Strom- und Energiemesstechnik So einfach ist Effizienz! Produktübersicht

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1 Strom- und Energiemesstechnik So einfach ist Effizienz! Produktübersicht

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3 Inhalt WAGO-Energiemanagement 4 Auswahlhilfe Stromwandler 8 Leistungs- und Energiemessung 10 Potentialabgriffe 12 Aufsteck-Stromwandler 14 mit CAGE CLAMP -Anschlusstechnik Kabelumbau-Stromwandler 18 Aufsteck-Stromwandler 20 mit picomax -Steckverbinder Leitungslängenberechnung für Stromwandler 22 Anschlussklemmenblöcke 24 für Strom- und Spannungswandler Hochstrom-Reihenklemmen bis 185 mm2 26 Strom- und Spannungsabgriff 28 Rogowski-Spulen 30 Messumformer und Trennverstärker 32 Intelligente Stromsensoren 36 Die verschiedenen Messverfahren 38 Glossar 40

4 WAGO-ENERGIEMANAGEMENT FÜR JEDEN SCHRITT DIE PASSENDE LÖSUNG Mit unserer modularen Energiedatenerfassung Transparenz macht sich bezahlt Aufeinander abgestimmte Produkte für die Stromund Energiemessung ermöglichen eine lückenlose Erfassung der Verbräuche und schaffen dadurch die Voraussetzung zur Ermittlung relevanter Effizienzkennziffern. Erst durch diese Transparenz lassen sich Einsparpotentiale entdecken und durch geeignete Maßnahmen teils erhebliche Kosteneinsparungen realisieren. Das gilt auch und insbesondere für Großverbraucher wie z. B. die Pressenlinie oder den Karosseriebau im Automobilwerk. Messen Energieverbrauch systematisch erfassen WANDELN Müssen hohe Ströme erfasst und weiterverarbeitet werden, sind Aufsteckstromwandler die Sensoren der ersten Wahl. Sollen vorhandene Anlagen nachgerüstet werden, ohne Kabel zu demontieren oder Prozesse unterbrechen zu müssen, kommen Rogowski-Spulen zum Einsatz. 4

5 Cloud Connectivity (via MQTT) PARAMETRIEREN VISUALISIEREN AUSWERTEN MESSEN Auswerten Energieeinsatz identifizieren und planen Für die Erfassung und Auswertung aller relevanten Messgrößen eines dreiphasigen Versorgungsnetzes stehen Ihnen beispielsweise drei 3-Phasen-Leistungsmessmodule im WAGO-I/O-SYSTEM 750 in der Standardausführung zur Verfügung. Zum Einsatz unter extremen Umgebungsbedingungen bietet sich die XTR-Ausführung an. So kann eine umfassende Netzanalyse durchgeführt und die Versorgung der Antriebe von Maschinen optimal geregelt werden. Schäden, Maschinenausfälle und Stillstandszeiten werden dadurch vermieden. Parametrieren und Visualisieren Mit den Softwarelösungen für das WAGO-I/O- SYSTEM und die WAGO-Messumformer wird das Parametrieren und Visualisieren zum Kinderspiel z. B. mit der neuen WAGO-Energiedatenmanagement-Applikation. Cloud-Connectivity Mit der MQTT-Softwareerweiterung für die Controller PFC100 und PFC200 lassen sich die Daten aus der Feldebene ganz einfach in die Cloud senden. Ob der Controller die Daten dabei an Microsoft Azure, Amazon Web Services oder IBM Bluemix schickt, bleibt Ihnen überlassen. 5

6 WAGO-ENERGIEDATENMANAGEMENT EINE LÖSUNG VIELE ANWENDUNGEN Die komfortable Lösung, bestehend aus Software in Kombination mit modularem Steuerungssystem, erfasst Messdaten verschiedener Medien und Einflussgrößen für das Energie-Monitoring und verarbeitet diese für weitere Analysen, Archivierung und Reporting. Mit dem PFC200-Applikationscontroller ( / ) lassen sich Daten von Zählern und Sensoren einfach über die bereitgestellte Softwareapplikation parametrieren ganz ohne umständliches und kompliziertes Programmieren. VORTEILE: Modulares Erfassen, Verwalten und Visualisieren von Energie- und Prozessdaten Komfortable Energiedatenauswertung und Ableiten von Effizienzmaßnahmen Einfaches Parametrieren der Eingänge mittels Webvisualisierung Keine Programmierkenntnisse erforderlich Indikatorbildung zur Erreichung der DIN EN ISO Wirtschaftliche Alternative zu Energiemanagementsoftware Anbindung bestehender Sensoren an das WAGO-I/O-SYSTEM Flexibilität und Investitionssicherheit durch Integration in Bestandsanlagen Hier mehr erfahren: Einfaches Parametrieren statt Programmieren. 6

7 Computer Datenbank ETHERNET WAGO-I/O-SYSTEM x/ DO Ein- und Ausschalten Erfassung nahezu aller relevanten Messgrößen wie Gas, Wärme, Wasser, Druckluft und Temperatur und elektrischer Energie, in Industrie- und Prozesstechnik sowie in Gebäudeanwendungen DI 15 Minuten Impuls EVU Durchfluss, Druck, Temperatur etc. S0-Zähler, Strom- und DI 3-PH MBus Impulszähler Spannungsmessung AI EnOcean Die Daten können über Modbus TCP/ IP oder als CSV-Datei über FTP/FTPS an die übergeordnete Energiemanagementsoftware weitergegeben werden. Zusätzlich ist es möglich, den historischen Verlauf auf SD-Karte zu speichern. Da sich die neue WAGO-Lösung leicht und flexibel an bestehende Infrastrukturen und Managementsysteme anbinden lässt, kann auch die Messstellentiefe individuell an die Bedürfnisse angepasst werden. Mit dem integrierten Visualisierungstool lassen sich die gesammelten Daten leicht in verschiedenen Darstellungsformen wie Balken- oder Liniendiagrammen zeigen und auswerten. PFC200-Applikationscontroller ( / ) 7

8 AUSWAHLHILFE STROMWANDLER Für jede Anwendung die passende Lösung Stromwandler Serie 855 Kabelumbau- Stromwandler Aufsteck-Stromwandler mit CAGE CLAMP - Anschlusstechnik Anwendung Nachrüstung Neuanlagen Spulenkörper teilbar geschlossen Anschlusstechnik Montage Kompatibilität zu anderen WAGO-Komponenten Anschlussleitung (farblich kodiert) Rundleiter (isoliert), Kupferschiene (isoliert) CAGE CLAMP , ( / ) , ( / ) , ( / ) Rundleiter, Kupferschiene, Tragschiene, Montageplatte Primärer Bemessungsstrom 60 A 1000 A 50 A 2500 A Sekundärer Bemessungsstrom 1 A / 5 A 1 A / 5 A Genauigkeitsklasse 0,5; 1 oder 3 1 oder 3 Umgebungstemperatur C C Normen EN EN Zulassungen Y Anschlussbeispiele * Im Messbereich zwischen 0,8 A 32 A und in Kombination mit den 3-Phasen-Leistungsmessmodulen wird die Genauigkeitsklasse 0,5 gemäß EN eingehalten. 8

9 Aufsteck-Stromwandler mit picomax -Steck verbinder Rogowski-Spulen RT 500 / RT 2000 Rogowski-Spulen RC 70 / RC 125 / RC 175 Neuanlagen Nachrüstung Nachrüstung geschlossen teilbar teilbar mit Bajonettverschluss picomax Anschlussleitung Anschlussleitung Rundleiter, Tragschiene, Montageplatte Rundleiter (isoliert), Kupferschiene (isoliert) / / Rundleiter, Kupferschiene / A 35 / 64 A bis 2000 A bis 4000 A 320 ma 1 A (bis 40,02 mv) 22,5 mv /ka 0,5* C C C EN IEC IEC / EN Y Y UL in Vorbereitung 9

10 LEISTUNGS- UND ENERGIEMESSUNG Mit dem WAGO-I/O-SYSTEM 750 und 750 XTR Die I/O-Module zur 3-Phasen-Leistungsmessung dienen der Erfassung und Verarbeitung aller relevanten Messgrößen eines dreiphasigen Versorgungsnetzes. Sie ermöglichen dem Anlagenbetreiber, Transparenz über den Energieverbrauch von Maschinen und Anlagen zu gewinnen sowie eine umfassende Netzanalyse durchzuführen. VORTEILE: Erfassung der Energieverbrauchswerte von Maschinen und Anlagen Ermittlung und Verarbeitung aller relevanten Messgrößen Umfassende Netzanalyse Einbindung in das WAGO-I/O-SYSTEM: feldbusunabhängig, kompakt und flexibel Die dunkelgrauen Module der Serie 750 XTR können auch unter extremen Umgebungsbedingungen eingesetzt werden und bieten folgende Vorteile: - extrem beständig: C - extrem spannungsfest: bis 5 kv Stoßspannung - extrem vibrationsfest: bis 5g Beschleunigung Abbildung Energieverbrauch Spannung 3~ 480 V 3~ 480 V 3~ 480 V/ 690 V Strom 1 A ( ) 5 A ( / ) 1 A ( ) 5 A ( / ) Externe Shunts ( / ) Wirkenergie/-leistung Phasenlage Blindleistung/-energie über Funktionsbaustein Scheinleistung/-energie über Funktionsbaustein Drehfelderkennung Leistungsfaktor ( ) Frequenzmessung 1 A ( ) 5 A ( / ) Rogowski-Spule ( / ) 4-Quadranten-Betrieb (induktiv, kapazitiv, Verbraucher, Erzeuger) Oberwellenanalyse (bis zur 41. Harmonischen) Neutralleitermessung Weitere Produktvarianten Erweiterter Temperaturbereich: C: / (1 A), / (5 A) Gehäusebreite 12 mm 12 mm 24 mm Bestellnummer XTR: / (1 A), / (5 A), / (Rogowski-Spule) 10

11 Genereller Aufbau Leistungs- und Energiemessung an einer Maschine im AC-480V-Netz mit 3-Phasen- Leistungsmessmodul ( , ) Genereller Aufbau Leistungs-, Energie- und Neutralleitermessung an einer Maschine im AC-480V-/-690V-Netz mit 3-Phasen-Leistungsmessmodul ( ) L1 L2 L3 N L1 L2 L3 N L1 L2 I L1 I L2 L1 L1 L2 I L1 L3 N I L3 I N L3 L2 N L1 L2 L3 Maschine L3 N I L2 I L3 I N N L1 L2 L3 Maschine Anwendung Direkter Anschluss von Rogowski-Spulen an das 3-Phasen-Leistungsmessmodul ( / ) Anwendung Direkter Anschluss von externen Shunts an das 3-Phasen-Leistungsmessmodul ( / ) L1 L2 L3 N Verbraucher Z1 Z1 Z1 Strommessung (über externe Shunts) N L3 L2 L1 L1 L2 ON L3 N 11

12 Anwendungsbeispiel: Die Komplettlösung zum Nachrüsten Potentialabgriffe für isolierte Leiter, Serie 855 N L3 L2 L1 ON A E A E B F B F C G C G D H D H L1 I1+ I1- L2 I2+ I2- L3 I3+ I3- N IN+ IN- S1 S2 S1 S2 S1 S2 L1 L2 L3 N PE S1 S2 3-Phasen-Leistungsmessmodul, Anschlussklemmenblock, N L3 L2 L1 Kabelumbau-Stromwandler, Serie 855 POTENTIALABGRIFFE Für isolierte Leiter VORTEILE: Schneller Abgriff der Messspannung im Handumdrehen Anbringung ohne Werkzeug Kontaktierung über Schneidklemmanschluss Zuverlässiger Schutz von Messgerät und -leitung durch integrierte SIBA-Sicherung Mehr erfahren im Video Montage auf isoliertem Leiter mit Schneidklemmanschluss Integrierte SIBA-Sicherung zum Schutz von Gerät und Leiter Abbildung Leiterquerschnitt Sicherung Leitungslänge Montage Bestellnummer 2,5 6 mm2 Ø 3 5 mm (Durchführung für Messleiter) mm2 Ø 5 7 mm (Durchführung für Messleiter) 2 A, 450 V, F, 70 ka (5 x 25 mm) 3 m (vorkonfektioniert) Kontaktierung über Schneidklemmanschluss A, 450 V, F, 70 ka (5 x 25 mm)

13 Anwendungsbeispiel: Die Komplettlösung zum Nachrüsten Potentialabgriffe, Serie 855 N L3 L2 L1 ON A E A E B F B F C G C G D H D H L1 I1+ I1- L2 I2+ I2- L3 I3+ I3- N IN+ IN- S1 S2 S1 S2 S1 S2 L1 L2 L3 N PE S1 S2 3-Phasen-Leistungsmessmodul, Anschlussklemmenblock, N L3 L2 L1 Aufsteck-Stromwandler mit CAGE CLAMP, Serie 855 POTENTIALABGRIFFE Für die Sammelschiene Montage auf Sammelschiene und Fixierung mit Inbusschlüssel Integrierte SIBA-Sicherung (Überlast- und Kurzschlussschutz) VORTEILE: Schnelle und einfache Montage auf der spannungsführenden Sammelschiene durch Klemmbefestigung oder mit M6-/M8- Befestigung Übersichtliche Beschriftungsmöglichkeiten Universeller Leiteranschluss mit der Direktstecktechnik Push-in CAGE CLAMP Schutz nachgeschalteter Messgeräte durch abgesicherten Spannungspfad Direktstecktechnik Push-in CAGE CLAMP Übersichtliche Beschriftungsmöglichkeiten Abbildung Sicherung Anschlusstechnik eindrähtig/feindrähtig Montage Bestellnummer M6-Befestigung A, 450 V, F, 70 ka (5 x 25 mm) Push-in CAGE CLAMP (WAGO-Serie 2624) M8-Befestigung Klemmbefestigung (4 15 mm Schienenstärke)

14 AUFSTECK-STROMWANDLER Mit CAGE CLAMP -Anschlusstechnik VORTEILE: Schraubenlose Anschlusstechnik mit CAGE CLAMP -Anschluss Primärströme von 50 A bis 2500 A / Sekundärströme von 1 A bzw. 5 A Ständig mit 120 % des primären Nennstroms überlastbar Werkzeuglose Montage durch einen Schnellbefestigungsadapter Niederspannungsstromwandler für max. Betriebsspannungen bis 1,2 kv UL-zertifiziert (Certificate Number E356480) EN / EN Mehr erfahren im Video Anschließen des Leiters CAGE CLAMP -Anschluss 14

15 Zeitsparende Installation mit Aufsteck-Stromwandlern von WAGO Schnellbefestigungsadapter, Montage auf Rundleiter Montage auf Tragschiene mit Tragschienenadapter Montage auf Montageplatte Montage auf Kupferschiene Y 15

16 AUFSTECK-STROMWANDLER Mit CAGE CLAMP -Anschlusstechnik Abbildung Primärer Bemessungsstrom Sekundärer Bemessungsstrom Bemessungsleistung Genauigkeitsklasse Bestellnummer 50 A 1 A 1,25 VA / A 5 A 1,25 VA / A 1 A 1,25 VA / A 5 A 1,25 VA / A 1 A 2,5 VA / A 5 A 2,5 VA / A 1 A 2,5 VA / Stromschiene 1: 30 x 10 mm Stromschiene 2: 25 x 12 mm Stromschiene 3: 20 x 20 mm Rundleiter: 26 mm 100 A 5 A 2,5 VA / A 1 A 5 VA / A 5 A 5 VA / A 1 A 5 VA / A 5 A 5 VA / A 1 A 5 VA / A 5 A 5 VA / A 5 A 5 VA / A 1 A 10 VA / A 5 A 10 VA / A 1 A 10 VA / A 5 A 10 VA / A 1 A 5 VA / A 5 A 5 VA / A 1 A 5 VA / A 5 A 5 VA / A 1 A 5 VA / A 5 A 5 VA / Stromschiene 1: 40 x 10 mm Stromschiene 2: 30 x 15 mm Rundleiter: 32 mm Zubehör Bestellnummer Tragschienenadapter für Aufsteck-Stromwandler (für 855-3xx/xxxx-xxxx und 855-4xx/xxxx-xxxx) Schnellbefestigungsadapter (2 Stück, inklusive Kabelbinder)

17 Abbildung Primärer Bemessungsstrom Sekundärer Bemessungsstrom Bemessungsleistung Genauigkeitsklasse Bestellnummer 400 A 1 A 10 VA / A 5 A 10 VA / A 1 A 10 VA / A 5 A 10 VA / A 1 A 10 VA / A 5 A 10 VA / A 1 A 10 VA / Stromschiene 1: 50 x 12 mm Stromschiene 2: 40 x 30 mm Rundleiter: 44 mm 1000 A 5 A 10 VA / A 1 A 5 VA / A 5 A 5 VA / Stromschiene 1: 63 x 10 mm Stromschiene 2: 50 x 30 mm Rundleiter: 44 mm 1000 A 1 A 10 VA / A 1 A 10 VA / A 5 A 10 VA / Stromschiene 1: 80 x 10 mm Stromschiene 2: 60 x 30 mm Rundleiter: 55 mm 2500 A 1 A 10 VA / A 5 A 10 VA / Stromschiene 1: 100 x 10 mm Stromschiene 2: 80 x 30 mm Rundleiter: 70 mm 17

18 KABELUMBAU-STROMWANDLER Zum Nachrüsten bestehender Anlagen VORTEILE: Keine Unterbrechung der Messleitung Primärströme von 60 A bis 1000 A / Sekundärströme von 1 A bzw. 5 A Schnelle Montage zum Nachrüsten durch kompaktes und teilbares Gehäuse Komplette Abnahme des Schenkels (855-5xxx) bei eingeschränkten Platzverhältnissen Einfache und wirtschaftliche Befestigung durch beiliegende Kabelbinder Farbkodierte Anschlussleitungen EN / EN Mehr erfahren im Video Der Anschluss leicht gemacht! Die Montage schnell und einfach! 18

19 Abbildung Primärer Bemessungsstrom Sekundärer Bemessungsstrom Bemessungsleistung Genauigkeitsklasse Kabellänge Bestellnummer Ø 18 mm 60 A 1 A 0,2 VA 3 3 m / A 1 A 0,2 VA 3 3 m / A 1 A 0,2 VA 1 3 m / A 1 A 0,2 VA 1 3 m / Ø 18 mm 100 A 1 A 0,2 VA 1 3 m / A 1 A 0,2 VA 1 3 m / A 5 A 1 VA 1 0,5 m / A 1 A 0,2 VA 0,5 3 m / Ø 28 mm 200 A 1 A 0,2 VA 1 3 m / A 1 A 0,2 VA 1 3 m / A 5 A 1 VA 1 0,5 m / A 1 A 0,2 VA 1 3 m / A 5 A 1 VA 1 0,5 m / Ø 42 mm 250 A 1 A 0,5 VA 1 5 m / A 1 A 0,5 VA 0,5 5 m / A 5 A 0,5 VA 1 3 m / A 1 A 0,5 VA 0,5 5 m / A 5 A 0,5 VA 0,5 3 m / A 1 A 0,5 VA 0,5 5 m / A 5 A 0,5 VA 0,5 3 m / x Ø 42 mm 1000 A 1 A 0,5 VA 0,5 5 m / A 5 A 0,5 VA 0,5 3 m /

20 AUFSTECK-STROMWANDLER Mit picomax -Steckverbinder Mit 1A-Ausgang VORTEILE: Wandlung von 64 A oder 35 A auf 1 A Genauigkeitsklasse 1 gemäß EN Tragschienenadapter zur Befestigung des Stromwandlers auf Tragschienen bzw. Montageplatten UL-zertifiziert (Certificate Number E356480) Mehr erfahren im Video Y Die Montage Einfach zusammenstecken Mithilfe des Tragschienenadapters auf die Tragschiene rasten Alternativ platzsparend direkt über dem Leitungsschutzschalter einsetzen Der Leiteranschluss Direktstecktechnik für eindrähtige Leiter und feindrähtige Leiter mit Aderendhülse Universalanschluss für feindrähtige Leiter Abbildung Primärer Bemessungsstrom Sekundärer Bemessungsstrom Bemessungsleistung Genauigkeitsklasse Leiterdurchführung Bestellnummer 35 A 1 A 0,2 VA 1 Ø 7,5 mm / A 1 A 0,2 VA 1 Ø 7,5 mm / Tragschienenadapter

21 Mit Low-Power-Output VORTEILE: Erster Wandler mit Low-Power-Output Speziell für die Wandlung kleiner Ströme von 32 A auf 320 ma Einhaltung der Genauigkeitsklasse 0,5 gemäß EN im Messbereich zwischen 0,8 32 A und in Kombination mit dem 3-Phasen-Leistungsmessmodul Mehr erfahren im Video Die Montage Einfach zusammenschieben Aneinanderreihen Platzsparend direkt über dem Leitungsschutzschalter einsetzen Der Leiteranschluss Direktstecktechnik für eindrähtige Leiter und feindrähtige Leiter mit Aderendhülse Universalanschluss für feindrähtige Leiter Abbildung Primärer Bemessungsstrom Sekundärer Bemessungsstrom Bemessungsleistung Genauigkeitsklasse Leiterdurchführung Bestellnummer 32 A* 320 ma 0,1 Ω 0,5** Ø 5,0 mm / *Messbereich: 0,8 A 32 A in Kombination mit den 3-Phasen-Leistungsmessmodulen ( / -494/- 495) **Prüfung gemäß EN mit einem Wandlungsverhältnis 16 A/ 0,16 A (Genauigkeitsklasse 0,5) und einem erweiterten Primärstrom von 200 % 21

22 istock.com/avatarknowmad LEITUNGSLÄNGENBERECHNUNG FÜR STROMWANDLER Durchdachte Lösung für Ihre Anlagenplanung Zur Ermittlung des tatsächlichen Leistungsbedarfs müssen, neben dem Eigenleistungsbedarf der angeschlossenen Messgeräte, auch die Leitungsverluste der an den Sekundärkreis des Wandlers angeschlossenen Messleitungen berücksichtigt werden. Mit der Interface-Konfigurationssoftware lassen sich schnell und einfach Leitungslängen berechnen und zusätzlich als Information für die Anlagendokumentation verwenden. Startseite der WAGO-Interface- Konfigurationssoftware 22

23 Leitungslängenberechnung mit der Interface-Konfigurationssoftware Einfach dokumentiert! Leistungsberechnung von Kupferleitungen zwischen Messgerät und Stromwandler P V = I S 2 x 2 x l A CU x 56 VA I S l A CU P V = Sekundäre Bemessungsstromstärke [A] = Einfache Leitungslänge in m = Leitungsquerschnitt in mm² = Verlustleistung der Anschlussleitungen Hinweis: Bei gemeinsamer Drehstrom-Rückleitung gelten halbe Werte von P V! Stromwandler 5 A P V = 5 2 x 2 x 10 1,5 x 56 = 5,96 VA Stromwandler 1 A Beispiel: Eingesetzt wird ein Stromwandler 1 A bzw. 5 A und ein Amperemeter auf der Sekundärseite, in einer Entfernung von 10 m zwischen Wandler und Messgerät. 1 2 x 2 x 10 P V = 1,5 x 56 VA = 0,24 VA Kostenloser Download der Software unter: 23

24 ANSCHLUSSKLEMMENBLÖCKE FÜR STROMWANDLER UND POTENTIALABGRIFFE Die schnelle und einfache Anschlussmöglichkeit B F I-S 2 k-s 1 A E L1 L2 L3 N C G D H L1 IL1 L2 IL2 L3 IL3 N IN IL1 IL2 IL3 IN S1 S2 S1 S2 S1 S2 L1 L2 L3 N PE PE N L3 L2 L1 I-S 2 k-s 1 L1 I-S 2 k-s 1 L2 L3 3-Phasen-Leistungsmessmodul, Serie 750 Anschlussklemmenblock (Serie 2007) für Stromwandler und Potentialabgriffe Stromwandler, Serie 855 Vormontierte Klemmenblöcke zum einfachen Anschließen und Kurzschließen der Stromwandler, geeignet für die 3-Phasen-Leistungsmessmodule ( und ) S1 S2 S1 S2 S1 S2 L1 L2 L3 N PE S1 S2 S1 S2 S1 S2 Klemmenblock für Stromwandlerschaltung, Anschlussmöglichkeit für Strom und Spannung, inklusive Sternpunktbrückung Klemmenblock für Stromwandlerschaltung, Anschlussmöglichkeit für Strom, inklusive Sternpunktbrückung 24

25 Mehr erfahren im Video VORTEILE: Sternpunktbrückung Einfache und übersichtliche Verdrahtung Kurzschließen der Stromwandler Prüfbuchsen für Kontrollmessungen Sichtbare Trennung von Strom- und Spannungspfad I-S 2 k-s 1 L1 L2 L3 N A E A E B F B F C G C G D H D H L1 I1+ I1- L2 I2+ I2- L3 I3+ I3- N IN+ IN IL1 IL1 IL2 IL2 IL3 IL3 IN IN S1 S2 S1 S2 S1 S2 L1 L2 L3 N PE S1 S2 PE N L3 L2 L1 I-S 2 k-s 1 I-S 2 k-s 1 L1 I-S 2 L2 L3 k-s 2 N 3-Phasen-Leistungsmessmodul, Serie 750 Anschlussklemmenblock (Serie 2007) für Stromwandler und Potentialabgriffe Stromwandler, Serie 855 Vormontierte Klemmenblöcke zum einfachen Anschließen und Kurzschließen der Stromwandler, geeignet für die 3-Phasen-Leistungsmessmodule ( ) S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 L1 L2 L3 N PE S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 Klemmenblock für Stromwandlerschaltung, Anschlussmöglichkeit für Strom und Spannung Klemmenblock für Stromwandlerschaltung, Anschlussmöglichkeit für Strom 25

26 HOCHSTROM-REIHENKLEMMEN BIS 185 MM 2 Die ideale Ergänzung zur Strommessung mit Aufsteckstromwandlern Schnell anschließen: Keine aufwendige Vorbereitung der Leiter mit Ringkabelschuhen oder Aderendhülsen Immer sicher: Optimale Kontaktkraft, unabhängig von der Sorgfalt der Bedienperson Einfach anschließen: Seitliche Leitereinführung Orangefarbene Taste (Arretierfunktion) hält Anschlussstelle beim Verdrahten geöffnet. Alle Einsatzbereiche: Erfüllen höchste Anforderungen, unter anderem für den Bahn- und Schiffsverkehr Materialbeständigkeit auch bei hohen und niedrigen Außentemperaturen Bestellnr. Serie 285 Bezeichnung 35 mm2 50 mm2 95 mm2 185 mm2 Leiterquerschnitt 6 35 mm 2 AWG (70 f ) mm 2 AWG 8 2/ mm 2 AWG 4 4/ mm 2 AWG 1/0 350 kcmil (PE gemäß Norm max. 120 mm 2 AWG 1/0 250 kcmil) Nennstrom I N 125 A 150 A 232 A 353 A Bemessungsspannung 1000 V 1000 V 1000 V AC/DC 1000 V DC 1500 V Durchgangsklemme Durchgangsklemme Schutzleiterklemme Querbrücker* Reduzierbrücker (zur TOPJOB S, 10/16 mm 2 )* Potentialabgriff* Drehstromset (ohne Schiene, ohne Beschriftung) Warnabdeckung Fingerschutzabdeckung Beschriftungsstreifen (Rolle) Beschriftungsadapter WMB-Inline-Beschriftungsschilder (Rolle) WMB-Multibeschriftungssystem (für 5 5,2 mm) * Technische Angaben siehe Hauptkatalog, Band 1 oder 26

27 Der Potentialabgriff wird im Brückerschacht montiert. Er kann mit einer Zugentlastungsplatte versehen werden (bei Hochstrom-Reihenklemmen 35 mm 2 ). Der sichere und komfortable Abgriff erfolgt direkt an der Einspeisung. Der Abgriff wird bei entspannter Feder eingesteckt ohne angeschlossenen Leiter (bei Hochstrom-Reihenklemmen mm 2 ). 855-xxx S1 S2 S1 S2 S1 S2 L1 L2 L3 N PE open open open open open open ON A E B F C G D H L1 IL1 L2 IL2 L3 IL3 N IN L1 L2 L3 27

28 STROM- UND SPANNUNGSABGRIFF Die 2-in-1-Lösung Der Strom- und Spannungsabgriff ist eine Kombination aus Stromwandler und Spannungsabgriff und kann schnell und einfach in den Brückerschacht der 2-Leiter-Durchgangsklemme (95 mm², ) gesteckt werden. Diese Kombination bildet die optimale Grundlage für ein erfolgreiches Energiemanagement. Ausgang Spannung Redundante Ausführung Ausgang Strom Anschluss Energiemessgerät (1A) Kurzschließen des Stromwandlers Sternpunktbrückung Absicherung Beschriftungsmöglichkeit TOPJOB S-Beschriftungsstreifen WMB-Multibeschriftungssystem Durchführung für Primärleiter bis 95 mm / Technische Daten für Strom- und Spannungsabgriff ( / ) Primarer Bemessungsstrom I pr Sekundärer Bemessungsstrom I sr 250 A 1 A Genauigkeitsklasse 0,5 Bemessungsleistung S r Bemessungsspannung Sicherung Durchführung für Messleiter 0,2 VA AC 690 V 2 A, 450 V, F, 70 ka (5 x 25 mm) 16,0 mm 28

29 Strom und Spannung können direkt an der Einspeisung gemessen werden: mit dem Strom- und Spannungsabgriff ( / ) und der 2-Leiter-Durchgangsklemme (95 mm², ) VORTEILE: Abgriff der Energiedaten direkt an der Einspeisung Einfache Montage durch Einstecken in den Brückerschacht der 2-Leiter-Durchgangsklemme (95 mm²) mit POWER CAGE CLAMP Integrierter Stromwandler 250 A / 1 A Exakte Messergebnisse durch Einhaltung der Genauigkeitsklasse 0,5 gemäß EN Schutz nachgeschalteter Messgeräte durch abgesicherten Spannungspfad Mehr erfahren im Video Messen Auswerten Visualisieren und Konfigurieren open open open open open ON open open open open open Einspeisung 29

30 ROGOWSKI-SPULEN Zum einfachen und schnellen Nachrüsten bestehender Anlagen VORTEILE: Bemessungsisolationsspannung: 1000 V, Kat. III/600 V, Kat. IV Genauigkeitsklasse 1, gemäß EN Schutzart: IP67 Umgebungstemperatur: C UL-zertifiziert Mehr erfahren im Video Abbildung Beschreibung Leitungslänge Durchführung für Messleiter Rogowski-Spule RC-070 1,5 m 4,5 m Ø 70 mm Rogowski-Spule RC-125 1,5 m 4,5 m Ø 125 mm Rogowski-Spule RC-175 1,5 m 4,5 m Ø 175 mm Rogowski-Spule RT-500 1,5 m 3,0 m Ø 55 mm Rogowski-Spule RT ,5 m 3,0 m Ø 125 mm 30 *Die Angabe des primären Bemessungsstroms bezieht sich auf die Kombination mit den WAGO-Modulen ( und / ). Die Rogowski-Spulen können über einen weiten Primärstrombereich ohne Genauigkeitseinbußen Ströme bis zu A erfassen, da es bei dieser Technologie keine Sättigungseffekte gibt.

31 Einfache Handhabung: Durchmesser der Rogowski-Spulen: 70, 125 oder 175 mm Länge der Signalleitung: 1,5 m oder 4,5 m Plombierbarer Bajonettverschluss Befestigungslaschen für Kabelbinder Bajonettverschluss: Robust und langlebig Befestigungslaschen: Einfache und schnelle Montage mit Kabelbinder Plombiermöglichkeit: Mehr Sicherheit durch einen plombierbaren Bajonettverschluss Direkter Anschluss von Rogowski-Spulen an das 3-Phasen-Leistungsmessmodul ( / ) N L3 L2 L1 ON Y Primärer Bemessungsstrom * Ausgangssignal Genauigkeitsklasse** Bestellnummer AC 4000 A 22,5 mv / ka bei 50 Hz / / AC 4000 A 22,5 mv / ka bei 50 Hz / / AC 4000 A 22,5 mv / ka bei 50 Hz / / AC 500 A 10,05 mv / 500 A bei 50 Hz / / AC 2000 A 40,2 mv /2000 A bei 50 Hz / / ** gemäß EN

32 MESSUMFORMER UND TRENNVERSTÄRKER Strom- und Spannungsmessumformer Beschreibung Abbildung Schaltzeichnung Eingang Ausgang Strom- und Spannungsmessumformer Strom- und Spannungsmessumformer OUTPUT OUT+ OUT POWER Us+ GND Us+ GND ma 2 10 ma 0 20 ma 4 20 ma AC/DC 1 A AC/DC 5 A 0 10 ma 2 10 ma 0 20 ma 4 20 ma RogowskiSpulen AC 500 A AC 2000 A AC 4000 A 0 10 ma 2 10 ma 0 20 ma 4 20 ma Spannungsmessumformer AC/DC 300 V 0 10 ma 2 10 ma 0 20 ma 4 20 ma Leistungsmessumformer AC/DC 300 V (5 A) 0 10 ma 2 10 ma 0 20 ma 4 20 ma Strommessumformer RELAY 2.2 DO (GND) DO INPUT CURRENT (AC/DC) DO GND JUMPER POWER JUMPER DO IN 1A (GND 1) 1 IN 5A (GND 1) 2 DO (GND 3) IN 3 DO GND 1 4 Strommessumformer, für Rogowski-Spulen MillivoltMessumformer AC / DC 100 A Strommessumformer, mit Durchsteckanschluss RC1+ (GND 1) 1 GND 1 2 IN RC2+ (GND 1) 3 DO (GND 3) 4 DO IN+ 1 IN 2 N.C. 3 N.C. 4 IN mv OUT 5 OUT+ 6 GND 2 7 Us+ POWER 8 GND 3 OUT 5 OUT+ 6 GND 2 7 Us+ POWER 8 GND 3 OUT U,I 5 OUT+ 6 GND 1 7 Us+ POWER 8 GND mv ±100 mv mv 0 10 ma 2 10 ma 0 20 ma 4 20 ma Strom Digitalausgang DO Spannung Clipping-Funktion Bipolare Signale Strom und Spannung Zero-/Span-Abgleich

33 Ausgang Sonderfunktionen Konfiguration Versorgung Bestellnummer 0 5 V 1 5 V 0 10 V 2 10 V ±10 ma ±20 ma ±5 V ±10 V x x x x x x x x DC 24 V V 1 5 V 0 10 V 2 10 V x x x x x DC 24 V V 1 5 V 0 10 V 2 10 V x x x x x DC 24 V V 1 5 V 0 10 V 2 10 V x x x x x DC 24 V V 1 5 V 0 10 V 2 10 V x x x x x DC 24 V V 1 5 V 0 10 V 2 10 V x x x x DC 24 V Simulation Interface- Konfigurationssoftware Kostenloser Download DIP-Schalter Interface- Konfigurationsapp Kostenloser Download über Google Play Store Versorgungsspannung Interface- Konfigurationsdisplay,

34 A B A B A B A B A B A B C A B A B MESSUMFORMER UND TRENNVERSTÄRKER Strom- und Spannungsmessumformer L1 N C D C D D C D Leistungsmessumformer, phasige Leistungsmessung SPS Power L1 N C D C D C D C D Spannungsmessumformer, Spannungsmessung SPS Power 34

35 A B A B A B A B A B A B A B A B A B C A B A B A B 0 20 ma C D C D C D C D Strommessumformer, Stromwandler 250 A/1 A SPS Stromerfassung über Aufsteck-Stromwandler L1 DO/Signalisierung 24 V/100 ma Power RT 500 (500 A) +U S 0 20 ma C D C D C D C D Rogowski- Messumformer, U S Stromerfassung über Rogowski-Spulen Rogowski-Spule SPS L1 DO/Signalisierung 24 V/100 ma Power 0 20 ma Strommessumformer, DO/Signalisierung 24 V/100 ma L1 C D C D C D C D Beleuchtungsüberwachung Notstrom Einspeisung SPS Power 35

36 elxeneize/fotolia.com INTELLIGENTE STROMSENSOREN Zur Überwachung von Solaranlagen über MODBUS- Kommunikation VORTEILE: Messung von Gleich- und Wechselstrom mit großem Messbereich Messung von Strang- und Summenströmen für eine perfekte Anlagenüberwachung Einfache Durchführung des stromführenden Leiters durch den Stromsensor Schnelle Montage auf der Tragschiene Adressierung Statusanzeige 36

37 Anbindung an ein PERSPECTO -Bediengerät 1 32 Sensoren RJ-45-Anschlussbaustein, für Stromsensormodule, Versorgungsspannung Serielle Schnittstelle RS-485 EPSITRON COMPACT Power, z. B Messbereich DC 0 80 A DC A AC 0 50 A eff Übertragungsfehler 0,5 % vom Endwert 0,5 % vom Endwert 0,5 % vom Endwert Spannungsversorgung V ( über RJ-45) V ( über RJ-45) V ( über RJ-45) Durchführung 15 mm (für Stromleiter) 15 mm (für Stromleiter) 15 mm (für Stromleiter) Schnittstelle RS-485 RS-485 RS-485 Protokoll MODBUS over serial line MODBUS over serial line MODBUS over serial line Adressierung Max. Buslänge 1200 m 1200 m 1200 m Bestellnummer

38 DIE VERSCHIEDENEN MESSVERFAHREN I e Messeinrichtung R shunt V U shunt B A U e I R mess I I e = U shunt / R shunt High-Side-Verfahren Transformatorprinzip U e I e R mess R shunt I e = U shunt / R shunt Low-Side-Verfahren Messeinrichtung V U shunt Shunt-Messung (AC/DC) Die Messung des Stromes erfolgt über einen niederohmigen Widerstand (Shunt), zu dem ein Spannungsmesser (Voltmeter) parallel geschaltet ist. Der Strom ist proportional zu der am Shunt- Widerstand gemessenen Spannung I = U/R. Shunt-Messung in Kombination mit Aufsteck-Stromwandler (AC) Aufsteck-Stromwandler kommen bei höheren Messströmen zum Einsatz. Sie arbeiten nach dem transformatorischen Prinzip und erweitern den Messbereich eines bestehenden Messsystems (i. d. R. Shunt-Wandler). Die Anzahl der Sekundärwicklungen gibt das fest eingestellte Teilungsverhältnis wieder. Der galvanisch getrennte Ausgangswechselstrom ist proportional und phasengleich zum Eingangswechselstrom. Typischerweise liegt der Messfehler unter 1 %. Der Shunt kann vor oder hinter die Last geschaltet werden (High-Side-Verfahren/Low-Side-Verfahren). Unsere Produkte sind für beide Varianten gerüstet, somit kann der Anwender frei entscheiden, wo der Leitungsstrang aufgetrennt werden soll. Neben Gleich- und Wechselströmen ist das Shunt-Messverfahren auch für die Messung von überlagerten Signalen (DC + AC) geeignet. Es lassen sich Genauigkeiten von 0,1 % und besser erreichen. Zur Messbereichserweiterung können für reine Wechselstrommessungen Aufsteck-Stromwandler der Serie 855 mit vordefiniertem Teilungsverhältnis eingesetzt werden. 38

39 Hall-Sensor U out U U, I I mess Rogowski-Spule Hall-Sensor Rogowski-Spule (AC) Eine geschlossene Luftspule, d. h. eine Spule ohne Eisenkern, wird um den Leiter herum angebracht. Durch den Wechselstrom in der zu messenden Leitung wird in die Rogowski-Spule eine Spannung induziert, die proportional zum Leiterstrom ist. Diese Spannung wird verstärkt und ausgewertet. Ein Messfehler kleiner 2 % sowie eine Ansprechschwelle von wenigen Ampere garantieren ein unkompliziertes Messen von hohen bis hin zu sehr hohen Wechselströmen. Hall-Sensoren (AC/DC) Um den Leiter herum ist ein weichmagnetischer Kern angebracht, der durch einen kleinen Luftspalt unterbrochen ist, in dem sich der Hall-Sensor befindet. Durch den Strom im Leiter wird in diesem Ring ein Magnetfluss erzeugt. Der Hall-Sensor wird ebenfalls von diesem Magnetfluss durchflossen und liefert ein Spannungssignal proportional zum Messstrom. Dieses Signal wird aufbereitet und zur Verarbeitung weitergeleitet. Mit dem Hall-Verfahren können je nach Bauart verschiedene Signale (AC/DC) und Messbereiche abgebildet werden. Die erreichbare Messgenauigkeit liegt zwischen 0,5 % und 1 %. Messverfahren Vorteil Anwendungsgebiet Shunt Shunt + Stromwandler Hall Sehr hohe Genauigkeit Für Gleich- und Wechselströme geeignet Für höhere Wechselströme geeignet Potentialfreie Messung Potentialfreie Messung Für höhere Ströme Gleich- und Wechselstromvarianten Integration in Steuerungs- und Regelsysteme Prozess- und Energietechnik Installations- und Anlagentechnik Netzüberwachung und -analyse Solaranlagen und allgemeine Energietechnik Steuerungsprozess mehrerer Einzelanlagen 39

40 GLOSSAR + S=U*I S U I Scheinleistung S Die gesamte Leistung, die sogenannte Scheinleistung (S), eines Übertragungsnetzes setzt sich aus Wirkleistung und Blindleistung zusammen. Eine positive Scheinleistung im Sinne des Verbrauchers bedeutet: Die Leistung wird aus dem Netz bezogen. Eine negative Scheinleistung bedeutet hingegen: Die Leistung wird wieder ins Netz zurückgegeben. P=U R *I R S U I Wirkleistung P Die Wirkleistung (P) ist die effektiv verbrauchte Leistung. Sie hat keine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Strom und bezieht sich auf eine ohmsche Last. Bei einer Wechselspannung wird die Wirkleistung durch die Multiplikation der Effektivwerte von Strom und Spannung berechnet Q=U L *I L S I U Blindleistung Q Unter dem Begriff Blindleistung (Q) versteht man eine Belastung im Stromnetz, die sich gegen den Stromfluss von Erzeuger zum Verbraucher stellt. Die Blindleistung ist das Produkt aus Strom und Spannung an einem Blindwiderstand. Blindleistungen entstehen an allen Geräten, die an Wechselstromnetze angeschlossen sind. Bei angelegter Spannung erzeugt jedes elektrische Gerät ein elektromagnetisches Feld. Durch diese Wechselspannung wird das magnetische Feld regelmäßig auf- und abgebaut. Beim Abbauen wird die im Feld gewonnene Energie wieder an das Stromnetz zurückgegeben und führt zu einem höheren Widerstand für den angelegten Stromfluss. 40

41 Grundfrequenz 50 Hz 3. harmonische Oberwelle (150 Hz) Oberwellen Die Frequenz der Ströme, auch Oberwellen genannt, sind Vielfache der Grundfrequenz von 50 Hz. Man definiert den Oberwellengrad als das Verhältnis zwischen der Frequenz der Oberwelle und der Grundwellenfrequenz. Oberwellen entstehen durch Betriebsmittel mit nichtlinearer Kennlinie wie Transformatoren, Gleichrichter, Fernsehgeräte, Computer, Halogenbeleuchtungen usw. Die nichtsinusförmigen Ströme dieser Verbraucher verursachen an der Netzimpedanz einen Spannungsfall, der die Netznennspannung verzerrt und die ordnungsgemäße Funktion des Betriebsmittels beeinträchtigt. Zu den Folgen der Oberwellenverunreinigung gehören Störungen von Schutzgeräten, Überhitzung und frühzeitige Alterung von Elektrogeräten, Verlust der mechanischen Stabilität, Leistungsabfall, Messfehler, Erhöhung des Geräuschpegels, Festplattenstörungen, Systemabstürze, Betriebsausfälle usw. Die Addition ergibt eine nichtsinusförmige Kurvenform. Werden in einem Netz viele Geräte betrieben, von denen die 3. Oberwelle erzeugt wird, dann kann sich daraus eine erhebliche Strombelastung des Neutralleiters ergeben. Durch Oberwellen verursachte Neutralleiterströme, insbesondere in TN-C- Netzen, vagabundieren im gesamten Potentialausgleich-System über Wasser- und Heizungsrohre, Erdungssysteme, Schirme von Datenleitungen, Videoleitungen, Kommunikationssysteme und können an Rohrleitungen zu erhöhter Korrosion bzw. Lochfraß führen. Eine permanente Oberwellen- und Neutralleiterstromanalyse muss deshalb die Grundlage sein, damit eine permanente Versorgungs-, Überspannungs- und vor allem Brandsicherheit gewährleistet ist. 41

42 GLOSSAR A Sinusstrom /2T 3/2T 2T Periode Sinus arithmetischer Mittelwert Arithmetischer Mittelwert Der arithmetische Mittelwert (auch Durchschnitt) ist der Quotient aus der Summe aller erfassten Messwerte und der Anzahl der Messwerte. Bei periodischen Wechselgrößen (z. B. Sinus) beträgt der arithmetische Mittelwert Null. Daher ist er für Wechselgrößen nicht aussagekräftig bzw. gibt nur Auskunft über einen eventuell vorhandenen Gleichanteil. Bei Gleichgrößen entspricht der arithmetische Mittelwert über die Zeit betrachtet dem durchschnittlichen Messwert. A Effektivstrom Periode 1/2T T 3/2T 2T Betrag des Sinus RMS Effektivwert Der Effektivwert, RMS (Root Mean Square), oder auch TRMS (True Root Mean Square) ist die Quadratwurzel aus dem Quotienten der quadrierten Messwerte und der Anzahl der Messwerte. In der Elektrotechnik entspricht der Effektivwert einer Wechselgröße dem Wirkwert der Gleichgröße. Er ist charakteristisch für die umgesetzte Leistung im Verbraucher. n 1 I eff n x 2 i i=1 Häufig findet sich eine Unterscheidung zwischen den Begriffen RMS und TRMS. Dies ist jedoch lediglich historisch bedingt, damit neuere Messverfahren gegenüber formfaktorbasierenden hervorgehoben werden. Prinzipiell wird bei WAGO nach dem TRMS-Verfahren gemessen, allerdings wird keine spezielle Unterscheidung vorgenommen, da beide Begriffe den gleichen mathematischen Zusammenhang beschreiben und lediglich ein Hinweis auf die besondere Messgenauigkeit gegeben werden soll. 42

43 Eingangssignal 1/2T Abtastung Abgetastetes Signal Digitale Verarbeitung Bei der digitalen Verarbeitung wird das Signal in definierten, sehr kurzen Zeitabständen abgetastet (digitalisiert). Die abgetasteten Werte werden verarbeitet und z. B. in ein analoges Normsignal umgewandelt. Digitale Verfahren werden immer gebräuchlicher, da eine einfache Reproduzierbarkeit und eine signalgetreue Abbildung aufgrund sehr hoher Abtastraten garantiert werden. Darüber hinaus ist die weitere Verarbeitung und Weiterleitung der digitalisierten Informationen einfacher, weniger störanfällig und aufgrund der Software flexibler. Analoge Verarbeitung Bei der analogen Verarbeitung wird das Eingangssignal direkt einer Verarbeitungseinheit zugeführt und nach einer festgelegten Übertragungsfunktion aufbereitet. Die Verarbeitung erfolgt dann über Operationsverstärker (OPV) und einige passive Komponenten. 43

44 WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG Postfach Minden Hansastraße Minden Zentrale 0571/ Vertrieb 0571/ Auftragsservice 0571/ Fax 0571/ / STROM/ENERGIEMESSTECHNIK BROSCHÜRE 2.5 DE 10/2017 Printed in Germany Technische Änderungen vorbehalten WAGO ist eine eingetragene Marke der WAGO Verwaltungsgesellschaft mbh. Copyright WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG Alle Rechte vorbehalten. Inhalt und Struktur der WAGO-Websites, -Kataloge, -Videos und andere WAGO-Medien unterliegen dem Urheberrecht. Die Verbreitung oder Veränderung des Inhalts dieser Seiten und Videos ist nicht gestattet. Des Weiteren darf der Inhalt weder zu kommerziellen Zwecken kopiert, noch Dritten zugänglich gemacht werden. Dem Urheberrecht unterliegen auch die Bilder und Videos, die der WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG von Dritten zur Verfügung gestellt wurden.