Netzmessungsmodule. Netzerfassungs- und Schutzmodul GMP232

Transkript

1 Netzerfassungs- und Schutzmodul GMP232 Das GMP232-Modul ermöglicht eine sichere, zuverlässige und schnelle Messung aller relevanten Größen elektrischer Drehstromnetze. Darüber hinaus stehen zahlreiche Überwachungsfunktionen für den Schutz von Erzeugungseinheiten und Netz zur Verfügung. Bis zu zwei Leistungsschalter/Auslösekreise werden vom Modul direkt über Relaisausgänge angesprochen. Die laufende Ermittlung der Netzharmonischen bis zur 50. Oberschwingung kann sowohl für direkte Reaktionen als auch zur Bewertung der Power-Quality herangezogen werden. Artikel Artikel-Nr. GMP GMP Zur hochpräzisen Erfassung von bis zu 16 Messkanälen während Alarm-/Schutzereignissen ist das Modul mit einem integrierten Echtzeitdatenrekorder ausgestattet. Fehlerereignisse werden laufend protokolliert und mit einem hochauflösenden Zeiteintrag dauerhaft abgelegt. Die interne Zeitbasis des Moduls lässt sich zu einer externen Zeitquelle (z. B. IEEE 1588 Precision Time Protocol) synchronisieren, wodurch die Analyse von Daten räumlich verteilter Mess- und Schutzeinrichtungen unterstützt wird. Das GMP232 ist vollständig in das Bachmann SolutionCenter integriert. Konfigurationen können übersichtlich erstellt und für die spätere Wiederverwendung abgespeichert werden. Sowohl die erfassten Kanalwerte wie auch abgeleitete Größen stehen direkt in der Oberfläche zur Verfügung. Tabellarische, vektorielle und Zeitreihendarstellungen erleichtern Inbetriebsetzung und Störfallanalyse. Ereignisprotokoll und aufgezeichnete Zeitreihen können im CSVrespektive COMTRADE-Format exportiert werden. Die integrierte Simulations-Funktion erleichtert die Konfiguration von Schutz- und Überwachungsfunktionen. Messung von Strom, Spannung, Frequenz, Leistung, Leistungsfaktor, Phasenwinkel Eingangsspannungen bis 690 V L-L, RMS direkt anschließbar Erfassung der Netzharmonischen bis zur 50. (Power-Quality) Überwachungsfunktionen für den Netz- und Generatorschutz Direkte Relais-Ausgänge für Leistungsschalter/ Auslösekreise Integrierter Echtzeitdatenrecorder Integrierte Ereignisprotokollierung 4Q-Energiezähler Messwerte-Simulation 92

2 GMP232 Netzmessung Strom-/Spannungsmessung Messverfahren True-RMS (inkl. Oberschwingungen bis zur 50.) Abtastrate 50 µs (20 khz) (RMS-Werte) Einzelabtastwerte Über Funktionsaufruf in Anwenderapplikation abrufbare Intervalle: 100 µs, 200 µs, 400 µs, 800 µs, 1.6 ms (per Blockzugriff) Spannungsmessung Anzahl 3 Maximale Nennspannung Spannungsmessbereich U L-L, RMS : 690 V eff U L-N, RMS : 400 V eff U L-L, RMS : 17,3 bis 1030 V eff, U L-N, RMS : 10 bis 595 V eff Genauigkeit* ±0,1 % Dauerhafte Überlast Kurzzeitige Überlast (10x1 s, Intervall 10 s) Eingangsimpedanz U L-L, RMS : 1039 V eff, U L-N, RMS : 600 V eff U L-L, RMS : 1385 V eff, U L-N, RMS : 800 V eff > 2 MΩ Strommessung Anzahl 3 Genauigkeit* ±0,15 % Stromwandler Nennstrom Strommessbereich Dauerhafte Überlast Kurzzeitige Überlast (5x1 s, Interval 300 s) Bürde 5 A eff 0,01 bis 5,07 A eff 10 A eff 100 A eff 250 mva Frequenzmessung Nennfrequenz Referenzbereich Genauigkeit* Frequenzänderungsmessung 50/60 Hz 50 Hz: 35 bis 65 Hz 60 Hz: 45 bis 75 Hz ±0,002 Hz Aktualisierung bei jedem positiven Nulldurchgang 1-Leiter System: 3-Leiter System: 50 Hz: 6,667 ms 60 Hz: 5,6 ms Ja Leistungsmessung Wirk-, Blind- und Scheinleistung Messgrößen P, Q, S je Phase und als Summengröße Genauigkeit* ±0,2 % Berechnungsmethoden DIN , IEC Aktualisierung bei jedem positiven Nulldurchgang 1-Leiter System: 3-Leiter System: 50 Hz: 6,667 ms 60 Hz: 5,6 ms * Genauigkeitsangaben bei 25 C und Referenzbedingungen als Prozentwert der Nenngröße 93

3 GMP232 Netzmessung Energie Genauigkeit* ±0,2 % Auflösung Wirkenergie Blindenergie Speicherart Power Quality Kenngröße Spannungsform Kenngröße Stromform Spannungsoberschwingungen Stromoberschwingungen 1 Ws Geliefert (positiv), bezogen (negativ) Geliefert (positiv), bezogen (negativ) Remanent (auf dem Modul) Aktualisierung bei jedem positiven Nulldurchgang 1-Leiter System: 3-Leiter System: 50 Hz: 6,667 ms 60 Hz: 5,6 ms Total Harmonic Distortion (THD) je Phase Total Demand Distortion (TDD) je Phase Amplituden der Harmonischen bis zur 50. je Phase Amplituden der Harmonischen bis zur 50. je Phase Berechnungsmethode EN Digitale Relais Ausgänge Anzahl/Typ Signal-Nennspannungen Ausgangsstrom max. Statusanzeige (LED) 50 Hz: Berechnung über 10 Netzperioden 60 Hz: Berechnung über 12 Netzperioden 2 Wechsler 230 VAC, 48 VDC, 24 VDC (nicht gemischt) Nominal 0,5 A bei +24 VDC, DC-13 Nominal 0,5 A bei +24 VDC, ohmsche Last Nominal 1 A bei 230 VAC, AC-15 Nominal 2 A bei 230 VAC, ohmsche Last Grün 94

4 GMP232 Grenzwertüberwachung Unter-/Überspannung (ANSI 27/59) Auflösung Ansprechverzögerung Ermittelte Potenziale 0,1 % U Nenn 0 bis ms Phase-Phase oder Phase-Nullleiter Schutzelemente U< U<< U> U>> Unter-/Überfrequenz (ANSI 81 U/O) Ansprechverzögerung 0 bis ms Unterspannungswarnung Unterspannungsfehler Überspannungswarnung Überspannungsfehler Schutzelemente f< f<< f<<< f> f>> f>>> Unterfrequenz Innenband Unterfrequenz Mittelband Unterfrequenz Außenband Überfrequenz Innenband Überfrequenz Mittelband Überfrequenz Außenband Q(U) Spannungsabhängiger Blindleistungsrichtungsschutz wird zur Spannungsunterstützung bei Netzstörungen verwendet, wenn alle drei ermittelten Spannungen unter einem bestimmten Grenzwert liegen (z. B. 0,85 U Nenn ) und induktive Blindleistung aus dem Stromnetz bezogen wird. Änderungsgeschwindigkeit der Frequenz ROCOF (Rate of change of frequency) (ANSI 81 R) Zur Ermittlung der Frequenzänderung im zeitlichen Verlauf werden die letzten 10 (50 Hz) oder 12 (60 Hz) Frequenzmuster linear interpoliert. Vektorsprung (ANSI 78) Überwachung plötzlicher Phasenverschiebungen zur Erkennung plötzlicher Laständerungen oder von Inselnetzbildung. Überstrom (ANSI 50TD) Auflösung 0,1 % von I Nenn Ansprechverzögerung 0 bis ms Schutzelemente I> I>> Überstromwarnung Überstromfehler Zeitabhängige Unterspannungsüberwachung FRT (Fault Ride Through) Zeitabhängige Unterspannungsüberwachung wird ausgelöst, wenn eine der drei ermittelten Spannungen unter eine über Stützpunkte konfigurierte Kurve U(t) fällt. Bis zu 10 Zeit/Spannungspaare sind zur Bestimmung einer netzcodeabhängigen Grenzkurve verfügbar. Spannungsunsymmetrie (ANSI 47) EN 50160: Die Unsymmetrie wird definiert als das Verhältnis von Gegenkomponente zu Mitkomponente. Bezugsgröße ist der aktuelle Grundschwingungsanteil. 95

5 GMP232 Grenzwertüberwachung Stromunsymmetrie (ANSI 46) EN 50160: Die Unsymmetrie wird definiert als das Verhältnis von Gegenkomponente zu Mitkomponente. Bezugsgröße ist der aktuelle Grundschwingungsanteil. Oberschwingungsanalyse PQM (Power Quality Monitoring) Überwacht Spannungs- und Stromoberschwingungen bis zur 50. Harmonischen. Wird ausgelöst, wenn eine der vordefinierten Grenzen überschritten wird (Auswertung je Phase). Schutzelemente THD TDD H 2 bis H 50 H 2 bis H 50 Total Harmonic Distortion Total Demand Distortion Einzel-Amplituden d. Spannungs oberschwingungen Einzel-Amplituden d. Stromoberschwingungen Zeitsynchronisation Grundprinzip Das GMP Modul synchronisiert sich automatisch mit der Echtzeituhr der Steuerungs-CPU. Diese kann über das Netzwerk zeitsynchronisiert betrieben werden. Physikalisches Medium Ethernet (CPU) Protokolle IEEE 1588 PTP (Precision Time Protocol) SNTP (Simple Network Time Protocol) Ereignisprotokollierung mit Echtzeitstempel SER (Sequence of events recorder) Überwachungs-Ereignisse (konfigurierte Alarm/Schutzfunktionen) werden bei Eintreten mit einer genauen Zeitreferenz gespeichert. Speicherart Remanent (auf dem Modul) Größe 2048 Einträge Echtzeitdatenrekorder/Digitaler Störschreiber DFR (Digital fault recorder) Bei Auslösen einer Überwachungsfunktion kann automatisch eine hochauflösende Zeitreihenaufzeichnung angestoßen werden. Anzahl Kanäle 16 Kanäle (Messwerte, Digitale I/O, berechnete Werte) Speichertiefe je Kanal Abtastwerte (4 s bei 100 µs Abtastrate) Abtastrate 100 µs, 200 µs, 400 µs, 800 µs, 1,6 ms Erfassungsvorlauf (Pre-Trigger) Ja 96

6 GMP232 Moduleigenschaften Elektrische Sicherheit Produktnorm Fachgrundnorm IEC/EN IEC/EN Verschmutzungsgrad 2 Überspannungskategorie 3 Prüfstoßspannung 6 kv Schutzklasse 2 Approbationen/Zertifikate Allgemein CE, UL/cUL, CCC Mittelspannungsrichtlinie BDEW:2008, FGW TR3:2011 (Rev.22), FGW TR8:2011 (Rev. 5) Marine Sonstige GL, DNV, LR, ABS, BV ENA ER G59/3:2013, IEEE Std. C37.90:2005 Umgebungsbedingungen Standard ColdClimate ( ) Betriebstemperatur -30 bis +60 C Rel. Luftfeuchtigkeit Betrieb 5 bis 95 % ohne Betauung 5 bis 95 % mit vorüber gehender Betauung Lagertemperatur -40 bis +85 C Rel. Luftfeuchtigkeit Lagerung Maximale Einsatzhöhe 5 bis 95 % mit 5 bis 95 % mit vorübergehender Betauung vorüber gehender Betauung m ü. NN (Betrieb bis m auf Anfrage) Spannungsversorgung Über Busschiene Extern am Modul +5 V 260 ma, +15 V 20 ma, -15 V 16 ma 24 V 87 ma Systemvoraussetzungen Hardware Software Alle M1 CPU-Familien außer ME203, Busschiene SK1 nicht erforderlich M-Base 3.85/SolutionCenter 1.85 oder höher Ausführungsvarianten GMP232 Netzmessungs- und Überwachungsmodul; 3x In 690V, 3x In 5A; 2x Out Relais 24/48VDC, 230VAC; U-, I-, P-, Q-, f-messung; 4Q-Energiezählung, integrierte Überwachungs-/Schutzfunktionen, Oberschwingungsanalyse, integrierter Echtzeitdatenrecorder (16 Kanäle); Ereignisprotokollierung mit Echtzeitstempel GMP232 CC Wie GMP232; ColdClimate ( ) Zubehör GMP232 Artikel Artikel-Nr. SS-GMP232 B+C Klemmenset Phoenix Käfigzug/Schraub (1x KZ 51/03; 1x KZ 51/06; 2x SS76/06) mit Beschriftungsstreifen + Codierelementen 97