Energiemessgeräte zur Netzqualitätsüberwachung

Transkript

1 Energiemessgeräte zur Netzqualitätsüberwachung

2 Bausteine der sichern Stromversorgung

3 Überblick Messgeräte UMD 96 3U, 3I, Klasse 0.2 ( ), Wirkarbeit 0.5s, 50 harm., Abtastung 6,4kHz, Ethernet, RS485, (M-Bus) UMD 97 3U, 3I, Klasse 0.2 ( ), Wirkarbeit 0.5s, 50 harm., Abtastung 6,4kHz, Speicher 512MB, Ethernet, RS485, Modbus Master, USB UMD 807 3U, 3I, Klasse 0.2 ( ), Wirkarbeit 0.5s, 50 harm., Abtastung 6,4kHz, Speicher 512MB, 2 Analoge in/out, 4 Relais and 4 Digitale Ausgänge, Ethernet, RS485, Modbus Master, USB

4 Überblick Messgeräte UMD Betriebs-/Differenzstromeingänge, Abtastung 6,4kHz, Speicher 512MB, 2 Dig. Eingänge, 1 Dig. Ausgang, Ethernet, RS485 UMD 704 4U, 4I, Klasse 0.2 ( ), Wirkarbeit Kl. 1, 50 harm., Abtastung 6,4kHz, Ethernet, RS485, M-Bus UMD 705 4U, 4I, Klasse 0.2 ( ), Wirkarbeit Kl. 1, 50 harm., Abtastung 6,4kHz, Speicher 512MB, Ethernet, RS485, Modbus Master UMD 706 (Klasse A) 4U, 4I, Klasse 0.1 ( ), Wirkarbeit 0.2S, 128 harm., Abtastung 14,4kHz, Speicher 512MB, interne USV

5 Kommunikationsstruktur

6 Option FW Module Modul PQ S, PQ A ü Ermöglicht PQ Auswertung nach EN ü Wöchentliche Auswertung und Protokollierung der Spannungsereignisse A ü UMD 97, UMD 705, UMD 807E Klasse S ü UMD 706A - Klasse A

7 Option FW Module Module GO - Oszillogramm ü ü ü Erkennung der Wellenformverzerrungen Speicherung der Messwerte im Speicher Programmierbarer pre-trigger, post-trigger Verfügbar in: ü UMD 706, UMD 705 ü UMD 807, UMD

8 UMD 96 - KEY FEATURES ü 3 Spannungs- und Stromeingänge ü 4 Quadrantenmessung, 3-phasiger Energiezähler (kwh,kvarh) ü kontinuierliche Messung mit 6,4 khz ü Klasse Aufzeichnung nach ü Wirkenergie Klasse 0.5s, Blindenergie Klasse 1 ü Modbus RS-485, Ethernet, M-Bus ü 1xDI, 2xDO ü Front Montage 96x96 ü 50. Harmonische U/I

9 UMD 97 - KEY FEATURES ü 3 Spannungs- und Stromeingänge ü 4 Quadrantenmessung, 3-phasiger Energiezähler (kwh,kvarh) ü 512MB Datenlogger, kontinuierliche Messung mit 6,4 khz ü Klasse Aufzeichnung nach für U und I ü Wirkenergie Klasse 0.5s, Blindenergie - Klasse 1 ü RS-485, USB, Ethernet, Gateway ü 1xDI, 2xDO ü Front Montage 96x96 ü FW Modul PQ S EN ü 50. Harmonische U/I

10 UMD KEY FEATURES ü 3 Spannungs- und Stromeingänge ü 4 Quadrantenmessung, 3-phasiger Energiezähler (kwh,kvarh) ü 512MB Datenlogger, kontinuierliche Messung mit 6,4 khz ü Klasse 0.2s - Aufzeichnung nach ü Wirkenergie - Klasse 0.5s, Blindenergie - Klasse 1 ü RS-485, USB, Ethernet, Gateway ü 5xDI, 8xDO, 4xRelais, 2xAI, 2xAO ü Front Montage 144x144 ü FW Modul PQ S EN ü 50. Harmonische U/I

11 UMD KEY FEATURES ü 4 Spannungs- und Stromeingänge 100mA ü 4 Quadrantenmessung, 3-phasiger Energiezähler (kwh,kvarh) ü kontinuierliche Messung mit 6,4 khz ü Klasse 0.2 Aufzeichnung nach U und I ü Wirkenergie - Klasse 1, Blindenergie - Klasse 2 ü Ethernet, RS485 Modbus, M-Bus ü 2xDI, 1xDO ü DIN35 Montage ü50. Harmonische U/I

12 UMD KEY FEATURES ü 4 Spannungs- und Stromeingänge 100mA; X/1//5A ü 4 Quadrantenmessung, 3-phasiger Energiezähler (kwh,kvarh) ü 512MB Datenlogger, kontinuierliche Messung mit 6,4 khz ü Klasse 0.2 Aufzeichnung nach U und I ü Wirkenergie - Klasse 1, Blindenergie - Klasse 2 ü RS485, USB, Ethernet ü 2xDI, 1xDO ü DIN35 Montage ü EN50160 mit PQ A Firmwaremodul ü50. Harmonische U/I

13 UMD 706 Klasse A - KEY FEATURES ü 4 Spannungs- und Stromeingänge 100mA ü 4 Quadrantenmessung, 3-phasiger Energiezähler (kwh,kvarh) ü 512MB Datenlogger, kontinuierliche Messung mit 14.4 khz ü Klasse 0.05 Aufzeichnung nach U und I ü Wirkenergie Klasse 0,2s Blindenergie - Klasse 1 ü RS485, USB, Ethernet ü 2xDI, 1xDO ü DIN35 Montage ü Klasse A mit PQ A Firmwaremodul ü128 Harmonisch U/I

14 UMD 706A - KEY FEATURES ü Netzqualitäts Messsystem für EN50160 Klasse A ü Messung und Aufzeichnung bis zur 128. Harmonische für U und I ü Interharmonische

15 Netzqualität flexibel skalierbar ü Strom Spannung Kl. 0,2 ü FW-Modul PQ S EN50160 S ü Strom Spannung Kl. 0,05 ü FW-Modul PQ A EN50160 Klasse A A

16 CMD68 MID - Energiezähler ü 3-phasig Strom und Spannung im 4-Quadrantenbetrieb ü Arbeit in Klasse B ü Direktmessung 100A oder Stromwandler mit N/1 und N/5A ü Für 400 V Netzen ü MID Konformität ü Eichgültigkeitsdauer: 8 Jahre ü Kommunikation: 2x S0, M-Bus oder Modbus ü Breite 4TE ü Beleuchtetes und großes digitales Display ü komfortable Bedienung über Funktionstasten

17 Differenzstrommessung UMD 701 ü 8 Betriebs-/ Differenzstrom Eingänge ü Fehlerströme Typ A ü 1 Störmeldeausgang ü 2 Digitale Eingänge ü Ethernet, RS485 Modbus

18 Anschlussmöglichkeiten ü z.b. 3p3w, 3p4w, 3p5w ü Speziallösung für ausgewählte Messgeräte ü Schaltungen: 3p2i, 1p3i, 1p4i, 1p8i ü 1p8i (1 U, 8 I) = 8x 1 phasiger Energie Zähler 3p2i 1p3i 1p4i 1p8i

19 Differenzstrommessung UMD 70x ü Stromeingänge../100mA ü Messen, Aufzeichnen und überwachen ü Störmeldeausgang ü verfügbar für UMD704, 705,

20 Zubehör Betriebsstromswandler/Differenzstromwandler ü../1a../5a../100ma

21 Kompensation ü Kompensationen ü Kondensatoren ü Blindleistungsregler UMC2618 bis zu 18 Schaltstufen

22 Software EnVis ü Konfiguration der Messgeräte ü Datenvisualisierung ü Software als Dienst

23 Software EnVis ü Datenvisualisierung ü Reporte ü PQ Bewertung ü Exporte nach xls csv pdf ü Per

24 Software - Netzqualität ü EN ü Automatisch generierte Reporte ü Unter- und Überspannungen

25 Software - Energiemanagement ü Graphen, Trends ü Automatisch generierte Reporte

26 Bausteine der sichern Stromversorgung UMD 706 UMD 701 I1 I2 I

27 RCM - Fehlerstrommessung Schleichende Fehlerströme erkennen! Beispiel: kollabierende Polypropylen- Phasenschieberkondensatoren Durch Überlast oder Übertemperatur kommt es zum Aufschmelzen der PP-Wickel Die auftretende Schmelzmasse führt zu einem hochohmigen Masseschluss Kann durch konventionelle Schutzmaßnahmen (NH-Sicherung) nicht abgeschaltet werden Der kontinuierliche Fehlerstrom führt in der Regel über die Zeit zu einem satten Kurzschluss Zerstörter PP-Blindleistungs-Kompensationskondensator

28 RCM: Hochverfügbarkeit in RZ So schreibt die BITKOM in Ihrem Leitfaden Betriebssichere Rechenzentren wie folgt: In Rechenzentren werden höchste Verfügbarkeitsanforderungen gestellt. Entsprechend ist die Energieversorgung nachhaltig sicherzustellen. Geradezu selbstverständlich ist die Forderung, dass die Stromversorgung des Rechenzentrums selbst und aller Bereiche im gleichen Gebäude, zu denen Datenkabel laufen, als TN-S System ausgeführt sein muss. Unbedingt nötig für den sicheren Betrieb ist eine permanente Selbstüberwachung eines sauberen TN-S Systems (z. B. mit RCMs) und die Aufschaltung der Meldungen an eine ständig besetzte Stelle, z. B. an die Leitzentrale. Die Elektrofachkraft erkennt dann über entsprechende Meldungen den Handlungsbedarf und kann durch gezielte Servicemaßnahmen Schäden vermeiden. Erfüllung des Sicherheitskriteriums RCM-Fehlerstromüberwachung in Datencentern

29 RCM: Wiederkehrende Prüfung nach BGV A3 RCM-Überwachungssysteme schaffen mehr elektrische Sicherheit trotz reduzierter Prüfkosten bei wiederkehrenden Prüfungen wie z.b. der BGV A3 Elektrische Anlagen und Betriebsmittel. Die Betriebssicherheitsverordnung BGV A3 schreibt vor, dass elektrische Anlagen in gewissen Zeiträumen zu überprüfen sind. Da diese Maßnahme sehr aufwändig ist kann die RCM- Messung als kostengünstige Alternative empfohlen werden. Ortsfeste elektrische Anlagen und Betriebsmittel gelten als ständig überwacht, wenn sie kontinuierlich von Elektrofachkräften instand gehalten und durch messtechnische Maßnahmen im Rahmen des Betreibens (z. B. Überwachen des Isolationswiderstandes) geprüft werden. Durch eine kontinuierliche RCM-Messung können Differenzstrom- Überwachungssysteme die geforderte kontinuierliche Prüfung sicherstellen

30 RCM: VDS (Verband der Sachversicherer) Die kostenintensive Messung von Isolationswiderständen kann mit RCM umgangen werden. Für die Isolationsmessung ist eine Abschaltung notwendig und der N muss getrennt werden. Die Prüfschärfe und Umfang kann durch eine kontinuierliche Überwachung reduziert werden. Die Prüffristen und Umfang sind anwendungsbedingt festzulegen. Sprechen Sie mit dem Betreiber und holen Sie falls erforderlich einen Sachverständigen und/oder die Berufsgenossenschaft mit ins Boot!

31 RCM: VDS (Verband der Sachversicherer) Der wesentliche Vorteil der kontinuierlichen Differenzstrommessung ist, dass man die Anlage nicht außer Betrieb zu nehmen braucht. Zudem sind Isolationsfehler häufig sehr frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen können rechtzeitig eingeleitet werden. Ein Paragraph der Sicherheitsvorschriften für elektrische Anlagen bis 1000 Volt: VdS 2046 : (11) 3.2 Erhalten des ordnungsgemäßen Zustandes Um die Sicherheit in elektrischen Anlagen auf Dauer zu gewährleisten, wenn Isolationswiderstandsmessungen aus örtlichen oder betrieblichen Gegebenheiten nicht durchgeführt werden können, müssen Ersatzmaßnahamen getroffen werden. Solche Maßnahmen werden in der Publikation Schutz bei Isolationsfehlern (VdS 2349) beschrieben Eine adäquate Ersatzmaßnahme ist hier die permanente RCM Überwachung!

32 Dezentrale Energieerzeugung: PV Solar 2.5 MW

33 Dezentrale Energieerzeugung: PV Solar 2.5 MW

34 1 VSD Kommutierungseinbrüche: Purus Plastic

35 Folie 34 1 Übersetzung Guido Kutschki;

36 2 VSD Kommutierungseinbrüche: Purus Plastic

37 Folie 35 2 Übersetzung Guido Kutschki;

38 Transienten durch Schaltung von Kompensationsstufen

39 Starke Spannungseinbrüche frühmorgens

40 Spannungseinbrüche durch Vogelkot

41 Flicker in Frankfurter Datacenter

42 Flicker in Frankfurter Datacenter

43 Hoher Strom im Neutralleiter in einem Datencenter THD-I = 40% Der Strom im Neutralleiter ist 105A. Damit ist er so hoch wie in einem Außenleiter. Die Ursache sind dritte Stromoberschwingungen die sich im Neutralleiter addieren.

44 Hoher Strom im Neutralleiter in einem Datencenter

45 Instabiler Spannungsregler

46 Zu hohe Spannungsverzerrung in einem Kaufhaus

47 4-poliger Schaltvorgang NEA

48 Unterspannung durch Einschaltung von Kondensatoren

49 Defekt an einer Steuerung eines 1600A LS

50 Erdschluss Mittelspannung

51 Erdschluss Mittelspannung

52 Schneechaos verursacht Unterspannung mit Folgen