PQM - Power Quality Monitoring

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1 UMG 96RM PQM - Power Quality Monitoring Universalmessgerät Konkurrenzlos in seiner Klasse Das UMG 96RM ist ein sehr kompaktes und leistungsstarkes Universalmessgerät vorwiegend für den Einsatz in Niederspannungs- und Mittelspannungsverteilungsanlagen konzipiert. Neben der großen Anzahl elektrischer Messwerte bietet das innovative Messgerät eine Vielzahl von Zusatzfunktionen wie z. B. die Messung von Oberschwingungen bis zur 40ten. Die kontinuierliche Abtastung mit 21,3 bzw. 25,6 khz ermöglicht eine Erfassung der Messwerte in hoher Auflösung und bietet somit ein effektives Werkzeug im Bereich Energiemanagement, zur Fehleranalyse und zur Überwachung der Spannungsqualität. Einsatzgebiete Messung, Überwachung und Kontrolle elektrischer Kennwerte in Energieverteilungsanlagen Aufzeichnung von Lastprofilen für Energiemanagementsysteme (z. B , ISO 50001) Erfassung des Energieverbrauchs zur Kostenstellenanalyse Messwertgeber für Gebäudeleittechnik oder SPS (Modbus) Überwachung von Spannungsqualitätsgrößen, z.b. Oberschwingungen bis zur 40ten Ordnung 54

2 Kapitel 2 Universal-Messgeräte UMG 96RM - Kompakte Höchstleistung Das kompakte und leistungsstarke Multifunktionsmessgerät für die Energiemesstechnik. Das UMG 96RM ist mit einem leistungsstarken, innovativen Mikro prozessor ausgestattet. Die Abtastung sämtlicher Mess kanäle mit 21,3 bzw. 25,6 khz erlaubt eine kontinuierliche Messung und Erfassung von mehreren hundert Messwerten in hoher Auflösung. Modernste Mikroprozessortechnologie, Bau elemente mit engen Toleranzwerten, hrzehntelange Design- und Pro duk tions - erfahrung sowie eine Prime-Firmware stellen eine sehr hohe Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit des UMG 96RM sicher. Das UMG 96RM erfasst die elektrischen Energieverbräuche, elektrische Standardgrößen wie Strom, Spannung, Frequenz, Leistung und Spannungsqualitätsgrößen, wie z. B. Oberschwingungen bis zur 40ten. Die hohe Messgenauigkeit, die kompakte Bauform, die umfangreichen Messdaten, die vielfältige Protokolle für die Einbindung in übergeordnete Systeme und das wirtschaftliche Design machen das UMG 96RM konkurrenzlos. Hauptmerkmale Messung in IT- und TN-Netzen LCD-Display mit Hintergrundbeleuchtung Echte Effektivwertmessung (TRMS) Kontinuierliche Abtastung der Spannungs- und Strommesseingänge mit je 21,3 bzw. 25,6 khz Oberschwingungsanalyse bis zur 40ten Ordnung 7 Energiezähler jeweils für L1, L2, L3 und Summe 8 Tarife Hohe Messgenauigkeit, Wirkarbeitsklasse 0,5, Messgenauigkeit Strom/Spannung 0,2% Höchste Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer Inklusive umfangreiches Software GridVis Paket Anwendungen Das UMG 96RM ist ein Universal-Messgerät der neusten Genera - tion, das zum Messen, Speichern und Überwachen von elektrischen Größen (True-RMS) im Niederspannungs- und Mittel - spannungs netz (1- und 3-Phasensysteme mit Mittelpunktsleiter) ge eignet ist. Es zeichnet sich insbesondere durch die kompakte Bauweise (96x96mm), der LCD-Hintergrundbeleuchtung und Messung der Oberschwingungs ströme und -spannungen in jedem Außenleiter aus. Die Spannungsmess eingänge sind für die Messung in Niederspannungsnetzen, in denen Nennspannungen bis 300V gegen Erde und Stoß spannungen der Überspannungskategorie III vorkommen können, ausgelegt. Durch zahlreiche Schnittstellen und Protokolle wird eine unkomplizierte Systemeinbindung (Energiemanagesystem, SPS, SCADA, GLT) sicher gestellt. Die zum Lieferumfang gehörende GridVis Software ist die Basis für Energiemanagementsysteme und Netzqualitäts - untersuchungen. 55

3 UMG 96RM Anwendungsmöglichkeiten Zur nachhaltigen Reduzierung der Energiekosten wird zuerst ein Überblick über den Stromverbrauch und die Energieflüsse in der elektrischen Anlage benötigt. Ob für den Aufbau von Energiemanagementsystemen (EN16001, ISO 50001), das Kosten stellen - management oder die Überwachung der Netzqualität, Universalmessgeräte der Baureihe UMG 96RM sind Basisgeräte für jede Anwendung. Energiedatenerfassung & Lastprofile Mit Hilfe des UMG 96RM ist eine detaillierte Erfassung der Energiedaten und des Lastprofils eine einfache Aufgabe im Bereich der Energieanalyse. Dies ist sowohl für Themen der Energieeffizienz als auch für die sichere Auslegung der Energie ver - teilungseinrichtungen essentiell. Kostenstellenanalyse In Industrieunternehmen ist es von immer größerer Bedeutung, Energiekosten bestimmten Produkten zuordnen zu können. Aber auch, um die Aufschlüsselung und Zuordnung von Energieverbräuchen zur Weiterverrechnung von Energiekosten ermitteln zu können. Das Bewusstsein der Mitarbeiter hinsichtlich kostenoptimiertem und Ressourcen schonendem Umgang mit Energie wird so geschärft. Energiemanagementsysteme (EN16001 / ISO 50001) Zur kontinuierlichen Energieeffizienzsteigerung und Kostenreduzierung sind Energie - managementsysteme nach der Norm EN16001 / ISO unumgänglich. Uni - versal messgeräte der Baureihe UMG 96RM sind ein wichtiger Bestandteil von Energie management systemen, unter anderem auch um Steuervorteile zu sichern. Transparenz der Energieversorgung Durch ein mehrstufiges und skalierbares Messsystem im Bereich der Energie - messtechnik erreicht man einen hohen Grad an Transparenz. Erst durch die kontinuierliche Messung mit hoher Auflösung werden sporadische Ereignisse erfasst und damit Gegenmaßnahmen möglich. Netzqualitätsüberwachung Das UMG 96RM gibt unverzichtbare Hinweise auf unzureichende Spannungs qualität und ermöglichen so Maßnahmen zur Behebung von Netzproblemen. Dies führt zur Vermeidung von Produktionsausfällen, erheblich längeren Lebenszeiten der Betriebsmittel und somit zu einer verbesserten Nachhaltigkeit der damit verbundenen Investitionen. 56

4 Kapitel 2 Universal-Messgeräte Varianten des UMG 96RM Das UMG 96RM ist entsprechend den Marktanforderungen in verschiedenen anwenderspezifischen Ausführungen verfügbar. Die Unterschiede der einzelnen Varianten liegen überwiegend bei Schnittstellen, Protokollen sowie Konfiguration von Ein- und Ausgängen. Bereits das Grundgerät verfügt über eine umfangreiche Ausstattung mit schneller RS485 Schnittstelle mit Modbus Protokoll und 2 digitalen Ausgängen. Alle weiteren Varianten sind grundsätzlich mit 4 digitalen Ein- und 6 digitalen Ausgängen, Uhr, Batterie und Speicher ausgestattet. Grundgerät Die schnelle RS485 Schnittstelle mit Modbus Protokoll und die 2 digitalen Ausgänge ermöglichen eine schnelle und kostengünstige Überwachung der Spannungsqualität und Energieverbräuche. Profibus und digitale IOs Der Profibusanschluss wird insbesondere in Systemen verwendet, bei denen das UMG 96RM in der Automatisierungswelt (SPS-Steuerungen) mit eingebunden werden soll. Temperatureingang und Analogausgang Zahlreiche Ein- und Ausgänge ermöglichen die effektive Einbindung in übergeordnete Systeme. Mittels Temperatureingang kann gleichzeitig die NSHV, der Transformator oder der Serverschrank gegen Übertemperatur geschützt werden. M-Bus Der M-Bus Feldbusanschluss für die Verbrauchsdatenerfassung verschiedener Verbrauchszähler, wie z.b. Wasser-, Gas-, Wärme- oder Stromzähler. Über den M-Bus-Anschluss lässt sich das UMG 96RM in Verbrauchserfassungssysteme einfach und kostengünstig integrieren, oder kann als Datenlogger - sogar als Mastergerät - eingesetzt werden. 4ter Stromwandlereingang Der zunehmende Anteil nichtlinearer Verbraucher führt zu steigenden Netzrückwirkungen insbesondere auch im Hinblick auf die Oberschwingungsbelastung des Neutralleiters. Mittels des 4ten Stromeinganges kann der N-Leiter kontinuierlich überwacht werden. Ethernet (TCP/IP) In zunehmendem Maße wird die Kommunikation vom typischen Feldbus auf Ethernet (TCP/IP) verlagert. Der Ethernet-Anschluss des UMG 96RM gewährleistet eine einfache Einbindung ins Netzwerk und eine schnelle und zuverlässige Kom mu ni kationsstrecke. Ethernet (TCP/IP) + digitale und analoge IOs Smart Grid steht neben der Netztransparenz für die aktive Steuerung von Energieflüssen und Leistungen. Dazu bietet das UMG 96RM eine umfangreiche Konfiguration an IOs für die intelligente Integration und Steuerungsaufgaben. 57

5 UMG 96RM Router SPS Software Netze TN, IT - Netze 3 und 4phasige Netze bis zu 4 einphasige Netze Schnittstellen RS 485 Profibus (Option) M-Bus (Option) Ethernet (Option) USB (Option) 4 Digitale Eingänge (Grundgerät: keine Eingänge) Impulseingang Logikeingang Zustandsüberwachung HT/NT Umschaltung 6 Digitale Ausgänge (Grundgerät: 2 Ausgänge) Impulsausgang kwh/kvarh Schaltausgang Grenzwertausgang Logik Ausgang Remote über Modbus / Profibus Kommunikation Modbus (RTU) Profibus DP/V0 (Option) TCP/IP (Option) Temperaturmesseingang PT 100, PT 1000 (Option) Speicher (Grundgerät ohne Messdatenspeicher, Arbeits-, Min- und Maxwerte werden im EEPROM gespeichert) 256 MB Flash Messgenauigkeit Arbeit: Klasse 0,5 (.../5A) Strom: 0,2 % Spannung: 0,2 % Spannungsqualität Oberschwingungen bis zur 40ten THD-U THD-I Unsymmetrie 58

6 Funktionsumfang und technische Daten Geräteübersicht Drei- / Vierleiter- Netzanalysator; 50/ 60Hz; Stromwandler../1/5A; inklusive Programmier- und Auswertesoftware GridVis. Schnittstellen Hilfsspannung**: V AC, V DC ±10% vom Nennbereich Digitaleingänge Digital-/ Impulsausgänge Temperatureingang und Analogausgang 4ter Stromwandlereingang Integrierte Logik 256 MB Speicherggröße Uhr und Batterie RS 485 Profibus M-Bus Ethernet 100baseT USB Type Artikel-Nr. Kapitel UMG 96RM UMG 96RM-P * UMG 96RM-PT * UMG 96RM-M * UMG 96RM-CBM * UMG 96RM-E * UMG 96RM-ET * - = nicht möglich = enthalten *Voraussichtlich lieferbar 2. Halbhr 2011 **Optional weitere Hilfsspannungen verfügbar. Zur Parametrierung des Grundgerätes (Art.-Nr ) wird ein Schnittstellenwandler und die GridVis-Software empfohlen. Features Dreileiter/Vierleiter Abtastfrequenz 50/60 Hz Arbeitstarife Oberschwingungen Verzerrungsfaktor THD-U / THD-I in % Unsymmetrie Uhr Betriebsstundenzähler / 21,33 / 25,6 khz 4 x kwh / 4xkVArh 1..40ten +/- 1 min pro Monat Kommunikation Schnittstellen RS , 19.2, 38.4, 76.8, 115.2, kbps Profibus DP Stecker, Sub D 9-polig bis 12Mbps, Variante P und PT M-Bus, Variante M Ethernet RJ45-Buchse, Variante E und ET USB, Variante P, PT, M und CBM Protokolle Modbus RTU Profibus DP V0, Variante P TCP/IP, Variante E und ET 59

7 UMG 96RM Allgemeine Technische Daten Nennspannung Dreiphasen 4-Leitersysteme (L-N, L-L) 277/480 V AC Dreiphasen 3-Leitersysteme (L-L) 480 V AC Überspannungskategorie 300 V CATIII Quadranten 4 Lückenlose Messung Abtastrate 50/60 Hz pro Kanal 21,33 / 25,6 khz Montage Fronttafeleinbau Arbeitstemperaturbereich C Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige 0,08-2,5 mm² Stiftkabelschuhe, Aderendhülsen 1,5 mm² Schutzart nach EN60529 IP 20 Messwerte Messgröße Anzeigenbereich Messbereich bei Skalierungsfaktor 1 L1 L2 L3 Summe Min. wert Mittelwert Max. wert Messgenauigkeit Strom ka A +-0,5 % Strom, im N berechnet 0, ka 0, A +-1,0 % Spannung L-N kv V +-0,2 % Spannung L-L 0, kv V +-0,2 % Frequenz (U) 45, ,00 Hz 45, ,00 Hz +-0,05 % Wirkleistung pro Phase 0 W GW 0 W.. 1,8 kw +-0,5 % Scheinleistung pro Phase 0 VA GVA 0 VA.. 1,8 kva +-0,5 % Blindleistung pro Phase 0 var Gvar 0 var.. 1,8 kvar ind. +-1 % Wirkleistung Summe 0 W GW 0 W.. 5,4 kw +-0,5 % Scheinleistung Summe 0 VA GVA 0 VA.. 5,4 kva +-0,5 % Blindleistung Summe 0 var Gvar 0 var.. 5,4 kvar ind. +-1,0 % cos phi 0,00 kap... 1,00.. 0,00 ind. 0,00 kap... 1,00.. 0,00 ind. +-1,0 Grad Wirkarbeit, Bezug/Lieferung kwh Klasse 0,5(5A) Blindarbeit, induktiv kvarh Klasse 1(5A) Betriebsstundenzähler h +-2 Min. pro Tag Spannungsqualität Oberschwingungen, Strom, Spannung L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,2% Verzerrungsfaktor THD-U in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,2% Verzerrungsfaktor THD-I in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,2% Schreiber für Grenzwertereignisse, bei Geräten mit Speicher Messgenauigkeit Genauigkeit V, A ± 0,2 % Blindarbeit (Karh) Klasse 1 (5A) Wirkarbeit (kwh) Klasse 0,5 (5A) Peripherie Digitaleingänge als Status- oder Impulseingang siehe Bestelldaten Digitalausgänge als Schaltausgang oder Impulsausgang siehe Bestelldaten Analogausgänge mA siehe Bestelldaten Passwortschutz Software GridVis siehe Kapitel 5 60

8 Kapitel 2 UMG 96RM Variantenkombination Externe Spannungsversorgung mit weitem Spannungsbereich Außenliegendes Batteriefach; ermöglicht den Austausch der Batterie im laufenden Betrieb. Ethernetanschluss (oder USB) für die sichere und schnelle Einbindung ins Netzwerk bzw. für die Programmierung Die große Anzahl an digitalen Ein- und Ausgängen (bis zu 4 x EIN und 6 x AUS) erlaubt die Einbindung untergeordneter Messstellen ebenso wie die Einbindung des UMG 96RM in übergeordnete Systeme. Der 4te Stromwandlereingang erlaubt die Überwachung des N-Leiters oder eines 4ten einphasigen Verbrauchers. Maßbild Das Kompakte......speziell für Anwendungen mit kleinen Abmessungen. Die geringe Bautiefe erlaubt den Einbau auch bei beschränkten Platzverhältnissen, wie z.b. in Installations unter verteilungen. Durch die benutzerfreundliche Bauweise können Installations- und An - schlusskosten deutlich reduziert werden Beide Abbildungen zeigen die Kombination aller möglichen Varianten. Die tatsächlichen Ansichten entnehmen Sie bitte den entsprechenden Betriebsanleitungen. 61