Strom- und Energiemesstechnik
Stromerfassung und -auswertung Die WAGO-Lösung für Energieüberwachung und -einsparung Rogowski-Spulen, Serie 855 Zur Wandlung von Wechselströmen bis 500 A/2000 A Auswerteschaltung für Rogowski-Spulen, Serie 789 Zur Erfassung von Wechselströmen bis 500 A bzw. 2000 A über drei Rogowski-Spulen Die Auswerteschaltung ermöglicht eine phasenrichtige Wandlung auf Wechselstromsignale von 100 ma zur Anbindung an das WAGO-I/O-SYSTEM Serie 750. Intelligente Stromsensoren, Serie 789 Zur Überwachung von Gleich- und Wechselströmen bis zu 140 A Die Datenübertragung erfolgt mittels MODBUS-Kommunikation (RS-485). 2
WAGO-I/O-SYSTEM, Serie 750 3-Phasen-Leistungsmessklemmen Zur Auswertung von Spannungen und Strömen, Leistung und Energieverbrauch in 3-Phasen-Netzen JUMPFLEX -Strommessumformer, Serie 857 Zur Erfassung von Gleich- und Wechselströmen und zur Wandlung in analoge Normsignale (z.b. 0... 10 V, 4... 20 ma usw.) Aufsteck-Stromwandler, Serie 855 Zur Wandlung von Wechselströmen bis 1000 A 3
Inhaltsverzeichnis Beschreibung Produktbild Bestellnummer Eingang Ausgangssignal Seite Spannung: 0... 5 V; 1... 5 V JUMPFLEX - AC/DC 0...1 A 0... 10 V; 2... 10 V 857-550 Strommessumformer AC/DC 0... 5 A Strom: 8 9 0... 10 ma; 2... 10 ma 0... 20 ma; 4... 20 ma JUMPFLEX - Rogowski-Messumformer 857-552 Rogowski-Spulen (500 A/2000 A) Spannung: 0... 5 V; 1... 5 V 0... 10 V; 2... 10 V Strom: 0... 10 ma; 2... 10 ma 0... 20 ma; 4... 20 ma 8 9 Beschreibung Produktbild Bestellnummer Eingang Ausgangssignal Seite 3-Phasen-Leistungsmessklemme 750-493.../000-001 AC 3 Phasen je 1 A/5 A Integration ins WAGO-I/O-SYSTEM 12 13 3-Phasen-Leistungsmessklemme 750-494.../000-001 AC 3 Phasen je 1 A/5 A Integration ins WAGO-I/O-SYSTEM 12 13 3-Phasen-Leistungsmessklemme 750-495.../000-001 AC 3 Phasen je 1 A/5 A Integration ins WAGO-I/O-SYSTEM 12 13 Beschreibung Produktbild Bestellnummer Eingang Ausgangssignal Seite Auswerteschaltung für Rogowski-Spulen 789-652 3 Rogowski- Spulen RT 500 Anschluss an WAGO-I/O-SYSTEM 750 16 17 Auswerteschaltung für Rogowski-Spulen 789-654 3 Rogowski- Spulen RT 2000 Anschluss an WAGO-I/O-SYSTEM 750 16 17 4
Beschreibung Produktbild Bestellnummer Eingang Ausgangssignal Seite Stromsensor mit Busanschluss Stromsensor mit Busanschluss Stromsensor mit Busanschluss 789-620 DC 0... 80 A RS-485-Schnittstelle 18 19 789-621 DC 0... 140 A RS-485-Schnittstelle 18 19 789-622 AC 0... 50 A RS-485-Schnittstelle 18 19 Beschreibung Produktbild Bestellnummer Eingang Ausgangssignal Seite Aufsteck-Stromwandler Serie 855 Wechselströme bis 1000 A 1 A/5 A 20 21 Rogowski-Spulen Serie 855 Wechselströme bis 2000 A angepasst auf Auswerteschaltung für Rogowski-Spulen Rogowski-Messumformer 24 25 5
Die verschiedenen Messverfahren Shunt-Messung (AC/DC) High-Side-Verfahren I e 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. U e R shunt Messeinrichtung V U shunt 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 Gleichund 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. U e R mess I e = U shunt / R shunt Low-Side-Verfahren I e R mess Messeinrichtung U shunt R shunt V I e = U shunt / R shunt Shunt-Messung in Kombination mit Aufsteck-Stromwandler (AC) Transformatorprinzip 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 festeingestellte Teilungsverhältnis wieder. Der galvanisch getrennte Ausgangswechselstrom ist proportional und phasengleich zu dem Eingangswechselstrom. Typischerweise liegt der Messfehler unter 1 %. I B A I 6
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 %. I mess Hall-Sensor Hall-Sensor U out Rogowski-Spule (AC) U U, I Eine geschlossene Luftspule, d.h. eine Spule ohne Eisenkern, wird um den Leiter 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. Messverfahren Vorteil Anwendungsgebiet Shunt Shunt + Stromwandler Hall Rogowski Sehr hohe Genauigkeit Für Gleich- und Wechselströme geeignet Für höhere Wechselströme geeignet Potentialfreie Messung Potentialfreie Messung Für höhere Ströme Gleich- und Wechselstromvarianten Keine Schaltungsauftrennung Potentialfreie Strommessung Für hohe Wechselströme Integration in Steuerungs- und Regelsysteme Prozess- und Energietechnik Installations- und Anlagentechnik Netzüberwachung und -analyse Solaranlagen und allgemeine Energietechnik Steuerungsprozess mehrerer Einzelanlagen Netzqualitätsanalyse Netzausschläge und Netzeinbrüche Überprüfung der Energieeffezienz 7
Der Strommessumformer 857-550 dient zur Erfassung von Wechsel- und Gleichströmen AC/DC 0... 1 A sowie AC/DC 0... 5 A und wandelt das Eingangssignal ausgangsseitig in ein analoges Normsignal (z.b. 4... 20 ma). Der Rogowski-Messumformer 857-552 erfasst Effektivwerte von Wechselströmen über eine Rogowski-Spule und wandelt das Eingangssignal ausgangsseitig in ein analoges Normsignal (z.b. 4... 20 ma). Strommessumformer Rogowski-Messumformer 8 Bestellnr. 857-550 857-552 Eingangssignal AC/DC 0... 1 A Rogowski-Spulen AC/DC 0... 5 A 500 A/2000 A Frequenzbereich 16 Hz... 400 Hz 16 Hz... 1000 Hz Ausgangssignal Spannung: 0... 5 V, 1... 5 V, 0... 10 V, 2... 10 V Strom: 0... 10 ma, 2... 10 ma, 0... 20 ma, 4... 20 ma Digitalausgang DO DC 24 V/100 ma Bürde Versorgungsspannung Strom 600 Ω, Spannung 2000 Ω DC 24 V Strom 600 Ω, Spannung 1000 Ω
JUMPFLEX -Strommessumformer Strommessumformer/Rogowski-Messumformer Strommessumformer 857-550 Stromwandler 500 A/1 A 4... 20 ma SPS/Anzeige Signalisierung 24 V/100 ma z.b. 787-1002 16,8... 31,2 V AC 230 V L1 Konfiguration über: DIP-Schalter/PC-Konfigurationstool/Smartphone-APP Digitaler Schaltausgang (Schaltschwellen frei konfigurierbar) Ausgangssignal (konfigurierbar) Echteffektivwert-Messung (TRMS) oder arithmetischer Mittelwert Kalibrierte Messbereichsumschaltung Signalisierung der Messbereichsüberschreitung Sichere 3-Wege-Trennung mit 2,5kV-Prüfspannung gemäß EN 61140 Rogowski-Messumformer 857-552 4... 20 ma SPS/Anzeige Signalisierung 24 V/100 ma z.b. 787-1002 16,8... 31,2 V AC 230 V L1 Konfiguration über: DIP-Schalter/PC-Konfigurationstool/Smartphone-APP Digitaler Schaltausgang (Schaltschwellen frei konfigurierbar) Ausgangssignal (konfigurierbar) Verwendung unterschiedlicher Rogowski-Spulen möglich Echt-Effektivwertmessung (TRMS) Bei Montage keine Unterbrechung der Stromschiene nötig Kalibrierte Messbereichsumschaltung Signalisierung der Messbereichsüberschreitung/Leitungsbruch des Messmittels Sichere 3-Wege-Trennung mit 2,5kV-Prüfspannung gemäß EN 61140 9
JUMPFLEX -Konfiguration Interface-Konfigurationssoftware Die Interface-Konfigurationssoftware alternativ zur Einstellung über DIP-Schalter Die Software bietet: Einfache EXE-Anwendung Automatische Modulerkennung Visualisierung der Prozesswerte Parametrierung des digitalen Schaltausgangs (Grenzwertfunktionalität) Kommunikation über WAGO-USB-Service-Kabel 750-923 oder WAGO-Bluetooth -Adapter 750-921 Folgende Geräte werden bereits unterstützt: 857-401: Trennverstärker 857-500: Frequenzmessumformer 857-531: Grenzwertschalter 857-550: Strommessumformer 857-552: Rogowski-Messumformer 857-801: Temperaturmessumformer für Pt-Sensoren 857-809: Potipositionsmessumformer 857-811: Temperaturmessumformer für TC-Sensoren 857-819: Millivolt-Messumformer 10
Smartphone-APP JUMPFLEX -ToGo Die JUMPFLEX -ToGo Konfigurations-APP alternativ zur Einstellung über DIP-Schalter Die kostenlose App JUMPFLEX -ToGo bringt die Leistungsfähigkeit einer PC-basierten Konfigurationssoftware auf Ihr mobiles Endgerät. Konfigurieren Sie über ein Smartphone oder einen Tablet-PC auf Android-Basis mit einem Fingerstreich Ein- und Ausgangsparameter für die Messumformer der Serie 857. Ebenso einfach können Sie sich die Konfigurationsdaten sowie den aktuellen Messwert anzeigen lassen. Die Kommunikation zwischen Smartphone und Messumformer übernimmt dabei der WAGO-Bluetooth -Adapter 750-921. Geräteinformation Eingangsparameter Ausgangsparameter Digitaler Ausgang Ist-Wert 750-921 11
Energ 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 12
ieverbrauch ermitteln Transparenz gewinnen Energiekosten senken 3-Phasen -Leistungsmessklemmen, Serie 750 Das WAGO-I/O-SYSTEM 750 bietet ein vollständiges, aufeinander abgestimmtes Produktportfolio für die Energiemessung. Die 3-Phasen-Leistungsmessklemmen 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. Energiekosten senken Außerdem ist der Anlagenbetreiber in der Lage, anhand der gelieferten Messgrößen die Versorgung eines Antriebs oder einer Maschine optimiert zu regeln und die Anlage vor Schäden oder Ausfällen zu bewahren. Hierzu können die 3-Phasen-Leistungsmessklemmen in bereits bestehende Systeme integriert werden. Maschinenschutz 3-Phasen-Leistungsmessklemmen, Serie 750 Produktbild Bestellnr. 750-493 750-494 750-495 Energieverbrauch Spannung 3~ 480 V 3~ 480 V 3~ 480 V/ 690 V Strom 1 A (750-493) 5 A (750-493/000-001) 1 A (750-494) 5 A (750-494/000-001) 1 A (750-495) 5 A (750-495/000-001) Wirkenergie/-leistung Phasenlage Blindleistung/-energie über Funktionsbaustein Scheinleistung/-energie über Funktionsbaustein Drehfelderkennung Leistungsfaktor ( ) Frequenzmessung 4-Quadranten-Betrieb (induktiv, kapazitiv, Verbraucher, Erzeuger) Oberwellenanalyse (bis zur 41. Harmonischen) Neutralleitermessung Gehäusebreite 12 mm 12 mm 24 mm 13
Energierverbrauch ermitteln Transparenz gewinnen Energierkosten 3-Phasen-Leistungsmessklemmen, Serie 750 Anwendungsbeispiele: 2007-8873 Klemmenblock für Stromwandler k-s 1 I-S 2 k-s 1 I-S 2 k-s 1 I-S 2 L1 L2 L3 N PE Konfiguration über Funktionsbaustein oder mit WAGO-I/O-CHECK Visualisierung Leistungs- und Energiemessung an einer Maschine im AC-480V-Netz Leistungs-, Energie- und Neutralleitermessung an einer Maschine im AC-480V/-690V-Netz L1 L2 L3 N L1 L2 L3 N I L1 I L2 I L3 I N L3 L2 L1 N L1 L2 L3 Maschine L1 L2 L3 N I L1 I L2 I L3 I N N L3 L2 L1 Maschine 14
senken Konfiguration mit WAGO-I/O-CHECK oder über Funktionsbaustein: Visualisierung der Messwerte mit WAGO-I/O-CHECK 15
Auswerteschaltung für Rogowski-Spulen Die Auswerteschaltungen für Rogowski-Spulen dienen der Erfassung von Wechselströmen im Drehstromsystem, im Bereich von 5 2000 A. Über drei Rogowski-Spulen wird das Magnetfeld um den jeweiligen Leiter herum berührungslos erfasst und als proportionales Spannungssignal an die Auswerteschaltung geleitet. Die Auswerteschaltung bereitet diese drei Spannungssignale phasenrichtig auf und wandelt diese in Wechselstromsignale von jeweils 100 ma, die an die 3-Phasen-Leistungsmessklemmen weitergegeben werden. Die im WAGO-I/O-SYSTEM betriebene 3-Phasen-Leistungsmessklemme erlaubt die Messung der elektrischen Daten eines dreiphasigen Versorgungsnetzes wie Spannung, Strom, Wirkleistung und Energieverbrauch. Der Anwender ist so jederzeit in der Lage, den Belastungszustand (Schieflage, Blindanteile) zu ermitteln, den Verbrauch zu optimieren und die Maschine oder Anlage vor Schäden und Ausfällen zu bewahren. Durch die einfache Montage der Rogowski-Spulen ist auch die nachträgliche Ausrüstung bestehender Anlagen ohne Unterbrechung des Prozesses möglich. 16
Bestellnr. 789-652 789-654 750-4xx 855-9xxx Eingangssignal 3 x RT 500 3 x RT 2000 (500 A) (2000 A) Empfindlichkeit 10,05 mv; 40,2 mv; 50 Hz, sinusförmig 50 Hz, sinusförmig Ausgangssignal 3 x AC 100 ma Überstrom 750 A 3000 A siehe Seite 12 13 siehe Seite 24 25 17
Intelligente Stromsensoren zur Überwachung von Solaranlagen bzw. Wechselrichtern für Gleichstrommessungen mit großem Strommessbereich. Adressierung 1... 32 Sensoren Statusanzeige 18
Intelligente Stromsensoren zur Überwachung von Solaranlagen über MODBUS-Kommunikation Bestellnr. 789-620 789-621 789-622 Produktbild Messbereich DC 0... 80 A DC 0... 140 A AC 0... 50 A eff. Übertragungsfehler 0,5 % vom Endwert Spannungsversorgung 12 V... 34 V ( über RJ-45) Durchführung 15 mm (für Stromleiter) Schnittstelle RS-485 Protokoll MODBUS over serial line Adressierung 1... 32 Max. Buslänge 1200 m Anbindung an ein WAGO-PERSPECTO - Bediengerät Serielle Schnittstelle RS-485 Versorgungsspannung 289-965 RJ-45-Anschlussbaustein für Stromsensormodule z.b. 787-1002 EPSITRON COMPACT Power 19
Überall dort, wo hohe Ströme erfasst und weiterverarbeitet werden müssen, sind Aufsteck-Stromwandler das Mittel der ersten Wahl. Die Stromwandler der Serie 855 transformieren primäre Bemessungsströme in galvanisch getrennte Sekundärströme von 1 A bzw. 5 A mit einer Messgenauigkeit von einem Prozent (Genauigkeitsklasse 1). Sie können bei Temperaturen von -5 bis +50 C eingesetzt und dauerhaft mit bis zu 120 Prozent des Nennstroms belastet werden. Die Serie 855 ist UL-zertifiziert (Recognized Components) und für den Einsatz in Niederspannungsnetzen mit 230 V, 400 V und 690 V geeignet. Die Aufsteck-Stromwandler sind induktive, nach dem Trafo- Prinzip arbeitende 1-Leiter-Stromwandler. Das Besondere ist die schraubenlose, schock- und vibrationsfeste CAGE CLAMP -Anschlusstechnik. Die CAGE CLAMP - Anschlusstechnik ermöglicht die schraubenlose Kontaktierung von Leitern mit Querschnitten zwischen 0,08 mm 2 und 4 mm 2. Die Anschlüsse sind sowohl von der Vorder- als auch von der Rückseite der Stromwandler erreichbar. Das Kunststoffgehäuse der Serie 855 ist besonders robust und kann auf verschiedene Arten montiert werden: auf Rundleitern, auf Kupferschienen, auf Montageplatten und variantenabhängig auf Tragschienen. Schraubenlose Anschlusstechnik mit CAGE-CLAMP -Anschluss Ständig mit 120 % des primären Nennstroms überlastbar Niederspannungsstromwandler für max. Betriebsspannungen bis 1,2 kv UL (Recognized Components) 20
Aufsteck-Stromwandler, Serie 855 Bestellnummer Produktbild Primärer Bemessungsstrom Sekundärer Bemessungsstrom Bemessungsleistung Genauigkeitsklasse VPE 855-0301/0050-0103 1 A 50 A 855-0305/0050-0103 5 A 855-0301/0060-0101 1 A 60 A 855-0305/0060-0101 5 A 855-0301/0075-0201 1 A 75 A 855-0305/0075-0201 5 A 855-0301/0100-0201 1 A 100 A 855-0305/0100-0201 5 A 855-0301/0150-0501 1 A 150 A 855-0305/0150-0501 5 A 855-0301/0200-0501 1 A 200 A 855-0305/0200-0501 5 A 855-0301/0250-0501 1 A 250 A 855-0305/0250-0501 5 A 855-0301/0400-1001 1 A 400 A 855-0305/0400-1001 5 A 855-0301/0600-1001 1 A 600 A 855-0305/0600-1001 5 A 855-0401/0400-0501 1 A 400 A 855-0405/0400-0501 5 A 855-0501/1000-1001 1 A 1000 A 855-0505/1000-1001 5 A 1,25 VA 3 1 1,25 VA 1 1 2,5 VA 1 1 2,5 VA 1 1 5 VA 1 1 5 VA 1 1 5 VA 1 1 10 VA 1 1 10 VA 1 1 5 VA 1 1 10 VA 1 1 Zubehör 855-9900 Tragschienenadapter für Aufsteck-Stromwandler (für 855-3xx/xxxx-xxxx und 855-4xx/xxxx-xxxx) 1 855-9910 Schnellbefestigungsadapter 1 21
Aufsteck-Stromwandler, Serie 855 WAGO-Aufsteck-Stromwandler die zeitsparende Installation 3 1 3 1 2 2 CAGE-CLAMP -Anschluss Schnellbefestigungsadapter 855-03xx/xxxx-xxxx Schiene 1: 30 x 10 mm Schiene 2: 25 x 12 mm Schiene 3: 20 x 20 mm Rundleiter: 26 mm 855-04xx/xxxx-xxxx Schiene 1: 40 x 10 mm Schiene 2: 30 x 15 mm Rundleiter: 32 mm 855-05xx/xxxx-xxxx Schiene 1: 50 x 12 mm Schiene 2: 40 x 30 mm Rundleiter: 44 mm Montage auf Rundleiter Montage auf Kupferschiene Montage auf Tragschiene mit Tragschienenadapter Montage auf Montageplatte Schnellbefestigungsadapter 22
L Stromwandler, die nicht direkt mit einem Verbraucher beschaltet werden, müssen aus Sicherheitsgründen sekundärseitig kurzgeschlossen werden! Wenn die Sekundärseite nicht niederohmig belastet wird, treten erhebliche Spannungserhöhungen auf. Diese stellen eine Gefahr für Personen dar sowie eine Beeinträchtigung der Funktionssicherheit des Stromwandlers. Um diese Sicherheit und Funktion zu gewährleisten, kommt der Klemmenblock für den Stromwandler 2007-8873 zum Einsatz. Durch einfaches Betätigen des Hebels wird der Stromwandler über einen eingelegten Schaltungsbrücker automatisch kurzgeschlossen. Die Durchführung der Primärwicklung ist mit K-P1 und L-P2 bezeichnet, die Anschlüsse der Sekundärwicklung sind mit den entsprechenden Kleinbuchstaben k-s1 und I-S2 bezeichnet. k-s 1 I-S 2 (K) P1 (K) P2 L2 k-s 1 I-S 2 L3 L3 k-s 1 I-S 2 PE L1 L2 L3 2007-8873 Klemmenblock für Stromwandler S1 (k) S2 (l) Leistungsbedarf eines Stromwandlers Bei der Ermittlung des tatsächlichen Leistungsbedarfs sind, neben den Verlustleistungen der anzuschließenden Geräte, auch die Verluste der Messleitungen zu berücksichtigen. Zur Realisierung dieser Anforderungen ist es notwendig, dass das Leistungsangebot (die Nennscheinleistung) des Stromwandlers auf den tatsächlichen Leis- tungsbedarf der Messanordnung abgestimmt wird. 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. 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 = Sekundär Bemessungsstromstärke [A] = Einfache Leitungslänge in m = Leitungsquerschnitt in mm² = Verlustleistung der Anschlussleitungen Hinweis: Bei gemeinsamer Drehstrom-Rückleitung gelten halbe Werte von P V! 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. Stromwandler 1 A 1 2 x 2 x 10 P V = VA = 0,24 VA 1,5 x 56 Stromwandler 5 A 5 2 x 2 x 10 P V = VA = 5,95 VA 1,5 x 56 23
Rogowski-Spulen, Serie 855 Dünner, leichter, flexibler aufklappbarer Stromsensor Die Rogowski-Spule ist eine geschlossene Luftspule, mit einem teilbarem Spulenkörper und mit einem nichtmagnetischen Kern. Die Rogowski-Spule wird um einen Leiter oder eine Stromschiene herum platziert. Der durch den Leiter fließende Wechselstrom erzeugt ein Magnetfeld, das in der Rogowski-Spule eine Spannung induziert. Dieses Messverfahren gewährleistet eine galvanische Trennung zwischen dem primären Stromkreis (Leistungsfluss) und dem sekundären Stromkreis (Messung). Die einfache Montage der Rogowski-Spulen erlaubt auch eine nachträgliche Ausrüstung bestehender Anlagen ohne aufwendige Installation oder Unterbrechung des Prozesses. Beschreibung Produktbild Bestellnummer VPE Eingang Ausgang Rogowski-Spule RT 500, Leitungslänge 1,5 m 855-9100/500-000 3 Rogowski-Spule RT 500, Leitungslänge 3 m 855-9300/500-000 3 500 A 10,05 mv Rogowski-Spule RT 2000, Leitungslänge 1,5 m 855-9100/2000-000 3 Rogowski-Spule RT 2000, Leitungslänge 3 m 855-9300/2000-000 3 2000 A 40,2 mv Ø 5 15,7 34,4 1500 / 3000 Ø 5 27,4 Ip Ip Ø max 55 schwarz -U s weiß +U s 24
Die einfache Montage der Rogowski-Spulen macht auch die nachträgliche Ausrüstung bestehender Maschinen und Anlagen ohne Unterbrechung des Prozesses möglich. Weiter Messbereich, nur zwei Typen der Rogowski-Spulen statt viele verschiedene Stromwandler Platzersparnis, insbesondere bei der Messung von hohen Strömen Die Einbindung in das WAGO-I/O-SYSTEM erlaubt die Verknüpfung der Messergebnisse mit Aktionen z.b. zur Verbrauchsoptimierung oder Vorbeugung von Schäden, im Unterschied zu einem reinen Messsystem. Nutzung bestehender Bausteine in CODESYS Rogowski-Spulen die zeitsparende Installation 25
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 400 300 200 100 0-100 -200-300 -400 Sinusstrom 1/2T 3/2T 2T Periode Sinus arithmetischer Mittelwert 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. 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. n 1 I eff x n 2 i i=1 A 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Effektivstrom 1/2T T 3/2T 2T Periode Betrag des Sinus RMS 26
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. Darüberhinaus ist die weitere Verarbeitung und Weiterleitung der digitalisierten Informationen einfacher, weniger störanfällig und aufgrund der Software flexibler. 400 300 200 100 0-100 -200-300 -400 Eingangssignal 1/2T Abtastung 80000 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 Abgetastetes Signal 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. 27
D120726_02 0888-0599/0100-0101 Strommesstechnik 1.0 DE Printed in Germany Technische Änderungen vorbehalten WAGO Kontakttechnik GmbH & Co. KG Postfach 2880 32385 Minden Hansastraße 27 32423 Minden Telefon: Zentrale 0571/887-0 Vertrieb 0571/887-222 Auftragsservice 0571/887-333 Technischer Support 0571/887-555 Telefax 0571/887-169 E-Mail info@wago.com Internet www.wago.com