Integrierte Funktionen und Merkmale. Thermischer Überlastschutz für nichtrotierende

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1 Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 Bild Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 Anwendungsbereich Das 7SJ55 ist ein digitales Multifunktionsgerät. Es gehört zur digitalen Schutzgerätefamilie von Siemens. Das 7SJ55 ist für den Schutz von Mittelspannungsschaltanlagen vorgesehen. Es kann in Stationsleitsysteme über seine serielle Kommunikationsverbindung einbezogen werden. Anwendungsbeispiele Mit den typischen Motorschutzfunktionen ist es für den Schutz von rotierenden Maschinen speziell für den Schutz von Asynchronmotoren geeignet. Transformatoren und Kabel können mit den Funktionen Überlastschutz und Überstromschutz sowie Erdschlußschutz geschützt werden. Das Gerät kann auch als Reserveschutz in Hochspannungsschaltanlagen Verwendung finden. Das 7SJ55 bietet eine Erdschlußrichtungsfunktion für den selektiven Erdschlußschutz von isolierten, kompensierten und hochohmig geerdeten Netzen. Mit einem Richtungszusatz wie 7SP0 kann es auch als richtungsabhängiger Überstromschutz eingesetzt werden. Integrierte Funktionen und Merkmale Thermischer Überlastschutz für rotierende Maschinen: thermische Abbilder getrennt für Rotor und Stator mit echten Effektivwerten bis zu zwei Zeitkonstanten für das thermische Statorabbild für genaue Anpassung an die thermische Charakteristik des Schutzobjektes getrennte Zeitkonstanten für Stillstand Einbeziehung der Umgebungstemperatur Bewertung zusätzlicher Erwärmung durch Schieflast. Thermischer Überlastschutz für nichtrotierende Maschinen und Kabel: bis zu zwei Erwärmungszeitkonstanten mit großem Einstellbereich für optimalen Überlastschutz von Kabeln und Transformatoren mit Binärsignal veränderbare Zeitkonstante Einbeziehung der Umgebungstemperatur. Anschluß von bis zu acht Temperatursensoren. Überstrom und Erdschlußschutz mit mehreren Charakteristiken: unempfindlich für Gleichstromkomponenten getrennte zweistufige Auslösecharakteristiken für Leiterströme und Erdstrom vier mögliche, standardisierte (IEC 55, BS ) Auslösekennlinien für die Leiterströme: normal invers, stark invers, extrem invers und unabhängig zwei zusätzliche Auslösekennlinien für den Erdpfad: Langzeit Erdschluß und invers abhängig frei programmierbare Kennlinie für Phase und Erdpfad. Kennlinienumschaltung und Blockiermöglichkeiten erlauben ein Anpassen der Schutzfunktionen an wechselnde Bedingungen während des Betriebes. Separate Parametrierung für Motoren und nichtrotierende Schutzobjekte. Softwarematrix für Auslöse und Melderelais. Echtzeituhr: Die letzten drei Ereignisse werden mit Zeitstempel versehen. Fehlerdatenaufzeichnung. Siemens LSA... Oktober 995 Siemens AG 995

2 Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 Thermischer Überlastschutz (ANSI 9/9R) Das Gerät berechnet die Temperatur des Schutzobjektes mit einem mathematischen Modell aus dem fließenden Strom (echter Effektivwert, Schieflasterwärmung) und der Umgebungstemperatur. Aus der Temperatur wird auf die noch verfügbare thermische Reserve geschlossen. Bei Erreichen einer Warnschwelle kann ein Signal ausgegeben werden. Anlaufsperre (ANSI 86) Diese Funktion erlaubt das Zuschalten von Motoren nur, wenn diese noch über genügend thermische Reserve für einen vollständigen Anlauf verfügen. Schieflast (ANSI 6) Diese Funktion schützt das Objekt vor zu starker Erwärmung infolge unsymmetrischer Leiterströme. Auch Phasenausfall, vertauschte Anschlüsse und zweipolige Kurzschlüsse werden erkannt. Die Drehrichtung des Feldes kann gewählt und während des Betriebes geändert werden. Blockierter Rotor (ANSI 6) Der Start eines Motors kann überwacht werden, indem nach Zuschalten des Motors geprüft wird, ob der Strom auf den normalen Betriebsstrom zurück geht. Ist die erlaubte Festbremszeit kürzer als die erlaubte Anlaufzeit, muß dem Schutzgerät die Rotorbewegung durch einen externen Sensor mitgeteilt werden. Anwendungsbeispiele U< U> > >> > e > 7 59/6 50/5 9/9R 6/8 5G Notanlauf Diese Funktion setzt die Anlaufsperre außer Betrieb, indem das thermische Gedächtnis zurückgesetzt wird. Unterspannung (ANSI 7) Der Unterspannungsschutz verhindert einen Betrieb des Schutzobjektes bei zu geringer Leiter Leiter Spannnung. M keine Drehzahl Anpassung an die Umgebungs / Kühlmitteltemperatur Die von einem Sensor erfaßte Temperatur kann in die Berechnung der vorhandenen thermischen Reserve des Schutzobjektes einbezogen werden. Übertemperatur Bis zu 8 Temperatursensoren (Pt 00, Ni 00, Ni 0) können für die Erfassung von Temperaturen angeschlossen werden. Unterstrom (ANSI 7) Diese Funktion gestattet das Erkennen eines herabgesetzten Betriebsstromes der z. B. durch verringerte Motorbelastung auftreten kann. Dadurch kann Wellenbruch, das Leerlaufen von Saugpumpen oder Gebläseausfall erkannt werden. Überstromschutz (ANSI 5/5G/5N) Für den Überstromschutz kann eine von sechs Kennlinien gewählt werden. Die Kennlinien für die Leiterströme und Erdströme sind unabhängig voneinander. Abhängige Charakteristiken können entsprechend IEC 55 und BS gewählt werden. Kurzschlußschutz (ANSI 50/50G/50N) Der Kurzschlußschutz erfaßt Kurzschlüsse und plötzliche, schwere mechanische Defekte. Die Stufen für die Leiter und Erdströme sind unabhängig voneinander. Überspannung (ANSI 59/6) Der Überspannungsschutz erfaßt zu hohe Leiter Leiter, Leiter Erde Spannungen oder Verlagerungsspannungen. Direkte Einkopplung, Leistungsschalterversagerschutz Ein Auslösekommando kann auch durch ein eingekoppeltes Binärsignal erzeugt werden. Das Auslösesignal kann verzögert werden. Das Gerät hat einen Leistungsschalterversagerschutz. Wenn nach einem Ausschaltbefehl, vom 7SJ55 oder einem externen Gerät, der Stromfluß in den Leitern nicht innerhalb einer vorgegebenen Zeit zurückgeht, wird ein Signal ausgegeben, das einen übergeordneten Schalter betätigen kann. Erdschlußrichtungsschutz (ANSI 67G) Diese Funktion ermöglicht ein selektives Erfassen von Erdschlüssen in isolierten, hochohmigen geerdeten und kompensierten Netzen. Kennlinienumschaltung Mit Hilfe der Kennlinienumschaltung kann von einem Parametersatz des Überstrom /Kurzschlußschutzes auf einen anderen Satz umgeschaltet werden. Dadurch ist ein Anpassung an verschiedene Bedingungen während des Betriebes möglich. Blockierung Einzelne Schutzfunktionen wie Überspannungs, Unterspannungs, Überstrom und Kurzschlußschutz lassen sich zeitweise blockieren. Bild Motorschutz e > > >> 50G/5G 50/5 5G > >> 67G > 9/5 Bild Schutz für Transformatoren und Kabel Siemens LSA... Oktober 995

3 Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 Technische Daten Hilfsspannung Nennhilfsspannung DC /60 V DC 0/50 V Nennhilfswechselspannung AC 0/0 V Leistungsaufnahme in Ruhe angeregt 9, bis 88 V 88 bis 00 V 88 bis 56 V 5 W 0 W Meßeingang Nenndaten Nennstrom N Nennspannung Nennfrequenz f N thermische Belastbarkeit der Strompfade Leistungsaufnahme in Strompfad bei N thermische Belastbarkeit des Spannungspfades Leistungsaufnahme im Spannungspfad dauernd während s während 0 s Stromstoß (eine Halbschwingung) dauernd U N = 00/0 V Phase, e e empfindlich oder A 00/0 V 50/60Hz 6 x N A 00 x N 7 0 x N 0 A 50 x N 00 A 0,/0, VA, x U N 0, VA Schaltspannung Optokopplereingänge bis 5 Gleichspannung Steuerstrom Anregungsdauer DC bis 50 V AC 0 bis 0 V DC 9, bis 00 V AC 88 bis 56 V typischer Wert ma 0 ms Ausgangsrelais Kommandorelais Melderelais Art der Kontakte max. Schaltspannung zulässiger Strom Dauerstrom Schaltleistung EIN AUS Output Monitor Output bis 6 siehe Schaltplan DC 00 / AC 50 V max. 0 A / 0,5 s max. 000 W 0 W / 50 VA Leuchtdioden Betriebsbereit grün interner Fehler rot thermischer Überlast gelb Schutzfunktionen gelb Auslösung rot rangierbare LEDs gelb ON LINE MONITOR PRE ALARM ALARM TRIP LED bis Serielle Schnittstelle Protokoll Übertragungsgeschwindigkeit Übertragungssicherheit RS85 Übertragungsentfernung Lichtwellenleiterschnittstelle Übertragungsentfernung optische Wellenlänge zulässige Dämpfung nach IEC / 800 / / 9 00 / 8 00 Baud Hammingdistanz d = max. 00 m km 80 nm max. 8 db Temperatursensoren Anschließbar Anzahl Anschlußklemmen Anschlußkabel (separat bestellen) max. Widerstand Pt 00, Ni 00, Ni 0 oder 8 pro Sensor <5 Siemens LSA... Oktober 995

4 Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 Technische Daten (Fortsetzung) Überlast Übertemperatur Unterstrom Überstrom > und e > Unabhängige Kennlinie Abhängige Kennlinie Spezialkennlinie Kurzschlußstrom >> und e >> Schieflast Extrem invers Anlaufzeitüberwachung Vollaststrom flc Nullaststrom noload Anlaufstrom start Sicherheitsfaktor k Schieflastfaktor k inv Anzahl warmer Anläufe n warm Anzahl kalter Anläufe n kalt thermische Zeitkonstanten, Anlaufzeit t start Gewichtsfaktor p Genauigkeit von flc Erfassungsbereich T alarm Auslösebereich T trip Genauigkeit Strom < Totzeit t bypass Auslösezeit t aus Genauigkeit von < Rückfallverhältnis Strom > Strom E > empfindlich Verzögerungszeit t > und t E> empfindlich Eigenschaften Strom p Strom ep empfindlich Zeitfaktor t p und t ep Anzahl der Einzelpunkte X Strom x Strom ex empfindlich Verzögerungszeit t x und t ex Genauigkeit > p x Rückfallverhältnis Strom >> Strom E >> empfindlich Verzögerungszeit t >> und t E>> Genauigkeit >> Rückfallverhältnis Strom p Totzeit t bypass Faktor t p Genauigkeit p Rückfallverhältnis Verzögerungszeit t r 0,05 bis 8 x N 0,05 bis x N 0,05 bis 8 x N bis,5 0 bis 0 bis 5 bis 5 s bis 999 min bis 00 s 0 bis % 0 bis 00 C 0 bis 00 C C 0,05 bis 8 x N 0 bis 00 s 0 s bis 66 min % 0,95 0,0 0,05 bis 8 x N 0,00 bis, A 0 s bis 66 min NI, VI, EI, LTE, RD nach BS 966 0,05 bis 8 x N 0,00 bis, A 0 bis 0 bis 5 0,05 bis 8 x N 0,00 bis, A 0 s bis 66 min % 0,95 0,0 0,05 bis 8 x N 0,00 bis, A 0 s bis 66 min % 0,95 0,0 0,0 bis 0 x N 0 bis 00 s 0 bis 5 % 0,95 0,0 0 bis 00 s % Unterspannung Spannung U< Verzögerungszeit t U< Genauigkeit U< Rückfallverhältnisse 0,05 bis, x U N 0 s bis 66 min % 0,95 0,0 Siemens LSA... Oktober 995

5 Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 Technische Daten (Fortsetzung) Überspannung Spannung U> Verzögerungszeit t U> Spannung U>> Verzögerungszeit t U>> Genauigkeit U>, U>> Rückfallverhältnis 0,05 bis, x U N 0 s bis 66 min 0,05 bis, x U N 0 s bis 66 min % 0,95 0,0 Schalterversagerschutz Erdschlußrichtung Referenzbedingungen Mechanische Ausführung Anschlußklemmen Hochspannungsprüfungen Störspannungs, EMV, Störgrößen und Funkstörungsprüfungen Strom bf Verzögerungszeit t bf Genauigkeit bf Rückfallverhältnis Netzsternpunkt gelöscht Netzsternpunkt isoliert Strom >, p, >> Spannung U STRT Verzögerungszeit t >, t >> Zeitfaktor t p Winkel e Temperatur Hilfsgleichspannung Netzfrequenz dritte Harmonische fünfte Harmonische Gehäuse: Standard Metallgehäuse für Schalttafeleinbau oder aufbau Abmessung Gewicht Schutzart nach EN 6059 Stromkreise (modulare Anschlußklemmenblöcke) Anschlußart Steckverbindung Schraubverbindung Melde und Auslösekreise (modulare Anschlußklemmenblöcke) Anschlußart Steckverbindung Schraubverbindung Isolationsprüfung IEC 55 5 Isolationswiderstandsprüfung IEC 55 5 Stoßspannungsprüfung IEC 55 5 Hochfrequenzprüfung (Fehlfunktionsprüfung) IEC 55, IEC 55 6, Klasse Elektromagnetische Entladung IEC 80, Klasse Elektromagnetische Verträglichkeit IEC 80, Klasse Schnelle transiente Störgröße IEC 80, Klasse Wiederholungsfrequenz Stoßlänge Stoßperiode Prüfdauer Transiente Störgrößen wie von der KEMA empfohlen wird 0,05 bis 8 x N 0 s bis 66 min % 0,95 0,0 = e x cos = e x sin 0,00 bis, A 0,05 bis, x U N 0 s bis 66 min 0 bis 0 5 bis bis +55 C 0,8 bis,5 x U N 0,9 bis, x f N 0 % (Phase 0 / 80 ) 0 % (Phase 0 / 80 ) 7XP0 siehe Bild 7 etwa kg IP5 Hochstromklemmen mit Kurzschließvorrichtung,5 mm für Kabel mm für Kabel,5 mm für Kabel,5 mm für Kabel kv, 50 Hz, min Prüfspannung DC 500 V, 00 M,/50 s, 0,5 J, 5 kv, R i = 500, CM / DM MHz, R i = 00, 00/s, s, CM,5 kv, DM kv 50 pf, 50, 8 kv 0,5 bis 00 MHz, 0 V/m 5/50 ns, R i = 50 5 khz 5 ms 00 ms 0 s, CM kv 0,5/50 s, R i = 5, DM kv Funkstörung EN 550 0,5 bis 0 MHz Leitungsinterferenz 0 MHz bis GHz Strahlung Siemens LSA... Oktober 995 5

6 Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 Technische Daten (Fortsetzung) Klimabeanspruchung zulässige Umgebungstemperatur bei Betrieb bei Transport bei Lagerung IEC 68 0; DIN 0 06 Klasse F Feuchtebeanspruchung 0 bis +55 C 5 bis +55 C 5 bis +70 C 6 Zyklen / Stunden, +5/+55 C, Feuchte 95 % im Jahresmittel 75 % relative Feuchte, an 0 Tagen im Jahr bis zu 95 % relative Feuchte, Betauung nicht zulässig Mechanische Prüfbeanspruchung IEC 68 6, DIN bis 55 Hz, g, 0 Schwünge, Richtungen KEMA Typprüfung Die Typprüfung des Relais 7SJ55 ist von dem KEMA Prüflabor in Arnheim in den Niederlanden durchgeführt worden. Die Prüfergebnisse sind festgelegt in den Prüfberichten Nr. 769 KCS/LB 9 06 und Nr. 769 KCS/LB Auswahl und Bestelldaten Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 Nennstrom N, Frequenz L, L, E /, 50/60 Hz L, L, L, E /, 50/60 Hz L, L /, E empfindlich A, 50/60 Hz L, L, L /, E empfindlich A, 50/60 Hz Bestell Nr. 7SJ55 A 0 0 Nennhilfsspannung U h DC bis 60 V DC 0 50 V, AC 0 0 V Mechanische Ausführung horizontale Module vertikale Module Option A: Anschlußmöglichkeiten ohne Option erweiteter Input /Output: extra Eingänge, extra Ausgänge, extra Leuchtdioden erweiteter Input /Output + Spannungsfunktionen (einphasig) erweiteter Input /Output + Spannungsfunktionen (einphasig) oder Erdschlußrichtung (nur in Kombination mit E empfindlich A) Option B: Serielle Schnittstelle ohne Option RS 85 + Optische Schnittstelle RS 85 + Optische Schnittstelle + Anschluß für x PT 00 RS 85 + Optische Schnittstelle + Anschluß für 8 x PT 00 A B 0 A B C D Zubehör Aufbaubügel für 7SJ550 und 7SJ55 ohne serielle Schnittstelle Aufbaubügel für 7SJ55 mit serieller Schnittstelle Dokumentation Katalogblatt LSA..: Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 Gerätehandbuch: 7SJ55 Multifunktionales digitales Schutzrelais (erscheint etwa 0/96) G88080 X50 L0 G88700 C56 L5 E5000 K57 A A G88700 C57 U Siemens LSA... Oktober 995

7 Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 L L L XC II XC II XE IV XD IV XE III XD III XE I XD I XE I XD I XC III XC III XB I XB I XC IV 0 V 00 V A A A A L+ L * ** Kommandorelais 7SJ55 XB IV XB IV XC I XC I XC IV General AUS Schnittstelle Temperatur Sensor (8 x) RS 85 TxD GnD RxD GnD TxD LWL Schnittstelle RxD *) **) empfindlicher Erdstromwandler Kein Erdstromwandler in der Version empfindlicher Erdstromwandler Bild Anwendung: Abzweigschutz Siemens LSA... Oktober 995 7

8 Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 L L L M XC II XC II XE IV XD IV XE III XD III XE II XD II XE I XD I XC III XC III XB I XB I XC IV L+ L 0V 00V A A A A * ** Kommandorelais 7SJ55 XB IV XB IV XC I XC I XC IV General AUS Schnittstelle Temperatur Sensor (8 x) RS 85 TxD GnD RxD GnD TxD LWL Schnittstelle RxD *) **) empfindlicher Erdstromwandler Kein Erdstromwandler in der Version empfindlicher Erdstromwandler Bild 5 Anwendung: Maschinenschutz 8 Siemens LSA... Oktober 995

9 Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 L L L L L L XC II XC II XE IV XD IV XE III XD III XE II XD II XE I XD I XC III XC III XB I XB I XC IV L+ L 0V 00V A A A A Kommandorelais 7SJ55 XB IV XB IV XC I XC I XC IV General AUS Schnittstelle Temperatur Sensor (8 x) RS 85 TxD GnD RxD GnD TxD LWL Schnittstelle RxD Bild 6 Anwendung: Transformatorschutz Siemens LSA... Oktober 995 9

10 Maßzeichnungen in mm , , adfbg adfbg adfbg adfbg adfbhjgjkhfk adfbg adfbgan adfbg adfbgag 66 55,9 adfbgan adfbgan adfbgan adfbgan 5 Frontansicht Seitenansicht (senkrechte Montage) Ansicht von unten (horizontale Montage) Rückansicht Bild 7 Multifunktionales digitales Schutzrelais 7SJ55 0 Siemens LSA... Oktober 995

11 Verkaufs und Lieferbedingungen Exportvorschriften Produktbezeichnungen Verkaufs- und Lieferbedingungen Im Inlandsgeschäft: Es gelten die Allgemeinen Verkaufsbedingungen sowie die Allgemeinen Lieferbedingungen für Erzeugnisse und Leistungen der Elektroindustrie. Die Preise gelten in DM ab Werk, ausschließlich Verpackung; diese wird zum Selbstkostenpreis verrechnet. Die Umsatzsteuer (Mehrwertsteuer) ist in den Preisen nicht enthalten. Sie wird nach den gesetzlichen Vorschriften zum jeweils gültigen Satz gesondert berechnet. Exportvorschriften Die in diesem Katalog aufgeführten Erzeugnisse benötigen nach den derzeitigen Bestimmungen (Stand 09.95) der deutschen und der US-Exportvorschriften keine Ausfuhrgenehmigung. Im Exportgeschäft: Es gelten die Allgemeinen Lieferbedingungen für Erzeugnisse und Leistungen der Elektroindustrie sowie alle mit den Preislistenempfängern vereinbarten sonstigen Bedingungen. Ausfuhr bzw. Reexport ist daher ohne Genehmigung der zuständigen Behörden zulässig, sofern die Außenwirtschaftsverordnung nicht länderspezifische Restriktionen vorsieht. Soweit auf den einzelnen Seiten dieses Kataloges nichts anderes vermerkt ist, bleiben Änderungen, insbesondere der angegebenen Werte, Maße und Gewichte, vorbehalten. Die Abbildungen sind unverbindlich. Wir behalten uns Preisänderungen vor und werden die jeweils bei Lieferung gültigen Preise verrechnen. A 9.9 a Änderungen vorbehalten. Maßgebend sind die auf Lieferschein und Rechnung angegebenen Kennzeichnungen. Eine Ausfuhrgenehmigungspflicht kann sich durch den Verwendungszweck der Erzeugnisse länderspezifisch ergeben. Produktbezeichnungen Alle verwendeten Produktbezeichnungen sind Warenzeichen oder Produktnamen der Siemens AG oder anderer Unternehmen. Verantwortlich für Technischen Inhalt: Dr. Hans Joachim Herrmann, Siemens AG, EV S V, Nürnberg Redaktion: Helmut Belzer, Siemens AG, EV MK, Erlangen Siemens LSA... Oktober 995

12 Bereich Energieübertragung und -verteilung Geschäftsgebiet Zähler, Sekundär- und Netzleittechnik Postfach 8 06 D-9006 Nürnberg Siemens Aktiengesellschaft Wir bringen Energie ans Ziel Bestell Nr.: E5000-K57 A-A Siemens LSA... Oktober 995 Printed in the Federal Republic of Germany KG K SC De D0 60/U5