Smart Energy & Power Quality Solutions. UMG 505 Netzanalysator, LON und I/O-Vielfalt

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1 Smart Energy & Power Quality Solutions UMG 505 Netzanalysator, LON und I/O-Vielfalt

2 UMG 505 UMG 505 Netzanalysator, LON und I/O-Vielfalt Netzanalysatoren der Produktfamilie UMG 505 sind für den Einsatz in Niederspannungs- und Mittel spannungsverteilungsanlagen konzipiert. Durch die zusätzliche Kommunikationsmöglichkeit über LON findet dieser Netzanalysator vorwiegend auch im Gebäudemanagement seinen Einsatz. Die große Anzahl digitaler und analoger Ein- und Ausgänge (4 DI, 5 DO, 4 AO) ermöglicht die Ein bindung in Überwachungssysteme, Steueraufgaben, Meldung von Informationen, die Kommuni ka tion der Messdaten (z. B. Energieverbrauch) an eine zentrale Leitstelle und die Einbindung in umfassende Energiemanagementsysteme. Zusatzfunktionen wie die Messung von Oberschwingungen, Abspeicherung von Minimum- und Maximumwerten, Impuls- und Analogausgänge, Bimetall funktion, Passwortschutz und vieles mehr bieten darüber hinaus ein effektives Werkzeug für die Fehleranalyse und zur Überwachung der Spannungsqualität. Einsatzgebiete Messung, Überwachung und Kontrolle elektrischer Kennwerte in Energieverteilungsanlagen Aufzeichnung von Lastprofilen für Energiemanagementsysteme (Kostenstellenerfassung) Datensammler Messwertgeber für Gebäudeleittechnik oder SPS Überwachung von Oberschwingungen, Grenzwertüberwachung Steuerungsaufgaben z. B. abhängig von erreichten Messwerten oder Grenzwerten 1

3 Netzanalysator UMG 505 UMG 505 LON für die Gebäudetechnik, analoge Ausgänge und digitale I/O s für Steuerungsaufgaben Der Einsatz von Energiemesstechnik in der Energie verteilung verändert sich die letzten Jahre sehr dynamisch in Richtung digitaler Universalmessgeräte. Die Vorteile liegen dabei auf der Hand: Geringere Gerätekosten bei mehr Information und Funktionalität. Zusätzlich ist die digitale Messtechnik genauer, insbesondere auch über die Lebensdauer hinweg. Klare Kostenvorteile ergeben sich auch im Schaltschrankbau, d.h. geringere Installations kosten und reduzierter Verdrahtungsaufwand im Vergleich zu analoger Messtechnik. Netzanalysatoren der Produkt familie UMG 505 sind vorwiegend für den Einsatz in Nieder- und Mittelspannungsverteilungsanlagen konzipiert. Hauptmerkmale LON-Bus Oberschwingungsanzeige 4 analoge Ausgänge 4 digitale Eingänge, 5 digitale Ausgänge Integrierte Logik für Steuerungsaufgaben oder Alarmmeldungen Wochenschaltuhr mit 100 Kanälen Neben der großen Anzahl elektrischer Messwerte bietet diese Baureihe eine Vielzahl von Zusatzfunktionen wie die Abspeicherung von Minimum- und Maximumwerten, Bimetallfunktion, Passwortschutz und vieles mehr. Aufgrund des LON-Feldbusses finden UMG 505 auch zunehmend Anwendung in der Gebäudetechnik. Die große Anzahl digitaler und analoger Ein- und Ausgänge bietet vielfältige Kommunikationsmöglichkeiten und erlaubt die Anbindung an SPS-Steuerungen sowie eigenständige Steuerungsaufgaben. Der integrierten Oberschwingungsanalyse fällt bei zunehmender Netzver unreinigung (steigende THD-U Werte) eine immer größere Bedeutung zu. Anwendungen Das UMG 505 ist ein digitales Einbaumessgerät, das zum Messen und Speichern von elektrischen Größen (True- RMS) im Niederspannungs- oder Mittelspannungsnetz geeignet ist. Die Messung ist für 1- und 3-Phasensysteme mit und ohne Mittelpunktleiter ausgelegt. Bei einer Netzfrequenz von 50Hz beträgt die Abtastfrequenz der Stichproben-Messung, die zweimal pro Sekunde stattfindet, 6,4kHz. Es zeichnet sich insbesondere durch die hohe Genauigkeit, kompakte Bauweise und die Messung der harmonischen Oberschwingungen in jedem Außenleiter aus. Um die Funktionsvielfalt des UMG 505 zu erreichen, sind mindestens 13 andere Geräte wie z. B. Ampere- meter, Volt meter, Voltmeter-Umschalter, Leistungsmesser (kw, kva, kvar, cos φ) Wirkarbeits- und Blindarbeitszähler (kwh/kvarh), Uhr, Frequenz messer und Oberschwingungsanalysator erforderlich. Durch den Einsatz des UMG 505 wird erreicht, dass die Projektierungs-, Einbau-, Verdrahtungs- und Lagerkosten deutlich niedriger sind als bei Verwendung von analogen Zeigermessgeräten. Weiterer Vorteil ist eine genauere und bessere Ablesbarkeit. Ausgewählte Messwerte sowie Netzausfall und Netzwiederkehr werden mit Datum und Uhrzeit in einem Ringpuffer gespeichert. 2

4 Netzanalysator UMG 505 Messwert - Anzeigen / Weiterschaltung Das sehr gut ablesbare LCD-Datenfeld in Verbindung mit den Funktionstasten informiert über die ausgewählten Messwerte (Momentan-, Tiefst-, Höchst-, Mittel werte). Mit dem UMG 505 lassen sich im LCD-Datenfeld 3 Messwerte anzeigen und über die Software GridVis bis zu 140 Datenfelder individuell gestalten. Für die Messwertweiterschaltung kann ein Zyklus von Sekunden eingestellt und eine Auswahl der Messwerte getroffen werden. Speicher Der Speicher des UMG 505 ist in drei Bereiche eingeteilt, den Ereignisspeicher, den Tiefst- und Höchstspeicher und den Ringpuffer. Ereignisspeicher Im Ereignisspeicher sind folgende Ereignisse mit Datum und Uhrzeit registrierbar: Sommer-/Winterzeitumschaltung Es stehen folgende Möglichkeiten zur Auswahl: Keine Umschaltung Eigene Umschaltpunkte EU-gelistet Wochenschaltuhr Die Schaltuhr im UMG 505 hat 100 Zeitkanäle. Jeder Schaltuhrkanal beschreibt einen Zeitraum. Der Zeitraum wird durch einen Einschaltzeitpunkt und einen Ausschaltzeitpunkt beschrieben. Der Ein- und Ausschaltzeitpunkt wird durch Wochentag, Stunde und Minute festgelegt. Jeder Schaltuhrkanal kann gleichzeitig einen Schaltuhr-Ausgang ansteuern und einen Arbeits zähler auswählen. In der Programmierung der digitalen Ausgänge kann einem Schaltuhr-Ausgang ein Digitalausgang zugewiesen werden. Löschen des Ereignisses Grenzwertverletzungen Änderung des digitalen Eingangs Ausfall und Wiederkehr der Hilfsspannung Ausfall und Wiederkehr der Messspannung Es können max Ereignisse gespeichert werden. Die Aus lesung ist nur mit PC und der Programmier- und Auslese software GridVis möglich. Ringpuffer Für die Speicherung im Ringpuffer können... Mittelwerte der Messwerte die festen Arbeitzähler...ausgewählt werden. Bei der Speicherung von z. B. der Mittelwerte U1, U2, U3, I1, I2, I3, P1, P2, P3 über eine Mittelungszeit von 15 Minuten reicht der Speicher für einen Zeitraum von 1 Jahr. Es können insgesamt 6 Grenzwertfenster für die Speicherung von Messwerten programmiert werden. Dabei ist ein oberer und unterer Grenzwert frei wählbar. Die Aufnahme kann innerhalb oder außerhalb des Bereiches erfolgen. 3

5 Funktionsumfang UMG 505 Impulseingang Der Digitaleingang 4 kann zusätzlich als Impulszähleingang für die Wirkarbeits messung (max. 20Hz) verwendet werden. Digitale Eingänge Die 4 Optokopplereingänge werden auf den internen Eingängen 1-4 abgebildet. Auf den internen Eingängen 5 bis 12 werden die 8 Ein gänge aus der LON-Bus Schnittstelle abgebildet. Der Zustand der digitalen Eingänge 1-4 kann über die serielle Schnitt stelle abgefragt werden. Jeder Eingangskanal wiederum kann gleichzeitig einen Arbeits zähler umschalten und die interne Uhr synchronisieren. Jeweils zwei der digitalen Eingänge können miteinander UND verknüpft werden. Das Ergebnis kann einem Eingangs kanal zugeordnet werden. Jedem Digital eingang 1-4 ist ein Ereigniszähler (1-3 max. 1Hz) zugeordnet. Ist einem digitalen Eingang (1-4) eine Funktion, mit Ausnahme der Impuls wertigkeit zugewiesen, so werden alle Änderungen am Eingang im Er eignisspeicher mit Datum und Uhrzeit abgelegt. Digitale Ausgänge Das UMG 505 hat 5 digitale Transistorausgänge. Diese Ausgänge werden im Display mit out1 bis out5 bezeichnet. Jedem der Ausgänge kann eine andere Datenquelle zugewiesen werden. Es stehen bis zu 5 verschiedene Datenquellen zur Auswahl: Grenzwert-Ausgänge Schaltuhr-Ausgänge LON-Bus Arbeitszähler Jede Datenquelle kann nur einem Ausgang zuge ordnet werden. Wird einem Ausgang ein Arbeits zähler zugewiesen, so arbeitet der Ausgang als Impulsgeber. Die Signale aus allen Daten quellen (außer dem Arbeits zähler) können auch invertiert ausge geben werden. Impulsausgänge Die fünf digitalen Ausgänge im UMG 505 können als Impulsausgänge belegt werden. Die Mindest impulslänge beträgt 50ms und die maximale Frequenz 10Hz. Analogausgänge Das UMG 505 besitzt 4 Analogausgänge. Die Analogausgänge haben eine gemein same Masse und sind galvanisch gegen die anderen Ein- und Ausgänge im UMG 505 getrennt. Für den Betrieb der Analogausgänge wird eine externe Hilfs spannung von 20V bis 30V DC benötigt. Als Quelle für die Analogausgänge dienen die Messwerte. Schnittstellen Das UMG 505 ist mit einer LON und einer RS232- Schnittstelle ausgestattet. Die RS232-Schnittstelle dient zur Peer-to-Peer Verbindung, z. B. als Verbindung zwischen UMG 505 und Laptop. In der Gebäudeleittechnik kommt häufig die LON-Schnittstelle zum Einsatz, um das UMG 505 in die Gebäudeautomation einbinden zu können. Grenzwertüberwachung Zur Überwachung von Messwerten können 5 Grenz wertausgänge programmiert werden. Jedem Grenz wert ausgang können bis zu drei Vergleicher (A, B, C) zugeordnet werden. Für jeden Vergleicher können... 2 Grenzwerte und 2 Messwerte oder 2 Grenzwerte und 1 Messwert oder 1 Grenzwert und die Mindesteinschaltzeit...programmiert werden. Die an einem Grenzwertausgang festgestellte Grenzwertverletzung wird im Ereignis speicher mit einem Zeitstempel registriert und kann wahlweise auf einem Digitalausgang ausgegeben werden. 4

6 Funktionsumfang UMG 505 Modem SPS Software 4 Digitale Eingänge Impulseingang HT / NT Umschaltung Uhr Synchronisation Schnittstellen LON RS232 5 Digitale Ausgänge Grenzwertausgang für I,U,P u.s.w Remote über LON Impulsausgang Wirkarbeit/Blindarbeit Schaltuhrausgang Protokolle LONTalk Modbus RTU (RS 232) 4 Analoge Ausgänge ma oder ma einstellbar Fast alle Messwerte Werte vom Modbus Grenzwertprogrammierung mit 3 Vergleichern Mindesteinschaltzeit bei Überschreitung Mindesteinschaltzeit bei Unterschreitung Hysterese bei Überschreitung Hysterese bei Unterschreitung Im Bereich Außerhalb Bereich Beide Grenzwerte überschritten Beide Grenzwerte unterschritten Speicher 512k Byte Für Messwerte Ereignisspeicher Tiefst- und Höchstwerte Ringpuffer Wochenschaltuhr 100 Kanäle Digitalausgang Sollwertumschaltung HT/NT Arbeitszähler, 4 Tarife 5

7 Ausführungsvarianten und technische Daten UMG 505 Geräteübersicht Drei- / Vierleiter Universal-Messgerät 50/60Hz; Stromwandler..1/5A; inklusive Programmier- und Auswertesoftware GridVis Hilfsspannung Schnittstellen V AC, V DC V AC, V DC V AC, V DC Speicher 512k RAM 4 Digital-Eingänge 5 Digital-Ausgänge 4 passive Analog-Ausgänge 0(4) -20mA LON RS 232 RS 485 Dreileitermessung Type Artikel-Nr UMG 505 LON UMG 505 LON UMG 505 LON = enthalten - = nicht möglich Allgemeine Technische Daten Versorgungsspannung L-N, AC Siehe Geräteübersicht Überspannungskategorie 600V CAT III Quadranten 4 Abtastrate 6 Kanäle pro Kanal 6,4 khz / 7,68 khz Gewicht 1kg Abmessungen B= 144mm x H=144mm x T=66,5mm Montage Fronttafeleinbau Arbeitstemperaturbereich C Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige Stiftkabelschuhe, Aderendhülsen 0,08-2,5 mm 2, 1,5 mm 2 Schutzart Front/Rückseite nach EN60529 IP 50/20 Messbereich Spannung L-N, AC (ohne Spannungswandler) Spannung L-L, AC (ohne Spannungswandler) Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) Frequenz der Grundschwingung Netze Messung in Ein- und Mehrphasennetzen VAC VAC 0, A Hz TN, TT, (IT) 1ph, 2ph, 3 ph und bis zu 3 mal 1ph Spannungsqualität Oberschwingungen, Harmonische, gerade/ungerade Strom, Spannung L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Verzerrungsfaktor THD- U in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Verzerrungsfaktor THD- I in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Schreiber für Grenzwertereignisse ja 6

8 Ausführungsvarianten und technische Daten UMG 505 Messwerte Messgröße Anzeigenbereich Messbereich bei Skalierungsfaktor 1 L1 L2 L3 Summe Tiefstwert Mittelwert *1 Höchstwert Dat./Uhrzeit Messgenauigkeit Strom.. /5A 0, A 0, A +-0,2 % Strom.. /1A 0, A 0, A +-0,2 % Strom, Nullleiter berechnet 0, A 0, A +-0,6 % Spannung L-N 0, ,9 MV V +-0,2 % Spannung L-L 0, ,9 MV V +-0,2 % Frequenz (U) 45, ,00 Hz 45, ,00 Hz +-0,2 % Wirkleistung +/- 0,00 W MW 0,05 W.. 2,5 kw +-0,5 % Scheinleistung 0,00 VA MVA 0,05 VA.. 2,5 kva +-0,5 % Blindleistung 0,00 kvar Mvar 0,05 var.. 2,5 kvar kap. ind. +-0,5 % Leistungsfaktor 0,00 kap... 1,00.. 0,00 ind. 0,00 kap... 1,00.. 0,00 ind. kap. ind. +-0,5 % Wirkenergie + Wirkenergie - 0,0 Wh GWh -0,0 Wh GWh 0,05 Wh GWh *2-0,05 Wh GWh *2 t 1 /t 2 *3 Blindenergie +/- 0, Gvarh 0,05vars Mvarh *2 t 1 /t 2 *3 Oberschwingungsanteil THD U,I 0, % 0, % +-0,5 % Teilschwingung I, ,000 A A 0,005 A.. 5A (1 A) +-0,5 % Teilschwingung U, ,000 V V 0,000 V V +-0,5 % t 1 Startzeit, t2: Laufzeit, + Bezug, - Lieferung * 1 Integration über die Zeit: 1, 5, 10, 15, 30 Sekunden, 1, 5, 10, 15, 30, 60 Minuten * 2 Speicherzeitraum 60 Minuten. * 3 Genauigkeitsklasse nach EN61036:1996, VDE0418Teil 7:Mai 1997, IEC1036:1996, mit Stromwandler../5A : Klasse 1, mit Stromwandler../1A : Klasse 2 Features Speichergröße Uhr Wochenschaltuhr 512kB ± 3 Minuten Pro Monat ja, 100 Kanäle Peripherie Digitaleingänge als Status- oder Impulseingang 4 Digitalausgänge als Schaltausgang oder Impulsausgang 5 Analogausgänge 0(4)...20mA 4 Passwortschutz ja Software GridVis siehe Kapitel 5 ja Kommunikation Schnittstellen RS , 19.2, 38.4 kbps ja, siehe Geräteübersicht LON ja, siehe Geräteübersicht Protokolle Modbus RTU ja LonTalk ja, siehe Geräteübersicht 7

9 UMG 505 Maßbild Anschlussbild Schalttafelausschnitt: 139x139 mm Abb. Variante mit LON Typische Anschlussvariante 8