A-Z ELEKTRO červenec / srpen 2012

52 A-Z ELEKTRO MĚNIČE červenec/srpen 2012 Siemens, s.r.o. Siemensova 1 155 00 Praha 13 Tel.: +420 233 031 111 Fax: +420 233 031 112 E-mail: siemens.cz@siemens.com www.siemens.cz T ento koncept otevírá měničům pro vysoké napětí nové oblasti použití v náročných úlohách, například na lodích, při připojování větrných elektráren nebo v ocelářském průmyslu. Nová koncepce stavebnicových měničů pro vysoké napětí je založena na využití víceúrovňové vnitřní topologie měniče s názvem Modular Multilevel Con- verter (M 2 C). Přínosem pro uživatele jsou vyšší spolehlivost a dostupnost měničů spolu s menším zkreslením napájecí sítě. JEDNOTNÝ STAVEBNICOVÝ SYSTÉM Inovovaná koncepce měničů sleduje trend vyžadující zařízení se stále většími jmenovitými výkony a současně do budoucna nabízí možnost snadno vytvářet jednoúče- lové měniče pro náročné úlohy ve velmi širokém rozmezí jmenovitých výkonů. Základním principem je to, že jednotný stavebnicový systém dokáže s využitím univerzálních komponent (submodulů) variabilně vytvářet známé i nové struktury měničů podle konkrétní zakázky. Výchozím prvkem je přitom nová, víceúrovňová staveb- nicová struktura měniče označená jako topologie „Modular Multilevel Converter“ neboli M 2 C. Zatímco při tradičním přístupu je k pokrytí širšího spektra úloh nutné mít k dispozici mnoho různých jednotlivých měničů, topologie M 2 C je založena na využití většího počtu Nové měniče Siemens pro vysoké napětí – modularita a přizpůsobivost Společnost Siemens přichází na trh s novou koncepcí měničů pro vysoké napětí, jejímž základem jsou modularita a snadná přizpůsobivost. V budoucnu bude možné díky jednotnému stavebnicovému systému vytvářet měniče s odlišnou strukturou přesně odpovídající konkrétním požadavkům. identických submodulů zapojených v sérii. Volbou počtu submodulů a způsobu jejich uspořádání tak lze stavebnicově sestavovat jednotlivé měniče pro vysoké napětí s různými výkonovými parametry podle kon- krétní potřeby. Uspořádání je v zásadě takové, že měnič dále spolehlivě pracuje i při poruše jednotlivého submodulu. Víceúrovňové měniče založené na tomto principu nabízejí jemné odstupňování napětí i výkonu a díky zachování vysoké kvality napá- jecí sítě minimálně namáhají jak přívodní vodiče, tak i motor. Díky snadné realizaci redundance navíc zajišťují vysokou dostupnost zařízení. Ocelářský průmysl například těží ze zvýšené spolehlivosti a dostupnosti měničů a také z jejich menšího zpětného vlivu na napájecí síť, což je důležité zejména při použití dlouhých přívodních kabelů nebo u slabých roz- vodných sítí, kdy lze tradiční měniče použít jen omezeně. Další předností měničů pro vysoké napětí s novou modulární koncepcí je vyšší odolnost při použití ve slabých sítích. Měnič například umožňuje připojit mnohomegawattovou pobřežní farmu větrných elektráren přímo k veřejné síti, aniž by bylo třeba nasadit složité síťové odrušovací filtry nebo transformátory. HOSPODÁRNĚJŠÍ PROVOZ Nové měniče pro vysoké napětí jsou také mnohem hospodárnější než dosud používaná zařízení napájená nízkým napětím. Rozbor provedený u větrné elektrárny se jmenovitým výkonem tři megawatty ukazuje, že při použití nového, účinnějšího měniče může elektrárna dodat do sítě za rok asi o 24 000 kWh elektrické energie více než při tradičním uspořádání. Při extrapolaci na farmu s 50 takovými soustrojími to znamená, že z ní lze zásobovat elektřinou asi o 400 domác- ností více než dosud. K potenciálním oblastem využití modulární techniky patří také přílivové elektrárny využíva- jící energii mořských vln. PILOTNÍ PROJEKTY V LODNÍM PRŮMYSLU Díky modulárním měničům pro vysoké napětí s topologií M 2 C se otevírají nové oblasti využití měničů také v lodním průmyslu, např. u hřídelových generátorů dodávají- cích elektrickou energii pro palubní síť z hlavního lodního dieselového motoru. Jedním z prvních zákazníků, kteří tento systém měniče použili, je firma SAM Electronics, věnující se integraci systémů. Měniče s topologií M 2 C pracují na nových obřích kontej- nerových lodích jednoho německého rejdařství. Přístroje odebírají elektric- kou energii z hřídelového generátoru a přímo, bez mezilehlých transfor- mátorů nebo filtrů, napájejí palubní síť vysokého napětí. Nová topologie umožňuje instalovat měniče pro jmenovité výstupní napětí v rozmezí od 2,3 do 7,2 kV a proud od 500 do asi 1000 A. Speciálně při použití na lodích odpovídá nový měnič všem obvyklým požadavkům kladeným na palubní zařízení, pokud jde o odolnost proti přetížení či chování při zkratu.