SYNCHROTACT 5 Geräte und Systeme zum Synchronisieren und Parallelschalten von Synchronmaschinen und Netzen

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1 SYNCHROTACT 5 Geräte und Systeme zum Synchronisieren und Parallelschalten von Synchronmaschinen und Netzen

2 Einsatzbereich SYNCHROTACT 5 ist die 5. Generation der von ABB Schweiz AG hergestellten Synchronisiereinrichtungen. SYNCHROTACT Produkte von ABB werden zum automatischen Synchronisieren von Generatoren mit dem Netz und zum Parallelschalten von synchronen Leitungen eingesetzt. Sie sind für den vollautomatischen Betrieb in Doppelkanal- oder Einkanalkonfiguration ausgelegt. Synchronisiereinrichtungen werden in Kraftwerken benötigt, wo ein Generator an das Verbundnetz geschaltet wird, oder in Unterstationen, um zwei synchrone Übertragungsleitungen parallelzuschalten. Leistungsschalter können nur geschlossen werden, wenn die Spannungen auf beiden Seiten des offenen Leistungsschalters synchron sind. Andernfalls kann es zu Störungen im Netz, zur Auslösung des Schalters, zu Beanspruchungen oder in Extremfällen zu Schäden an Generator und Transformator kommen. SYNCHROTACT 5 garantiert eine sichere und zuverlässige Synchronisation, sowohl als Überwachungsgerät für die manuelle Parallelschaltung als auch als unabhängiges, vollautomatisches Synchronisiersystem. Untenstehende Bilder zeigen den Einsatzbereich Bild 1: s Synchronisieren und Parallelschalten von Generatoren mit dem Netz Bild 2: s Parallelschalten von synchronen und asynchronen Leitungen und Stromschienen Bild 3: Überwachen der automatischen oder manuellen Parallelschaltung () von synchronen Leitungen, Generatoren und spannungsfreien Leitungen (Dead Bus) CB U1 SYNCHROTACT 5 Command CB U1 SYNCHROTACT 5 Command CB U1 SYNCHROTACT 5 CHK RELEASE U2 U2 U2 U+ U- f+ f- G AVR TR G Legende: U1 Netzwerk- / Schienenspannung TR Drehzahlregler U2 Generatorspannung Command Parallelschaltbefehl CB Leistungsschalter U+, U- Spannungs-Einstellbefehle G Generator f+, f- Frequenz-Einstellbefehle AVR r Spannungsregler CHK RELEASE Freigabe des Parallelschaltbefehl 02 Einsatzbereich Synchrotact 5

3 Sicherheit und Verfügbarkeit Das flexible Design von SYNCHROTACT 5 erlaubt die Maximierung von Sicherheit und Verfügbarkeit für verschiedene Konfigurationen. Definition Beim Synchronisieren bedeutet der Begriff Doppelkanal, daß die Ausgangskontakte zweier Kanäle in Serie geschaltet sind, sodaß ein möglicher Schließbefehl des einen Kanals zum falschen Zeitpunkt durch den anderen Kanal verhindert wird. Diese Konfiguration erhöht die Betriebssicherheit der Anlage. Der Begriff Redundanz wird für zwei parallelgeschaltete Systeme verwendet. Bei Ausfall eines Systems kann das andere die Funktion ausführen. Diese Konfiguration erhöht die Verfügbarkeit der Anlage. Höchste Sicherheit bei automatischem und manuellem Betrieb Beim Synchronisieren hat die Sicherheit des Generators und des Netzes höchste Priorität. Das sichere automatische Synchronisieren wird mittels Doppelkanalsystem mit unabhängigen, hardware- und softwaremäßig verschieden aufgebauten Kanälen gewährleistet (siehe Bild 4). Der erste Kanal übernimmt die automatische Synchronisierfunktion, der zweite die Überwachung () des ersten Kanals. Hardware und Software jedes Kanals sind durch jeweils andere Entwicklungs-Ingenieure unter Verwendung verschiedener Mikroprozessoren realisiert worden. Dies verhindert die negativen Folgen von systematischen Fehlern. sich in Serie mit dem Handparallelschalter befindet (siehe Bild 5). Ein automatisches Synchronisiergerät kann auch als zum manuellen Synchronisieren eingesetzt werden. Volle Verfügbarkeit Zur Gewährleistung einer hohen Verfügbarkeit bietet die SYNCHROTACT 5-Familie verschiedene redundante Konfigurationen, siehe Bilder 6, 7 und 8. Damit wird ohne Verlust von Sicherheit eine maximale Verfügbarkeit erreicht. Die automatischen Einkanal- und Doppelkanalsysteme, das redundante Doppelkanalsystem einschließlich der Verdrahtung der Kanäle untereinander sowie die beiden sind jeweils in einem Gehäuse lieferbar. Bild 6: Doppelkanalsystem bestehend aus Synchronisiergerät mit parallelem Handparallelschalter und gemeinsamem SYN 5201 SYN 5100 / 5200 Bild 7: Doppelkanalige Hauptsynchronisierung mit Bypass- bestehend aus Handparallelschalter und Das sichere manuelle Synchronisieren ist durch eine Überwachungseinrichtung () gewährleistet, die SYN 5202 Bild 4: Doppelkanalsystem bestehend aus automatischem Synchronisiergerät und in Serie SYN 5100 / 5200 SYN 5202 Bild 8: Zwei automatische Doppelkanalsysteme für höchste Sicherheit und maximale Verfügbarkeit Bild 5: Handsynchronisierschalter und in Serie SYN 5100 / 5200 SYN 5302 Synchrotact 5 Sicherheit und Verfügbarkeit 03

4 Funktionalität und Gerätetypen Beim SYNCHROTACT 5 kommen Hardware und Software in neuester Technologie sowie eine grundlegend verbesserte Inbetriebsetzungs- und Service-Software zum Einsatz. Besondere Merkmale Bis zu sieben Parametersätze für sieben verschiedene Parallelschaltstellen sind in einem Gerät abgelegt Digitale Eingänge und Ausgänge sind frei konfigurierbar Für den Betrieb mit den Nennfrequenzen 50 Hz, 60 Hz und 16 ²/³ Hz ausgelegt Für den Ersatz älterer SYNCHROTACT-Systeme oder für Synchronisiergeräte anderer Hersteller geeignet Niedrige Projektierungskosten Es sind weniger separate Relais notwendig, da die Gerätekontakte sehr leistungsfähig ausgelegt und die Eingänge und Ausgänge untereinander galvanisch getrennt sind Für die gängigen Hilfsspannungen ist kein separates Netzteil erforderlich Für den einfachen Anschluß mehrerer Parallelschaltstellen steht ein Hilfsgerät (SYN 5500) zur Verfügung Ein Großteil der Verdrahtung entfällt durch Einbindung in ein Busleitsystem (IEC 61850, MODBUS, Profibus u.a.) Schnelle Inbetriebsetzung Eine komfortable PC-Software namens SynView unterstützt die einfache und schnelle Inbetriebsetzung Das SynView-Programm gibt Einstellvorschläge: Minimal-, Maximal- und Standardwert für jeden Parameter In der Gerätesoftware sind intelligente Testfunktionen implementiert, welche in Wechselwirkung mit dem Leistungsschalter, dem Spannungsregler und dem Drehzahlregler die anlagenabhängigen Parameterwerte ermitteln Auch ohne PC ist die Inbetriebsetzung des SYNCHROTACT 5 mittels der Tasten und Anzeigen an der Gehäusefront bequem möglich Bild 9: Die Geräte der SYNCHROTACT 5-Familie SYN 5200 / SYN 5201 / SYN 5202 (oben links); SYN 5100 (oben rechts); SYN 5302 (unten) 04 Funktionalität und Gerätetypen Synchrotact 5

5 Einfache Integration in übergeordnetes Leitsystem, IEC inklusive SYNCHROTACT 5 kann sehr einfach in ein modernes Busleitsystem integriert werden. Die Kommunikations schnitt stelle unterstützt IEC und die Protokolle MODBUS RTU, Profibus DP oder LON-Bus. Dabei bleibt das Synchronisiergerät als sicherheits relevante Komponente ein eigenständiger und geschützter Baustein in der Anlage. Reisekosten sparen Eine weitere Schnittstelle ist für Fernwartung vorgesehen. SYNCHROTACT 5 bekommt in diesem Fall eine eigene IP-Adresse, die Kommunikation erfolgt über eine Ethernet- Schnittstelle mit TCP/IP-Protokoll. Mit der PC-Software SynView kann man dann über das Internet direkt auf das Gerät zugreifen. Dieser Zugriff wird auf der Rückseite des Geräts ein- und ausgeschaltet. Typ SYN 5100 SYN 5200 SYN 5201 SYN 5202 SYN 5302 SYN 5500 Beschreibung Einfacher mit erweiterter Funktionalität s Einkanal-Synchronisiergerät mit Frequenzund Spannungsverstellung s Doppelkanal-Synchronisiersystem mit in Serie als zweiten Kanal Redundantes automatisches Doppelkanal- Synchronisiersystem Hilfsgerät für die Aufschaltung von verschiedenen Parallelschaltstellen Bild 10: Die konventionellen Verbindungen erfolgen über Steckkontakt-Leisten. Bei Verwendung der Kommunikationsschnittstelle entfallen diese weitgehend, da die Signale über den 9-poligen Sub-D Anschluss unten links geführt werden. Der Anschluss ans Ethernet für die Fernwartung erfolgt über die RJ45-Buchse. Bild 11: Hilfsgerät SYN 5500 (für Hutschienen-Montage) Synchrotact 5 Funktionalität und Gerätetypen 05

6 SynView-Software SynView dient zum einfachen und schnellen Inbetriebsetzen von SYNCHROTACT 5-Systemen. Als Sprache für SynView, das unter Microsoft Windows 95, 98, 2000, NT oder XP läuft, kann Deutsch, Englisch oder Französisch gewählt werden. Das Programm kann auch während dem Betrieb eingesetzt werden, z.b. um die Istwerte anzuzeigen und dadurch den Synchronisierprozess verfolgen zu können. Die Hauptfunktionen des SynView-Programms: Einstellen von Parametern mit Hilfe einer übersichtlichen und bedienerfreundlichen Benutzeroberfläche Anzeige von Istwerten, z.b. Synchronoskop, Anzeige von Spannung und Frequenz Transientenrecorder-Funktion zeigt die aufgezeichneten Daten. Damit entfällt der Einsatz eines separaten Recorders für die Inbetriebsetzung Ereignis- und Fehlerspeicher registriert die letzten 256 Ereignisse in Klartext mit Zeitstempel Bild 12: SynView Tools (von links nach rechts): Parameter-Tool Transientenrecorder-Tool Ereignisspeicher-Tool Istwert-Tool 06 SynView-Software Synchrotact 5

7 Technische Daten Hilfsspannung Nennspannungsbereiche 24 bis 250 V DC 100 bis 230 V AC Zulässiger Spannungsbereich 0,8 bis 1,2 U n Maximale Leistungsaufnahme (SYN 5302) 25 W / 35 VA Meßeingänge U1, U2 Nennspannungsbereich 50 bis 130 V AC Zulässiger Spannungsbereich 0 bis 1,3 U n Nennfrequenzen 16 ²/ ³ / 50 / 60 Hz Digitaleingänge Nennspannungen 24 bis 48 V DC Stromaufnahme 6 bis 8 ma Parallelschaltrelais Maximale Schaltspannung 250 V AC / DC Maximaler Strom, dauernd 6 A AC / DC Maximale Schaltleistung DC/AC EIN 1500 W / VA Maximale Schaltleistung DC/AC AUS 150 W / 1500 VA Verstellbefehls-, Steuer-, Signalisier-Relais Maximale Schaltspannung 250 V AC/DC Maximaler Strom, dauernd 1,5 A AC/DC Maximale Schaltleistung DC/AC EIN/AUS 50 W / VA Serielle Schnittstelle für Anschluß PC-Software SynView Ethernet Meßbereiche Spannung U1, U2 0 bis 1,3 U n Phasendifferenzwinkel α 179 bis +180 DEG Frequenz 10 bis 100 Hz Schlupf s 0 bis 50% Beschleunigung ds/dt 0 bis 10%/s Parallelschaltzeit t EIN 0 bis 1 s Isolationsfestigkeit Wechselspannung IEC kv Stoßspannung IEC kv Schutzgrad gemäß IEC Frontseite IP 54 Rückseite IP 50 Temperaturbereiche Transport/Lagerung 10 bis +85 C Betrieb (Funktionssicherheit) +5 bis +70 C Betrieb (Einhalten der technischen Daten) +5 bis +55 C Mechanische Festigkeit Schwingen IEC bis 150 Hz Klasse 2 Funktionsfähigkeit 1 g Dauerbeanspruchung 2 g Schocken IEC Klasse 2 Funktionsfähigkeit 10 g Widerstandsfähigkeit 30 g Dauerbeanspruchung 20 g Erdbebentest IEC Methode A 5 g in jeder Achse Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) Störaussendung, CISPR 22 Klasse B leitungsgebunden Störaussendung, Strahlung CISPR 11 Klasse A Gruppe 1 Elektrostatische Entladungen IEC Kontakt: 8 kv Luft: 15 kv Elektromagnetische Felder IEC ,15 bis 80 MHz 10 V, 80% AM IEC bis 1000 MHz 10 V/m, 80% AM und PM / 900 MHz Schnelle Transienten IEC ±4 kv Stoßspannung IEC ±1 kv / ±2 kv Spannungseinbrüche IEC AC: 30%: 10 ms 60%: 100 ms / 1000 ms > 95%: 5000 ms 1 MHz-Störgrößen IEC ,5 kv common mode und differential mode CE-Konformität NS-Richtlinie 73/23/ECC EN EMV-Richtlinie 89/336/ECC IEC IEC Konstruktionsdaten SYN 5100 Aufbaugehäuse mit Schnappvorrichtung für Hutschiene Einbaulage Horizontal Gehäusegröße B H T mm Gewicht 0,3 kg SYN 5200, SYN 5201, SYN 5202 Einbaugehäuse Einbaulage Horizontal Fronttafelausschnitt B H mm Gehäusegröße B H T mm Frontrahmen B H mm Gewicht 4.0 kg SYN 5302 Einbaugehäuse Einbaulage Horizontal Fronttafelausschnitt B H mm Gehäusegröße B H T mm Frontrahmen B H mm Gewicht 8,0 kg SYN 5500 Aufbaugehäuse mit Schnappvorrichtung für Hutschiene Gehäusegröße B H T mm Gewicht 1,4 kg Synchrotact 5 Technische Daten 07

8 Kontakt ABB Schweiz AG Statische Erregungssysteme, Spannungsregler und Synchronisiergeräte CH-5300 Turgi / Schweiz Telefon: +41 (0) Fax: +41 (0) pes@ch.abb.com Copyright ABB. Alle Rechte vorbehalten. Im Rahmen der Entwicklung behalten wir uns technische Änderungen vor. 3BHT R0303 Gedruckt in der Schweiz, 2010