Medium Voltage Products

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1 Medium Voltage Products evm1 Mittelspannungs-Vakuum-Leistungsschalter mit magnetischem Aktuator und integrierten Mess-, Schutz- und Steuerfunktionen ,5 kv A ,5 ka

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3 BESCHREIBUNG AUSWAHL UND BESTELLUNG DER L.-SCHALTER SPEZIFISCHE PRODUKTMERKMALE RAUMBEDARF SCHALTBILD

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5 BESCHREIBUNG 1 Allgemeines 4 Technologie des Magnetantriebs 6 Struktur 8 Magnetischer Aktuator 8 Lokale Melde- und Bedienungsschnittstelle 8 Elektronisches Modul 8 Positionssensoren 9 Kondensatoren 9 Die Stromunterbrechung im Vakuum 10 Löschprinzip der ABB-Schaltkammern 11 Lieferbare Versionen 13 Anwendungsbereiche 13 Normen und Zulassungen 13 Betriebssicherheit 13 Technische Dokumentation 14 Qualitätssicherungssystem 14 Prüflabor 14 Umweltmanagementsystem 14 Arbeitssicherheitsmanagementsystem 14 3

6 BESCHREIBUNG Allgemeines Der Leistungsschalter evm1 ist ein vollständiges Schutzsystem der Mittelspannungsschaltanlage und er besteht neben dem Mittelspannungs- Vakuum-Leistungsschalter mit Magnetantrieb aus der Elektronik mit den folgenden Funktionalitäten: Schutz Steuerung Messen Überwachung Selbstdiagnose. Zu dem System gehören auch Stromsensoren, die hinter den Polen des Leistungsschalters angeordnet sind. So entsteht im Bereich der Mittelspannungs-Energieverteilung das Konzept des automatischen Leistungsschalters in einer Niederspannungs-Standardlösung, so wie es auch im Bereich der Mittelspannungs-Sekundärverteilung häufig zum Einsatz kommt. Die Leistungsschalter evm1 verwenden Vakuum- Schaltkammern, die in Polteile aus Harz eingegossen sind. Die mit Gießharz umgossenen Schaltkammern machen die Polteile des Leistungsschalters besonders widerstandsfähig und sind besonders wirksam vor Stößen, Staubablagerungen und Feuchtigkeit geschützt. Jede Schaltkammer enthält die Kontakte und stellt die Lichtbogenkammer dar. Die Betätigung der Kontakte der Schaltkammern erfolgt durch einen einzigen magnetischen Aktuator, der durch Positionssensoren und ein elektronisches Modul gesteuert wird. Die für die Schalthandlung erforderliche Energie wird von Kondensatoren geliefert, die für eine angemessene Energiereserve sorgen. Dank dieser Besonderheiten gewährleisten die Leistungsschalter evm1 robuste Bauweise, Zuverlässigkeit, lange Haltbarkeit und Wartungsfreiheit. 4

7 1 Die Leistungsschalter evm1 verfügen über Stromsensoren auf den Anschlüssen des Polteils. Der Sekundärstromkreis ist direkt mit dem elektronischen Schutz- und Steuermodul im Schaltergehäuse verdrahtet. Ein einziger Sensortyp deckt den gesamten Bereich der Bemessungs-Ströme. Das elektronische Modul steuert alle Funktionen des Leistungsschalters: die Funktionalität des Antriebs, die Schutzvorrichtungen, den Status des Schaltfeldes und seine Unversehrtheit. Da der größte Teil der Funktionen des Schaltfelds im Leistungsschalter integriert ist, können die Verkabelungen mit dem Einsatz der Leistungsschalter evm1 drastisch reduziert werden. Die Konfigurationssoftware gestattet das Anzeigen bzw. Ändern der Schutz-, Steuer- und der allgemeinen Einstellungen, so dass die Überwachungsmöglichkeiten zum Schaltfeldstatus umfassend gemacht werden. Die elektronische Steuerkarte prüft ständig die Funktionstüchtigkeit der Spulen des Magnetantriebs, die korrekte Ladung des Kondensators für den Zyklus Ausschalten - Einschalten - Ausschalten, die falschen Positionen oder die unpassenden Zustände des Leistungsschalters und der Trennschalter des Schaltfeldes, sowie die Funktionstüchtigkeit des Mikroprozessors. Dadurch entsteht ein fortschrittliches Selbstdiagnosesystem für den Leistungsschalter, dessen Status dem Bediener entweder über Meldung auf der Mensch-Maschine-Schnittstelle (MMS) oder über die binären Ausgänge, um Eingriffe zu gestatten und das Problem zu lösen, ohne es erst in dem Augenblick zu entdecken, in dem der Leistungsschalter seine Funktion aufnehmen muss. Der integrierte Leistungsschalter evm1 bietet im Vergleich zu einem herkömmlichen Mittelspannungs-Leistungsschalter sowohl bei der Installation als auch während des Betriebs bemerkenswerte Vorteile. Kürzere Lieferzeiten durch vereinfachte Spezifikationen und einfacheren Bestellvorgang Vollständige Prüfung des Leistungsschalters in Verbindung mit übergeordneten Funktionen bereits im Werk und nicht erst im Schaltfeld Minimales Risiko von Verdrahtungsfehlern, sowie Verringerung des Verkabelungsaufwands schnellere Installation und Inbetriebnahme der Unterstation Höhere Sicherheit und Betriebszuverlässigkeit Verfügbarkeit der kompletten Systemdokumentation von Projektbeginn an Der Steuerstromkreis zeichnet sich durch folgendes aus: Hohe elektromagnetische Störfestigkeit Selbstdiagnose der Ladung der Kondensatoren und des Durchgangs der Spulen, Watchdog des Controllers mit Fehlermeldung Weibereich-Hilfsstromversorgungen in Gleichund Wechselstrom Niedriger Verbrauch für die Beibehaltung der Kondensatorenladung Erfassung des Zustands des Leistungsschalters mittels Näherungssensoren Überwachung aller Ausschaltfunktionen. Schutzfunktionen nach den Normen IEC und IEC Standardserie - 51 Überstromschutz IDMT (NI, VI, EI, LI) - 51 Überstromschutz DT1-50 Überstromschutz DT2-51N Erdkurzschlussschutz IDMT - 51N Erdkurzschlussschutz DT1-50N Erdkurzschlussschutz DT2 Komplette Serie (sieht außerdem vor) - 51MS Motoranlaufschutz - 66 Anzahl der Anläufe - 51LR Motorblockierungsschutz - 49 Thermischer Motorschutz (Wärmebild) - 46 Schieflastschutz (1) Für die Lieferbarkeit wenden Sie sich bitte an ABB. 5

8 BESCHREIBUNG Technologie des Magnetantriebs Der magnetische Aktuator, der in den Leistungsschaltern evm1 verwendet wird, erzeugt den Hub, der zur Betätigung des beweglichen Kontakts in den Schaltkammern erforderlich ist. Alle Antriebsfunktionen eines traditionellen Antriebs sind im Aktuator integriert. Der magnetische Aktuator stellt ein bistabiles System dar, bei dem das Umschalten des beweglichen Ankers in die jeweilige andere Endlage über das Magnetfeld von zwei Spulen (eine zum Schließen und einen zum Öffnen) bewirkt wird. In der Endlage wird der Magnetanker über das Feld von Permanentmagneten gehalten. Die Auslösung einer Schalthandlung erfolgt durch die Erregung der beiden Spulen zum Schließen oder Öffnen. Das von jeder Spule erzeugte Magnetfeld zieht den beweglichen Anker an und bewegt ihn so von der einer zur anderen Endlage, in denen er von den Permanentmagneten gehalten wird. Im Steuerkreis sind Kondensatoren vorhanden, mit denen der Leistungsschalter auch bei Ausfall der Hilfsspannung für 30 s betätigt werden kann. Im Notfall kann der Leistungsschalter auch mit einem Hebel ausgeschaltet werden, der direkt auf den beweglichen Anker des Antriebs wirkt. Im Bezug zu einem traditionellen Antrieb weist der magnetische Aktuator nur wenig bewegte Teile auf und dies verringert den Verschleiß auch nach einer sehr hohen Schaltspielzahl drastisch. Diese Eigenschaften führen dazu, dass eine Wartung praktisch nicht mehr nötig ist. Magnetische Arretierung in einer Endlage Magnetische Arretierung plus Stromaufnahme einer Spule Anschlag des Ankers in der Gegenendlage 6

9 Oberer Anschluss 2 Unterer Anschluss 3 Gießharz-Umguss 4 Vakuum-Schaltkammer 5 Stromsensor 6 Stromband 7 Druckfeder der Kontakte 8 Isolierkoppelstange 9 Übertragungshebel 10 Hubeinstellung 11 Sensoren zur Schaltstellungserfassung 12 EIN-Spule 13 Permanentmagnete 14 Beweglicher Anker 15 AUS-Spule 16 Hand-Not-Auschaltung 17 Antriebsgehäuse mit Magnetantrieb 7

10 BESCHREIBUNG Struktur Der magnetische Aktuator und die Polteile mit den Stromsensoren sind auf einem Metallgestell befestigt, das robuste Bauweise und mechanische Zuverlässigkeit gewährleistet. Sie sind in fester und ausfahrbarer Version erhältlich. Die feste Version wird durch den Steckverbinder für den Anschluss der Hilfsstromkreise und die Stromsensoren vervollständigt. Die ausfahrbare Version wird neben den Trennkontakten und dem Steckverbinder für den Anschluss der Hilfsstromkreise mit dem Einschub zum Einfahren bzw. Ausfahren bei geschlossener Tür in die Schaltanlage oder die Kassette und die Stromsensoren vervollständigt. Die Präzisionsklasse der Stromsensoren (Rogowski-Spulen) beträgt 1. Magnetischer Aktuator Er besteht aus einem Lamellenpaket, zwei Permanentmagneten, zwei Spulen und einem beweglichen Anker. Das bewegliche Element wird vom Magnetfeld angezogen, das von einer der Wicklungen erzeugt wird, und gestattet es, die Kontakte der Schaltkammern beim Ein- und Ausschalten durch eine besondere Vorrichtung zu betätigen Lokale Melde- und Bedienungsschnittstelle Die lokale im Leistungsschalter integrierte Einheit dient für den lokalen Betrieb (Ein- und Ausschalten, falls freigegeben) und zeigt auf einem kleinen Leuchtschirm den Status des Leistungsschalters an. LED-Anzeigen melden etwaige Betriebsstörungen, die Verriegelung der Aus- und Einschaltungen, die Aktivierung und das Auslösen der Schutzfunktionen und den eingestellten Betrieb (lokaler Betrieb/ Fernbedienung). 4 Elektronisches Modul Das elektronische Modul steuert alle Funktionen des Leistungsschalters, empfängt und sendet Schalt- und Steuersignale über die binären Eingänge (logisch), die isolierten Meldekontakte. Es übt außerdem die Schutzfunktionen aus, die in zwei Versionen zur Verfügung stehen (Standard und Full Option). 8

11 Pol: Vakuum-Schaltkammer mit Gießharz umgossen 2 Kondensator 3 Stromsensor (Rogowski- Spule) 4 Einschub des ausfahrbaren Leistungsschalters 5 Schaltspielzähler 6 Mechanische Positionsanzeige AUS/EIN 7 Schalttafel 8 Magnetantrieb 9 Steckvorrichtung für Hand-Not-Ausschaltung 10 Schutz- und Steuergerät 11 Binäre Ein-/Ausgänge. 12 Steckdose für Hilfsstromkreise Vakuum-Löschtechnik Gekapselte Vakuum-Schaltkammern Vor Oxydation und Verschmutzung geschützte Kontakte Betrieb bei unterschiedlichen klimatischen Verhältnissen Mechanische Kompatibilität mit der Serie VD und VM Möglichkeit zum Einsatz in Schaltanlagen jedes Typs Magnetischer Aktuator Beschränkte Komponentenzahl Induktive Positionssensoren Beschränkter Leistungsverbrauch Für die ganze Lebensdauer versiegelte Polteile Hohe Zuverlässigkeit und solide Struktur Lange elektrische und mechanische Lebensdauer Wartungsfreiheit Ausfahren und Einschieben des Leistungsschalters bei geschlossener Schaltfeldtür Gefährliche und falsche Bedienungen werden durch Verriegelungen im Antrieb und im Einschub und durch das elektronische Steuermodul vermieden Hohe elektromagnetische und Umweltverträglichkeit Mechanische Hand-Not-Ausschaltung Überwachung des Leistungsschalterstatus Überwachung des Durchgangs der Spulen Überwachung der Ladung der Kondensatoren Watchdog-Funktion Schutzfunktionen Stromsensoren (Rogowski-Spule) Programmierbare digitale Ein-/Ausgänge Konfigurations- und Überwachungsprogramm für PC Schnittstellen-Modul (MMS) auf Schaltfeld mit Amperemeter (optional) Drastische Verringerung der Verdrahtung und der Gefahr von Anschlussfehlern Schnellere Installation und Inbetriebnahme der Unterstation Schnelle Änderung vor Ort der Steuer- und Schutzfunktionen bei schon installiertem oder in Funktion befindlichem Leistungsschalter Verbesserung der Sicherheit und der Betriebszuverlässigkeit Schon ab Beginn des Projektes Verfügbarkeit der ganzen Dokumentation des Systems Positionssensoren Die Sensoren haben die Funktion, die genaue mechanische Schaltstellung des Leistungsschalters (ausgeschaltet oder eingeschaltet) zu erfassen. Das Signal wird dem elektronischen Steuermodul geschickt. Kondensatoren Die Kondensatoren haben die Funktion, die Energie zu speichern, die für ein volles Schaltspiel erforderlich ist. Ausschalten - Einschalten - Ausschalten. Selbst bei einem Komplettausfall der Hilfsenergie sind die Kondensatoren in der Lage, eine Betätigung des Stromkreises für ca. 30 s weiterhin zu ermöglichen. 9.

12 BESCHREIBUNG Die Stromunterbrechung im Vakuum Der Leistungsschalter evm1 nutzt die dielektrischen Eigenschaften des Vakuums aus, das kein Lösch- und Isoliermittel braucht. Die Schaltkammer enthält nämlich kein ionisierbares Gas. Beim Trennen der Kontakte entsteht auf jeden Fall ein Lichtbogen, der ausschließlich aus dem geschmolzenen und verdampften Material der Kontakte besteht.dieser elektrische Lichtbogen wird durch die externe Energie unterstützt, bis der Strom beim ersten natürlichen Nulldurchgang unterbrochen wird. In diesem Augenblick führen der plötzliche Abfall der beförderten Ladungsträgerdichte und die schnelle Kondensation des Metalldampfes zu einer sehr schnellen Rückkehr der dielektrischen Festigkeit. Die Vakuum-Schaltkammer erwirbt wieder ihr Isoliervermögen und die Fähigkeit zur Aufrechterhaltung der Einschwingspannung, wodurch der Lichtbogen endgültig gelöscht wird. Da man im Vakuum auch mit minimalen Abständen eine hohe Durchschlagfestigkeit erhalten kann, ist die Ausschaltung des Stromkreises auch dann gewährleistet, wenn die Trennung der Kontakte nur wenige Millisekunden vor dem natürlichen Nulldurchgang erfolgt. Die besondere Formgebung der Kontakte und das verwendete Material gewährleisten zusammen mit der verringerten Lichtbogendauer und der niedrigen Lichtbogenspannung einen minimalen Verschleiß der Kontakte und eine lange Lebensdauer. Das Vakuum verhindert zudem, dass die Kontakte oxydieren. Eigenschaften der in Eingießpolteile eingegossenen Vakuum-Schaltkammer Vakuum-Löschtechnik Vor Oxydation und Verschmutzung geschützte Kontakte Vakuum-Schaltkammer, direkt mit Gießharz zu einem Polteil umgossen Schaltkammer vor Schlägen, Staub und Feuchtigkeit geschützt Funktionsfähigkeit bei unterschiedlichen Klima- und Umgebungsverhältnissen Beschränkte Schaltenergie Dimensioni compatte Kompakte Bauart Für die ganze Lebensdauer versiegelte Polteile Robuste und zuverlässige Bauart Wartungsfreihei Hohe Umweltverträglichkeit 1 Oberer Anschluss 2 Vakuum-Schaltkammer 3 Gießharz-Umguss 4 Nabe des beweglichen Kontakts 5 Unterer Anschluss 6 Stromband Federgabel der Isolierkoppelstange 8 Isolierkoppelstange 9 Befestigung des Polteils 10 Anschluss an Antrieb 10

13 1 Löschprinzip der ABB-Schaltkammern In einer Vakuum-Schaltkammer entsteht der Lichtbogen im Augenblick der Kontakttrennung und bleibt bis zum Nulldurchgang des Stroms bestehen. Er kann durch ein Magnetfeld beeinflusst werden. Vakuum-Lichtbogen - diffus oder konzentriert Im Anschluss an die Trennung der Kontakte kommt es auf der Oberfläche der Kathode zur Bildung einzelner Schmelzstellen. Dies führt zur Bildung von Metalldampf, der den Lichtbogen unterstützt. Ein diffuser Lichtbogen zeichnet sich durch eine gleichmäßige Verteilung der thermischen Beanspruchung der Kontaktflächen desselben aus. Bis zum Bemessungs-Strom der Vakuum-Schaltkammer ist der Lichtbogen immer vom diffusen Typ. Die Kontakterosion ist vernachlässigbar und die Zahl der Stromunterbrechungen sehr groß. Mit zunehmendem Stromwert (größer als der Bemessungs-Strom) erfolgt aufgrund des Hall- Effekts der Übergang vom diffusen in den konzentrierten Lichtbogen. Der Lichtbogen konzentriert sich ausgehend von der Anode und formt sich mit steigendem Strom immer weiter zur eng begrenzten Säule aus. Auf den betroffenen Flächen kommt es zu einer deutlichen Erhöhung der Temperatur und folglich zu einer hohen thermischen Beanspruchung der Kontakte. Zur Vermeidung der Überhitzung und der Erosion der Kontakte wird der Lichtbogen in Rotation gehalten. Er lässt sich dabei mit einem beweglichen Leiter vergleichen, der vom Strom durchflossen ist. Diffuser Lichtbogen Konzentration auf der Anode Konzentration auf Anode und Kathode Schematische Darstellung des Übergangs von diffusem Lichtbogen zum konzentrierten Lichtbogen in einer Vakuum- Schaltkammer Strom, Spannung Systemspannung Kurzschlussstrom Lichtbogenspannung Ausschaltung des Kurzschlussstroms Trennung der Kontakte Zeit Rückstellspannung (Systemfrequenz) Einschwingspannung (TRV) (Hochfrequenz) Verlauf von Strom und Spannung in einer einzelnen Phase während der Löschung im Vakuum Radialmagnetfeld-Kontaktanordnung mit rotierendem Vakuum-Lichtbogen 11

14 BESCHREIBUNG Vakuum-Schaltkammer Die Spiralgeometrie der Kontakte der ABB Vakuum-Schaltkammern Die besondere spiralförmige Geometrie der Kontakte erzeugt an jeder Stelle der auf dem Umfang der Kontakte rotierenden Lichtbogensäule ein radiales Magnetfeld. Dadurch wird eine elektromagnetische Kraft mit tangentialer Wirkung erzeugt, welche eine schnelle Rotation des Lichtbogens um die Achse der Kontakte verursacht. Im Vergleich zur fest stehenden Säule wird auf diese Weise ein deutlich höherer Anteil der zur Verfügung stehenden Kontaktfläche genutzt. Mit der Verringerung der thermischen Beanspruchung der Kontakte wird auch die Erosion so optimiert, dass sie sehr gering ausfällt. Die ABB-Schaltkammern haben Nullstrom und sind daher frei von Wiederzündungen. Die schnelle Verringerung der Stromdichte und die rasche Kondensation des Metalldampfes beim Nulldurchgang des Stroms führt zu einer Wiederverfestigung der Schaltstrecke zwischen den Kontakten innerhalb von Mikrosekunden. 1 Anschluss 2 Schutz 3 Metallgehäuse 4 Gehäuse der Schaltkammer 5 Abschirmung 6 Keramikisolator 7 Abschirmung 8 Kontakte 9 Anschluss 10 Gehäuse der Schaltkammer 12

15 1 Lieferbare Versionen Die Leistungsschalter evm1 stehen in der feste und ausfahrbaren Version für Schaltanlagen UniGear und Module PowerCube zur Verfügung. Die Leistungsschalter evm1 sind mechanisch mit den Leistungsschaltern der Baureihe VD4 und VM1 austauschbar, welche die gleichen Vakuum- Schaltkammern benutzen, die direkt mit Gießharz zu einem Polteil umgossen sind. Einsatzbereiche Dank des Einbaus der Stromsensoren und der Schutzfunktionen mit Strommessung zeichnen sich die Leistungsschalter evm1 durch eine große Vielseitigkeit beim Einsatz aus, die typisch für Versorgungsleitungen von Transformatoren, Motoren, Leistungsfaktorverbesserer und alle Anwendungen ist, wo keine Schutzfunktionen mit Spannungsmessung erforderlich sind. Betriebssicherheit Dank des umfassenden Angebots von mechanischen, elektrischen und Softwareverriegelungen kann man mit den Leistungsschaltern evm1 sichere Energieverteilungsanlagen anfertigen. Die Verriegelungsvorrichtungen sind so ausgelegt, dass Fehlbedienungen vermieden werden und die Inspektion der Anlagen bei maximaler Sicherheit für das Personal erfolgt. Die Ausfahrvorrichtung bei geschlossener Tür gestattet das Ausfahren und Einschieben des Leistungsschalters in die Anlage nur bei geschlossener Tür. Normen und Zulassungen Die Leistungsschalter evm1 entsprechen den Normen IEC und den Normen der wichtigsten Industrieländer. Die Leistungsschalter evm1 sind den folgenden Prüfungen unterzogen worden und gewährleisten die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Geräts bei Betrieb in jeder Anlage. Typprüfungen: Erwärmung, Wechselspannungsfestigkeit bei Betriebsfrequenz, Blitzstoßspannungsfestigkeit, Stoßund Kurzzeitstromfestigkeit, mechanische Funktions- und Lebensdauerprüfung, Kurzschlussein- und Ausschaltvermögen. Stückprüfungen: Isolation bei Spannung mit Betriebsfrequenz der Hauptstromkreise, Isolation der Hilfs- und Steuerstromkreise, Widerstandsmessung der Hauptstromkreise, mechanische und elektrische Funktionsfähigkeit. Prüfungen zur elektromagnetischen Verträglichkeit: gemäß der Bestimmungen der Normen IEC 60694, IEC 61000, EN

16 1 BESCHREIBUNG Technische Dokumentation Für nähere Angaben zu den technischen und anwendungsspezifischen Aspekten der Leistungsschalter evm1 sind auf Anfrage die folgenden Unterlagen erhältlich: Module PowerCube Best. 1VCP Schaltanlagen UniGear Best. 1VCP Qualitätssicherungssystem Entspricht der Norm ISO 9001, von unabhängiger Stelle zertifiziert. Prüflabor Konform mit Norm UNI CEI EN ISO/IEC 17025, von unabhängiger Stelle anerkannt. Umweltmanagementsystem Entspricht der Norm ISO 14001, von unabhängiger Stelle zertifiziert. Arbeitssicherheitsmanagementsystem Entspricht der Norm OHSAS 18001, von unabhängiger Stelle zertifiziert. 14

17 2 AUSWAHL UND BESTELLUNG DER LEISTUNGSSCHALTER Feste Leistungsschalter 16 Ausfahrbare Leistungsschalter für Schaltanlagen UniGear und Module PowerBox 18 Optionale Zubehöreinrichtungen 21 15

18 AUSWAHL UND BESTELLUNG DER LEISTUNGSSCHALTER Feste Leistungsschalter Leistungsschalter evm1 12 evm1 17 Normen IEC CEI 17-1 (Heft 1375) Bemessungs-Spannung Ur [kv] Bemessungs-Isolationsspannung Us [kv] Bemessungs-Stehwechselspannung bei 50 Hz Ud (1 min) [kv] Stehstoßspannung Up [kv] Bemessungs-Frequenz fr [Hz] Bemessungs-Strom (40 C) (1) Ir [A] Bemessungs-Ausschaltvermögen Isc [ka] (symmetrischer Bemessungs Kurzschlussstrom) ,5 31,5 31,5 31,5 Zulässiger Bemessungs- Ik [ka] Kurzeitstrom (3 s) ,5 31,5 31,5 31,5 Bemessungs-Einschaltvermögen Ip [ka] Bemessungs-Schaltfolge [O-0,3s-CO-15s-CO] Ausschaltzeit [ms] Lichtbogendauer [ms] Gesamtausschaltzeit [ms] Einschaltzeit [ms] Mechanische Schaltspiele Aktuator [N.] Schaltkammern [N.] Elektrische Schaltspiele Bemessungs-Strom [N.] Maximaler Raumbedarf I I Mit Kurzschlußstrom [N.] H [mm] H A L [mm] P [mm] Polmittenabstand I [mm] (1) Bemessungs-Dauerströme Leistungsschalter auf Schubvorrichtung bei Installation in Schaltanlage UniGear Typ ZS1 bei einer Lufttemperatur von 40 C garantiert. Abstand unterer/oberer Anschluss L Gewicht Stromaufnahme im Ruhezustand Stromaufnahme nach einem Wiedereinschaltzyklus Betriebstemperatur Elektromagnetische Verträglichkeit P A [mm] [kg] [W] [W] [ C] IEC IEC < 15 < < 15 <

19 2 Typen von festen Leistungsschaltern Ur Ir (40 C) Isc Raumbedarf Leistungsschalter [kv] [A] [ka] L [mm] I [mm] A [mm] ,5 17,5 17, evm p evm p evm p , evm p evm p evm p evm p , evm p evm p evm p evm p , evm p evm p evm p evm p , evm p evm p evm p evm p , evm p evm p evm p evm p , evm p evm p evm p evm p , evm p evm p evm p evm p , evm p evm p evm p evm p , evm p evm p evm p evm p , evm p evm p evm p evm p , evm p evm p evm p evm p , evm p275 Anmerkungen L = Breite der Leistungsschalter I = Horizontaler Polmittenabstand A = Abstand zwischen oberem und unterem Anschluss 17

20 AUSWAHL UND BESTELLUNG DER LEISTUNGSSCHALTER Ausfahrbare Leistungsschalter für Schaltanlagen UniGear und Module PowerCube Leistungsschalter evm1/p 12 evm1/p 17 Normen IEC CEI 17-1 (Heft 1375) Bemessungs-Spannung Ur [kv] Bemessungs-Isolationsspannung Us [kv] Bemessungs-Stehwechselspannung bei 50 Hz Ud (1 min) [kv] Stehstoßspannung Up [kv] Bemessungs-Frequenz fr [Hz] Bemessungs-Strom (40 C) (1) Ir [A] Bemessungs-Ausschaltvermögen Isc [ka] (symmetrischer Bemessungs Kurzschlussstrom) ,5 31,5 31,5 31,5 Zulässiger Bemessungs- Ik [ka] Kurzeitstrom (3 s) ,5 31,5 31,5 31,5 Bemessungs-Einschaltvermögen Ip [ka] Bemessungs-Schaltfolge [O-0,3s-CO-15s-CO] Ausschaltzeit [ms] Lichtbogendauer [ms] Gesamtausschaltzeit [ms] Einschaltzeit [ms] Mechanische Schaltspiele Aktuator [N.] Schaltkammern [N.] Elektrische Schaltspiele Bemessungs-Strom [N.] Maximaler Raumbedarf I I Mit Kurzschlußstrom [N.] H [mm] Polmittenabstand H A L [mm] P [mm] I [mm] (1) Bemessungs-Dauerströme Leistungsschalter auf Schubvorrichtung bei Installation in Schaltanlage UniGear Typ ZS1 bei einer Lufttemperatur von 40 C garantiert. Abstand unterer/oberer Anschluss L Gewicht Stromaufnahme im Ruhezustand Stromaufnahme nach einem Wiedereinschaltzyklus Betriebstemperatur Elektromagnetische Verträglichkeit P A [mm] [kg] [W] [W] [ C] IEC IEC < 15 < < 15 <

21 2 Typen von ausfahrbaren Leistungsschaltern für Schaltanlagen UniGear und Module PowerCube Ur Isc Bemessungs-Dauerstrom (40 C) [A] kv ka L = 650 Typ des Leistungsschalters I = 150 u/l = 205 ø = , evm1/p p evm1/p p evm1/p p150 31,5 630 evm1/p p evm1/p p evm1/p p evm1/p p150 31, evm1/p p evm1/p p evm1/p p evm1/p p150 31,5 630 evm1/p p evm1/p p evm1/p p evm1/p p150 31, evm1/p p150 Anmerkungen L = Breite der Schaltanlage UniGear I = Horizontaler Polmittenabstand u/l = Abstand zwischen oberem und unterem Anschluss ø = Durchmesser des Trennkontakts Stromversorgung des Steuerkreises Die Energie zur Betätigung des Leistungsschalters wird von einem oder mehreren Kondensatoren geliefert, die durch ein Ladegerät, das auch für die Speisung des elektronischen Schaltkreises sorgt, im geladenen Zustand gehalten werden. Dies gewährleistet den korrekten Betrieb auch dann, wenn die Hilfsenergie nicht den Bemessungswert erreicht. Dank der Benutzung von Komponenten mit niedrigem Energieverbrauch beträgt der Anschlusswert des Ladegeräts ca. 15 Watt, und dies bei ein- und ausgeschaltetem Leistungsschalter. Nach jedem Schaltvorgang nimmt das Ladegerät einige Sekunden lang ca. 110 Watt auf, um die Kondensatoren optimal nachzuladen. Der geladene Zustand der Kondensatoren wird ständig durch das elektronische Modul überwacht, das außerdem die Funktionen Ausschalten, Einschalten, Melden etc. ausübt. Es gibt zwei Versorgungsgeräte: Typ 1: V AC / V DC Typ 2: V AC / ,250 V DC 19

22 AUSWAHL UND BESTELLUNG DER LEISTUNGSSCHALTER (1) Für die Eigenschaften der potentialfreien Kontakte siehe Kapitel 3. (2) Bei nicht gespeistem Leistungsschalter (ohne Hilfsstrom) sind diese Kontakte geöffnet, ausgenommen der Meldekontakt Leistungsschalter nicht betriebsbereit (DO16). Serienmäßige Ausstattung Die Leistungsschalter auf Schubvorrichtung sind in der Grundausführung dreipolig und wie folgt ausgestattet: Einschalt-Taste (in die Steuertafel PI1 eingebaut) Ausschalt-Taste (in die Steuertafel PI1 eingebaut) Mechanischer Schaltspielzähler Mechanische Anzeige Leistungsschalter AUS/EIN Hand-Not-Ausschaltung Hebel für Hand-Not-Ausschaltung (die Anzahl muss aufgrund der Zahl der bestellten Geräte festgelegt werden) READY Meldung des Bereitschaftsstatus zusammen mit weiteren 11 Diagnose-Leuchtmeldungen auf der lokalen Schnittstelle des Leistungsschalters Ein oder mehrere Kondensatoren zur Energiespeicherung für einen Zyklus Beweglicher Steckverbinder für den direkten Anschluss an die Steckdosen des elektronischen Moduls, für die Verkabelung der Hilfsstromkreise Steuermodul Standardversion mit den Schutzfunktionen I> - I>> - Io> - Io>> ( N-50N) Software zur Konfiguration der Schutz-, Steuer- und der Statusanzeigen Ferngeschaltete Kontakte in Schubvorrichtung (-BT1; -BT2) Steuermodul in der Grundversion Das Steuermodul verfügt über 16 Eingänge und 16 Ausgänge digitalen Typs, die zum großen Teil in Übereinstimmung mit den Erfordernissen der Anlage frei programmiert werden können, wenn man die Software zur Konfiguration benutzt. Für komplette Zuweisung der Bedeutungen des Leistungsschalters wird auf die schematischen Zeichnungen 1VCD verwiesen. Zu den festen, nicht programmierbaren Eingängen gehören: Eingang für die Funktion Unterspannung Befehle für ferngesteuertes Ein- und Ausschalten Sperren der Ausschaltung Zweite Ausschaltung des Leistungsschalters für eine maximale Zuverlässigkeit nur mit Hardware. Zu den nicht programmierbaren, festen Ausgängen gehören: Leistungsschalter in AUS- und EIN-Stellung Bereitschaftssignal für RL2 (Verriegelungsmagnet auf Einschub) Überwachungssignal Das Mapping aller restlichen Ein- und Ausgänge wird je nach der gewählten feststehenden Bedeutung vorgenommen, wenn man mittels des Software-Konfigurators eines der vier als Default vorhandenen Anwendungsschaltbilder (Leistungsschalter ausziehbar, ausziehbar mit Erdungsschalter, fest, fest mit Erdungsschalter) wählt. Wenn man dagegen das freie Schaltbild ankreuzt, kann man den digitalen Ein-/Ausgängen alle verfügbaren Bedeutungen zuweisen (siehe Kapitel Input / Output Mapping). Zum Beispiel: Stellung des Erdungsschalters, aus und ein funktionale Verriegelungen Schlüssel zur Freigabe lokaler Betrieb - Fernbedienung Rückstellung Eingriff der Schutzfunktionen lokaler Ein- und Ausschaltbefehl Leistungsschalter Und für die Ausgänge: Leistungsschalter in Funktion oder in Prüfstellung Schutzfunktion ausgelöst funktionale Verriegelungen Schutzfunktionen mit Zeitschaltung (Start) Leistungsschalter in AUS-Stellung durch Ausschaltbefehle von Schutzfunktion (Einschwingkontakt für 100 ms geschlossen) Ein- und Ausschaltung gesperrt 20

23 2 Die Bedeutungen der Ausgänge können mehrfach mit der gleichen Funktion programmiert werden, zum Beispiel drei Ausgänge, um die AUS-Stellung des Leistungsschalters anzugeben. Die binären Eingänge können wie folgt gespeist werden: V CA (Toleranz 15 % %) V CC (Toleranz 30 % %). Der Impuls muss mindestens ca. 10 ms dauern, um als gültig betrachtet zu werden. Das Steuermodul übt die folgenden Funktionen aus: Selbstausschaltung nach Erfassung nicht korrekten Zustands des Leistungsschalters Selbstverriegelung bei einem Schwellenwert der Kondensatorladung unterhalb des Mindestwerts für die Ausschaltung und Einschaltung, Selbstausschaltung, wenn der Zustand bestehen bleibt (Energy Failure Autotrip) Funktion des Antipumprelais Funktion Free-Trip Kontrolle der Spannung der Kondensatorladung mit Selbstausschaltung des Ladegeräts beim Überschreiten des oberen Grenzwertes der Ladung Ausschaltung wegen Unterspannung mit Wahl der Bezugs-Bemessungsspannung und mit Möglichkeit zur Verzögerung der Ausschaltung von 0 bis 5 s (-SO4). Selbstschutz der elektronischen Leistungskreise mit Selbstausschaltung des Speisegeräts bei Überhitzung und/oder Überstrom Kontrolle der EIN- und AUS-Spulen auf Durchgang Watchdog (DO16). Optionale Zubehöreinrichtungen 1 Schaltfeld-Schnittstelle (MMS) Die Schnittstelle gestattet das Steuern der Steuer- und Schutzvorrichtung, die in dem Leistungsschalter evm1 integriert ist, und zwar von der Tür des Niederspannungsschaltfelds aus. 2 Full Option Schutzbestückung Die Full Option Schutzbestückung bietet neben der folgenden Standardschutzbestückung (Bez. IEC und IEC ): 51 Überstromschutz IDMT (NI, VI, EI, LI) 51 Überstromschutz DT1 50 Überstromschutz DT2 51N Erdkurzschlussschutz IDMT 51N Erdkurzschlussschutz DT1 50N Erdkurzschlussschutz DT2 auch die folgenden zusätzlichen Schutzfunktionen: 51MS Motoranlaufschutz 66 Anzahl der Anläufe 51LR Motorblockierungsschutz 49 Thermischer Motorschutz (Wärmebild) 46 Schieflastschutz Die Schutzfunktionen können lokal mit einem (lokalen) RS485-Anschluss oder über die Schaltfeld-Schnittstelle mit Steckverbinder IRDA über die Konfigurationssoftware freigegeben/gesperrt werden. 21

24 AUSWAHL UND BESTELLUNG DER LEISTUNGSSCHALTER 2 3 Vorrichtung zum schnellen Entladen der Kondensatoren (CFD) Vorrichtung, die das schnelle und sichere Entladen der Kapazitäten des Leistunmgsschalters gestattet. Fig. 4.JPG 4 Kabel zur Konfiguration von evm1 mittels MMS mit Anschluss USB/ RS232 - IRDA Das Kabel dient zum Verbinden des Personalcomputers mit der Schnittstelle für die Schalttafel MMS, um evm1 zu konfigurieren. 5 Satz von Verbindungskabeln zur Konfigurierung von evm1, wenn keine MMS vorhanden ist Der Kabelsatz gestattet es, im Niederspannungs-Schaltfeld der Einheit einen Anschluss RS485 vorzusehen, am dem man den Personalcomputer anschließen kann, falls keine MMS vorhanden ist. 6 Konfigurationskabel evm1 RS232/USB - RS485 Das Kabel dient zum Verbinden des Personalcomputers mit der Schnittstelle RS485, die im Niederspannungs-Schaltfeld für das Konfigurieren von evm1 vorgesehen ist. 22

25 3 SPEZIFISCHE PRODUKTMERKMALE Rüttelsicherheit 24 Tropenfestigkeit 24 Höhenlage 24 Eigenschaften der potentialfreien Kontakte 25 Elektronik zur Steuerung und Verwaltung der Informationen 26 Betätigung des Leistungsschalters 26 Konfigurationssoftware der Schutz-, Steuer- und der Statusanzeigen 27 Architektur des elektronischen Moduls zur Überwachung und Steuerung der Informationen des Leistungsschalters evm1 28 Der Stromsensor 28 Schaltfeld-Schnittstelle: MMS 30 Umweltschutzprogramm 31 Ersatzteile und Bestellung 31 23

26 SPEZIFISCHE PRODUKTMERKMALE Rüttelsicherheit Die Leistungsschalter evm1sind gegenüber mechanisch erzeugten Schwingungen unempfindlich. Für die Versionen, die mit Schiffsregistern zugelassen sind, wenden Sie sich bitte an uns. Tropenfestigkeit Die Leistungsschalter evm1 sind in Übereinstimmung mit den strengsten Bestimmungen zum Einsatz in warmfeuchtem Klima mit salzhaltiger Luft konstruiert. Alle wichtigen Metallteile sind mit einer Schutzbeschichtung gegen aggressive Einflüsse in Umgebung C gemäß Norm UNI versehen. Die Verzinkung erfolgt nach Norm UNI ISO 2081, Klassifikationscode Fe/Zn 12, mit einer Dicke von 12x10-6 m, geschützt durch eine vornehmlich aus Chromaten bestehende Konversionsbeschichtung gemäß Norm UNI ISO Dank dieser konstruktiven Eigenschaften entsprechen alle Schaltgeräte der Baureihe evm1 und ihre Zubehöreinrichtungen dem Klimatogramm 8 der Normen IEC und IEC (Test B: Dry Heat). Höhenlage Das Isolationsvermögen der Luft nimmt mit zunehmender Höhenlage ab. Dies muss man in Hinblick auf die Außenisolierung der Geräte in Betracht ziehen (die Innenisolation unterliegt keinen Änderungen, weil diese durch das Vakuum garantiert wird). Dieser Sachverhalt muss bei der Projektierung der Isolierelemente von Schaltgeräten zur Installation in einer Höhe von mehr als 1000 m über Meer berücksichtigt werden. In diesem Fall ist ein Korrekturfaktor in Anwendung zu bringen, welcher dem nach der Norm IEC ausgearbeiteten Diagramm auf der nächsten Seite entnommen werden kann. Das folgende Beispiel soll das Verständnis der obigen Hinweise erleichtern. Beispiel Installationshöhenlage 2.000m Betrieb bei einer Bemessungsspannung von 12 kw Bemessungs-Stehwechselspannung 28 kv (Effektivwert) Bemessungs-Stehblitzstoßspannung: 75 kv (Scheitelwert) Faktor Ka nach Diagramm = 1,13. Unter Berücksichtigung der obigen Parameter muss das Schaltgerät folgende Eigenschaften aufweisen (Prüfung bei Normal Null, d.h. auf Meereshöhe): Bemessungs-Stehwechselspannung: 28 x 1,13 = 31,6 (Effektivwert) Bemessungs-Stehblitzstoßspannung: 75 x 1,13 = 84,7 (Scheitelwert). Hieraus folgt, dass für Installationen in einer Höhe von 2000 m über Meer und bei einer Betriebsspannung von 12 kv ein Schaltgerät mit einer Bemessungs-Spannung von 17,5 kv sowie einer Stehwechsel-Isolationsspannung von 38 kv (Effektivwert) und einer Bemessungs-Stehblitzstoßspannung von 95 kv (Scheitelwert) vorzusehen ist. m (H 1000)/8150 Ka = e (IEC ) Diagramm zur Bestimmung des Korrekturfaktors Ka in Abhängigkeit von der Höhenlage H = Höhenlage in Metern m = Wert bezogen auf die Industriefrequenz sowie auf die Bemessungs-Stehblitzstoßspannung und die Phase-Phase-Spannung. 24

27 3 Eigenschaften der potentialfreien Kontakte Die potentialfreien Kontakte sind mit besonderen Relais ausgestattet. Die Eigenschaften der Kontakte sind der folgenden Tabelle und den folgenden Kennlinien zu entnehmen. Anmerkungen Bei induktiven Belastungen müssen die Kontakte durch Varistoren gegen Überspannungen geschützt werden. Für die anderen Eigenschaften ist Bezug auf die Norm IEC (Ausg. 2.2) Klasse 3 zu nehmen. Bemessungs-Spannung V~ 50/60 Hz (Betriebsbereich) V Max. anlegbare Leistung 1500 VA (V AC auf die ohmsche Last) (V DC auf die ohmsche Last - Kennlinie A) Max. anlegbare Spannung 400 V~ 50/60 Hz 300 V Max. anlegbarer Strom 6 A Bemessungs-Strom 6 A (250 V~ 50/60 Hz - ohmsche Last) Max. Kontaktwiderstand < 100 mohm (gemessen bei 6 V / 1 A) Max. Kapazität < 1,5 pf Max. Einschaltzeit < 5 ms Max. Ausschaltzeit < 3 ms Isolation zwischen Kontakten und Spule 4000 Vrms (Effektivwert) (50 Hz / 1 min) Widerstand bei offenen Kontakten Min Mohm (gemessen bei 500 V~) Betriebstemperatur - 40 C C Lagerhaltungstemperatur - 40 C C Mechanische Haltbarkeit Schaltspiele (bei 250 V~ 50/60 Hz Schaltspiele/min) Elektrische Haltbarkeit Schaltspiele (bei 6 A /277V ~ 50/60 Hz - ohmsche Last - siehe Kennlinien B und C) Schaltungen Kennlinie B Elektrische Haltbarkeit der Kontakte bei 250V AC Schaltungen Kennlinie A Anlegbare Höchstleistung (V DC/AC auf die ohmsche Last) Kennlinie C Elektrische Haltbarkeit der Kontakte bei 24V DC 25

28 SPEZIFISCHE PRODUKTMERKMALE Elektronische Schutz- und Steuergeräte Alle beschriebenen Funktionalitäten werden von zwei Modulen geliefert. 1. Hauptverarbeitungsmodul mit integrierter Energieversorgung: Hat die Funktion, die Kondensatoren für die Betätigung des magnetischen Aktuators zu laden. Sorgt auch für die Erfassung der Analogsignale und die Analog- Digital-Wandlung der von den Rogowski-Spulen kommenden Signale (Stromsensoren). Die Analogsignale werden abgetastet und die Stromwerte mittels einer digitalen Fourier- Transformation (DFT) auf die Netzfrequenz berechnet. Über die Steuereinheit führt es die Strommessung durch, wie auch die Schutz-, Überwachungs-, Melde- und Selbstdiagnosefunktionen. Die Informationen werden mit der binären E/A- Karte ausgewechselt. Die Karte hat einen RS485 Anschluss für die Kommunikation mit der Konfigurationssoftware und die MMS. 2. Binäres E/A-Modul: Es besitz 16 isolierte binäre Weitbereichs-Eingänge und 16 Ausgänge mit Relaiskontakten für die Verdrahtung des Leistungsschalters und der Schaltanlage. Betätigung des Leistungsschalters Die Betätigung des Leistungsschalters evm1 ist fast die gleiche wie die eines herkömmlichen Leistungsschalters. Die Fernbedienung oder der lokale Betrieb können entweder durch einen in die Schnittstelle der Niederspannungs- Schaltfeldtür integrierten Schlüsselschalter oder mit einem binären Eingang freigegeben werden. Rote und grüne LED-Anzeigen zeigen die momentanen Stellungen von Leistungsschalter, Schalterschub und Erdungsschalter. Der Leistungsschalter ist durch das Sichtfenster seines Schaltfelds sichtbar. Die Tür kann nur bei Leistungsschalter in Trennstellung und eingeschaltetem Erdungsschalter geöffnet werden. Unter diesen Bedingungen kann der Leistungsschalter lokal über die eigene Steuer- und Meldeschnittstelle betätigt werden. 26

29 3 Konfigurationssoftware der Schutz-, Steuerund der Statusanzeigen Die Schnittstelle in der Tür des Niederspannungsschaltfelds hat ein Infrarot-Fenster. Mit Hilfe eines Laptops, des entsprechenden Kabels und der Konfigurationssoftware kann man Zugriff zu allen Informationen erhalten, welche den Status der Schaltvorrichtungen und des Leistungsschalters evm1 betreffen. Man kann die Ströme aller Phasen und den Erdschlussstrom ablesen. Dank der Software kann der Leistungsschalter vollkommen konfiguriert werden (allgemeine Einstellungen, Zuweisung der Ein- und Ausgänge). Wenn eine Schutzfunktion anspricht, muss der Leistungsschalter rückgestellt werden, bevor man das Einschalten versucht. Für die Rückstellung kann man die Konfigurationssoftware oder die Schnittstelle im Niederspannungs-Schaltfeld benutzen. Sollte diese nicht zur Verfügung stehen, besteht die alternative Lösung darin, 5 s die AUS- Taste O des Leistungsschalters zu drücken. Die Wiedereinschaltung des Leistungsschalters in der Sperrbedingung wegen Relaisauslösung ist möglich, wenn die entsprechende Funktion freigegeben ist, was in dem Fall nützlich ist, wenn der Leistungsschalter innerhalb von Wiedereinschaltzyklen benutzt wird. Die Konfigurationssoftware kann auch zur Wahl, Parametrierung und Anzeige des Schutzstatus benutzt werden. Die Standardschutzfunktionen decken die Anwendungen zum Schutz der Leitung: Störfall mit invertierter Zeit (IDMT) und mit festgelegter Zeit (DT) der Phasen und Erdstörung. Außerdem bietet die Full Option Version eine Reihe von Motorschutzfunktionen: Funktionen für Motoranlaufschutz, Motorblockierungsschutz und Anzahl der Anläufe, Schieflastschutz und thermischer Motorschutz. Die Schutzfunktionen können zusammen mit der Anzeige der Messwerte direkt an der Frontseite des Leistungsschalters in Testposition und mit entfernter Abschirmung über das RS485 Kabel mit 9-poligem Steckverbinder freigegeben und konfiguriert werden. Seite zur Konfiguration der Ein-/ Ausgänge: - Flexibles Mapping der logischen Ereignisse auf E/A. Überwachungsseite: - Komplette Angabe zum Zustand des Schaltfelds - Alle logischen Angaben - Ablesen der Analogwerte - Aus-/Einschaltbefehl des Leistungsschalters - Starten/Ansprechen/Löschen der Schutzfunktionen. Seite der Schutzfunktionen: - Schutzwahl - Einstellung der Konfiguration. 27

30 SPEZIFISCHE PRODUKTMERKMALE Architektur des elektronischen Moduls zur Überwachung und Steuerung der Informationen des Leistungsschalters evm1 IRDA PC 16 binäre Ausgänge 16 binäre Eingänge Hilfsstromversorgung Versorgungsgerät Steuere inheit 4 Analoge ingänge Leistungselektronik Stromsensoren Speichereinheit Magnetischer Aktuator Der Stromsensor Die Rogowski-Spule besteht aus einer Spule, die um einen eisenlosen Kern gewickelt ist, von der die Enden zugänglich sind (siehe Abbildung), die dazu bestimmt sind, das Messgerät zu speisen. Das Betriebsprinzip, auf dem sie basiert, ist im wesentlichen das einer gegenseitigen Drossel, die mit dem Magnetfeld verkettet ist, das von den zu messenden Strömen erzeugt wird, so dass es seiner Beschaffenheit nach ein Messwertgeber ist, der die in der Zeit variablen Ströme messen kann. Geometrie der Rogowski-Spule 28

31 3 Die Rogowski-Spule basiert ihre Funktion auf der Anwendung des Lehrsatzes von Ampere, nach dem das Integral des Vektors Magnetfeld längs einer geschlossenen Linie so groß wie die Summe der Ströme ist, welche die Oberfläche durchströmen, die sich unter dieser Linie befinden. Die Vorteile, die sich aus der Benutzung der Rogowski-Spule ergeben, sind vielfältiger Art, darunter: die absolute Linearität des Ausgangssignals Bezug zu dem Messsignal keine Sättigungserscheinungen das Fehlen von Strömen, die den Metallkern magnetisieren, die bei niedrigen Werten für die Stromwandler wichtig sind das Fehlen von Hysterese-Erscheinungen. Die oben geschriebenen Eigenschaften haben es bei der Planung des Leistungsschalters evm1 gestattet, die Lösung einer einzigen Sensorgröße mit Genauigkeit in der Klasse 1 anzuwenden, dem es gelingt, alle Bemessungs-Ströme von 50 bis 1250 A zu decken und bis gegen Kurzschlüsse bis zu 31,5 ka zu schützen. Bei den Leistungsschaltern evm1 angewendeter Stromsensor Sekundärstrom Stromsensoren ohne Magnetkern Sättigung Stromwandler mit Magnetkern Primärstrom / In Vergleich der Eigenschaften zwischen der Antwort der Rogowski-Spule und der eines Stromwandlers 29

32 SPEZIFISCHE PRODUKTMERKMALE Schaltfeld-Schnittstelle: MMS Um das Schutz- und Steuersystem, das in den Leistungsschalter evm1 eingebaut ist, einfach steuern zu können, steht eine Schnittstelle (MMS Mensch-Maschine-Schnittstelle) zur Verfügung, die in der Tür des Niederspannungsschaltfelds vorhanden ist. Diese Schnittstelle hat die folgenden Funktionen: dient zur Steuerung des Leistungsschalters mittels der Aus- und Ein-Schalttaste zeigt das Übersichtsschaltbild des Schaltfeldes über die Benutzung gut sichtbarer grüner und roter LED-Anzeigen enthält ein zweizeiliges Display, das in der Regel den max. Strom der Phasen und den Erdschlussstrom zeigt (Amperemeterfunktion), mit dem anhand von Tasten die Navigation im Menü des evm1 möglich ist gestattet das Rückstellen der Schutzfunktionen nach einer Auslösung zeigt den Status der Schutzfunktionen mittels zweier LED-Anzeigen, eine für den Phasenfehler und eine für den Erdfehler dient für den Anschluss an den Personalcomputer über den Anschluss IrDA gestattet über einen Schlüssel mit 4 Stellungen den lokalen Betrieb oder die Fernbedienung des Leistungsschalters oder beide oder die Verriegelung des Leistungsschalters in der AUS-Stellung. Die MMS ist mittels zwei Steckverbindern, die durch die Steckdose des Leistungsschalters hindurchgehen, mit der Elektronik innerhalb des Leistungsschalters verbunden. Die MMS verfügt über eine universelle Stromversorgung, sie kann nämlich mit Dauerspannungen von 24 bis 250 V DC oder mit Wechselspannung bei 50 und 60 Hz von 24 bis 240 V AC versorgt werden. 30

33 3 CARATTERISTICHE SPECIFICHE DI PRODOTTO Umweltschutzprogramm Die Leistungsschalter evm1 werden in Übereinstimmung mit den Normen ISO (Umweltmanagement-Richtlinien) hergestellt. Die Produktionsprozesse sind an den Umweltschutzbestimmungen bezüglich der Senkung des Energie- und Rohstoffverbrauchs und des Abfallanfalls ausgerichtet. Das wird durch das Umweltmanagementsystem des Herstellerwerks der Mittelspannungsgeräte garantiert. Die Bewertung der Umweltbelastung während des Lebenskreislaufs des Produkts, die durch die Minimierung des gesamten Energie- und Rohstoffverbrauchs für das Produkt erzielt wurde, konnte durch die gezielte Wahl der Materialien, der Prozesse und der Verpackungen in der Projektierungsphase erreicht werden. Dies gewährleistet die maximale Wiederverwendbarkeit am Ende der Nutzlebensdauer des Schaltgeräts. Ersatzteile und Bestellung Positionssensoren Positionsmeldekontakte der Schubvorrichtung Positionsmeldekontakte Leistungsschalter eingefahren/getrennt Verriegelung zur Trennung mit der Tür MMS Steuertafel für lokalen Betrieb Infrarotes Kabel für die Konfiguration 1MRS A1 Wandler RS232/RS485 oder USB/RS485. Für die Verfügbarkeit und die Bestellung von Ersatzteilen wenden Sie sich bitte an unseren Kundendienst und geben dabei die Seriennummer des Leistungsschalters an. 31

34 32

35 RAUMBEDARF 4 Fester Leistungsschalter 34 Ausfahrbare Leistungsschalter für Schaltanlagen UniGear und Module PowerCube 35 MMS: Schnittstelle für evm

36 RAUMBEDARF Feste Leistungsschalter evm1 TN 1VCD Ur 12 kv 17,5 kv Ir 630 A 1250A Isc 16 ka 20kA 25 ka 31,5 ka TN 1VCD evm1 TN 1VCD Ur 12 kv 17,5 kv Ir 630 A 1250A Isc 16 ka 20kA 25 ka 31,5 ka TN 1VCD

37 4 Feste Leistungsschalter evm1 TN 1VCD Ur 12 kv 17,5 kv Ir 630 A 1250A Isc 16 ka 20kA 25 ka 31,5 ka TN 1VCD Ausfahrbare Leistungsschalter für Schaltanlagen UniGear und Module PowerCube evm1/p TN 1VCD Ur 12 kv 17,5 kv Ir 630 A 1250A Isc 16 ka 20kA 25 ka 31,5 ka TN 1VCD

38 RAUMBEDARF 4 MMS: Schnittstelle auf Schaltfeld für evm1 Lochbild Tür 36

39 SCHALTBILD 5 Schaltbilder der Anwendungen 38 Dargestellter Betriebszustand 44 Zeichenerklärung 44 Beschreibung der Abbildungen 44 Anmerkungen 44 Grafiksymbole für Schaltbilder 47 37

40 SCHALTBILD Schaltbilder der Anwendungen Das folgende Schaltbild (1VCD400060) zeigt die Stromkreise der ausfahrbaren Leistungsschalter evm1/p, die der Benutzer über Steckverbinder - XB1" anschließen kann. Für feste Leistungsschalter ist Bezug auf das Schaltbild 1VCD zu nehmen. Angesichts der ständigen Weiterentwicklung der Produkte ist jedoch auf das mit jedem Leistungsschalter mitgelieferte Schaltbild Bezug zu nehmen. 38

41 5 39

42 40 SCHALTBILD

43 5 41

44 SCHALTBILD MOTHERBOARD Aktuator Kondensator/en Stromversorgung Tastatur für lokalen Betrieb DO 16 DI 16 FIXED DO FIXED DI Positionssensoren Eingänge für EIN/AUS 42

45 5 I/O BOARD KONFIGURIERBARE DIGITALE AUSGÄNGE KONFIGURIERBARE DIGITALE EINGÄNGE FESTE DIGITALE EINGÄNGE FESTE DIGITALE AUSGÄNGE KONFIGURIERBARE DIGITALE EINGÄNGE 43

46 SCHALTBILD Dargestellter Betriebszustand Das Schaltbild ist in der folgenden Betriebssituation dargestellt: Leistungsschalter ausgeschaltet und eingeschoben Stromkreise spannungsfrei Zeichenerklärung = Nummer der Abbildung des Schaltbildes * n) = Siehe die durch den Buchstaben gekennzeichnete Anmerkung -QB = Zubehöreinrichtungen des Leistungsschalters -OBI = Mittelspannungs-Leistungsschalter L1 = Phase L1 L2 = Phase L2 L3 = Phase L3 -Pl1 = Tastatur der Mensch-Maschine-Schnittstelle mit Ein- und Aus-Schalttasten und Meldevorrichtungen -BC1 = Stromsensor (Rogowsky) Phase L1 -BC2 = Stromsensor (Rogowsky) Phase L2 -BC3 = Stromsensor (Rogowsky) Phase L3 -TR = Elektrische Steuer- und Aktuationseinheit -BN = Erdstromwandler -BB9 = Positionskontakt für die Meldung Leistungsschalter eingeschaltet (Endlage mit Hilfsenergie) -BB10 = Positionskontakt für die Meldung Leistungsschalter ausgeschaltet (Endlage mit Hilfsenergie) -BD = Positionsmeldekontakte der Tür -BT1 = Hilfskontakte des Einschubs für elektrische Meldung Leistungsschalter eingeschoben -BT2 = Hilfskontakte des Einschubs für elektrische Meldung Leistungsschalter getrennt -CC1-CC2 = Kondensatoren -MC = EIN-Spule -MO = AUS-Spule -RL2 = Verriegelungsmagnet auf Einschub -SC2 = Taste oder Kontakt zum Ferneinschalten des Leistungsschalters -SL1 = Stromkreis für die Einschaltsperre des Leistungsschalters (bei geschlossenem Kontakt ist die Einschaltung freigegeben) -SL2 = Kontakt für die Ausschaltsperre des Leistungsschalters (bei geschlossenem Kontakt ist die Ausschaltung freigegeben) -S02 = Taste oder Kontakt zum Fernausschalten des Leistungsschalters -S03 = Hilfskontakt für Einschalten und für Sicherheit -S04 = Taste oder Kontakt zum Ausschalten des Leistungsschalters bei Energieausfall (bei Anliegen von Spannung ist der Kontakt geschlossen) -WS = Serielle Schnittstelle für Wartungszwecke (Schnittstelle RS 485) -XB = Steckverbindung der Stromkreise des Leistungsschalters -XB1 = Steckverbindung der Stromkreise der Schaltanlage -XB8 = Steckverbinder der Hilfskontakte für eingeschoben und getrennt -XB9 = Steckverbinder der Hilfskontakte für eingeschoben und getrennt -XB20 = Steckverbinder Erdstromsensor -XB21 = Steckverbinder für die Positionssensoren BS3 und BS4 -XB22 = Steckverbinder für die Hilfsenergie -XB23 = Steckverbinder für den Aktuator und den/die Kondensator(en) -XB24 = Steckverbinder für die serielle Schnittstelle (Schnittstelle RS 485) -XB25 = Steckverbinder Analogeingang Phase L3 -XB26 = Steckverbinder Analogeingang Phase L2 -XB27 = Steckverbinder Analogeingang Phase L1 -XB28 = Steckverbinder Digitaleingang Motherboard -XB29 = Steckverbinder für die lokale Schalttafel -XB32 = Steckverbinder konfigurierbare Digitalausgänge -XB33 = Steckverbinder konfigurierbare Digitaleingänge -XB34 = Steckverbinder feste Digitaleingänge -XB35 = Steckverbinder feste/konfigurierbare Digitalausgänge Beschreibung der Abbildungen Fig. 1 = Standardstromkreise des Leistungsschalters und des Magnetantriebs evm1 Fig. 2 = Tastatur für lokale Bedienelemente Fig. 3 = Analogeingänge für Leistungsschalter evm1 Fig. 4 = Digitaleingänge für Leistungsschalter evm1 Fig. 5 = Konfigurierbare Digitaleingänge für Leistungsschalter evm1 Fig. 6 = Feste Digitalausgänge für Leistungsschalter evm1 Fig.11 = Konfigurierbare Digitalausgänge für Leistungsschalter evm1 Fig. 13 = Hilfskontakte des Einschubs, verfügbar, aber nicht in Steckdose XB verkabelt Anmerkungen A) Den Kupferstreifen für die Erdung im unlackierten Bereich unter dem Schwingungsdämpfer befestigen. B) Für die Isolierungsproben den Kupferstreifen für die Erdung im unlackierten Bereich unter dem Schwingungsdämpfer befestigen. C) Wenn kein Erdungsring vorhanden ist, die Stifte XB/ 38 mit XB/39 kurzschließen D) Serielle Schnittstelle für Wartungszwecke (Schnittstelle RS485) und Anschluss an MMS. E) Für die Einstellung der DIP-Schalter die Betriebsanleitung der Leistungsschalter evm1 durchlesen. F) Der Leistungsschalter wird nur mit den in der Auftragsbestätigung angegebenen Zubehöreinrichtungen ausgestattet. Für den Auftrag nehmen Sie bitte den Schaltgeräte-Katalog zur Hand. G) Steckverbindung CFD (Capacitor Fast Discharge). Achtung: In der Betriebsanleitung nachschlagen. 44