Optimaliseer process beveiligingen. Cooling tower P&Id

13 ] % [ p o r d e g a t l o V Time [s] MDP-A MCC-1A MCC-2A MCC-3A MCC-4A MCC-STAT-A Total-A Hoe belangrijk is datamonitoring Weet ik wat er is gebeurd? (storingen) Werkt ons ontwerp? (testen ) Electrische data: Eigen relays en gegevens uit het netwerk 0.6% dip at Cracker 15 kv 93% at 6 kv 1000 amps starting Start MP7321B Voltage drop with restart Transfer time: 1.4 sec. Stop MP7124A??? 100% calculated Procesdata: Maak goed gebruik van besturingssystemen - Maak selectieve lijst van procesmetingen - Gebruik snelle data logging tijdens dips X101: Powerdip /18/07 16:48:49 01/18/07 16:49:09 01/18/07 16:49:29 01/18/07 16:49:49 01/18/07 16:50:09 01/18/07 16:50:29 16:49:43 X101 extruder motor probleem [DO/DI] 16:50:24 X101 extruder STOP 16:51:30 S111 warning laag of hoog nivo 16:55:50 X101 Preheat stap [=opstarten] 16:55:51 X101 snijmessen stop 16:59:49 S11 super hoog nivo 17:00:49 Normale stop op R101/ST101 tgv andere sequencen [lees X101/S111 problemen] tijd 5 sec/unit 01/18/07 16:50:49 Cutter trips RPM extruder drops 50% in 5 seconds RPM cutter has 5 seconds RPM dip but recovers until trip after 65 seconds. In that time level increase with 6% By what signal was the cutter stopped? AT 35 RPM is 16:49:43 extruder motor problem??? Die pressure? Water temp after the die Torque after 5 seconds > 50% 01/18/07 16:51:09 01/18/07 16:51:29 01/18/07 16:51:49 01/18/07 16:52:09 01/18/07 16:52: DAIF523 [MKX RPM] DAIF528 [MX101RPM ] DAIF422 [S111 nivo]

14 Voorbeeld van dip meting Praktisch voorbeeld Melding beide 150kV kabels onder de Westerschelde uitgevallen Sneeuwbuien temperatuur rond 0 graden. 5:18:43 3 periode sluiting fase R en S 5: periode sluiting fase S en T 2 powerdips 24 seconden uit elkaar 65% remaining 65 m/sec. Duidelijk wat er aan de hand is!! 50kV 150 kv TENNET Westerschelde G G 65% remaining voltage ELSTA 50 kv G DOW G

15 Samen verantwoordelijk Netwerk: Hou dips beperkt en kort en geef informatie Vragen? Opmerkingen? Afnemers Blijf draaien bij dips Fabrikanten Denk mee over robuustheid

16 Presentatiedia blauw