Smart Infeed - Siemens SINAMICS G130 Projektierungshandbuch

Grundlagen und Systembeschreibung
Projektierungshinweise
Die Vorladeschaltung besteht aus Vorladeschütz und Vorladewiderständen sowie deren Absicherung.
Bei den S120 Basic Line Modules der Bauform Chassis (mit Diodenbestückung) ist die Vorladeschaltung einschließlich
deren Absicherung anlagenseitig aufzubauen. Die hierzu empfohlenen Komponenten sind dem Kapitel „Projektierung
der SINAMICS S120", Abschnitt „Vorladung des Zwischenkreises und Vorladeströme" zu entnehmen.
Bei den S120 Basic Line Modules der Bauform Cabinet Modules (mit Diodenbestückung) befindet sich die Vorlade-
schaltung einschließlich deren Absicherung immer innerhalb des Line Connection Modules LCM, welches dem Basic
Line Module (mit Diodenbestückung) vorgeschaltet ist.
Das Überbrückungsschütz wird als Leistungsschalter ausgeführt.
Bei den S120 Basic Line Modules der Bauform Chassis (mit Diodenbestückung) ist das Überbrückungsschütz (Leis-
tungsschalter) anlagenseitig aufzubauen.
Bei den S120 Basic Line Modules der Bauform Cabinet Modules (mit Diodenbestückung) befindet sich das Über-
brückungsschütz (Leistungsschalter) immer innerhalb des Line Connection Modules LCM, welches dem Basic Line
Module (mit Diodenbestückung) vorgeschaltet ist.
ACHTUNG:
Vorladeschütz und Überbrückungsschütz sind absolut zwingend durch die interne Ablaufsteuerung des S120 Basic
Line Modules (mit Diodenbestückung) anzusteuern (Vorladeschütz über den Stecker -X9:5,6 und Überbrückungs-
schütz (Leistungsschalter) über den Stecker -X9:3,4). Das Öffnen des Leistungsschalters muss zwingend durch eine
unverzögerte Auslösung erfolgen. Daher dürfen nur Leistungsschalter mit unverzögertem Unterspannungsauslöser
eingesetzt werden.
Zur Leistungserhöhung können bis zu vier S120 Basic Line Modules parallelgeschaltet werden, wobei 6-pulsige und
12-pulsige Schaltungen möglich sind. Die Details sind im Abschnitt „Umrichter-Parallelschaltungen" beschrieben.
Aufgrund der Funktionsweise der 6-pulsigen Drehstrom-Brückenschaltung treten beim Basic Infeed relativ starke Netz-
rückwirkungen auf. Der Netzstrom enthält hohe Oberschwingungsanteile mit den Ordnungszahlen h = n • 6 ± 1, wobei
n ganzzahlige Werte 1, 2, 3, usw. annimmt. Der Gesamtverzerrungsfaktor des Stromes THD(I) liegt typischer-weise im
Bereich von ca. 30 % - 45 %. Nähere Angaben zum Oberschwingungsverhalten sind im Abschnitt „Netzrückwirkungen"
beschrieben. Zur Reduktion der Netzrückwirkungen können bei den Einbaugeräten G130 und den Schrankgeräten
G150 netzseitig Line Harmonics Filter eingesetzt werden. Diese reduzieren den Gesamtverzerrungsfaktor THD(I) auf
Werte unter 7,5 %. Eine ähnliche Reduktion lässt sich auch mit 12-pulsigen Schaltungen erreichen, wenn man zwei
Basic Line Modules über einen Dreiwicklungstransformator speist, dessen Spannungen um 30 ° gegeneinander
phasenverschoben sind.
Die Kriterien zur Festlegung der erforderlichen Transformatorleistung unter Berücksichtigung der Oberschwingungs-
belastung sowie die erforderlichen Eigenschaften von Dreiwicklungstransformatoren für 12-pulsigen Betrieb sind im
Abschnitt „Transformatoren" beschrieben.
Hinweis:
Basic Infeeds sollten möglichst nicht zusammen mit DC-Antrieben an einem Netz betrieben werden, weil DC-Antriebe
starke Kommutierungseinbrüche in der Netzspannung verursachen. Dadurch kann der zuverlässige Betrieb des Basic
Infeeds negativ beeinflusst werden. Dies gilt insbesondere für Basic Infeeds mit Thyristorbestückung.
1.6.2

Smart Infeed

Das Smart Infeed ist eine kippsichere, ungeregelte Ein- / Rückspeisung für Vierquadrant-Betrieb, d. h. der Energiefluss
kann sowohl vom Netz zum Zwischenkreis als auch in umgekehrter Richtung erfolgen. Die in den Katalogen ange-
gebenen Ströme stehen sowohl im Einspeise- als auch im Rückspeisebetrieb in voller Höhe zur Verfügung.
Das Smart Infeed besteht aus einem IGBT-Wechselrichter, der am Netz betrieben und netzsynchron getaktet wird. Ein
Pulsen der IGBTs wie beim Active Infeed findet nicht statt. Im Einspeisebetrieb fließt der Strom über die in den IGBT-
Modulen integrierten Dioden, so dass in Einspeiserichtung eine netzgeführte, 6-pulsige Drehstrom-Brückenschaltung
aus Dioden vorliegt. Im Rückspeisebetrieb fließt der Strom über die IGBTs, die netzfrequent getaktet werden. Damit
liegt in Rückspeiserichtung eine netzgeführte, 6-pulsige Drehstrom-Brückenschaltung aus IGBTs vor.
Da die IGBTs – im Gegensatz zu Thyristoren - jederzeit abschaltbar sind, kommt es bei Netzausfällen während des
Rückspeisens nicht zu Kommutierungskurzschlüssen und somit nicht zum Wechselrichterkippen wie bei Ein- / Rück-
speiseeinheiten mit antiparallelen Thyristorbrücken.
Auf der Netzseite besitzt das Smart Infeed in der Regel eine Netzdrossel mit einer relativen Kurzschlussspannung von
u = 4 %.
k
Das Smart Infeed steht als eigenständige Einspeisung im modularen System SINAMICS S120 in den Bauformen
Chassis und Cabinet Modules zur Verfügung.
SINAMICS Projektierungshandbuch – Februar 2020
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