Mittelspannungsprodukte - Produktkatalog TK 541/05. UFES Ultraschneller Erdungsschalter

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1 Mittelspannungsprodukte - Produktkatalog TK 541/05 UFES Ultraschneller Erdungsschalter

2 2 Produktkatalog UFES

3 UFES Benefit für unterschiedliche Marktsegmente UFES Produktkatalog 3

4 Inhalt Seite 1 Funktionsbeschreibung Funktionsweise 7 2 Systemkomponenten Ultraschneller Erdungsschalter Zubehör und externe Komponenten UFES-Kit mit AE Typ QRU UFES-Kit mit EAE Typ QRU Prüfstecker 9 3 Funktionalität UFES Elektronik Auslöse-Elektronik (AE) Typ QRU Erfassungs- und Auslöse-Elektronik (EAE) Typ QRU Primärschaltelement Typ U Anwendungen Allgemeines UFES + REA Anwendungsbeispiel 1 Schaltanlage mit einer Einspeisung und einem Schutzbereich Anwendungsbeispiel 2 Schaltanlage mit zwei Einspeisungen und einem Schutzbereich Anwendungsbeispiel 3 Schaltanlage mit zwei Einspeisungen und zwei gekuppelten Schutzbereichen Anwendungsbeispiel 4 Offene Schaltanlage mit 2 Einspeisungen und Doppelsammelschienensystem 18 5 Allgemeine Montagehinweise Primärschaltelemente (PSE) UFES Elektronik (Typ QRU100 oder Typ QRU1) Licht-Detektoren zum Anschluss an die QRU Positionierung der Detektoren 20 6 Technische Daten Primärschaltelement Elektrische Eigenschaften Mechanische Eigenschaften (alle Typen) Lebensdauererwartung Umgebungsbedingungen 21 Für diese Druckschrift behalten wir uns alle Rechte vor. Missbräuchliche Verwendung, wie insbesondere Vervielfältigung und Weitergabe an Dritte, ist auch auszugsweise nicht gestattet. Angaben und Abbildungen unverbindlich. Änderungen vorbehalten. ABB AG Produktkatalog UFES

5 Inhalt Seite 6.2 Auslöse-Elektronik Typ QRU Mechanische Eigenschaften Hilfsspannungsversorgung Erweiterungseingänge für externe Erfassungseinheiten Melde- / Steuerkontakte Erweiterungseingänge Extension (High-speed input HSI) Optolink -Kommunikationsfaser zum REA System Umgebungsbedingungen Reaktionszeiten Erfassungs- und Auslöse-Elektronik Typ QRU Mechanische Eigenschaften Hilfsspannungsversorgung Erfassungs- und Steuereingänge (Übersicht) Stromwandlereingänge Steuerungseingänge: Ext. Auslösung / Ext. Blockierung Melde- / Steuerkontakte Erweiterungseingänge Optische Sensoren zur QRU Einstellbereich Stromerfassung Umgebungsbedingungen Reaktionszeiten 23 7 Abmessungen Auslöse-Elektronik Typ QRU Primärschaltelement Typ U Erfassungs- und Auslöse-Elektronik Typ QRU Primärschaltelement Typ U Schaltpläne Übersicht Ultraschneller Erdungsschalter Anschluss- und Prinzipschaltplan der Auslöse-Elektronik Typ QRU Anschluss- und Prinzipschaltplan der Erfassungs- und Auslöse-Elektronik Typ QRU Bestelldetails 29 A1 Anhang Leitlinie zur Ermittlung des Stromansprechwertes 32 UFES Produktkatalog 5

6 Einleitung S 3 Speed, Safety, Savings Der Einfluss hoher thermischer und mechanischer Belastungen im Falle eines Störlichtbogenfehlers, dem schwerstmöglichen Fehlerfall innerhalb einer Schaltanlage, kann durch den Einsatz eines aktiven Störlichtbogenschutzsystems drastisch reduziert werden. Im Unterschied zu einem reinen Überstromschutz detektiert ein solches System innerhalb kürzester Zeit speziell das Auftreten eines inneren Störlichtbogens und kann in Folge, übergeordnet zum bestehenden Schutzkonzept, Maßnahmen veranlassen und den Fehler schnell unterdrücken. Es gilt, je schneller ein auftretender Störlichtbogen unterbunden wird, umso geringer werden die zu erwartenden Schäden in der Schaltanlage sein. Der Ultraschnelle Erdungsschalter Typ UFES ist eine Gerätekombination, bestehend aus einer elektronischen Einheit sowie den zugehörigen Primärschaltelementen, die im Fehlerfall eine 3-phasige Kurzschlusserdung einleiten. Die extrem kurze Schaltzeit des Primärschaltelements, kleiner 1,5 ms, in Verbindung mit der schnellen und sicheren Erfassung des Fehlers, führt zum Verlöschen eines Störlichtbogens nahezu unmittelbar nach seiner Entstehung. Mit einer Gesamt-Löschzeit von weniger als 4 ms nach Erfassung kann durch ein aktives Schutzkonzept mit dem Ultraschnellen Erdungsschalter eine höchstmögliche Personenund Anlagensicherheit erreicht werden. Mit dem Ultraschnellen Erdungsschalter Typ UFES ist es ABB gelungen, aktiven Störlichtbogenschutz für Schaltanlagen durch schnellstmögliche Intervention auf ein Maximum zu erhöhen. Der Einsatz des kompakt aufgebauten Systems ist prinzipiell in jeder neuen oder bereits installierten, kurzschlussfesten Schaltanlage mit Bemessungsspannungen bis 40,5 kv und Bemessungs-Kurzzeitströmen bis 100 ka denkbar. Unschlagbare Vorteile: -- Stark erhöhte Anlagen- bzw. Prozessverfügbarkeit durch Vermeidung von schwerwiegenden Zerstörungen in den Schaltanlagen und der Möglichkeit einer schnellen Wiederinbetriebnahme nach einem Fehler. zur Erhaltung größtmöglicher Wettbewerbsfähigkeit. -- Stark erhöhter Personenschutz für alle Schaltanlagen. speziell während oder nach Wartungsarbeiten. -- Drastische Reduzierung von Reparatur- und Folgekosten wie z.b. den Austausch von Anlagenteilen sowie den erheblichen betriebswirtchaftlichen Schäden durch einen längeren Produktionsausfall. durch minimale Fehler-Auswirkungen an der Anlage. - - Minimierung von Druckentlastungsmaßnahmen durch Anwendung aktiver Schutzkonzepte. als Ergebnis erhöhter Planungsflexibilität für elektrische Installationen. 6 Produktkatalog UFES

7 1 Funktionsbeschreibung 1.1 Funktionsweise Der erweiterte Anlagen- und Personenschutz der durch den Ultraschnellen Erdungsschalter realisiert wird erfolgt nach dem Prinzip einer bewusst erzeugten 3-phasigen Kurzschlusserdung im Falle eines Störlichtbogenfehlers. Die Auslösung des Ultraschnellen Erdungsschalters erfordert zunächst die schnelle und sichere Erfassung eines Störlichtbogenfehlers im definierten Schutzbereich des Schaltanlagen- Systems. Die Feststellung des spezifischen Fehlers erfolgt wahlweise über die Kombination von externen Störlichtbogen- Erfassungssystemen mit einer UFES Auslöse-Elektronik Typ QRU100, oder alternativ über eine erweiterbare UFES Erfassungs- und Auslöse-Elektronik Typ QRU1. Sind die Kriterien / Bedingungen für eine Auslösung erfüllt, gibt die UFES Elektronik ein Auslösesignal an die 3 Primärschaltelemente (PSE), welche in Folge einen 3-phasigen metallischen Kurzschluss an deren Installationsort einleiten. Durch die wesentlich niederohmigere Verbindung kommutiert der Fehlerstrom vom Störlichtbogen auf die definiert erzeugte Fehlerstelle durch die PSE, wodurch die Störlichtbogenspannung zusammenbricht und der Störlichtbogen nahezu sofort verlischt. Der resultierende, kontrolliert fließende Fehlerstrom wird dann final durch den einspeisenden Leistungsschalter abgeschaltet LS LS LS LS LS CT CT CT CT CT I k " I k " I k " I k " I k " UFES PSE UFES- Elektronik (Optional) Entstehung eines Störlichtbogens Erfassung des Störlichtbogens Auslösung der Primärschaltelemente Löschung des Störlichtbogens Abschaltung des Fehlerstroms Optischer Sensor I k " Stromerfassungseinheit UFES Primärschaltelement (PSE) Abb Darstellung eines Funktionsablaufs Energie ka²s Brandgefahr: 0,2 sek: Stahlteile 0,15 sek: Kupferteile 0,1 sek: Kabel Zeit Störlichtbogen verloschen innerhalb von 4 ms (nach Erfassung) Abb Drastische Reduzierung des möglichen Energieeintrags durch Verlöschung des Störlichtbogens vor dem ersten Scheitelwert des Fehlerstroms (blaue Fläche). UFES Produktkatalog 7

8 2 Systemkomponenten 2.1 Ultraschneller Erdungsschalter Der Aufbau des Ultraschnellen Erdungsschalters Typ UFES besteht aus einer eigenen Elektronik sowie den 3 Primärschaltelementen (PSE). Diese Elemente, einschließlich der konfektionierten Auslöseleitungen zwischen Elektronik und PSE, bilden das UFES-Kit. Die UFES Elektronik ist in 2 Ausführungen verfügbar. Die Auslöse-Elektronik (AE) Typ QRU100 verwendet ausschließlich externe Erfassungseinheiten zur Überwachung des Schutzbereichs. Die Erfassungs- und Auslöse-Elektronik (EAE) Typ QRU1 dagegen, bietet in diesem Portfolio eine erweiterbare Komplettlösung mit interner Licht- und Strom-Überwachung, welche kleine Schutzbereiche auch ohne zusätzliche Geräte schützen kann. Abb Auslöse-Elektronik Typ QRU100 Abb Primärschaltelement Typ U1 Abb Erfassungs- und Auslöse-Elektronik Typ QRU1 Abb Auslöseleitung (UFES Elektronik PSE) 8 Produktkatalog UFES

9 2.2 Zubehör und externe Komponenten UFES-Kit mit AE Typ QRU100 Die komplette Erfassung eines Störlichtbogenfehlers erfolgt unter Anwendung externer Erfassungseinheiten. Die AE eignet sich in diesem Zusammenhang ideal für den Anschluss des ABB Störlichtbogenschutzsystems Typ REA. Hierfür stehen entsprechend geprüfte und kompatible Schnittstellen zur Verfügung. Ausführliche Hinweise zu den Eigenschaften des REA Störlichtbogenschutzsystems sind den zugehörigen technischen Produktkatalogen zu entnehmen UFES-Kit mit EAE Typ QRU1 Die optische Überwachung der Schaltanlagen-Schotträume erfolgt unter Verwendung von einzelnen Linsensensoren, welche direkt an die EAE angeschlossen werden. Des Weiteren kann das System für Anwendungen, bei denen mehr als 9 Schaltanlagen-Schotträume optisch überwacht werden sollen, über den ABB Lichtbogenwächter Typ TVOC-2 erweitert werden. Die EAE des Ultraschnellen Erdungsschalters bietet 5 spezielle Eingänge zum Anschluss dieser externen Geräte. Bei direkter Anbindung der TVOC-2-Einheiten an die EAE lassen sich so bis zu 150 weitere Linsensensoren in das UFES-Schutzsystem integrieren (siehe auch Kapitel 4.2.1). Ausführliche Hinweise zu den Eigenschaften der TVOC-2 Lichtbogenwächter sind den zugehörigen technischen Produktkatalogen zu entnehmen. 2.3 Prüfstecker Unter Verwendung des Prüfsteckers kann die UFES Elektronik einer Funktionsprüfung in der Betriebsart Operation unterzogen werden. Der Prüfstecker dient hierbei der optischen und akustischen Signalisierung der 3 Auslöseimpulse. Abb ABB Störlichtbogenschutzsystem REA Abb ABB Lichtbogenwächter Typ TVOC-2 Abb Linsensensor für EAE UFES Produktkatalog 9

10 3 Funktionalität 3.1 UFES Elektronik Bei der Entwicklung der Elektronik des Ultraschnellen Erdungsschalters wurde der Schwerpunkt bewusst auf den wesentlichen Zweck der Anwendung gelegt, nämlich den effektiven Schutz der Anlage durch die schnelle und sichere Erfassung und Verarbeitung der Eingangssignale, sowie eine kurze Reaktionszeit bis zur Ansteuerung der angeschlossenen Schaltgeräte im Fehlerfall. Der schaltungstechnische Aufbau ist komplett in schneller Analogtechnik ausgeführt. Für die gesamte Sicherheits-Funktionalität sind ausschließlich Hardware- Komponenten verantwortlich Auslöse-Elektronik (AE) Typ QRU100 Mit der Auslöse-Elektronik Typ QRU100 eignet sich der Ultraschnelle Erdungsschalter zum Anschluss von externen Störlichtbogenschutzsystemen. In einer solchen Anwendung erfolgt die komplette Erfassung eines Störlichtbogens durch das externe System, welches im Fall eines Störlichtbogenfehlers ein Auslösesignal an den Ultraschnellen Erdungsschalter sendet. Hierdurch bieten sich zahlreiche Möglichkeiten zur Erstellung von neuen Schutzkonzepten sowie für ein Retrofit von vorhandenen Systemen. Funktionalität: Die AE Typ QRU100 ist die Schnittstelle zwischen externen Störlichtbogen-Erfassungseinheiten und den UFES Primärschaltelementen (PSE). Hierfür stellt die Elektronik 2 Optolinksowie 2 Hochgeschwindigkeits-eingänge (HSI) als Anschlüsse zur Verfügung. Während die beiden Hochgeschwindigkeitseingänge universelle Schnittstellen sind, so sind die Optolink- Eingänge ausschließlich für den Anschluss des ABB Störlichtbogenschutzsystems Typ REA konzipiert. Über einen Test- Modus lassen sich Einstellungen und Erfassungselemente auf ihre Funktion überprüfen, ohne dass eine Auslösung der Primärschaltelemente (PSE) erfolgt. Versehentliches Umschalten in den Test-Modus wird durch Verwendung eines Schlüsselschalters verhindert. Sicherheitsrelevante Funktionen des Gerätes werden stetig überwacht und können über eine Meldung abgefragt werden. Abb AE Frontansicht mit Bedien- und Anzeigeelementen Optolink: An diesen Signalübertragungsfaseranschlüssen können externe Erfassungseinheiten des REA-Systems die AE zu einer Auslösung anregen. Neben einer sehr schnellen Verbindung bietet dieser Übertragungsweg zusätzlich den Vorteil, dass die verwendete Faserleitung überwacht werden kann (Optolink supervision). Konfiguration: Über eine DIP-Schalteranordnung können die einzelnen Eingänge separat aktiviert werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, bestimmte Eingänge miteinander logisch zu einer Auslösebedingung zu verknüpfen. Abb AE Rückansicht Soweit wie möglich sind die Anschlüsse als Steckverbindungen ausgeführt. Verfügbare Anschlüsse: X1 Hilfsspannungsversorgung X2 6 potentialfreie Meldekontakte X3, X4 2 x Hochgeschwindigkeitseingang (HSI) X5 - X7 3 x PSE X8 - X11 2 x Optolink Schnittstelle 10 Produktkatalog UFES

11 3.1.2 Erfassungs- und Auslöse-Elektronik (EAE) Typ QRU1 Funktionalität: Die EAE vereint kontinuierliche Licht- und Überstromüberwachung in einem Gerät. Beides kann beliebig über eine Konfigurationslogik miteinander verknüpft und eingestellt werden. Über einen Test-Modus lassen sich Einstellungen und Erfassungselemente auf ihre Funktion überprüfen, ohne dass eine Auslösung der PSE erfolgt. Der Test-Modus ist, wie bei der AE Typ QRU100, über einen Schlüsselschalter zu aktivieren. Sicherheitsrelevante Funktionen des Gerätes werden stetig überwacht und können über eine Meldung abgefragt werden. Licht-Erfassung: Die Lichtüberwachung wird mittels einzelner, in den Schaltanlagen-Schotträumen zu installierender Linsensensoren realisiert, welche auf eine stark erhöhte Lichtintensität reagieren. Die Anbindung der Linsensensoren an die EAE erfolgt über eine dielektrisch unkritische LWL-Faser. Ein Sieben-Segment- Display zeigt bei einem aufgetretenen Fehler an, welcher Sensor angesprochen hat und bietet somit die Möglichkeit der exakten Fehlerortbestimmung. Die verwendeten Linsensensoren sind voll kompatibel mit dem ABB Arc Guard TVOC System. Strom-Erfassung: Die Stromüberwachung erfolgt z.b. unter Einbindung der Schutzwandler in der Einspeisung des Schaltanlagen-Abschnittes, wobei diese einen Sekundärstrom von 1 A oder 5 A haben können. Die Eingänge dieser Erfassungseinheit besitzen eine geringe Bürde von < 1 VA, so dass sich dieser Überwachungskreis im Normalfall ohne Probleme in bestehende Schutzkreise einschleifen lasst. Liegt der gemessene Momentanstromwert höher als der eingestellte Ansprechwert, so ergibt sich hieraus das zweite Kriterium für die sichere Fehlererkennung. Hinweis: Bei Auswahl der zu verwendenden Stromwandler ist darauf zu achten, dass diese eine ausreichend hohe Überstromkennziffer haben, um den gewählten Strom-Ansprechwert noch zu übertragen. Detaillierte Informationen hierzu finden Sie im Anhang A1. Konfiguration: Sämtliche Einstellungen zur Realisierung des gewünschten Schutzkonzepts können bedienerfreundlich über DIP-Schalter auf der Frontseite der EAE eingestellt werden. Dies bietet die Möglichkeit, die verschiedenen Erfassungseinheiten der Lichtund Überstromparameter in UND/ODER-Logiken miteinander zu verknüpfen. Über eine zweite DIP-Schalteranordnung kann gleichermaßen der benötigte Ansprechwert für einen unzulässigen Überstrom eingestellt werden. Abb EAE Frontansicht mit Bedien- und Anzeigeelementen Abb EAE Rückansicht Soweit wie möglich sind die Anschlüsse als Steckverbindungen ausgeführt. Verfügbare Anschlüsse: X1 3 Stromwandler (interne Erfassung) X2 6 potentialfreie Meldekontakte X3 1 x Hilfsspannungsversorgung X4 - X8 5 Erweiterungseingänge X9 9 optische Sensoren (interne Erfassung) X10 1 x Externe Blockierung X10 1 x Externe Auslösung X11 3 x PSE UFES Produktkatalog 11

12 3.2 Primärschaltelement Typ U1 Neben der Voraussetzung, dass der schwerwiegende Störlichtbogen schnell und eindeutig als ein solcher erkannt wird, besteht die Herausforderung darin, diesen so schnell wie möglich zum Verlöschen zu bringen. Beim Ultraschnellen Erdungsschalter UFES sind dafür drei einzelne Primärschaltelemente (PSE) zuständig, welche zwischen dem spannungsführenden Schienensystem und Erde installiert werden. Die PSE sind für verschiedene Spannungs-/Stromwerte erhältlich. Geschwindigkeit: Die PSE gewährleisten einen gravierenden Zeitvorteil gegenüber einer Lichtbogen-Abschaltung durch einen Leistungsschalter. Eine speziell für diesen Anwendungsfall entwickelte Vakuum-Schaltkammer in Verbindung mit einem zuverlässigen, phasenunabhängigen Mikro-Gas-Generator-Antrieb als Energiespeicher sorgen für einen Schaltvorgang, der innerhalb von 1,5 ms abgeschlossen ist. Schaltprinzip: Im Falle einer Auslösung erzeugt der Mikro-Gas-Generator einen rasanten Druckanstieg innerhalb des ihn umgebenden Volumens im Antriebskolben. Hierdurch veranlasst, durchstößt der Antriebskolben den mit einer Sollbruchstelle präparierten Deckel der Vakuum-Schaltkammer und treibt den im Grundzustand auf Erdpotential liegenden beweglichen Kontakt in die auf Sammelschienenpotential liegende Festkontaktbuchse. Es entsteht eine fest verrastete, unlösbare Verbindung. Austausch: Durch die unter Schaltprinzip beschriebenen, irreversiblen Vorgänge sind die ausgelösten PSE nach einer Schalthandlung gegen neue PSE zu ersetzen. Handhabung: Für die bestimmungsgemäße Handhabung der PSE (Einbau, Austausch, Lagerung, Versand) sind keine speziellen Sicherheitsanforderungen zu beachten. Der eingebaute Mikro-Gas- Generator ist ab Werk im PSE mit einem Spezialverschluss verkapselt und versiegelt. Das Schaltgerät entspricht in diesem Zustand den Anforderungen des Bundesamts für Materialforschung und hat eine entsprechende Zulassung erhalten. Wartung: Die PSE zeichnen sich durch einen sehr geringen Wartungsaufwand aus. Für den komplett in Epoxidharz vergossenen Schalt- und Antriebsmechanismus ist neben der zustandsabhängigen Reinigung der PSE-Außenfläche bei starker Verschmutzung lediglich ein Austausch des Mikro-Gas- Generators nach 15 Jahren einzuplanen. Diese Arbeiten werden durch das Herstellerwerk ausgeführt. Epoxidharz Isolation Festkontaktbuchse Vakuum-Schaltkammer Keramik-Isolator Kontaktstift Sollbruchstelle Kolben Antrieb Zylinder Bewegliches Kontaktsystem Mikro-Gas- Generator Abb PSE in Schnittansicht Vakuum-Schaltkammer und Mikro-Gas-Generator-Antrieb in einer kompakten Einheit integriert. 12 Produktkatalog UFES

13 Flexible Installationsmöglichkeiten: Die kompakte Bauform sowie die Ausführungsweise als einzelne, mit autark arbeitenden Schaltantrieben ausgestatteten PSE, gestatten flexible Installationsmöglichkeiten (örtlich sowie konstruktiv) zur Integration dieser Einheiten in die zu schützende Schaltanlage. Mit einer Bauhöhe von 210 mm entspricht der Typ U1 maßlich einem 24 kv Isolierstützer. Neben der direkten Installation des Schaltgerätes in die Schaltanlage sind noch weitere Varianten zur Integration möglich. Über eine typgeprüfte ABB Service-Box mit eingebauten PSE (Abb ) ist es beispielsweise möglich, den Primär-Teil des Ultraschnellen Erdungsschalters außen an eine Schaltanlage zu montieren und über eine feste Verbindung an das Sammelschienensystem anzuschließen. Eine weitere Option zur Integrierung der PSE in ein Schaltfeld bietet ein UFES Einschub (Abb ). Die auf ABB Einschubtechnik installierten Primärschaltelemente sind hierbei durch ein Kontaktsystem mit den Sammelschienen verbunden. Bei verfügbaren Leerfeldern bietet eine solche Plug & Play - Lösung eine einfache Möglichkeit für das Retrofit von Schaltanlagen. Abb ABB Service-Box mit eingebauten PSE Abb UFES Einschubvariante UFES Produktkatalog 13

14 4 Anwendungen 4.1 Allgemeines Die folgenden Darstellungen zeigen unterschiedliche Beispiele für die Integration des Ultraschnellen Erdungsschalters Typ UFES in einem Schaltanlagensystem. Die Beispiele sind alle mit der Auslöse-Elektronik Typ QRU100 in Kombination mit dem ABB Störlichtbogenschutzsystem Typ REA dargestellt. Gleichermaßen können diese jedoch auch mit der Erfassungsund Auslöse-Elektronik Typ QRU1 in Kombination mit dem ABB Lichtbogenwächter Typ TVOC-2 konzipiert werden. Aufgrund der großen Vielfalt von kundenspezifischen Varianten kann nicht jede Option der Anwendung des Ultraschnellen Erdungsschalters dokumentiert sein. Es ist daher nur eine Auswahl der häufigsten Anwendungen als Beispiel dargestellt. Die in den Beispielen dargestellten Transformatoren können auch durch Generatoren oder jede andere Einspeisung zu einer Schaltanlage ersetzt werden. Die Auslösung der Primärschaltelemente (PSE) erfolgt immer simultan in allen drei Phasen. Allen Anwendungsbeispielen ist gemeinsam: -- Bei einem Störlichtbogenfehler im überwachten Schutzbereich der Schaltanlage mit Überschreiten der vorgegebenen Ansprechwerte (Strom und Licht) / Auslösebedingungen löst die UFES Elektronik aus. -- Die drei PSE erzeugen eine 3-phasige Kurzschlusserdung am Installationsort und der Störlichtbogen im überwachten Schutzbereich der Schaltanlage erlischt sofort. -- Der Fehlerstrom wird final durch die einspeisenden Leistungsschalter ausgeschaltet. Zur Verkürzung der Ausschaltzeit können diese Leistungsschalter auch direkt durch die UFES Elektronik oder ggfs. durch andere externe Erfassungseinheiten angesteuert werden. Anforderungen an die Anwendungen: -- Das System und die Systemkomponenten müssen kurzschlussfest sein. -- Bei Systemen mit einer kurzen Kupferschienenverbindung zwischen dem einspeisenden Transformator und dem Einspeiseschalter ist der Annex M der IEC zu berücksichtigen. 4.2 UFES + REA Die 2 verfügbaren Schnittstellen Hochgeschwindigkeitseingang (HSI) und Optolink an der QRU100 eignen sich ideal zum Anschluss des ABB Störlichtbogenschutzsystems Typ REA. Das REA Störlichtbogenschutzsystem ist ein schnelles und flexibel konfigurierbares System für Schaltanlagen. Genau wie die UFES Erfassungs- und Auslöse-Elektronik Typ QRU1 basiert das REA-System auf der Erfassung von Licht und Überstrom. Für die optische Detektion werden 2 Sensortypen verwendet: 1. Liniensensoren, welche die Lichterfassung über die gesamte Länge einer Faser bieten 2. Linsensensoren, von denen typischerweise je ein Sensor pro Schaltanlagen-Kompartment installiert wird Sobald ein Störlichtbogenfehler als ein solcher erkannt wurde, sendet das REA-System ein Abschaltsignal an die Leistungsschalter die den Fehler speisen. In Kombination mit dem Ultraschnellen Erdungsschalter kann ein REA Auslösesignal beispielsweise über die Schnittstelle Optolink direkt an den Ultraschnellen Erdungsschalter gesendet werden. Die Einzelmodule des REA-Systems: 1. Hauptmodul REA101 Stand-alone Relay mit optischer Erfassung durch einen Liniensensor sowie interner Stromerfassung. 2. Erweiterungsmodul REA103 Erweiterung der optischen Erfassung durch zusätzliche Liniensensoren. 3. Erweiterungsmodul REA105 Erweiterung der optischen Erfassung durch einen zusätzlichen Liniensensor sowie eigenen Hochgeschwindigkeitsausgängen zur direkten Ansteuerung eines Leistungsschalters (erhöhter selektiver Schutz). 4. Erweiterungsmodul REA107 Erweiterung der optischen Erfassung durch zusätzliche 8 Linsensensoren. Detail-Informationen zum Störlichtbogenschutzsystem Typ REA können aus den zugehörigen Produktkatalogen entnommen werden. 14 Produktkatalog UFES

15 4.3 Anwendungsbeispiel 1 Schaltanlage mit einer Einspeisung und einem Schutzbereich LS2 T1 CT UFES PSE HSO 2 PSE Trip LS1 HSO 1 REA101 Optolink (Trip) UFES QRU100 LS LS LS UFES Schutzbereich Lichtsensor Abb Anlagen-/Systemkonfiguration - 3-feldrige Schaltanlage; pro Schaltfeld 3-fach geschottet - 1 Einspeisung; 1 UFES-Schutzbereich - Einbau der PSE im Kabelanschlussraum des Einspeisefeldes - Optische Überwachung aller Schotträume mittels Lichtsensor - Stromüberwachung über die im Bereich der Einspeisung installierten Stromwandler Bei einem Störlichtbogenfehler im überwachten Schutzbereich der Schaltanlage sendet das REA101 ein Auslösesignal über die Optolinkverbindung an die UFES Elektronik. Im Anschluss wird die 3-phasige Kurzschlusserdung durch die PSE erzeugt. Befindet sich der Fehler hinter dem Leistungsschalter LS1 (vom Transformator aus gesehen!), so wird der fehlerbehaftete Teil durch den Leistungsschalter LS1 abgeschaltet. Der Leistungsschalter LS2 schaltet anschließend den durch die drei PSE erzeugten dreiphasigen Kurzschluss ab. Befindet sich der Fehler vor dem Leistungsschalter LS1 im Einspeisefeld, so erfolgt die finale Abschaltung durch den Leistungsschalter LS2. UFES Produktkatalog 15

16 4.4 Anwendungsbeispiel 2 Schaltanlage mit zwei Einspeisungen und einem Schutzbereich LS2a LS2b T1 T2 CT1a CT1b Summenstromwandler I S = I T1 + I T2 LS1a LS1b Optische Überwachung REA System HSO 1, HSO 2 Optolink (Trip) UFES PSE UFES QRU100 PSE Trip UFES Schutzbereich Abb In diesem Beispiel wird die Schaltanlage von zwei Transformatoren gespeist. Um den Störlichtbogenschutz mit nur einem Ultraschnellen Erdungsschalter zu realisieren, sind die 3 PSE, im Gegensatz zum Anwendungsbeispiel 1, direkt an die Sammelschiene angeschlossen. Damit wird sichergestellt, dass der Ultraschnelle Erdungsschalter auch nach Abschaltung einer Transformatoreinspeisung wirksam ist. Die für die Stromüberwachung notwendigen Stromwandler befinden sich im jeweiligen Einspeisefeld der Anlage. Um die Ströme beider Einspeisungen (Stromwandler CT1a und CT1b) zu überwachen, werden diese mittels Summenstromwandler summiert und dem externen Lichtbogenerfassungssystem Typ REA zugeführt. Befindet sich der Fehler hinter den Leistungsschaltern LS1a und LS1b (vom Transformator aus gesehen!), so wird der durch die drei PSE erzeugte dreiphasige Kurzschluss und der fehlerbehaftete Teil der Schaltanlage durch die Leistungsschalter LS1a und LS1b abgeschaltet. Erfolgt der Fehler (Störlichtbogen!) vor dem Leistungsschalter LS1a (LS1b) so wird dieser Fehler durch den Leistungsschalter LS2a (LS2b) abgeschaltet. 16 Produktkatalog UFES

17 4.5 Anwendungsbeispiel 3 Schaltanlage mit zwei Einspeisungen und zwei gekuppelten Schutzbereichen LS2a LS2b T1 T2 CT1a CT1b REA System (1) LS1a LS1b Optolink (Überstrom) REA System (2) HSO 2 HSO 1 HSO 1 HSO 2 Trip 1 SS1 Optische Überwachung linke Seite Optische Überwachung rechte Seite SS2 Trip 1 LS3 UFES PSE (1) UFES PSE (2) PSE Trip PSE Trip UFES QRU100 (1) UFES Schutzbereich 1 UFES Schutzbereich 2 UFES QRU100 (2) Abb Diese Schaltanlage wird von zwei Transformatoren gespeist. Sie besitzt zwei separate Sammelschienenabschnitte SS1 und SS2, welche über eine Längskupplung (Kuppelschalter LS3) miteinander verbunden werden können. Da jeder Sammelschienenabschnitt auch autark betrieben werden kann, ist pro Sammelschienenabschnitt ein Ultraschneller Erdungsschalter zu berücksichtigen. Die jeweiligen drei PSE sind direkt an die linke und rechte Sammelschiene angeschlossen. Die Auslösung des Ultraschnellen Erdungsschalter Typ UFES ist selektiv, d.h. der Ultraschnelle Erdungsschalter 1 wird nur aktiviert bei Fehlern in der linken Schaltanlage SS1 und der Ultraschnelle Erdungsschalter 2 schützt nur die rechte Schaltanlage SS2. Die Anregung der UFES Elektronik erfolgt in diesem Beispiel durch einen HSO (High-Speed Output) des REA Systems. Lichtselektiver Schutz: Das dem Ultraschnellen Erdungsschalter 1 zugehörige REA Erfassungssystem wird durch die Lichtsensoren der linken Schaltanlage SS1 und einem gleichzeitigen Überstrom I T1 und/ oder I T2 aktiviert. Analog dazu wird das dem Ultraschnellen Erdungsschalter 2 zugehörige REA Erfassungssystem durch die Lichtsensoren der rechten Schaltanlage SS2 und gleichermaßen durch einen gleichzeitigen Überstrom I T1 und/oder I T2 aktiviert. Die Überstrominformation von der linken Einspeisung sowie von der rechten Einspeisung wird zwischen den beiden REA Erfassungssystemen ausgetauscht. Bei einem Fehler (Störlichtbogen!) im Bereich der Schaltanlage SS1 mit Überschreiten der vorgegebenen Sollwerte von Strom und Licht der Schaltanlage SS1 löst der Ultraschnelle Erdungsschalter 1 aus. Die drei PSE an der Sammelschiene SS1 schließen die drei Phasen gegen Erde kurz und der Störlichtbogen im Bereich der Schaltanlage SS1 erlischt sofort. Gleichzeitig erhalten die Leistungsschalter LS2a und LS3 einen Aus-Befehl von der AE sowie dem REA System. Befindet sich der Fehler hinter dem Leistungsschalter LS1a (vom Transformator aus gesehen!), so ist hiermit der durch die drei PSE erzeugte dreiphasige Kurzschluss und der fehlerbehaftete Teil durch die Leistungsschalter LS1a und LS3 abgeschaltet. Erfolgte der Fehler (Störlichtbogen!) im Anschlussbereich des Einspeisefeldes von SS1 so wird dieser Fehler durch den Leistungsschalter LS2a abgeschaltet. Analoges gilt für die rechte Schaltanlage SS2. UFES Produktkatalog 17

18 4.6 Anwendungsbeispiel 4 Offene Schaltanlage mit 2 Einspeisungen und Doppelsammelschienensystem LS2a LS2b T1 T2 CT1a HSO 1 REA101 (1) HSO 1 CT1b UFES PSE (1) LS1a Optolink (Trip) REA101 (2) Optolink (Trip) LS1b UFES PSE (2) PSE Trip PSE Trip REA System Relays UFES QRU100 (1) SS1 Optische Überwachung aller Bereiche UFES QRU100 (2) SS2 LS3 Querkupplung LS LS UFES Schutzbereich Abgangsfelder Abb Das hier dargestellte Beispiel zeigt eine Schaltanlage in einer offenen Bauweise. Die Anlage verfügt über 2 Einspeisungen, deren Einspeiseschalter über Lasttrennschalter entweder auf SS1 oder SS2 geschaltet werden können. Gleiches gilt für die Leistungsschalter der Abgangsfelder. Des Weiteren können die Sammelschienenbereiche SS1 + SS2 auch parallel über eine Querkupplung betrieben werden. Die offene Bauweise der Anlage und die typischerweise damit verbundene örtliche Vermischung der einzelnen Systeme im Sammelschienen- oder Lasttrennschalterbereich lässt keine eindeutige optische Selektierung des fehlerbehafteten Systems zu. Um trotzdem nur den/die für die Löschung des Störlichtbogens notwendigen Ultraschnellen Erdungsschalter auszulösen, wird ein Schutzkonzept mit Stromselektivität angewendet. Stromselektivität: Je ein Ultraschneller Erdungsschalter wird in den Anschlussbereich einer Einspeisung installiert. Die zugehörigen externen Erfassungseinheiten der einzelnen Ultraschnellen Erdungsschalter messen ausschließlich den Strom der jeweiligen Einspeisung. Das Licht als 2. Kriterium, wird gesammelt für alle Bereiche erfasst und als Auslösekriterium für alle Schutzsysteme bereitgestellt. Bei einem Störlichtbogenfehler im UFES Schutzbereich der Schaltanlage löst nur der Ultraschnelle Erdungsschalter aus, dessen Einspeisung den Fehler speist. 18 Produktkatalog UFES

19 5 Allgemeine Montagehinweise 5.1 Primärschaltelemente (PSE) Über den Installationsort der PSE definiert sich der unmittelbare Kurzschlusserdungsbereich und somit UFES Schutzbereich innerhalb der zu überwachenden Schaltanlage. Der unmittelbare Schutzbereich innerhalb der Schaltanlage ergibt sich grundsätzlich ab Installationsort der PSE aufwärts (gegen Einspeiserichtung) bis zur Abgangsseite der nächsten Trennstelle (Leistungsschalter, Lasttrennschalter, etc.). Alle abwärts (in Einspeiserichtung) folgenden Ebenen fallen durch die erzeugte Kurzschlusserdung automatisch in den Schutzbereich. Sonderlösungen zu dieser Definition, bei denen in das Standard-Schutzkonzept eingegriffen wird, seien an dieser Stelle nicht erwähnt und sind im Einzelfall zu betrachten. Die Wahl des idealen Installationsortes für die jeweils spezifische Anwendung ist abhängig vom Aufbau der jeweiligen Anlage sowie dem beabsichtigten Schutzkonzept. Prinzipiell empfiehlt es sich die PSE im Sammelschienen- oder Kabelanschlussbereich, möglichst nah am Einspeiseort des gewünschten Schutzbereiches zu platzieren. 5.2 UFES Elektronik (Typ QRU100 oder Typ QRU1) Die UFES Elektronik kann an beliebiger Stelle in einem Niederspannungsraum der Schaltanlage oder auch ausserhalb der Schaltanlage montiert werden. Es ist jedoch zu beachten, dass die max. Kabellänge zwischen UFES Elektronik und PSE 10 m nicht überschreiten darf. Standardmäßig ist eine Türmontage vorgesehen. Bei Bedarf kann die UFES Elektronik jedoch auch über ein zusätzlich bestellbares Aufbaumontage-Set in die Schaltanlage oder ausserhalb auf eine Wand montiert werden Maximale Länge: 10 m Gültig für 4) Erdung der EAE und 5) Auslöseleitungen (3x) Abb Anlagen-/Systemkonfiguration 1 Kundenspezifisches, spannungsführendes Schienensystem 2 PSE-Erdungsschiene Material: Kupfer Breite: Mindestens 80 mm (konstruktionsbedingt) Querschnitt: Mindestens 400 mm 2, 800 mm 2 (Kupferschiene 80x10) empfohlen 3 Erdungsschienensystem (Verbindung zur Haupterde) Material: Kupfer Querschnitt: Mindestens 240 mm 2 ; Kupferschiene 30x8 (240 mm 2 ) empfohlen 4 Erdung der EAE / AE Cu-Kabel (mindestens 2,5 mm 2 flexibel oder 4,0 mm 2 starr) 5 Auslöseleitungen (EAE / AE PSE) Vorkonfektioniertes, geschirmtes Cu-Kabel mit Spezial- Systemstecker, 2-adrig, verdrillt; im Lieferumfang des UFES-Kit enthalten UFES Produktkatalog 19

20 5.3 Licht-Detektoren zum Anschluss an die QRU1 Detektorkabel sind in Standardlängen erhältlich (siehe Bestellangaben). Sie können nicht gekürzt oder zusammengesetzt werden. Scharfe Knicke oder Klemmstellen bei der Montage der Kabel sind zu vermeiden. Die Kunststofffaser besteht aus Polymethylenacrylat (PMMA) mit einer PVC-Ummantelung. Jeder Detektor besteht aus einem optischen Kabel und einer Linse, die gemeinsam fabrikfertig geprüft und kalibriert werden, um identische Empfindlichkeit unabhängig von der Kabellänge zu erreichen. Die Linse nimmt Licht aus allen Richtungen auf, mit Ausnahme eines kleinen abgeschirmten Bereichs hinter dem Detektor (vgl. Verteilungsdiagramm). Praktische Versuche haben gezeigt, dass das Licht eines Lichtbogens, das zwischen metallischen Oberflächen reflektiert wird, normalerweise für eine Auslösung ausreicht. Dies ist dann im jeweiligen Einzelfall zu überprüfen Positionierung der Detektoren Bei der Positionierung der Sensoren ist sicherzustellen, dass alle gemäß gewähltem Schutzkonzept zu überwachenden Schaltanlagen-Schotträume bzw. Bereiche abgedeckt sind. Nach Möglichkeit sollte jedes Feld überwacht werden. Ein Detektor darf nicht so positioniert werden, dass er auf den normalen Schaltlichtbogen eines Schalters anspricht. Der Sensor kann Lichtbögen in einem Umkreis von 3 Metern erkennen (siehe Abbildung 5.3-2). Um das Sicherheitsniveau noch anzuheben, können die Sensoren im Abstand von 1,5 Metern angebracht werden, um so Redundanzen zu schaffen. Abb Linsensensor Abb Erfassungsbereich eines Linsensensors 20 Produktkatalog UFES

21 6 Technische Daten 6.1 Primärschaltelement Elektrische Eigenschaften Typ U U U U U U U U U U U ) U ) Bemessungs- Dauerspannung (rms) kv 1,4 1,4 17,5 17,5 17,5 17, ,5 40,5 Bemessungs- Kurzzeitstrom (rms) ka Bemessungs-Kurzzeit- Stehwechselspannung (rms) kv Bemessungs-Stehblitzstoßspannung (peak) kv Bemessungs-Frequenz Hz 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 50/60 Bemessungs-Stoßstrom ka Bemessungs- Kurzschlussdauer s 1 0, Bemessungs- Kurzschlusseinschaltstrom ka ) auf Anfrage Mechanische Eigenschaften (alle Typen) Typ U1 U2 Abmessung (Durchmesser x Höhe) mm 137 x x 301 Gewicht kg max. 5,5 max. 8,5 Schaltzeit ms < 1,5 Kontakt-Prelldauer ms Lebensdauererwartung Die Werte verstehen sich bei Nennspannung und angegebenen Umgebungsbedingungen Anzahl Einschaltungen 1 Mechanisch Jahre bis zu 30 Mikro-Gas-Generator (SMGG) Jahre bis zu Umgebungsbedingungen Betriebstemperaturbereich -5 bis +70 C 2) Transporttemperaturbereich -25 bis +70 C (max. 48 Stunden) Lagertemperaturbereich -5 bis +40 C Umgebungsluftfeuchte (Lagerung) max. 65 %, nicht kondensierend Aufstellungshöhe 1000 m über NN 2) Andere Bedingungen auf Anfrage UFES Produktkatalog 21

22 6.2 Auslöse-Elektronik Typ QRU Mechanische Eigenschaften Optolink -Kommunikationsfaser zum REA System Schutzgrad Front (bei bündiger Montage) Schutzgrad Gesamtgehäuse Gewicht IP 4X IP 2X ~ 4,5 kg Max. Länge Kunststofffaser 40 m Max. Länge Glasfaser 2000 m Betriebstemperaturbereich -35 bis +80 C Kleinster zulässiger Biegeradius 50 mm Hilfsspannungsversorgung Umgebungsbedingungen Bemessungs-Spannung Bemessungs-Spannung Toleranzbereich Bemessungs-Isolationsspannung Leistungsaufnahme 120 V & 230 V AC (50/60 Hz) 110 V & 220 V DC 85 % % U r (AC) 70 % % U r (DC) 2 kv < 25 VA Betriebstemperaturbereich -25 bis +55 C Transport- und Lagertemperatur -25 bis +70 C Umgebungsluftfeuchte Aufstellungshöhe max. 65 %, nicht kondensierend 2000 m über NN Erweiterungseingänge für externe Erfassungseinheiten Optolink 2 x Extension (HSI) 2 x Melde- / Steuerkontakte Reaktionszeiten Startzeit der Elektronik Eingangssignal bis Auslösesignal (Optolink) Eingangssignal bis Auslösesignal (Extension) 1 s ~ 400 µs ~ 400 µs Meldungen Art Bemessungs-Spannung Bemessungs-Strom Bemessungs-Einschaltstrom (0,5 s) Bemessungs-Einschaltstrom (3 s) Abschaltleistung für DC (L/R < 40 ms), 48 V DC Abschaltleistung für DC (L/R < 40 ms), 110 V DC Abschaltleistung für DC (L/R < 40 ms), 220 V DC 3 x Tripped 1 x U int 1 x Ready 1 x Test Wechsler, potentialfrei 250 V (AC oder DC) 5 A 10 A 8 A 2 A 0,4 A 0,25 A Erweiterungseingänge Extension (High-speed input HSI) Ausgangsspannung Ausgangsstrom ~ 22 V DC ~ 10 ma DC 22 Produktkatalog UFES

23 6.3 Erfassungs- und Auslöse-Elektronik Typ QRU Mechanische Eigenschaften Melde- / Steuerkontakte Schutzgrad Front (bei bündiger Montage) Schutzgrad Gesamtgehäuse Gewicht IP 4X Hilfsspannungsversorgung Bemessungs-Spannung Bemessungs-Spannung Toleranzbereich Bemessungs-Isolationsspannung Leistungsaufnahme IP 2X ~ 5,5 kg 120 V & 230 V AC (50/60 Hz) 110 V & 220 V DC 85 % % U r (AC) 70 % % U r (DC) 2 kv < 25 VA Meldungen Art Bemessungs-Spannung Bemessungs-Strom Bemessungs-Einschaltstrom (0,5 s) Bemessungs-Einschaltstrom (3 s) Abschaltleistung für DC (L/R < 40 ms), 48 V DC Abschaltleistung für DC (L/R < 40 ms), 110 V DC Abschaltleistung für DC (L/R < 40 ms), 220 V DC 3 x Tripped 1 x Blocked 1 x Ready 1 x Test Wechsler, potentialfrei 250 V (AC oder DC) 5 A 10 A 8 A 2 A 0,4 A 0,25 A Erfassungs- und Steuereingänge (Übersicht) Erweiterungseingänge Optisch (Lichtdetektion) Stromwandler Externe Auslösung Externe Blockierung Externe Erfassungseinheiten 9 x 3 x 1 x 1 x 5 x Ausgangsspannung ca. 12 V DC Ausgangsstrom ca. 5 ma DC Optische Sensoren zur QRU Stromwandlereingänge Bemessungs-Eingangsstrom I G 1 A und 5 A Bemessungs-Frequenz 50 / 60 Hz Dauerlaststrom 4 x I G Bemessungs-Kurzzeitstrom, 1 s 100 x I G Bemessungs-Stoßstrom 250 x I G Bürde < 0,5 VA Typ Linsensensor Maximale LWL-Länge 30 m 1) Kleinster zulässiger Biegeradius 50 mm Umgebungstemperatur -25 bis +70 C Umgebungstemperatur (Kurzzeit) -25 bis +85 C Umgebungslichtstärke ohne Auslösung 1) Größere Längen auf Anfrage 3000 lux Steuerungseingänge: Externe Auslösung / Externe Blockierung Bemessungs-Spannung AC Bemessungs-Spannung DC Reaktionszeit Ext. Blocked Reaktionszeit Ext. Trip 24 V bis 250 V 24 V bis 250 V < 30 ms < 15 ms Einstellbereich Stromerfassung Stromeinstellstufen x I G 1,5 / 2,0 / 3,0 / 4,0 / 5,0 / 6,0 / 8,0 / 10,0 Ansprechgenauigkeit 1,5-6,0 x I r +/- 5 % des Einstellwertes Ansprechgenauigkeit 8,0-10,0 x I r +/- 12 % des Einstellwertes Umgebungsbedingungen Betriebstemperaturbereich -25 bis +55 C Transport- und Lagerungstemperatur -25 bis +70 C Umgebungsluftfeuchte Aufstellungshöhe max. 65 %, nicht kondensierend 2000 m über NN Reaktionszeiten Startzeit der Elektronik Eingangssignal bis Auslösesignal (Extension) 1 s ~ 250 µs UFES Produktkatalog 23

24 7 Abmessungen 7.1 Auslöse-Elektronik Typ QRU Primärschaltelement Typ U1 M16 82,8 45, , M10 45, ,4 0,2 24 Produktkatalog UFES

25 7.3 Erfassungs- und Auslöse-Elektronik Typ QRU1 7.4 Primärschaltelement Typ U2 M16 82,8 45, , M10 45,3 301 ±1 UFES Produktkatalog 25

26 8 Schaltpläne 8.1 Übersicht Ultraschneller Erdungsschalter QRU1 26 Produktkatalog UFES

27 8.2 Anschluss- und Prinzipschaltplan der Auslöse-Elektronik Typ QRU100 Legende QRU100-Bedienungselemente Im Prinzipschaltplan Auf Frontplatte Farbe D1 U aux grün / gelb D2 Ready grün D3 Test gelb D4 Tripped rot D5 Optolink Fault 1 rot D6 Optolink Fault 2 rot D8 Extension 1 rot D9 Extension 2 rot D10 Optolink 1 rot D11 Optolink 2 rot S1 Trip Condition S3 Test S4 Reset UFES Produktkatalog 27

28 8.3 Anschluss- und Prinzipschaltplan der Erfassungs- und Auslöse-Elektronik Typ QRU1 Legende QRU1-Bedienungselemente Im Prinzipschaltplan Auf Frontplatte Farbe D1 U aux grün D2 Ready grün D3 Test gelb D4 Tripped rot D5 70 % I trip gelb D6 Current trip rot D7 Internal rot D8 Extension 1 rot D9 Extension 2 rot D10 Extension 3 rot D11 Extension 4 rot D12 Extension 5 rot D13 External trip rot D14 Blocked gelb S1 Trip Condition S2 Trip Current S3 Test S4 Reset 28 Produktkatalog UFES

29 9 Bestelldetails Pos. 1.1a - 1.8a, 1.11a, 1.12a Pos. 1.1b - 1.8b, 1.11b, 1.12b Pos , 2.11, 2.12 Position Beschreibung Typenbez. Bestellnummer 1a UFES Kit 100 bestehend aus: - 1 Stck. Auslöse-Elektronik (AE) Typ QRU100-3 Stck. Primärschaltelemente (PSE) - 3 Stck. Auslöseleitung UFES Elektronik PSE, 10 m (ohne Abbildung) - 1 Stck. Tür-Montageset (ohne Abbildung) 1VB POF 2) 1) 2) GOF 1.1a UFES Kit ,5 kv / 25 ka Kit R1133 R a UFES Kit ,5 kv / 40 ka Kit R1233 R a UFES Kit ,5 kv / 50 ka Kit R1333 R a UFES Kit ,5 kv / 63 ka Kit R1433 R a UFES Kit kv / 25 ka Kit R2133 R a UFES Kit kv / 40 ka Kit R2233 R a UFES Kit kv / 25 ka Kit R3133 R a UFES Kit kv / 40 ka Kit R3233 R a UFES Kit ,5 kv / 25 ka 1) Kit R4133 R a UFES Kit ,5 kv / 40 ka 1) Kit R4233 R a UFES Kit 100-1,4 kv / 63 ka Kit R0433 R a UFES Kit 100-1,4 kv / 100 ka Kit R0533 R0543 1b UFES Kit 1 bestehend aus: - 1 Stck. Erfassungs- und Auslöse-Elektronik (EAE) Typ QRU1-3 Stck. Primärschaltelemente (PSE) - 3 Stck. Auslöseleitung UFES Elektronik PSE, 10 m (ohne Abbildung) - 1 Stck. Tür-Montageset (ohne Abbildung) 1.1b UFES Kit 1-17,5 kv / 25 ka Kit VB R b UFES Kit 1-17,5 kv / 40 ka Kit VB R b UFES Kit 1-17,5 kv / 50 ka Kit VB R b UFES Kit 1-17,5 kv / 63 ka Kit VB R b UFES Kit 1-27 kv / 25 ka Kit VB R b UFES Kit 1-27 kv / 40 ka Kit VB R b UFES Kit 1-36 kv / 25 ka Kit VB R b UFES Kit 1-36 kv / 40 ka Kit VB R b UFES Kit 1-40,5 kv / 25 ka 1) Kit VB R b UFES Kit 1-40,5 kv / 40 ka 1) Kit VB R b UFES Kit 1-1,4 kv / 63 ka Kit VB R b UFES Kit 1-1,4 kv / 100 ka Kit VB R Primärschaltelement 2.1 Primärschaltelement - 17,5 kv / 25 ka U VB R Primärschaltelement - 17,5 kv / 40 ka U VB R Primärschaltelement - 17,5 kv / 50 ka U VB R Primärschaltelement kv / 63 ka U VB R Primärschaltelement - 27 kv / 25 ka U VB R Primärschaltelement - 27 kv / 40 ka U VB R Primärschaltelement - 36 kv / 25 ka U VB R Primärschaltelement - 36 kv / 40 ka U VB R Primärschaltelement - 40,5 kv / 25 ka 1) U VB R Primärschaltelement - 40,5 kv / 40 ka 1) U VB R Primärschaltelement - 1,4 kv / 63 ka U VB R Primärschaltelement - 1,4 kv / 100 ka U VB R1050 1) Auf Anfrage 2) Ausführung Optolink-Schnittstelle an der AE: - POF: Kunststofffaser - GOF: Glasfaser UFES Produktkatalog 29

30 Pos Position Beschreibung Typenbez. Bestellnummer 3 Linsensensoren für UFES Erfassungs- und Auslöse-Elektronik (EAE) Typ QRU1 3.1 Kabellänge 1 m TVOC-1-DP1 1SFA R Kabellänge 2 m TVOC-1-DP2 1SFA R Kabellänge 4 m TVOC-1-DP4 1SFA R Kabellänge 6 m TVOC-1-DP6 1SFA R Kabellänge 8 m TVOC-1-DP8 1SFA R Kabellänge 10 m TVOC-1-DP10 1SFA R Kabellänge 15 m TVOC-1-DP15 1SFA R Kabellänge 20 m TVOC-1-DP20 1SFA R Kabellänge 25 m TVOC-1-DP25 1SFA R Kabellänge 30 m TVOC-1-DP30 1SFA R Zubehör UFES Auslöse-Elektronik (AE), POF 2) QRU100 1VB R UFES Auslöse-Elektronik (AE), GOF 2) QRU100 1VB R UFES Erfassungs- und Auslöse-Elektronik (EAE) QRU1 1VB R Auslöseleitung UFES Elektronik PSE, 10 m 1VB R Verbindungsleitung UFES Elektronik REA / TVOC, 10 m 1VB R Verbindungsleitung UFES Elektronik REA / TVOC, 2 m 1VB R Wandmontage-Kit für UFES Elektronik 1VB R Türmontage-Kit für UFES Elektronik 1VB R Prüfstecker 1VB R TVOC-2 4) 5.1 Lichtbogenwächter Arc Guard (10 optische Eingänge) einschließlich einer HMI und Zubehör für Türmontage TVOC SFA664001R Erweiterungen (aufsteckbar auf Lichtbogenwächter) 10 optische Eingänge TVOC-2-E1 1SFA664002R Erweiterungen (aufsteckbar auf Lichtbogenwächter) TVOC-2-E3 1SFA664002R optische Eingänge für 60 m Detektorkabel 1) Pos. 5.1 POS Linsensensoren für TVOC-2 4) Kabellänge 1m TVOC-2-DP1 1SFA664003R Kabellänge 2m TVOC-2-DP2 1SFA664006R Kabellänge 4m TVOC-2-DP4 1SFA664003R Kabellänge 6 m TVOC-2-DP6 1SFA664003R Kabellänge 8 m TVOC-2-DP8 1SFA664003R Kabellänge 10 m TVOC-2-DP10 1SFA664003R Kabellänge 15 m TVOC-2-DP15 1SFA664003R Kabellänge 20 m TVOC-2-DP20 1SFA664003R Kabellänge 25 m TVOC-2-DP25 1SFA664003R Kabellänge 30 m TVOC-2-DP30 1SFA664003R Kabellänge 60 m 1) TVOC-2-DP60 1SFA664003R3600 1) Auf Anfrage 2) Ausführung Optolink-Schnittstelle an der AE: - POF: Kunststofffaser - GOF: Glasfaser 3) Auszug aus REA Katalog. Für weiteres Zubehör wird auf den zugehörigen Produktkatalog verwiesen. 4) Auszug aus TVOC-2 Katalog. Für weiteres Zubehör wird auf den zugehörigen Produktkatalog verwiesen. 30 Produktkatalog UFES

31 Position Beschreibung Typenbez. Bestellnummer 6 Optolink 3) 6.1 Verbindungsleitung POF, AE REA101, 2 m 1VB R Verbindungsleitung POF, AE REA101, 5 m 1VB R Verbindungsleitung POF, AE REA101, 10 m 1VB R Verbindungsleitung POF, AE REA101, 20 m 1VB R Verbindungsleitung POF, AE REA101, 40 m 1VB R1400 1) 5) 7 UFES Einschub Package bestehend aus: - 1 Stck. Schubvorrichtung mit Anschlussleitung und 58-pol. Stecker - 3 Stck. Primärschaltelemente (PSE) - 1 Stck. Sperrmagnet (Schubblockierung) - 2 Stck. Hilfsschalter (Stellungsmeldung) - 3 Stck. Auslöseleitung UFES Elektronik UFES Einschub, 8 m In Package nicht enthalten: - UFES Elektronik - Feldseitige Steckbuchse 58-pol. 7.x UFES Einschub, diverse Ratings - Bemessungs-Dauerspannung: 17,5 24 kv - Bemessungs-Kurzzeitstrom: ka UT1 1) Auf Anfrage 2) Ausführung Optolink-Schnittstelle an der AE: - POF: Kunststofffaser - GOF: Glasfaser 3) Auszug aus REA Katalog. Für weiteres Zubehör wird auf den zugehörigen Produktkatalog verwiesen. 4) Auszug aus TVOC-2 Katalog. Für weiteres Zubehör wird auf den zugehörigen Produktkatalog verwiesen. 5) Bestellung nur nach vollständiger technischer Klärung. UFES Produktkatalog 31

32 A 1 Anhang Leitlinie zur Ermittlung des Stromansprechwertes Der nachfolgende Abschnitt beschreibt die empfohlene Verfahrensweise zur Ermittlung des Ansprechwertes, der an der Stromerfassungseinheit des UFES Störlichtbogenschutzsystems einzustellen ist. Die Stromerfassungseinheit kann hierbei entweder Teil der UFES Erfassungs- und Auslöseelektronik Typ QRU1 sein oder einem anderen, mit UFES verwendbaren Lichtbogenerfassungsrelais, wie z.b. dem ABB REA101 zugehörig sein. Zur Ermittlung des Stromansprechwertes muss zuerst der minimale Anfangs-Kurzschlusswechselstrom I K min identifiziert werden, der im Fehlerfall durch die verwendeten Stromwandler zum Fehlerort fließt. Die für diesen Ermittlungsansatz anzuwendenden Netzbedingungen sind nachfolgend angegeben. Eine ausführliche Beschreibung zur Berechnung von Kurzschlussströmen ist darüber hinaus in der IEC zu finden. Anzuwendende netzseitige Bedingungen -- Anwendung des Spannungsfaktors c min ; -- Berücksichtigung der Betriebsbedingung die zu einem kleinstmöglichen Kurzschlussstromwert am Fehlerort führen würde; -- Berücksichtigung des minimalen Kurzschlussstrombeitrags der relevanten Netzeinspeisung(en) der(die) zu einem kleinstmöglichen Kurzschlussstromwert am Fehlerort führen würde; -- Vernachlässigung von Kurzschlussstrombeiträgen von Motoren (Rückspeisungen); -- Berücksichtigung von erhöhten Leitungswiderständen bei höheren Umgebungstemperaturen. 3. Für Ungenauigkeiten der im gesamten Stromerfassungskreis enthaltenen Stromwandler (Schutzkern) sollten bis zu 14% berücksichtigt werden. Daher ist I K min mit dem Faktor 0,86 zu multiplizieren. Kalkulation Fasst man die vorgenannten Annahmen zu den Reduzierungsfaktoren zusammen, so kann für die Ermittlung des Stromansprechwertes die nachfolgende Kalkulation verwendet werden: Für Netze mit hochohmig geerdetem Sternpunkt: I trip = I K min x 0,87 x 0,5 x 0,86 = I K min x 0,37 Für Netze mit starr geerdetem Sternpunkt: I trip = I K min x 0,6 x 0,5 x 0,86 = I K min x 0,26 I K min I trip = Minimaler Anfangs-Kurzschlusswechselstrom = Kalkulierter Stromansprechwert Sofern der kalkulierte Stromansprechwert unterhalb des zulässigen Bemessungsstroms ist, sollte der Stromansprechwert mit dem Faktor 1,5 mal des zulässigen Bemessungsstroms gewählt werden oder alternativ andere Strommessverfahren wie z.b. eine Differenzstrommessung angewendet werden. Für den final gewählten Stromansprechwert ist sicherzustellen, dass dieser ohne erkennbare Sättigungseffekte durch die verwendeten Stromwandler übertragen werden kann. Reduzierungsfaktoren Zur Bestimmung eines möglichst sensitiven Ansprechwertes muss der so ermittelte, minimale Anfangs-Kurzschlusswechselstrom IK min, basierend auf zusätzlich getroffene Annahmen zu möglichen Störlichtbogenfehlerbedingungen, mit den nachfolgend beschriebenen Reduzierungsfaktoren multipliziert werden. 1. a) In hochohmig geerdeten Netzen, wie sie zumeist im Bereich Mittelspannung vorkommen, entsteht ein energiereicher Störlichtbogen mit großer Wahrscheinlichkeit durch einen 2-phasigen Fehler. Hierfür muss I K min mit dem Faktor 0,87 multipliziert werden. b) In starr geerdeten Netzen, wie sie zumeist im Bereich Niederspannung vorkommen, kann ein energiereicher Störlichtbogen bereits durch einen 1-phasigen Fehler entstehen. Hierbei muss I K min mit dem Faktor 0,6 multipliziert werden. 2. Der Fehlerstrom wird in Abhängigkeit von der Störlichtbogenspannung/Störlichtbogenimpedanz reduziert. Hierfür ist I K min mit dem Faktor 0,5 zu multiplizieren. 32 Produktkatalog UFES