Netzsynchronisier- und Überwachungsmodul GSP274

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Lioba Heintze
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1 Netzsynchronisier- und Überwachungsmodul GSP274 Das GSP274 Netzsynchronisierungs- und Überwachungsmodul ermöglicht eine sichere, zuverlässige und automatisierte Synchronisierung von Generatoren ans Energieversorgungsnetz. Darüber hinaus stehen zahlreiche Überwachungsfunktionen für den Generator- und Netzschutz zur Verfügung. Der Leistungsschalter wird vom Modul über Relais-Kontakte direkt angesprochen. Über zusätzliche Digital-Eingänge kann der Status des Leistungsschalters überwacht werden. Das GSP274 ist vollständig in das Bachmann SolutionCenter integriert. Zur hochpräzisen Erfassung von bis zu 16 Messkanälen ist das Modul mit einem integrierten Datenrekorder ausgestattet. Alle Effektivwerte werden am Ende einer Messung über die Service Variable Interface übertragen. Dies erleichtert die Analyse aller Messwerte im SolutionCenter. Fehlerereignisse werden ebenfalls laufend protokolliert und mit einem hochpräzisen Zeiteintrag (Precision Time Protocol) dauerhaft abgelegt. Diese Daten können als Datei im CSV-Format exportiert werden. Durch das PTP ist es auch möglich, auf geographisch voneinander getrennte Messstationen mit einer zentralen Zeitbasis zuzugreifen. Dies ermöglicht sowohl die chronologische als auch die geographische Rückverfolgung von Fehlerereignissen. Misst Strom, Spannung, Frequenz, Leistung und Power-Quality Synchronisier-Relais Überwachungsfunktionen für den Netz- und Generatorschutz Steuert zwei Leistungsschalter Integrierter Störschreiber Messwerte-Simulation Artikel Artikel Nr. GSP

Der Leistungsschalter wird vom Modul über Relais-Kontakte direkt angesprochen. Über zusätzliche Digital-Eingänge kann der Status des Leistungsschalters überwacht werden.

2 Messung GSP274 GSP274 - Messung Strom-/Spannungsmessung Messverfahren True RMS (inkl. Oberwellen) Abtastrate 50 μs (20 khz) 50 Hz: 10 ms 60 Hz: 8,33 ms Spannungsmessung Eingänge 7 Maximale Nennspannung Dauerhafte Überlast U L-L, RMS : 480 VAC U L-L, RMS : 580 VAC Kurzzeitige Überlast (10x10 s, Intervall U L-L, RMS : 720 VAC 10 s) Strommessung Menge 4 Maximaler Nennstrom Dauerhafte Überlast Kurzzeitige Überlast (5x1 s, Intervall 300 s) Frequenzmessung Nennfrequenz Messbereich Berechnungsmethode Spannungen Maximale Frequenzänderung 1 oder 5 AAC 10 AAC 100 AAC ± 10 mhz 1 mhz 50 oder 60 Hz 50 Hz: Hz 60 Hz: Hz Nulldurchgangerkennung Zwischen zwei Nulldurchgängen 50 Hz: 20 ms 60 Hz: 16,86 ms Dreiphasige 4-Leiter: Phase - Nulleiter Dreiphasige 3-Leiter: Phase - virtueller Nulleiter ± 1 Hz/s Leistungsmessung Wirk-, Blind- und Scheinleistung ± 0,2 % Berechnungsmethode DIN , IEC Berechnung über einen Zeitraum; 50 Hz: 20 ms 60 Hz: 16,86 ms 87

(10x10 s, Intervall U L-L, RMS : 720 VAC 10 s) Strommessung Menge 4 Maximaler Nennstrom Dauerhafte Überlast Kurzzeitige Überlast (5x1 s, Intervall 300 s) Frequenzmessung Nennfrequenz Messbereich

3 Messung GSP274 GSP274 - Messung Energie ± 0,2 % Wirkenergie Blindenergie Speicherart Leistungsqualität Spannung Strom Spannungsoberwellen Stromoberwellen Ws Empfangen, abgegeben Empfangen, abgegeben Remanent Berechnung über einen Zeitraum 50 Hz: 20 ms 60 Hz: 16,86 ms Total Harmonic Distortion (THD) Total Demand Distortion (TDD) Bis zur 50. Oberwelle Bis zur 50. Oberwelle Berechnungsmethode EN Hz: Berechnung über 10 Netzperioden 60 Hz: Berechnung über 12 Netzperioden 88

50 Hz: 20 ms 60 Hz: 16,86 ms Total Harmonic Distortion (THD) Total Demand Distortion (TDD) Bis zur 50.

4 Grenzwertüberwachung GSP274 MP 1 I L1, I L2, I L3 V 12, V 23, V 31 V 1N, V 2N, V 3N 50TD 46 PQM TDD H2-H50 FRT Q(U) GSP PQM 25 MP 2 Over-/Under Rate THD H2-H50 V 12 or V 1N MP 3 V 12, V 23, V 31 V 1N, V 2N, V 3N Over-/Under Rate MP 4 G I N 50TD Over/Under Rate Via PLC SER DFR TCM Abbildung 1: Verfügbare Schutzelemente gemäß ANSI IEEE Std C Überblick GSP274 - Grenzwertüberwachung Unter-/Überspannung (ANSI 27/59) Ansprechverzögerung Ermittelte Potenziale 0,1 % U Nenn ms Phase - Phase oder Phase - Nulleiter Schutzelemente U< U<< U> U>> Unter-/Überfrequenz (ANSI 81 U/O) ± 10 mhz Unterspannungswarnung Unterspannungsfehler Überspannungswarnung Überspannungsfehler Ansprechverzögerung ms Schutzelemente f< f<< f<<< f> f>> f>>> Unterfrequenz Innenband Unterfrequenz Mittelband Unterfrequenz Außenband Überfrequenz Innenband Überfrequenz Mittelband Überfrequenz Außenband 89

2-2008 - Überblick GSP274 - Grenzwertüberwachung Unter-/Überspannung (ANSI 27/59) Ansprechverzögerung Ermittelte Potenziale 0,1 % U Nenn 0.

5 Grenzwertüberwachung GSP274 GSP274 - Grenzwertüberwachung 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) Ein Vektorsprung oder Phasenverschiebung wird zur Anzeige von plötzlichen Laständerungen verwendet. Überstrom (ANSI 50TD) 0,1 % von I Nenn Ansprechverzögerung ms Schutzelemente I> I>> Überstromwarnung Überstromfehler Fault Ride Through - FRT Zeitabhängige Unterspannungsüberwachung wird ausgelöst, wenn eine der drei ermittelten Spannungen unter eine vom Kunden bestimmte Kurve fällt. Kurvenbestimmung Bis zu 10 Zeit/Spannungspaare sind zur Bestimmung einer netzcodeabhängigen Grenzkurve verfügbar. Spannungsunsymmetrie (ANSI 47) Berechnungsmethode EN 50160: Die Unsymmetrie wird definiert als das Verhältnis von Mitkomponente zu Gegenkomponente. Ermittelte Eingangssignale Die Grundwelle wird aus dem Messsignal herausgefiltert. Stromunsymmetrie (ANSI 46) Die Stromunsymmetrie wird auf die gleiche Weise berechnet wie die Spannungsunsymmetrie. Leistungsqualität - PQM (Power Quality) Überwacht Spannungs- und Stromoberwellen bis zur 50. Oberwelle. Wird ausgelöst, wenn eine der vordefinierten Grenzen überschritten wird. Schutzelemente THD TDD H 2.. H 50 H 2.. H 50 Total Harmonic Distortion Total Demand Distortion Spannungsoberwellen Stromoberwellen 90

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)

6 Grenzwertüberwachung GSP274 - Fortsetzung GSP274 - Grenzwertüberwachung Alarmrelais (ANSI 74) Die Relais rechts am Modul lösen Alarme aus. Anzahl 2 Typ Relaiskontakt Schaltleistung pro Kanal Überlast pro Kanal Wechsler 24 VDC, 48 VDC, 230 VAC 2 A (ohmsche Last) 4 A (ohmsche Last) Synchronisierungs-Prüfrelais (ANSI 25) Die Relais rechts am Modul steuern bis zu zwei Leistungsschalter. Sie werden vom GSP ausgelöst, wenn die Synchronisierungskriterien erfüllt sind. Anzahl 2 Typ Relaiskontakt Schaltleistung pro Kanal Überlast pro Kanal Wechsler 24 VDC, 48 VDC, 230 VAC 2 A (ohmsche Last) 4 A (ohmsche Last) Sequenz Ereignisspeicher - SER Speicherart Größe Ereignisse werden von der zentralen SPS mit einer genauen Zeitreferenz gespeichert. Remanent 1000 Einträge Zeitsynchronisation Die Zeit wird mit der zentralen SPS synchronisiert, die das Precision Time Protocol (PTP) unterstützt. Digitaler Störschreiber - DFR (Digital fault recorder) Es können bis zu 16 Kanäle aufgezeichnet werden. Größe Abtastrate Muster (4 s bei 100 μs) 100 μs Auslösekreis-Überwachung - TCM (Trip circuit monitor) Verfügbares Feedback des Leistungsschalters Das Modul übermittelt alle Informationen über den Auslösekreis zur zentralen SPS. Ein Alarm kann durch eine SPS Anwendung eingestellt werden. 2 91

am Modul steuern bis zu zwei Leistungsschalter. Sie werden vom GSP ausgelöst, wenn die Synchronisierungskriterien erfüllt sind.

7 Moduleigenschaften GSP274 GSP274 - Moduleigenschaften Elektrische Sicherheit Ausführungen IEC/EN Fachgrundnorm IEC/EN Verschmutzungsgrad 2 Überspannungskategorie 3 Schutzklasse 2 Approbationen / Zertifikate CE, UL/cUL, CCC Mittelspannungsrichtlinie Niederspannungsrichtlinie Umgebungsbedingungen Betriebstemperatur Rel. Luftfeuchtigkeit Betrieb Lagertemperatur Rel. Luftfeuchtigkeit Lagerung Ausführungsvarianten GSP274 FGW TR3 VDE AR-N o C % ohne Kondensation o C % ohne Kondensation Netzsynchronisier- und Überwachungsmodul 92

Niederspannungsrichtlinie Umgebungsbedingungen Betriebstemperatur Rel. Luftfeuchtigkeit Betrieb Lagertemperatur Rel.

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