Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531

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1 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 Schutztechnik Katalog LSA Juli 1997

2 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Schutztechnik Merkmale 2 Seite Beschreibung 3bis6 Abzweigsteuerbilder 7 und 8 Funktionen 9bis15 Anwendungsbeispiele 16 bis 19 Technische Daten 20 bis 23 Auswahl- und Bestelldaten 24 Schaltplan 25 Maßbilder 26 Katalogverzeichnis 27 Vertriebsregionen und Vertretungen 28 Verkaufs- und Lieferbedingungen Katalog LSA Juli 1997 Ungültig: Katalog LSA Siemens AG 1997 Siemens LSA Juli

3 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Merkmale Überwachung Betriebsmeßwerte I, U, P, Q, Θ, f Energiezählwerte Wp, Wq Grenzwerte P >, Q >, cos ϕ< Betriebsstundenzähler. Zusatzfunktionen Auslösekreisüberwachung Parametersatzumschaltung Anwenderdefinierbare Kennlinien für Überstromzeitschutz, gerichteten Überstromzeitschutz und Erdschlußrichtungserfassung Probe-AUS und Probe AUS-EIN-Zyklen Fehlerauswertung 8 Störfallprotokolle 7 Störschriebe. LSA2009.tif ANSI IEC U<<, t ; U<, t P>; Q> I< I 2>>, t ; I 2>, t I>> 50N I E>> 51 Kommunikation VDEW-Schnittstelle zur LSA PC mit DIGSI Via Modem. Hardware Hilfsspannungen DC 24/48/60/110/125/ 220/250 V Lokale Bedienung Grafikdisplay Analogeingänge 5 Stromwandler 3 Spannungswandler Digitale Ein/Ausgänge 11 Binäreingaben 5 Melderelais 4 Kommandorelais. Drehfeldüberwachung Anlaufzeitüberwachung ϑ>nach IEC I>>, t ; I>, t ; I p Bild 1 Digitaler Überstromzeitschutz 7SJ531 im Einbaugehäuse ANSI IEC 51N I E>>, t ; I E>, t ; I Ep 51BF LS I>, t N cos ϕ< U>, t U 0>, t I EE>>, t ; I EE>, t I ger.>>, t ; I ger.>, t Automatische Wiedereinschaltung Leitungsschutz Überstromzeitschutz für Phasen und Erde, wahlweise unabhängig (UMZ) und / oder abhängig (AMZ, IEC ANSI) Rückwärtige Verriegelung Überlastschutz nach IEC Unterspannungs- und Überspannungsschutz Automatische Wiedereinschaltung Wattmetrische Erdschlußrichtungsbestimmung Schalterversagerschutz Gerichteter Überstromzeitschutz Richtungsvergleichsschutz Schieflastschutz Fehlerorter Hand-Ein-Erkennung. Motorschutz Kurzschlußschutz Ständerüberlastschutz mit 2 Zeitkonstanten Anlaufzeitüberwachung Wiedereinschaltsperre Schieflastschutz Unterstromerkennung. Trafoschutz Überstromzeitschutz Überlastschutz (IEC 255-8) Schieflastschutz. Steuerung 1 Schaltgerät über ein integriertes Bedienfeld, zwei Binäreingänge, DIGSI oder LSA Bis zu fünf Schaltelementewerdenaufdem Grafikdisplay dargestellt 22 Abzweigsteuerbilder für Einfach- und Doppelsammelschiene zur Anpassung an das Schaltfeld Vorort-Fern-Umschaltung. Wiedereinschaltsperre Auslösekreisüberwachung 2 Siemens LSA Juli 1997

4 Beschreibung LSA2010.tif LSA2011.tif Bild 2 Vorderansicht im Aufbaugehäuse Rückansicht im Einbaugehäuse Anwendungsbereich Das 7SJ531 ist ein digital arbeitendes kombiniertes Schutz-, Steuer- und Überwachungsgerät. Als Leitungsschutz wird es für Mittelspannungsnetze mit geerdeter, niederohmig geerdeter, isolierteroderkompensiertersternpunktausführung eingesetzt. Es eignet sich für einseitig gespeiste Radialnetze oder offen betriebene Ringe ebenso wie für zweiseitig gespeiste Leitungen oder geschlossene Ringe. Als Motorschutz ist das 7SJ531 für Asynchronmaschinen aller Größen geeignet, und als Reserveschutz wird es bei Vergleichsschutzeinrichtungen wie Leitungs-, Transformator-, sowie Generatordifferentialschutz mit Vorteil angewandt. Die integrierte Steuerfunktion ermöglicht die Steuerung eines Schaltgerätes über das integrierte Bedienfeld, zwei Binäreingängen, DIGSI oder LSA. Es werden Schaltanlagen mit Einfach- und Doppelsammelschiene, welche ein zu steuerndes Schaltgerät besitzen, unterstützt. Aufbau Das Gerät enthält in kompakter Bauform alle Komponenten für Meßwerterfassung und numerische Auswertung Bedienfeld und Grafikdisplay mit Abzweigsteuerbild Melde- und Befehlsausgaben Binäreingaben Serielle Schnittstellen zur Parametrierung und Anbindung an eine Leittechnik Hilfsspannungsumrichter. Es sind zwei Gehäusevarianten lieferbar. Die Variante für Schalttafel- bzw. Schrankeinbau hat rückseitig angeordnete Anschlußelemente. Die Ausführung für Schalttafelaufbau ist mit von oben und unten zugänglichen Doppelstockklemmen ausgestattet. Permanente Selbstüberwachung Hard- und Software werden ständig überwacht und Unregelmäßigkeiten sofort erkannt und gemeldet. Damit wird eine sehr hohe Sicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit erreicht. Verbessertes Meßverfahren Durch den Einsatz eines leistungsfähigen Mikrocontrollers und die Anwendung digitaler Meßwertaufbereitung und -verarbeitung wird der Einfluß von höherfrequenten Ausgleichsvorgängen und transienten Gleichstromkomponenten weitgehend unterdrückt. Werden UMZ-Charakteristiken verwendet, erfolgt das Meßverfahren durch Bewertung der Grundwelle. Bei Auswahl von AMZ-Charakteristiken kann zwischen einer Effektivwert- oder der Grundwellenberechnung gewählt werden. Zuverlässige Batterieüberwachung Die mitgelieferte Batterie ist für die Pufferung der Uhrzeit, der Betriebs-, Störfallmeldungen und des Störschriebes bei Versorgungsspannungsausfall verantwortlich. Ihre Funktion wird vom Prozessor in regelmäßigen Abständen überprüft. Läßt die Leistungsfähigkeit der Batterie nach, wird eine Alarmmeldung erzeugt. Ein turnusmäßiger, prophylaktischer Austausch entfällt somit. Siemens LSA Juli

5 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Beschreibung Serielle Schnittstellen (siehe Bild 3) Das Gerät ist mit zwei seriellen Schnittstellen ausgerüstet. Die Bedienschnittstelle ist frontseitig für die Ankopplung eines windowsfähigen PCs geeignet. Das Bedienprogramm DIGSI unter der DOS- Betriebssystemerweiterung WINDOWS steht für die komfortable und übersichtliche Einstellung, Störfall- und Störschriebauswertung sowie Inbetriebsetzung zur Verfügung. Die Systemschnittstelle ist als 820-nm-Lichtwellenleiterschnittstelle für die Ankopplung an das Schaltanlagensystem LSA 678 oder ein Schutzdatenzentralgerät verfügbar (Protokoll nach VDEW/ZVEI - Empfehlung). Auch an die Systemschnittstelle kann der Bediener mit DIGSI angeschlossen sein. Dies ist z.b. dann sinnvoll, wenn man alle Geräte einer Anlage über einen Sternkoppler an einen PC anschließen möchte, um diese von zentraler Stelle zu bedienen. Das bedeutet Steuern, Parametrieren, Auslesen von Meldungen und Störschrieben in einem. Ein Schutzgerät 7SJ531 kann entwederdirektaneinenpc angeschlossen werden, oder es sind bis zu 255 Geräte einer Anlage über einen Sternkoppler ansprechbar. Wird dem Sternkoppler ein Modem vorgeschaltet, so kann über eine Telefonleitung auf die Geräte zugegriffen werden. Bild 3 Schutzgerätebedienung mit DIGSI Bild 4 Parametereinstellung mit DIGSI Sternkoppler Schutzgerät 1 7SJ531 Schutzgerät 2 7SJ531 Schutzgerät 255 7SJ531 LSA2012.tif Komfortable Einstellung (siehe Bild 4) Mit Hilfe des integrierten Bedienfeldes und dem Grafikdisplay lassen sich menügeführt über Kennziffernanwahl oder über Eingabe von Direktadressen die einzelnen Parameter einstellen. Das PC-Programm DIGSI ermöglicht die Projektierung und Einstellung des 7SJ531 vorab im Rechner. Die gespeicherten Daten lassen sich über eine der Schnittstellen in das Schutzgerät einspielen. Sie werden in nichtflüchtige Speicher geschrieben, so daß auch bei Ausfall der Versorgungsspannung die Einstellwerte gesichert sind. Bild 5 Störschrieb bestehend aus Analog- und Binärspuren LSA2013.tif 4 Siemens LSA Juli 1997

6 Störschreibung bis zu 5Sekunden(siehe Bild 5) Die digitalisierten Werte von Phasenströmen, Erdstrom, Leiter- und Nullspannung werden in einem Störschrieb abgespeichert, welcher wahlweise bei einer Anregung oder erst mit erfolgtem Aus-Kommando angelegt werden kann. Weiterhin kann ein Störschrieb über einen Binäreingang gestartet werden, um einen Störfall aufzuzeichnen, wenn ein externes Schutzgerät ausgelöst hat. Des weiteren kann zu Testzwecken auch über die integrierte Tastatur bzw. über DIGSI ein Störschrieb gestartet werden. Die aufgezeichneten Meßwerte können auf einen PC übertragen und dort komfortabel ausgewertet werden. Treten Störungen mit einer Gesamtdauer von mehr als 5 Sekunden auf, wird der jeweils älteste Störschrieb überschrieben. Meldungen mit Zeitstempel Das 7SJ531 liefert ausführliche Daten zur Analyse von Störfällen sowie zur Kontrolle von Zuständen im Betrieb. Alle nachfolgend aufgelisteten Meldungen sind gegen Versorgungsspannungsausfall gesichert. Uhrzeit Es ist standardmäßig eine batteriegepufferte Uhr verfügbar, die über Binäreingang oder Systemschnittstelle synchronisierbar ist. Allen MeldungenwerdenDatum und Uhrzeit zugeordnet. Störfallmeldungen Es werden immer die letzten acht Störfälle im Gerät gespeichert. Die Störfallmeldungen haben eine zeitliche Auflösung von 1 ms. Betriebsmeldungen Alle Meldungen, die nicht unmittelbar zum Störfall gehören (z.b. Bedien- oder Schalthandlungen), werden im Betriebsmeldepuffer gespeichert. Die zeitliche Auflösung beträgt 1 ms, Speichergröße: 60 Meldungen. Modembetrieb DIGSI bietet die Möglichkeit, über Modem und eine Telefonleitung auf das Schutzgerät zuzugreifen. Befindet sich ein Sternkoppler in der Anlage, können - bequem vom Büroplatz aus - Betriebs- und Störfallprotokolle, Störschriebe sowie Betriebsmeßwerte aller Schutzgeräte einer Anlage ausgelesen werden. Mit einer Modemkarte in einem Notebook kann dies sogar von jedem beliebigen Telefonanschluß aus geschehen. Frei belegbare Ein- und Ausgaben Die nicht zur Stellungsrückmeldung benötigten Binäreingänge, die Ausgaberelais sowie die Leuchtdioden sind anwenderspezifisch und voneinander unabhängig frei mit Meldungen belegbar. Bis zu 20 Meldungen können auf einen Ausgang, bis zu 10 Meldungen auf einen Eingang gelegt werden. Jeder Eingang ist einstellbar, ob er mit oder ohne Spannung aktiv sein soll. Vielseitiges Grafikdisplay Im regulären Betriebszustand zeigt das auf den Abzweig angepaßte Schaltbild die Stellung des Leistungsschalters sowie der übrigen Schaltgeräte an. Eine Balkenanzeige unter dem Abzweigbild stellt den aktuellen maximalen Leiterstrom dar und gibt somit Auskunft über die Auslastung des Abzweiges. Durch einfachen Tastendruck lassen sich bis zu 10 vorher frei festlegbare Betriebsmeßwerte anzeigen, beispielsweise gleichzeitig die Leiterströme, Wirk- und Blindleistung sowie die aktuellen Zählwerte für Wirk- und Blindarbeit. Im Störfall lassen sich spontan Informationen wie z.b. angeregte Phasen, Stufen bzw. Schutzfunktionen, die ausgelöst haben, oder die Anregedauer anzeigen. Darüber hinaus sind in den einzelnen Menüpunkten Betriebsmeldungen, Störfallprotokolle und alle nachfolgend genannten Betriebsmeßwerte abrufbar. Betriebsmeßwerte Unter dem Menüpunkt Betriebsmeßwerte werden folgende Größen angezeigt: Ströme I L1, I L2, I L3, I E, I EE Spannungen U L1, U L2, U L3, U 0, U 12, U 23, U 31 Leistungen P, Q Leistungsfaktor cos ϕ Energiezählung für bezogene und rückgespeiste Energie W p+, W p-,w q+, W q- Frequenz f Temperatur Θ. Grenzwertüberwachungen Leistungen P>, Q> Leistungsfaktor cos ϕ< Ströme I L1>, I L2>, I L3>, I E>,I<. Fernbedienbare Parametersatzumschaltung Über Binäreingänge, DIGSI, LSA oder das integrierte Bedienfeld kann zwischen 2 verschiedenen Einstellparametersätzen umgeschaltet werden. Bei Änderung der Netzkonfiguration durch Schalthandlungen besteht somit die Möglichkeit der gleichzeitigen Anpassung der Schutzgeräteeinstellung. Anwenderdefinierbare Kennlinien Anstelle der vordefinierten AMZ-Kennlinien nach IEC oder ANSI können Auslösekennlinien selbst definiert werden. Hierzu stehen bis zu 20 Strom- Zeit-Wertepaare zur Verfügung, die in einem weiten Bereich gewählt werden können und die eine sehr feine Abstufung ermöglichen. Da zwischen den Stützstellen linear interpoliert wird, werden in der Regel allerdings nur wenige Punkte benötigt, was eine Eingabe sehr leicht macht. GetrennteKennlinienstehenfür die Phasenüberstromstufe, die Erdüberstromstufe, die gerichteten Überstromstufen für Phase und Erde sowie für eine der empfindlichen Erdfehlerstufen zur Verfügung. Leistungsschalterprüfung als Inbetriebnahmehilfe Zur Prüfung der Auslösekreise kann der Leistungsschalter über das 7SJ531 betätigt werden. Es kann entweder ein AUS-Kommando oder ein AUS- EIN-Zyklus ausgegeben werden. Siemens LSA Juli

7 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Beschreibung Auslösekreisüberwachung Ein oder zwei Binäreingänge können für die Überwachung der Leistungsschalterspule einschließlich ihrer Zuleitungen eingesetzt werden. Eine Alarmmeldung wird erzeugt, wenn eine Unterbrechung des Kreises auftritt. L + 7SJ531 oder beliebiges Schutzrelais KR U ST 7SJ531 BE 1 Auslösekreis gestört Steuerung (siehe Bilder 7) Das 7SJ531 eignet sich zum Einsatz in Mittelspannungsschaltfeldern mit Einfach- oder Doppelsammelschiene, welche ein zu steuerndes Schaltelement (Leistungsschalter oder Lasttrennschalter) haben. Zur Anpassung des Gerätes an das vorhandene Schaltfeld stehen 22 hinterlegte Abzweigsteuerbilder zur Verfügung. Sie werden auf dem integrierten Grafikdisplay visualisiert. Die Stellungen der einzelnen Trenner bzw. des Schalters werden den Schalterhilfskontakten entnommen und über je zwei Binäreingänge dem 7SJ531 mitgeteilt. Somit ist es möglich, neben den definierten Zuständen EIN und AUS eine Stör- oder Zwischenstellung zu erkennen und anzuzeigen. Das 7SJ531 ermöglicht die Erfassung von bis zu fünf Schaltgeräten. Davon ist der Leistungsschalter über das integrierte Bedienfeld (codewortgeschützt), über 2 Binäreingänge, DIGSI oder LSA (serielle Schnittstelle) steuerbar. Zur Auswahl der Schaltberechtigung existiert ein Parameter Schalthoheit, über den Steuerbefehlsquellen wahlweise freigegeben werden können. Die Stellungen VORORT, FERN, VORORT und FERN und GESPERRT gewähren alle Kombinationen der Schaltberechtigung. Neben dieser festen Zuordnung der Schalthoheit läßt sich eine Umschaltung von FERN auf VORORT mittels Binäreingang realisieren. Jede Schalthandlung und Schalterstellungsänderung wird im Betriebsmeldespeicher (Speicher für max. 80 Meldungen) protokolliert, wobei sich die Notation an die der LSA anlehnt. Es werden Befehlsquelle, Schaltgerät, Verursachung, d.h. spontane Änderung oder Befehl, und Ergebnis einer Schalthandlung festgehalten. LS L EIN HiKo1 LSS AUS HiKo2 Prinzip der Auslösekreisüberwachung mit einer Binäreingabe LS L + 7SJ531 oder beliebiges Schutzrelais L KR EIN U ST HiKo1 LSS AUS HiKo2 Prinzip der Auslösekreisüberwachung mit zwei Binäreingaben R KR Kommandorelais des 7SJ531 oder eines anderen Schutzgerätes BE Binäreingaben des 7SJ531 LSS Leistungsschalterspule HiKo Leistungsschalterhilfskontakte R Ersatzwiderstand anstelle BE2 U St Steuerspannung Der Leistungsschalter ist im geschlossenen Zustand gezeichnet 7SJ531 BE 1 BE 2 Auslösekreis gestört KR Kommandorelais des 7SJ531 oder eines anderen Schutzgerätes BE Binäreingaben des 7SJ531 LSS Leistungsschalterspule HiKo Leistungsschalterhilfskontakte U St Steuerspannung Der Leistungsschalter ist im geschlossenen Zustand gezeichnet Bild 6 6 Siemens LSA Juli 1997

8 Abzweigsteuerbilder Leistungsschalterfeld Leistungsschalterfeld mit Sammelschienenerdung Q8/5,6 Q15/7,8 Q8/5,6 Leistungsschalterfeld mit Messung und Messungserdung Lasttrennschalterfeld Q6/9,10 Q5/7,8 Q8/5,6 Q01/3,4 Q8/5,6 Lasttrennschalterfeld und Sammelschienenerdung Leistungsschalterfeld an Doppelsammelschiene Q15/7,8 Q01/3,4 Q8/5,6 Q2/7,8 Q8/5,6 Leistungsschalterfeld an Doppelsammelschiene Legende Q.. Schaltelemente I.,. Binäreingänge Q2/7,8 Q8/5,6 Einschubfeld mit Abgangserdung Einschubfeld mit Abgangserdung und Sammelschienenerdung Q8/5,6 Q15/7,8 Q8/5,6 Einschubfeld ohne Abgangserdung Einschubfeld ohne Abgangserdung mit Sammelschienenerdung Q15/7,8 Bild 7 Siemens LSA Juli

9 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Abzweigsteuerbilder Trennschalterfeld Trennschalterfeld mit Sammelschienenerdung Q8/5,6 Q15/7,8 Q8/5,6 Trennschalterfeld mit Messung und Messungserdung Legende Q.. Schaltelemente I.,. Binäreingänge Q6/9,10 Q5/7,8 Q8/5,6 Längskupplung mit Arbeitserdung Längskupplung ohne Arbeitserdung, links Q15/7,8 Q10/5,6 Q16/9,10 Längskupplung ohne Arbeitserdung, rechts Längskupplung ohne Arbeitserdung mit Messung, links Q6/5,6 Längskupplung ohne Arbeitserdung mit Messung, rechts Längskupplung mit Arbeitserdung, links Q6/5,6 Q01/3,4 Q15/7,8 Längskupplung mit Sammelschienenerdung und Spannungswandler, Typ 1 Längskupplung mit Sammelschienenerdung und Spannungswandler, Typ 2 Q15/7,8 Q6/5,6 Q15/7,8 Q6/5,6 Bild 7 (Fortsetzung) 8 Siemens LSA Juli 1997

10 Funktionen Überstromzeitschutz (ANSI 50, 50N, 51, 51N) Die Funktion beruht auf der phasenselektiven Messung der drei Leiterströme und des Erdstromes (4 Wandler). Neben der Überstromstufe existiert sowohl für die Phasen alsauchfürdieerdeeine Hochstromstufe. Letztere hat immer eine stromunabhängige Charakteristik (UMZ). Die Überstromstufen können wahlweise stromabhängig oder unabhängig eingestellt werden. Für jede Stufe sind die Stromschwelle und die Verzögerungszeit (UMZ) bzw. die Auslösezeit (AMZ) in einem weiten Bereich einstellbar. Beim abhängigen Überstromzeitschutz stehen folgende Auslösecharakteristiken zur Verfügung: Auslösezeitkennlinien des stromabhängigen Überstromzeitschutzes nach IEC bzw. BS 142 ç Bild 8 Normal abhängig (inverse) è Bild 9 Stark abhängig (very inverse) t = 014, Tp 002, II 1 b p g t = 13, 5 Tp II p 1 b g AMZ-Kennlinien nach IEC bzw. BS 142 normal abhängig (inverse) stark abhängig (very inverse) extrem abhängig (extremely inverse) langzeitabhängig (long inverse) t = Auslösezeit in s I = gemessener Strom I p = parametrierbarer Schwellenwert 0,1 bis 4 I/I N T p = Zeitmultiplikator Hinweis für die Bilder 8 bis 11: Geltungsbereich für I/I p von 1,1 bis 20 ç Bild 10 Extrem abhängig (extremely inverse) è Bild 11 Langzeitabhängig (long inverse) t = 80 Tp 2 II p 1 b g t = 120 Tp II p 1 b g Siemens LSA Juli

11 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Funktionen AMZ-Kennlinien nach ANSI/ IEEE inverse (normal abhängig) short inverse (kurz abhängig) long inverse (lang abhängig) moderately inverse (mäßig abhängig) very inverse (stark abhängig) extremely inverse (extrem abhängig) definite inverse (gleichmäßig abhängig) I squared T (quadratisch abhängig) ç Bild 12 Inverse (normal abhängig) è Bild 13 Short inverse (kurz abhängig) t = F HG b I K 8, , J D II, p 1 g t = F HGb I K 02663, + 0, J D II, p 1 g t I I p D = Auslösezeit in s = gemessener Strom = parametrierbarer Schwellenwert 0,1 bis 4 I/I N = Zeitmultiplikator Hinweis für die Bilder 12 bis 19: Geltungsbereich für I/I p von 1,1 bis 20 ç Bild 14 Long inverse (lang abhängig) è Bild 15 Moderately inverse (mäßig abhängig) t = F HGb I K 5, , J D II p 1 g t = F HGb I K 00103, , J D 002, II 1 p g 10 Siemens LSA Juli 1997

12 ç Bild 16 Very inverse (stark abhängig) è Bild 17 Extremely inverse (extrem abhängig) Schutz bei Zuschalten auf einen Kurzschluß Erkennt das 7SJ531, daß von Hand auf einen Fehler zugeschaltet wird, kann eine unverzögerte Abschaltung vorgenommen werden. Wird über einen externen Schalter - unter Umgehung der Steuerfunktion des 7SJ531 - der Abzweig zugeschaltet, muß dem 7SJ531 diese Zuschaltung über einen Binäreingang mitgeteilt werden. Bei Verwendung der internen Steuerfunktion (lokal, über Binäreingang oder über serielle Schnittstelle) ist die Hand- Ein-Funktion ohne zusätzliche Verdrahtung verfügbar. t = F HG b I K 3, , 0982 J D 2 II p 1 g t = F HGb I K 564, + 0, 0243 J D 2 II p 1 g ç Bild 18 Definite inverse (gleichmäßig abhängig) è Bild 19 I squared T (quadratisch abhängig) t = F HGb I K 0, , J D g II p, t = F HG 50, 7 D + 10,14 2 II p b g I KJ Siemens LSA Juli

13 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Funktionen Erdschlußrichtungserfassung (ANSI 64, 67G) Für isolierte und kompensierte Netze bietet das 7SJ531 eine Erdschlußrichtungserfassung. Aus Nullstrom I 0 und Nullspannung U 0 wird die Energieflußrichtung im Nullsystem ermittelt. Bei Netzen mit isoliertem Sternpunkt wird dabei der Blindstromanteil ausgewertet, bei kompensierten Netzen der Wirkstromanteil oder Wattreststrom. Durch eine hochwertige digitale Filterung werden Oberschwingungen wirksam unterdrückt. Für besondere Netzverhältnisse, z.b. hochohmig geerdete Netze mit ohmsch-kapazitivem Erdschlußstrom oder niederohmig geerdete Netze mit ohmsch-induktivem Strom, läßt sich die Auslösekennlinie um bis zu ±45 Grad drehen (siehe Bild 20). Aufgrund des geringen Wirkanteiles wird empfohlen, für kompensiert betriebene Netze den emfindlichen Erdstromeingang an einen Kabelumbauwandler und den Nullspannungseingang an eine offene Dreieckswicklung anzuschließen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Nullspannung aus den drei Leiter-Erde-Spannungen berechnen zu lassen und den Erdstrom mit Hilfe einer Holmgreenschaltung nachzubilden. Diese Anschaltung ist im allgemeinen bei isolierten Netzen ausreichend. Die Erdschlußrichtungserfassung kann wahlweise mit Auslösung oder im Nur-Melden- Modus betrieben werden. Sie verfügt über folgende Funktionen: AUS über die Verlagerungsspannung U 0 zwei unabhängige Stufen I EE>> und I EE> oder eine unabhängige Stufe I EE>> und eine anwenderdefinierbare Kennlinie. Jede Stufe ist wahlweise vorwärts, rückwärts oder ungerichtet betreibbar. Gerichteter Überstromzeitschutz (ANSI 67, 67N) Die Richtungsbestimmung im 7SJ531 erfolgt phasenselektiv und getrennt für Phasen- und Erdfehler. Die Stufen für die Richtungsbestimmung arbeiten parallel zu den ungerichteten Überstromstufen und sind in Ansprechwert und Verzögerungszeit unabhängig von diesen einstellbar. Es existieren je zwei Stufen für Phasen- und Erdfehler, wobei die Überstromstufen wahlweise eine unabhängige oder abhängige Charakteristik aufweisen und die Hochstromstufen immer eine unabhängige Charakteristik haben. Der gerichtete Überstromzeitschutz verfügt über folgende Eigenschaften: Phasen und Erdfehler können getrennt eingestellt werden Richtungsbestimmung mit Hilfe des Kurzschlußstromes und der fehlerfremden Leiter-Leiter-Spannung bei Phasenfehlern Richtungsbestimmung mit Verlagerungsspannung U 0 und Nullstrom I 0 bei Erdfehlern Berechnung der Verlagerungsspannung wahlweise aus den Leiterspannungen oder unter Verwendung einer offenen Dreieckswicklung Spannungsspeicher, falls die Spannungen unter die Meßgrenze fallen. Korrektur = +15 rückwärts Bild 20 Richtungsentscheidung mit Cosinusmessung fürkompensierte Netze rückwärts Bild 21 Richtungskennlinie des gerichteten Überstromzeitschutzes induktiv kapazitiv gerichtet vorwärts vorwärts 12 Siemens LSA Juli 1997

14 Richtungsvergleichsschutz (Kreuzkupplung) Er wird zum selektiven Schutz von Abschnitten mit zweiseitiger Einspeisung (z.b. Teilabschnitte geschlossener Ringe) in Schnellzeit, d.h. ohne den Nachteil langer Staffelzeiten, angewandt. Der Richtungsvergleichsschutz bietet sich an, wenn die Abstände zwischen den einzelnen Schutzstationen nicht zu weit auseinanderliegen und Hilfsadern zur Signalübertragung zur Verfügung stehen. Neben dem als Hauptschutz arbeitenden Richtungsvergleichsschutz dient der gerichtete zeitgestaffelte Überstromzeitschutz als vollständig selektiver Reserveschutz. Bei Betrieb in Ruhestromschaltung wird eine Unterbrechung der Übertragungsstrecke gemeldet. Bild 22 Richtungsvergleichsschutz Anregung Anregung Blockierung Anregung der ungerichteten I>-Stufe Richtung des Kurzschlusses Spannungsschutz Bei Anschluß von Leiter-Erde - Spannungen können wahlweise Leiter-Erde - oder Leiter-Leiter - Spannungen bewertet werden. Letztere bleiben bei einem Erdschluß (isolierte oder kompensierte Netze) unverändert. Überspannungsschutz (ANSI 59) Zum Schutz von Betriebsmitteln gegen Überspannung ist eine Überspannungsstufe mit unabhängiger Verzögerungszeit integriert. Um bei Abschalten eines Abzweiges und sammelschienenseitiger Anordnung der Spannungswandler einen Anregerückfall zu bekommen, kann der Strom des Abzweiges zur Bildung einer Anregung mitberücksichtigt werden. Unterspannungschutz (ANSI 27) Zum Schutz von Betriebsmitteln gegen Unterspannung sind zwei Stufen mit unabhängiger Verzögerungszeit vorgesehen. Um bei abgangsseitig sitzenden Spannungswandlern keine Anregeverfestigung nach Wegschalten der Spannung zu erhalten, kann der Strom des Abzweiges zur Bildung einer Anregung mitberücksichtigt werden. Mittels eines Anlaufkriteriums kann beim Zuschalten eines Motors die Anregeschwelle für die Zeit des Anlaufes heraufgesetzt werden. Dadurch wird berücksichtigt, daß während des Motorhochlaufes unter Umständen weniger starke Spannungseinbrüche toleriert werden können als im Nennbetrieb. Schalterversagerschutz (ANSI 51BF) Wird nach einem Schutz-Aus- Kommando ein Fehler nicht abgeschaltet, so kann mit Hilfe des Schalterversagerschutzes ein weiteres Kommando ausgegeben werden, welches z.b. auf den Leistungsschalter eines übergeordneten Schutzgerätes wirkt. Das Schalterversagen wird daran erkannt, daß nach dem Aus-Kommando weiterhin ein Strom in dem entsprechenden Abzweig fließt. Wahlweise können die Schalterstellungsrückmeldungen zu Hilfe genommen werden. Automatische Wiedereinschaltung (ANSI 79) Das 7SJ531 ist mit einer automatischen Wiedereinschaltung ausgestattet. Die Abschaltung erfolgt dreipolig, und es können mehrere Wiedereinschaltungen vorgenommen werden. Ist auch nach dem letzten Zyklus der Fehler noch vorhanden, erfolgt die endgültige Abschaltung. Die möglichen Funktionen sind: 3polige WE bei allen Fehlerarten getrennte Einstellmöglichkeiten für Phasen- und Erdfehler mehrmalige WE, ein Kurzunterbrechungszyklus (KU) und bis zu neun Langunterbrechungszyklen (LU) Start der WE abhängig von den stufenselektiven Aus- Kommandos, z.b. Hochstromstufe Phase Überstromstufe Phase Hochstromstufe Erde Überstromstufe Erde entsprechende gerichtete Kurzschlußstufen Schieflastschutz Blockiermöglichkeit der WE über Binäreingang Start der WE von extern Blockierung der gerichteten und ungerichteten Hochstromstufen während des KU-Zyklusses. Fehlerorter Diese Funktion gibt die Entfernung zur Fehlerstelle in Kilometern oder Meilen bzw. die sekundäre Schleifenreaktanz an. Der Fehlerort kann wahlweise nach Anregerückfall, nach einer Auslösung oder durch Anstoß über einen Binäreingang berechnet werden. Damit kann der Fehlerort auch bei Auslösung durch ein anderes Schutzgerät ermittelt werden. Siemens LSA Juli

15 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Funktionen Thermischer Überlastschutz (ANSI 49) Für den Schutz von Kabeln und Transformatoren ist ein Überlastschutz mit integrierter Vorwarnstufe für Temperatur und Strom realisiert. Die Temperatur wird anhand eines thermischen Einkörpermodelles (nach IEC 255-8) ermittelt, welches eine Energiezufuhr in das Betriebsmittel sowie eine Energieabgabe an die Umgebung berücksichtigt und die Temperatur entsprechend ständig nachführt. Somit werden Vorlast und Lastschwankungen berücksichtigt. Die Auslösezeit t errechnet sich bei einem Stromsprung und anschließend stationären Stromwerten zu Parameter Einstellwert Zeitkonstante τ/min Parameter Einstellwert Zeitkonstante τ/min F 2 2 I I vor HGk I NKJ HGk I NKJ t = τ ln 2 F I I 1 k IN HG I t = Auslösezeit nach Beginn der Überlast τ =thermische Zeitkonstante I vor = Vorlaststrom I = Überlaststrom k = k-faktor (gem. IEC 255-8) ln = natürlicher Logarithmus (siehe Bild 23) Für den thermischen Schutz von Motoren (hier insbesondere des Ständers) ist eine weitere Zeitkonstante τ einstellbar, so daß die thermischen Verhältnisse bei laufender und stehender Maschine richtig erfaßt werden können. Das Modell arbeitet automatisch richtig, wenn das Betriebsmittel in der Umgebungstemperatur betrieben wird, für die der maximale Laststrom vom Hersteller angegeben ist. Weicht die Umgebungstemperatur deutlich ab, ist eine Korrektur über einen Einstellwert möglich. Schwankt die Umgebungstemperatur (z.b. Sommer - Winter) so läßt sich die Korrektur über einen zweiten Parametersatz bewerkstelligen. F KJ I Bild 23 Auslösezeitkennlinien für vollkommenes Gedächtnis ohne Vorlast und bei 90 % Vorlast Bild 24 Kennlinie des Schieflastschutzes Schieflastschutz (ANSI 46) (siehe Bild 24) Im Leitungsschutz bietet der Schieflastschutz die Möglichkeit, hochohmige zweipolige Fehler sowie einpolige Fehler, die auf der Unterseite eines Transformators z.b. mit der Schaltgruppe Dy liegen, auf der Oberseite zu erkennen. Damit besteht ein Reserveschutz für hochohmige Fehler über den Transformator hinweg (siehe Bilder 27 und 29). Schieflaststufe I 2> Schieflaststufe I 2>> Auslösebereich Bei einem Motor hat der Schieflastschutz die Aufgabe, einen Phasenausfall bzw. eine Schieflast infolge Netzunsymmetrie zu erkennen und den Läufer vor unzulässiger Erwärmung zu schützen (siehe Bild 28). Zur Erkennung der Schieflast wird das Verhältnis Gegensystemstrom / Nennstrom ausgewertet. Es gibt zwei unabhängige Stufen. 14 Siemens LSA Juli 1997

16 Die Anlaufzeitüberwachung (ANSI 48) Die Anlaufzeitüberwachung schützt den Motor vor zu langen Anlaufvorgängen. Diese können z.b. auftreten, wenn zu große Lastmomente vorliegen, zu große Spannungseinbrüche beim Zuschalten des Motors entstehen oder der Läufer blockiert ist. In letzterem Fall kann mittels eines Binäreinganges dies dem 7SJ531 mitgeteilt werden, so daß eine unverzügliche Abschaltung vorgenommen wird. Die Auslösezeit ist stromabhängig. Sie wird entsprechend folgender Gleichung ermittelt: t AUS = F HG IA Ieff 2 I KJ t Amax I A t Amax I Anr. Bild 25 Kennlinie der Anlaufzeitüberwachung = Anlaufstrom des Motors = max. Anlaufzeit des Motors bei Anlaufstrom I A = Anregeschwelle der Funktion t Amax. t I Anr. I A I dabei ist: t AUS = Auslösezeit I A = Anlaufstrom des Motors t Amax = maximal zulässige Anlaufzeit I eff = tatsächlich fließender Strom Durch die Bemessung der Auslösezeit nach obenbenannter Formel wird auch ein verlängerter Anlauf bei verringerter Spannung (und verringertem Anlaufstrom) richtig bewertet. Wiedereinschaltsperre Wird ein Motor zu häufig hintereinander angefahren, kann der Läufer, insbesondere die Staboberkanten, eine thermische Überlastung erfahren. Die Wiedereinschaltsperre erlaubt ein Anfahren des Motors nur dann, wenn der Läufer genügend thermische Reserve für einen vollständigen Anlauf hat. Notanlauf Diese Funktion setzt die Wiedereinschaltsperre mittels Binäreingabe außer Betrieb, indem der Zustand des thermischen Abbildes festgehalten wird, solange der Binäreingang aktiv ist. Des weiteren ist es möglich, das thermische Abbild auf Null zurückzusetzen. Unterstromüberwachung (ANSI 37) Mit dieser Funktion wird ein plötzlich zurückgehender Strom erkannt, welcher durch eine verringerte Motorbelastung auftreten kann. Dadurch können Wellenbruch, das Leerlaufen von Pumpen oder Gebläseausfall erkannt werden. Siemens LSA Juli

17 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Anwendungsbeispiele Einfacher Sammelschienenschutz (Rückwärtige Verriegelung) Mit Hilfe eines Binäreingangs (Ruhe- oder Arbeitsstrom) lassen sich die Hochstromstufen der einzelnen Schutzgeräte blockieren. Damit wird mit dem Schutzgerät 7SJ531 ein einfacher, schneller Schutz für Einfachsammelschienen mit einseitiger Einspeisung realisiert. Speiserichtung Relais 1 I>> block Relais 2 Relais 3 Aus Aus Aus Aus Bild 26 Sammelschienenschutz durch rückwärtige Verriegelung Fehlerstelle A : Fehlerstelle B : Auslösezeit T I>> Auslösezeit t 1 Reservezeit T I> Relais 1 Relais 3 Relais 1 Schutz eines Transformators Die Hochstromstufe ermöglicht eine Stromstaffelung, die Überstromstufen arbeiten als Reserve zu unterlagerten Schutzgeräten, und die Überlastfunktion schützt den Transformator vor thermischer Überlastung. Stromschwache einpolige Fehler auf der Unterspannungsseite, die sich oberspannungsseitig im Gegensystem abbilden, können mit dem Schieflastschutz erfaßt werden. Bild 27 Typisches Schutzkonzept bei einem Transformator 16 Siemens LSA Juli 1997

18 Motorschutz Als Kurzschlußschutz stehen z.b. die Stufen I>> und I E>> zur Verfügung. Für isolierte Netze kann die empfindliche Erdfehlererfassung (I EE>>, U 0>) verwendet werden. Der Ständer wird gegen thermische Überlastung durch ϑ S>, der Läufer durch I 2>, Anlaufzeitüberwachung und Wiedereinschaltsperre geschützt. Über einen Binäreingang kann ein blockierter Läufer erkannt und entsprechend schnell abgeschaltet werden. Die Unterspannungsfunktion verhindert einen Start bei zu niedriger Spannung, die Überspannungsfunktion verhindert Isolationsschäden. Blockierter Läufer Anlaufzeitüberwachung Wiedereinschaltsperre Bild 28 Typisches Schutzkonzept eines Hochspannungs- Asynchronmotors Drehzahlmesser Leitungsschutz In Freileitungsnetzen im Bereich der Mittelspannung kann für einfache Ringnetze ein Schutzkonzept nach Bild 29 aufgebaut werden. An den Einspeisestellen kann eine automatische Wiedereinschaltung durchgeführt werden, die übrigen Geräte sind mit gerichtetem Kurzschlußschutz ausgestattet. Automatische Wiedereinschaltung Automatische Wiedereinschaltung Bild 29 Typisches Schutzkonzept eines Mittelspannungsringes Siemens LSA Juli

19 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Anwendungsbeispiele Standardanschluß Für geerdete Netze wird der Erdstrom aus den Phasenströmen durch die Holmgreen- Schaltung gewonnen. Ist die Bedingung 0,1 I N < I Erd <1,5A sek. erfüllt, kann für die Erdschlußrichtungserfassung bei isolierten Netzen die Holmgreen-Schaltung verwendet werden. Dabei muß der empfindliche Wandler IEE in den Erdstromkreis mit eingeschleift werden. Erfüllt der Erdstrom obige Bedingung nicht, so ist ein Kabelumbauwandler gemäß nebenstehender Anschaltung erforderlich. Aufbaugehäuse Einbaugehäuse/Schrankeinbau Bild 31 Anschluß einer offenen Dreieckswicklung Kabelumbauwandler Bild 30 Standardanschluß Wichtig! Die Erdung des Kabelschirms muß an der Kabelseite erfolgen! Hinweis: Die Umschaltung der Strompolarität (Parameter Adresse 1101) bewirkt auch eine Umpolung des Stromeingangs I EE! Anschluß für kompensierte Netze Dargestellt ist der Anschluß zweier Leiter-Erde-Spannungen sowie der U E -Spannung der offenen Dreieckswicklung und eines Kabelumbauwandlers für den Erdstrom. Diese Anschaltung gewährt maximale Genauigkeit für die Erdschlußrichtungsbestimmung und sollte in kompensierten Netzen verwendet werden. Aufbaugehäuse Einbaugehäuse/Schrankeinbau Wichtig! Die Erdung des Kabelschirms muß an der Kabelseite erfolgen! Hinweis: Die Umschaltung der Strompolarität (Parameter Adresse 1101) bewirkt auch eine Umpolung des Stromeingangs I EE! 18 Siemens LSA Juli 1997

20 Anschluß nur für isolierte oder kompensierte Netze Wird kein Erdschlußrichtungsschutz verwendet, so kann die Anschaltung mit nur 2 Phasenstromwandlern erfolgen. Für den gerichteten Phasen-Kurzschlußschutz sind die Leiter- Leiterspannungen, die mit zwei Primärwandlern erfaßt werden, ausreichend. Aufbaugehäuse Einbaugehäuse/Schrankeinbau Bild 32 Anschluß an zwei Strom- und zwei Spannungswandler Übersicht der Anschlußarten Funktion Netzart Stromanschluß Spannungsanschluß Kurzschlußschutz, (niederohmig) ge- Holmgreen-Schaltung, mit 3 Phasen- Phasen/Erde ungerichtet erdete Netze stromwandlern erforderlich, Erde mit Kabelumbauwandler möglich Kurzschlußschutz, isolierte oder kom- Holmgreen-Schaltung, mit 3 oder Phasen ungerichtet pensierte Netze 2 Phasenstromwandlern möglich Kurzschlußschutz, (niederohmig) ge- Holmgreen-Schaltung, mit 3 Phasen- Leiter-Erde-Anschluß oder Phasen gerichtet erdete Netze stromwandlern erforderlich Leiter-Leiter Anschluß Kurzschlußschutz, (niederohmig) ge- Holmgreen-Schaltung, mit 3 Phasen- Leiter-Erde-Anschluß Erde gerichtet erdete Netze stromwandlern erforderlich, erforderlich Kabelumbauwandler möglich Kurzschlußschutz, isolierte oder kom- Holmgreen-Schaltung, mit 3 oder Leiter-Erde-Anschluß oder Phasen gerichtet pensierte Netze 2 Phasenstromwandlern möglich Leiter-Leiter Anschluß Erdschlußschutz, isolierte Netze Holmgreen-Schaltung, wenn 0,1 IN < Erd- 3 mal Leiter-Erde-Anschluß sin ϕ-messung strom < 1,5 A sekundärseitig, anson- oder Leiter-Erde-Anschluß sten Kabelumbauwandler erforderlich mit offener Dreieckswicklung Erdschlußschutz, kompensierte Kabelumbauwandler erforderlich Leiter-Erde-Anschluß mit cos ϕ-messung Netze offener Dreieckswicklung erforderlich Empfindlicher (niederohmig) ge- Kabelumbauwandler erforderlich Erdfehlerschutz erdete Netze Siemens LSA Juli

21 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Technische Daten Eingangskreise Spannungsversorgung überintegriertenumrichter Binäreingaben Meldekontakte Kommandokontakte Leuchtdiodenanzeigen Serielle Schnittstelle Geräteausführung Vorschriften Isolationsprüfungen Nennstrom I N 1 oder 5 A Nennspannung U N 100 bis 125 V Nennfrequenz f N 50 oder 60 Hz Thermische Belastbarkeit im Spannungspfad, dauernd 140 V im Strompfad, dauernd 4 x I N 1s 100xI N Dynamische Belastbarkeit für eine Halbschwingung 250 x I N Leistungsaufnahme, Spannungseingänge etwa 0,5 VA Stromeingänge bei I N =1A etwa0,1va bei I N =5A etwa0,2va Nennhilfsspannung U H / Arbeitsbereich DC 24, 48 V / DC 19 bis 56 V DC 60, 110, 125 V / DC 48 bis 144 V DC 220, 250 V / DC 176 bis 288 V max. Welligkeit bei Nennspannung 12 % Leistungsaufnahme, nicht angeregt etwa 12 W angeregt etwa 23 W max. Überbrückungszeit bei Ausfall der Hilfsspannung 50 ms bei U H DC 110 V Anzahl Spannungsbereich Stromaufnahme, unabhängig von der Betätigungsspannung Relaisanzahl mit je 1 Wechselkontakt 4 (rangierbar) Störmelderelais mit 1 Wechselkontakt 1 Schaltleistung EIN/AUS 20 W/ VA Schaltspannung AC/DC 250 V zulässiger Strom, dauernd 1 A Relaisanzahl mit je 1 Schließkontakt 2 (rangierbar) mit je 2 Schließkontakten 2 (rangierbar) Schaltleistung, EIN 1000 W/ VA AUS 30 W/ VA Schaltspannung AC/DC 250 V zulässiger Strom, dauernd 5 A 0,5 s 30 A Bereitschaftsanzeige grün 1 Störungsanzeige rot 1 rangierbare Anzeigen rot 6 11, für jedes Schaltgerät ein Paar fest belegt, der Rest frei rangierbar DC 24 bis 250 V etwa 2,5 ma Bedienschnittstelle nicht abgeriegelt, frontseitig Anschluß 9poliger Subminiaturstecker Übertragungsgeschwindigkeit bis Bd Potentialfreie Schnittstelle für Datentransfer zur Leitstelle Norm Protokoll nach DIN Übertragungsgeschwindigkeit bis Bd Anschluß Lichtwellenleiter integrierter FSMA-Steckverbinder für LWL-Anschluß rückseitig optische Wellenlänge 820 nm zulässige Streckendämpfung max. 8 db überbrückbare Entfernung max. 1,5 km Zeichenruhelage umschaltbar, Lieferstellung Licht aus Gehäuse, Abmessungen 7XP20, siehe Maßbilder Gewicht Schalttafel-/Schrankeinbau etwa 9,5 kg Schutzart nach EN IP 51 DIN VDE 0435, Teil 303 und IEC bzw. IEC Hochspannungsprüfung 2 kv (Effektivwert), 50 Hz, 1 min oder alternativ DC 2,8 kv, 1 min Stoßspannungsprüfung 5 kv (Scheitelwert), 1,2/50 µs, 0,5 J, 3 positive und 3 negative Stöße in Abständenvon5s 20 Siemens LSA Juli 1997

22 Störfestigkeitsprüfungen EMV-PrüfungzurStöraussendung (Typprüfung) Norm: x (Fachgrundnorm) Klimabeanspruchung MechanischePrüfbeanspruchung IEC 68Teil2-6 IEC 255Teil21, 1 Überstromzeitschutzunabhängig ungerichtet/gerichtet Überstromzeitschutzabhängig ungerichtet/gerichtet Überspannungsschutz Unterspannungsschutz Überlastschutz Hochfrequenzprüfung (1MHz-Test) IEC , Klasse III Elektrostatische Entladungen (ESD-Test) IEC , Klasse III Elektromagnetische Felder (Radiated electr. magn. field test) IEC , Klasse III Schnelle, transiente Störgrößen (Fast transient test) IEC , Klasse III Funkstörspannungen auf Leitungen, nur Hilfsspannung CISPR 22, EN 55022, VDE 0878 Teil 22 Funkstörfeldstärke CISPR 11, EN 55011, VDE 0875 Teil 11 2,5 kv (Scheitelwert), 1 MHz, τ = 15 µs, 400 Stöße je s, Dauer 2 s 8 kv (Scheitelwert), 5/30 ns, 10 positive Entladungen Frequenz 27 bis 500 MHz; 10 V/m 2 kv (Scheitelwert), 5/50 ns, 5 khz, 4 mj je Impuls, 1 min je Polarität 150 khz bis 30 MHz Grenzwertklasse B 30 bis 1000 MHz Grenzwertklasse A Zulässige Umgebungstemperatur, bei Betrieb -5 bis +55 C bei Lagerung -25 bis +55 C bei Transport -25 bis +55 C Feuchtebeanspruchung im Jahresmittel 75 % relative Feuchte, an 30 Tagen im Jahr bis zu 95 % relative Feuchte, Betauung nicht zulässig Zulässige mechanische Beanspruchung bei Betrieb 10 bis 60 Hz: 0,035 mm Amplitude 60 bis 500 Hz: 0,5 g Beschleunigung bei Transport 5 bis 8 Hz: 7,5 mm Amplitude 8bis500Hz:2gBeschleunigung Überstrom Phase I> / Phase I ger.> I/ I N = 0,1 bis 25, Ερδε I E> / Erde I Eger.> I/I N= 0,05 bis 25, Hochstrom Phase I>> / Phase I ger.>> I/ I N = 0,1 bis 25 Erde I E>> / Erde I E ger.>> I/ I N =0,05bis25 Verzögerungszeiten 0 bis 60 s oder Toleranzen Stromansprechwert ±5 % vom Einstellwert Zeitablauf ±1% bzw. ±10 ms Rückfallzeit etwa 30 ms Überstrom Phase I p /PhaseI pger.> I p/i N= 0,1 bis 4 / I pger./i N=0,1bis4 Erde I Ep /ErdeI Ep ger. > I Ep/ I N =0,05bis4/I Ep ger. / I N =0,05bis4 Hochstrom Phase I>>(UMZ) / Phase I ger. >>(UMZ) I/ I N = 0,1 bis 25 Erde I E>> (UMZ) / Erde I Eger.>>(UMZ) I/ I N =0,05bis25 Zeitmultiplikator t p 0,05 bis 3,2 s und Anregeschwelle 1,1 x I p Kennlinien gemäß IEC 255-4, Abschnitt bzw. BS 142 und ANSI C37 Überspannung U> Verzögerungszeit t u> normal-, stark-, extrem abhängig, langzeitinvers, anwenderdefinierbar, I/ I p = 1 bis 20, ab dem 20fachen Strom konstante Auslösezeit 40bis130V 0 bis 60 s und Unterspannung U< 30bis120V U<< 30 bis 120 V Rückfallverhältnis r 1,05 bis 3 Verzögerungszeiten t u< t u<< 0 bis 60 s und 0 bis 60 s und Faktor k 0,1 bis 4 Zeitkonstante τ 1 bis 999,9 min Warntemperatur Θ Warn 50 bis 100 % Stromwarnstufe I Warn 0,1bis4xI/I N Verlängerungsfaktor bei Stillstand 1 bis 10 bezogen auf die Zeitkonstante bei laufender Maschine, τ - Faktor Siemens LSA Juli

23 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Technische Daten (Fortsetzung) AutomatischeWiedereinschaltung Erdfehlererfassung Schalterversagerschutz Schieflastschutz Anlaufzeitüberwachung fürmotoren Wiedereinschaltsperre fürmotoren Fehlerortung Anzahl der Wiedereinschaltungen, 3polig Programm für Phasenfehler Anwurf durch Programm für Erdfehler Anwurf durch Wirkzeiten Pausenzeit KU Pausenzeiten LU Sperrzeiten Blockierzeiten Einkommandodauer 1 Kurzunterbrechung, bis zu 9 Langunterbrechungen Hochstrom I>> Überstrom UMZ I >, AMZ I p gerichtete Stufen, Schieflastschutz Hochstrom I E>> Überstrom UMZ I E >, AMZ I Ep gerichtete Stufen, Schieflastschutz 0,01 bis 320 s und 0,01 bis 320 s 0,01 bis s 0,5 bis 320 s 0,5 bis 320 s und 0,01 bis 32 s Erdfehlererkennung mit Verlagerungsspannung U E> 2bis130V Phasenerkennung U PH-E < der Erdschlußphase 10 bis 100 V U PH-E > der gesunden Phase 10 bis 100 V Meßtoleranz nach DIN VDE 0435 T % vom Einstellwert (bei sinusförmigen Meßgrößen) Richtungsbestimmung Meßprinzip Wirk-/Blindleistungsmessung Erdschlußstrom I EE>/I EEP (Wirk- bzw. Blindstrom) 3 bis ma Winkelkorrektur für Kabelumbauwandler 0 bis 5 in 2 Arbeitspunkten Anpassung der Richtungsgeraden - 45 bis +45 Meßtoleranz nach DIN VDE 0435 T % vom Einstellwert (bei sinusförmigen Meßgrößen) Ansprechschwelle I> Verzögerungszeit t SVS 0,04bis1xI/I N 0,06 bis 60 s oder Einstellbereiche Auslösestufe I 2>, I 2>> 5 bis 80 % von I N Verzögerungszeiten T(I 2>), T(I 2>>) 0 bis 60 s untere Funktionsgrenze min. ein Phasenstrom 0,1 x I N obere Funktionsgrenze alle Phasenströme 4xI N Toleranzen Ansprechwerte I 2>, I 2>> bei Strömen I/ I N 1,5 ±1 % von I N ±5 % vom Einstellwert I/ I N >1,5 ±5 % von I N ±5 % vom Einstellwert Verzögerungszeiten T(I 2>), T(I 2>>) ±1 % bzw. 10 ms Einstellbereiche Anlaufstrom des Motors I Anl../I N 1bis16 Anregeschwelle I Anl. Anr../I N 0,6 bis 10 zulässige Anlaufzeit T Anl. max. 1bis180s zulässige Festbremszeit T Festbrems 0,5 bis 120 s oder Einstellbereiche Anlaufstrom bezogen auf Motornennstrom I A/I B 3bis10 Motornennstrom, Wandlernennstrom I B/I N 0,2 bis 1,2 maximal zulässige Anlaufzeit T Anl. max. 3bis120s Läufertemperatur-Ausgleichszeit T Ausgl. 0 bis 60 min maximal zulässige Anzahl von Warmstarts n W 1bis4 Differenz zwischen Warm- und Kaltstarts n K n W 1bis2 Verlängerungsfaktor für die Zeitkonstante 1 bis 10 des Läufers bei Stillstand kτl Ausgabe der Fehlerentfernung in Ω sekundär, in km oder Meilen Leitungslänge Startsignal mit Auslösung, mit Anregerückfall oder von extern über Binäreingabe Einstellung Reaktanzbelag (sekundär) 0,01 bis 10 Ω/Meile, 0,006 bis 6,215 Ω/km Meßtoleranz gemäß VDE 0435 Teil 303 bei 2,5 % Leitungslänge (ohne Zwischensinusförmigen Meßgrößen einspeisung) 30 Φ k 90 und U K /U N 0,1 22 Siemens LSA Juli 1997

24 Störschreibung Meßgrößen i L1, i L2, i L3, i E, u L1, u L2, u L3, u E Startsignal Auslösung, Anregung, Binäreingang, LSA, integriertes Bedienfeld Aufzeichnungsdauer max. 5 s Bereithaltezeit Solange, bis Störschriebspeicher voll ist. Bei weiteren Störschrieben werden die jeweils ältesten Störschriebe überschrieben. Betriebsmeßwerte CE-Konformität Ströme I L1, I L2, I L3, I E Spannungen U L1, U L2, U L3, U 12, U 23, U 13, U 0 Leistungen P, Q Leistungsfaktor cos ϕ Energien W p+, W p-, W q+, W q- Frequenz f Temperaturabbild Θ Meßbereiche 0 bis 240 % I N 0bis120%U N P, Qwerden dargestellt, wenn alle Spannungen und Ströme im gültigen Bereich liegen. Das Produkt entspricht den Bestimmungen der Richtlinie des Rates der Europäischen Gemeinschaften zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV-Richtlinie 89/336/EWG) und über die Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen (Niederspannungsrichtlinie 73/23/EWG). Das Erzeugnis steht im Einklang mit der internationalen Norm der Reihe IEC 255 und der nationalen Norm VDE /Teil 303. Das Gerät ist für den Einsatz im Industriebereich gemäß EMV-Norm entwickelt und hergestellt worden. Diese Konformität ist das Ergebnis einer Prüfung, die durch die Siemens AG gemäß Artikel 10 der Richtlinie in Übereinstimmung mit den Fachgrundnormen EN und EN für die EMV-Richtlinie und EN für die Niederspannungsrichtlinie durchgeführt worden ist. Siemens LSA Juli

25 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Auswahl- und Bestelldaten Bennenung Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Nennstrom bei 50/60 Hz 1A 5A Nennhilfsspannung U H für den eingebauten Umrichter DC 24, 48 V DC 60, 110, 125 V DC 220, 250 V Mechanische Ausführung Gehäuse 7XP für Schalttafelaufbau ohne Glasdeckel Gehäuse 7XP für Schalttafel-Schrankeinbau mit Weidmüllerklemmen ohne Glasdeckel Bestell-Nr. 7SJ531o ooao2 ooao B E Bediensprache Deutsch/Englisch Deutsch/Französisch Deutsch/Polnisch Funktionsumfang mit wattmetrischer Erdschlußerfassung, mit Wiedereinschaltung mit wattmetrischer Erdschlußerfassung, ohne Wiedereinschaltung ohne wattmetrische Erdschlußerfassung, mit Wiedereinschaltung ohne wattmetrische Erdschlußerfassung, ohne Wiedereinschaltung Systemschnittstelle ohne mit seriellem 820-nm-Lichtwellenleiter-Modul (FSMA-Stecker) Gerichteter Kurzschlußschutz ohne mit A C 0 1 Handbuch 7SJ531 Deutsch C G C114-1 Englisch - G C114-1 Französisch - G C114-1 Polnisch - G C114-1 DIGSI (Bedienprogramm für digitale Schutzgeräte) Bediensprache Deutsch Englisch Französisch 7XS5020 oaa Siemens LSA Juli 1997

26 Schaltplan Ausführung Schalttafeleinbau Ausführung Schalttafeleinbau/Schrankeinbau Melderelais 1 Melderelais 2 Melderelais 3 Melderelais 4 Störmelderelais Kommandorelais 1 Kommandorelais 2 Binäreingabe 1 Binäreingabe 2 Binäreingabe 3 Binäreingabe 4 Binäreingabe 5 Binäreingabe 6 Binäreingabe 7 Kommandorelais 3 Kommandorelais 4 Binäreingabe 8 Binäreingabe 9 Binäreingabe 10 Binäreingabe 11 Stromversorgung 5C Lichtwellenleiterschnittstelle Kopplung zur Zentraleinrichtung 5C Bild 33 Anschlußschaltplan Siemens LSA Juli

27 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 (Version V3.2) Maßbilder 5oderM4 bei Lichtwellenleiteranschluß Frontansicht Seitenansicht Schalttafelausschnitt Bild 34 7SJ531 im Gehäuse 7XP für Schalttafel-/Schrankeinbau Ausschnitt 20 x 60 (lackfrei) Lichtwellenleiteranschluß Frontansicht Seitenansicht Einzelheit Z Bild 35 7SJ531 im Gehäuse 7XP für Schalttafelaufbau mit Doppelstockklemmen 26 Siemens LSA Juli 1997

28 Katalogverzeichnis Anforderungen richten Sie bitte an Ihre Siemens-Zweigniederlassung Siemens-Kataloge aus dem Bereich Energieübertragung und -verteilung (Geschäftsgebiet Sekundärsysteme) Katalogtitel Katalog- Bestell-Nr. kurzbezeichnung Digitale Schutztechnik Digitale Schutzgeräte, gebundener Gesamtkatalog 1994 LSA 2 E50001-K5702-A111-A1 Unabhängiger Überstromzeitschutz 7SJ41 Nachtrag Feb.1995 LSA 2 E50001-K5702-A221-A1 Digitaler Überstromzeitschutz 7SJ511 (Version V3) LSA E50001-K5712-A131-A2 Digitaler Überstromzeitschutz 7SJ512 (Version V3) LSA E50001-K5712-A141-A3 Digitaler Leitungs- und Motorschutz mit Steuerung SIPROTEC 7SJ531 LSA E50001-K5712-A191-A3 Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ551 LSA E50001-K5742-A121-A2 Digitaler Überstromzeit- und Überlastschutz SIPROTEC 7SJ600 LSA E50001-K5712-A251-A2 Digitaler Überstromzeitschutz SIPROTEC 7SJ601 LSA E50001-K5712-A261-A1 Distanzschutz SIPROTEC 7SA510 (Version V3) LSA E50001-K5712-A271-A1 Abzweigschutz 7SA511 (Version V3) LSA E50001-K5712-A211-A2 Abzweigschutz 7SA513 (Version V3) LSA E50001-K5712-A221-A1 Spannungswandler-Schutzschalter 3VU13 LSA E50001-K5712-A181-A1 Leitungsdifferentialschutz 7SD502 mit zwei Hilfsadern LSA E50001-K5722-A111-A2 Leitungsdifferentialschutz 7SD503 mit drei Hilfsadern LSA E50001-K5722-A121-A2 Stromvergleichsschutz 7SD511/512 (Version V3) LSA E50001-K5722-A131-A2 Differentialschutz 7UT512/513 (Version V3) LSA E50001-K5722-A141-A1 Stationsschutz 7SS50/51 LSA E50001-K5722-A151-A2 Hilfswandler 4AM50, 4AM51, 4AM52 und Trennwandler 7XR95 LSA E50001-K5722-A161-A1 Erdschlußwischerrelais 7SN71 R 2.17 E50001-K4502-A271-A1 Isolationswächter 7VC1637 R 2.8 E50001-K4502-A181-A1 Maschinenschutz 7UM511 (Version V3) LSA E50001-K5752-A121-A2 Maschinenschutz 7UM512 (Version V3) LSA E50001-K5752-A131-A2 Maschinenschutz 7UM515 (Version V3) LSA E50001-K5752-A141-A2 Parallelschaltgerät 7VE51 R 2.4 E50001-K4502-A141-A2 Digitales Wiedereinschaltrelais mit Wiedereinschaltsperre 7VK512 LSA E50001-K5772-A131-A1 Stromversorgungsgerät 7SV7220 LSA E50001-K5772-A191-A1 Prüfschalter 7XV72 R 2.20 E50001-K4502-A301-A1 Tragbare Prüfsysteme 7VP15 LSA E50001-K5762-A111-A1 Kommunikation für Schutzeinrichtungen Zentrale Bedienung von Siemens Schutzgeräten (Übersicht) LSA ) E50001-K5782-A111-A1 Schutzbedienprogramm 7XS5 DIGSI (Version V3) LSA ) E50001-K5782-A121-A1 Steckermodule 7XV51 (LWL nach RS 232) LSA ) E50001-K5782-A131-A1 Modularer Sternkoppler 7XV53 LSA ) E50001-K5782-A141-A1 Mini-Sternkoppler 7XV54 LSA ) E50001-K5782-A151-A1 Aktiver Kanalschalter 7XV55 LSA ) E50001-K5782-A161-A1 Schnittstellenumsetzer 7XV560 (LWL nach RS 485) LSA ) E50001-K5782-A171-A1 Schnittstellenumsetzer 7XV561 (LWL nach RS 232) LSA ) E50001-K5782-A181-A1 Schnittstellenumsetzer 7XV57 (RS 232 nach RS 485) LSA ) E50001-K5782-A191-A1 Leittechnik für Schaltanlagen Ein-/Ausgabegerät 6MB522 LSA E50001-K5701-A111-A4 Ein-/Ausgabegerät 6MB523 LSA E50001-K5701-A121-A2 Ein-/Ausgabegerät 6MB520, 6MB521 LSA E50001-K5701-A141-A1 Vor-Ort-Steuergerät 6MB531 LSA E50001-K5701-A151-A1 Kompaktes Leittechnik- und Schutzdatenzentralgerät 6MB513/514 LSA E50001-K5701-A161-A1 Feldleitgerät 6MB524 LSA E50001-K5701-A171-A1 Feld - Ankopplungseinheit 6MB525 LSA E50001-K5701-A181-A1 Stationsleitgerät 6MB551 LSA E50001-K5701-A211-A2 Fernwirk-Kompaktgerät 6MB552 LSA E50001-K5701-A221-A1 Fernwirk-Minikompaktgerät 6MB LSA E50001-K5701-A231-A1 Fernwirk-Minikompaktgerät für Kabelschirmkommunikation 6MB LSA E50001-K5701-A241-A1 Fernwirkgerät SINAUT LSA COMPACT 6MB5540 LSA E50001-K5701-A251-A1 Stationsleitgerät 6MB5515 LSA E50001-K5701-A261-A1 Steuerung in der Stationsleittechnik SINAUT LSA LSA E50001-K5701-A411-A1 Meldungen in der Stationsleittechnik SINAUT LSA LSA E50001-K5701-A421-A1 Messung in der Stationsleittechnik SINAUT LSA LSA E50001-K5701-A431-A1 Zählung in der Stationsleittechnik SINAUT LSA LSA E50001-K5701-A441-A1 Spannungsregelung mit Ein-/Ausgabegerät 6MB520/6MB521 LSA E50001-K5701-A451-A1 Netzsynchronisation mit Ein-/Ausgabegerät 6MB520/6MB521 LSA E50001-K5701-A461-A1 Betrieb mit gedoppelten Stationsleitgeräten LSA E50001-K5701-A471-A1 Knotenfunktion in der Stationsleittechnik SINAUT LSA LSA E50001-K5701-A481-A1 Betriebsführung in der Stationsleittechnik SINAUT LSA LSA E50001-K5701-A491-A1 LSADIAG - Test- und Diagnosesystem in der Stationsleittechnik SINAUT LSA LSA E50001-K5701-A521-A1 LSACONTROL - Steuern und Überwachen in der Stationsleittechnik SINAUT LSA LSA E50001-K5701-A531-A1 LSAPROCESS - Auswerten von Archivdaten in der Stationsleittechnik SINAUT LSA LSA E50001-K5701-A551-A1 LSA678 Standardschrank LSA E50001-K5701-A611-A1 Schaltfehlerschutzsystem 8TK LSA 3.1 E50001-K5703-A101-A2 Schaltfehlerschutz 8TH1, 8TJ2 LSA 3.2 E50001-K5713-A100-A1 1) In Vorbereitung. Stand Siemens LSA Juli