Tableros y Celdas de Media Tensión

ABB DAY BOLIVIA , 31/MAYO/2017

UniGear ZS1 & ZS2Tableros y Celdas de Media Tensión

Oscar Gomes, Sales Specialist for Switchgear

ü Introducción

ü Características generales

ü Estructura mecánica

ü Equipos Electricos

ü UniGear Portafolio

ü Unigear Digital

May 31, 2017 Slide 2

Agenda

Ø IEC 62271-200 - 2011

High-voltage switchgear and controlgear – Part 200: AC metal-enclosed

switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and

including 52kV

Ø Seismic tests performed according to IEC (IEC 68-2-6 / 68-2-57) and

IEEE standards (IEE Std. 693-1997);

Introducción


Estándar de referencia

Vibrationtest

Inclinationtest

introducción


Aplicaciones

Power stations Utility substation e-Houses and Datacenters

Marine Renewable energy Industrial plants

Estándares internacionales – IEC 62271-200

Celdas de MT de distribución primaria IEC


LSC-2ALSC-1 LSC-2B

LSCXX – PX – IAC XFLR

Prueba de Arco

Introducción


IAC A FLR

Internal Arc Classification

A restricted to authorized personnel only

Front Lateral Rear

Segregación de los compartimientosLSC2B-PM (metal clad)

Loss of Service Continuity 2B – Partitioning Metal

Probado para arco interno

Prueba de Arco

Introducción


Internal arc classified IAC AFLR de acuerdo con estándar IEC 62271-200 Anexo A

UniGear es conforme los 5 criterios básicos:

• Todas las puertas deben mantener cerradas durante una falla ;

• Ninguna parte debe ser ejectada para fuera durante una fallas ;

• No puede tener huecos aparentes en la parte externa de la celda ;

• La celda no puede salir fuego durante una falla;

• Todo el aterramiento de la celda deben mantenerse efectivo.

Probada a Cuatro lados.

Los parámetros nominales del cuadro están garantizados en las celdas:

• temperatura ambiente mínima: – 5 °C

• temperatura ambiente máxima: + 40 °C

• Humedad ambiental:

valor medio máximo de la humedad relativa en las 24 horas 95%

valor medio máximo de la presión del vapor acuoso en las 24 horas 2,2 kPa

valor medio máximo mensual de la humedad relativa 90%

valor medio máximo mensual de la presión del vapor acuoso 1,8 kPa

• La altitud normal de servicio es 1.000 m s.n.m.

• Presencia de atmósfera normal, no corrosiva y no contaminada.

Condiciones Normales de operación - IEC 62271-1 item 2.1.1

Características generales


Derating de altitud

Características generales


Versíon Simple piso

Estructura mecánica

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A – compartimiento de interruptor

(o VTs con fusible y extraíble)

B – compartimiento de barra principal

C – compartimiento de cable

D – compartimiento de baja tensión

E – conducto de escape de gas

Color (estándar): Gris RAL 7035/7032

Partición interna


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- Integración eléctrica con la instalación (alimentador, cargas o componentes reactivos) Equipos:

Compartimiento de Cables


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• Cuchilla de puesta a tierra EK6• MV CTs – tipos de bloco y/o ventana• LV CTs tipo ventana• VTs extraible, removible con fusibles y VTs fijos sin

fusibles• Sensores / Sistema de indicador de voltaje• Descargadores de Sobretensión

- Enclavamiento controlado el acceso a las partes activas

- Equipos: interruptores (VD4, HD4)

contactores ( VSC)

VTs con fusible y extraíble

Compartimento de interruptor


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Compartimento de baja tensión


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Altura

- Estándar: 705 mm

- Especial : 1100 mm

Unidades Funcionales


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Versíon Simple piso – deeper panels (Celdas más profundas)


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• IFM (con fusible extraíble VTs)• IOF• IF entrada superior (juego de barras o

cables)• IF entrada de barra inferior

• profundidad (12/17,5kV):1340mm1840mm hasta 2500A1890mm para demas versiones

• profundidad (24kV):

1700mm2250mm

Conducto de escape de gas


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May 31, 2017 Slide 19



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Versión estándar



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Versión Compacta

Conducto de escape de gas: Salida


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Grado de protección


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- Envolvente externo: IP40 (Grado de protección Estándar del UniGear ZS1)

- Entre compartimientos internos:IP20

- IP5X-51-52-53: DERATING EFFECT (consultar a ingeniería de producto)

- Máximo : IP53

Transformadores de Instrumentación y sensor

Equipos Electricos

May 31, 2017 Slide 24

Equipos de maniobra

Equipos Electricos

May 31, 2017NALF fusible maximo 100 AContactores VSC para maniobra de motores hasta 1000 KVASlide 25

fused loadswitch NALF

Sistemas de Proteción de Arco

Ventajas

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• El sistema de protección contra fallos de arco ABB ampliará lavida de su aparamenta y hará más de su inversión. Pero aúnmás importante, esta tecnología también puede ayudar asalvar vidas.

• Dispositivos electrónicosinteligentes, proporcionanconfiguraciones estándar ycaracterística de trescanales de proteccióncontra fallas de arco paraaumentar la seguridadpersonal.

REA Series RELION SERIES 615 & 620

UFES

• Supresión rápida del arco• Seguridad de la inversión y

personal• Ahorros en costes de

reparación y tiempo deinactividad

ABB DAY, 31/MAYO/2017

UniGear PortafolioTableros y Celdas de Media Tensión


UniGear ZS1 - Doble Barra

Portafolio

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UniGear ZS1 - Doble Barra

Portafolio

May 31, 2017 Slide 29

UniGear ZS1 - Doble Piso

Portafolio

May 31, 2017 Slide 30


Portafolio

May 31, 2017 Slide 31


Portafolio

May 31, 2017 Slide 32

UniGear ZS1 - Back to Back

Portafolio

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Portafolio

May 31, 2017 Slide 34


Portafolio

May 31, 2017 Slide 35

UniGear MCC

Portafolio

May 31, 2017 Slide 36

UniGear MCC

Portafolio

May 31, 2017 Slide 37

Loss of Service Continuity LSC-2A – Partitioning Metal PM

UniGear MCC

Portafolio

May 31, 2017 Slide 38

UniGear 550

Portafolio

May 31, 2017 Slide 39

UniGear 550

Portafolio

May 31, 2017 Slide 40

ABB DAY BOLIVIA,31/MAYO/2017

UniGear ZS2Tableros y Celdas de Media Tensión


UniGear ZS2

Características electricas

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Tensión nominal [kV] 36

Voltaje de Resistencia de Frecuencia de Potencia[kV] 70 / 80

Tensión de resistencia al impulso [kV] 170 / 180

Corriente nominal, barra principal [A] up to 3150

Corriente nominal, interruptor [A] 1250

1600

2000

2500 AF

3150 AF

Corriente nominal soportada de corto tiempo[kA] up to 31,5/3s

Corriente de pico [kA] up to 80

Corriente de Arco interno [kA] 31,5/1s

Internal arc classification AFLR

Caracteristicas

UniGear ZS2

Dimensiones

May 31, 2017 Slide 43

(W: 1000 H:2310 D:2400 mm) (W: 1200 H:2310 D:2600 mm)

1000 mm 1200 mm

There are two standard types 1000mm wide upto 1600A and 1200mm wide panel for 2000A, 2500A, 3150A

UniGear ZS2

Unidades típicas

May 31, 2017 Slide 44

IF - Incoming&Outgoing

BT- Bus Tie R - Riser RM - Riser withMeasurement

M - Measurement IFDDirect Incoming

Outgoing Feeder

IFDMDirect Incoming

Outgoing Feeder+ Measurement

UniGear ZS2

Internal Design

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4 LV compartment

1 Circuit Breakercompartment

7 Earthing switch

2 Main busbarcompartment

6 Voltagetransformers

3 Cable compartment

5 Current transformers

compartimento del interruptor

Compartimientos Principales

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• Interruptor extraíble tipo SF6 oInterruptor de vacío cargado concarro fijo

• Interruptor de circuito de entrada /salida con puerta cerrada (enclavadocon movimiento CB), ventana deinspección en la puerta.

• Mango ergonómico, bloqueable porcandado

• Compartimiento fuerte y robusto (elpanel se suministra mientras elinterruptor está dentro)

• Persianas metálicas automáticasoperadas por Interruptores o VT,bloqueables con candados

Compartimiento de barras


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• Las barras están hechas de cobre redondo y rectangularaislado por material termo retráctil

• No se utilizan aisladores de apoyo para el sistema de barrascolectoras. Todos son soportados por bujes

• Las barras están atornilladas juntas y los puntos de conexiónestán aislados con botas de policarbonato reutilizables

Insulated Busbars

Compartimiento del cable


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• Los puntos de conexión del cable no requieren aislamiento. Ladistancia entre las fases y la fase a tierra son estándar 36kVaislamiento de aire de distancia.

• Diseñado para terminaciones de cable AIS estándar. No haynecesidad de kits especiales.

• Posibilidad de conexión de cable de un solo o tres núcleoshasta 4x630 mm2

Unigear ZS2

Equipos Electricos

May 31, 2017 Slide 49

Circuit Breaker• HD4 – SF6• VD4 – Vacuum• There are 20kA, 25kA, 31.5kA CBs

Instrument Transformers

– Current Transformer

– Voltage Transformer

• Core Balance CT

Earthing Switch• EK6• STUS 36

Fuse Disconnector

Dimensiones compactas y ahorro de espacio

VENTAJAS

May 31, 2017 Slide 50

• El ancho es de sólo 1 m hasta 1600A de corriente nominal delalimentador

• Utilización eficaz del espacio, dimensiones reducidas y huella

• Proporciona menos costos de transporte

• Proporciona menos costos de obras civiles

• Opción de pared con posibilidad de acceso frontal

• Operaciones de mantenimiento y servicio realizadas desde elfrente

• Acceso frontal a todos los compartimientos (aparatos, barras,cables)

• Cómodo acceso frontal al compartimiento del cable

Ventajas principales

Variety of access for maintenance & installation with withdrawable CB design

Ventajas

May 31, 2017 Slide 51

Acceso al compartimento de barras1- Desde la espalda2- Desde arriba

Acceso al compartimento de cables1- Desde la espalda2- Del frente, compartimiento CB3- Del frente, cubierta inferior1

2

2

3

1

Intercambiable SF6 y interruptor de vacío

Ventajas

May 31, 2017 Slide 52

• Las mismas dimensiones para vacío (VD4) y• Disyuntores SF6 (HD4).• Hay 20kA, 25kA, 31.5kA CBs• El panel frontal del disyuntor proporciona al usuario

interfaz. Cuenta con los siguientes equipos:• Botón ON / OFF.• Contador de operaciones.• Indicador del estado abierto y cerrado del interruptor automático.• Indicador del estado de carga y descarga de la• Resortes del mecanismo de accionamiento.• Dispositivo de carga manual para el mecanismo de accionamientomuelles.• Anular el selector del relé de mínima tensión (opcional).• Indicador LED de presión de gas (opcional). Life time sealed poles !

Soluciones Orientadas al Cliente

Ventajas

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Top cable connection Top Busbar Incoming Rear Cable Connection

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Bus Duct connection for Face to Face Configuration


Ventajas

May 31, 2017 Slide 55

Incoming & Outgoing at the same panel


Ventajas

Línea de Producción

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Línea de Producción

May 31, 2017 Slide 57

ABB DAY BOLIVIA,31/MAYO/2017

UniGear DigitalTableros y Celdas de Media Tensión


UniGear Digital tiene tres componentes clave

UniGear Digital

May 31, 2017 Slide 59

Sensor de corriente

Sensor de Tensión

Relé deprotección conIEC 61850

UniGear Digital es una solución innovadora en tableros de Media Tensión

UniGear Digital

May 31, 2017 Slide 60

Solucionesflexibles

Producto bienaceptado por el

mercado

Solucióninteligente

Últimastecnologíasdisponibles

UniGear Digital

UniGear Digital

May 31, 2017 Slide 61

¿Por qué usar Sensores?Sensor de Voltaje:

• Alta linealidad• Amplio rango dinámico• Sin ferrorresonancia• Pequeñas dimensiones, peso ligero• Sólo un tipo para toda la gama de

productos• Ingeniería y logística simplificadas

UniGear Digital

UniGear Digital

May 31, 2017 Slide 62

¿Por qué usar Sensores?Sensor de Corriente:

• Alta linealidad• Amplio rango dinámico• No saturable• Pequeñas dimensiones, peso ligero• Sólo dos tipos para toda la gama de

productos• Ingeniería y logística simplificadas

UniGear Digital

May 31, 2017 Slide 63

ambientalmente amigable!

inteligente!

Simple!

Flexible!Confiable!

Plazo de entrega corto!

Eficiente!

Seguro!

Menos preocupaciones en sured eléctrica

UniGear Digital

May 31, 2017 Slide 64

Mantenga elcalendario del

proyecto

Mantenermetas de

costos

Flexible alos

cambios

Maximizarla

integración

Cumplir conlas

especificaciones y

estándares

Normativas IEC para transformadores de instrumentos não convencionais : Sensores de MediaTension

UniGear Digital - Sensores

May 31, 2017Para UniGear ZS1 hasta 17.5kV, 4000A, 50kASólo se necesitan dos sensores de corriente y un sensor de voltajeSlide 65

Normativas IEC para transformadores de instrumentos não convencionais : Sensores de MediaTension



SensorPrimario

ConversorPrimario

Sistema deTransmisión

ConversorSecundario

Tensióndel

circuitoauxiliar

Tensióndel

circuitoauxiliarSensores de Media Tension ABB

Definición general (IEC 60044-8)

SensorReleò

Rele deprotección

Los sensores ofrecen un rango de funcionalidad más amplio con mayor estandarización decalificación



KECA 80 C104 KECA 80 C165 KEVA 17.5 B20

Sensor de corriente basado en el principio de la bobina de Rogowski


May 31, 2017 Slide 68

§ ABB RogowskiUs=150 mV for 50 HzUs=180 mV for 60 Hz

§ Tecnología probada queaporta muchos beneficiosen varias aplicaciones

§ La tensión de salida esproporcional a la derivadade la corriente primaria

§ El voltaje de salida esintegrado por IED

§ Precisión hasta la clase 0.5

§ Cumple con la IEC 60044-8

dttdi

Mtu ps

)()( =

Sensor de voltaje basado en el principio del divisor resistivo


May 31, 2017 Slide 69

§ ABB Sensor de tensiónresistiva

§ 1:10 000 Relación detransformación

§ Precisión hasta la clase 0.5

§ Elemento pasivo

§ Cumple com la IEC 60044-7PS U

RRRU

21

2

+=

Sensores de corriente = Sin saturación

Os sensores têm característica linear

May 31, 2017 Slide 70

Saturationlevel

Primary current

Secondaryoutput

10A 100A 1000A 10 000A

ABB sensor

Standard CT

Sensores MV - precisión en todo el rango de operación

May 31, 2017 Slide 71

Clase de precisión de corriente combinada 0,5 / 5P

ε[%]

5%Ipr Ipr Kpcr*Ipr= Icth Kalf*Ipr≈ Ith4 A 80 A 1250/4000

A31.5/50 kA

+0.5%

+5%

-5%

Metering accuracy limitclass 0.5

Protection accuracy limit classes 5P400/5P630

≈ ≈

-0.5%

120%Ipr96 A

≈Sensor linear characteristic

Sensores MV - precisión en todo el rango de operación

May 31, 2017 Slide 72

Clase de precisión de tensión combinada 0,5 / 3P

ε[%]

0.02*Up

n

Up

n

1.2*Up

n

1.9*Upn

+0.5%

+6%

-6%

-0.5%

Metering accuracy limit class 0.5

Protection accuracy limit class 3P

≈

0.8*Up

n

+3%

-3%

≈Up

Sensor linear characteristic

© ABB GroupMay 31, 2017 | Slide 73

4000 A; 50 kA

Tran

sfor

mad

ord

ete

nsió

nTr

ansf

orm

ador

de

corr

ient

eSe

nsor

es

17.5 kV

Variantes

5.500

26.500

2

1

UniGear ZS1 DigitalSólo 3 variantes de sensores cubren todas las aplicaciones

Los sensores tienen dimensiones más pequeñas y son fáciles de manejar

Sensores

May 31, 2017 Slide 74

Currentsensor

Voltagesensor

Voltagetransformer

Currenttransformer

1piece=18kg 1piece=27kg 1piece=0.5kg 1piece=2kg

3x18 + 3x27=135kg 3x0.5 + 3x2=7.5kg

vs.

Los sensores no requieren tantos parámetros técnicos como los transformadores deinstrumentos

Sensores

May 31, 2017 Slide 75

Los parámetros necesarios son:

• corriente primaria nominal

• Tensión primaria nominal

• Corriente nominal de cortocircuito

Clase de precisión de corriente combinada 0,5 / 5PClase de precisión de tensión combinada 0,5 / 3P

un adaptador, para combinar las señales de voltaje y corriente en un puerto RJ-45

Accesorio estándar del sensor

May 31, 2017 Slide 76

un adaptador, para combinar las señales de voltaje y corriente en tres puertos RJ-45

Accesorio estándar del sensor

May 31, 2017 Slide 77

Los sensores son más pequeñosy utilizan menos materiales

Sensores

May 31, 2017 Slide 78

Current sensors Voltage sensors

1pcs …0.5kg1pcs …2kg

Series 615 y 620

Familia Relion®

May 31, 2017 Medium Voltage switchgear training workshop in Central America & CaribeSlide 79

Series 615 y 620

Familia Relion®


Compartición de tensión entre relés

VT o Sensor de tensión

Utilizado en el concepto Unigear Digital

De acuerdo con la IEC 61850-9-2LE

Protección y medición basadas en tensión

Sincronización de tiempo de acuerdo con IEEE 1588

– Por la red de comunicación

– Precisión de 4 microsegundos

IEC 61850-9-2LE – Process Bus

Series 615 y 620

Familia Relion®


Resorte cargado

Tiempo de apertura y cierre del interruptor

Contador de operaciones

– Alarma para mantenimiento

Presión del SF6 (Alarma)

Supervisión del circuito de Trip

Monitoreo de Condiciones del Interruptor

Series 615 y 620

Familia Relion®


Datos guardados mismo cuando no haytension auxiliar

– Parámetros

– Oscilogramas

– Programación

– Alarmas y eventos

Memoria para hasta 100 archivos deoscilograma

Taja de muestras ajustable

Tiempo de grabación ajustable

Protección del equipo contra acceso noautorizado

Cuatro niveles de acceso

– Viewer / Operator / Engineer /Administrator

Utilizado en la HMI local, HMI web y en elPCM600

Memoria no Volátil Registro de Perturbaciones Control de Acceso

IEC 61850 y GOOSE permiten la comunicación digital en la subestación

May 31, 2017 Slide 83

Including Fast horizontalGOOSE communication andSampled Measured Values

(Process Bus)

61850

IEC 61850, comunicación digital y sensores ofrecen flexibilidaddentro de la subestación

http://www.abb-unigeardigital.com/Calculator

Prueba secundaria de lo IED: transformadores de Corriente y Tensión convencionales

May 31, 2017 Slide 84

Analogue signal:• 3 x I (1A; 5A)• 3 x U (100V; 110V; 220V)

Tester

Classical wire system

Switchgear LV compartment

CTs/VTsterminals

VTsMCB

Pruebas secundarias de los IED’s:Sensores y IED con conector RJ-45

May 31, 2017 Slide 85

TesterTesting cable

Shielded cable withRJ-45 connectors

Analogue signal:• 3 x I (150mV for 50Hz system)• 3 x U (2V/√3 for 20kV system)

Pruebas secundarias de los IED’s:Bloco de teste ESSAILEC® RJ45

May 31, 2017 Slide 86

Pruebas secundarias de los IED’s:Bloco de teste ESSAILEC® RJ45

May 31, 2017 Slide 87

Unidad típica: Entrada Transformador (incluyendo 87T)

May 31, 2017 Slide 88

REF615 std.conf G/Loptional RIO600(PSM, COM, BIM8,BOM4, AOM)

RET615 std.confA/B/C/D (with I/O)

Voltageover

IEC 61850-9-2REF615§ Binary inputs – 8x

§ BI1 - SPARE§ BI2 - SPARE§ BI3 – STATUS CB OPEN§ BI4 – STATUS CB CLOSED§ BI5 – CB TRUCK IN TEST§ BI6 – CB TRUCK IN SERVICE§ BI7 –STATUS ES OPEN§ BI8 – STATUS ES CLOSED

§ Binary outputs – 10x§ BO1 – RELEASE FOR CB CLOSING (RL1)§ BO2 - COMMAND CB CLOSE (MC)§ BO3 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO1)§ BO4 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO2) (RESERVED FOR)§ BO5 - RELEASE FOR CB TRUCK (RL2) (RESERVED FOR)§ BO6 - RELEASE FOR ES (RL3) (RESERVED FOR)§ BO7 - SPARE§ BO8 - SPARE§ BO9 - SPARE§ BO10 - SPARE

RET615§ Binary inputs – 14x

§ BI1 – Buchholz Alarm§ BI2 – Buchholz Trip§ BI3 – Temp. Alarm§ BI4 – Temp. Trip§ BI5 - BI14 - SPARE

§ Binary outputs – 13x§ BO1 – SPARE§ BO2 - SPARE§ BO3 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO1)§ BO4 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO2) (RESERVED FOR)§ BO5 - SPARE§ BO6 – BO13 - SPARE

REF615 (relé principal prot.) + RET615 (Dif. 87T y EF 87N restringido)

Unidad típica: alimentador

May 31, 2017 Slide 89

REF615 (relé prot. Principal)

REF615 std.confG/Loptional RIO600(PSM, COM, BIM8,BOM4)

Voltageover

IEC 61850-9-2

REF615Binary inputs – 8x– BI1 - SPARE– BI2 - SPARE– BI3 – STATUS CB OPEN– BI4 – STATUS CB CLOSED– BI5 – CB TRUCK IN TEST– BI6 – CB TRUCK IN SERVICE– BI7 –STATUS ES OPEN– BI8 – STATUS ES CLOSEDBinary outputs – 10x– BO1 – RELEASE FOR CB CLOSING (RL1)– BO2 - COMMAND CB CLOSE (MC)– BO3 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO1)– BO4 - COMMAND CB OPEN/TRIP (MO2) (RESERVED FOR)– BO5 - RELEASE FOR CB TRUCK (RL2) (RESERVED FOR)– BO6 - RELEASE FOR ES (RL3) (RESERVED FOR)– BO7 - SPARE– BO8 - SPARE– BO9 - SPARE– BO10 - SPARE

Optional

UniGear ZS1 Digital tiene desde 2014, 700 paneles ya entregados

May 31, 2017 Slide 90

Slovakia73 panels

U.A.E.34 panels

Sweden11 panelsEstonia

9 panels

Belgium18 panels

South Africa13 panels

Czech rep.88 panels

Georgia6 panels

Ireland3 panels

Poland26 panels

Turkey51 panels

Documents

Tableros y Celdas de Media Tensión