Redresseurs à haute intensité / High Duty Recifiers … · grande longueursur tous les matériaux ... Les redresseurs SIPOREC incarnent les dernières avancées en matière

Redresseurs à haute intensité /High Duty Recifiers (HDR)SIPORECLa fiabilité qui vous permet d’atteindre le sommet

siemens.com/miningLikasi - 28 novembre 2017

Page 2 PD SLN MN28/11/2017Page 2 PD SLN MNRG Copyright © Siemens AG. Tous droits réservés.

Redresseur à haute intensité (HDR)Applications

ƒ Cuivreƒ Zincƒ Nickelƒ Plombƒ Magnésiumƒ Aluminiumƒ Acier (ferreux, pas au plomb)

Production demétaux non ferreux parélectrolyse et dans des affineurs

Production deproduits chimiques

ƒ Chloreƒ Chlorate de sodiumƒ Soude caustiqueƒ Farineƒ Hydrogène, entre autres


Principes d'électrolyseCuivre, zinc et aluminium

Minerai de cuivre

Sulfure de zinc(ZnS)

Bauxite

Minerais oxydés(qualités inférieures)

Minerais sulfurés(qualités supérieurs)

Extraction électrolytique(SX/EW)

Solution de lixiviationavec du cuivre impur

Solution électrolytiqueacideCuivre anodiqueFours

(1 000 oC)

Cathodesde cuivre

(99,99 % Cu)

Électrolyse (CC à haute intensité)

Grillage/Frittage(900 oC)

Oxyde de zinc(+ dioxyde de soufre-> acide sulfurique)

Solution de lixiviation Fusion /Moulage

Lingots dezinc

(99,99 %)

Four(1 200 oC)

Alumine(Al2O3)

Procédé de fusion(950 oC) Moulage

Lingotsd'aluminium

(99,99 %)

Fusion (CC à haute intensité)

Électrolyse (CC à haute intensité)

(env. 98 % Cu)(env. 96 % Cu)

(env. 70 % Cu)

(env. 20 %)

(env. 80%)

(env. 70 % Zn)

(sur 4 tonnes) (2 tonnes) (1 tonne)(env. 25 % Al)


Le HDR d'un seul coup d'œil :De l’arrivée CA au jeu de barres CC

Principaux composants du HDR :

ƒ Transformateur(s) de redressement

ƒ Redresseur à haute intensité

(diodes ou thyristors)

ƒ Armoire de commande

ƒ Système de refroidissement

En option (selon les besoins) :

ƒ Arrivées des transformateurs

ƒ Séparateurs cc

ƒ Jeux de barres cc

100 ... 1 500 Vcc

Systèmede contrôle-commande

Système derefroidissement

Transformateursde redressement

Redresseur

6 ... 220 kVca

Arrivées

Séparateurs cc10...120 kA ccpar groupe


Le HDR d'un seul coup d'œil :De l’arrivée CA au jeu de barres CC

100 ... 1 500 Vcc

Systèmede contrôle-commande



Redresseur

6 ... 220 kVca

Arrivées

Séparateurs cc10...120 kA ccpar groupe

ƒ Plans d'installation et calculs techniques

ƒ Plans d'installation et calculs mécaniques(statique)

ƒ Génie matériel

ƒ Génie logiciel

ƒ Gestion de projet

ƒ Réglage en courant CC

ƒ Essai de réception en usine (FAT)

ƒ Supervision du montage

ƒ Mise en service

ƒ Services, révisions et pièces de rechange

ƒ Études de site (harmoniques,compatibilité électromagnétique)


Redresseur à haute intensitéNos compétences

ƒ Plans d'installation et calculs techniques

ƒ Plans d'installation et calculs mécaniques(statique)

ƒ Ingénierie Hardware

ƒ Ingénierie Software

ƒ Gestion de projet

ƒ Réglage du courant CC

ƒ Essai de réception en usine (FAT)

ƒ Supervision du montage

ƒ Mise en service

ƒ Services, révisions et pièces de rechange

ƒ Études auxillaires (harmoniques,compatibilité électromagnétique)

100 ... 1 500 Vcc

Alarme de surveillancedu système

de contrôle-commande



Transformateurs

6 ... 220 kVca

Peigne d'alimentationentrant

Séparateurs CC10...120 kAccpar groupe


Redresseur à haute intensitéTypes de redresseurs (plateformes)

Redresseur horizontal - SIPOREC Hƒ Configurations disponibles :ƒ À 6 impulsions ou 12 impulsionsƒ Connexion en pont ou étoile double

ƒ Courant continu jusqu'à 30 kA (conn. enpont) ou 80 kA (étoile double) parchassîs

Redresseur vertical SIPOREC Vƒ Configurations disponibles :ƒ À 6 impulsions ou 12 impulsionsƒ Connexion en pont ou étoile

doubleƒ Courant continu jusqu'à

100 kA par chassîs

SIPOR

EC=

Siemens

PowerR

ectifier[redresseurd'alimentation

Siemens],V

=vertical,H

=horizontal


Redresseur à haute intensitéSIPOREC V – Structure verticale autoportante

Ici :• par ex. 1 000 Vcc / 50 kA• 48 thyristors 4"

et fusibles

2m

Dim. approx.

Jeu de barres CC(côté CA derrière)


Redresseur à haute intensitéSIPOREC H – Structure à châssis horizontal

2m

Dim. approx.

Côté CA

Côté CC

Ici : SIPOREC H1• par ex. 300 Vcc / 60 kA• 72 thyristors 3,5"

et fusibles


Redresseur à haute intensitéSIPOREC CC - Système de contrôle-commande

ƒ SIPOREC CC est un système de contrôle-commande entièrement numérique quiprend en charge les redresseurs commandés par thyristors ainsi que lessystèmes à base de diodes.

ƒ Application : groupes redresseurs neufs et modernisation

ƒ Grâce à sa conception flexible, le système SIPOREC CCpeut être adapté à pratiquement n'importe quel systèmeredresseur. Le fabricant d'origine et l'annéede fabrication jouent un rôle plutôt secondaire.

ƒ Autres points forts :

ƒ Jeu complet de fonctions pour laprotection du système redresseur

ƒ Système de mesure d'intensité CC intégré (Siemens)

ƒ Fonctions de diagnostic intégrées avec services de télémaintenance par VPN



Avantages clairs :ƒ Ensembles de services complets

disponibles dans le monde entierƒ Protection de l'investissement grâce

au développement permanent de produitscompatiblesƒ Interfaces de communication compatibles

basées sur des standards ouvertsƒ Nombreux composants déjà stockés

par un grand nombre de clients

Bien que les HDR soient des équipements hautement spécialisés,Siemens utilise des composants industriels standard chaque fois que c'est utile.

Le système SIPOREC CC tire parti de la gamme d'automates programmables leaderdu marché SIMATIC S7 et de la technologie SINAMICS DCM.



2,20

m

2,40 m

SINAMICS DCM(maître CC pour contrôle-

commande en boucle fermée)

Système de mesured'intensité CC

(Siemens)

SIMATIC S7(contrôle-commandeen boucle ouverte)

Relais de protection (option)et mesure d'intensité CA

1

2

3

4

6

2

3

3

4

Contacteurs,disjoncteurs,

relais de protection

6

5 Panneau de commande

5

1


Redresseur à haute intensitéUnité de refroidissement standardisé

Principales caractéristiques et fonctionnalités due l’unité derefroidissement :

ƒ Structure compacte coordonnée avecles autres composants du HDR

ƒ Intégration de capteurs multiples poursurveiller les circuits d'eau

ƒ Circuit d'eau déminéralisée étanchesans surpressionƒ Échangeurs de chaleur adaptables à la

qualité de l'eau brute

ƒ Capacité supplémentaire prévue pour compenserles conséquences de l'encrassement

ƒ Disponible en version à haute fiabilité avec deux pompes et deuxéchangeurs de chaleur (illustration)

Les hautes capacités de surcharge et l'utilisation de composants de grande qualitéassurent un refroidissement efficace et un intervalle de maintenance réduit


Redresseur à haute intensitéPoste de refroidissement standardisé

1,5

m

2,0 m

Dim. approx.

Échangeur de chaleur

Pompe

Tableau decommande local

1

2

31 1

2 2

3

Circuit d'eaudéminéralisée4

4


Présentation rapide des caractéristiques etfonctionnalités du redresseur renfotcé

ƒ Agencement de jeu de barres à haute fiabilitébasé sur l'utilisation de connexions enaluminium soudées, de lignes de fuite degrande longueur sur tous les matériauxisolants et d'entrefers larges entre les piècesde potentiels différents

ƒ Nickelage de toutes les surfaces de contact enaluminium, permettant d'obtenir une résistanceohmique stable à long terme sur toute lasurface de contact

ƒ Refroidissement efficace avec des capacitésde surcharge élevées et une périodicité demaintenance réduite

ƒ Répartition uniforme de la température dansl'ensemble du chassîs redresseur grâce àl'utilisation d'un nombre adéquat de circuits derefroidissement disposés de façonappropriée

ƒ Conception « Fail Safe» sans éléments mis à laterre autre que le châssis. Isolation de la terre àl'aide d'isolateurs de 10 kV (20 kV en option)

ƒ Séparation minutieuse des phases au moyende boucliers isolants à base de matériauininflammable, conformément auxrecommandations de la CEI

ƒ Encombrement limité et exigences au niveautravaux des fondations réduits.

ƒ Conception compacte : redresseur, à proximitéimmédiate du transformateur, pour un rendementélevé et un facteur de puissance optimal grâceà des connexions courtes avec le jeu de barresCA

Les redresseurs SIPOREC incarnent les dernières avancées en matièrede génie électrique et mécanique, et présentent notamment les

caractéristiques et fonctionnalités suivantes :

En conformité avec les normes européennes suivantes :DIN EN 60076 (VDE 0532), DIN EN 61378 (VDE0532, partie 41), DIN EN 60146 (VDE 0558),DIN EN 50178 (VDE 0160), DIN EN 60664 (VDE 0110), DIN EN 60439 (VDE 0660)


Redresseur à haute intensité SiemensAvantages pour les clients

ƒ Haute fiabilité des systèmes Siemens

ƒ Haut rendement des systèmes Siemens

ƒ Un interlocuteur pour l'ensemble du système HDR

ƒ Solution à guichet unique

(coordination interne Siemens)

ƒ Systèmes sans programme de maintenance à long terme

ƒ Facilité d'accès aux composants en cas de remplacement


Redresseur à haute intensitéGestion du cycle de vie du produit

• Les principaux composants du HDR ont été améliorés graduellement au cours

des 30 dernières années sur la base des commentaires reçus et de

l'expérience pratique.

• Aujourd'hui, Siemens offre des applications HDR d'une très grande fiabilité.

• Le cycle de vie des applications de redressement est très long ; les

redresseurs sont construits pour fonctionner au moins pendant 20 à 30 ans.

• Le cycle de vie du système de contrôle-commande (SIPOREC CC) est

d'environ 10 à 15 ans.

• Les secteurs d'activité qui utilisent des applications HDR sont relativement

conservateurs en raison de la fiabilité d'alimentation en courant continu

requise par leur production/ processus.


Redresseur à haute intensitéExploitation et maintenance

Après installation et mise en service :

ƒ Exploitation 365/24/7

ƒ Périodicité de maintenance annuelle réduite

ƒ pour mesures d'isolement et contrôles visuels (conduites de refroidissement par eau, etc.)

ƒ Arrêt de 5 à 10 jours tous les 5 à 7 ans pour

ƒ mesures, remplacement des semi-conducteurs (le cas échéant), remplacement des conduites de

refroidissement par eau, nettoyage des contacts, etc.

ƒ Contrats de maintenance disponibles

ƒ Services de télémaintenance Siemens (SRS) par Internet/VPN disponibles

ƒ Les principales interventions de maintenance peuvent être realisées par notre division « Services

après vente (CS) » locale.

ƒ Assistance possibe par des experts internationaux pour des entretiens /réparations de grande

envergure …


Nos réalisations1960 - 2017

Secteur cible Installations Groupes Redresseur

Aluminium 93 315

Cuivre 66 90

Zinc 35 63

Chlore 197 328

Secteurs cibles 391 796

Autres applications 112 186

(hydrogène, graphitisation, magnésium, nickel, etc.)

Total des installations 503 982

Total des groupes redresseurs installés entre 1960 et 2017 :environ 1 000


Redresseur à haute intensitéNouvelles installations depuis 20031 sur 2

2011Cuivre1 système redresseur, 24 kAFinlandeBoliden

2011Cuivre1 système onduleur réversible, 50/10 kAAutricheMontanwerkeBrixlegg

2008-2010Graphite1 groupe redresseur, 60 kAAllemagneSGL Carbon

2011Zinc3 groupes redresseurs, 3x 26 kAAsturiana de Zinc

2011Zinc1 groupe redresseur, 130 kAEspagneAsturiana de Zinc

2008-2010Zinc1 groupe redresseur, 130 kAEspagneAsturiana de Zinc

2007-2009Zinc1 groupe redresseur, 200 kABulgarieOCK

2007-2009Chlore1 groupe redresseur, 33 kAIsraëlDead SeaBromine

2007-2008Chlore3 groupes redresseurs, 3x 54 kAAllemagneBayer

2006-2008Cuivre1 groupe redresseur, 42 kABulgarieCumerio

2006-2008Zinc3 groupes redresseurs, 3x 26 kAEspagneAsturiana de Zinc

2006-2007Zinc2 groupes redresseurs, 2x 42 kAMexiqueIMMSA

2003-2005Chlore5 groupes redresseurs, 5x 34 kABelgiqueTessenderloChemie

DateApplicationÉtenduePaysClient

2012/2013Zinc1 système redresseur, 110 kANorvègeBoliden Odda

2013/2014Chlore1 système redresseur, 25 kAAllemagneCABB

Espagne


Redresseur à haute intensitéNouvelles installations depuis 20032 sur 2


2015/2016Chlore4 systèmes redresseurs, 4x 16 kARép. tchèque.Spolchemie

2014/2015Zinc5 systèmes redresseurs, 5x 26 kAEspagneAsturiana de Zinc

2015/2017Aluminium6 systèmes redresseurs, 6x 105 kANorvègeHydro Aluminium

2016/2017Chlore2 systèmes redresseurs, 6x 16,5 kAÉmiratsarabesunis

Emirates Chem.Factory

2016/2017Zinc1 système redresseur, 1x 42 kAMexiqueIMMSA Mexico

2017/2018Chlore2 systèmes redresseurs, 2x 20 kASlovaquieFortischem

2017/2018Chlore2 systèmes redresseurs, 2x 17 kABelgiqueTessenderloChemie

2017/2018/19Chlore2 systèmes redresseurs, 2x 72 kAAllemagneDOW Chemicals


Redresseur à haute intensitéModernisation du système de contrôle-commande depuis 20021 sur 2

2011-2012Chlore2 systèmes de contrôle-commandeIndonésieRAPP

2010Chlore3 systèmes de contrôle-commandeAllemagneDow

2010Chlore1 système de contrôle-commandeNorvègeBorregard

2006 -2007Aluminium6 systèmes de contrôle-commandeNorvègeHydro, Karmoy

2010Acier4 systèmes de contrôle-commande (pouronduleur réversible)AllemagneSaarschmiede

2010Zinc3 systèmes de contrôle-commandePologneZGH Boleslaw

2011Chlore1 système de contrôle-commandePays-BasSabic

2008-2009Graphite1 système de contrôle-commandeAllemagneSchunk

2007-2008Aluminium1 système de contrôle-commandeAllemagneHydro, Neuss

2007-2008Cuivre1 système de contrôle-commande(pour onduleur réversible)AutricheMW Brixlegg

2006-2007Chlore2 systèmes de contrôle-commandeAllemagneSolvay

2006-2007Cuivre2 systèmes de contrôle-commandeFinlandeBoliden

2005-2006Zinc4 systèmes de contrôle-commandePays-BasZinifex

2005Chlore2 systèmes de contrôle-commandeIndonésieRAPP

2005Chlore2 systèmes de contrôle-commandeAllemagneBASF

2004Chlore1 système de contrôle-commandeAllemagneDow

2003Graphite1 système de contrôle-commandeAllemagneSchunk

2002Chlore3 systèmes de contrôle-commandeAllemagneSolvay


2011/2012Nickel1 système de contrôle-commandeFinlandeNorilsk Nickel



2014/2015Cuivre1 système de contrôle-commandeBelgiqueAurubis Olen

2014/2015Chlore2 systèmes de contrôle-commandeIndonésieRAPP

2014/2015Chlore2 systèmes de contrôle-commandePays-BasSabic

2014/2015Chlore1 système de contrôle-commandeAllemagneCABB

2014Chlore2 systèmes de contrôle-commandeBelgiqueSOLVIC S.A.

2013/2014Chlore3 systèmes de contrôle-commandeAllemagneBAYER Leverkusen

2012Zinc2 systèmes de contrôle-commandeEspagneAsturiana de Zinc

2017/2018Chlore1 système de contrôle-commandeAllemagneCurrenta Dormagen

Redresseur à haute intensitéModernisation du système de contrôle-commande depuis 20021 sur 2


Redresseur à haute intensitéRéférence client Bayer Uerdingen, Allemagne – Phase d'essais

SIPOREC V

SIPOREC = Siemens Power Rectifiers (Redresseurs d'alimentation Siemens)


Redresseur à haute intensitéRéférence client Bayer Uerdingen, Allemagne – Installation


Redresseur à haut renforcéRéférence client Tessenderlo Chemie - Installation

SIPOREC H

Jeu de barres CC flexibleen aluminium



Redresseur à haute intensitéRéférence client IMMSA – Phase d'essais

SIPOREC HJeux de barres CA



Redresseur à haute intensitéDétails de construction

Plaques de raccordement

à base d’un alliage

d'aluminium spécial,

soudées directement aux

jeux de barres des

thyristors pour un contact

optimal

Dessin 3D SIPOREC H




Jeu de barres CC

SIPOREC H


Surface d'aluminium nickelée

Nickelage des composants tels que les fusibles,les semi-conducteurs et les

dissipateurs thermiques, ainsi que detoutes les surfaces de contact en aluminiumpour obtenir une résistance ohmique stableà long terme sur toute la surface de contact.



Dessin 3D

SIPOREC H




SIPOREC H, Connexions CASIPOREC = Siemens Power Rectifiers



SIPOREC VConnexions CA

SIPOREC = Siemens Power Rectifiers



ƒ Refroidissement à eau direct dessemi-conducteurs et des fusibles aumoyen de barres et de boîtes derefroidissement de conceptionspécialeƒ Barres de refroidissement en acier

trempé pour refroidissement àcontrecourantƒ Entretien simplifié grâce à la facilité

d'accès aux composants essentielscomme les diodes / thyristors,fusibles, etc.ƒ Sécurité passive grâce à l'utilisation

de plaques isolantes entre les phaseset entre les semi-conducteursindividuels




Semi-conducteur

Semi-conducteur

Fusible

Fusible

Jeu de barres CCavec canal de refroidissement

Connexions CA en cuivre

vers le transformateur

Connexions CA en cuivrevers le transformateur

Dissipateur thermique

Dissipateur thermique



SIPOREC = Siemens Power Rectifiers

Press-Pack SIPOREC V


Redresseur à haute intensitéOption : Test combiné – transformateur + redresseur


Redresseur à haute intensitéTransformateurs de redressement


Redresseur à haute intensitéCorrection du facteur de puissance, filtre anti-harmonique

Documents

Redresseurs à haute intensité / High Duty Recifiers … · grande longueursur tous les matériaux ... Les redresseurs SIPOREC incarnent les dernières avancées en matière