La sfida

L'infrastruttura esistente non disponeva delle caratteristiche di ridondanza e sicurezza necessarie per le moderne operazioni industriali. Posizionato in mare aperto, il caricatore navale SL1A doveva affrontare sfide uniche, prima fra tutte la gestione fino a 1 MW di energia rigenerativa, mentre era collegato alla rete elettrica australiana a 415 Vca.

Il sistema doveva inoltre riconfigurare automaticamente l'Active Front End (AFE) da 1 MW rigenerativo, in configurazione DC-Bus attiva. Ciò avrebbe consentito una frenata dinamica, quando il caricatore navale sarebbe passato alla fonte di alimentazione alternativa da generatore diesel. Considerati i rischi intrinseci di un'applicazione ad alta potenza, ogni circuito di sicurezza doveva soddisfare i rigorosi standard SIL 3 (Safety Integrity Level 3).

La soluzione

Durante un intenso periodo di progettazione e costruzione di 18 settimane, il team Nidec ha progettato un robusto sistema in quadro, classificato IP44 e costruito secondo gli standard di costruzione "Form 4a". Il sistema presenta le seguenti caratteristiche:

• La sezione di ingresso delle barre in entrata, posizionata centralmente, ospiterà l'alimentazione trifase principale a 415 Vca, comprensiva di connessione del neutro.
• Saranno inoltre fornite sezioni dedicate per piccoli sistemi di alimentazione a 24 e 48 Vcc, insieme ad uno spazio nella parte superiore del quadro, per le barre collettrici del 600 Vcc a 1800 Amp.
• Quadro costruito per poter essere spedito in sezioni separate incluse 2 unità AFE e tutti gli inverter motorizzanti.

L'intero gruppo misura 8600 mm x 800 mm x 2400 mm e pesa circa 8,2 tonnellate, comprese le resistenze di frenatura dinamica esterne.

Per garantire facilità di manutenzione, ogni inverter è stato montato su slitte estraibili. Gli operatori possono accedere ai comandi montati sulle portelle e alle tastiere remotate per la diagnostica in tempo reale e i dati operativi per ogni quadro. Il sistema era alimentato dagli azionamenti M702 di Control Techniques, ciascuno dotato di doppio ingresso Safe Torque Off (STO), che garantisce la piena conformità SIL 3. Tutte le comunicazioni sono state ottimizzate tramite Ethernet/IP.

I vantaggi

Il risultato è stato una soluzione progettata su misura che ha soddisfatto tutte le esigenze:

• Maggiore sicurezza: le doppie funzioni STO e la conformità SIL 3, hanno ridotto significativamente i rischi elettrici.
• Maggiore efficienza: il passaggio senza interruzione tra differenti fonti di alimentazione, ha ottimizzato l'uso dell'energia e le prestazioni.
• Facilità di manutenzione: gli inverter installati su slitte estraibili e i comandi accessibili, hanno ridotto al minimo i tempi di fermo macchina.
• Scalabilità: il design modulare del sistema, permette aggiornamenti futuri con ridotti tempi di fermo.

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