t Kapitel 2 EnergieMesstechnik Power Quality Monitoring UMG 103 Seite 12 17 Universalmessgerät für Hutschienenmontage ohne Display Schnittstelle und Oberschwingungsmessung bis zur 25. in Strom und Spannung UMG 104 Seite 18 23 Netzanalysator für Hutschienenmontage mit Display Schnittstelle und Oberschwingungsmessung bis zur 40. in Strom und Spannung UMG 604 Seite 24 33 Netzanalysator für Hutschienenmontage, 800 verschiedene Messparameter Ethernet, Bacnet, Modbus, Profibus, RS232, RS485 Kontinuierliche Messung mit Erkennung von Kurzzeitunterbrechungen Spitzenlastoptimierung, Genauigkeitsklasse 0,5S, Differenzstrommessung UMG 605 Seite 34 39 Netzqualitätsanalysator für Hutschienenmontage gem. EN50160 und EN6100024 2000 verschiedene Messparameter, THD, Flicker, Kurzzeitunterbrechungen... UMG 96L/UMG 96 Seite 40 45 Universaleinbaumessgerät (96x96 mm) UMG 96 mit Impulsausgängen/Meldeausgang UMG 96S Seite 46 53 Preisgünstiges Universaleinbaumessgerät (96x96 mm) Mit Profibus/Modbus/MBus/Oberschwingungsanzeige; Uhr/Speicher Neu UMG 96RM Seite 54 61 Preisgünstiges und leistungsstarkes Universaleinbaumessgerät Erfassung von elektrischen Standard und Spannungsqualitätsgrößen Kontinuierliche Messung, hohe Messgenauigkeit (kwhklasse=0,5; V=0,2 %) Mit Modbus und optional Profibus/MBus/Ethernet UMG 503 Seite 62 69 Erweiterter Meßbereich, höhere Genauigkeit Modbus, RS232, RS485, 2 Relaisausgänge, Pulsausgang, Analogausgang UMG 505 Seite 70 77 Mit LON, Modbus, RS232, RS485 5 Digitale Ausgänge, 4 analoge Ausgänge, 4 digitale Eingänge UMG 507 Seite 78 85 Kontinuierliche Messung mit Erkennung von Kurzzeitunterbrechungen Ethernet, Modbus, Profibus, RS232, RS485 UMG 508 Seite 86 91 Netzanalysator (144x144 mm), kwhklasse=0,5; V=0,2 % Kontinuierliche Messung mit Erkennung von Kurzzeitunterbrechungen Ethernet, Modbus, Profibus, RS485 THD, Flicker, Kurzzeitunterbrechungen, Transienten, Unsymmetrie... UMG 511 Seite 92 98 Klasse A Netzqualitätsanalysator (nach EN 61000430 zertifiziert) Netzqualitätsreports nach EN50160, IEEE519, ITIC (CBEMA) Netzqualitätsanalysator gemäß EN50160 und EN6100024 Oberschwingungen bis zur 63., THD, Flicker, Kurzzeitunterbrechungen... Inkl. Software GridVis mit Reportgenerator für die EN50160 7
PQM Power Quality Monitoring PQM Power Quality Monitoring EnergieMesstechnik Um Energie zu sparen und den Betriebsablauf zu verbessern, gilt es, die wichtigsten Parameter ihrer elektrischen Energieversorgung zu messen und Lastspitzen zu überwachen. Janitza electronics bietet Ihnen ein komplettes Programm an Netzüberwachungsgeräten mit entsprechendem Zubehör an. Die UMGMessgeräte und Netzanalysatoren tragen dazu bei, einen umfassenden Überblick über Ihre Energieversorgung zu bekommen und Aktionen einzuleiten. Außerdem wird die Netzqualität gemäß allgemein gültigen Standards (z. B. EN50160) überwacht. Das Software Paket GridVis in Verbindung mit den Messgeräten und Netzanalysatoren von Janitza electronics bieten Energie und Netzüberwachung mit EchtzeitDiagnose vom Versorger bis hin zu sämtlichen Ebenen Ihres Unternehmens. 8
Kapitel 2 Übersicht Universalmessgeräte Type ArtikelNummer UMG 103 52.18.001 52.20.001 UMG 104 P 52.20.002 UMG 604 E EP 52.16.002 52.16.001 UMG 605 52.16.027 UMG 96L 52.14.001 (52.14.005) Nennspannung LN, AC Nennspannung LL, AC Überspannungskategorie Betriebsspannung LN, AC Hilfsspannung Dreileiter/Vierleiter Quadranten Abtastfrequenz 50/60Hz Messpunkte pro Sekunde Lückenlose Messung Messergebnisse pro Sekunde Effektivwert aus Perioden 50/60Hz Oberschwingungen V/A Verzerrungsfaktor U in % Verzerrungsfaktor I in % Unsymmetrie Mit /Gegen/Nullsystem Aktuelle Flickerstärke Kurz/Langzeitflicker Transienten Kurzzeitunterbrechungen Genauigkeit V, A Wirkarbeit Klasse Betriebsstundenzähler Wochenschaltuhr Hilfseingang Digitaleingänge Digital/Impulsausgang Relaisausgänge Analogeingänge Analogausgänge Temperatureingang Integrierte Logik Speicher Min/Maxwerte Speichergröße 240V 415V 300V CAT III 110 265V / 4 5,4kHz 5.400 5 10/12 1,3... 25 +0,2% 0,5S.../5A 277 V 480 V 300V CAT III 95 240V AC; 135 340V DC *1 / 4 20kHz 20.000 5 10/12 1 40 +0,2% 0,5S (.../5A); 1 (.../1A) 2 2 1 4 MB Flash 277 V 480 V 300V CAT III 95 240V AC; 135 340V DC *1 95 240V AC; 135 340V DC *1 / 4 20kHz 20.000 5 10/12 1 40 50µs +0,2% 0,5S (.../5A); 1 (.../1A) Jasic 2 2 1 Jasic (7 Prg.) 128 MB Flash 277 V 480 V 300V CAT III / 4 20kHz 20.000 5 10/12 1 63 50µs +0,2% 0,5S (.../5A); 1 (.../1A) Jasic 2 2 1 Jasic (7 Prg.) 128 MB Flash 255V (80V) *1 442V (139V) *1 300V CAT III 196 255V, (45 80V) *1 / 4 *4 2,5/3kHz 50 1 1/1 +1% 2 t Anzahl Speicherwerte 156k 5.000k 5.000k 9 Uhr Bimetallfunktion A / kw Störschreiberfunktion Spitzenlastoptimierung Software Schnittstellen RS 232 RS 485 Profibus DP MBus LON Ethernet USB Webserver / Email Protokolle Modbus RTU ISDNRouter ModbusGateway Profibus DP V0 LonTalk Modbus TCP/IP, Modbus over TCP BACnet IP/MSTP Katalogseite GridVis 12 GridVis 18 GridVis *3 24 GridVis *1 Optional sind auch andere Spannungen lieferbar (2) Kombinationsmöglichkeiten der Ein und Ausgänge: a) 2 Digitalausgänge, b) 2 Digitaleingänge c) 2 Analogausgänge, d) 1 Digitalausgang und 1 Analogausgang, e) 1 Digitalausgang und 1 Digitaleingang / *3 34 40
Type ArtikelNummer 52.13.001 52.13.005 52.13.009 UMG 96S 52.13.017 52.13.013 52.13.021 52.13.025 52.13.045 52.13.029 UMG 96RM P PT M CBM E ET 52.22.001 52.22.002 52.22.003 52.22.004 52.22.005 52.22.006 52.22.007 UMG 508 52.21.001 UMG 511 52.19.001 Nennspannung LN, AC Nennspannung LL, AC Überspannungskategorie Betriebsspannung LN, AC Hilfsspannung Dreileiter/Vierleiter Quadranten Abtastfrequenz 50/60Hz Messpunkte pro Sekunde Lückenlose Messung Messergebnisse pro Sekunde Effektivwert aus Perioden 50/60Hz Oberschwingungen V/A Verzerrungsfaktor U in % Verzerrungsfaktor I in % Unsymmetrie Mit /Gegen/Nullsystem Aktuelle Flickerstärke Kurz/Langzeitflicker Transienten Kurzzeitunterbrechungen Genauigkeit V, A Wirkarbeit Klasse Betriebsstundenzähler Wochenschaltuhr Hilfseingang Digitaleingänge Digital/Impulsausgang Relaisausgänge Analogeingänge Analogausgänge Temperatureingang Integrierte Logik Speicher Min/Maxwerte Speichergröße 300V (150V) *1 520V (260V) *1 300V CAT III 85300V(5213025/35; 140 300V) nur 52.13.029; 18 70V DC, 18 33V AC / 4 1,5kHz 180 1 6/6 1,3... 15 +0,5% 1 (2) (2) (2) (2) 2 2 2 2 2 (2) (2) (2) (2) (2) (2) Vergleicher 512k 512k 277V 480V 300V CAT III 95240V AC; 80340V DC *1 / 4 21,33 / 25,6 khz 21.330 / 25.600 5 10/12 1... 40 +0,2% 0,5.../5A 4 4 4 4 4 4 2 6 6 6 6 6 6 1 1 1 1 1 1 Vergleicher 256MB 417V 720V (3Leiter 480V) 600V CAT III 95 240V AC; 135 340V DC / 4 20kHz 20.000 5 10/12 1 40 50µs +0,1% 0,2 8 5 Jasic 256MB 417V 720V (3Leiter 480V) 600V CAT III 95 240V AC; 135 340V DC / 4 20kHz 20.000 5 10/12 1 63 50µs +0,1% 0,2S 8 5 Jasic 256MB Anzahl Speicherwerte 160k 160k 10.000k 10.000k 10.000k Uhr Bimetallfunktion A / kw Störschreiberfunktion Spitzenlastoptimierung Software Schnittstellen RS 232 RS 485 Profibus DP MBus LON Ethernet USB Webserver / Email Protokolle Modbus RTU ISDNRouter ModbusGateway Profibus DP V0 LonTalk Modbus TCP/IP, Modbus over TCP BACnet IP/MSTP Katalogseite GridVis 46 GridVis 54 GridVis / *3 86 GridVis / *3 92 *3 Option *4 nicht für Wirk und Blindarbeit *5 V + 0,2% vmw + 0,02% vmb / A + 0,2% vmw + 0,05% vmb : enthalten : nicht enthalten 10
11t Kapitel 2 Übersicht Universalmessgeräte Type ArtikelNummer Nennspannung LN, AC Nennspannung LL, AC Überspannungskategorie Betriebsspannung LN, AC Hilfsspannung Dreileiter/Vierleiter Quadranten Abtastfrequenz 50/60Hz Messpunkte pro Sekunde Lückenlose Messung Messergebnisse pro Sekunde Effektivwert aus Perioden 50/60Hz Oberschwingungen V/A Verzerrungsfaktor U in % Verzerrungsfaktor I in % Unsymmetrie Mit /Gegen/Nullsystem Aktuelle Flickerstärke Kurz/Langzeitflicker Transienten Kurzzeitunterbrechungen Genauigkeit V, A Wirkarbeit Klasse Betriebsstundenzähler Wochenschaltuhr Hilfseingang Digitaleingänge Digital/Impulsausgang Relaisausgänge Analogeingänge Analogausgänge Temperatureingang Integrierte Logik Speicher Min/Maxwerte Speichergröße Anzahl Speicherwerte Uhr Bimetallfunktion A / kw Störschreiberfunktion Spitzenlastoptimierung Software Schnittstellen RS 232 RS 485 Profibus DP MBus LON Ethernet USB Webserver / Email Protokolle Modbus RTU ISDNRouter ModbusGateway Profibus DP V0 LonTalk Modbus TCP/IP, Modbus over TCP BACnet IP/MSTP Katalogseite UMG 96 52.09.001 (52.09.002) 275V (76V) *1 476V (132V) *1 300V CAT III 196 275V, (49 76V) *1 / 4 *4 2,5/3kHz 50 1 1/1 +1% 2 Vergleicher 40 UMG 503 L LG LS S OV V 52.07.017 52.07.027 52.07.028 52.07.008 52.07.006 52.07.001 500V 870V 600V CAT III 85 265V AC; 80 370V DC *1 / 4 6,4/7,68kHz 256 2 2/2 1 20 +0,2% 1 1 *3 1 1 *3 2 *3 2 1 *3 1 Vergleicher 128k 80k 512k 320k 128k 80k 128k 80k GridVis 512k 320k 512k 320k 62 UMG 505 MOD MOD LON LON 52.10.004 52.10.007 52.10.001 52.10.013 500V 870V 600V CAT III 85 265V AC; 80 370V DC *1 / 4 6,4/7,68kHz 256 2 2/2 1 20 +0,2% 1 4 5 4 Vergleicher 512k 320.000 GridVis / / / / 70 UMG 507 L EL AD P E EP 52.15.004 52.15.021 52.15.003 52.15.002 52.15.001 52.15.005 500V 870V 600V CAT III 85 265V AC; 80 370V DC *1 / 4 1,65/1,98kHz 1.650/1.980 5 10/10 1,3 15 +0,2% 1 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 256k 18k 16MB 1.000k 256k 18k 256k 18k GridVis 16MB 1.000k 16MB 1.000k / / / / / 78 *1, (2), *3, *4, *5: Erkärungen auf Seite 9/10 : enthalten : nicht enthalten t
UMG 103 PQM Power Quality Monitoring Universalmessgerät für die Hutschienenmontage Universalmessgeräte der Produktfamilie UMG 103 sind vorwiegend für den Einsatz in Nieder span nungs verteilungsanlagen konzipiert. Das UMG 103 ist ein Messgerät mit der Wirkarbeitsklasse 0,5S. Neben einer großen Anzahl elektrischer Messwerte bietet das UMG 103 eine Vielzahl von Zusatz funktionen wie die Messung von Oberschwingungen, Abspeicherung von Minimum und Maxi mum werten, Betriebsstundenzähler, Bimetallfunktion und Passwortschutz. Interface und Feld bus fähigkeit (Modbus) erlauben die Kommunikation der Messdaten und die Einbindung in umfassende Energiemanagementsysteme. Einsatzgebiete Messung und Kontrolle elektrischer Kennwerte in Energieverteilungsanlagen Kostenstellenerfassung Grenzwertüberwachung, Messwertgeber für Gebäudeleittechnik oder SPS Überwachung von Oberschwingungen 12
Kapitel 2 UniversalMessgeräte UMG 103 Universalmessgerät für die Hutschienenmontage Das UMG 103 ist ein sehr kompaktes Universalmessgerät für die Montage auf Hutschiene. Die kompakten Abmessungen erlauben den Einbau auch bei beschränkten Platzverhältnissen, wie z. B. Instal lations unterverteilungen. Durch die Montage auf einer 35 mm Hutschiene werden die Installations und Anschlusskosten deutlich reduziert. Um den Funktionsumfang moderner Messgeräte ausnutzen zu können, spielt die Vernetzung und zentrale Auswertung der Daten eine wesentliche Rolle. Aus diesem Grund wurde auf ein Display verzichtet, zwei LED zeigen allerdings den aktuellen Betriebszustand an. Die Kommuni kation der Messdaten erfolgt mit einer schnellen RS485/Modbus Schnittstelle. Meist reicht ein Gerät der Leistungsklasse UMG 103 aus zur Untermessung in Verbindung mit höherwertigeren Netzanalysatoren, wie z. B. dem UMG 604 oder UMG 508, und wird in komplexeren Energiemanage mentsystemen eingesetzt. In diesem Fall dient das UMG 103 als Datenmesspunkt, das die Messdaten aufnimmt und zu einer übergeordneten Stelle weitermeldet. Über Netzanalysatoren wie dem UMG 604 mit integriertem Modbus/EthernetGateway und integriertem Webserver werden die Daten auf EthernetEbene gebracht oder auf der Homepage visualisiert. Anwendungen sind zum Beispiel Kostenstellenerfassungen in Bürogebäuden, Überwachung von Abgängen zu Unterverteilungen, Motorkontrollcentern oder in ITund Datencentern. t Hauptmerkmale Messung im TN und TTNetzen 3 Spannungsmesseingänge (300V CATIII), 3 Strommesseingänge Kontinuierliche Abtastung der Spannungs und Strommesseingänge Hohe Messgenauigkeit, Wirkarbeitsklasse 0,5, Strom/Spannung 0,2% Oberschwingungsanalyse bis zur 25. Inklusive der Software GridVis RS485 (Modbus RTU, Slave) Montage auf Hutschiene 35mm Geeignet für den Einbau in Installationsverteiler Anwendungen Das UMG 103 ist für die Messung und Berechnung von elektrischen Größen wie Spannung, Strom, Leistung, Arbeit, Ober schwingungen usw. in der Gebäudeinstallation, an Verteilern, Leistungsschaltern und Schienenverteilern vorgesehen. Das UMG 103 wird fest in Schaltschränke oder Installations kleinverteiler, bei beliebiger Einbaulage, eingebaut. Die Mess werte können über die serielle Schnittstelle ausgelesen werden. Die Höchst, Tiefst und Arbeitswerte werden alle 2 Sekunden im nichtflüch tigen Speicher abgelegt. Die Spannungsmess eingänge sind für die Messung in Niederspannungsnetzen, in denen Nennspannungen bis 300V gegen Erde und Stoß spannungen der Überspannungskategorie III vorkommen können, ausgelegt. Das UMG 103 bezieht seine Versorgungs spannung aus der Messspannung. Für die Messung in Mittel und Hoch spannungsnetzen ist das UMG 103 nur bedingt geeignet, da es die Versorgungsspannung aus der Mess spannung bezieht und damit ein Spannungswandler nötig wird. 13
UMG 103 Kommunikationsmöglichkeiten: Online Auslesung Anschluss eines UMG 103 an einen PC über einen Schnittstellenwandler Schnittstellenwandler RS232 / RS485 oder USB / RS485 UMG 103 Anschluss mehrerer UMG 103 an einen PC über ein UMG 604 (mit der Option Ethernet) Switch UMG 604E Modbus über RS485 UMG 103 UMG 103 UMG 103 14
Kapitel 2 Funktionsumfang und technische Daten Geräteübersicht Bezeichnung Type Betriebsspannung ArtikelNr. UniversalMessgerät 50/60Hz; Stromwandler:../1/5A UMG 103 aus 1er Phase LN: 115... 240V AC ±10% aus 3 Phasen LL: 80... 240V AC ±10% 52.18.001 Messbereich Spannung LN Spannung LL Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) Frequenz, Grundschwingung 50300 VAC 85520 VAC 0,001...7,5A 45...65 Hz Allgemeine Technische Daten Überspannungskategorie CAT III 300 VAC Nennspannung Dreiphasen 4Leitersysteme LN: 240V AC ±10% LL: 415V AC ±10% Abtastrate 5,4 khz je Kanal Quadranten 4 Gewicht 150g Abmessungen B=71,5 mm, H=90 mm, T=46 mm Montage 35 mm DIN Hutschiene Arbeitstemperatur 10 +55 C Lagertemperatur 20 +70 C Schutzart (Rückseite/Front) nach EN 60529 IP20 Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige Stiftkabelschuhe, Aderendhülsen 0,082,5 mm 2 1,5 mm 2 Messwerte Spannung L1, L2, L3, L1L2, L2L3, L1L3 0,2% Strom L1, L2, L3, N, berechnet 0,2% Wirk (+/), Blind (ind.), Scheinleistung L1, L2, L3, Summe Genauigkeit ±0,4% Cosphi / Leistungsfaktor L1, L2, L3, Summe Wirk /Blindarbeit Bezug / induktiv Klasse 0,5S(kWh) Frequenz L1, L2, L3 Genauigkeit ±0,1% Mittelwerte Minimum, Maximumwerte Betriebsstundenzähler Spannungsqualität Oberschwingungen, 1.25. Harmonische, ungerade Strom, Spannung L1, L2, L3 Genauigkeit: 0,5% Verzerrungsfaktor THDU in % L1, L2, L3 Genauigkeit: 0,5% Verzerrungsfaktor THDI in % L1, L2, L3 Genauigkeit: 0,5% Kommunikation Schnittstellen RS 485 bis zu 115,2 kbps Protokolle Modbus RTU/Slave 15
UMG 103 Typische Anschlussvarianten UMG 103 Abb. Anschlussvariante UMG 103 Abb. Anschlussbeispiel für eine Spannungsmessung über Spannungswandler Abb. Strommessung über Summenstromwandler 16
t Kapitel 2 UMG 103 Anschlussbild Tragschiene Maßbilder Abb.: Vorderansicht Abb.: Seitenansicht 17
UMG 104 PQM Power Quality Monitoring Mehr als nur ein Multifunktionsmessgerät Das UMG 104, mit einem 500 MHz DSP (Digitaler Signalprozessor) ausgestattet, ist ein überaus schneller und leistungsfähiger Netzanalysator. Die kontinuierliche Abtastung der 8 Kanäle mit 20 khz pro Kanal erlaubt die Erfassung von sämtlichen elektrischen Parametern (mehr als 800 Werte), Min. und Max. Werten, den wesentlichen Spannungsqualitätswerten wie Oberschwingungen (bis zur 40., je Phase mit Richtungser ken nung). Auf Basis dieser Daten lassen sich Produktionsausfälle vermeiden, Konzepte z. B. zur Strom kosten re duzierung entwickeln, Maßnahmen einführen und mit dem UMG 104 die erzielten Ver besser ungen auch überwachen und protokollieren. Über moderne Kommunikationsarchitekturen werden die erfassten Daten an einen zentralen Ort geleitet, in leistungsfähigen Datenbanken zentral gespeichert und zur weiteren Verarbeitung in einer offenen Architektur zur Verfügung gestellt. Die einfache Einbindung in eine vorhandene Gebäudeleittechnik oder SPS Umgebung erweitern die Einsatzmöglichkeiten des UMG 104. Einsatzgebiete Ersatz von analogen und digitalen Einbaumessgeräten Verbrauchsdatenerfassung und Auswertung (Lastprofile, Lastgänge) Kontinuierliche Spannungsqualitätsüberwachung Kostenstellenerfassung, d.h. Aufschlüsselung von Energiekosten Fernsteuerung und überwachung von Anlagen und Prozessen Schutz von Netzen Messwertgeber für die Gebäudeleittechnik oder SPS 18
t Kapitel 2 Netzanalysator Mehrwert durch Zusatzfunktionen Durch die Integration von Zusatzfunktionen geht das UMG 104 weit über die Grenzen von digitalen Multifunktionsmessgeräten hinaus: Multifunktionsmessgerät Zähler (kwh, kvarh) Oberschwingungsanalysator Zustandsüberwachung Ereignisschreiber Datensammler Durch die vier Strom und Spannungseingänge ergeben sich insbesondere auch Vorteile bei der Überwachung von bis zu vier einphasigen Abgängen, z. B. in DatenCentern, Büros oder einphasigen Motorabgängen. Kostengünstige, schnelle und sichere Kommunikation über Modbus und Profibus Häufig übertreffen die Kosten für die Installation und die Kommunikation (z. B. Peripherie für Feldbusse) die reinen Geräte kosten. Durch die Anbindung an eine vorhandene Feldbusarchitektur kann eine schnelle, kostenoptimierte und zuverlässige Kommunikation aufgebaut werden. Zusätzliche Schnittstellen ermöglichen die Einbindung der Netzanalysatoren in SPSSysteme oder Gebäude leit technik. Hier bietet die Nutzung offener Standards dem Anwender ein Höchstmaß an Flexibilität. RS 485 UMG 104 Kostengünstige Anbindung an Geräte mit EthernetSchnittstelle Durch das Modbus Interface können Sie das UMG 104 einfach über Modbus Gateway Geräte (z. B. UMG 508, UMG 604,...) an das Ethernet anschließen. Dabei kann das UMG 508 zum Beispiel gleichzeitig als Gateway für untergelagerte Messstellen oder ältere, in der Installation vorhandene Geräte eingesetzt werden. Jedes Gerät mit Modbus RTU Schnittstelle, dessen Datenformat und Funktions codes übereinstimmen, kann angeschlossen werden. Daten können beschriftet und skaliert werden. Beispiel SPS Kommunikation mit Profibus oder Modbus UMG 508 UMG 104 RS 485 Highspeed Modbus Die Geräte der Serie UMG 104 können Daten über die Schnittstelle RS 485 mit einer Geschwindigkeit von bis zu 921,6 kb/s zu den Geräten UMG 604 / 605 / 508 und 511 übertragen. Beispiel EthernetGateway 19
t UMG 104 auf einen Blick Gebäudeleittechnik SPS Software Netze IT, TN, TT Netze 3 und 4phasige Netze bis zu 4 einphasige Netze Schnittstellen RS 232 RS 485 2 Digitale Eingänge Impulseingang Meldeeingangslogik Zustandsüberwachung HT/NT Umschaltung 2 Digitale Ausgänge Impulsausgang kwh/kvarh Schaltausgang Grenzwertausgang Logik Ausgang Profibusanschluss (optional) Kommunikation Protokolle: Profibus (DP/V0) Modbus (RTU) Temperaturmesseingang PT 100, PT 1000, KTY 83, KTY 84 Messgenauigkeit Arbeit: Klasse 0,5S (.../5A) Strom: 0,2 % Spannung: 0,2 % Speicher 4 MByte Flash Spannungsqualität Oberschwingungen bis zur 40. THDU/I Unsymmetrie 20
Kapitel 2 Funktionsumfang und technische Daten Übersicht Produktvarianten UMG 104 Drei / Vierleiter Netzanalysator; 50/ 60Hz; Stromwandler../1/5A; inklusive Programmier und Auswertesoftware GridVis. Versorgungsspannung Schnittstellen 95...240 V AC, 135...340 V DC ±10% vom Nennbereich 50...110V AC 50...155V DC ±10% vom Nennbereich 20...55V AC 20...77V DC ±10% vom Nennbereich 4 Spannungs und 4 Stromeingänge 2 Digitaleingänge 2 Digitalausgänge 1 Temperatureingang RS 232 RS 485 Profibus DP V0 Type ArtikelNr. UMG 104 52.20.001 UMG 104 52.20.003 UMG 104 52.20.005 UMG 104 P 52.20.002 UMG 104 P 52.20.004 UMG 104 P 52.20.006 = nicht möglich = enthalten Features Speichergröße Messdaten 4 MB Uhr +/ 1 min pro Monat Betriebsstundenzähler Tarife 4 x Wirkarbeit / 4 x Blindarbeit Peripherie Digitaleingänge als Status oder Impulseingang 2 Digitalausgänge als Schaltausgang oder Impulsausgang 2 Temperaturmesseingang PT100, PT1000, KTY83, KTY84 1 Paßwortschutz Software GridVis Kommunikation Schnittstellen RS 232 9.6, 19.2, 38.4, 115.2 kbps RS 485 9.6, 19.2, 38.4, 76.8, 115.2, 921.6 kbps Profibus DP Stecker, Sub D 9polig bis 12Mbps, Variante P Protokolle Modbus RTU Profibus DP V0, Variante P 21
UMG 104 Allg. Technische Daten Nennspannung Dreiphasen 4Leitersysteme (LN, LL) 277/480 V AC Dreiphasen 3Leitersysteme (LL) 480 V AC Überspannungskategorie 300 V CATIII Quadranten 4 Lückenlose Messung Abtastrate 8 Kanäle pro Kanal 20 khz Gewicht 350 g Abmessungen L=107,5 mm x B=90 mm x H=82 mm Montage nach IEC EN609991/ DIN EN 50022 35 mm DIN Hutschiene Arbeitstemperaturbereich 10 55 C Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige 0,08 2,5 mm² Stiftkabelschuhe, Aderendhülsen 1,5 mm² Schutzart nach EN60529 IP 20 Messbereich Spannung LN, AC (ohne Spannungswandler) Spannung LL, AC (ohne Spannungswandler) Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) Frequenz der Grundschwingung Netze Messung in 1phas./ mehrphasen Netzen 10 300 V AC 17 520 V AC 0,005..7,5 A 45..65 Hz IT, TN, TT 1 ph, 2 ph, 3 ph, 4 ph und bis zu 4 mal 1 ph Messwerte Spannung L1, L2, L3, L4, L1L2, L2L3, L1L3 Genauigkeit ±0,2% Strom L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Genauigkeit ±0,2% KFaktor L1, L2, L3, L4 Drehstromkomponenten Null, Mit und Gegensystem Wirk, Schein, Blindleistung L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Genauigkeit ±0,4% (EN6155712) Cosphi / Leistungsfaktor L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Phasenwinkel L1, L2, L3, L4 Wirkarbeit (kwh) Blindarbeit (Karh) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Bezogene Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Gelieferte Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Induktive Blindarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Kapazitive Blindarbeit Klasse 0,5S ( /5 A), Klasse 1 ( /1 A) Klasse 2 Scheinarbeit (kvah) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Spannungswellenform L1, L2, L3, L4 Frequenz der Grundschwingung Genauigkeit ±0,01 Hz Temperaturmessung Genauigkeit ±1,5% rng Durchschnittswerte Mininum und Maximumwerte Spannungsqualität Oberschwingungen, 1. 40. Harmonische Strom, Spannung, Blind/Wirkleistung (±) L1, L2, L3, L4 Verzerrungsfaktor THD U in % L1, L2, L3, L4 Verzerrungsfaktor THD I in % L1, L2, L3, L4 Unsymmetrie Mit /Gegen/Nullsystem Anlaufvorgänge 10 ms nein Störschreiberfunktion Kurzzeitunterbrechungen Genauigkeit U, I Klasse 1 (EN6100047) nein nein 22
t Kapitel 2 UMG 104 Anschlussbild UMG 104 Maßbild UMG 104 Vorderansicht Seitenansicht 90 mm 90 mm 107,5 mm 50 mm 76 mm 82 mm 23
UMG 604 PQM Power Quality Monitoring HochleistungsNetzanalysator für die Hutschiene High Performance Netzanalysatoren der Produktfamilie UMG 604 sind für den Einsatz in allen Netzebenen geeignet. Die hohe Abtastrate ermöglicht eine kontinuierliche Messung mit Erfassung von über 800 Messgrößen. Aufgrund der sehr leistungsfähigen digitalen Signalprozessoren werden sämtliche wichtigen Spannungsqualitätsparameter erfasst, z. B. Kurzzeitunterbrechungen mit Stör schreiberfunktion, Transienten, Oberschwingungen bis zur 40., Einschaltströme etc. Weit reichende Kommunikationsmöglichkeiten z. B. Ethernet (TCP/IP), BACnet, Modbus, Profibus, RS232, RS485, HTTP, FTP, SMTP, SNTP, SNMP, DNS... erlauben die kostengünstige und schnelle Integration in bestehende Kommunikationsarchitekturen. Auf den Embedded Webserver kann weltweit über einen Webbrowser zugegriffen werden, z. B. zur Energieverbrauchsauswertung. Mit der implementierten grafischen Programmierung können anwenderspezifische Programme erstellt werden. Bis zu 7 parallel laufende Anwenderprogramme sind möglich. Einsatzgebiete Messung, Überwachung und Kontrolle elektrischer Kennwerte in Energieverteilungsanlagen Verbrauchsdatenerfassung und Auswertung (Kostenstellenerfassung) Überwachung der Spannungsqualität (Oberschwingungen, Kurzzeitunterbrechungen, Transienten, Anlaufströme...) Messwertgeber für Gebäudeleittechnik oder SPS Steuerungsaufgaben z. B. abhängig von erreichten Messwerten oder Grenzwerten Spitzenlastoptimierung (Vermeidung kostspieliger und gefährlicher Lastspitzen) EthernetGateway für untergeordnete Messstellen Fernüberwachung 24
Kapitel 2 Netzanalysator UMG 604 der ultrakompakte Netzanalysator Mehrwert durch Zusatzfunktionen Durch die Integration von diversen Funktionalitäten geht der UMG 604 Netzanalysator weit über die Grenzen von digitalen Multi funktionsmessgeräten hinaus und bietet damit entsprechenden Mehrwert. Der Einsatz modernster Prozessoren erlaubt es, mit dem UMG 604 einen sehr schnellen und extrem kompakten Netzanalysator zu erschwinglichen Preisen anzubieten. So beinhaltet der UMG 604 folgende Funktionalitäten: Netzanalysator für die elektrische Stromversorgung (über 800 Netzparameter) Energieverbrauchs und Kostenstellenerfassung Überwachung der Spannungsqualität Spitzenlastoptimierung (optional) SPSFunktionalität (bis 7 frei programmierbare Programme gleichzeitig, grafische Programmierung) Transientenrekorder Ereignisschreiber Datenlogger Modbus/EthernetGateway t Hauptmerkmale Kontinuierliche Messung Erfassung von sämtlichen relevanten Spannungsqualitätsparametern (OS, KUs, Asymmetrien etc.) Ethernet und Embedded Webserver Jasic Interpreter Bis zu 7 benutzerdefinierte Programme GridVis Software Vollversion bis auf wenige Optionen im Lieferumfang enthalten Anwendungen Stark ansteigende Energiekosten machen elektrische Energie immer mehr zu einem Kostentreiber. Mit dem UMG 604 machen Sie den ersten Schritt hin zu mehr Kosteneffizienz. Die hochpräzise Erfas sung sämtlicher Energiedaten und elektrischer Parameter sorgt für die nötige Transparenz in Ihrer Energieversorgung. Auf Basis dieser Daten lassen sich Konzepte z. B. zur Stromkostenreduzierung entwickeln, Maßnahmen einleiten und mit dem UMG 604 die erzielten Verbesserungen auch überwachen und protokollieren. Das UMG 604, mit einem 500 MHz DSP (Digitaler Signalprozessor) ausgestattet, ist ein überaus schneller und leistungsfähiger Netzanalysator. Die kontinuierliche Abtastung der 8 Kanäle mit 20 khz pro Kanal erlaubt die Erfassung von sämtlichen relevanten elektrischen Parametern (mehr als 800 Werte), Minimum und Maximum werten, den wesentlichen Spannungsqualitätswerten wie Ober schwingungen (bis zur 40., je Phase mit Richtungserkennung) und Kurzzeit unterbrechungen. Selbst schnelle Transienten (> 50 ms) können sicher identifiziert werden. Über moderne Kommunikationsarchitekturen werden die erfassten Daten an einen zentralen Ort geleitet, in leistungsfähigen Datenbanken zentral gespeichert und zur weiteren Verarbeitung in einer offenen Architektur zur Verfügung gestellt. Die einfache Einbindung in eine vorhandene Gebäude leittechnik oder SPSUmgebung er weitern die Einsatzmöglich keiten des UMG 604. 25
UMG 604 Hutschienenmontage (6TE): Reduzierung der Installationskosten Typischerweise werden Messgeräte in der Niederspannungshauptverteilung (NSHV) als Einbaumessgeräte für die Schaltschranktür ausgeführt. Durch die Montage des UMG 604 auf einer 35 mm Hutschiene werden die Installations und Anschlusskosten deutlich reduziert, d.h. Schalttafelausschnitt sowie Verdrahtung auf die Schaltschranktür sind nicht mehr nötig. Um den Funktionsumfang moderner Messgeräte auszunutzen, spielt die Vernetzung und zentrale Auswertung der Daten eine wesentliche Rolle, d.h. das Display vor Ort dient vorwiegend der Inbetriebnahme und dem Service. Das ausgesprochen kompakte UMG 604 ist sowohl für den Einbau in der NSHV und im Maschinenbau geeignet als auch in Installationsverteilern, was für Anwendungen in der Gebäudetechnik, der Informationstechnologie und Datencentern von besonderem Interesse ist. Moderne Kommunikationsarchitektur über Ethernet: Kostengünstige, schnelle und sichere Kommunikation Häufig übertreffen die Kosten für die Installation und die Kommunikation (z. B. Peripherie für Feldbusse) die reinen Gerätekosten. Durch die Anbindung an eine vorhandene Ethernetarchitektur kann eine schnelle, kostenoptimierte und zuverlässige Kommunikation aufgebaut werden. Zusätzliche Schnittstellen ermöglichen die Einbindung der Netzanalysatoren in SPSSysteme oder Gebäude leittechnik. Hier bietet die Nutzung offener Standards dem Anwender ein Höchstmaß an Flexibilität. Modbus Gateway: Kostengünstige Anbindung von Geräten ohne EthernetSchnittstelle Durch die Modbus GatewayFunktion können Sie über das UMG 604 einfachere Modbus RTUGeräte an das Ethernet anschließen. Dabei kann das UMG 604 zum Beispiel gleichzeitig als Gateway für untergelagerte Messstellen oder ältere, in der Installation vorhandene Geräte eingesetzt werden. Jedes Gerät mit Modbus RTU Schnittstelle, dessen Datenformat und Funktionscodes übereinstimmen, kann angeschlossen werden. Daten können beschriftet und skaliert werden. Highspeed Modbus Die Geräte der Serie UMG 604 können Daten untereinander über die Schnittstelle RS 485 mit einer Geschwindigkeit von bis zu 921,6 kb/s übertragen. EMail und Homepage informieren Sie, wo immer Sie sich befinden Wer kennt das nicht? Kaum aus dem Haus und schon kommt der erste Anruf über Probleme in der Fertigung, Computer stürzen ab, die Energieversorgung fällt aus Mittels Webbrowser und einer IPAdresse haben Sie direkten Zugang auf die äußerst leistungsfähige Homepage des UMG 604. Direkt von der Homepage können Sie sich bereits weitreichend informieren. Onlinedaten stehen ebenso zur Verfügung wie auch historische Daten und Graphen von Ereignissen. Über die Homepage können direkt die aufgelaufenen Arbeiten in Kosten umgerechnet werden und als csvfile exportiert oder ausgedruckt werden. Alternativ lassen Sie sich weltweit per EMail informieren, falls Ihre Energieversorgung überlastet wird, Kurzzeitunterbrechungen der Spannungsversorgung Ihren Fertigungsprozess zum Erliegen bringen oder unzulässige Oberschwingungen die Lebensdauer von Betriebsmitteln reduzieren. Die Anwendungsmöglichkeiten sind endlos. 26
Kapitel 2 Netzanalysator Differenzstrommessung Sonderausführung mit Differenzstrommessung Funktionsweise Alle Leiter des zu überwachenden Abgangs werden mit Ausnahme des PELeiters durch den Stromwandler geführt. Im fehlerfreien System ist die Summe aller Ströme gleich Null, so dass im Stromwandler keine Spannung induziert wird. Fließt ein Fehlerstrom (FI) über Erde oder andere Wege ab, induziert die Stromdifferenz im Stromwandler einen Strom, welcher von der Differenzstrommessung erfasst wird. UMG 604D Das UMG 604D überwacht bei reinen Wechselströmen in TNund ITNetzen die Differenzströme in elektrischen Anlagen, zeigt den aktuellen Wert an und meldet das Überschreiten von Grenzwerten. t Neben den Betriebsströmen L1L3 ist der vierte Messeingang für die Differenzstrommessung farblich abgesetzt (lichtgrau) und für Ströme bis 30 ma vorgesehen. Die Stromwandler mit einem Übersetzungsverhältnis von 600/1A und ausreichend dimensionierten Innenmaßen (20x30, 50x80 oder 80x120 mm) finden Sie im Kapitel 6, Seite 187. Farblich abgesetzte Klemme für Differenz strommessung (Stromeingang I4) Erweiterte Hauptmerkmale des UMG 604D Messung der Erhöhung des Differenzstromes Planung von Instandsetzungen möglich Alarmierung bei Überschreitung von Grenzwerten Erkennung von Fehlerströmen in der Entstehung Erkennung von Schwachstellen in der Elektroanlage DifferenzstromÜberwachungsgerät (RCMResidual Current Monitoring) Abbildung: Anschluss der Messkanäle und Stromwandler der Serie KBU 27
UMG 604 Onlineüberwachung mit der GridVis Die im Lieferumfang enthaltene Software GridVis erlaubt eine individuelle Erfassung, Auslesung und Visualisierung der OnlineDaten. Die von diversen Messpunkten gewonnenen Daten werden gesammelt, gespeichert, aufbereitet, visualisiert und zur Verfügung gestellt. Alle Messwerte stehen im Modus der OnlineMessung entweder als Linien oder Balkengraph zur Verfügung. Die Topologie ansicht gibt einen schnellen Überblick über die Energie verteilung mit der Möglich keit durch Vergleich der einzelnen Messpunkte Netz störungen zu lokalisieren und die definierten Toleranzen auf einen Blick zu überprüfen. Durch das Hinterlegen von Grafik dateien (übliche Formate, wie z.b. JPG) mit Strom laufplänen, Fertigungslinien oder Bau plänen sowie dem Einbinden der zugehörigen Mess geräte per Drag and Drop an ihren tatsächlichen Standort lassen sich schnell und einfach kundenspezifische Lösungen realisieren. Netzvisualisierungs Software Die von diversen Messpunkten gewon nenen Daten müssen gesammelt, gespeichert, aufbereitet, visualisiert und zur Verfügung gestellt werden. Die im Liefer umfang des UMG 604 enthaltene Software GridVis ermöglicht: Parametrierung und Programmierung der UMG Messgeräte Visualisierung der Messwerte mit Topologieansicht Automatische Auslesung der Messgeräte Archivierung der Daten OnlineAnalysetools Analysetools für historische Daten 28
Kapitel 2 Netzanalysator Visualisierung, Topologieansicht GridVis erlaubt eine individuell gestaltbare Visualisierung von Onlinedaten. Die Topologieansicht gibt einen schnellen Überblick über die Energieverteilung mit der Möglichkeit durch Vergleich der einzelnen Messpunkte, Netzstörungen zu lokalisieren, und die definierten Toleranzen auf einen Blick zu überprüfen. Durch das Hinterlegen von Grafikdateien (übliche Formate, wie z. B. JPG) mit Stromlaufplänen, Fertigungslinien oder Bauplänen sowie dem Einbinden der zugehörigen Messgeräte per Drag and Drop an ihren tatsächlichen Standort lassen sich schnell und einfach kundenspezifische Lösungen realisieren. Grenzwertüberschreitungen (z. B. THDU zu hoch) sowie Zustände der Ein und Ausgänge können ebenfalls angezeigt werden. Onlinewerte und Auswertung historischer Daten GridVis ermöglicht mit der grafischen Linien schreiber funktion eine schnelle Onlinedarstellung von ausgewählten Messwerten. Der Graph wird in dieser Funktion laufend um neue Messdaten erweitert. Durch Analyse historischer Daten lassen sich Lastprofile darstellen um beispielsweise genaue Bedarfsanalysen für optimierte Strom liefer verträge anzufertigen. Aber auch Fehleranalysen durch Ver gleich verschiedener Parameter lassen sich mit wenigen Mausklicks realisieren. Grafische Programmierung Die grafische Programmiermöglichkeit von Anwender programmen stellt ein absolutes Novum im Bereich digitaler Netzanalysatoren dar. Mit dieser Methode lassen sich an wendungs spezifische Programme erstellen, wie z. B. freie Program mierung von Ein und Ausgängen, Überwachung von Abläufen oder Absetzung von Meldungen bei Erreichen definierter Grenzwerte. Neben der bedienerfreundlichen grafischen Programmierung steht es dem Benutzer frei den Code auch direkt zu programmieren. Programmiersprache Die Programmiersprache Jasic eröffnet völlig neue Möglichkeiten. Damit ist der Anwender nicht mehr alleine an die fest im Gerät integrierten Funktionen gebunden, sondern kann das Gerät um eigene Funktionen erweitern. Bis zu sieben dieser frei definierbaren Anwender programme können parallel im Gerät abgearbeitet werden. 29
UMG 604 Router SPS Software Netze IT, TN, TT Netze 3 und 4phasige Netze bis zu 4 einphasige Netze Schnittstellen Ethernet RS 232 RS 485 2 Digitale Eingänge Impulseingang Logikeingang Zustandsüberwachung HT/NT Umschaltung Emax Rücksetzung Profibusanschluss 2 Digitale Ausgänge Impulsausgang kwh/kvarh Schaltausgang Grenzwertausgang Emax Ausgang Logik Ausgang (über externe I/OModule erweiterbar, siehe Kapitel 6) Kommunikation Profibus (DP/V0) Modbus (RTU, UDP, TCP, Gateway) TCP/IP BACnet HTTP (Frei konfigurierbare Homepage) FTP (File Transfer) SNMP TFTP (Automatische Konfigurierung) NTP (Zeitsynchronisierung) SMTP (EMail Funktion) DHCP Messgenauigkeit Arbeit: Klasse 0,5S (.../5A) Strom: 0,2 % Spannung: 0,2 % Temperaturmesseingang PT 100, PT 1000, KTY 83, KTY 84 Speicher 128 MB Flash 16 MB RAM Spannungsqualität Oberschwingungen bis zur 40. Kurzzeitunterbrechungen Transientenrekorder (> 50µs) Einschaltströme (> 10 ms) Unsymmetrie VollwellenEffektivwertaufzeichnungen (bis zu 4,5 min.) Spitzenlastoptimierung 64 Abschaltstufen Programmiersprache 30
Kapitel 2 Ausführungsvarianten und technische Daten Geräteübersicht Drei / Vierleiter Netzanalysator; 50/ 60Hz; Stromwandler../1/5A; inklusive Programmier und Auswertesoftware GridVis. Versorgungsspannung Schnittstellen 95...240V AC, 135...340V DC ±10% vom Nennbereich 50...110V AC, 50...155V DC ±10% vom Nennbereich 20...55V AC, 20...77V DC ±10% vom Nennbereich 4 Spannungs und 4 Stromeingänge Zusatz Speicher 128 MB Flash 2 Digitaleingänge 2 Digitalausgänge 1 Temperatureingang RS 232 RS 485 Ethernet 100baseT Profibus DP V0 7 frei programmierbare Anwendungsprogramme Type Artikel Nr. UMG 604 E 52.16.002 UMG 604 EP 52.16.001 UMG 604 E 52.16.012 UMG 604 EP 52.16.011 UMG 604 E 52.16.022 UMG 604 EP 52.16.021 UMG 604D 52.16.041 Option zu den Geräten (bei allen Varianten) Anwendungsprogramm Emax Funktion (Spitzenlastoptimierung) Emax 52.16.080 BACnet Kommunikation BACnet 52.16.081 Zubehör zum Gerät UMG 604D (technische Details siehe Seite 187) Differenzstromwandler, Übersetzungsverhältnis von 600/1A, Innenmaße: 20mm x 30mm KBU 23D 15.03.400 Differenzstromwandler, Übersetzungsverhältnis von 600/1A, Innenmaße: 50mm x 80mm KBU 58D 15.03.401 Differenzstromwandler, Übersetzungsverhältnis von 600/1A, Innenmaße: 80mm x 120mm KBU 812D 15.03.402 = nicht möglich = enthalten Dieses Gerät ist nicht für den Einsatz im Wohnbereich geeignet. Allgemeine Technische Daten Nennspannung Dreiphasen 4Leitersysteme (LN, LL) 277/480 V AC Überspannungskategorie Dreiphasen 3Leitersysteme (LL) Quadranten 4 Lückenlose Messung 480 V AC 300V CATIII Abtastrate 8 Kanäle pro Kanal 20 khz Gewicht Abmessungen 350g L=107,5mm * B=90mm * H=62 mm Montage nach IEC EN609991/ DIN EN 50022 35 mm DIN Hutschiene Arbeitstemperaturbereich 10 55 C Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige 0,08 2,5 mm² Stiftkabelschuhe, Aderendhülsen 1,5 mm² Schutzart nach EN60529 IP 20 Messbereich Spannung LN, AC (ohne Spannungswandler) Spannungswandler frei einstellbar 50 300 VAC Spannung LL, AC (ohne Spannungswandler) Spannungswandler frei einstellbar 87 520 VAC Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) Frequenz der Grundschwingung Netze Messung in Ein/Mehrphasennetzen Peripherie Digitaleingänge Status, Logik oder Impulseingang 2 Digitalausgänge Schaltlogikausgang oder Impulsausgang 2 Temperaturmesseingang PT100, PT1000, KTY83, KTY84 1 Passwortschutz mehrstufig Spitzenlastmanagement optional 64 Kanäle Software GridVis 0,001..7,5 A 45..65 Hz IT, TN, TT 1 ph, 2 ph, 3 ph, 4 ph und bis zu 4 mal 1 ph 31
UMG 604 Messwerte Spannung L1, L2, L3, L4, L1L2, L2L3, L1L3 Genauigkeit ±0,2% Strom L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Genauigkeit ±0,2% KFaktor L1, L2, L3, L4 Drehstromkomponenten Null, Mit und Gegensystem Wirk, Schein, Blindleistung L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Genauigkeit ±0,4% Cosphi / Leistungsfaktor L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Phasenwinkel L1, L2, L3, L4 Wirkarbeit (kwh) Blindarbeit (kvarh) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Bezogene Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Gelieferte Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Induktive Blindarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Kapazitive Blindarbeit Klasse 0,5S ( /5A), Klasse 1 ( /1A) Klasse 2 Scheinarbeit (kvah) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Strom/Spannungswellenform L1, L2, L3, L4 Frequenz der Grundschwingung Genauigkeit ±0,1% Temperaturmessung Genauigkeit ±1,5% Durchschnittswerte Mininum und Maximumwerte Features Speichergröße 128 MB Uhr +/ 1 min pro Monat Integrierte Logik Programmiersprache Jasic Betriebsstundenzähler Wochenschaltuhr Jasic Spannungsqualität Oberschwingungen, 1. 40. Harmonische Strom, Spannung, Blind/Wirkleistung (±) L1, L2, L3, L4 Genauigkeit ±0,5% Verzerrungsfaktor THD U in % L1, L2, L3, L4 Verzerrungsfaktor THD I in % L1, L2, L3, L4 Unsymmetrie Mit /Gegen/Nullsystem Transienten 50 ms Anlaufvorgänge 10 ms Störschreiberfunktion Kurzzeitunterbrechungen Kommunikation Schnittstellen RS 232 9.6, 19.2, 38.4, 115.2 kbps RS 485 9.6, 19.2, 38.4, 76.8, 115.2, 921.6 kbps Profibus DP Stecker, Sub D 9polig bis 12Mbps, Variante EP Ethernet 10/100 Base TX RJ 45 Buchse, Variante E/ EP Protokolle Modbus RTU Profibus DP V0, Variante EP Modbus TCP, Variante E/ EP Modbus over TCP, Variante E/ EP ModbusGateway, Variante E/ EP HTTP Homepage (konfigurierbar), Variante E/ EP SMTP EMail, Variante E/ EP SNMP, Variante E/ EP SNTP Zeitsynchronisierung, Variante E/ EP TFTP Automatische Konfigurierung, Variante E/ EP FTP File Transfer, Variante E/ EP DHCP, Variante E/ EP BACnet / IP oder MSTP, Option 32
t Kapitel 2 UMG 604 Anschlussbild Maßbilder Vorderansicht Seitenansicht 90 mm 90 mm 107,5 mm 50 mm 76 mm 82 mm 33
UMG 605 PQM Power Quality Monitoring Netzqualitätsanalysator für die Hutschiene gemäß EN 50160 Der Netzqualitätsanalysator UMG 605 ist insbesondere für die Überwachung der Spannungsqualität nach gängigen Normen, z. B. der EN 50160, geeignet. Es werden sämtliche Spannungsqualitäts parameter erfasst, z.b. Flicker, Kurzzeitunterbrechungen mit Störschreiberfunktion, Transienten, Oberschwingungen bis zur 63., Einschaltströme etc. und ausgewertet. Weitreichende Kommunikationsmöglichkeiten z.b. RS 485 Modbus, Profibus, Ethernet (TCP/IP), BACnet, HTTP, FTP, SMTP, SNTP, SNMP, DNS... erlauben die kostengünstige und schnelle Integration in bestehende Kommunikationsarchitekturen. Auf den Embedded Webserver kann weltweit über einen Browser zugegriffen werden. Mittels des integrierten Jasic Interpreters besteht über nachladbare Jasic Programme freier Zugriff auf alle integrierten Variablen (Messwerte usw.). Es können anwenderspezifische Jasic Programme erstellt werden, wobei bis zu 7 parallel laufen können. Die im Lieferumfang enthaltene Software GridVis ermöglicht eine einfache vollständige Parametrierung der Netzqualitätsanalysatoren und Visualisierung sowie Analyse der Messwerte. Einsatzgebiete Kontinuierliche Überwachung der Spannungsqualität, z. B. EN 50160 Ethernet Gateway für untergelagerte Messstellen Analyse elektrischer Störgrößen bei Netzproblemen Überprüfung des internen Netzes nach EN 61000415, 430 Reportgenerator für die EN 50160Analyse Steuerungsaufgaben z.b. abhängig von erreichten Mess oder Grenzwerten Messwertgeber für Gebäudeleittechnik oder SPS 34
Kapitel 2 Netzqualitätsanalysator UMG 605 der ultrakompakte Netzqualitätsanalysator Mehrwert durch Zusatzfunktionen Der Einsatz modernster Prozessoren erlaubt es, einen Netzqualitäts analysator UMG 605 zu erschwinglichen Preisen anzubieten. Die hohe Abtastrate ermöglicht eine kontinuierliche Messung mit der Erfassung von über 2000 Messwerten pro Messzyklus (200ms). Der Netzanalysator UMG 605 dient der kontinuierlichen Überwachung der Spannungsqualität, z. B. gemäß EN 50160. Dies dient der Überwachung der gelieferten Spannungs qualität seitens der Energieversorger. Der Netzanalysator UMG 605 kann aber auch für die Fehleranalyse auf der Verbraucherseite und präventiv für die Überwachung von Netzrückwirkungen angewendet werden. Hauptmerkmale Messung der Spannungsqualität nach DIN EN 61000430 Messverfahren Klasse A, (Messgenauigkeit Klasse 0,5S) Fourieranalyse 1. bis 63. Oberschwingung für ULN, ULL, I, P (Bezug/Lieferung) und Q (ind./kap.) Messung der Oberschwingungen und Zwischenharmonischen (ULN, ULL, I) Analyse und Auswertung nach DIN EN 50160 mit der zum Lieferumfang gehörenden Programmierund Analysesoftware GridVis Flickermessung nach DIN EN 61000415 Messung in IT, TN, und TTNetzen (300V CATIII) 4 Spannungsmesseingänge, 4 Strommesseingänge Kontinuierliche Abtastung der Spannungs und Strommesseingänge mit 20kHz Erfassung von mehr als 2000 Messwerten pro Messzyklus (200ms) Erfassung von Transienten >50µs und Speicherung mit bis zu 16.000 Abtastpunkten Datenlogger / Ereignisspeicher (128 MB Flashdisk) 2 digitale Eingänge und 2 digitale Ausgänge Profibus DP/V0 alternativ RS 485 (Modbus RTU, ModbusMaster, BACnet optional) Ethernet (WebServer, EMail, BACnet optional) Programmierung eigener Anwendungen in Jasic t Anwendungen Der mit 4 Strom und Spannungseingängen ausgerüstete Netzqualitätsanalysator erfasst und digitalisiert die Effektivwerte (True RMS) von Strömen und Spannungen in 4070Hz (15440Hz) Netzen. Aus den Abtastwerten errechnet der eingebaute Mikroprozessor die elektrischen Größen. Für die Messung im dreiphasigen System kann die relevante Spannung als LeiterNulloder LeiterLeiterSpannung definiert werden. Diese Spannung dient dem UMG 605 als Bezugsspannung für die Oberschwingungsmessung, Transienten und Ereigniserfassung sowie für das Flickermeter. Zur Messung von Stromereignissen kann überdies ein Nennstrom eingestellt werden. In der Regel wird der vierte Strommesseingang zur Messung des Stromes im Neutral oder PELeiter bzw. zur Messung eines eventuellen Potentialgefälles zwischen N und PE genutzt. 35
UMG 605 Router SPS Software Netze IT, TN, TT Netze 3 und 4phasige Netze bis zu 4 einphasige Netze Schnittstellen Ethernet RS 232 RS 485 2 Digitale Eingänge Impulseingang Logikeingang Zustandsüberwachung HT/NT Umschaltung Emax Rücksetzung Profibusanschluss 2 Digitale Ausgänge Impulsausgang kwh/kvarh Schaltausgang Grenzwertausgang Emax Ausgang Logik Ausgang (über externe I/OModule erweiterbar) Kommunikation Profibus (DP/V0) Modbus (RTU, UDP, TCP, Gateway) TCP/IP BACnet HTTP (Frei konfigurierbare Homepage) FTP (File Transfer) SNMP TFTP (Automatische Konfigurierung) NTP (Zeitsynchronisierung) SMTP (EMail Funktion) DHCP SNMP Messgenauigkeit Arbeit: Klasse 0,5S (.../5A) Strom: 0,2 % Spannung: 0,2 % Temperaturmesseingang PT 100, PT 1000, KTY 83, KTY 84 Speicher 128 MB Flash 16 MB RAM Spannungsqualität Oberschwingungen bis zur 63. Flickermessung Kurzzeitunterbrechungen Transientenrekorder (> 50µs) Einschaltströme (> 10 ms) Unsymmetrie HalbwellenEffektivwertaufzeichnungen (bis zu 4,5 min.) Spitzenlastoptimierung 64 Abschaltstufen Programmiersprache 36
Kapitel 2 Ausführungsvarianten und technische Daten Geräteübersicht Drei / Vierleiter Netzqualitätsanalysatoren; Stromwandler../1/5A; inklusive Programmier und Auswertesoftware GridVis. Versorgungsspannung Schnittstellen 95...240V AC, 135...340V DC ±10% vom Nennbereich 50...110V AC, 50...155V DC ±10% vom Nennbereich 20...55V AC, 20...77V DC ±10% vom Nennbereich 4 Spannungs und 4 Stromeingänge Speicher 128/256 MB Flash Digitaleingänge Digitalausgänge 1 Temperatureingang RS 232 RS 485 Ethernet 100baseT Profibus DP V0 Type Artikel Nr. 2 2 UMG 605 52.16.027 2 2 UMG 605 52.16.028 2 2 UMG 605 52.16.029 Option zu den Geräten (bei allen Varianten) Anwendungsprogramm Emax Funktion (Spitzenlastoptimierung) Emax 52.16.084 BACnet Kommunikation BACnet 52.16.083 = nicht möglich = enthalten Allgemeine Technische Daten Nennspannung Dreiphasen 4Leitersysteme (LN, LL) 277/480 V AC Dreiphasen 3Leitersysteme (LL) 480 V AC Überspannungskategorie 300V CATIII Quadranten 4 Lückenlose Messung Abtastrate 8 Kanäle pro Kanal 20 khz Gewicht 350g Abmessungen L=107,5mm*B=90mm*H=76/82mm Montage nach IEC EN 609991/ DIN EN 50022 35 mm DIN Hutschiene Arbeitstemperaturbereich 10 55 C Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige 0,08 2,5 mm² Stiftkabelschuhe, Aderendhülsen 1,5 mm² Schutzart nach EN 60529 IP 20 Messbereich Spannung LN, AC (ohne Spannungswandler) Spannungswandler frei einstellbar 5 500 VAC Spannung LL, AC (ohne Spannungswandler) Spannungswandler frei einstellbar 8 870 VAC Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) 0,005...6 A Frequenz der Grundschwingung (nur für feste Netzfrequenz) 15...440 Hz Netze IT, TN, TT Messung in Ein/Mehrphasennetzen 1 ph, 2 ph, 3 ph, 4 ph und bis zu 4 mal 1 ph Peripherie Digitaleingänge Status, Logik oder Impulseingang 2 Digitalausgänge Schaltlogikausgang oder Impulsausgang 2 Temperaturmesseingang PT100, PT1000, KTY83, KTY84 1 Passwortschutz mehrstufig Spitzenlastmanagement optional 64 Kanäle Software GridVis Features Speichergröße 128 MB Uhr +/ 1 min pro Monat Integrierte Logik Programmiersprache Jasic Betriebsstundenzähler Wochenschaltuhr Jasic 37
UMG 605 Messwerte Spannung L1, L2, L3, L4, L1L2, L2L3, L1L3 Genauigkeit ±0,2% Strom L1, L2, L3, L4 ±0,2% Berechneter Summenstrom ±0,6% KFaktor L1, L2, L3, L4 Drehstromkomponenten Null, Mit und Gegensystem Cosphi / Leistungsfaktor L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Phasenwinkel L1, L2, L3, L4 Wirkarbeit (kwh) Blindarbeit (kvarh) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Bezogene Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Gelieferte Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Induktive Blindarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Kapazitive Blindarbeit Klasse 0,5S ( /5A) Klasse 1 ( /1A) Klasse 2 Scheinarbeit (kvah) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Strom/Spannungswellenform L1, L2, L3, L4 Frequenz der Grundschwingung Genauigkeit ±0,1% Temperaturmessung Genauigkeit ±1,5% Durchschnittswerte Minimum und Maximumwerte Spannungsqualität Oberschwingungen, 1. 63. Harmonische, gerade/ungerade Spannung L1, L2, L3, L4 Messwert > 3% vom Messbereich Messwert < 3% vom Messbereich Zwischenharmonische Strom, Spannung L1, L2, L3, L4 Verzerrungsfaktor THD U in % L1, L2, L3, L4 Verzerrungsfaktor THD I in % L1, L2, L3, L4 Spannung Mit /Gegen/Nullsystem Aktueller Flickerwert L1, L2, L3, L4 Kurzzeitflickerwert L1, L2, L3, L4 Langzeitflickerwert L1, L2, L3, L4 Transienten 50 ms Kurzzeitunterbrechungen 10 ms Anlaufströme 10 ms Schreiber für Grenzwertereignisse Genauigkeit ± 5% Genauigkeit ± 0,05 Kommunikation Schnittstellen RS 232 9.6, 19.2, 38.4, 115.2 kbps RS 485 9.6, 19.2, 38.4, 76.8, 115.2, 921.6 kbps Profibus DP Stecker, Sub D 9polig bis 12Mbps Ethernet 10/100 Base TX RJ 45 Buchse Protokolle Modbus RTU Profibus DP V0 Modbus TCP Modbus over TCP ModbusGateway HTTP Homepage (konfigurierbar) SMTP EMail SNMP SNTP Zeitsynchronisierung TFTP Automatische Konfigurierung FTP File Transfer DHCP BACnet / IP oder MSTP, Option 38
t Kapitel 2 UMG 605 Anschlussbild Maßbilder Vorderansicht Seitenansicht 90 mm 90 mm 107,5 mm 50 mm 76 mm 82 mm 39
UMG 96L / UMG 96 PQM Power Quality Monitoring Universalmessgerät Digitale Vielfalt gegen analoge Einfalt EinbauUniversalmessgeräte der Produktfamilien UMG 96L und UMG 96 sind vorwiegend für den Einsatz in Niederspannungs und Mittelspannungsverteilungsanlagen konzipiert. Durch die große Anzahl verfügbarer Messwerte in einem äußerst kompakten Messgerät lassen sich eine Vielzahl analoger Messgeräte ersetzen und damit die Installationskosten reduzieren. Zusatzfunktionen wie die Abspeicherung von Minimum und Maximumwerten, Betriebsstundenzähler, Bimetallfunktion, Passwortschutz und vieles mehr bieten darüber hinaus einen deutlichen Mehrwert. Die hohe Messgenauigkeit, ein breiter Anzeigenbereich, d.h. universelle Einsatzmöglichkeiten, bieten im Ver gleich zu analogen Mess geräten wesentliche Vorteile. Einsatzgebiete Ersatz analoger Einbaumessgeräte Anzeige und Kontrolle elektrischer Kennwerte in Energieverteilungsanlagen Kostenstellenerfassung Messwertgeber für Gebäudeleittechnik oder SPS Grenzwertüberwachung 40
Kapitel 2 UniversalMessgeräte UMG 96L / UMG 96 Universalmessgeräte 96x96 mm Einbaugeräte Der Einsatz von Energiemesstechnik in der Energieverteilung 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 Installationskosten und reduzierter Verdrahtungsaufwand im Vergleich zu analoger Messtechnik. Universalmessgeräte der Produktfamilien UMG 96L und UMG 96 sind vorwiegend für den Einsatz in Niederspannungs verteilungsanlagen konzipiert. Neben der großen Anzahl elektrischer Messwerte bieten diese Baureihen eine Vielzahl von Zusatzfunktionen wie der Ab speicherung von Minimum und Maximumwerten, Betriebs stundenzähler, Bimetallfunktion, Passwortschutz und vieles mehr. t Hauptmerkmale Kompakte Gehäuseabmessungen (96x96 mm), geringe Einbautiefe Benutzerfreundliche und zuverlässige Steckklemmen Großes LCD mit hervorragender Ablesbarkeit Große Anzahl elektrischer Messgrößen, ersetzt 13 analoge Messgeräte und mehr Höchste Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer Anwendungen Die Messgeräte UMG 96L und UMG 96 sind digitale Ein bau mess geräte, die zum Messen und Speichern von elektrischen Größen (TrueRMS) in 50/60Hz Netzen geeignet sind. Die Messung ist für 3Phasensysteme mit Mittelpunktleiter (TN und TTNetze) ausgelegt. Bei einer Netzfrequenz von 50Hz oder 60Hz beträgt die Abtastfrequenz der StichprobenMessung, die einmal pro Sekunde stattfindet, 2,5kHz bzw. 3,0kHz. Die Versorgungsspannung und Abtastfrequenz für den Betrieb des UMG 96L wird aus der Messspannung L1N entnommen. Die Arbeit und die Minimum und Maximumwerte werden alle 15 Minuten und die Pro grammier daten sofort in einem nicht flüchtigen Speicher (EEPROM) abgelegt. Das Messgerät zeichnet sich insbesondere durch die kompakte Bauweise (96x96mm) und hohe Stör festig keit aus. Um die Funktionsvielfalt des UniversalMessgerätes zu erreichen, sind vergleichsweise ca. 13 Analoggeräte wie z. B. Amperemeter, Voltmeter, VoltmeterUmschalter, Leistungsmesser (kw, kva, kvar, cos ) Wirkarbeits und Blindarbeitszähler (kwh/kvarh) und Frequenzmesser erforderlich. Dadurch wird erreicht, dass die Projektierungs, Einbau, Verdrahtungs und Lagerkosten deutlich niedriger sind als bei Verwendung von analogen Zeigermessgeräten. Ein weiterer Vorteil ist eine genauere und bessere Ablesbarkeit. 41
UMG 96L / UMG 96 Messwertanzeigen Das sehr gut ablesbare LCDDisplay in Verbindung mit den Funktionstasten informiert über die ausgewählten Messwerte (Momentan, Tiefst, Höchst, Mittelwerte). Im LCDDatenfeld lassen sich 3 Messwerte gleichzeitig anzeigen. Der Kontrast der LCDAnzeige kann durch den Anwender angepasst werden. Anzeigenauswahl und Weiterschaltung Im Auslieferungszustand sind alle Messwerte abrufbar. Nicht benötigte Messwerte können aus und wieder eingeblendet werden. Für die automatische Anzeigenweiterschaltung kann ein Zyklus von 1 bis 250 Sekunden eingestellt werden. Die Anzeigen weiterschaltung kann auch deaktiviert werden. Anzeigenbeispiele Spannung LL cos (phi) Wirkleistung Wirkarbeit Bezug Bimetallfunktion (Mittelwertbildung) Hier ist eine gemeinsame Mittelungszeit für die Strommesswerte in L1, L2, L3, N und eine Mittelungszeit für die Leistungs messwerte Wirkleistung, Scheinleistung und Blind leistung programmierbar. Diese Werte können über eine wähl bare Zeit von 5, 10, 30, 60, 300, 480 und 900 Sekunden integriert und als höchster Mittelwert gespeichert werden. Betriebsstundenzähler Der Betriebsstundenzähler wird sofort nach dem Einschalten des Gerätes aktiviert und ist ohne Rücksetzung. Die Zeit wird mit einer Auflösung von 15 Minuten gemessen und in Stunden angezeigt. Digitale Ausgänge für Wirk oder Blindarbeit bzw. Grenzwerte Die digitalen Ausgänge können als Impulsausgänge für die Wirk und Blindarbeit oder als Schaltausgänge genutzt werden. Zur Überwachung von Messdaten können die digitalen Ausgänge programmiert werden. Bei Programmierung als Grenzwert können die Transistor ausgänge mit einem Messwert verknüpft und bei Über oder Unterschreitung aktiviert werden. Die Transistorausgänge sind für die An steuerung von elektrischen Schaltgeräten mit DCBetriebsspannung oder Geräten mit NPNEingängen, z. B. SPS geeignet. Passwort Mit einem 3stelligen Passwort kann der Benutzer die Programmierung und Konfi guration gegen unbefugtes Ändern schützen. Kostenstellenerfassung und Überwachung der Grenzwerte (UMG 96) + 30V DC k varh k Wh Grenzwert max. Grenzwert min. Digitalausgang zur Kostenstellenerfassung Digitalausgang zur Grenzwertüberwachung 42
Kapitel 2 Ausführungsvarianten und technische Daten Geräteübersicht Bezeichnung Type Betriebsspannung ArtikelNr. VierleiterUniversalMessgerät 50/60Hz; Stromwandler:../1/5A Messbereich: L N: 50... 255VAC; L L: 86... 442V AC wie vor, jedoch Messbereich: L N: 16... 80V AC; L L: 28 139VAC wie vor, jedoch Messbereich: L N: 25... 160V AC; L L: 45 277VAC VierleiterUniversalMessgerät 50/60Hz; Stromwandler:../1/5A, 2 Digital/Impulsausgänge Messbereich: L N: 50... 275VAC; L L: 87... 476V AC wie vor, jedoch Messbereich: L N: 20... 76V AC; L L: 35 132VAC wie vor, jedoch Messbereich: L N: 30... 140V AC; L L: 52 242VAC UMG 96L LN: 196... 255V AC 52.14.001 UMG 96L LN: 45... 80V AC 52.14.005 UMG 96L LN: 90... 160V AC 52.14.007 UMG 96 LN: 196... 275V AC 52.09.001 UMG 96 LN: 49... 76V AC 52.09.002 UMG 96 LN: 98... 140V AC 52.09.005 Allgemeine Technische Daten Betriebsspannung Siehe Bestelldaten Abtastrate 2,5 / 3 khz Gewicht 250g Abmessung B= 96mm x H 96mm x T= 42mm Montage Fronttafeleinbau Arbeitstemperatur 10 +55 C Lagertemperatur 20 +70 C Schutzart (Rückseite/Front) nach EN 60529 IP 20/50 Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige Stiftkabelschuhe, Aderendhülsen 0,08 2,5mm 2 1,5mm 2 Messbereich Spannung LN Siehe Bestelldaten Spannung LL Siehe Bestelldaten Strom.../1A oder.../5a 0,02...6 A Frequenz, Grundschwingung 45...65 Hz Messwerte Messgröße Anzeigenbereich Messbereich bei L1 L2 L3 Summe Tiefstwerwert* Mittel Maxwerte Messgenauigkeit Skalierungsfaktor 1 1 Mittel wert Messwert Strom 1/5A L1L3 0,00.. 9,99 ka 0,02.. 6 A +1 % Strom, im N berechnet 0,00.. 9,99 ka 0,06.. 18 A +3 % Spannung LN 0,0.. 34 kv 50.. 255 V AC* 2 +1 % Spannung LL 0,0.. 60 kv 86.. 442 V AC* 2 +2% Frequenz (U) 45,0.. 65,0 Hz +1,5 % Wirkleistung, Summe,+/ 0,00 W.. 150 MW 1,8 W.. 2,4 kw +1,5 % Scheinleistung, Summe 0,00 VA.. 150 MVA 1,8 VA.. 2,4 kva +1,5 % Blindleistung, Summe 0,00 var.. 150 MVar 1,8 var.. 2,4 kvar ind.+1,5 % cos phi 0,00 ind... 1,00.. 0,00 kap. 0,00 kap... 1,00.. 0,00 ind. +3 % * 4 Wirkarbeit, Bezug 0.. 999.999.999 kwh Klasse 2* Blindarbeit, induktiv 0.. 999.999.999 kvarh Klasse 2* Betriebsstundenzähler 0.. 999.999.999 h +2 Min. pro Tag *1 Integration über die Zeit: 5, 10, 30, 60, 300, 480, 600 und 900 Sekunden. *2 Außerdem lieferbar: Messbereich: LN 16.. 80V, AC, LL 28.. 139V, AC, Betriebsspannung: LN 45.. 80V, AC und Messbereich: LN 25.. 160V, AC, LL 45.. 277V, AC, Betriebsspannung: LN 90.. 160V, AC (Die Betriebsspannung wird aus der Messspannung bezogen) *3 Genauigkeitsklasse nach DIN EN61036:200101, VDE0418Teil 7, IEC61036:1996 + A1:2000 *4 Die gemessene Scheinleistung muss im Bereich von 1.. 100 % liegen. Peripherie 2 Digitalausgänge Als Schaltausgang oder Impulsausgang Nur UMG 96 43
UMG 96L / UMG 96 Typische Anschlussvarianten UMG 96L UMG 96 44
Kapitel 2 UMG 96L / UMG 96 Anschlussbilder UMG 96L Geräterückseite UMG 96 Geräterückseite t Maßbilder Seitenansicht Rückseite, Ausbruchmaße: 92 +0,8 x 92 +0,8 mm 45
UMG 96S PQM Power Quality Monitoring Der kleine FeldbusRiese EinbauUniversalmessgeräte der Produktfamilie UMG 96S sind für den Einsatz in Niederspannungsund Mittelspannungsverteilungsanlagen konzipiert. Durch die große Anzahl verfügbarer Messwerte in einem äußerst kompakten Messgerät lassen sich eine Vielzahl analoger Messgeräte ersetzen. Zu satz funktionen wie die Messung von Oberschwingungen, Abspeicherung von Minimum und Maximumwerten, digitale und analoge I/Os, Betriebsstundenzähler, Bimetallfunktion, Pass wortschutz und vieles mehr bieten darüber hinaus ein effektives Werkzeug für die Fehleranalyse und zur Überwachung der Spannungsqualität. Interface und Feldbusfähigkeit (Modbus, Profibus, M Bus) erlauben die Kommunikation der Messdaten und die Einbindung in umfassende Energie managementsysteme. Einsatzgebiete Anzeige und Kontrolle elektrischer Kennwerte in Energieverteilungsanlagen Kostenstellenerfassung Grenzwertüberwachung, Messwertgeber für Gebäudeleittechnik oder SPS Überwachung von Oberschwingungen 46
Kapitel 2 UniversalMessgeräte UMG 96S mit Interface und Feldbus Einstiegsklasse in intelligente Energiemanagementsysteme 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. Universalmessgeräte der Produktfamilie UMG 96S sind vorwiegend für den Einsatz in Nieder und Mittelspannungs verteilungs anlagen konzipiert. Neben der großen Anzahl elektrischer Messwerte bietet diese Baureihe eine Vielzahl von Zusatzfunktionen wie der Abspeicherung von Minimum und Maximumwerten, Betriebsstundenzähler, Bimetallfunktion, Passwortschutz und vieles mehr. Die Kom muni kations möglichkeit über verschiedene Feldbusse erlaubt die Einbindung in komplexere Energiemanagementsysteme ebenso wie die Anbindung an SPSSteuerungen oder die Gebäudeleittechnik. Der integrierten Oberschwingungsanalyse fällt bei zunehmender Netzverunreinigung (steigende THDU Werte) eine immer größere Bedeutung zu. t Hauptmerkmale RS232, RS485 Interface Feldbusse: Modbus, Profibus, MBus Oberschwingungsanzeige Digitale I/O und analoge Ausgänge Integrierte Logik für Alarmmeldungen Höchste Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer Anwendungen Das UMG 96S ist ein UniversalMessgerät, das zum Messen, Speichern und Überwachen von elektrischen Größen (TrueRMS) im Niederspannungs und Mittelspannungsnetz geeignet ist. Die Messung ist für 1 und 3Phasensysteme mit Mittelpunktsleiter im Nieder spannungs und im Mittel spannungsnetz geeignet. Es zeichnet sich insbesondere durch die kompakte Bauweise (96x96mm) und Messung der Oberschwingungs ströme und spannungen in jedem Außenleiter aus. Um die Funktionsvielfalt des UniversalMessgerätes zu erreichen, sind vergleichsweise ca. 15 analoge Mess geräte, wie z. B. Amperemeter, Voltmeter, VoltmeterUmschalter, Leistungs messer (kw, kva, kvar und cos ) Wirk/Blind arbeits zähler, Oberschwingungs analy sator und Messum former etc. erforderlich. Mit dem UMG 96S wird erreicht, dass die Projektierungs, Einbau, Verdrahtungs und Lagerkosten deutlich niedriger sind als bei analogen Messgeräten. 47
UMG 96S Datenspeicher / Speicher Es können bis zu 160.000 Messwerte bzw. Ereignisse im Datenspeicher (Option) abgespeichert werden. Für die Speicherung der Messwerte und Ereignisse stehen 4 vordefinierte Profile zur Auswahl. Jedes dieser Profile kann einzeln oder zusammen mit anderen Profilen ausgewählt werden. Das Grundgerät ohne Speicher und Uhr speichert nur die Arbeit (gesamt) und Minimum/Maximumwerte (ohne Zeitstempel). Messwert Anzeigen / Weiterschaltung Die Messwerte werden einmal pro Sekunde berechnet und sind in den Messwertanzeigen abrufbar. Für den Abruf der Messwerte stehen zwei Methoden zur Verfügung: Die automatisch wechselnde Darstellung von ausgewählten Messwertanzeigen mit einer einstellbaren Wechselzeit von 0.. 60 Sek. Die Auswahl einer Messwertanzeige über die Tasten aus einem vorgewählten Anzeigenprofil. Es stehen 4 Anzeigenprofile zur Verfügung, und es kann ein kundenspezifisches Anzeigenprofil über den PC konfiguriert und auf das Gerät übertragen werden. Anzeigenbeispiele Drehfeldanzeige Höchstwert THD L3 Programmierung Stromwandler Wirkarbeit Bezug LCD Kontrast Der Kontrast der LCDAnzeige kann durch den Anwender angepasst werden. Um einen optimalen Kontrast über den gesamten Betriebstemperaturbereich zu erhalten, erfolgt eine automatische Kontrast einstellung über die gemessene Innentemperatur. Betriebsstundenzähler Der Betriebsstundenzähler misst die Zeit (Auflösung 6 min) nachdem das Gerät betriebsbereit ist und kann nicht zurückgesetzt werden. Außerdem können insgesamt 6 Gesamt laufzeiten über die 6 Vergleicher programmiert und über das Vergleichsergebnis als Gesamtlaufzeit erfasst werden. Als Parameter stehen Messwert / Grenzwert / Operatoren (>=<) zur Verfügung. Die Gesamtlaufzeiten können auch einzeln zurückgestellt werden. Modbus / Profibus Oberschwingungen Speicher Analogausgänge Digital I/O 48
Kapitel 2 UniversalMessgeräte Industrielle Datenkommunikation Interface und Feldbus Um die große Menge an generierten Daten weiter zu verarbeiten und auszuwerten, werden die Daten über entsprechende Kommunikationseinrichtungen weitergeleitet und zentral gesammelt. Auch die Einbindung des UMG 96S in komplexere Energie managementsysteme und die Anbindung an SPSSteuerungen oder an eine Gebäudeleittechnik ist möglich. Dazu stellt das UMG 96S verschiedene Schnittstellen (RS232, RS485, MBus) und Protokolle für den Aufbau der gängigsten Feldbusse (Modbus, Profibus, MBus) zur Verfügung. Hierbei besticht das UMG 96S durch seine zuverlässige Kommunikation mit sehr hohen Übertragungsraten. Analogausgänge Bei den Ausführungsvarianten mit Analogausgängen können die Ausgänge entweder als Analogausgänge, Impulsausgänge oder als Schalt ausgänge konfiguriert werden. Für jeden Analogausgang stehen folgende Parameter zur Verfügung: Messwert, Skalenstartwert (4mA) und Skalenendwert (20mA). Digitale Eingänge / Ausgänge Die digitalen Ausgänge können als Impulsausgänge (max. 10Hz) für die Wirk und Blindarbeit oder als Schaltausgänge genutzt werden. Zur Überwachung von Messdaten können die digitalen Ausgänge programmiert werden. Jedem Digitalausgang können bis zu 3 Vergleicher (A,B,C) zugeordnet und das Ergebnis auf den Digitalausgang geführt werden. Das Vergleicherergebnis kann auch von extern über Modbus RTU beschrieben werden. Die Schaltausgänge können auch über ProfibusRemote gesetzt werden. Integrierte Logik Vergleichergruppe 1 Vergleicher A Vergleicher B Vergleicher C Messwert (Adr.020) Grenzwert (Adr.018) Mindesteinschaltzeit (Adr.021) Vorlaufzeit (Adr. 065) Operator ">=", "<" (Adr.022) Messwert (Adr.015) Grenzwert (Adr.013) Mindesteinschaltzeit (Adr.016) Vorlaufzeit (Adr. 064) Operator ">=", "<" (Adr.017) Messwert (Adr.025) Grenzwert (Adr.023) Mindesteinschaltzeit (Adr.026) Vorlaufzeit (Adr. 066) Operator ">=", "<" (Adr.027) Vergleicherergebnis (Adr.386) Vergleicherergebnis (Adr.387) Vergleicherergebnis (Adr.388) Ereignisspeicher (Adr.500) Ereignisspeicher (Adr.500) Ereignisspeicher (Adr.500) Gesamtlaufzeit (Adr.396) Gesamtlaufzeit (Adr.398) Gesamtlaufzeit (Adr.400) Ergebnisse der Vergleicher A, B und C verknüpfen Ergebnisse aus den Vergleichern A, B und C UND oder ODER verknüpfen (Adr.043). Ergebnis invertieren (Adr.044). Verknüpfungsergebnis (Adr.389) Schaltausgang 1 (Adr.002 = 1) Grenzwertüberwachung 12 11 49
UMG 96S Netze TN und TT Netze 1 und 4phasige Netze Schnittstellen RS 232 RS 485 MBus 2 Digitale IO s Impulsausgänge Meldeeingangslogik Zustandsüberwachung Alarmmeldung HT/NT Umschaltung Schaltausgang Grenzwertausgang Kommunikation Modbus RTU Profibus DPVO MBus Speicher (optional) 512 kbyte 160 000 Messwerte Messgenauigkeit Arbeit: Klasse 1 Strom: 0,5 % Spannung: 0,5 % Spannungsqualität THDI THDU Oberschwingung 1...15. 50
Kapitel 2 Ausführungsvarianten und technische Daten Geräteübersicht (Übertragungsraten: Modbus 9.6, 19.2, 38.4 kbit/s; Profibus 9.6, 19.2, 93.75, 187.5, 500 kbit/s und 1.5 Mbit/s.) 2 Digitalausgänge wahlweise aktivierbar* 1 2 Digitaleingänge 2 Analogausgänge 420mA wahlweise aktivierbar* 2 RS485 (Modbus RTU) RS232 (Modbus RTU) Uhr / Speicher Schnittstelle Profibus (DP V0)* 4 MBus* 4 Hilfsspannung: 24V DC StandardVersion 300V Messbereich: LN 50 300V; AC* 3 Messbereich: LL 87.. 520V; AC SonderVersion 150V Messbereich: LN 25 150V; AC Messbereich: LL 40.. 250V; AC LN: 85.. 300V, AC 52.13.001 LN: 85.. 300V, AC 52.13.005 LN: 85.. 300V, AC 52.13.009 LN: 85.. 300V, AC 52.13.013 LN: 85.. 300V, AC 52.13.017 LN: 85.. 300V, AC 52.13.021 LN: 140.. 300V, AC 52.13.025 * LN: 140.. 300V, AC 52.13.040* LN: 140.. 300V, AC 52.13.045 18.. 70V DC, 18.. 33V, AC Hilfsspannung 52.13.029 LL: 85.. 260V, AC 52.13.002 LL: 85.. 260V, AC 52.13.006 LL: 85.. 260V, AC 52.13.010 LL: 85.. 260V, AC 52.13.014 LL: 85.. 260V, AC 52.13.018 LL: 85.. 260V, AC 52.13.022 LL: 85.. 260V, AC 52.13.026 18.. 70V DC, 18.. 33V, AC Hilfsspannung 52.13.031 = enthalten = nicht enthalten * MBusVariante für BTR *1 Kombinationsmöglichkeiten Ein und Ausgänge: a) 2 Digitalausgänge, b) 2 Digitaleingänge, c) 2 Analogausgänge, d) 1 Digitalausgang u. 1 Analogausgang, e) 1 Digitalausgang u. 1 Digitaleingang. *2 Die Schnittstelle RS232 kann nicht gleichzeitig mit der Schnittstelle RS485 betrieben werden. *3 Hilfsspannungsbereich für Geräte mit Profibus: 140V.. 300V AC. Außerdem lieferbar: SonderVersion Betriebsspannung: LN: 25.. 140V, LL: 85.. 260VAC *4 Diese Geräte sind nur für den Einsatz im industriellen Bereich geeignet. Betriebsspannung ArtikelNr. Allgemeine Technische Daten Betriebsspannung LN, AC siehe Bestelldaten Überspannungskategorie 300V CAT III, 600V CAT II Quadranten 4 Abtastrate 6 Kanäle pro Kanal 2,5 / 3 khz Gewicht 250g Abmessungen B= 96mm x H= 96mm x T= 49mm Montage Fronttafeleinbau Arbeitstemperaturbereich 10 55 C Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige Stiftkabelschuhe, Adernendhülsen 0,08 2,5mm 2 1,5mm 2 Schutzart Front/ Rückseite nach EN60529 IP 50/20 51
UMG 96S Messbereich Spannung LN, AC (ohne Spannungswandler) Spannung LL, AC (ohne Spannungswandler) Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) Frequenz der Grundschwingung Netze Messung in 1phas./ mehrphasen Netzen siehe Bestelldaten siehe Bestelldaten 0,01...6A 45...65Hz TN,TT 1ph, 2ph, 3 ph und bis zu 3 mal 1ph Messwerte Messgröße Anzeigenbereich Messbereich bei L1 L2 L3 Messgenauigkeit Summe Min. Mittelwert* wert Max. Skalierungsfaktor 1 wert Strom 0,01.. 60,0 ka 0,01.. 6 A +0,5 % Strom, im N berechnet 0,01.. 180,0 ka 0,01.. 18 A +1,5 % Spannung LN 0,0.. 34 kv 50.. 300 V +0,5 % Spannung LL 0,0.. 60 kv 87.. 520 V +1,0 % Frequenz (U) 45,00.. 65,00 Hz 45,00.. 65,00 Hz +0,1 % Wirkleistung pro Phase 0,1 W.. 99,9 MW 0,1 W.. 1,8 kw +1,0 % Scheinleistung pro Phase 0,1 VA.. 99,9 MVA 0,1 VA.. 1,8 kva +1,0 % Blindleistung pro Phase 0,1 var.. 99,9 Mvar 0,1 var.. 1,8 kvar ind. +1,0 % Wirkleistung Summe 1,0 W.. 99,9 MW 1,0 W.. 5,4 kw +1,0 % Scheinleistung Summe 1,0 VA.. 99,9 MVA 1,0 VA.. 5,4 kva +1,0 % Blindleistung Summe 1,0 var.. 99,9 Mvar 1,0 var.. 5,4 kvar ind. +1,0 % cos phi 0,00 kap... 1,00.. 0,00 ind. 0,00 kap... 1,00.. 0,00 ind. +1,0 Grad Wirkarbeit, Bezug/Lieferung 0.. 999.999.999 kwh Klasse 1(5A) 2 (1A) Blindarbeit, induktiv 0.. 999.999.999 kvarh Klasse 1(5A) 2 (1A) Betriebsstundenzähler 0.. 999.999.999 h +2 Min. pro Tag *1 Integration über die Zeit: 5, 10, 30, 60, 300, 480 und 900 Sekunden Spannungsqualität Oberschwingungen, 1.15. Harmonische, ungerade Strom, Spannung L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 2% Verzerrungsfaktor THDU in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 2% Verzerrungsfaktor THDI in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 2% Schreiber für Grenzwertereignisse, bei Geräten mit Speicher Messgenauigkeit Genauigkeit V, A ± 0,5 % Blindarbeit (Karh) Klasse 1 (5A) 2 (1A) Wirkarbeit (kwh) Klasse 1 (5A) 2 (1A) Peripherie Digitaleingänge als Status oder Impulseingang 2, siehe Bestelldaten Digitalausgänge als Schaltausgang oder Impulsausgang 2 Analogausgänge 4...20mA 2, siehe Bestelldaten Paßwortschutz Software GridVis siehe Kapitel 5 Kommunikation Schnittstellen RS 232 9.6, 19.2, 38.4 kbps; RJ11 siehe Bestelldaten RS 485 9.6, 19.2, 38.4 kbps; Klemmenleiste siehe Bestelldaten MBus Stecker, Sub D 9polig siehe Bestelldaten Protokolle Modbus RTU 9.6, 19.2, 38.4 kbps Profibus DP V0 9.6, 19.2, 45.45, 93.75, 187.5, 500, 1500 kbps siehe Bestelldaten MBus 0.3, 2.4, 9.6 kbps siehe Bestelldaten 52
t Kapitel 2 UMG 96S Anschlussbild Maßbild Schalttafelausschnitt: 92 x 92mm Variante mit Profibus Typische Anschlussvariante UMG 96S Profibus mit Schalteingängen, RS 232 und Profibus UMG 96S ohne Option 53
UMG 96RM PQM Power Quality Monitoring Universalmessgerät Konkurrenzlos in seiner Klasse Das UMG 96RM ist ein sehr kompaktes und leistungsstarkes Universalmessgerät vorwiegend für den Einsatz in Niederspannungs und Mittelspannungsverteilungsanlagen konzipiert. Neben der großen Anzahl elektrischer Messwerte bietet das innovative Messgerät eine Vielzahl von Zusatzfunktionen wie z. B. die Messung von Oberschwingungen bis zur 40ten. Die kontinuierliche Abtastung mit 21,3 bzw. 25,6 khz ermöglicht eine Erfassung der Messwerte in hoher Auflösung und bietet somit ein effektives Werkzeug im Bereich Energiemanagement, zur Fehleranalyse und zur Überwachung der Spannungsqualität. Einsatzgebiete Messung, Überwachung und Kontrolle elektrischer Kennwerte in Energieverteilungsanlagen Aufzeichnung von Lastprofilen für Energiemanagementsysteme (z. B. 16001, ISO 50001) Erfassung des Energieverbrauchs zur Kostenstellenanalyse Messwertgeber für Gebäudeleittechnik oder SPS (Modbus) Überwachung von Spannungsqualitätsgrößen, z.b. Oberschwingungen bis zur 40ten Ordnung 54
Kapitel 2 UniversalMessgeräte UMG 96RM Kompakte Höchstleistung Das kompakte und leistungsstarke Multifunktionsmessgerät für die Energiemesstechnik. Das UMG 96RM ist mit einem leistungsstarken, innovativen Mikro prozessor ausgestattet. Die Abtastung sämtlicher Mess kanäle mit 21,3 bzw. 25,6 khz erlaubt eine kontinuierliche Messung und Erfassung von mehreren hundert Messwerten in hoher Auflösung. Modernste Mikroprozessortechnologie, Bau elemente mit engen Toleranzwerten, hrzehntelange Design und Pro duk tions erfahrung sowie eine PrimeFirmware stellen eine sehr hohe Messgenauigkeit und Zuverlässigkeit des UMG 96RM sicher. Das UMG 96RM erfasst die elektrischen Energieverbräuche, elektrische Standardgrößen wie Strom, Spannung, Frequenz, Leistung und Spannungsqualitätsgrößen, wie z. B. Oberschwingungen bis zur 40ten. Die hohe Messgenauigkeit, die kompakte Bauform, die umfangreichen Messdaten, die vielfältige Protokolle für die Einbindung in übergeordnete Systeme und das wirtschaftliche Design machen das UMG 96RM konkurrenzlos. t Hauptmerkmale Messung in IT und TNNetzen LCDDisplay mit Hintergrundbeleuchtung Echte Effektivwertmessung (TRMS) Kontinuierliche Abtastung der Spannungs und Strommesseingänge mit je 21,3 bzw. 25,6 khz Oberschwingungsanalyse bis zur 40ten Ordnung 7 Energiezähler jeweils für L1, L2, L3 und Summe 8 Tarife Hohe Messgenauigkeit, Wirkarbeitsklasse 0,5, Messgenauigkeit Strom/Spannung 0,2% Höchste Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer Inklusive umfangreiches Software GridVis Paket Anwendungen Das UMG 96RM ist ein UniversalMessgerät der neusten Genera tion, das zum Messen, Speichern und Überwachen von elektrischen Größen (TrueRMS) im Niederspannungs und Mittel spannungs netz (1 und 3Phasensysteme mit Mittelpunktsleiter) ge eignet ist. Es zeichnet sich insbesondere durch die kompakte Bauweise (96x96mm), der LCDHintergrundbeleuchtung und Messung der Oberschwingungs ströme und spannungen in jedem Außenleiter aus. Die Spannungsmess eingänge sind für die Messung in Niederspannungsnetzen, in denen Nennspannungen bis 300V gegen Erde und Stoß spannungen der Überspannungskategorie III vorkommen können, ausgelegt. Durch zahlreiche Schnittstellen und Protokolle wird eine unkomplizierte Systemeinbindung (Energiemanagesystem, SPS, SCADA, GLT) sicher gestellt. Die zum Lieferumfang gehörende GridVis Software ist die Basis für Energiemanagementsysteme und Netzqualitäts untersuchungen. 55
UMG 96RM Anwendungsmöglichkeiten Zur nachhaltigen Reduzierung der Energiekosten wird zuerst ein Überblick über den Stromverbrauch und die Energieflüsse in der elektrischen Anlage benötigt. Ob für den Aufbau von Energiemanagementsystemen (EN16001, ISO 50001), das Kosten stellen management oder die Überwachung der Netzqualität, Universalmessgeräte der Baureihe UMG 96RM sind Basisgeräte für jede Anwendung. Energiedatenerfassung & Lastprofile Mit Hilfe des UMG 96RM ist eine detaillierte Erfassung der Energiedaten und des Lastprofils eine einfache Aufgabe im Bereich der Energieanalyse. Dies ist sowohl für Themen der Energieeffizienz als auch für die sichere Auslegung der Energie ver teilungseinrichtungen essentiell. Kostenstellenanalyse In Industrieunternehmen ist es von immer größerer Bedeutung, Energiekosten bestimmten Produkten zuordnen zu können. Aber auch, um die Aufschlüsselung und Zuordnung von Energieverbräuchen zur Weiterverrechnung von Energiekosten ermitteln zu können. Das Bewusstsein der Mitarbeiter hinsichtlich kostenoptimiertem und Ressourcen schonendem Umgang mit Energie wird so geschärft. Energiemanagementsysteme (EN16001 / ISO 50001) Zur kontinuierlichen Energieeffizienzsteigerung und Kostenreduzierung sind Energie managementsysteme nach der Norm EN16001 / ISO 50001 unumgänglich. Uni versal messgeräte der Baureihe UMG 96RM sind ein wichtiger Bestandteil von Energie management systemen, unter anderem auch um Steuervorteile zu sichern. Transparenz der Energieversorgung Durch ein mehrstufiges und skalierbares Messsystem im Bereich der Energie messtechnik erreicht man einen hohen Grad an Transparenz. Erst durch die kontinuierliche Messung mit hoher Auflösung werden sporadische Ereignisse erfasst und damit Gegenmaßnahmen möglich. Netzqualitätsüberwachung Das UMG 96RM gibt unverzichtbare Hinweise auf unzureichende Spannungs qualität und ermöglichen so Maßnahmen zur Behebung von Netzproblemen. Dies führt zur Vermeidung von Produktionsausfällen, erheblich längeren Lebenszeiten der Betriebsmittel und somit zu einer verbesserten Nachhaltigkeit der damit verbundenen Investitionen. 56
Kapitel 2 UniversalMessgeräte Varianten des UMG 96RM Das UMG 96RM ist entsprechend den Marktanforderungen in verschiedenen anwenderspezifischen Ausführungen verfügbar. Die Unterschiede der einzelnen Varianten liegen überwiegend bei Schnittstellen, Protokollen sowie Konfiguration von Ein und Ausgängen. Bereits das Grundgerät verfügt über eine umfangreiche Ausstattung mit schneller RS485 Schnittstelle mit Modbus Protokoll und 2 digitalen Ausgängen. Alle weiteren Varianten sind grundsätzlich mit 4 digitalen Ein und 6 digitalen Ausgängen, Uhr, Batterie und Speicher ausgestattet. Grundgerät Die schnelle RS485 Schnittstelle mit Modbus Protokoll und die 2 digitalen Ausgänge ermöglichen eine schnelle und kostengünstige Überwachung der Spannungsqualität und Energieverbräuche. Profibus und digitale IOs Der Profibusanschluss wird insbesondere in Systemen verwendet, bei denen das UMG 96RM in der Automatisierungswelt (SPSSteuerungen) mit eingebunden werden soll. t Temperatureingang und Analogausgang Zahlreiche Ein und Ausgänge ermöglichen die effektive Einbindung in übergeordnete Systeme. Mittels Temperatureingang kann gleichzeitig die NSHV, der Transformator oder der Serverschrank gegen Übertemperatur geschützt werden. MBus Der MBus Feldbusanschluss für die Verbrauchsdatenerfassung verschiedener Verbrauchszähler, wie z.b. Wasser, Gas, Wärme oder Stromzähler. Über den MBusAnschluss lässt sich das UMG 96RM in Verbrauchserfassungssysteme einfach und kostengünstig integrieren, oder kann als Datenlogger sogar als Mastergerät eingesetzt werden. 4ter Stromwandlereingang Der zunehmende Anteil nichtlinearer Verbraucher führt zu steigenden Netzrückwirkungen insbesondere auch im Hinblick auf die Oberschwingungsbelastung des Neutralleiters. Mittels des 4ten Stromeinganges kann der NLeiter kontinuierlich überwacht werden. Ethernet (TCP/IP) In zunehmendem Maße wird die Kommunikation vom typischen Feldbus auf Ethernet (TCP/IP) verlagert. Der EthernetAnschluss des UMG 96RM gewährleistet eine einfache Einbindung ins Netzwerk und eine schnelle und zuverlässige Kom mu ni kationsstrecke. Ethernet (TCP/IP) + digitale und analoge IOs Smart Grid steht neben der Netztransparenz für die aktive Steuerung von Energieflüssen und Leistungen. Dazu bietet das UMG 96RM eine umfangreiche Konfiguration an IOs für die intelligente Integration und Steuerungsaufgaben. 57
UMG 96RM Router SPS Software Netze TN, IT Netze 3 und 4phasige Netze bis zu 4 einphasige Netze Schnittstellen RS 485 Profibus (Option) MBus (Option) Ethernet (Option) USB (Option) 4 Digitale Eingänge (Grundgerät: keine Eingänge) Impulseingang Logikeingang Zustandsüberwachung HT/NT Umschaltung 6 Digitale Ausgänge (Grundgerät: 2 Ausgänge) Impulsausgang kwh/kvarh Schaltausgang Grenzwertausgang Logik Ausgang Remote über Modbus / Profibus Kommunikation Modbus (RTU) Profibus DP/V0 (Option) TCP/IP (Option) Temperaturmesseingang PT 100, PT 1000 (Option) Speicher (Grundgerät ohne Messdatenspeicher, Arbeits, Min und Maxwerte werden im EEPROM gespeichert) 256 MB Flash Messgenauigkeit Arbeit: Klasse 0,5 (.../5A) Strom: 0,2 % Spannung: 0,2 % Spannungsqualität Oberschwingungen bis zur 40ten THDU THDI Unsymmetrie 58
Funktionsumfang und technische Daten Geräteübersicht Drei / Vierleiter Netzanalysator; 50/ 60Hz; Stromwandler../1/5A; inklusive Programmier und Auswertesoftware GridVis. Schnittstellen Hilfsspannung**: 95...240 V AC, 80...340 V DC ±10% vom Nennbereich Digitaleingänge Digital/ Impulsausgänge Temperatureingang und Analogausgang 4ter Stromwandlereingang Integrierte Logik 256 MB Speicherggröße Uhr und Batterie RS 485 Profibus MBus Ethernet 100baseT USB Type ArtikelNr. t Kapitel 2 2 UMG 96RM 52.22.001 4 6 UMG 96RMP 52.22.002* 4 6 UMG 96RMPT 52.22.003* 4 6 UMG 96RMM 52.22.004* 4 6 UMG 96RMCBM 52.22.005* 4 6 UMG 96RME 52.22.006* 4 6 UMG 96RMET 52.22.007* = nicht möglich = enthalten *Voraussichtlich lieferbar 2. Halbhr 2011 **Optional weitere Hilfsspannungen verfügbar. Zur Parametrierung des Grundgerätes (Art.Nr. 52.22.001) wird ein Schnittstellenwandler und die GridVisSoftware empfohlen. Features Dreileiter/Vierleiter Abtastfrequenz 50/60 Hz Arbeitstarife Oberschwingungen Verzerrungsfaktor THDU / THDI in % Unsymmetrie Uhr Betriebsstundenzähler / 21,33 / 25,6 khz 4 x kwh / 4xkVArh 1..40ten +/ 1 min pro Monat Kommunikation Schnittstellen RS 485 9.6, 19.2, 38.4, 76.8, 115.2, 921.6 kbps Profibus DP Stecker, Sub D 9polig bis 12Mbps, Variante P und PT MBus, Variante M Ethernet RJ45Buchse, Variante E und ET USB, Variante P, PT, M und CBM Protokolle Modbus RTU Profibus DP V0, Variante P TCP/IP, Variante E und ET 59
UMG 96RM Allgemeine Technische Daten Nennspannung Dreiphasen 4Leitersysteme (LN, LL) 277/480 V AC Dreiphasen 3Leitersysteme (LL) 480 V AC Überspannungskategorie 300 V CATIII Quadranten 4 Lückenlose Messung Abtastrate 50/60 Hz pro Kanal 21,33 / 25,6 khz Montage Fronttafeleinbau Arbeitstemperaturbereich 10 55 C Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige 0,08 2,5 mm² Stiftkabelschuhe, Aderendhülsen 1,5 mm² Schutzart nach EN60529 IP 20 Messwerte Messgröße Anzeigenbereich Messbereich bei Skalierungsfaktor 1 L1 L2 L3 Summe Min. wert Mittelwert Max. wert Messgenauigkeit Strom 0.. 9999 ka 0.. 5 A +0,5 % Strom, im N berechnet 0,03.. 9999 ka 0,03.. 25 A +1,0 % Spannung LN 0.. 9999 kv 10.. 300 V +0,2 % Spannung LL 0,0.. 9999 kv 18.. 520 V +0,2 % Frequenz (U) 45,00.. 65,00 Hz 45,00.. 65,00 Hz +0,05 % Wirkleistung pro Phase 0 W.. 9999 GW 0 W.. 1,8 kw +0,5 % Scheinleistung pro Phase 0 VA.. 9999 GVA 0 VA.. 1,8 kva +0,5 % Blindleistung pro Phase 0 var.. 9999 Gvar 0 var.. 1,8 kvar ind. +1 % Wirkleistung Summe 0 W.. 9999 GW 0 W.. 5,4 kw +0,5 % Scheinleistung Summe 0 VA.. 9999 GVA 0 VA.. 5,4 kva +0,5 % Blindleistung Summe 0 var.. 9999 Gvar 0 var.. 5,4 kvar ind. +1,0 % cos phi 0,00 kap... 1,00.. 0,00 ind. 0,00 kap... 1,00.. 0,00 ind. +1,0 Grad Wirkarbeit, Bezug/Lieferung 0.. 999.999.999 kwh Klasse 0,5(5A) Blindarbeit, induktiv 0.. 999.999.999 kvarh Klasse 1(5A) Betriebsstundenzähler 0.. 999.999.999 h +2 Min. pro Tag Spannungsqualität Oberschwingungen, 1.40. Strom, Spannung L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,2% Verzerrungsfaktor THDU in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,2% Verzerrungsfaktor THDI in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,2% Schreiber für Grenzwertereignisse, bei Geräten mit Speicher Messgenauigkeit Genauigkeit V, A ± 0,2 % Blindarbeit (Karh) Klasse 1 (5A) Wirkarbeit (kwh) Klasse 0,5 (5A) Peripherie Digitaleingänge als Status oder Impulseingang siehe Bestelldaten Digitalausgänge als Schaltausgang oder Impulsausgang siehe Bestelldaten Analogausgänge 4...20mA siehe Bestelldaten Passwortschutz Software GridVis siehe Kapitel 5 60
Kapitel 2 UMG 96RM Variantenkombination Externe Spannungsversorgung mit weitem Spannungsbereich Außenliegendes Batteriefach; ermöglicht den Austausch der Batterie im laufenden Betrieb. Ethernetanschluss (oder USB) für die sichere und schnelle Einbindung ins Netzwerk bzw. für die Programmierung Die große Anzahl an digitalen Ein und Ausgängen (bis zu 4 x EIN und 6 x AUS) erlaubt die Einbindung untergeordneter Messstellen ebenso wie die Einbindung des UMG 96RM in übergeordnete Systeme. t Der 4te Stromwandlereingang erlaubt die Überwachung des NLeiters oder eines 4ten einphasigen Verbrauchers. Maßbild 57 74 Das Kompakte......speziell für Anwendungen mit kleinen Abmessungen. Die geringe Bautiefe erlaubt den Einbau auch bei beschränkten Platzverhältnissen, wie z.b. in Installations unter verteilungen. Durch die benutzerfreundliche Bauweise können Installations und An schlusskosten deutlich reduziert werden. 96 91 100 Beide Abbildungen zeigen die Kombination aller möglichen Varianten. Die tatsächlichen Ansichten entnehmen Sie bitte den entsprechenden Betriebsanleitungen. 61
UMG 503 PQM Power Quality Monitoring Digitales Messen in Perfektion Netzanalysatoren der Produktfamilie UMG 503 sind für den Einsatz in Niederspannung und Mittelspannungsverteilungsanlagen konzipiert. Das große Display in einem 144x144 mm Gehäuse, die höhere Genauigkeit und der erweiterte Messbereich erlauben einen sehr universellen Einsatz. Zu satz funktionen wie die Messung von Oberschwingungen, Abspeicherung von Minimum und Maximumwerten, Relaisausgang, Impuls und Analogausgänge, Bimetallfunktion, Passwort schutz und vieles mehr bieten darüber hinaus ein effektives Werkzeug für die Fehleranalyse und zur Überwachung der Spannungsqualität. Interface und Feldbusfähigkeit (Modbus) erlauben die Weiterleitung der Messdaten (z. B. Energie ver brauch) an eine zentrale Leitstelle und die Einbindung in umfassende Energie manage ment systeme. Die integrierte Logik ermöglicht die Auswertung von Messdaten und die Einleitung von konkreten Maßnahmen. Einsatzgebiete Messung, Überwachung und Kontrolle elektrischer Kennwerte in Energieverteilungsanlagen Aufzeichnung von Lastprofilen für Energiemanagementsysteme Erfassung des Energieverbrauchs zur Kostenstellenanalyse Messwertgeber für Gebäudeleittechnik oder SPS (Modbus) Überwachung von Oberschwingungen, Grenzwertüberwachung 62
Kapitel 2 Netzanalysator UMG 503 Der universelle Netzanalysator Der Einsatz von Energiemesstechnik in der Energieverteilung verändert sich die letzten Jahre sehr dynamisch in Richtung digitaler Universal messgeräte. Die Vorteile liegen dabei auf der Hand: Geringere Gerätekosten bei mehr Information und Funktionalität. Zusätzlich ist die digitale Messtechnik genauer, insbesondere auch über die Lebens dauer hinweg. Klare Kostenvorteile ergeben sich auch im Schaltschrankbau, d.h. geringere Installationskosten und reduzierter Verdrahtungsaufwand im Vergleich zu analoger Messtechnik. Netzanalysatoren der Produkt familie UMG 503 sind vorwiegend für den Einsatz in Nieder und Mittelspannungsverteilungsanlagen konzipiert. Neben der großen Anzahl elektrischer Messwerte bietet diese Baureihe eine Vielzahl von Zusatzfunktionen wie der Abspeicherung von Minimum und Maximumwerten, Bimetallfunktion, Passwortschutz und vieles mehr. Durch das große Display, dem breiten Messbereich und der hohen Genauigkeit ist der Netzanalysator UMG 503 sehr beliebt in Niederspannungshauptverteilungen. Die Kommunikationsmöglichkeiten über Modbus RTU erlaubt die Einbindung in komplexere Energiemanagementsysteme ebenso wie die Anbindung an SPSSteuerungen oder die Gebäudeleittechnik. Der integrierten Oberschwingungsanalyse fällt bei zunehmender Netzverunreinigung (steigende THDU Werte) eine immer größere Bedeutung zu. t Hauptmerkmale Großer Mess und Anzeigenbereich Großes Display im 144 x 144 mm Gehäuse RS232, RS485 Interface Feldbus: Modbus Oberschwingungsanzeige 2 Relaisausgänge (mechanische Relais) Digitale I/O, analoge Ausgänge Integrierte Logik für Alarmmeldungen Höchste Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer Anwendungen Das UMG 503 ist ein digitales Einbaumessgerät, das zum Messen und Speichern von elektrischen Größen (TrueRMS) im Niederspannungs oder Mittelspannungsnetz geeignet ist. Die Messung ist für 1 und 3Phasensysteme mit und ohne Mittelpunktleiter ausgelegt. Bei einer Netz frequenz von 50Hz beträgt die Abtastfrequenz der StichprobenMessung, 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. cos ) Wirkarbeits und Blindarbeitszähler (kwh/kvarh), Uhr, Frequenzmesser und Oberschwingungsanalyser erforderlich. Durch den Einsatz des UMG 503 wird erreicht, dass die Projektierungs, Einbau, Verdrahtungs und Lagerkosten deutlich niedriger sind als bei Verwendung von analogen Zeigermess geräten. Ein weiterer Vorteil ist eine genauere und bessere Ablesbarkeit. Ausgewählte Messwerte sowie Netzausfall und Netzwiederkehr werden mit Datum und Uhrzeit in einem Ringpuffer gespeichert. Um die Funktionsvielfalt des UniversalMessgerätes zu erreichen, sind mindestens 13 andere Geräte wie z. B. Amperemeter, Volt meter, VoltmeterUmschalter, Leistungsmesser (kw, kva, kvar, 63
UMG 503 Datenspeicher Für das Speichern der ausgewählten Mittelwerte steht ein Ringpuffer für 80.000 oder 320.000 Messwerte (typenabhängig) zur Ver fügung. Bei der werkseitigen Vor einstellung werden die Mittelwerte von U1, U2, U3, I1, I2, I3, P1, P2 und P3 über eine Mittelungszeit von 15 Minuten für ca. 1 Jahr bei Geräten mit 512 k RAM (ca. 3 Monate bei Geräten mit 128 k RAM) gespeichert. 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. Messwert Anzeigen / Weiterschaltung Das sehr gut ablesbare LCDDatenfeld in Verbindung mit den Funktionstasten informiert über die ausgewählten Messwerte (Momentan, Tiefst, Höchst, Mittelwerte). Mit dem UMG 503 lassen sich im LCDDatenfeld 3 Messwerte anzeigen und über die Software GridVis bis zu 140 Datenfelder individuell gestalten. Für die Messwertweiterschaltung kann ein Zyklus von 1 9999 Sekunden eingestellt und eine Auswahl der Messwerte getroffen werden. Leistungswerte und cos Ströme THDU Spannungswandler Bimetallfunktion Die Bimetallfunktion wird für die 3 Außen leiterströme nachgebildet. Diese Werte können über die genannten Zeiten integriert und als höchster Mittelwert gespeichert werden. Sommer/Winterzeitumschaltung Es stehen folgende Möglichkeiten zur Auswahl: a) Keine Umschaltung b) Eigene Umschaltpunkte c) EUgelistete Umschaltung Ereignisspeicher Im Ereignisspeicher sind folgende Ereignisse registrierbar: Löschen des Ereignisspeichers Relaisausgänge ein/aus Ausfall und Wiederkehr der Hilfsspannung Ausfall und Wiederkehr der Messspannung Schnittstellen Die nach dem EIA RS485 Standard (halbduplex) aufgebaute Kommunikationsschnittstelle des UMG 503 unterstützt Modbus RTU im Ganzzahlenformat. Das Kommunikationsprotokoll ist über ein Menü wählbar. Im Modbus RTU Mode werden Baudraten von 9.6 kbit/s bis 115 kbit/s unterstützt (je nach Ausführungsvarianten). Die Registeradressen stehen dem SPS / GLT Anwender im Ganzzahlenformat zur Verfügung. 64
Kapitel 2 Funktionsumfang und Ausführungsvarianten Impulsausgang *4 Der Impulsausgang gibt die Wirk oder Blindarbeit in Stromimpulsen aus. Die Mindestimpulslänge beträgt 50 ms. Relaisausgänge *4 Die Relaisausgänge K1 und K2 können zur Überwachung von Grenzwerten verwendet werden. Jeder Relaisausgang kann mit einem Mess wert verknüpft und mit Datum und Uhrzeit gespeichert bei Überoder Unterschreitung aktiviert werden. Um ein zu häufiges Schalten zu verhindern, ist für jeden Relaisausgang eine Mindest einschaltzeit programmierbar. Hilfseingang *4 Der Hilfseingang kann für eine der folgenden Funktionen programmiert werden: OFF = Hilfseingang unbenutzt 1 = Rücksetzung des 15 Minuten Leistungsmittelwertes 3 = Synchronisieren der internen Uhr *4: siehe Ausführungsvarianten 2 Relaisausgänge zur Grenzwertüberwachung I,U,P, THDU u.s.w Modem SPS Software 1 Impulsausgang für Wirk oder Blindarbeit Schnittstellen RS232 RS485 Kommunikation Modbus RTU (Ganzzahlenformat) 1 Analogausgang 0/4.. 20 ma Speicher 128 / 512k Byte für 80.000 / 320.000 Messwerte 1 Hilfseingang für Rücksetzung des 15 Minuten Leistungsmittelwertes Tarifumschaltung Synchronisieren der internen Uhr 65
UMG 503 Geräteübersicht Drei / Vierleiter UniversalMessgerät 50/60Hz; Stromwandler..1/5A; inklusive Programmier und Auslesesoftware GridVis 85.. 250V AC, 80.. 370V DC Hilfsspannung 40.. 115V AC, 55.. 165V DC 15.. 55V AC, 20.. 80V DC Speicher 128k RAM Speicher 512k RAM Relaisausgänge Impulsausgang Analogausgang 0(4) 20mA Schnittstellen RS 232 RS 485 Hilfseingang Dreileitermessung Type ArtikelNr. UMG 503 L 52.07.017 UMG 503 L 52.07.019 UMG 503 L 52.07.022 UMG 503 LG 52.07.027 UMG 503 LG 52.07.033 UMG 503 LG 52.07.068 UMG 503 LS 52.07.028 UMG 503 LS 52.07.074 UMG 503 LS 52.07.037 UMG 503 S 52.07.008 UMG 503 S 52.07.015 UMG 503 S 52.07.009 UMG 503 V 52.07.001 UMG 503 V 52.07.014 UMG 503 V 52.07.005 UMG 503 OV 52.07.006 UMG 503 OV 52.07.016 UMG 503 OV 52.07.007 = enthalten = nicht möglich = Option, die bei den Geräten mitgeliefert werden kann. (Jede Option ist nur einmal möglich) Optionen zu den Geräten (Freischaltcode) UMG 503.. Relaisausgänge (Min/Max) OV 52.07.051 Impulsausgang für Wirk oder Blindarbeit OV 52.07.052 Analogausgang 0 (4) 20mA OV 52.07.053 Hilfseingang OV 52.07.056 Dreileitermessung L/LG/LS/S/OV 52.07.058 GridVis Software UMG 503 Netzanalysatoren beinhalten bereits im Lieferumfang die Software GridVis. Diese Software ermöglicht zum einen eine einfache, vollständige Parametrierung der jeweiligen Messgeräte und zum anderen die Auslesung des Messwertspeichers der Geräte, falls vorhanden. Die Daten werden in der Datenbank abgelegt und können z. B. in MS Excel weiter verarbeitet werden. Weitere Informationen dazu siehe Kapitel im Kapitel 5 Software. 66
Kapitel 2 Funktionsumfang und technische Daten Allgemeine Technische Daten Betriebsspannung LN, AC siehe Bestelldaten Überspannungskategorie 600V CAT III Quadranten 4 Abtastrate 6 Kanäle pro Kanal 6,4 / 7,68 khz Gewicht 1kg Abmessungen B=144mm x H=144mm x T=66,5mm Montage Fronttafeleinbau Arbeitstemperaturbereich 10 55 C Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige 0,08 2,5mm 2 Stiftkabelschuhe, Adernendhülsen 1,5mm 2 Schutzart Front/ Rückseite nach EN60529 IP 50/20 Messbereich Spannung LN, AC (ohne Spannungswandler) Spannung LL, AC (ohne Spannungswandler) Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) Frequenz der Grundschwingung Netze Messung in Ein und Mehrphasennetzen 50 500VAC 80 870VAC 0,005...6A 45...65Hz TN, TT, (IT) 1ph, 2ph, 3 ph und bis zu 3 mal 1ph Messwerte Messgröße Anzeigenbereich Messbereich bei L1 L2 L3 Summe Tiefstwerwert *1 wert Uhrzeit Mittel Höchst Datum/ Messgenauigkeit Skalierungsfaktor 1 Strom.. /5A 0,000.. 9999 A 0,005.. 6 A +0,2 % Strom.. /1A 0,000.. 9999 A 0,005.. 1 A +0,2 % Strom, Nullleiter 0,000.. 9999 A 0,060.. 15 A +0,6 % Spannung LN 0,0.. 999,9 MV 50.. 500 V +0,2 % Spannung LL 0,0.. 999,9 MV 80.. 870 V +0,2 % Frequenz (U) 45,00.. 65,00 Hz 45,00.. 65,00 Hz +0,2 % Wirkleistung +/ 0,00 W.. 9999 MW 0,05 W.. 2,5 kw +0,5 % Scheinleistung 0,00 VA.. 9999 MVA 0,05 VA.. 2,5 kva +0,5 % Blindleistung 0,00 kvar.. 999 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 + 0,0 Wh.. 9999 GWh 0,05 Wh.. 9999 GWh *2 t1/t2 *3 Wirkenergie 0,0 Wh.. 9999 GWh 0,05 Wh.. 9999 GWh *2 Blindenergie +/ 0,0.. 9999 Gvarh 0,05vars.. 9999 Mvarh *2 t1/t2 *3 t1: Startzeit, t2: Laufzeit, + Bezug, Lieferung, *1 Integration über die Zeit: 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 Spannungsqualität Oberschwingungen, 1.20. Harmonische, gerade/ungerade Strom, Spannung L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Verzerrungsfaktor THDU in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Verzerrungsfaktor THDI in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Schreiber für Grenzwertereignisse Messgenauigkeit Blindarbeit kvarh Klasse 1 Wirkarbeit kwh Klasse 1 67
UMG 503 Peripherie Digitaleingänge (Hilfseingang) als Statuseingang 1, siehe Bestelldaten Relaisausgänge als Schaltausgang 2, siehe Bestelldaten Impulsausgänge 1, siehe Bestelldaten Analogausgänge (0) 4...20mA 1, siehe Bestelldaten Passwortschutz Software GridVis siehe Kapitel 5 Kommunikation Schnittstellen RS 232 9.6, 19.2, 38.4 kbps, siehe Bestelldaten RS 485 9.6, 19.2, 38.4, 57.6, 115,2 kbps, 1.5 Mbs, siehe Bestelldaten Protokolle Modbus RTU im Ganzzahlenformat bis 115,2 kbps Beispiel SPS Kommunikation.. 31 Geräte (durch Sternrepeater bis 255 Geräte ausbaubar) Modbus RS485 Beispiel PC Kommunikation.. 31 Geräte (durch Sternrepeater bis 255 Geräte ausbaubar) Software RS232 RS485 Beispiel Com Server (TCP/IP).. 31 Geräte pro ComServer für lokales Netzwerk Max. 57600 Baud Software RS485 Ethernet (TCP/IP) 100 BaseT Hinweis: Der ComServer ist nur für ein lokales Netzwerk geeignet. Beispiel LWL Verbindung.. 31 Geräte pro Linie Software RS232 RS485 RS485 LWL 68
t Kapitel 2 UMG 503 Maßbild Anschlussbild Schalttafelausschnitt: 139x139 mm Typische Anschlussvariante (Art.Nr. 52.07.001) 69
UMG 505 PQM Power Quality Monitoring Netzanalyse, LON und I/OVielfalt 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 70
Um die Funktionsvielfalt des UMG 505 zu erreichen, sind mindestens 13 andere Geräte wie z. B. Amperemeter, Volt meter, Voltmeter Umschalter, Leistungsmesser (kw, kva, kvar, cos ) Wirkarbeitst Kapitel 2 Netzanalysator UMG 505 Netzanalysator LON für die Gebäudetechnik, analoge 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 Mittel spannungsverteilungsanlagen konzipiert. 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 LONFeldbusses 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 SPSSteuerungen sowie eigenständige Steuerungsaufgaben. Der integrierten Oberschwingungsanalyse fällt bei zunehmender Netzver unreinigung (steigende THDU Werte) eine immer größere Bedeutung zu. t Hauptmerkmale LONBus, Modbus Oberschwingungsanzeige 4 analoge Ausgänge 4 digitale Eingänge, 5 digitale Ausgänge Integrierte Logik für Steuerungsaufgaben oder Alarmmeldungen Wochenschaltuhr mit 100 Kanälen Anwendungen Das UMG 505 ist ein digitales Einbaumessgerät, das zum Messen und Speichern von elektrischen Größen (TrueRMS) im Niederspannungs oder Mittelspannungsnetz geeignet ist. Die Messung ist für 1 und 3Phasensysteme mit und ohne Mittelpunktleiter ausgelegt. Bei einer Netzfrequenz von 50Hz beträgt die Abtastfrequenz der StichprobenMessung, 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. 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. 71
UMG 505 Messwert Anzeigen / Weiterschaltung Das sehr gut ablesbare LCDDisplay in Verbindung mit den Funktionstasten informiert über die ausgewählten Messwerte (Momentan, Tiefst, Höchst, Mittel werte). Mit dem UMG 505 lassen sich im LCDDatenfeld 3 Messwerte anzeigen und über die Software GridVis bis zu 140 Datenfelder individuell gestalten. Für die Messwert weiterschaltung kann ein Zyklus von 1 9999 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 Ring puffer. Ereignisspeicher Im Ereignisspeicher sind folgende Ereignisse mit Datum und Uhrzeit registrierbar: Löschen des Ereignisses Grenzwertverletzungen Änderung des digitalen Eingangs Ausfall und Wiederkehr der Hilfsspannung Ausfall und Wiederkehr der Messspannung Es können max. 9999 Ereignisse gespeichert werden. Die Aus lesung ist nur mit PC und der Programmier und Auslese software GridVisl 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. Sommer/Winterzeitumschaltung Es stehen folgende Möglichkeiten zur Auswahl: Keine Umschaltung Eigene Umschaltpunkte EUgelistet 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 SchaltuhrAusgang ansteuern und einen Arbeits zähler auswählen. In der Programmierung der digitalen Ausgänge kann einem SchaltuhrAusgang ein Digitalausgang zugewiesen werden. 72
Kapitel 2 Funktionsumfang Impulsausgänge Die fünf digitalen Ausgänge im UMG 505 können als Impulsausgänge belegt werden. Die Mindest impulslänge beträgt 50ms und die maximale Frequenz 10Hz. 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. Insgesamt besitzt das UMG 505 20 interne Ein gänge. Auf den internen Eingängen 5 bis 12 werden die 8 Ein gänge aus der LONBus Schnittstelle (Option) und auf den internen Eingängen 13 bis 20 die 8 Eingänge aus der MOD BUSSchnittstelle (Option) 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 14 ist ein Ereigniszähler (13 max. 1Hz) zugeordnet. Ist einem digitalen Eingang (14) 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: GrenzwertAusgänge SchaltuhrAusgänge LONBus (Option) MODBUS (Option) Arbeitszähler Analogausgänge Das UMG 505 besitzt 4 Analogausgänge. Die Analog ausgänge 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: Messwerte Werte, die über den Modbus auf das UMG 505 gesendet werden. Schnittstellen Das UMG 505 ist je nach Ausführungsvariante mit einer RS485, LON und/oder einer RS232Schnittstelle ausgestattet. Die RS232Schnittstelle dient zur PeertoPeer Verbindung, z. B. als Verbindung zwischen UMG 505 und Laptop. Über die RS485 ist das Protokoll Modbus RTU verfügbar, um das UMG 505 zu vernetzen. 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 Grenz wert verletzung wird im Ereignis speicher mit einem Zeitstempel registriert und kann wahlweise auf einem Digitalausgang ausgegeben werden. 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. 73
UMG 505 Modem SPS Software 4 Digitale Eingänge Impulseingang HT / NT Umschaltung Uhr Synchronisation Schnittstellen RS232 RS485 LON Protokolle LONTalk Modbus RTU ( RS232 oder RS485) 5 Digitale Ausgänge Grenzwertausgang für I,U,P u.s.w Remote über Modbus / LON Impulsausgang Wirkarbeit / Blindarbeit Schaltuhrausgang 4 Analoge Ausgänge 0.. 20 ma oder 4.. 20 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 320.000 Messwerte Ereignisspeicher Tiefst und Höchstwerte Ringpuffer Wochenschaltuhr 100 Kanäle Digitalausgang Sollwertumschaltung HT / NT Arbeitszähler, 4 Tarife 74
Kapitel 2 Ausführungsvarianten und technische Daten Geräteübersicht Hilfsspannung Schnittstellen 85.. 265V AC, 80.. 370V DC 40.. 115V AC, 55.. 165V DC 15.. 55V AC, 20.. 80V DC Speicher 512k RAM 4 DigitalEingänge 5 DigitalAusgänge 4 passive AnalogAusgänge 0(4) 20mA LON RS 232 RS 485 Dreileitermessung Type ArtikelNr. UMG 505 MOD 52.10.004 UMG 505 MOD 52.10.005 UMG 505 MOD 52.10.006 UMG 505 MOD 52.10.007 UMG 505 MOD 52.10.008 UMG 505 MOD 52.10.009 UMG 505 LON 52.10.001 UMG 505 LON 52.10.002 UMG 505 LON 52.10.003 UMG 505 LON 52.10.013 UMG 505 LON 52.10.015 UMG 505 LON 52.10.016 = Option = nicht möglich = enthalten Allgemeine Technische Daten Versorgungsspannung LN, AC Überspannungskategorie Quadranten 4 Siehe Bestelldaten 600V CAT III Abtastrate 6 Kanäle pro Kanal 6,4 khz / 7,68 khz Gewicht Abmessungen Montage 1kg B= 144mm x H=144mm x T=66,5mm Fronttafeleinbau Arbeitstemperaturbereich 10 55 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 LN, AC (ohne Spannungswandler) Spannung LL, AC (ohne Spannungswandler) Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) Frequenz der Grundschwingung Netze Messung in Ein und Mehrphasennetzen 50 500VAC 80 870VAC 0,005...6 A 45...65 Hz TN, TT, (IT) 1ph, 2ph, 3 ph und bis zu 3 mal 1ph 75
UMG 505 Messwerte Messgröße Anzeigenbereich Messbereich bei L1 L2 L3 Summe Tiefstwerwert *1 wert Uhrzeit Mittel Höchst Datum/ Messgenauigkeit Skalierungsfaktor 1 Strom.. /5A 0,000.. 9999 A 0,005.. 6 A +0,2 % Strom.. /1A 0,000.. 9999 A 0,005.. 1 A +0,2 % Strom, im Nullleiter berechnet 0,000.. 9999 A 0,060..1 5 A +0,6 % Spannung LN 0,0.. 999,9 MV 50.. 500 V +0,2 % Spannung LL 0,0.. 999,9 MV 80.. 870 V +0,2 % Frequenz (U) 45,00.. 65,00 Hz 45,00.. 65,00 Hz +0,2 % Wirkleistung +/ 0,00 W.. 9999 MW 0,05 W.. 2,5 kw +0,5 % Scheinleistung 0,00 VA.. 9999 MVA 0,05 VA.. 2,5 kva +0,5 % Blindleistung 0,00 kvar.. 999 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 + 0,0 Wh.. 9999 GWh 0,05 Wh.. 9999 GWh *2 t1/t2 *3 Wirkenergie 0,0 Wh.. 9999 GWh 0,05 Wh.. 9999 GWh *2 Blindenergie +/ 0,0.. 9999 Gvarh 0,05vars.. 9999 Mvarh *2 t1/t2 *3 Oberschwingungsanteil THD U,I 0,0.. 100 % 0,0.. 100 % +0,5 % Teilschwingung I, 2.20. 0,000 A.. 9999 A 0,005 A.. 5A (1 A) +0,5 % Teilschwingung U, 2.20. 0,0 V.. 99,99 kv 0,000 V.. 9999 V +0,5 % t1: 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 Spannungsqualität Oberschwingungen, 1.20. Harmonische, gerade/ungerade Strom, Spannung L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Verzerrungsfaktor THDU in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Verzerrungsfaktor THDI in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Schreiber für Grenzwertereignisse Features Speichergröße Uhr Wochenschaltuhr 512kB ± 3 Minuten Pro Monat, 100 Kanäle Peripherie Digitaleingänge als Status oder Impulseingang 4 Digitalausgänge als Schalt oder Impulsausgang 5 Analogausgänge 0(4) 20mA 4 Paßwortschutz Software GridVis siehe Kapitel 5 Kommunikation Schnittstellen RS 232 9.6, 19.2, 38.4 kbps, siehe Bestelldaten RS 485 9.6, 19.2, 38.4, 57.6, 115.2 kbps, siehe Bestelldaten LON, siehe Bestelldaten Protokolle Modbus RTU LonTalk, siehe Bestelldaten 76
Kapitel 2 UMG 505 Maßbild Anschlussbild Schalttafelausschnitt: 139x139 mm Abb. Variante mit LON t Typische Anschlussvariante 77
UMG 507 PQM Power Quality Monitoring Kontinuierliche Messung und Ethernet Netzanalysatoren der Produktfamilie UMG 507 sind für den Einsatz in allen Netzebenen geeignet. Die kontinuierliche Messung ermöglicht die Erfassung vielfältiger Messgrößen, Erkennung von Kurzzeit unter brechungen, einer Störschreiberfunktion sowie der Oberschwingungsanalyse. Weitreichende Kommunikationsmöglichkeiten wie z. B. Ethernet (TCP/IP), Modbus, Profibus, RS232, RS485, HTTP, SMTP, UTP, DNS erlauben die kostengünstige und schnelle Integration in bestehende Kommunika tions architekturen. Über den Embedded Webserver kann weltweit über einen Webbrowser zugegriffen werden, d.h. selbst ohne zusätzliche Software sind die umfangreichen Möglichkeiten des UMG 507 verfügbar. Die große Anzahl digitaler und analoger Ein und Ausgänge ermöglicht die Einbindung in Überwachungssysteme, Steueraufgaben, Meldung von Informationen, die Kommunikation der Messdaten (z. B. Energieverbrauch) an eine zentrale Leitstelle und die Ein bindung in umfassende Energie managementsysteme. Umfangreiche Logikfunktionen ermöglichen die Auswertung von Mess daten und die Einleitung von konkreten Maßnahmen. Einsatzgebiete Messung, Überwachung und Kontrolle elektrischer Kennwerte in Energieverteilungsanlagen Aufzeichnung von Lastprofilen (Energieverbrauch) für Energiemanagementsysteme (Kostenstellenerfassung) Überwachung der Spannungsqualität (Oberschwingungen, Kurzzeitunterbrechungen, Anlaufströme...) Steuerungsaufgaben z. B. abhängig von erreichten Messwerten oder Grenzwerten Datensammler Fernüberwachung 78
Kapitel 2 Netzanalysator UMG 507 Netzanalysator MultifunktionsNetzanalysator 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 Produktfamilie UMG 507 sind für den Einsatz in allen Netz ebenen geeignet. Durch die kontinuierliche Messung werden Kurzzeitunter brechungen registriert, und die Störschreiberfunktion gibt weiteren Aufschluss über ein Ereignis. Mittels der Ethernetanbindung kann eine schnelle, kostenoptimierte und zuverlässige Kommunikation aufgebaut werden. Der Embedded Webserver erlaubt direkt über die geräteeigene Homepage Daten abzurufen oder das Gerät zu konfigurieren. Die große Anzahl digitaler und analoger Ein und Ausgänge bietet vielfältige Kommunikationsmöglichkeiten und erlaubt die Anbindung an SPSSteuerungen sowie eigenständige Steuerungsaufgaben. Der integrierten Oberschwingungsanalyse fällt bei zunehmender Netzverunreinigung (steigende THDU Werte) eine immer größere Bedeutung zu. t Hauptmerkmale Kontinuierliche Messung Erfassung von Kurzzeitunterbrechungen Ethernet und Embedded Webserver Oberschwingungsanzeige 6 digitale Eingänge, 6 digitale Ausgänge, 2 analoge Ausgänge, 1 analoger Eingang 1 Temperatureingang Integrierte Logik für Steuerungsaufgaben oder Alarmmeldungen ModbusMaster Anwendungen Das dreiphasige, elektronische Messgerät erfasst und digitalisiert die Effektivwerte von Strömen und Spannungen (TrueRMS) in einem 50/60Hz Netz. Aus den Abtastwerten errechnet der eingebaute Mikroprozessor die elektrischen Größen. Alle Messwerte werden in Intervallen von 200ms über 10 Perioden (50Hz) kontinuierlich gemessen und gemittelt. Dadurch wird eine sichere Erkennung von Kurzzeitunterbrechungen mit Störschreiberfunktion ermöglicht. Bei kurzfristigen Ereignissen erfolgt eine Effektivwertaufzeichnung über 128 Perioden mit 64 Perioden Pretrigger und Transientenspeicher über 5 Perioden, davon 2 Perioden Pretrigger. Die Reaktionszeit der internen Ausgänge beträgt <10ms und die der externen Busausgänge <200ms. 79
UMG 507 GridVis Software UMG 507 Netzanalysatoren beinhalten bereits im Lieferumfang die Software GridVis. Diese Software ermöglicht zum einen eine einfache, vollständige Parametrierung, und zum anderen die Auslesung des Messwertspeichers. Die Daten werden in der Datenbank abgelegt und können z. B. in MS Excel weiter verarbeitet werden. Die GridVis ermöglicht auch die OnlineDarstellung von Messwerten. Weitere Informationen dazu siehe Kapitel im Kapitel 5 Software. Embedded Webserver / EMail Auf das UMG 507 kann weltweit über einen Internetbrowser zugegriffen werden. Um den Zugriff zu gewährleisten, müssen nur Webadresse sowie Zugriffsrechte eingerichtet werden. Die komplette Para metrierungssoftware liegt als HTMLSeite auf dem Flash Speicher ab. Der Anwender kann nach seinen eigenen Vorstellungen JavaApplets und Active XKomponenten gestalten und diese auf dem UMG 507 ablegen. Bei Grenzwertverletzungen oder Ereignissen können automatisch EMails an die eingerichteten EMailAdressen versendet werden. Daten aus dem Speicher können per EMail (Attachment) zu eingestellten Zeiten versendet und mit der Software GridVis weiter bearbeitet werden. Protokolle: HTTP, SMTP, UTP, DNS, NTP, MOD TCP, Modbus Over TCP, DHCP / BootP. Anbindung an ISDNRouter / DSL Router Über einen externen Router (z. B. ISDNRouter oder DSLRouter) kann das Gerät an das Internet angebunden werden. Die SMTP Authentifizierung über Plain /Login/CramMD5 (neueste Verschlüs se lungs methoden) erlaubt es, Mails auf der Mailbox des Internet providers abzulegen. Erfassung und Aufzeichnung Das UMG 507 hat einen internen Speicher von 256kByte RAM, und je nach Ausstattungsvariante steht ein Zusatzspeicher von 16MByte Flash zur kontinuierlichen Aufzeichnung aller gemessenen Daten zur Verfügung. Dieser Messwertspeicher ist frei konfigurierbar bezüglich der zu speichernden Messwerte und der Aufzeichnungsintervalle. Das Auf zeichnungsintervall ist auch zugleich die Mit telungszeit des jeweiligen Messwertes. Zusätzlich können innerhalb dieses Intervalls die höchsten und niedrigsten Momentanwerte (200ms Mittelungszeit) mitgeschrieben werden. Die Speicherung von Ereignissen wird durch Triggern ausgelöst. Ereignisse wie Überströme oder Unterund Überspannungen können ab einer halben Periodendauer sicher erfasst werden. Ereignisse werden über 128 Perioden als Effektivwertschreiber mitgeschrieben. 80
Kapitel 2 Netzanalysator Effektivwertschreiber (128 Perioden) Wellenformschreiber TransformatorÜberwachung, KFaktor Bei Transformatoren, Sicherungen oder Motoren kann der maximal zulässige Strom durch Eingabe des KFaktors überwacht werden. Hierbei können die Daten vom Transformatorhersteller, wie z. B. Strom und KFaktor (1=100%) über den Komparator auf den Digitalausgang programmiert werden. Außerdem kann der Temperatureingang zur Trafoüberwachung genutzt werden Ein und Ausgänge Je nach Ausführungsvariante verfügt das UMG 507 über eine große Anzahl interner digitaler und analoger Ein und Ausgänge, siehe Aus führungsvarianten. In der Maximalausstattung verfügt das UMG 507 (AD, P, E und EP) über sechs Digitaleingänge, sechs Digitalausgänge, zwei Analogausgänge (0/420mA), einen Temperatureingang und einen Analogeingang (0/420mA). Die Digitaleingänge können als Impulseingang, Synchronisationseingang oder Meldeeingang verwendet werden. Die Digitalausgänge können als Grenzwertausgang, Impulsausgang, Zeitschaltuhrausgang oder Logikausgang definiert werden. Die beiden Analogausgänge können als Messwerttransducer oder zur analogen Regelung von Generatoren eingesetzt werden. Über den Temperatureingang können beispielsweise Trafotemperaturen erfasst werden. Der Analogeingang kann mit beliebigen Prozesssignalen belegt werden. Integrierte Logik Die 128 programmierbaren Logikverknüpfungen stellen Verbindungen zwischen Ein und Ausgängen, Messwerten und internen Funktionen des UMG 507 her. Hierbei stehen die gängigen Operatoren AND, NAND, OR, XOR, EQU, pos. Flanke und neg. Flanke zur Verfügung. Die Ergebnisse werden freien Merkern zugeordnet, die ihrerseits wieder mit anderen Merkern verknüpfbar sind. Auch die über Modbus RTU oder Profibus eingehenden Informationen können hier in die Verknüpfungen einbezogen werden. Als Operanden stehen Triggerereignisse, die virtuellen Wochenschaltuhrkanäle und EmaxKanäle, Grenzwertvergleicher und über den Feldbus erhaltene Signale zur Verfügung. Diese Merker können dann Schaltungen der Digitalausgänge, Tarifwechsel, Messwertsynchronisationen, Stellen der Uhrzeit oder einen EMailVersand auslösen. Es können auch Messwerte addiert, subtrahiert, multipliziert oder dividiert werden. Modbus RTUMasterfunktion / Modbus Gateway Die RS485 des UMG 507E/EP ist auch als Modbus RTUMaster verwendbar. Dies bedeutet, dass die Messgeräte UMG 96S, UMG 503, UMG 507L, UMG 505 und Prodata mit RS485, Protokoll Modbus RTU an die RS485 des UMG 507E/EP angeschlossen werden können und in der vollen Funktionalität z. B. auf Ethernet TCP/IP abgebildet werden kann. Ferner können die Einund Ausgänge des Gerätes dezentral über WAGOModule erweitert werden. Für ModbusDaten anderer Busteil nehmer stehen minimal 32, maximal 64 freie ModbusDaten punkte beispielsweise in der Topolo gie ansicht der GridVis bereit. ISDNRouter (Internet) oder Switch (Intranet) Ethernet/TCP/IP Empfohlener Leitungstyp: Li 2YCY(TP) 2x2x0.22 RS485/Modbus RTU UMG 507E Gateway von Modbus Feldbus auf Ethernet Maximal 31 Geräte an einer Linie ohne Repeater UMG 96S UMG 96S UMG 96S UMG 96S (Abgang TKTruhen) (Abgang Beleuchtung) (Abgang Lüftung) (Abgang Verdichter) 81
UMG 507 Modem SPS Software 6 Digitale Eingänge Impulseingang HT / NT Umschaltung Uhr Synchronisation Meldeeingang Logik Schnittstellen Ethernet RS232 RS485 6 Digitale Ausgänge Grenzwertausgang für I,U,P u.s.w. Remote über Modbus / Profibus Impulsausgang Wirkarbeit / Blindarbeit Meldeausgang KU Reaktionszeit <=10ms Logik Ausgang 2 Analoge Ausgänge 0.. 20 ma oder 4.. 20 ma einstellbar Highlights Versenden von EMails inlusive Ringpufferinhalt Webserver JAVA Applets Active XKomponenten Macromedia FLASH MX Modbus Master Funktion Unterstützt WAGO I/O über RS485 und Modbus TCP/IP* Erfassung von KU s >=10ms für U und I Messwertschreiber (alle 200ms ein Messwert) Temperatureingang nutzbar als PT100/1000, KTY 83 oder 84 Anbindung an DSL / ISDN Router *spezielle Software auf dem WAGO Koppler notwendig. Bei uns erhältlich. Protokoll Profibus DP V0 Modbus RTU Modbus TCP/IP (Port 502) UTP Modbus over TCP/IP (Port 8000) SMTP HTTP DNS NTP Speicher 16MByte für 1000k Ereignisse und Messwerte Speicher 256kByte RAM für 18k Ereignisse und Messwerte Wochenschaltuhr 24 Kanäle Digitalausgang Sollwertumschaltung HT / NT EMail senden Grenzwertprogrammierung mit 16 Vergleichern innerhalb Fenster innerhalb Fenster mit Hysterese außerhalb Fenster außerhalb Fenster mit Hysterese oberhalb Grenzwert oberhalb Grenzwert mit Hysterese unterhalb Grenzwert unterhalb Grenzwert mit Hysterese je weils einstellbar: Vor und Nachlaufzeit Ethernet / Modbus Gateway einfache Anbindung von ModbusGeräten 82
Kapitel 2 Ausführungsvarianten und technische Daten Geräteübersicht Drei / Vierleiter UniversalMessgerät 50/60Hz; Stromwandler..1/5A; inklusive Programmier und Auslesesoftware GridVis 85.. 250V AC, 80.. 370V DC Hilfsspannung 40.. 115V AC, 55.. 165V DC 15.. 50V AC, 20.. 70V DC Speicher 256k RAM ZusatzSpeicher 16MB Flash 6 Digitaleingänge 6 Digitalausgänge 1 Temperatureingang 1 Analogeingang 2 passive Analogausgänge RS 232 Schnittstellen RS 485 Ethernet 10baseT Profibus DP V0 Integrierte Wochenschaltuhr Type ArtikelNr. UMG 507 L 52.15.004 UMG 507 L 52.15.009 UMG 507 EL 52.15.021 UMG 507 EL 52.15.022 UMG 507 AD 52.15.003 UMG 507 AD 52.15.008 UMG 507 P 52.15.002 UMG 507 P 52.15.007 UMG 507 E 52.15.001 UMG 507 E 52.15.006 UMG 507 E 52.15.011 UMG 507 EP 52.15.005 UMG 507 EP 52.15.010 UMG 507 EP 52.15.015 = nicht möglich = enthalten Allgemeine Technische Daten Versorgungsspannung LN, AC siehe Bestelldaten Überspannungskategorie 600V CAT III Quadranten 4 Messung pro Kanal kontinuierlich Gewicht 1kg Abmessungen B= 144mm x H= 144mm x T=66,5mm Montage Fronttafeleinbau Arbeitstemperaturbereich 10 55 C Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige 0,08 2,5mm 2 Stiftkabelschuhe, Adernendhülsen 1,5mm 2 Schutzart Front/ Rückseite nach EN60529 IP 50/20 Messbereich Spannung LN, AC (ohne Spannungswandler) Spannung LL, AC (ohne Spannungswandler) Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) Frequenz der Grundschwingung Netze Messung in Ein und Mehrphasennetzen 50 500VAC 80 870VAC 0,005...6A 45...65Hz TN, TT, (IT) 1ph, 2ph, 3 ph und bis zu 3 mal 1ph 83
UMG 507 Messwerte Messgröße Anzeigenbereich Messbereich bei L1 L2 L3 Summwerwert *1 wert Uhrzeit Tiefst Höchster Mittel Höchst Datum/ Messgenauigkeit Skalierungsfaktor 1 Strom.. /(1)5A 0,000.. 9999 A 0,005.. /(1)6A +0,2 % Strom, N 0,000.. 9999 A 0,060.. 15 A +0,6 % Spannung LN 0,0.. 999,9 MV 50.. 500 V +0,2 % Spannung LL 0,0.. 999,9 MV 90.. 870 V +0,2 % Spannung Mit/Gegen/Nullsystem 0,0.. 999,9 MV 50.. 500 V +0,5 % Frequenz (U) 45,00.. 65,00 Hz 45,00.. 65,00 Hz +0,2 % Wirkleistung +/ 0,00 W.. 9999 MW 0,05 W.. 2,5 kw +0,5 % Scheinleistung 0,00 VA.. 9999 MVA 0,05 VA.. 2,5 kva +0,5 % Blindleistung 0,00 kvar.. 999 mvar 0,05 var.. 2,5 kvar ind. +0,5 % Leistungsfaktor 0,00 kap... 1,00.. 0,00 ind. 0,00 kap... 1,00.. 0,00 ind. ind. +0,5 % Wirkenergie + 0,0 Wh.. 9999 GWh 0,05 Wh.. 9999 GWh *2 t1/t2 Klasse * 3 Wirkenergie 0,0 Wh.. 9999 GWh 0,05 Wh.. 9999 GWh *2 1 (5A), 2 (1A) Blindenergie +/ 0,0.. 9999 Gvarh 0,05vars.. 9999 Mvarh *2 t1/t2 Klasse * 3 1 (5A), 2 (1A) t1: Startzeit, t2: Laufzeit, + Bezug, Lieferung, *1 Integration über die Zeit: 5, 10, 15, 30 Sekunden, 1, 5, 10, 15, 30, 60 Minuten, *2 Speicherzeitraum 60 Minuten. *3 Genauigkeitsklasse nach DIN EN 61036: 200101, VDE 0418 Teil 7, EC 61036: 1996 + A1: 2000. Mittelwert Spannungsqualität Oberschwingungen, 1.15. Harmonische, ungerade Strom, Spannung L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Verzerrungsfaktor THDU in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Verzerrungsfaktor THDI in % L1, L2, L3 Genauigkeit: ± 0,5% Spannung Mit/Gegen/Nullsystem Genauigkeit: ± 0,5% Kurzzeitunterbrechungen 10ms Anlaufströme 10ms Schreiber für Grenzwertereignisse Messgenauigkeit Genauigkeit VA ± 0,2% Blindarbeit kvarh Klasse 1 (5A), 2 (1A) Wirkarbeit kwh Klasse 1 (5A), 2 (1A) Features Speichergröße 256kB/16MB, siehe Bestelldaten Uhr ± 2 Minuten pro Monat Integrierte Logik 128 Verknüpfungen, 16 Vergleicher Wochenschaltuhr 24 Kanäle Peripherie Digitaleingänge als Status oder Impulseingang 6, siehe Bestelldaten Digitalausgänge als Schalt oder Impulsausgang 6, siehe Bestelldaten Analogausgänge 0(4) 20mA 2, siehe Bestelldaten Temperaturmesseingang Pt100, Pt1000, KTY83, KTY84 1, siehe Bestelldaten Analogeingang 0(4) 20mA 1, siehe Bestelldaten Passwortschutz Software GridVis siehe Kapitel 5 84
Kapitel 2 UMG 507 Kommunikation Schnittstellen RS 232 38.4 kbps RS 485 (Modbus/Profibus) 9.6, 38.4, 115.2 kbps bis 1,5 Mbps (Sub D 9polig), siehe Bestelldaten Ethernet 10 BaseT RJ45, siehe Bestelldaten Protokolle Modbus RTU, siehe Bestelldaten Profibus DP V0, siehe Bestelldaten Modbus Gateway, siehe Bestelldaten Embedded Webserver Homepage konfigurierbar, siehe Bestelldaten TCP/IP, siehe Bestelldaten SMTP EMail, siehe Bestelldaten DHCP, siehe Bestelldaten Modbus TCP, siehe Bestelldaten Modbus over Ethernet, siehe Bestelldaten BootP, siehe Bestelldaten NTP, siehe Bestelldaten Maßbild Anschlussbild Schalttafelausschnitt: 139x139 mm t Alle Angaben in mm. Typische Anschlussvariante (z. B. UMG 507 EP) 85
UMG 508 PQM Power Quality Monitoring Multifunktionaler Netzanalysator mit Ethernet und BACnet Der Netzanalysator UMG 508 ist das Multitalent für den Fronttafeleinbau. Das Gerät verfügt über ein farbiges Grafikdisplay mit intuitiver Benutzerführung. Seine umfangreichen Messfunktionen (z. B. Kurzzeitunterbrechungen, Anlaufströme, Transienten, Oberschwingungen bis zur 40. Harmonischen) sind in dieser Preisklasse einmalig. Umfangreiche Kommunikationsmöglichkeiten wie RS485 (Modbus RTU, Profibus), Ethernet TCP/IP, BACnet, HTTP, FTP, SNMP, SMTP, SNTP oder DNS erlauben eine kostengünstige und schnelle Integration in bestehende Kommunikations strukturen. Die Messung erfolgt über 4 separate Stromeingänge, sei es zur zusätzlichen Messung im N oder PE oder zur Messung von 4 einphasigen Verbrauchern. Das UMG 508 verfügt pro Stromeingang über einen separaten Arbeitszähler. Der gewaltige Messwertspeicher von 256 MByte erlaubt die Protokollierung aller Messwerte über Monate auch ohne zwischenzeitliches Auslesen. Einsatzgebiete Kontinuierliche Überwachung der Spannungsqualität EthernetGateway für untergelagerte Messstellen Analyse elektrischer Störgrößen bei Netzproblemen Kostenstellenanalyse Fernüberwachung im Liegenschaftsbetrieb Einsatz in Prüffeldern (z. B. in Universitäten) 86
Kapitel 2 Hauptmerkmale und Kundennutzen Benutzerfreundliches farbiges Grafikdisplay mit intuitiver Benutzerführung Das hochauflösende Grafikdisplay bietet informative Darstellungen von Onlinegrafen, FFT mit Oberschwingungsanzeigen in Balkendiagram, übersichtliche Darstellung der kwhmonatswerte, Alarmmanagement/Ereignis an zeige mit Datums und Zeitstempel, und viele weitere Funktionen. Neben dem Informationsgehalt wurde bei der Neugestaltung der Geräte anzeigen aber auch ganz wesentlich auf eine benutzerfreundliche, selbsterklärende und intuitive Be dienung des Gerätes größter Wert gelegt. Moderne Kommunikationsarchitektur über Ethernet: Kostengünstige, schnelle und sichere Kommunikation Häufig übertreffen die Kosten für die Installation und die Kommunikation (z. B. Peripherie für Feldbusse) die reinen Gerätekosten. Durch die Anbindung an eine vorhandene Ethernetarchitektur kann eine schnelle, kostenoptimierte und zuverlässige Kommunikation aufgebaut werden. Zusätzliche Schnitt stellen ermöglichen die Einbindung der Netzanalysatoren in SPSSysteme oder Gebäudeleittechnik. Hier bietet die Nutzung offener Standards dem Anwender ein Höchst maß an Flexibilität. t Modbus Gateway: Kostengünstige Anbindung von Geräten ohne EthernetSchnittstelle Durch die Modbus Gateway Funktion können Sie über das UMG 508 einfachere Modbus RTU Geräte an das Ethernet anschließen. Dabei kann das UMG 508 zum Beispiel gleichzeitig als Gateway für untergelagerte Messstellen oder ältere, in der Installation vorhandene Geräte eingesetzt werden. Jedes Gerät mit Modbus RTU Schnittstelle, dessen Daten format und Funktionscodes übereinstimmen, kann angeschlossen werden. Daten können beschriftet und skaliert werden. Highspeed Modbus Die Geräte der Serie UMG 508 können Daten untereinander über die Schnittstelle RS 485 mit einer Geschwindigkeit von bis zu 921,6 kb/s übertragen. Alarmmanagement: EMail und Homepage informieren Sie, wo immer Sie sich befinden Wer kennt das nicht? Kaum aus dem Haus und schon kommt der erste Anruf über Probleme in der Fertigung, Computer fallen aus, die Energieversorgung stürzt ab Mittels Webbrowser und einer IPAdresse haben Sie direkten Zugang auf die äußerst leistungsfähige Homepage des UMG 508. Direkt von der Homepage können Sie sich bereits weitreichend informieren. Onlinedaten stehen ebenso zur Verfügung wie auch historische Daten und Graphen von Ereignissen. Über die Homepage können direkt die aufgelaufenen Arbeiten in Kosten umgerechnet werden und als csvfile exportiert oder ausgedruckt werden. Alternativ lassen Sie sich weltweit per EMail informieren, falls Ihre Energieversorgung überlastet wird, Kurzzeit unterbrechungen der Spannungsversorgung Ihren Fertigungsprozess zum Erliegen bringen, unzulässige Oberschwingungen die Lebensdauer von Betriebsmitteln reduzieren Die Anwendungsmöglichkeiten sind endlos. 87
UMG 508 Router SPS Software Netze IT, TN, TT Netze 3 und 4phasige Netze bis zu 4 einphasige Netze Schnittstellen Ethernet Profibus / RS485 (DSUB9) 8 Digitale Eingänge Impulseingang Meldeeingangslogik Zustandsüberwachung HT/NT Umschaltung EMAX Rücksetzung 5 Digitale Ausgänge Impulsausgang kwh/kvarh Schaltausgang Grenzwertausgang Emax Ausgang Logik Ausgang Kommunikation Protokolle: Profibus (DP/V0) Modbus (RTU, UDP, TCP, Gateway) TCP/IP BACnet HTTP: frei konfigurierbare Homepage FTP (File Transfer) SNMP TFTP (automatische Konfigurierung) NTP (Zeitsynchronisierung) SMTP (EMail Funktion) DHCP Messgenauigkeit Arbeit: Klasse 0,2 (.../5A) Strom: 0,2 % Spannung: 0,1 % Speicher 256 MByte Flash 16 Mbyte RAM Spannungsqualität Oberschwingungen bis zur 40. Kurzzeitunterbrechungen Transientenrekorder (>50µs) Einschaltströme (> 10 ms) Unsymmetrie Vollwelleneffektivwertaufzeichnungen (bis zu 4,5 min.) Spitzenlastoptimierung 64 Abschaltstufen Programmiersprache 88
Kapitel 2 Netzanalysator Übersicht Produktvariante UMG 508 Versorgungsspannung Schnittstellen 95...240V AC, 80...340V DC ±10% vom Nennbereich 44...130V AC 48...180V DC ±10% vom Nennbereich 20...50V AC 20...70V DC ±10% vom Nennbereich 4 Spannungs und 4 Stromeingänge ZusatzSpeicher 256 MB Flash 8 Digitaleingänge 5 Digitalausgänge RS 485* Ethernet 100baseT Profibus DP V0* 7 frei programmierbare Anwendungsprogramme Type ArtikelNr. UMG 508 52.21.001 UMG 508 52.21.002 UMG 508 52.21.003 Option zu den Geräten Anwendungsprogramme EMAXFunktion EMAX 52.21.080 BACnet Kommunikation BACnet 52.21.081 = nicht möglich = enthalten *1 x DSUB9 Stecker Features Speichergröße 256 MB Uhr +/ 1 min pro Monat Integrierte Logik Programmiersprache Jasic Betriebsstundenzähler Wochenschaltuhr Jasic Peripherie Digitaleingänge als Status oder Impulseingang 8 Digitalausgänge als Schaltausgang oder Impulsausgang 5 Paßwortschutz Spitzenlastmanagement optional 64 Kanäle Software GridVis 89 Kommunikation Schnittstellen RS 485* 9.6, 19.2, 38.4, 76.8, 115.2, 921.6 kbps Profibus DP* Stecker, DSUB9 bis 12Mbps Ethernet 10/100 Base TX RJ 45 Buchse Protokolle Modbus RTU Profibus DP V0 Modbus TCP Modbus over TCP ModbusGateway HTTP Homepage (konfigurierbar) SMTP EMail SNTP Zeitsynchronisierung TFTP automatische Konfigurierung FTP File Transfer SNMP DHCP TCP/IP BACnet *1 x DSUB9 Stecker
UMG 508 Allg. Technische Daten Nennspannung Dreiphasen 4Leitersysteme (LN,LL) 417/720 V AC +10% Dreiphasen 3Leitersysteme (LL) 480 V AC +10% Überspannungskategorie 600 V CATIII Quadranten 4 Lückenlose Messung Abtastrate 8 Kanäle pro Kanal 20 khz Gewicht 1 kg Abmessungen H=144 mm x B=144 mm x T=81 mm Montage nach IEC EN609991/ DIN EN 50022 Fronttafeleinbau Arbeitstemperaturbereich 10 55 C Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige 0,08 2,5 mm² Stiftkabelschuhe, Aderendhülsen 1,5 mm² Schutzart nach EN60529 IP 20 Messbereich Spannung LN, AC (ohne Spannungswandler) Spannung LL, AC (ohne Spannungswandler) Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) Frequenz der Grundschwingung Netze Messung in 1phas./ mehrphasen Netzen 10 600 V rms 18 1000 V rms 0,005...6 A 40...70 Hz TN, TT 1 ph, 2 ph, 3 ph, 4 ph und bis zu 4 mal 1 ph Messwerte Spannung L1, L2, L3, L4, L1L2, L2L3, L1L3 Genauigkeit ±0,1 % Strom L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Genauigkeit ±0,2 % KFaktor L1, L2, L3, L4 Drehstromkomponenten Null, Mit und Gegensystem Wirk, Schein, Blindleistung L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Genauigkeit ±0,4 % Leistungsfaktor Lambda L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Phasenwinkel (in Grad) L1, L2, L3, L4 Wirkarbeit (kwh) Blindarbeit (Karh) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Bezogene Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Gelieferte Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Induktive Blindarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Kapazitive Blindarbeit Klasse 0,2 ( /5 A), Klasse 1 ( /1 A) Klasse 2 Scheinarbeit (kvah) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Spannungswellenform L1, L2, L3, L4 Frequenz der Grundschwingung Genauigkeit ±0,1 % Durchschnittswerte Mininum und Maximumwerte Spannungsqualität Oberschwingungen, 1. 40. Harmonische Strom, Spannung, Blind/Wirkleistung (±) L1, L2, L3, L4 Verzerrungsfaktor THD U in % L1, L2, L3, L4 Verzerrungsfaktor THD I in % L1, L2, L3, L4 Unsymmetrie Spannung Null, Mit und Gegensystem Transienten 50 ms Anlaufvorgänge 10 ms Störschreiberfunktion Kurzzeitunterbrechungen Genauigkeit ±(0,5% rdg + 0,05 rng) 90
Kapitel 2 UMG 508 Maßbild Anschlussbild Seitenansicht Ansicht von unten. Alle Angaben sind in mm angegeben. EthernetAnschluss t Typische Anschlussvariante 91
UMG 511 PQM Power Quality Monitoring Klasse A Netzqualitätsanalysator gemäß IEC61000430 Der Netzqualitätsanalysator UMG 511 ist insbesondere für die Überwachung der Spannungsqualität nach gängigen Normen, z. B. der EN 50160, geeignet. Es werden sämtliche Spannungs qualitäts parameter erfasst, z. B. Flicker, Kurzzeitunterbrechungen mit Störschreiberfunktion, Transienten, Oberschwingungen bis zur 63., Einschaltströme etc. und ausgewertet. Umfangreiche Kommunikationsmöglichkeiten z. B. RS 485 Modbus, Profibus, Ethernet (TCP/IP), BACnet, http, FTP, SMTP, SNTP, DNS... erlauben die kostengünstige und schnelle Integration in bestehende Kom munikation sarchitekturen. Auf den Embedded Webserver kann weltweit über einen Browser zugegriffen werden. Mittels des integrierten Jasic Interpreters besteht über nachladbare Jasic Programme freier Zugriff auf alle integrierten Variablen (Messwerte usw.). Es können anwenderspezifische Jasic Programme erstellt werden, wobei bis zu 7 parallel laufen können. Die im Lieferumfang enthaltene Software GridVis erlaubt umfangreiche Auswertungen auf Knopfdruck. Einsatzgebiete Kontinuierliche Überwachung der Spannungsqualität, z. B. EN 50160 Ethernet Gateway für untergelagerte Messstellen Analyse elektrischer Störgrößen bei Netzproblemen Überprüfung des internen Netzes nach EN 6100047, 415, 430 Reportgenerator für die EN 50160Analyse Fernüberwachung 92
Kapitel 2 Netzqualitätsanalysator UMG 511 Netzqualitätsanalysator Mehrwert durch Zusatzfunktionen Der Netzqualitätsanalysator UMG 511 dient der kontinuierlichen Überwachung der Spannungsqualität, z. B. gemäß EN 50160. Dies dient zur Überwachung der gelieferten Spannungsqualität seitens der Energieversorger. Der UMG 511 findet jedoch auch Anwendung in der Fehleranalyse auf der Verbraucherseite und wird präventiv auch für die Überwachung von Netzrückwirkungen verwendet. Mittels der Ethernetanbindung kann eine schnelle, kostenoptimierte und zuverlässige Kommunikation aufgebaut werden. Der Embedded Webserver erlaubt es, direkt über die geräteeigene Homepage Daten abzurufen und das Gerät zu konfigurieren. Die große Anzahl digitaler Ein und Ausgänge bietet vielfältige Kommunikations möglichkeiten und erlaubt die Anbindung an SPSSteuerungen sowie eigenständige Steuerungsaufgaben. Ein wesentlicher Bestandteil des Lieferumfangs stellt die AnalyseSoftware GridVis dar. Mit der GridVis lassen sich Analysen gemäß der DIN EN 50160 per Knopfdruck erstellen, aber auch die Darstellung von Online daten und Auswertung historischer Daten ist für die konkrete Ursachen findung von Netzproblemen von großem Nutzen. t Hauptmerkmale Messung der Spannungsqualität nach DIN EN 61000430 Messverfahren Klasse A (Messgenauigkeit Klasse A) Fourieranalyse 1. bis 63. Oberschwingung für ULN, ULL, I, P (Bezug/Lieferung) und Q (ind./kap.) Messung der Oberschwingungen und Zwischenharmonischen (ULN, ULL, I) nach DIN EN 6100047 Analyse und Auswertung nach DIN EN 50160 mit der zum Lieferumfang gehörenden Programmierund Analysesoftware GridVis Flickermessung nach DIN EN 61000415 Messung in TN und TTNetzen (600V CATIII) 4 Spannungsmesseingänge, 4 Strommesseingänge Kontinuierliche Abtastung der Spannungs und Strommesseingänge mit 20kHz Erfassung von mehr als 2000 Messwerten pro Messzyklus (200ms) Erfassung von Transienten >50µs und Speicherung mit bis zu 16.000 Abtastpunkten Datenlogger / Ereignisspeicher (256MB Flashdisk) 8 digitale Eingänge und 5 digitale Ausgänge Profibus DP/V0 alternativ RS 485 (Modbus RTU, ModbusMaster, BACnet*) Ethernet (WebServer, EMail, BACnet*) Programmierung eigener Anwendungen in Jasic * BACnet optional Anwendungen Der mit 4 Strom und Spannungseingängen ausgerüstete Netzqualitätsanalysator erfasst und digitalisiert die Effektivwerte (True RMS) von Strömen und Spannungen in 4070Hz (15440Hz) Netzen. Aus den Abtastwerten errechnet der eingebaute Mikroprozessor die elektrischen Größen. Für die Messung im dreiphasigen System kann die relevante Spannung als LeiterNulloder LeiterLeiterSpannung definiert werden. Diese Spannung dient dem UMG 511 als Bezugsspannung für die Ober schwingungs messung, Transienten und Ereigniserfassung sowie für das Flickermeter. Zur Messung von Stromereignissen kann überdies ein Nennstrom eingestellt werden. Der vierte Strom und Spannungseingang repräsentiert ein separates Messsystem. In der Regel wird er jedoch zur Messung des Stromes im Neutral oder PELeiter bzw. zur Messung eines eventuellen Potentialgefälles zwischen N und PE genutzt. 93
UMG 511 Anzeigenbeispiele Das hintergrundbeleuchtete AktivMatrixDisplay (5,7 ) des UMG 511 erlaubt es, Messwerte in numerischer Form als Balken graph oder als Liniengraph zur Anzeige zu bringen. Ausgewählte Displays können automatisch abwechselnd zur Anzeige gebracht werden (automatische Anzeigenweiterschaltung). Die Programmierung des Gerätes erfolgt über Klartextmenüs oder die Software GridVis. Beispiel Anschlussbild UMG 511 Hauptmessung Messung im Vierleiternetz mit Hauptmessung und Hilfsmessung. Das UMG511 hat 4 Messkanäle für Strom und Spannung. Die ersten 3 Kanäle (Hauptmes sung) sind zur Verwendung in einem dreiphasigen System vorgesehen. Hilfsmessung Die Hilfsmessung kann für die Messung eines einphasigen oder symmetrischen dreiphasigen Systems verwendet werden. Alternativ kann der Stromeingang für die Messung des Nullleiter stroms in dem dreiphasigen System der Hauptmessung belegt werden. Der Spannungs eingang könnte dann z. B. die Spannung zwischen Neutralleiter und PE erfassen. Die Hilfsmessung bietet alle Messgrößen der Haupt messung (Strom, Spannung, Leistung, Oberschwingungen, Transienten, Ereignisse, Flicker). 94
Kapitel 2 Funktionsumfang Router SPS Software Schnittstellen Ethernet RS 485 Netze IT, TN, TT Netze 3 und 4phasige Netze 8 Digitale Eingänge Impulseingang Logikeingang Zustandsüberwachung HT/NT Umschaltung Emax Rücksetzung 5 Digitale Ausgänge Impulsausgang kwh/kvarh Schaltausgang Grenzwertausgang Emax Ausgang Logikausgang (über externe I/OModule erweiterbar) Kommunikation Profibus (DP/V0) Modbus (RTU, UDP, TCP, Gateway) TCP/IP BACnet HTTP (Frei konfigurierbare Homepage) FTP (File Transfer) TFTP (Automatische Konfigurierung) NTP (Zeitsynchronisierung) SMTP (EMail Funktion) DHCP SNMP Messgenauigkeit Arbeit: Klasse 0,2S (.../5A) Strom: 0,2% Spannung: 0,2% Speicher 256 MB Flash 16 MB RAM Spannungsqualität Oberschwingungen bis zur 63. Kurzzeitunterbrechungen Transientenrekorder (>50µs) Einschaltströme (>10ms) Unsymmetrie HalbwellenEffektivwertaufzeichnungen (bis zu 4,5 min) Flicker Spitzenlastoptimierung 64 Abschaltstufen Programmiersprache 95
UMG 511 Maßbild Anschlussbild Ansicht von unten. Alle Angaben sind in mm angegeben. EthernetAnschluss Seitenansicht Typische Anschlussvariante 96
Kapitel 2 Ausführungsvarianten und technische Daten Geräteübersicht UMG 511 Drei / Vierleiter Netzqualitätsanalysatoren; Stromwandler../1/5A; inklusive Programmier und Auswertesoftware GridVis. Versorgungsspannung Schnittstellen 95...240V AC, 80...340V DC ±10% vom Nennbereich 44...130V AC 48...180V DC ±10% vom Nennbereich 20...50V AC 20...70V DC ±10% vom Nennbereich 4 Spannungs und 4 Stromeingänge Speicher 256 MB Flash Digitaleingänge Digitalausgänge 8 5 UMG 511 52.19.001 8 5 UMG 511 52.19.002 8 5 UMG 511 52.19.003 Option zu den Geräten (bei allen Varianten) Anwendungsprogramm Emax Funktion (Spitzenlastoptimierung) Emax 52.19.080 BACnet Kommunikation BACnet 52.19.081 = nicht möglich = enthalten RS 485 Ethernet 100baseT Profibus DP V0 Type ArtikelNr. Allgemeine Technische Daten Nennspannung Dreiphasen 4Leitersysteme (LN,LL) 417/720 V AC +10% Dreiphasen 3Leitersysteme (LL) 480 V AC +10% Überspannungskategorie 600V CATIII Quadranten 4 Lückenlose Messung Abtastrate 8 Kanäle pro Kanal 20 khz Gewicht 1kg Abmessungen L=144mm * B=144mm * H=81 mm Montage nach IEC EN 609991/ DIN EN 50022 Fronttafeleinbau Arbeitstemperaturbereich 10 50 C Anschließbare Leiter (U/I) Eindrähtige, mehrdrähtige, feindrähtige 0,08 2,5 mm² Stiftkabelschuhe, Aderendhülsen 1,5 mm² Schutzart nach EN 60529 IP 50 Front / IP 20 Rückseite Messbereich Spannung LN, AC (ohne Spannungswandler) Spannungswandler frei einstellbar 10 600 V AC rms Spannung LL, AC (ohne Spannungswandler) Spannungswandler frei einstellbar 18 1000 V AC rms Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) 0,005..6 A Frequenz der Grundschwingung (nur für feste Netzfrequenz) 15...440 Hz Netze TN, TT Messung in Ein/Mehrphasennetzen 1 ph, 2 ph, 3 ph, 4 ph Peripherie Digitaleingänge Status, Logik oder Impulseingang 8 Digitalausgänge Schaltlogikausgang oder Impulsausgang 5 Passwortschutz mehrstufig Spitzenlastmanagement optional 64 Kanäle Software GridVis Features Speichergröße 256 MB Uhr +/ 1 min pro Monat Integrierte Logik Programmiersprache Jasic Betriebsstundenzähler Wochenschaltuhr Jasic 97
UMG 511 Messwerte Spannung L1, L2, L3, L4, L1L2, L2L3, L1L3 Genauigkeit ±0,1% Strom L1, L2, L3, L4 ±0,2% Berechneter Summenstrom ±0,5% KFaktor L1, L2, L3, L4 Drehstromkomponenten Null, Mit und Gegensystem Wirk, Schein, Blindleistung L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Genauigkeit ±(0,4% + 0,10%) 40..70 Hz, cos phi = 1 ±(0,4% + 0,0075%) 40..70 Hz, cos phi = > 0,8 ±(0,5% + 0,0075%) 40..70 Hz, cos phi = > 0,5 ±(0,5% + 0,0075%) 15..440 Hz, cos phi = > 0,5 ±(3,0% + 0,0075%) Cosphi / Leistungsfaktor L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Phasenwinkel L1, L2, L3, L4 Wirkarbeit (kwh) Blindarbeit (kvarh) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Purchased effective energy (tariff 1, tariff 2) Supplied effective energy (tariff 1, tariff 2) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Bezogene Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Gelieferte Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Klasse 0,2S ( /5A), Klasse 0,5S ( /1A) Klasse 2 Scheinarbeit (kvah) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Strom/Spannungswellenform L1, L2, L3, L4 Frequenz der Grundschwingung Genauigkeit ±0,1% Durchschnittswerte Minimum und Maximumwerte Spannungsqualität Oberschwingungen, 1. 63. Harmonische, gerade/ungerade Spannung L1, L2, L3, L4 Messwert > 3% vom Messbereich Messwert < 3% vom Messbereich Zwischenharmonische Strom, Spannung L1, L2, L3, L4 Verzerrungsfaktor THD U in % L1, L2, L3, L4 Verzerrungsfaktor THD I in % L1, L2, L3, L4 Spannung Null, Mit und Gegensystem Aktueller Flickerwert L1, L2, L3, L4 Kurzzeitflickerwert L1, L2, L3, L4 Langzeitflickerwert L1, L2, L3, L4 Transienten 50 ms Kurzzeitunterbrechungen 10 ms Anlaufströme 10 ms Schreiber für Grenzwertereignisse Genauigkeit ± 5% Genauigkeit ± 0,05 Kommunikation Schnittstellen RS 485 9,6; 19,2; 38,4; 76,8; 115,2; 921,6 kbps Profibus DP Stecker, Sub D 9polig bis 12Mbps Ethernet 10/100 Base TX RJ 45 Buchse Protokolle Modbus RTU Profibus DP V0 Modbus TCP Modbus over TCP ModbusGateway HTTP Homepage (konfigurierbar) SMTP EMail SNMP SNTP Zeitsynchronisierung TFTP Automatische Konfigurierung FTP File Transfer DHCP BACnet / IP oder MSTP, Option 98
t Kapitel 3 EnergieManagement Power Management Elektronische ImpulsgeberEnergiezähler, Serie EM Seite 101 Modbus, MBus, EIBKNX Kommunikationsmodule 2 Tarife 4 Quadranten Messung Mit und ohne MID Bis 125 A Direktmessung Spitzenlastoptimierung UMG 508Emax Zur Begrenzung von Wirkleistungsspitzen Bis zu 64 Abschaltstufen Inklusive UMG 508 Netzanalysator mit kontinuierlicher Messung RS232, RS485, Modbus, Ethernet (Profibus optional) Seite 108 Datalogger ProData Seite 116 Erfassen und Speichern von Zählwerten 16 Digitaleingänge 64 Bit Zähler RS232, RS485, Modbus 99
PM Power Management PM Power Management EnergieManagement Professionelles EnergieManagement berücksichtigt Aspekte wie z. B. Spitzenlastoptimierung, Energieerfassung und Kostenstellenmanagement. Mit den Produktgruppen UMG 508Emax, ProData und modernsten ImpulsgeberEnergiezählern kann die Energieversorgung Ihres Unternehmens in Bezug auf Leistungsspitzen und Energieverbrauch aktiv gesteuert werden. Dadurch lassen sich der Stromverbrauch und die Stromkosten nachhaltig reduzieren. Die ProData Serie ermöglicht Ihnen ein transparentes Abrechnungssystem innerhalb des Unternehmens sowie Überwachung der einzelnen Kostenstellen mit separater Berechnung. Dies verbessert die Kostentransparenz und ermöglicht die entsprechende Zuordnung von Kostenstellen. Von besonderer Bedeutung ist dies, um die Kosten Ihrer Produkte und Leistungen exakt zu ermitteln, sowie zur Umlage der Elektrizitätskosten auf die Endverbraucher. 100
Kapitel 3 Überblick Zähler t Internet ISDNRouter PC Ethernet TCP/IP UMG 508 Emax Modbus RTU BACnet Gebäudeleittechnik UMG 604 ProData Modbus Modbus RTU MBus EIBKNX UMG 103 EM180 EM35 EM3150 101
PM Power Management Elektronische Energiezähler Elektronische ImpulsgeberEnergiezähler Elektronische Energiezähler sind Messgeräte zur Bestimmung von elektrischen Verbräuchen. Die Messung ist ein oder dreiphasig ausgelegt. Die Zähler sind entweder für den Direktanschluß oder für Strom wandlermessung geeignet. Typische Anwendungsgebiete finden sich im Bereich Energie management zur Kostenstellenanalyse, als Messwertgeber für SPSSteuerungen oder der Ge bäud e leittechnik (GLT). Für Verrechnungszwecke sollten elektronische Zähler geeicht und plombierbar sein, um eine gleichbleibende Genauigkeit zu gewährleisten bzw. den Zähler vor Missbrauch oder ungewollten Umprogrammierungen zu schützen. 102
Kapitel 3 Die Energiezähler der Serie EM Einsatzgebiete Elektronische Energiezähler werden in der Hauptsache zur Erfassung von Wirk und Blindarbeit verwendet. Sie finden ihr Einsatz gebiet im Bereich Energiemanagement zur Kostenstellen analyse. Hierfür stehen verschiedene Kommunikationsmöglich keiten zur Verfügung, um den zeitaufwendigen Gang zur manuellen Ab lesung vor Ort zu vermeiden. Über zwei Impulsausgänge als Messwertgeber können die Arbeitsimpulse auf eine Leittechnik, z. B. DDC, SPS, SCADASysteme oder das Datenerfassungs gerät ProData geschaltet werden. Im Bereich der Gebäudeleit technik stehen die Protokolle MBus, EIBKNX und Modbus RTU über zusätzliche Kommunikationsmodule zur Verfügung, die den eigentlichen Zähler über eine optische Schnittstelle auslesen und die Werte über die jeweilige Schnittstelle auf dem Feldbus zur Verfügung stellen. Über die Kommunikationsmodule stehen bei entsprechender Auswahl die zusätzlichen Werte Spannung, Strom, Leistung, Leistungsfaktor und Frequenz neben Wirk und Blind arbeit auf dem Bus zur Verfügung. Für die Ver brauchs daten er fassung können die Zähler EM auch als Geräte für die Unter messung des UMG 604 über Modbus RTU verwendet werden t Hauptmerkmale Kommunikationsmodule: Modbus, MBus, EIBKNX, LAN Direktmessung bis 125 A oder über Stromwandler 2 Tarife Mit und ohne MIDEichung Plombierbare Klemmenabdeckung 4 Quadranten Messung Messwerte: Wirkarbeit, Blindarbeit, Wirkleistung, Blindleistung Klasse 1 Anwendungen Die elektronischen Energiezähler der Serie EM sind zur Messung von Wirk und Blindverbräuchen geeignet. Die Messung ist für 1 und 3 Phasensysteme mit einer Spannung von LN 184276VAC ausgelegt. Die Stromeingänge sind entweder zum direkten Anschluss oder zur Messung über Stromwandler ausgelegt. Die Installation erfolgt auf Hutschiene, wobei speziell Wert auf die außerordentlich kompakte Bauweise gelegt wurde. Es stehen jeweils zwei Varianten in ungeeichter und geeichter Version (MID) zur Verfügung. Alle Zähler der Serie EM sind plombierbar. Wirk und Blindarbeit stehen in zwei Tarifen in vier Quadranten zur Verfügung. Die Genauigkeit der Zähler ist Klasse 1 für Wirkenergie und Klasse 2 für Blindenergie. Erfassung und Aufzeichnung Alle Zähler speichern die Zählerstände in nichtflüchtigen Speichern. Der Zählerstand ist in geeichter Version nicht rücksetzbar, in nicht geeichter Ausführung können die Energiestände zurückgesetzt werden. 103
Ausführungsvarianten und technische Daten Geräteübersicht Typen EM180 EM380 EM3125 EM35 Ausführung (ohne MID) EM180 (ohne MID) EM380 (ohne MID) EM3125 (ohne MID) EM35 (ohne MID) Artikelnummer 14.01.301 14.01.320 14.01.330 14.01.310 Geeichte Ausführung EM180 (MID) EM380 (MID) EM3125 (MID) EM35 (MID) Artikelnummer 14.01.302 14.01.321 14.01.331 14.01.311 Allgemeine Technische Daten Betriebsspannung 184 276VAC 184 276VAC 184 276VAC 184 276VAC Abmessungen [mm] B= 36x H= 90x T=70 B= 72 x H= 90 x T= 70 B= 108 x H= 90 x T= 70 B= 72 x H= 90 x T= 70 Teileinheiten 2 4 6 4 Arbeitstemperatur 10 +55 C 10 +55 C (Option 25 +55 C) 10 +55 C (Option 25 +55 C) 10 +55 C (Option 25 +55 C) Lagertemperatur 25 +70 C 25 +70 C 25 +70 C 25 +70 C Schutzart (Front/Klemmen) IP 51/20 IP 51/20 IP51/20 IP51/20 Max. anschließbare Leiter Strom 35mm 2 Strom 35mm 2 Strom 50mm 2 Strom 6mm 2 Spannung 2,5mm 2 Spannung 2,5mm 2 Spannung 2,5mm 2 Spannung 2,5mm 2 Messbereich Spannung LN 184 276VAC 184 276VAC 184 276VAC 184 276VAC Spannung LL 319 478VAC 319 478VAC 319 478VAC Strom 0,025 80A 0,015 80A 0,020 125A 0,03 6A ( /5A) Frequenz, Grundschwingung 50Hz 50Hz 50Hz 50Hz Messung 1phasig 3phasig 3phasig 3phasig Messmodus Direkt Direkt Direkt Wandler Messwerte Wirkarbeit Klasse 1 Klasse 1 Klasse 1 Klasse 1 Blindarbeit Klasse 2 Klasse 2 Klasse 2 Klasse 2 4 Quadranten 2 Tarife Anzeige Wirk, Blindleistung Peripherie Impulsausgänge 2 2 2 2 Impulswertigkeit 1000 Imp/kWh 500 Imp/kWh 500 Imp/kWh 1/10/100 Imp/kWh Impulslänge 30 ± 5ms* 30 ± 5ms* 30 ± 5ms* 30 ± 5ms* Digitaleingang 1 1 1 1 Optionale Kommunikationsmodule Modbus RTU / ASCII Baudrate: Bis 38,4kBaud Typen: Modbus RTU / ASCII (Basic) Übertragbare Größen: Wh, kvarh Artikelnummer: 14.01.400 * Modbus RTU / ASCII (Full) Übertragbare Größen: Wh, kvarh, V, A, Hz, cosphi, kw, kvar Artikelnummer: 14.01.410 * MBus Baudrate: 300 9600Baud Typen: MBus (Basic) Übertragbare Größen: Wh, kvarh Artikelnummer: 14.01.401 ** MBus (Full) Übertragbare Größen: Wh, kvarh, V, A, Hz, cosphi, kw, kvar Artikelnummer: 14.01.411 ** EIBKNX Baudrate: 9600Baud Typen: EIBKNX (Basic) Übertragbare Größen: Wh, kvarh Artikelnummer: 14.01.402 LAN Typen: LAN (Basic) Übertragbare Größen: Wh, kvarh Artikelnummer: 14.01.413 LAN (Full) Übertragbare Größen: Wh, kvarh, V, A, Hz, cosphi, kw, kvar Artikelnummer: 14.01.416 * Für die Parametrierung und Einstellung der ModbusKommunikationsmodule ist ein Schnittstellenwandler (z. B. K2075) erforderlich. **Für die Parametrierung und Einstellung der MBusKommunikationsmodule ist ein Pegelwandler erforderlich. 104
Kapitel 3 Die Energiezähler der Serie EM EM180 Einphasiger Energiezähler Maßzeichnung Schaltplan Plombierbare Klemmenanschlüsse Dreiphasige Energiezähler Maßzeichnung Schaltpläne Direktmessung mit Stromwandler Plombierbare Klemmenanschlüsse Hinweis für den Anschluss von Wandlerzählern Für den Leitungsschutz wird eine Sicherung von 6A an L1 empfohlen. Stromwandler dürfen nicht mit offenen Klemmen betrieben werden, da gefährlich hohe Spannungen auftreten können. Nichtbeachtung kann zu Personen und Sachschäden führen. Außerdem können die Wandler thermisch überlastet werden. 105
ModulTechnik KommunikationsModule Geräte in 1 TE für DINSchiene (35 mm) Über die seitliche optische IRSchnittstelle und dem gewünschten Kommunikationsmodul können die Energiezähler einfach und kostengünstig in die Gebäudetechnik integriert werden. Durch eine einfach Klickmontage der Anreihmodule kann der Energiezähler mit weiterführenden KommunikationsTechnologien (MBus, EIBKNX, Modbus RTU und LAN) ergänzt werden. LAN MBusModul Die Schnittstelle MBus (Installation auf DINSchiene, Breite 1 Modul) ermöglicht den Anschluss von z.b. Energiezählern an den MBus. MBus ist ein allgemein üblicher Standard zur Fernablesung von Stromzählern und mehrerer Sensoren. Die Schnittstelle wird über den Bus selbst versorgt, der über eine IROptikschnittstelle die vom Zähler ausgehenden Messgrössen empfängt. Die einzige elektrische Verbindung, die ausgeführt werden muss, ist der BusKabelanschluss (normales Telefonkabel). Die Schnittstelle kann für ein und dreiphasige Energiezähler und andere Messgeräte eingesetzt werden. MBus Anschluss Maßzeichnung Netzstromversorgung Seitliche InfrarotSchnittstelle für die Kommunikation zum Energiezähler LEDBetriebskontrolle 106
Kapitel 3 Die Energiezähler der Serie EM Modbus RTU und ASCIIModul Das Modul kann zur Übertragung der über ein Messgerät ermittelten Größen über ein ModbusNetz an eine ferngesteuerte Station (z. B. Energiezähler mit IRSchnittstelle) angeschlossen werden. Über die IRSchnittstelle erkennt das Daten übertragungs modul selbsttätig das jeweils angeschlossene Messinstrument und ist in der Lage, sämtliche von diesem Messgerät ermittelten Größen zu über tragen. Modbus Klemmenanschluss Maßzeichnung Tastenwahl zurückstellen Seitliche InfrarotSchnittstelle für die Kommunikation zum Energiezähler LEDBetriebskontrolle Netzstromversorgung EIBKNXModul Der Bus EIBKNX ist ein allgemein üblicher Standard imwohnungs und Gewerbebau. Die Schnittstelle wird über die Busleitung selbst versorgt, wobei die an der Seite vorhandene IROptikschnittstelle die vom Zähler ausgehenden Messgrößen empfängt. Die einzige elektrische Verbindung, die ausgeführt werden muss, ist der BusKabelanschluss. EIBKNX Schnittstelle Maßzeichnung Seitliche InfrarotSchnittstelle für die Kommunikation zum Energiezähler Tastenwahl zurückstellen LEDBetriebskontrolle LANModul Das Modul kann zur Übertragung der ermittelten Messgrößen über ein TCP/IPNetz an eine Datenerfassung verwendet werden. Das Netz zur Datenkommunikation kann sowohl ein lokales Netz (LAN) als auch einwannetz sein, so dass das Modul über Internet ferngesteuert werden kann. LAN RJ 45 Schnittstelle LAN Seitliche InfrarotSchnittstelle für die Kommunikation zum Energiezähler Maßzeichnung LEDBetriebskontrolle LEDBetriebskontrolle half/full duplex LEDBetriebskontrolle 10/100 MBit LEDBetriebskontrolle Netzstromversorgung 107
PM Power Management UMG 508Emax UMG 508Emax Spitzenlastoptimierung Der Energieverbrauch variiert über einen 24 Stunden Zyklus ganz erheblich. Dies führt zu massiver Belastung von Erzeugungs und Verteilungseinrichtungen, bedingt aber auch teure Spitzen lastabdeckung in Form von z. B. PumpspeicherKraftwerken. Um diese Wirk leistungs spitzen auszugleichen, haben die Energieversorger entsprechende Leistungspreistarife eingeführt. Nach den Tarifen der Energieunternehmen wird bei der Festsetzung der Stromkosten der höchste über eine Viertelstunde gemessene LeistungsSpitzenwert im Monat verrechnet. Aufgrund dieser Spitzenwerte werden dann die Netzbereitstellungskosten und der monatliche Leistungspreis berechnet. Wird dieser Spitzenwert gesenkt, reduzieren sich die Stromkosten. In Zeiten ständig steigender elektrischer Energiekosten ist es zwingend notwendig eine optimale Anpassung der Lastverteilungsprofile an die SpitzenlastoptimierungsSysteme sicher zu stellen. Die Lösung hierfür ist eine Emax Applikation für Jasic Geräte wie die UMG 604, UMG 605, UMG508 oder UMG511. Die installierte Emax Applikation schaltet Verbraucher je nach Trendwert kurzfristig ab, wobei die Schaltzeiten frei konfigurierbar sind. Bei angeschlossener Verbraucherrückmeldung werden unnötige Schalthandlungen vermieden. Einsatzgebiete Reduzierung von Wirkleistungsspitzen und damit signifikante Reduzierung der Stromkosten Vermeidung kurzfristiger Überlastungen von Energieverteilungseinrichtungen (z. B. Auslösen von Leistungsschaltern) Stabilisierung der Energieversorgung und Produktionsprozesse Hotels, Großküchen, Krankenhäuser, Industrie, Kompressoren, thermische Prozesse 108
Kapitel 3 Leistungsspitzen intelligent reduzieren UMG 508Emax Spitzenlastoptimierung Wirkleistungsspitzen intelligent reduzieren Die Emax Applikationen für Jasic Geräte erfassen kontinuierlich sämtliche elektrischen Parameter. Die integrierten intelligenten Regelalgorithmen berechnen den WirkleistungsTrend und vergleichen diesen mit der vereinbarten Zielwirkleistung. Durch die Trendberechnung kann die Emax Applikation für Jasic Geräte feinstufig in den Betriebsablauf eingreifen und unkritische Ver braucher nach den Vorgaben des Benutzers kurzfristig abschalten. Bei angeschlossener Rückmeldungsverarbeitung werden nur Verbraucher abgeschaltet oder in die Trendwertberechnung einbezogen, welche zum Zeitpunkt der Berechnung auch Leistung beziehen. Sollte eine Rückmeldungsverarbeitung nicht möglich sein, so kann eine feste Verfügbarkeit prozentual eingestellt werden. Dadurch können zum Teil sehr kostenintensive Leistungsspitzen sicher vermieden und erhebliches Kosteneinsparpotential verwirklicht werden. Die zufälligen Leistungsspitzen werden vermieden. Hauptmerkmale der Emax APP Optionale Begrenzung von Wirkleistungsspitzen Bis zu 64 Abschaltstufen mit Rückmeldung je nach Gerätetyp und Emax APP Inklusive UMG 508 Netzanalysator mit kontinuierlicher Messung Inklusive GridVis Software UMG 508Emax6 optional mit Profibus Spitzenlastmanager UMG508MAX 15A im Stahlblechgehäuse: Beispielanlagen: UMG 508MAX 15A (Art.Nr.52.21.222) MaximumÜberwachungsanlage mit 15 Abschaltstufen im Stahlblech gehäuse für Wandmontage. Abmessungen: B600 x H380 x T210 mm, Farbe: RAL 7035 Komplett eingebaut und verdrahtet: 1 Funktionsmodul KMK 5 mit 5 Relaisausgängen ( Wechsler 2A pot.frei ), 8 digitale Eingänge davon 1 Digitaleingang für WirkleistungsImpuls und 1 Digitaleingang für Rücksetzung der Messperiode 1 Feldbusmodul FBM10 RNC, Art.Nr. 15.06.XX mit 10 Relaisausgängen (Öffner) mit Statusanzeige UMG508MAX 15AE (Art.Nr.52.21.223) Maximum Überwachungsanlage mit 15 Abschaltstufen im Stahlblechgehäuse für Wandmontage. Abmessungen: B600 x H380 x T210 mm, Farbe: RAL 7035 Komplett eingebaut und verdrahtet: 1 Funktionsmodul KMK 5 mit 5 Relaisausgängen ( Wechsler 2A pot.frei ), 8 digitale Eingänge davon 1 Digitaleingang für WirkleistungsImpuls und 1 Digitaleingang für Rücksetzung der Messperiode 1 Feldbusmodul FBM 10 RNC, Art.Nr. 15.06.XX mit 10 Relaisausgängen (Öffner) mit Statusanzeige 1 Feldbusmodul FBM1OI, Art.Nr. 15.006.076 mit 10 Digitaleingängen mit Statusanzeige 109
UMG 508Emax Anwendungen: Das UMG 508 ist ein Multifunktionsgerät, das als Grundausrüstung in keiner Niederspannungshauptverteilung fehlen sollte. Mit der optionalen Emax Applikation wird durch kurzzeitiges Abschalten von Verbrauchern das Wirkleistungsmaximum gesenkt. Als Grundgerät ist das UMG 508 mit Zusatzkomponenten im Stahlblechgehäuse eingebaut oder auch in einzelnen Komponenten erhältlich. Das UMG 508 ermittelt als Messgerät die Belastungsverhältnisse der elektrischen Versorgungseinrichtungen, um eine Überlastung zu vermeiden. Außerdem ist das Gerät zum Messen und Speichern von fast allen elektrischen Größen einschließlich Strom und Leistungswerten konzipiert (siehe Kapitel 2). Die Visualisierung der MaximumwächterMesswerte erfolgt über die Homepage des Gerätes. Eine Darstellung der Messgrößen auf dem Display ist nicht möglich. Funktionsprinzip: Auf Basis der an einem Digitaleingang eingehenden Wirkleistungsimpulse oder der vom Messgerät errechneten Gesamtwirkleistung (Wandlermessung) ermittelt das EmaxProgramm des Power Analyzers die notwendigen Größen zur Einhaltung eines vorgegebenen Sollwertes. Dabei errechnet das System innerhalb der eingestellten Messperiode kontinuierlich Mittelwert, Momentanwert, Trendwert und Korrekturleistung. Erkennt der Power Analyzer eine mögliche Überschreitung des Maximums, prüft er anhand der eingestellten Verbraucher die Notwendigkeit einer Ab schaltung. Die Abschaltung von Verbrauchern wird daraufhin unter Berück sichtigung der vordefinierten Regeln ausgeführt. Das Ziel dieser Methode ist, mit möglichst wenig Abschaltungen und dadurch bedingten Beein trächti gungen des Betriebsablaufs das gegebene Maximum am Ende einer Messperiode einzuhalten. Jedem Verbraucher der EmaxFunktion kann ein Rückmeldeeingang (Freigabe) zugeordnet werden. Mit Hilfe dieser Eingänge kann die Verfügbarkeit des Verbrauchers für die Maximumüberwachung eingeschränkt werden. Um Verbraucher abschalten zu können, werden ein oder mehrere Erweiterungs module mit digitalen Ausgängen benötigt (FBM 10 RNC). Soll der Status von Verbrauchern über einen Rückmeldeeingang berücksichtigt werden, muss ein entsprechendes InputModul (FBM10I) an die serielle Schnittstelle angeschlossen werden. Abb.: Anzeige Emax Status Spitzenlastmanagement bis zu 64 Abschaltstufen je nach Gerätetyp und Emax Applikation Abb.: Konfiguration der Grundwerte Die gesamte Konfiguration und Auswertung erfolgt über die Homepage des Gerätes. Somit sind die Geräteparameter komfortabel auf der Homepage einstellbar. Auszug der Parametriermöglichkeiten: Sollwert, Istwert für Mittelwertberechnung, Messperiodendauer, Sperrzeit, Pausenzeit, Verfügbarkeit Je Verbraucher ist einstellbar: Verbrauchername, Priorität, Anschlussleitung, MindestEinschaltdauer, MindestAbschaltdauer, maximale Abschaltdauer und Verfüg barkeit in Prozent Abb.: Konfiguration der Verbraucher 110
t Kapitel 3 Leistungsspitzen intelligent reduzieren Statusanzeige der Emax Messgrößen und der Zustand der aktuellen Abschalthandlungen, Status der Freigabe (Rückmeldung ob Verbraucher an/aus ist) über die Gerätehomepage. Im Speicher des Gerätes werden die folgenden Messgrößen abgespeichert: Wirkleistungsmittelwert synchron zur Messperiodenrücksetzung Trendwert Aufzeichnung Messperiodenrücksetzung bei Zustandsänderung Die Auswertung erfolgt mit der GridVis. Anzeige des Kommunikationsstatus zwischen Messgerät und den Funktions modulen. 111
UMG 508Emax Ausführungsvarianten des UMG 508Emax Schnittstellen Versorgungsspannung: 95.. 240V AC, 135.. 340V DC ±10% vom Nennbereich Abschaltstufen Rückmeldungen Ausgang Rückmeldungen Eingang 4 Spannungs und 4 Stromeingänge ZusatzSpeicher 256 MB Flash RS 485 Ethernet 10/100 baset Profibus DP V0 3 frei programmierbare Anwendungsprogramme 5 5 5 UMG 508MAX 5AE 52.21.217 15 15 UMG 508MAX 15A 52.21.222 15 15 15 UMG 508MAX 15AE 52.21.223 25 25 UMG 508MAX 25A 52.21.224 25 25 25 UMG 508MAX 25AE 52.21.225 35 35 UMG 508MAX 35A 52.21.226 35 35 35 UMG 508MAX 35AE 52.21.227 45 45 UMG 508MAX 45A 52.21.228 45 45 45 UMG 508MAX 45AE 52.21.229 65 65 UMG 508MAX 65A 52.21.230 65 65 65 UMG 508MAX 65AE 52.21.231 = enthalten Type ArtikelNr. Weitere Funktionen und technische Daten siehe auch unter UMG 508 im Kapitel Energiemesstechnik. Bei den obigen Ausführungsvarianten ist als Grundgerät das UMG 508E eingebaut. Typische Anschlussvarianten Impulsgeber VNB 15 min L PE N Input: 115 230V AC Output 24 VDC / 1A 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 + Rückmeldung Verbraucher AN /AUS MT2A MT2A EthernetAnschluss L1 L2 L3 N PE S1 S2 S1 S2 S1 S2 S1 S2 Verbraucher Zu den FBMModulen A1A2 1 A1 A2 2 A1 A2 3 A1 A2 4 A1 A2 5 Hinweis: Beim Wandlereinbau auf die Stromflussrichtung achten. 11 11 11 11 11 12 14 12 14 12 14 12 14 12 14 112
Kapitel 3 Technische Daten Allgemeine Technische Daten Versorgungsspannung LN, AC 230V, 50/60Hz Überspannungskategorie 600V CAT III Betriebsspannung 400V, 50/60Hz Gewicht 18/19/20kg Abmessungen B= 600mm x H=380mm x T=210mm Montage Wandmontage Arbeitstemperaturbereich 10 55 C Schutzart IP 43 Farbe RAL 7035 Software GridVis Abschaltstufen bis zu 64 Messbereich Spannung LN, AC (ohne Spannungswandler) Spannung LL, AC (ohne Spannungswandler) Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) Frequenz der Grundschwingung Netze Messung in 1phas./ mehrphasigen Netzen Messwerte 10 600 V rms 18 1000 V rms 0,005...6A 40 70Hz TN, TT, (IT) 1ph, 2ph, 3 ph, 4 ph und bis zu 4 mal 1 ph Spannung L1, L2, L3, L4, L1L2, L2L3, L1L3 Genauigkeit ±0,1 % Strom L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Genauigkeit ±0,2 % KFaktor L1, L2, L3, L4 Drehstromkomponenten Null, Mit und Gegensystem Wirk, Schein, Blindleistung L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Genauigkeit ±0,4 % Leistungsfaktor Lambda L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Phasenwinkel (in Grad) L1, L2, L3, L4 Wirkarbeit (kwh) Blindarbeit (Karh) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Bezogene Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Gelieferte Wirkarbeit (Tarif 1, Tarif 2) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4: Induktive Blindarbeit (Tarif 1, Tarif 2) Kapazitive Blindarbeit Klasse 0,2 ( /5 A), Klasse 1 ( /1 A) Klasse 2 Scheinarbeit (kvah) L1, L2, L3, L4, Sum L1L3, Sum L1L4 Spannungswellenform L1, L2, L3, L4 Frequenz der Grundschwingung Genauigkeit ±0,1 % Durchschnittswerte Mininum und Maximumwerte t Kommunikation Schnittstellen RS 485* 9.6, 19.2, 38.4, 76.8, 115.2, 921.6 kbps Profibus DP* Stecker, DSUB9 bis 12Mbps Ethernet 10/100 Base TX RJ 45 Buchse Protokolle Modbus RTU, Profibus DP V0, Modbus TCP, Modbus over TCP, ModbusGateway, HTTP, SMTP, SNTP, TFTP, FTP, SNMP, DHCP, TCP/IP, BACnet 113 Spannungsqualität Oberschwingungen, 1. 40. Harmonische Strom, Spannung, Blind/Wirkleistung (±) L1, L2, L3, L4 Verzerrungsfaktor THD U in % L1, L2, L3, L4 Verzerrungsfaktor THD I in % L1, L2, L3, L4 Unsymmetrie Spannung Null, Mit und Gegensystem Transienten 50 ms Anlaufvorgänge 10 ms Störschreiberfunktion Kurzzeitunterbrechungen Genauigkeit ±(0,5% rdg + 0,05 rng) *1 x DSUB9 Stecker
Emax APPs Emax Varianten als APP Die Emax Applikationen für JASIC Geräte integriert die Maximum wächterfunktionalität und erfassen kontinuierlich sämtliche elektrischen Parameter. Die intelligenten Regel algo rith men berechnen den WirkleistungsTrend und vergleichen diese mit der vereinbarten Ziel wirkleistung. Durch die Trend berechnung kann die Emax Appli kation feinstufig in den Be triebs ablauf eingreifen und unkritische Verbraucher nach den Vorgaben des Benutzers kurzfristig ab schalten. Emax APP für UMG 605/UMG 604 Art.Nr.: 51.00.213 Diese APP beinhaltet die folgenden Konfigurationsvarianten EMAXH02A Maximal 2 Kanäle (Ausgänge des UMG 605/604) ohne Rückmeldung EMAXH10A Maximal 10 Kanäle mit 1 x FBM10 RNC ohne Rückmeldung EMAXH10AE Maximal 10 Kanäle mit 1 x FBM10 RNC u. 1 x FBM10I für Rückmeldung EMAXH20A Maximal 20 Kanäle mit 2 x FBM10 RNC ohne Rückmeldung EMAXH20AE Maximal 20 Kanäle mit 2 x FBM10 RNC u. 2 x FBM10I für Rückmeldung EMAXH30A Maximal 30 Kanäle mit 3 x FBM10 RNC ohne Rückmeldung EMAXH30AE Maximal 30 Kanäle mit 3 x FBM10 RNC u. 3 x FBM10I für Rückmeldung EMAXH40A Maximal 40 Kanäle mit 4 x FBM10 RNC ohne Rückmeldung EMAXH40AE Maximal 40 Kanäle mit 4 x FBM10 RNC u. 4 x FBM10I für Rückmeldung EMAXH50A Maximal 50 Kanäle mit 5 x FBM10 RNC ohne Rückmeldung EMAXH50AE Maximal 50 Kanäle mit 5 x FBM10 RNC u. 5 x FBM10I für Rückmeldung EMAXH60A Maximal 60 Kanäle mit 6 x FBM10 RNC ohne Rückmeldung EMAXH60AE Maximal 60 Kanäle mit 6 x FBM10 RNC u. 6 x FBM10I für Rückmeldung Emax APP für UMG 508/UMG 511 Art.Nr.: 51.00.214 Diese APP beinhaltet die folgenden Konfigurationsvarianten EMAXD05A EMAXD05AE Maximal 5 Kanäle über die Ausgänge des UMG 508/511 ohne Rückmeldung Maximal 5 Kanäle über die Ausgänge des UMG 508/511 mit 5 x Rückmeldung über die Eingänge des UMG 508/5011 EMAXD15A EMAXD15AE EMAXD25A EMAXD25AE EMAXD35A EMAXD35AE EMAXD45A EMAXD45AE EMAXD55A EMAXD55AE EMAXD64A EMAXD64AE Maximal 10 Kanäle mit 1 x FBM10 RNC Zusätzlich werden je 5 Ausgänge des UMG508/511 verwendet Maximal 10 Kanäle mit 1 x FBM10 RNC + 1 x FBM10I für Rückmeldung Zusätzlich werden je 5 Ein/Ausgänge des UMG 508/511 verwendet Maximal 20 Kanäle mit 2 x FBM10RNC Zusätzlich werden je 5 Ausgänge des UMG 508/511 verwendet Maximal 20 Kanäle mit 2 x FBM10 RNC + 2 x FBM10I für Rückmeldung Zusätzlich werden je 5 Ein/Ausgänge des UMG 508/511 verwendet Maximal 30 Kanäle mit 3 x FBM10RNC Zusätzlich werden je 5 Ausgänge des UMG 508/511 verwendet Maximal 30 Kanäle mit 3 x FBM10 RNC + 3 x FBM10I für Rückmeldung Zusätzlich werden je 5 Ein/Ausgänge des UMG 508/511 verwendet Maximal 40 Kanäle mit 4 x FBM10RNC Zusätzlich werden je 5 Ausgänge des UMG 508/511 verwendet Maximal 40 Kanäle mit 4 x FBM10 RNC + 4 x FBM10I für Rückmeldung Zusätzlich werden je 5 Ein/Ausgänge des UMG 508/511 verwendet Maximal 50 Kanäle mit 5 x FBM10RNC Zusätzlich werden je 5 Ausgänge des UMG 508/511 verwendet Maximal 50 Kanäle mit 5 x FBM10 RNC + 5 x FBM10I für Rückmeldung Zusätzlich werden je 5 Ein/Ausgänge des UMG 508/511 verwendet Maximal 60 Kanäle mit 6 x FBM10RNC Zusätzlich werden je 4 Ausgänge des UMG 508/511 verwendet Maximal 60 Kanäle mit 6 x FBM10 RNC + 6 x FBM10I für Rückmeldung Zusätzlich werden je 4 Ein/Ausgänge des UMG 508/511 verwendet Maximale Ausbaustufe mit dem UMG 508 / UMG 511: 64 Kanäle mit 64 Rückmeldungen 114
Kapitel 3 Emax APPs Emax APP SPS Kommunikation Modbus/Profibus Emax APP für UMG 604 und UMG 605 SPS Kommunikation Modbus/Profibus Art.Nr.: 51.00.215 Emax APP für UMG 508 und UMG 511 SPS Kommunikation Modbus/Profibus Art.Nr.: 51.00.216 APP Addon Profibus für UMG 604, UMG 605, UMG 508 und UMG 511 Art.Nr.: 51.00.217 Die APPs für die SPS Kommunikation beinhalten keine Ansteuerung von Funktionsmodulen. Die Abschaltungen müssen bei diesen APPs über die GLT/SPS erfolgen. Die Abschalthandlungen werden auf globale Register Adressen für Modbus TCP/IP oder Modbus RTU gelegt. Für die Profibus Kommunikation installieren Sie zusätzlich zum App Emax das Profibus Addon APP. Das Addon installiert ein zusätzliches Profil. Über Profibus ist zudem eine Sollwertumschaltung als auch eine Rückmeldungs verarbeitung möglich. Eine Messperiodenrücksetzung über Modbus oder Profibus ist nicht möglich. Die Messperiodenrücksetzung erfolgt ausschließlich über einen Digitaleingang. Abb.: Beispiel einer SPS Profibus Anwendung 115
PM Power Management ProData ProData Datenlogger Erfassen und Speichern ProData Datenlogger werden zur Erfassung beliebiger physikalischer Messdaten (Temperatur, Druck,...) oder beliebiger Verbrauchswerte (Strom, Wasser, Gas, Kühlmittel...) verwendet. ProData Datenlogger bestehen aus einem programmierbaren Mikroprozessor, einem Speicher medium, mehreren Schnittstellen und 16 Kanälen zum Anschluss der Sensoren bzw. Impulsgeber. Über externe Sensoren werden die Messdaten erfasst und mit AnalogDigitalUmsetzer in speicher gerechte Daten gewandelt, um auf dem Speichermedium des ProData gespeichert werden zu können. Die erfassten Daten werden über eine der Schnittstellen ausgelesen und mit geeigneter Software ausgewertet. Über eine dieser Schnittstellen kann der ProData auch für seinen Einsatz konfiguriert (z. B. Messintervalle usw.) werden. Im Zusammenhang mit EnergieManagement systemen sind Datenlogger unverzichtbar, z. B. für das Kostenstellenmanagement. Aber auch im Bereich Condition Monitoring sind ProData Datenlogger einsetzbar. Einsatzgebiete Erfassen und Speichern von Zählwerten Stromkostenerfassung und Kostenstellenmanagement Auswerten von Prozessdaten Condition Monitoring 116
Kapitel 3 Datenerfassungsgerät ProData Datenlogger Der Datenlogger ProData ist zum Erfassen und Speichern von Zählwerten geeignet. Hauptmerkmale Erfassen und Speichern von Zählwerten 16 DigitalEingänge 64 BitZähler RS232, RS485, Modbus 1 Analoger Eingang 1 Temperatureingang Inklusive GridVis Software Datenaufzeichnung Die Analogmesswerte können in einstellbaren Zeitintervallen (1sec...12h) als Minimal, Mittel und Maximalwert aufgezeichnet werden. In einstellbaren Zeitintervallen (1sec...12h) wird die Differenz der Gesamtzählerstände zu den Zählerständen zum letzten Auf zeichnungs punkt gebildet. Der Ringpuffer für die Wertespeicherung umfasst 430kB, und reicht bei Aufzeichnung aller Digitalzähler im 15 MinutenRaster 3 Monate. t Anwendungsbeispiel Photovoltaik UMG 96 UMG 96 UMG 96 UMG 96 S0Output S0Output S0Output S0Output PT100 LiYcY 4x0,5 Maximal 100m PSTN Sonnenintensitätsmessung 117
ProData Analoge Eingänge 1 Analogeingang 0(4)20mA, 20 / 20mA programmierbar 1 Eingang für Temperaturfühler: PT100, PT200, PT500, PT1000, NTC10k oder KTY83 Die genannten Messwerte sind über Modbus auslesbar. Digitale Eingänge 16 Digitale Eingänge nutzbar als: Gesamtimpulszähler an jedem Eingang, maximale Zählfrequenz 50Hz, 64BitZähler Frequenzmessung an jedem Eingang zur Überwachung von Durchflussmengen, Leistung etc. Die genannten Werte können über Modbus ausgelesen werden. Die digitalen Eingänge (4x4) sind über Steckbrücken als Impuls (S0Schnittstelle) oder als Meldeeingänge einstellbar. 118
Kapitel 3 Anwendungsmöglichkeiten Typische Einsatzmöglichkeiten Modbus Relais Ausgänge Gasverbrauch Wirk/Blindverbrauch Prozesssignal 0 (4) 20mA PT 100/200/500/1000 Temperaturüberwachung Wasserverbrauch Druckluft/ Dampf Verbrauch Wirkverbrauch Maßbild 119
ProData Geräteübersicht Bezeichnung Type ArtikelNr. Datenlogger ProData 52.11.001 Externes Schaltnetzteil 24VDC 16.05.002 Allgemeine Technische Daten Versorgungsspannung Externes Netzteil erforderlich 24VDC (+15/35%) Überspannungskategorie Gewicht Abmessungen Montage CAT II 660g B=174mm x H=110mm x T=57mm Hutschiene Arbeitstemperaturbereich 10 55 C Lagertemperatur 20 60 C Schutzart Nach EN60529 IP 20 Messwerte Wirkarbeit (kwh), Bezug/Lieferung Über Impulseingang Blindarbeit (Karh), induktiv/kapazitiv Über Impulseingang Scheinarbeit Über Impulseingang Temperaturmesseingang 150 400 C Genauigkeit: ± 1 C Analogeingang 4 20mA Genauigkeit: ± 0,3mA Features Erfassung von Verbräuchen Speichergröße Uhr EreignisAufzeichnung 430kB ± 1 Minute pro Monat Peripherie Digitaleingänge Als Status oder Impulseingang 16 (max. 50Hz, 64BitZähler) Temperaturmesseingang Pt100, Pt200, Pt500, Pt1000, NTC10k, KTY83 1 Analogeingang 4 20mA, skalierbar 1 Software GridVis Kommunikation Schnittstellen RS 232 9.6, 19.2, 38.4, 115.2 kbps RS 485 9.6, 19.2, 38.4, 115.2 kbps Protokolle Modbus RTU 120
t Kapitel 4 NetzqualitätsLösungen Power Quality Solutions Blindleistungsregler Prophi Seite 124 Blindleistungsregler für den Einsatz in konventionellen und dynamischen BlindleistungskompensationsRegelanlagen Hybridschaltung (konventionelle und dynamische BLK gemischt) Protokolle: Profibus DP V0 + Modbus (RTU) Slave Kondensatorüberwachung Seite 130 Kondensatorschutzrelais Leistungskondensatoren Becherkondensatoren im Aluminiumbecher Rechteckkondensatoren im Stahlblechgehäuse Verdrosselte Leistungskondensatoren im Stahlblechschrank Seite 132 Unverdrosselte Blindleistungskompensation Für die Blindleistungskompensation (BLK) in Wechselspannungsnetzen mit geringem Anteil nichtlinearer Verbraucher, d.h. geringer Oberschwingungsverzerrung. Seite 136 Verdrosselte Blindleistungskompensation, Oberschwingungsfilter Passive Oberschwingungsfilter (Verdrosselte Blindleistungskompensation, Saugkreise) Seite 142 Dynamische Blindleistungskompensation Mit dynamischen BlindleistungskompensationsSystemen lassen sich Schaltzeiten von ca. 2030 Millisekunden realisieren. Zusammen mit dem dazu abgestimmten hochdynamischen Blindleistungsregler Prophi T wurde eine Blindleistungskompensation in Echtzeit verwirklicht. Einschubmodule für die Integration in vorhandene Schaltschränke Unverdrosselte dynamische Blindleistungskompensation Verdrosselte dynamische Blindleistungskompensation (dynamische Oberschwingungsfilter) Seite 150 121
PQS Power Quality Solutions PQS Power Quality Solutions Netzqualität Sowohl Spannungsqualität als auch Versorgungszuverlässigkeit sind im heutigen Geschäftsleben von größter Bedeutung. Hochsensible Anlagen und Arbeitsabläufe sind im höchsten Maße abhängig von einer genau definierten Netzqualität. Andererseits erhöht sich die Zahl von elektrischen und elektronischen Verbrauchern mit Netzrückwirkungen, d.h. die Verschmutzung der Netze nimmt weiter zu. Janitza electronics bietet Systeme zur Verbesserung der Spannungsqualität und die notwendige Kompetenz zur Realisierung an. Damit verbessern Sie Ihre Netzqualität, sparen Strom, stabilisieren Ihre Prozesse, vermeiden Fertigungsausfälle und reduzieren Wartungskosten. StromkostenEinsparung Reduzierung der Blindleistung Einsparung von CO2 Emissionen Senkung von Spannungsverlusten Vermeidung von Transienten Kompensation schnell wechselnder Lasten Filterung von Oberschwingungen 122
t Kapitel 4 Einleitung und Kundennutzen BLK Bei der Blindleistungskompensation (BLK) in Wechselspannungsnetzen wird der Blindstrom und die damit verbundene Blindleistung von Verbrauchern kompensiert. Was ist Blindleistung? Blindleistung wird zur Erzeugung elektromagnetischer Felder benötigt. Da sich diese Felder kontinuierlich auf und wieder abbauen, pendelt die Blindleistung zwischen Erzeuger und Verbrauchsmittel. Sie kann im Gegensatz zur Wirkleistung nicht genutzt, d.h. in eine andere Energieform umgewandelt werden und belastet das Stromversorgungsnetz und die Erzeugeranlagen (Generatoren und Transformatoren). Ferner müssten alle Energieverteilungsanlagen für die Bereitstellung des Blindstromes größer ausgelegt werden. Daher ist es zweckmäßig, nah am Verbraucher die entstehende induktive Blindleistung durch eine entgegenwirkende kapazitive Blindleistung von möglichst gleicher Größe zu reduzieren. Diesen Vorgang nennt man kompensieren. Bei der Kompensation verringert sich der Anteil der Blindleistung im Netz um die Blindleistung des Leistungskondensators oder der Kompen sationsanlage (BLK). Die Erzeugeranlagen und Energieübertragungseinrichtungen werden damit vom Blindstrom entlastet. Was kann ich gegen Blindleistung tun? Energieversorgungsunternehmen stellen die Blindarbeit in Rechnung, wodurch meist erhebliche Kosten entstehen. Blind strom kompensationsanlagen reduzieren die hohen Kosten für die anfallende Blindmehrarbeit und bieten zusätzlich folgende Vorteile: Reduzierung der Stromrechnung durch niedrigere Blindarbeitskosten Reduzierte Ohmsche Verluste, d.h. geringerer kwh Verbrauch Entlastung von Trafos, Leitungen und Versorgungseinrichtungen Erhöhung der Lebensdauer von elektrischen Verteilungseinrichtungen Aktiver Umweltschutz durch Reduzierung der CO2 Emissionen Verbesserte Auslastung der Netze, d.h. zusätzliche Verbraucher (kwh) können angeschlossen werden Spannungsstabilisierung (reduzierter Scheinstrom reduziert den Spannungsabfall) 123
PQS Power Quality Solutions Blindleistungsregler Prophi Optimierte Regelung für lange Lebenszeiten Ihrer BLKAnlage Der Blindleistungsregler Prophi verfügt über ein optimiertes Regelverhalten. Die implementierten Regelalgorithmen reduzieren die Anzahl der Schaltspiele ebenso wie die aufgelaufene Betriebszeit je Kondensatorstufe. Ziel ist es, je Kondensatorstufe die gleiche Anzahl an Schaltspielen und möglichst gleiche Betriebs zeit zu haben. Zusätzlich wird die Anzahl der Schaltspiele um bis zu 80% reduziert. Durch die gleichmäßige Belastung aller Stufen einer automatisch geregelten BLKAnlage kann die Lebensdauer des Gesamtsystems deutlich verlängert werden. Damit wird mit dem eingesetzten Kapital länger Geld verdient, und Neuinvestitionen können vermieden werden. Die Hybridschaltung, d.h. Kombination von herkömmlichen Kondensatorschützen und dynamischen Thyristormodulen zur kontaktlosen schnellen Schaltung von Kondensatoren, kombiniert die Vorteile einer schnellen netzrückwirkungsfreien Schaltung mit den Kostenvorteilen herkömmlicher BLKSysteme. 124
Kapitel 4 Blindleistungsregler Prophi Anwendungen Blindleistungskompensationsanlagen werden eingesetzt, um durch induktiven Blindstrom unnötig belastete Versorgungs ein richtungen zu entlasten und um Blindverbrauchskosten einzusparen. Der Blind leistungsregler ist Hauptbestandteil einer BLK Anlage und schaltet zur Kompensation des Blindstromes automatisch Kondensatorstufen zu oder ab. Der Blindleistungsregler Prophi ist für den Einsatz in konventionellen und dynamischen Blind leistungs kompensationsanlagen geeignet. Ein Mischbetrieb (Hybrid schaltung) ist ebenfalls möglich. Merkmale Automatische Konfiguration Anzeige von U, I, f, Q, P, S, cosphi, alle ungeraden Stromund Spannungsoberschwingungen, 1 19. Anzeige der indirekt gemessenen Kondensatorströme Anzeige der Schaltspiele je Kondensatorstufe Anzeige der Gesamteinschaltdauer je Kondensatorstufe Nullspannungsauslösung innerhalb von 15 ms Verdrosselungsgrad in % für jede Stufe programmierbar von 020% Einstellen der Entladezeit für alle Schützstufen von 0 1200 Sek. Kondensatorleistungen einzeln programmierbar Temperaturfühler für Lüftersteuerung ÜbertemperaturAbschaltung programmierbar Ansteuerung von externen Halbleiterschaltern (max. 50 Schalthandlungen pro Sekunde) Stromwandlereingang für../1a und../5a Automatische oder manuelle Konfiguration Passwortschutz Extern umschaltbarer Zielcosphi Abb.: Geräterückseite Prophi 12RS Alarmausgang programmierbar für: Unterspannungserkennung Überspannungserkennung Unterkompensation Messstromüberschreitung Oberschwingungsgrenzwerte Lieferung von Wirkleistung Übertemperatur t Funktionsprinzip Das einphasige, elektronische Messsystem erfasst über den Strom und Spannungspfad den Blind und Wirkstromanteil des Netzes. Der Blindleistungsregler berechnet mit dem Strom aus einem Außenleiter und der Spannung zwischen zwei Außenleitern die erforderliche Blindleistung, um den eingestellten Leistungsfaktor zu erreichen. Bei Abweichungen werden über die Ausgänge Kondensatorstufen zubzw. abgeschaltet. Dabei unterscheidet der Blindleistungsregler zwischen dem Schalten von Kondensatoren über Schütze oder Halbleiter schalter. Die Regelung über KondensatorLuftschütze erfolgt optimiert, d.h der Blindleistungsregler erreicht mit wenig Schalthandlungen den Zielcosphi. Transistorausgänge für die nahezu unverzögerte Ansteuerung von Halbleiterschaltern kompensieren hingegen jede Abweichung. 125
Blindleistungsregler Prophi Lüftersteuerung Mit dem im Prophi eingebauten Temperaturfühler und einem Lüfter kann eine einfache Lüftersteuerung aufgebaut werden. Dazu wird einer der Relaisausgänge oder das Alarmrelais zur Lüfteransteuerung verwendet. Hierfür müssen eine obere/untere Grenztemperatur programmiert werden. Automatische Konfiguration Mit der LEARN Funktion besteht die Möglichkeit, die Anschlusskonfiguration des Blindleistungsreglers zu lernen und zu speichern. LCD Display Der Prophi Blindleistungsregler verfügt über ein hochwertiges LCD Display mit hohem Kontrast, über das umfangreiche Mess parameter (ca. 100 Messwerte) angezeigt werden können. Anzeigebeispiele: Spannung Blindleistung Oberschwingungen Übertemperatur Abschaltung Mit der Übertemperatur Abschaltung können zugeschaltete Kondensator stufen abgeschaltet werden, um die SchaltschrankInnentemperatur zu senken und die Kondensatoren zu schützen. Hier kann die obere/untere Grenztemperatur und Pausenzeit eingestellt werden. Obere Grenztemperatur Schnittstelle Der Blindleistungsregler Prophi ist je nach Aus führungsvariante mit einer RS485 Schnittstelle ausgestattet. Über die RS485 sind die Protokolle Modbus RTU oder Profibus DP V0 verfügbar, um den Prophi zu vernetzen bzw. an SPSSysteme anzubinden. Übertragungsraten Modbus: 9.6, 19.2, 38.4, 57.6, 115.2 kbit/s, Übertragungsraten Profibus: bis max. 1.5 Mbit/s Abb.: Anschlussbelegung RS485Schnittstelle 126
Kapitel 4 Ausführungsvarianten und technische Daten t Geräteübersicht Relaisausgänge (konventionell) Transistorausgänge (dynamisch) Alarmausgang Umschaltung Zielcosphi 1/2 Mess und Hilfsspannung 400V AC (+10%, 15%) *1 Schnittstelle RS 485 *2 Software GridVis Type ArtikelNr. 6 Prophi 6R 52.08.002 12 Prophi 12 R 52.08.003 6 Prophi 6T 52.08.005 12 Prophi 12 T 52.08.006 6 6 Prophi 6T6R 52.08.007 12 Prophi 12RS 52.08.008 6 6 Prophi 6T6RS 52.08.009 12 Prophi 12TS 52.08.091 = enthalten = nicht möglich = Option *1 Optional Mess und Hilfsspannung 100V, 110V, 200V, 230V, 440V AC (+10%,15%) *2 nicht möglich bei 50 Schalthandlungen pro Sekunde Technische Daten Allgemeine Technische Daten Versorgungsspannung LL, LN AC Siehe Geräteübersicht Überspannungskategorie CAT III Quadranten 4 Abtastrate 3,2 khz (bei 50Hz) Gewicht 1kg Abmessungen B=144mm x H=144mm x T=49mm Montage Fronttafeleinbau Arbeitstemperaturbereich 10 55 C Lagertemperaturbereich 20 60 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 LN, AC (ohne Spannungswandler) Siehe Geräteübersicht Spannung LL, AC (ohne Spannungswandler) Siehe Geräteübersicht Strom (Wandler: x/1 und x/5 A) 0,01..6 A Frequenz der Grundschwingung 45..65 Hz Netze TN, TT, (IT) Messung in mehrphasigen Netzen 3ph 127
Blindleistungsregler Prophi Messwerte Spannung 1phasig LN oder LL Genauigkeit: ± 0,5% Strom 1phasig Genauigkeit: ± 0,5% Wirk, Schein, Blindleistung Sum L1L3 Genauigkeit: ± 1% cosphi Sum L1L3 Genauigkeit: ± 1% Frequenz der Grundschwingung Genauigkeit: ± 0,5% Mininumwerte und Maximumwerte Spannungsqualität Oberschwingungen, 1.19. Harmonische, ungerade Strom, Spannung 1phasig Genauigkeit: ± 2% Verzerrungsfaktor THDU in % 1phasig Verzerrungsfaktor THDI in % 1phasig Features Anzeige Kondensatorströme Anzeige Nutzungsdauer der Stufen Anzeige Schaltspiele pro Stufe Nullspannungsauslösung Automatische Konfiguration Passwortschutz Peripherie Relaisausgänge als Schaltausgang 6 oder 12, siehe Geräteübersicht Transistorausgänge als Schaltausgang 6 oder 12, siehe Geräteübersicht Alarmausgang als Statusausgang 1 Digitaleingang Zur Tarifumschaltung 1, siehe Geräteübersicht Temperaturfühler intern 1 Software GridVis Kommunikation Schnittstellen RS 485 9.6, 19.2, 38.4, 57,6, 115.2 kbps, siehe Geräteübersicht Profibus DP V0 9,6kbps bis 1,5Mbps, siehe Geräteübersicht Protokolle Modbus RTU, siehe Geräteübersicht Profibus DP V0, siehe Geräteübersicht 128
Kapitel 4 Funktionsumfang und technische Daten t Maßbild (alle Abmessungen in mm) Anschlussbild Abb.: Prophi 12 RS, Rückseite Typische Anschlussvariante Abb.: Anschlussbeispiel, Blindleistungsregler Prophi 12 RS (Art.Nr. 52.08.008) mit Messung L2L3, 12 Relaisausgängen, Zielcos(phi) Umschaltung, Alarmausgang und RS485 Schnittstelle 129
PQS Power Quality Solutions Kondensatorüberwachung Die universelle Kondensatorüberwachung Überspannungen und andere Überlastungen schädigen selbstheilende Leistungskondensatoren für die Blindleistungskompensation. Diese Überlastungen führen zu vermehrten Selbstheilungs vor gängen mit der Folge, dass der Kondensator an Kapazität und damit an Lebensdauer verliert. Unter bestimmten Voraussetzungen kann der Kondensator sogar kollabieren. Zur Steigerung der Sicherheit bei Leistungskondensatoren und BLKAnlagen wurde daher von Janitza electronics eine Kondensatorüberwachung in Verbindung mit dem Netz analysator UMG 604E entwickelt. 130
Kapitel 4 Kondensatorüberwachung t Schutz von Kondensatoren und BLKEinrichtungen Abhängig von der Höhe einer Überbelastung sowie der eingetragenen Energie und den sonstigen Applikations bedingungen kann eine Überbelastung einen Konden sator zum Kollabieren bringen. Bei derartigen Überbe lastungen der Kondensatoren kann nicht davon ausgegangen werden, dass die derzeit am Markt üblicherweise verwendeten Schutzmechanismen greifen. Vorgeschaltete NHSicherungen oder Leistungsschalter sind überwiegend für den Kurzschluss im Einsatz. Die Überdruckab reis sicherung der Kondensatoren schützt den Konden sator bei einem kontinuierlichem internen Über druck aufbau gegen Bersten. Die Überdruck abreis sicherung bietet aber keine 100%ige Sicherheit für jegliches Fehlerund Überlastungsszenario. Bei hochdynamischen Vor gängen, wie einem niederohmigen Kurzschluss, ist die Über druck abreissicherung zu langsam. Auch wird die Überdruckabreissicherung, bei den am Markt verfügbaren Kondensatoren außer Kraft gesetzt, sobald der Wickel kollabiert. Im Fehlerfall kann es zu Kurzschlüssen mit einem mehr oder weniger hohen Energieeintrag in den Kondensator kommen. Die dabei eingetragenen Energiemengen in den Kondensator gehen häufig über die Spezifikationen hinaus und können unter bestimmten Bedingungen zum Bersten des Bechergehäuses führen. Um die Sicherheit bei Leistungskondensatoren und BLKAnlagen deutlich zu erhöhen wurde bei Janitza electronics eine einzigartige Kondensatorüberwachung entwickelt, die sämtliche bekannten Überlast szenarien überwacht. Merkmale Überwachung über UMG 604E Netzanalysator Messung, 3phasig, 3 Stromwandler in der Zuleitung der BLKAnlage BLKAPP (Jasic Überwachungssoftware auf UMG 604E) Überwachung von: Erdschluss, Über und Unterstrom, Überspannungen, Unsymmetrie, Schalthäufigkeit, Temperatur... Zusätzliche umfangreiche Netzanalysatorfunktionen Weitreichende Analysemöglichkeiten über die Software GridVis Einbindung in Netzwerke mit Ethernet oder RS485 Modbus RTU möglich Flexibles Alarmsystem mit Überwachung von bis zu 32 Messwerten Menügeführte Benutzerführung im Klartext auf UMG 604E Homepage ArtikelNr.: 52.00.218 131
PQS Power Quality Solutions Leistungskondensatoren Hohe Sicherheit und lange Lebensdauer durch Trockentechnologie Leistungskondensatoren für die Blindleistungskompensation ermöglichen den Aufbau von Festkonden satoren, Blindleistungskompensationsanlagen und Oberschwingungsfiltern für jeden Bedarf. Unsere Kondensatoren sind aus Sicherheitsgründen in Trockentechnik ausgeführt. Sämtliche Konden satoren sind gemäß den international gültigen Standards EN 608311 und 2 ausgelegt und gemäß unserem Qualitätsmanagementsystems geprüft. 132
Kapitel 4 Drehstrom Leistungskondensatoren Hauptmerkmale Die zentralen Anforderungen an Leistungskondensatoren sind eine lange Lebensdauer und ein hohes Sicherheitsniveau. Ein vierfaches Sicherheitssystem für optimalen Schutz: Selbstheilendes Dielektrikum Trockene Imprägnierung (PCBfrei) ÜberdruckAbreißsicherung Integrierte Entladewiderstände Die ÜberdruckAbreißsicherung: das zentrale Schutzelement Kommt es durch spannungsmäßige oder thermische Überlastungen bzw. am Ende der Lebensdauer eines Kondensators durch zahlreiche Durchschläge zu vermehrten Selbstheilvorgängen mit entsprechender Gasentwicklung, entsteht ein Überdruck im Kondensator. Um ein Bersten des Kondensatorbechers zu vermeiden, sind die Kondensatoren generell mit einer ÜberdruckAbreiß sicherung ausgestattet. Diese Sicherung besteht aus Sollbruchstellen in den internen Anschlussdrähten. Bei Überdruck im Kondensator kommt es zu einer Ausdehnung des Kondensatorbechers, und die Stromzufuhr zu den aktiven Kondensatorelementen wird an der Sollbruchstelle irreversibel unterbrochen. t Dieses Sicherungsprinzip ist nur innerhalb der definierten Be und Überlastungs grenzen zuverlässig wirksam. Technische Daten und Grenzwerte für Leistungskondensatoren Normen IEC 608311+2, EN 608311+2 Überspannung U max U n + 10% (bis zu 8 h täglich) / U n + 15% (bis zu 30 min täglich) U n + 20% (bis zu 5 min täglich) / U n + 30% (bis zu 1 min täglich) Überstrom I max bis zu 1,3 x I n (bis zu 1,5 x I n inkl. kombinierter Effekte aus Oberschwingungen, Überspannungen und Kapazitätstoleranz) Einschaltstrom IS bis zu 300 x I n Verluste ca. 0,2 Watt pro kvar Nennfrequenz f 50/60 Hz Kapazitätstoleranz 5% / +10% Prüfspannung (Klemme/Klemme) VTT 2,15 x U n, AC, 10 s Prüfspannung (Klemme/Gehäuse) VTC bis zu U n 660 V: 3000 VAC, 10 s, über U n = 660 V: 6000 VAC, 10 s Mittlere Lebenserwartung t LD(Co) bis zu 150 000 h Umgebungstemperatur 25/D; max. Temp. 55 C; max. 24 h Mittel = 45 C; max. 1 JahresMittel = 35 C; niedrigste Temperatur = 40 C Kühlung natürlich oder forcierte Luftkühlung Luftfeuchtigkeit H rel max. 95 % Betriebshöhe max. 4000 m über Meer Befestigung und Erdung M12 Gewindebolzen am Gehäuseboden Sicherheit Entladung Trockentechnologie, ÜberdruckabreißSicherung, Selbstheilung, maximaler zulässiger Fehlerstrom 10000 A gemäß UL 810 Standard Entladewiderstände Gehäuse Schutzart Dielektrikum Imprägnierung Anzahl Schaltspiele pro Jahr Aluminiumbecher und Stahlblechgehäuse IP20, Innenraumaufstellung (Optional mit Klemmenabdeckung IP54) Polypropylenfilm Trocken Maximal 5000 Schaltspiele gemäß IEC 60831 (mit Kondensatorschützen) 133
Becherausführung Dreieckschaltung mit Entladewiderständen Schutzart: IP00 Frequenz: 50 Hz Nennleistung in kvar bei einer Nennspannung von: Type Artikel Nr. Kapazität in µf +10% 5% Abmessungen kg 400V 415V 440V 480V 525V 2,4 2,6 2,9 3,5 4,17 JCP525/4.1D 19.02.275 3x16,0 D= 60mm x H= 225mm 0,7 2,5 2,7 3,0 3,6 4,3 JCP480/3.6D 19.02.205 3x16,6 D= 60mm x H= 150mm 0,5 4,8 5,2 5,8 7 8,33 JCP525/8,3D 19.02.249 3x32,0 D= 70mm x H= 225mm 0,9 5 5,4 6 7,2 8,6 JCP480/7,2D 19.02.210 3x33,2 D= 60mm x H= 225mm 0,8 5,8 6,3 7 8,33 10 JCS525/10,0D 19.02.150 3x38,5 D= 70mm x H= 225mm 0,8 6,25 6,7 7,6 9,0 JCP440/7,6D 19.02.211 3x41,7 D= 60mm x H= 225mm 0,7 7,2 7,8 8,7 10,5 12,5 JCS525/12,5D 19.02.180 3x47,9 D= 70mm x H= 225mm 1,1 8,7 9,4 10,5 12,5 15 JCS525/15,0D 19.02.103 3x57,7 D= 70mm x H= 265mm 1,2 7,5 8,1 9,1 10,8 JCP440/9,1D 19.02.215 3x49,9 D= 70mm x H= 225mm 0,7 10 10,8 12,1 14,4 JCP440/12,1D 19.02.217 3x66,3 D= 70mm x H= 225mm 1,1 10,8 11,6 13,1 15,5 JCS480/15,5D 19.02.116 3x71,4 D= 70mm x H= 225mm 1,1 9,3 10 11,2 JCP400/9,3D 19.02.219 3x61,4 D= 70mm x H= 225mm 1,1 10 10,8 12,1 JCP400/10,0D 19.02.220 3x66,3 D= 70mm x H= 225mm 1,1 11,7 12,5 14,1 JCP400/11,7D 19.02.221 3x77,3 D= 70mm x H= 225mm 1,1 12,5 13,4 15,1 JCS440/15,0D 19.02.125 3x82,9 D= 70mm x H= 225mm 1,1 20 24,2 JCP400/20,0D 19.02.228 3x132,6 D= 85mm x H= 285mm 2,4 23,3 25,1 28,2 JCS440/28,2D 19.021.26 3x154,6 D= 85mm x H= 355mm 2,5 25 29,9 30,2 JCS440/30,0D 19.02.127 3x165,5 D= 85mm x H= 355mm 2,6 Schutzkappe mit Kabeleinführung Bauhöhe +77mm Schutzkappe mit Kabeleinführung Bauhöhe +75mm Anschlussstück für D 60/ 70mm mit Federkraftklemmen 2x6qmm Anschlussstück für D 85mm mit Federkraftklemmen 16qmm SK60 19.02.620 SK70 19.02.621 ASS 1 19.02.610 Höhe = 28 mm ASS 2 19.02.612 Höhe = 30,5 mm Für Leistungskondensatoren mit einem Durchmesser von 60mm Für Leistungskondensatoren mit einem Durchmesser von 70mm Im Stahlblechgehäuse Anwendung: vorwiegend Festkompensation, freistehend, für hohen mechanischen Schutz Mit Entladewiderständen IP53 Netzspannung: 400 V/50 Hz Kondensatornennspannung: 440 V Leistungskondensatoren LK440 V Nennleistung kvar Type ArtikelNr. Abmessungen kg 2,5 JF440/2,5LK3313 50.61.000 H341 x B355 x T132 mm 5 5 JF440/5LK3313 50.61.050 H341 x B355 x T132 mm 5 10 JF440/10LK3313 50.61.150 H341 x B355 x T132 mm 8 12,5 JF440/12,5LK3313 50.61.200 H341 x B355 x T132 mm 8 15 JF440/15LK3313 50.61.250 H341 x B355 x T132 mm 9 20 JF440/20LK3313 50.61.350 H341 x B355 x T132 mm 10 25 JF440/25LK3313 50.61.400 H341 x B355 x T132 mm 10 30 JF440/30LK3313 50.61.450 H341 x B355 x T132 mm 15 40 JF440/40LK5314 50.61.650 H370 x B555 x T195 mm 19 50 JF440/50LK5314 50.61.700 H370 x B555 x T195 mm 19 60 JF440/60LK5314 50.61.750 H370 x B555 x T195 mm 20 70 JF440/70LK5314 50.61.780 H370 x B555 x T195 mm 20 75 JF440/75LK5314 50.61.820 H370 x B555 x T195 mm 20 80 JF440/80LK5314 50.61.860 H370 x B555x T195 mm 21 90 JF440/90LK5314 50.61.900 H370 x B555 x T195 mm 21 100 JF440/100LK5314 50.61.945 H370 x B555 x T195 mm 21 Abmessungen (mm) 2,5kvar 30 kvar: H=341, B=355, T=132, A1= nur ab 40 kvar A2=300, A3=345, A4=15, A5=230, A6=132 Abmessungen (mm) ab 40 kvar: H=370, B=555, T=195, A1=120, A2=500, A3=545, A4=15, A5=259, A6=140 134
Kapitel 4 Verdrosselte Leistungskondensatoren im Stahlblechschrank Anwendung Zur Festkompensation in Netzen mit hohem Anteil nicht linearer Lasten bzw. zur Filterung von Oberschwingungen Nennspannung: Schutzart: Kühlung: Filterfrequenz: 400 V, 3phasig, 50 Hz IP32 Natürlich, ab 25 kvar mit Lüfter in der Schaltschranktür 7 % = 189 Hz, 14 % = 134 Hz KB4: H=600, B=400, T=210, A1=23, A2=430, A3=535 KB8: H=800, B=600, T=250, A1=23, A2=630, A3=735 Alle Angaben in mm. 7 % Verdrosselung Leistungskondensatoren LKFK7 t Nennleistung kvar Type Artikel Nr. Abmessungen kg 5 JF440/5LKKB4FK7 50.24.050 H600 x B400 x T210 mm 23 10 JF440/10LKKB4FK7 50.24.100 H600 x B400 x T210 mm 28 12,5 JF440/12,5LKKB4FK7 50.24.130 H600 x B400 x T210 mm 29 20 JF440/20LKKB4FK7 50.24.170 H600 x B400 x T210 mm 36 25 JF440/25LKKB8FK7 50.24.220 H800 x B600 x T250 mm 38 30 JF440/30LKKB8FK7 50.24.280 H800 x B600 x T250 mm 40 40 JF440/40LKKB8FK7 50.24.350 H800 x B600 x T250 mm 49 50 JF440/50LKKB8FK7 50.24.450 H800 x B600 x T250 mm 82 Gute Kühlung ist entscheidend für die Kondensatorlebensdauer 14% Verdrosselung Leistungskondensatoren LKFK14 Nennleistung kvar Type Artikel Nr. Abmessungen kg 5 JF525/5LKKB4FK14 50.25.050 H600 x B400 x T210 mm 24 10 JF525/10LKKB4FK14 50.25.100 H600 x B400 x T210 mm 29 12,5 JF525/12,5LKKB4FK14 50.25.130 H600 x B400 x T210 mm 30 20 JF525/20LKKB8FK14 50.25.170 H800 x B600 x T250 mm 37 25 JF525/25LKKB8FK14 50.25.220 H800 x B600 x T250 mm 39 30 JF525/30LKKB8FK14 50.25.280 H800 x B600 x T250 mm 51 40 JF525/40LKKB8FK14 50.25.350 H800 x B600 x T250 mm 63 50 JF525/50LKKB8FK14 50.25.450 H800 x B600 x T250 mm 83 Sicherungslasttrenner oder Kondensatorschütz auf Anfrage. Andere Nennspannungen, Leistungen, Verdrosselungen und Ausführungen auf Anfrage. 135
PQS Power Quality Solutions Unverdrosselte Blindleistungskompensation Qualitätskomponenten für lange Lebensdauer. Automatisch geregelte Blindleistungskompensation für die Zentralkompensation in der NSHV oder Gruppenkompensation von Anlagenteilen. Durch die ausschließliche Verwendung von Qualitätskomponenten von führenden Herstellern, dem Prophi Blindleistungsregler als zentrales Steuergerät und der langjährigen Erfahrung in Bereich der BLKAnlagen wird höchste Sicherheit und eine lange Lebensdauer gewährleistet. Unverdrosselte BLKAnlagen für den Einsatz in Anwendungen mit geringem Anteil nichtlinearer Lasten, d.h. geringer Oberschwingungsbelastung. Es gibt vier verschiedene Bauformen maßgeschneidert für Ihren individuellen Einsatz. 136
Kapitel 4 Technische Daten verdrosselte und unverdrosselte Blindleistungskompensationsanlagen t Hinweis Unverdrosselte Blindleistungskompensationsanlagen sind nicht einzusetzen bei (siehe u. a. DIN EN61921): Stromrichterleistung (nichtlineare Lasten) > 15 % der Anschlussleistung Gesamtoberschwingungsverzerrung vonthdu > 3 % Netzen mit verdrosselten Kondensatoren Kritischen Rundsteueranlagen im Bereich von 270425 Hz Kompensationsleistungen >35% der Trafo bzw. Anschlussleistung Technische Daten Blindleistungskompensationsanlagen Bestimmungen DIN, VDE 0660 Teil 500, EN604391 und EN608311/2 Ausführung gemäß DIN EN60439 Teil 1, partiell typgeprüfte Kombination Bauform Stahlblechschrank bei Bauform KB und ES Montageplatten bei Bauform MP Module bei Bauform MO Blindleistungsregler Prophi gemäß Datenblatt bzw. Auswahltabelle Nennspannung 400 V, 50 Hz; andere Spannungen auf Anfrage Steuerspannung 230 V, 50 Hz Kondensatorspannung unverdrosselt 440 V bei 5,67 7 %, 525 V bei 14% Spannungsbelastbarkeit der Kondensatoren bei p=5,67 7 % 440 V bei p = 14% 525 V 8 h täglich 484 V 577 V 30 min täglich 506 V 604 V 5 min 528 V 630 V 1 min 572 V 682 V Verlustleistung Kondensatoren <0,3 W/kvar, Anlagen 4 7 W/kvar AnlageAusführung zulässige OSStröme OSSpannung FK 5,67 FK 7 FK 14 I 250 Hz I 350 Hz U 250 Hz U 350 Hz 0,565 IN 0,186 IN 5 % 5% 0,31 IN 0,134 IN 5 % 5 % 0,086 IN 0,051 IN 5% 5 % Schaltspiele Kondensatorschütze max. 100.000 Schaltspiele Optional Thyristorsteller unbegrenzt Stromwandleranschluss.. /1A,../5A Nennleistung / Nennstrom siehe Variantenübersicht Regelverhältnis siehe Variantenübersicht Entladung mit Entladewiderständen nach EN608311/2 Aufstellhöhe bis 2000 m über NN Umgebungstemperatur nach DIN EN 60439 Teil 1 Schutzart KB, ES: IP 32 und MP, MO: IP 00 Kühlart selbstbelüftet bzw. zwangsbelüftet Farbe RAL 7035 Geräuschemission (FK) < 60 db bei geschlossenen Anlagen in 1 m Abstand Anschlussquerschnitte und Absicherung siehe Variantenübersicht In Netzen mit Rundsteueranlagen kann folgende Verdrosselung eingesetzt werden: EVURundsteuerfrequenz Verdrosselungsfaktor Reihenresonanzfrequenz <168Hz p=14% fr=134hz 168183Hz p=14/5,67% fr=134/210hz >228Hz p=7% fr=189hz >350Hz p=5,67% fr=210hz 137
Kleinbauform Unverdrosselte Blindleistungskompensation in Kleinbauform Anwendung Die platzsparende Ausführung für kleinere Nennleistungen zur Wandmontage. Nennspannung Schutzart Kühlung Regler Verdrosselung 400 V, 3phasig, 50 Hz IP32 Natürlich, auf ausreichende Konvektion ist zu achten Prophi 6R mit AUTOKonfiguration ohne Kleinbauform Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Type Regelverhältnis Artikel Nr. kg Ausführung 7,5 2,5/5 1:2 JF440/7,5ER3KB4 50.39.005 25 KB4 10 2,5/2,5/5 1:1:2 JF440/10ER4KB4 50.39.015 25 KB4 12,5 2,5/5/5 1:2:2 JF440/12,5ER5KB4 50.39.030 25 KB4 15 5/10 1:2 JF440/15ER3KB4 50.39.045 26 KB4 17,5 2,5/5/10 1:2:4 JF440/17,5/ER7KB4 50.39.060 26 KB4 20 5/5/10 1:1:2 JF440/20ER4KB4 50.39.075 29 KB4 25 5/10/10 1:2:2 JF440/25ER5KB4 50.39.095 27 KB4 31 6,2/12,5/12,5 1:2:2 JF440/31ER5KB4 50.39.145 35 KB4 35 5/10/20 1:2:4 JF440/35ER7KB4 50.39.175 35 KB4 40 10/10/20 1:1:2 JF440/40ER4KB4 50.39.195 36 KB4 50 10/20/20 1:2:2 JF440/50ER5KB4 50.39.235 38 KB4 55 5/10/20/20 1:2:4:4 JF440/55ER11KB8 50.39.270 77 KB8 60 10/20/30 1:2:3 JF440/60ER6KB8 50.39.295 78 KB8 75 12/12/25/25 1:1:2:2 JF440/75ER6KB8 50.39.345 70 KB8 80 20/20/40 1:1:2 JF440/80ER4KB8 50.39.370 92 KB8 100 12/12/25/50 1:1:2:4 JF440/100ER8KB8 50.39.420 95 KB8 100 20/40/40 1:2:2 JF440/100ER5KB8 50.39.430 95 KB8 110 10/20/40/40 1:2:4:4 JF440/110ER11KB8 50.39.440 96 KB8 120 20/20/40/40 1:1:2:2 JF440/120ER6KB8 50.39.450 97 KB8 Andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, mechanische Ausführungen oder Varianten mit Leistungsschalter auf Anfrage. Erweiterungseinheiten, Anlagen im ISOGehäuse sowie Tonfrequenzsperren auf Anfrage. Maßbild KB4: H=600, B=400, T=210, A1=23, A2=421, A3=560 KB8: H=800, B=600, T=250, A1=23, A2=620, A3=756 Alle Angaben in mm 138
Kapitel 4 Unverdrosselte Blindleistungskompensationsanlagen in Einschubtechnik t Anwendung Automatisch geregelte BLKAnlagen im Anreihschrank, aufgebaut in Einschubtechnik, beliebig erweiterbar in der Leistung. Nennspannung Schutzart Kühlung Regler Verdrosselung 400 V, 3phasig, 50 Hz IP32 Natürlich, auf ausreichende Konvektion ist zu achten Prophi mit AUTOKonfiguration ohne Einschubtechnik ES8184 (B= s.u. x H= 1820mm x T= 400mm) Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Type Regelverhältnis Artikel Nr. kg Breite 150 25/25/50/50 1:1:2:2 JF440/150ER6ES8184** 50.81.400 208 800mm 150 12/12/25/50/50 1:1:2:4:4 JF440/150ER12ES8184** 50.81.415 208 800mm 150 25/25/25... 1:1:1:1:1:1 JF440/150ER6ES8184** 50.81.425 208 800mm 160 20/20/40... 1:1:2:2:2 JF440/160ER8ES8184** 50.81.450 209 800mm 175 25/50/50/50 1:2:2:2 JF440/175ER7ES8184** 50.81.475 210 800mm 175 12/12/25/25/50... 1:1:2:2:4:4 JF440/175ER14ES8184*** 50.81.490 210 800mm 180 20/40/40... 1:2:2:2:2 JF440/180ER9ES8184** 50.81.515 211 800mm 200 50/50... 1:1:1:1 JF440/200ER4ES8184** 50.81.540 212 800mm 200 25/25/50... 1:1:2:2:2 JF440/200ER8ES8184** 50.81.550 212 800mm 200 12/12/25/50... 1:1:2:4:4... JF440/200/ER16ES8184** 50.81.560 212 800mm 200 20/20/40... 1:1:2:2:2:2 JF440/200ER10ES8184** 50.81.570 212 800mm 240 20/20/40... 1:1:2:2... JF440/240ER12ES8184*** 50.81.600 232 800mm 250 50... 1:1:1:1:1 JF440/250ER5ES8184** 50.81.625 233 800mm 250 25/25/50... 1:1:2:2... JF440/250ER10ES8184** 50.81.635 233 800mm 250 12/12/25/50... 1:1.2:4:4... JF440/250ER20ES8184*** 50.81.645 233 800mm 300 50/50... 1:1:1:1:1:1 JF440/300ER6ES8184** 50.81.670 236 800mm 300 25/25/50... 1:1:2:2... JF440/300ER12ES8184*** 50.81.680 236 800mm 300 12/12/25/50... 1:1:2:4:4... JF440/300ER24ES8184*** 50.81.690 236 800mm 400 50/50/50... 1:1... JF440/400ER8ES8184*** 50.81.693 475 2 x 800mm 500 50/50/50... 1:1... JF440/500ER10ES8184*** 50.81.696 500 2 x 800mm 600 50/50/50... 1:1... JF440/600ER12ES8484*** 50.81.701 525 2 x 800mm Zubehör Sockel 100mm hoch Sockel 200mm hoch SO 100/800/400 29.03.317 5 SO 200/800/400 29.03.322 10 ** mit Blindleistungsregler Prophi 6R *** mit Blindleistungsregler Prophi 12R Andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, mechanische Aus führungen oder Varianten mit Leistungsschalter auf Anfrage. Erweiterungseinheiten, Anlagen im ISOGehäuse sowie Tonfrequenzsperren auf Anfrage. Maßbild ES8184: H=1820, B=800, T=400, A1=374, A2=25, A3=700, A4=100, A5=1480 Alle Angaben in mm 139
Montageplatte Unverdrosselte Blindleistungskompensation auf Montageplatte Anwendung Kompakter Aufbau von BLKAnlagen auf Montageplatte für den Einbau in bestehende Schaltschränke oder Verteilungen. Nennspannung Schutzart Kühlung Regler Verdrosselung 400 V, 3phasig, 50 Hz IP00 Natürlich, auf ausreichende Konvektion ist zu achten Prophi 6R mit AUTOKonfiguration ohne Montageplatte MP4, MP8 Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Type Regelverhältnis Artikel Nr. kg Ausführung 7,5 2,5/5 1:2 JF440/7,5ER3MP4 50.33.005 10 MP4 10 2,5/2,5/5 1:1:2 JF440/10ER4MP4 50.33.015 10 MP4 12,5 2,5/5/5 1:2:2 JF440/12,5ER5MP4 50.33.030 10 MP4 15 5/10 1:2 JF440/15ER3MP4 50.33.045 11 MP4 17,5 2,5/5/10 1:2:4 JF440/17,5/ER7MP4 50.33.060 11 MP4 20 5/5/10 1:1:2 JF440/20ER4MP4 50.33.075 14 MP4 25 5/10/10 1:2:2 JF440/25ER5MP4 50.33.095 14 MP4 31 6,2/12,5/12,5 1:2:2 JF440/31ER5MP4 50.33.145 26 MP4 35 5/10/20 1:2:4 JF440/35ER7MP4 50.33.175 26 MP4 40 10/10/20 1:1:2 JF440/40ER4MP4 50.33.195 28 MP4 50 10/20/20 1:2:2 JF440/50ER5MP4 50.33.245 29 MP4 55 5/10/20/20 1:2:4:4 JF440/55ER11MP8 50.33.270 29 MP8 60 10/20/30 1:2:3 JF440/60ER6MP8 50.33.295 30 MP8 75 12/12/25/25 1:1:2:2 JF440/75ER6MP8 50.33.345 32 MP8 80 20/20/40 1:1:2 JF440/80ER4MP8 50.33.370 35 MP8 100 12/12/25/50 1:1:2:4 JF440/100ER8MP8 50.33.420 38 MP8 100 20/40/40 1:2:2 JF440/100ER5MP8 50.33.430 38 MP8 110 10/20/40/40 1:2:4:4 JF440/110ER11MP8 50.33.440 39 MP8 120 20/20/40/40 1:1:2:2 JF440/120ER6MP8 50.33.450 40 MP8 Tonfrequenzsperren, andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, mechanische Ausführungen oder Varianten mit Leistungs schalter auf Anfrage. Maßbild MP4: H=555, B=350, T=210, A1=295, A2=555 MP8: H=750, B=550, T=250, A1=510, A2=745 Alle Angaben in mm 140
Kapitel 4 Einschubmodul Unverdrosselte Blindleistungskompensation auf Einschubmodul, MO84 Anwendung Einbaufertige Einschubmodule für die Blindleistungskompensation für den Einbau in bestehende Schaltschränke bzw. NSHV. Inklusive Kondensatoren, Schütze, NHSicherungen und Unterteil, Entladewiderstände... Nennspannung Schutzart Kühlung Regler Verdrosselung 400 V, 3phasig, 50 Hz IP00 Natürlich, auf ausreichende Konvektion ist zu achten ohne ohne Kondensatormodule M084 Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Regelverhältnis Type Artikel Nr. 50 50 JF440/50EK1MO84 50.80.700 22 50 25/25 1:1 JF440/50/2EK2MO84 50.80.740 22 50 10/20/20 1:2:2 JF440/50/3EK5MO84 50.80.770 22 50 12/12/25 1:1:2 JF440/50/3/EK4MO84 50.80.774 22 60 20/40 1:2 JF440/60/2EK3MO84 50.80.775 23 60 10/10/20/20 1:1:2:2 JF440/60/4EK6MO84 50.80.776 23 75 25/50 1:2 JF440/75/2EK3MO84 50.80.800 24 75 25/25/25 1:1:1 JF440/75/3EK3MO84 50.80.810 24 75 12/12/25/25 1:1:2:2 JF440/75/4EK6MO84 50.80.811 24 80 40/40 1:1 JF440/80/2EK2MO84 50.80.835 24 80 20/20/40 1:1:2 JF440/80/3EK4MO84 50.80.837 24 100 50/50 1:1 JF440/100/2EK2MO84 50.80.875 25 100 25/25/50 1:1:2 JF440/100/3EK4MO84 50.80.880 25 100 25/25/25/25 1:1:1:1 JF440/100/4EK4MO84 50.80.900 25 100 20/40/40 1:2:2 JF440/100/3EK5MO84 50.80.902 25 100 12/12/25/50 1:1:2:4 JF440/100/4EK8MO84 50.80.903 25 Regelmodul mit Regler Prophi 6R, Sicherungstrennschalter, Wandlerstromklemmen und 2 m Anschlusskabel 50.80.003 (wird auf dem Kondensatormodul montiert) Regelmodul mit Regler Prophi 12R, Sicherungstrennschalter, Wandlerstromklemmen und 2 m Anschlusskabel (wird auf dem Kondensatormodul montiert) Zubehör Befestigungsschiene für RittalSchränke links Befestigungsschiene für RittalSchränke rechts Andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, mechanische Ausführungen oder Varianten mit Leistungsschalter auf Anfrage. 50.80.004 29.12.435 29.12.436 kg t Maßbild MO84: H=330, B=703, T=333, A1=290, A2=14, A3=26.5 Alle Angaben in mm 141
PQS Power Quality Solutions Verdrosselte Blindleistungskompensation Oberschwingungsfilter Oberschwingungsfilter zur Verbesserung der Netzqualität. In elektrischen Stromnetzen, vom Industriestromnetz bis hin zu Bürogebäuden, treten beim Betrieb von elektrischen Verbrauchern und elektrischen Anlagen Netzrückwirkungen auf. Von Netz rück wirkung spricht man, wenn die ursprünglich saubere Sinusform der Spannung oder des Stroms verändert wird. Netzrückwirkungen verursachen zusätzliche Kosten und sollten begrenzt werden. Janitza bietet verschiedene Lösungsansätze zur Begrenzung von Oberschwingungsströmen und damit zur Verbesserung der Spannungsqualität an. Das Angebot reicht von verdrosselten Blindleistungs kompen sationsanlagen bis hin zu Ober schwingungs filtern. Investitionen in Oberschwingungsfilter amortisieren sich in der Regel innerhalb von 624 Monaten. So werden kwhverluste reduziert, Blindstromkosten gesenkt, die Lebensdauer von elektrischen Ge räten verlängert und Fertigungsprozesse stabilisiert. 142
Kapitel 4 Oberschwingungsfilter Verbesserung der Netzqualität, Energieeinsparung und Stabilisierung der Netzspannung Die stetig steigende Anzahl nichtlinearer Verbraucher in unseren Stromnetzen verursacht eine zunehmende "Netzverschmutzung. Man spricht auch von Netzrückwirkungen, ähnlich wie wir es aus der Umwelt bei der Wasser und Luftverschmutzung kennen. Generatoren produzieren im Idealfall einen rein sinusförmigen Strom an den Abgangs klemmen. Diese sinusförmige Spannungsform wird als ideale Wechsel spannungsform betrachtet, jegliche Abweichung davon wird als Netzstörung bezeichnet. Mehr und mehr Verbraucher entnehmen dem Netz einen nichtsinusförmigen Strom. Die FFTFastFourier Transformation dieser verschmutzten Stromformen ergibt ein breites Spektrum an Oberschwingungs frequenzen üblicherweise auch als Oberschwingungen bezeichnet. Oberschwingungen sind für elektrische Netze schädlich, bisweilen sogar gefährlich und angeschlossene Verbraucher leiden darunter, ähnlich wie verschmutztes Wasser ungesund für unseren menschlichen Körper ist. Es kommt zur Überlastung, reduzierter Lebensdauer und unter Umständen sogar Frühausfällen von elektrischen und elektronischen Ver brauchern. Oberschwingungsbelastungen sind die Hauptursache für unsichtbare Spannungsqualitätsprobleme mit enormen Kosten für Instandsetzung und Investitionen für den Ersatz von defekten Geräten. Unzulässig hohe Netzrückwirkungen und daraus resultierende schlechte Netzqualität können darüber hinaus zu Problemen in Fertigungs prozessen bis hin zu Fertigungsstillständen führen. Abb.: Netzrückwirkungen durch Frequenzumrichter (oben: Spannungsverlauf; unten: Stromverlauf) Was können Sie machen um Ihre Spannungsqualität zu verbessern? Es gibt verschiedene Lösungsansätze zur Begrenzung von Oberschwingungsströmen, die durch nichtlineare Verbraucher hervorgerufen werden, und damit zur Verbesserung der Spannungsqualität beitragen. Verdrosselte Blindleistungskompensationsanlagen (passive, verstimmte Filter) Zu den traditionellen Maßnahmen gehören passive Netzfilter und verdrosselte Blindleistungskompensationsanlagen. In verdrosselten Blindleistungskompensationsanlagen werden Leistungskondensatoren einzeln oder als Gruppen dem Netz zugeschaltet und der Leistungsfaktor ausgeregelt. Durch die den Kondensatoren in Reihe geschalteten Filterkreisdrosseln werden Tiefpassfilter mit einer vom Verdrosselungsgrad abhängigen mehr oder weniger breitbandigen Filterwirkung (zu höheren Frequenzen hin) generiert. Dadurch werden Resonanzerscheinungen vermieden und Oberschwingungen vom Netz teilweise abgesaugt. Vorteile Durch eine Netzoptimierung mit verdrosselten BLKSystemen (Oberschwingungsfiltern) von Janitza ergeben sich folgende Vorteile: Reduzierung der Stromrechnung durch Eliminierung von Blindleistung Senkung der Stromrechnung durch reduzierte kwh Verluste Vermeidung von Resonanzproblemen und erheblichen Sicherheitsrisiken Verbesserung der allgemeinen Netzqualität (Senkung des THDU) Einsparungen bei Instandhaltungskosten Verschiebung oder Einsparung von Neuinvestitionen durch verbesserte Auslastung von Energieverteilungsanlagen und Einrichtungen Stabilisierung von Fertigungsprozessen Stabilisierung der Netzspannung 143
Verdrosselte Blindleistungskompensation Passive Oberschwingungsfilter Verdrosselte, automatisch geregelte Blindleistungskompensation passive Oberschwingungsfilter Verdrosselte, automatisch geregelte Blindleistungskompensation (passive Oberschwingungsfilter) für die Zentralkompensation in der NSHV oder Gruppenkompensation von Anlagenteilen. Durch die ausschließliche Verwendung von Qualitätskomponenten führender Hersteller, dem Prophi Blind leistungs regler als zentrales Steuergerät und der langjährigen Erfahrung in Bereich der BLKAnlagen wird höchste Sicherheit und eine lange Lebensdauer gewährleistet. Drosseln mit hoher Linearität und geringer Verlustleistung reduzieren die Stromkosten. Verdrosselte BLKAnlagen sind für den Einsatz in Anwendungen mit nichtlinearen Lasten, d.h. Ober schwingungsbelastung (max. OSBelastung siehe Datenblatt) geeignet. Verschiedene Bauformen sind maßgeschneidert für Ihren individuellen Einsatz lieferbar. 144
Kapitel 4 Verdrosselte Blindleistungskompensation Kleinbauform Verdrosselte Blindleistungskompensation (Oberschwingungsfilter) in Kleinbauform Anwendung Automatisch geregelte BLKAnlagen in Kleinbauform. Nennspannung 400 V, 3phasig, 50 Hz Schutzart IP32 Kühlung Ab 31 kvar mit Lüfter in der Schaltschranktür Regler Prophi 6R mit AUTOKonfiguration Verdrosselung 5 14 % 7%Verdrosselung entsprechend Reihenresonanzfrequenz 189Hz Kleinbauform Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Regelverhältnis Type Artikel Nr. kg Ausführung 15 5/10 1:2 JF440/15ER3KB6825FK7 50.52.020 112 KB6825 20 5/5/10 1:1:2 JF440/20ER4KB6825FK7 50.52.040 113 KB6825 25 5/10/10 1:2:2 JF440/25ER5KB6825FK7 50.52.080 116 KB6825 31 6,25/12,5/12,5 1:2:2 JF440/31/ER5KB6825FK7 50.52.110 118 KB6825 35 5/10/20 1:2:4 JF440/35ER7KB6825FK7 50.52.150 122 KB6825 43,75 6,25/12,5/25 1:2:4 JF440/43,75ER7KB6825FK7 50.52.180 138 KB6825 50 10/20/20 1:2:2 JF440/50ER5KB6825FK7 50.52.210 142 KB6825 60 10/20/30 1:2:3 JF440/60ER6KB6123FK7 50.52.225 158 KB6123 75 12,5/25/37,5 1:2:3 JF440/75ER6KB6123FK7 50.52.240 167 KB6123 Alle Angaben in mm KB6825: B=600, H=800, T=250, A1=410 KB6123: B=600, H=1200, T=300, A1=655 14%Verdros selung entsprechend Reihenresonanzfrequenz 134Hz Kleinbauform Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Regelverhältnis Type Artikel Nr. kg Ausführung 15 5/10 1:2 JF525/15ER3KB6825FK14 50.52.520 123 KB6825 20 5/5/10 1:1:2 JF525/20ER4KB6825FK14 50.52.540 124 KB6825 25 5/10/10 1:2:2 JF525/25ER5KB6825FK14 50.52.580 128 KB6825 31 6,25/12,5/12,5 1:2:2 JF525/31/ER5KB6825FK14 50.52.610 130 KB6825 35 5/10/20 1:2:4 JF525/35ER7KB6825FK14 50.52.650 134 KB6825 43,75 6,25/12,5/25 1:2:4 JF525/43,75ER7KB6825FK14 50.52.680 152 KB6825 50 10/20/20 1:2:2 JF525/50ER5KB6825FK14 50.52.710 173 KB6825 60 10/20/30 1:2:3 JF525/60ER6KB6123FK14 50.52.725 184 KB6123 75 12,5/25/37,5 1:2:3 JF525/75ER6KB6123FK14 50.52.729 195 KB6123 Andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, Verdrosselungen, mechanische Ausführungen oder Varianten mit Leistungs schalter auf Anfrage. Zubehör siehe Seite 149. Alle Angaben in mm KB6825: B=600, H=800, T=250, A1=410 KB6123: B=600, H=1200, T=300, A1=655 145
Einschubtechnik 7% Verdrosselte Blindleistungskompensation (Oberschwingungsfilter) in Einschubtechnik Anwendung Automatisch geregelte BLKAnlagen im Anreihschrank, aufgebaut in Einschubtechnik, beliebig erweiterbar in der Leistung. Nennspannung Schutzart Kühlung Regler Verdrosselung 400 V, 3phasig, 50 Hz IP32 Lüfter in der Schaltschranktür Prophi mit AUTOKonfiguration 7 % (189 Hz Filterauslegung) ES8206: H=2020, B=800 oder 1600, T=600, A1=537 A2=63, A3=737, A4=62, A5=1480 Alle Angaben in mm Einschubtechnik ES8206 FK7 Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, Verdrosselungen, mechanische Ausführungen oder Varianten mit Leistungsschalter auf Anfrage. Zubehör siehe Seite 149. ** mit Prophi 6R, ***mit Prophi 12R Type Regelverhältnis Artikel Nr. kg Breite 60 10/20/30 1:2:3... JF440/60ER6ES8206FK7 ** 50.89.040 278 800mm 75 12/12/25... 1:1:2... JF440/75ER6ES8206FK7 ** 50.89.080 278 800mm 100 25/25/50 1:1:2 JF440/100ER4ES8206FK7 ** 50.89.120 288 800mm 100 12/12/25/50 1:1:2:4 JF440/100ER8ES8206FK7 ** 50.89.200 288 800mm 100 10/20/30/40 1:2:3:4 JF440/100ER10ES8206FK7 ** 50.89.250 288 800mm 120 20/20/40/40 1:1:2:2 JF440/120ER6ES8206FK7 ** 50.89.320 340 800mm 150 25/25/50/50 1:1:2:2 JF440/150ER6ES8206FK7 ** 50.89.400 344 800mm 175 25/50/50/50 1:2:2:2 JF440/175ER7ES8206FK7 ** 50.89.440 367 800mm 200 50... 1:1:1... JF440/200ER4ES8206FK7 ** 50.89.480 314 800mm 200 25/25/50... 1:1:2... JF440/200ER8ES8206FK7 ** 50.89.520 314 800mm 200 12/12/25/50... 1:1:2:4.. JF440/200ER16ES8206FK7 ** 50.89.560 314 800mm 250 50... 1:1:1... JF440/250/ER5ES8206FK7 ** 50.89.600 437 800mm 250 25/25/50... 1:1:2... JF440/250ER10ES8206FK7 ** 50.89.640 437 800mm 300 50... 1:1:1... JF440/300ER6ES8206FK7 ** 50.89.685 487 800mm 300 25/25/50... 1:1:2... JF440/300ER12ES8206FK7 *** 50.89.687 498 800mm 350 50... 1:1:1... JF440/350ER7ES8206FK71S *** 50.89.720 520 800mm 350 50... 1:1:1... JF440/350ER7ES8206FK7 *** 50.89.722 352/347 1600mm 400 50... 1:1:1... JF440/400ER8ES8206FK71S *** 50.89.744 570 800mm 400 50... 1:1.1... JF440/400ER8ES8206FK7 *** 50.89.740 2x370 1600mm 450 50... 1:1:1... JF440/450ER9ES8206FK7 *** 50.89.770 437/347 1600mm 500 50... 1:1:1... JF440/500ER10ES8206FK7 *** 50.89.800 479/359 1600mm 550 50... 1:1:1... JF440/550ER11ES8206FK7 *** 50.89.805 2x431 1600mm 600 50... 1:1:1... JF440/600ER12ES8206FK7 *** 50.89.820 2x481 1600mm 146
Kapitel 4 Verdrosselte Blindleistungskompensation 14% Verdrosselte Blindleistungskompensation (Oberschwingungsfilter) in Einschubtechnik Anwendung Automatisch geregelte BLKAnlagen im Anreihschrank, aufgebaut in Einschubtechnik, beliebig erweiterbar in der Leistung. Nennspannung Schutzart Kühlung Regler Verdrosselung 400 V, 3phasig, 50 Hz IP32 Lüfter in der Schaltschranktür Prophi mit AUTOKonfiguration 14% (134 Hz Filterauslegung) ES8206: H=2020, B=800 oder 1600, T=600, A1=537, A2=63, A3=737, A4=62, A5=1480 Alle Angaben in mm Einschubtechnik ES8206 FK14 Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, Verdrosselungen, mechanische Ausführungen oder Varianten mit Leistungsschalter auf Anfrage. Zubehör siehe Seite 149. ** mit Prophi 6R, ***mit Prophi 12R Type Regelverhältnis Artikel Nr. kg Breite 60 10/20/30 1:2:3 JF525/60ER6ES8206FK14** 50.93.040 317 800mm 75 12/12/25/25 1:1:2:2 JF525/75ER6ES8206FK14** 50.93.080 318 800mm 100 25/25/50 1:1:2 JF525/100ER4ES8206FK14** 50.93.120 368 800mm 100 12/12/25/50 1:1:2:4 JF525/100ER8ES8206FK14** 50.93.200 380 800mm 100 10/20/30/40 1:2:3:4 JF525/100ER10ES8206FK14** 50.93.250 387 800mm 120 20/20/40/40 1:1:2:2 JF525/120ER6ES8206FK14** 50.93.320 379 800mm 150 25/25/50/50 1:1:2:2 JF525/150ER6ES8206FK14** 50.93.400 375 800mm 175 25/50/50/50 1:2:2:2 JF525/175ER7ES8206FK14** 50.93.440 407 800mm 200 50 1:1:1:1 JF525/200ER4ES8206FK14** 50.93.480 420 800mm 200 25/25/50... 1:1:2... JF525/200ER8ES8206FK14** 50.93.520 421 800mm 200 12/12/25/50... 1:1:2:4... JF525/200ER16ES8206FK14** 50.93.560 371 800mm 250 50 1:1:1... JF525/250/ER5ES8206FK14** 50.93.600 478 800mm 250 25/25/50... 1:1:2... JF525/250ER10ES8206FK14** 50.93.640 490 800mm 300 50 1:1:1... JF525/300ER6ES8206FK14** 50.93.685 500 800mm 300 25/25/50... 1:1:2... JF525/300ER12ES8206FK14*** 50.93.690 500 800mm 350 50... 1:1:1... JF525/350ER7ES8206FK141S*** 50.93.720 550 800mm 350 50... 1:1:1... JF525/350ER7ES8206FK14*** 50.93.722 424/365 1600mm 400 50... 1:1:1... JF525/400ER8ES8206FK14S*** 50.93.740 600 800mm 400 50... 1:1:1... JF525/400ER8ES8206FK14*** 50.93.742 2x424 1600mm 450 50... 1:1:1... JF525/450ER9ES8206FK14*** 50.93.770 2x478 1600mm 500 50... 1:1:1... JF525/500ER10ES8206FK14*** 50.93.800 500/420 1600mm 550 50... 1:1:1... JF525/550ER11ES8206FK14*** 50.93.805 500/478 1600mm 600 50... 1:1:1... JF525/600ER12ES8206FK14*** 50.93.920 500/500 1600mm 147
Einschubtechnik Verdrosselte Kondensatormodule (Oberschwingungsfilter) in Einschubtechnik Anwendung Automatisch geregelte BLKModule für den Einbau in vorhandene Schaltschränke bzw. NSHV, aufgebaut in Einschubtechnik, bis 300 kvar erweiterbar (anreihbar) in der Leistung. Nennspannung 400 V, 3phasig, 50 Hz Schutzart IP00 Kühlung Natürlich, auf ausreichende Belüftung ist zu achten Regler ohne Verdrosselung 7 % und 14 % 7% Verdrosselte Kondensatormodule (189 Hz) Kondensatormodule MO86FK7 (Baubreite 800mm Tiefe 600mm) Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Type Regelverhältnis Artikel Nr. 10 10 JF440/10EK1MO86FK7 50.88.650 24 12,5 12,5 JF440/12,5EK1MO86FK7 50.88.680 26 20 20 JF440/20EK1MO86FK7 50.88.710 33 25 25 JF440/25/EK1MO86FK7 50.88.740 33 40 40 JF440/40EK1MO86FK7 50.88.770 43 50 50 JF440/50EK1MO86FK7 50.88.800 45 20/2 10 1:1 JF440/20/2EK2MO86FK7 50.88.801 36 25/2 12,5 1:1 JF440/25/2EK2MO86FK7 50.88.830 38 30/2 10/20 1:2 JF440/30/2EK2MO86FK7 50.88.860 42 40/2 20 1:1 JF440/40/2EK2MO86FK7 50.88.890 55 40/3 10/10/20 1:1:2 JF440/40/3EK2MO86FK7 50.88.891 55 50/2 25 1:1 JF440/50/2EK2MO86FK7 50.88.930 56 75/2 25/50 1:2 JF440/75/2EK2MO86FK7 50.88.932 72 80/2 40 1:1 JF440/80/2EK2MO86FK7 50.88.933 72 100/2 50 1:1 JF440/100/2EK2MO86FK7 50.88.931 86 kg Für Schranktiefe 600mm H=330, B=703, T=533, A1=290, A2=14, A3=26.5 Alle Angaben in mm 14% Verdrosselte Kondensatormodule (134 Hz) Kondensatormodule MO86FK14 (Baubreite 800mm Tiefe 600mm) Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Type Regelverhältnis Artikel Nr. 10 10 JF525/10EK1MO86FK14 50.92.650 34 12,5 12,5 JF525/12,5EK1MO86FK14 50.92.680 35 20 20 JF525/20EK1MO86FK14 50.92.710 40 25 25 JF525/25EK1MO86FK14 50.92.740 40 40 40 JF525/40EK1MO86FK14 50.92.770 52 50 50 JF525/50EK1MO86FK14 50.92.800 54 20/2 10 1:1 JF525/20/2E2MO86FK14 50.92.803 53 25/2 12,5 1:1 JF525/25/2EK2MO86FK14 50.92.804 60 30/2 10/20 1:2 JF525/30/2EK2MO86FK14 50.92.849 45 40/2 20 1:1 JF525/40/2EK2MO86FK14 50.92.850 67 40/3 10/10/20 1:1:2 JF525/40/3EK3MO86FK14 50.92.851 72 50/2 25 1:1 JF525/50/2EK2MO86FK14 50.92.890 69 75/2 25/50 1:2 JF525/75/2EK2MO86FK14 50.92.893 78 80/2 40 1:1 JF525/80/2EK2MO86FK14 50.92.896 78 100/2 50 1:1 JF525/100/2EK2MO86FK14 50.92.892 92 Andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, Verdrosselungen, mechanische Ausführungen (z. B. 500 mm Schranktiefe) oder Varianten mit Leistungsschalter auf Anfrage. Zubehör siehe Seite 149. kg 148
Kapitel 4 Passive Oberschwingungsfilter... Zubehör Regelmodule Artikel ArtikelNr. Regelmodul mit Regler Prophi 6R, 6 Stufen (Relaisausgänge) Sicherungstrennschalter, Wandlerstromklemmen und 2m Anschlusskabel (wird auf dem Kondensatormodul montiert) 50.80.003 Regelmodul mit Regler Prophi 12R, 12 Stufen (Relaisausgänge) Sicherungstrennschalter, Wandlerstromklemmen und 2m Anschlusskabel (wird auf dem Kondensatormodul montiert) 50.80.004 Befestigungsschienen von Einschubmodulen in RittalSchaltschränken Artikel ArtikelNr. Befestigungsschiene (links) für RittalSchränke MO84 29.12.435 t Befestigungsschiene (rechts) für RittalSchränke MO84 29.12.436 Befestigungsschiene (links) für RittalSchränke MO86 29.12.431 Befestigungsschiene (rechts) für RittalSchränke MO86 29.12.432 Schaltschranksockel Artikel ArtikelNr. Sockel 100 mm hoch SO 100/800/600 29.03.325 & 326 Sockel 200mm hoch SO 200/800/600 29.03.327 & 319 Oberschwingungsanalysator mit Ethernetanschluß Artikel ArtikelNr. UMG 508 Mit Display in Fronteinbau 52.21.001 UMG 604E Hutschienenmontage 52.16.002 Andere Varianten siehe Kapitel 2. 149
Dynamische Blindleistungskompensation Einsatz bei schnellen und hohen Lastwechseln Dynamische Blindleistungskompensationsanlagen finden insbesondere in Anwendungen mit schnellen und hohen Lastwechseln ihren Einsatz. Automatisch geregelte Systeme für die Zentral kompen sation in der NSHV oder Gruppenkompensation von Anlagenteilen. Verdrosselte Systeme für den Einsatz in Anwendungen mit nichtlinearen Lasten, d.h. Ober schwin gungs belastung. Verschiedene Bauformen sind maßgeschneidert für Ihren individuellen Einsatz erhältlich. 150
Kapitel 4 Dynamische Blindleistungskompensation Anwendung Dynamische Blindleistungskompensationsanlagen finden insbesondere in Anwendungen mit schnellen und hohen Lastwechseln ihren Einsatz. In solchen Fällen sind konventionelle BLKSysteme nicht schnell genug, um den Lastwechseln zu folgen, d.h. entweder sind solche Systeme unter oder überkompensiert. Elektromechanische Schütze sind für derart häufige Schaltspiele nicht geeignet. Werden trotzdem Schütze oder Kondensator schütze in solchen Anwendungen verwendet, kommt es zu einem sehr schnellen Verschleißen dieser Schütze, und als Konsequenz kann es zu einem erheblichen Sicherheitsrisiko des Gesamt systems kommen. Dynamische PFC Systeme vermeiden dieses Problem mit Hilfe von Halbleiterschaltern. Halbleiter schalter schalten die Konden satoren sanft ans Netz, d.h. ohne Netz rück wirkungen und ohne Kondensatorstress. I in A Reglerimpuls Netzstrom ohne dynamischer BLK EIN mit dynamischer BLK Abb.: Stromreduzierung durch dynamische BLK in sec Daraus ergeben sich folgende Vorteile: Verbesserte Energiequalität, d.h. hohe Einschaltströme von Leistungskondensatoren werden vermieden Die Lebensdauer von BLKSystemen wird um ein Mehrfaches verlängert Sicherheit des Gesamtsystems wird deutlich angehoben (d.h. Schäden durch defekte Schütze und in Folge explodierender Kondensatoren werden vermieden) Ultraschnelle Ausregelung des Leistungsfaktors, dadurch konsequente Reduzierung der Blindstromkosten und kwhverluste Spannungsstabilisierung (z. B. Netzunterstützung während der Anlaufphase großer Motoren) Verbesserte Auslastung der Energieverteilung (Transformatoren, Kabel, Schaltgeräte, etc.) durch Eliminierung von Leistungsspitzen Verkürzung von Prozesszeiten (z. B. Schweißen) Typische Anwendungen: Automobilindustrie (Schweißanlagen, Pressen ) Liftanlagen und Kräne Anlaufkompensation großer Motoren Bohrtürme in der Ölförderung Windenergieanlagen Schweißen Stahlherstellung Plastikspritzanlagen Fischfangschiffe Spannung Strom mit dyn. BLK ohne dyn. BLK ohne dyn. BLK mit dyn. BLK Abb.: Vergleich von Strom und Spannung mit und ohne dynamischer BLK beim Anlauf eines großen Motors 151
Einschubtechnik Verdrosselte Dynamische Kondensatormodule in Einschubtechnik Anwendung Automatisch geregelte dynamische BLKModule in Einschubtechnik für Anwendungen mit schnellen und hohen Last wechseln. Einschubmodule zur Verwendung in bestehenden Schaltschränken oder Niederspannungshauptverteilungen. Nennspannung 400 V, 3phasig, 50 Hz Schutzart IP00 Verdrosselung 5... 14% 7 % Verdrosselung Kondensatormodule MO86FK7Th Baubreite 800mm Tiefe 600mm Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Type Regelverhältnis Artikel Nr. kg 10 10 JF440/10EK1MO86FK7Th 50.18.650 26 12,5 12,5 JF440/12,5EK1MO86FK7Th 50.18.680 28 20 20 JF440/20EK1MO86FK7Th 50.18.710 35 25 25 JF440/25/EK1MO86FK7Th 50.18.740 35 40 40 JF440/40EK1MO86FK7Th 50.18.770 45 50 50 JF440/50EK1MO86FK7Th 50.18.800 47 20 10 1:1 JF440/20/2EK2MO86FK7Th 50.18.801 40 25 12,5 1:1 JF440/25/2EK2MO86FK7Th 50.18.830 42 30 15 1:1 JF440/30/2EK2MO86FK7Th 50.18.860 46 40 20 1:1 JF440/40/2EK2MO86FK7Th 50.18.890 57 50 25 1:1 JF440/50/2EK2MO86FK7Th 50.18.930 58 75 25/50 1:2 JF440/75/2EK2MO86FK7Th 50.18.932 76 80 40/40 1:1 JF440/80/2EK2MO86FK7Th 50.18.933 77 100 50/50 1:1 JF440/100/2EK2MO86FK7Th 50.18.931 90 14 % Verdrosselung Kondensatormodule MO86FK14Th Baubreite 800mm Tiefe 600mm Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Type Regelverhältnis Artikel Nr. 10 10 JF525/10EK1MO86FK14Th 50.12.650 36 12,5 12,5 JF525/12,5EK1MO86FK14Th 50.12.680 37 20 20 JF525/20EK1MO86FK14Th 50.12.710 42 25 25 JF525/25EK1MO86FK14Th 50.12.740 43 40 40 JF525/40EK1MO86FK14Th 50.12.770 54 50 50 JF525/50EK1MO86FK14Th 50.12.800 56 20 10 1:1 JF525/20/2EK2MO86FK14Th 50.12.803 57 25 12,5 1:1 JF525/25/2EK2MO86FK14Th 50.12.804 64 30 15 1:1 JF525/30/2EK2MO86FK14Th 50.12.849 69 40 20 1:1 JF525/40/2EK2MO86FK14Th 50.12.850 71 50 25 1:1 JF525/50/2EK2MO86FK14Th 50.12.890 73 75 25/50 1:2 JF525/75/2EK2MO86FK14Th 50.12.893 82 80 40/40 1:1 JF525/80/2EK2MO86FK14Th 50.12.896 84 100 50/50 1:1 JF525/100/2EK2MO86FK14Th 50.12.892 96 kg H=330, B=703, T=550, A1=290, A2=14, A3=26,5 Alle Angaben in mm Andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, Verdrosselungen, mechanische Ausführungen oder Varianten mit Leistungsschalter auf Anfrage. Zubehör siehe Seite 156. 152
Kapitel 4 Dynamische Blindleistungskompensation Unverdrosselte Dynamische Blindleistungskompensation in Einschubtechnik Anwendung Automatisch geregelte dynamische BLKModule in Einschubtechnik, für Anwendungen mit schnellen und hohen Last wechseln. Im An reih schrank, aufgebaut in Einschubtechnik, beliebig erweiterbar in der Leistung. Für Netze mit geringer Oberschwingungs be lastung. Nennspannung Schutzart Kühlung Regler Verdrosselung 400 V, 3phasig, 50 Hz IP32 Lüfter in der Schaltschranktür Prophi mit AUTOKonfiguration ohne ES8184: H=1800, B=800, T=400, A1=537, A2=63, A3=737, A4=62, A5=1480 Alle Angaben in mm Einschubtechnik ES8184 Th B=s.u x H=1800mm x T=400mm Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Type Regelverhältnis Artikel Nr. kg Breite 100 12,5/12,5/25/50 1:1:2:4 JF440/100ER8ES8184Th** 50.81.920 190 800mm 125 12,5/25/37,5/50 1:2:3:4 JF440/125ER10ES8184Th** 50.81.921 195 800mm 150 12,5/12,5/25/50/50 1:1:2:4:4 JF440/150ER12ES8184Th** 50.81.922 208 800mm 150 25/25/50/50 1:1:2:2 JF440/150ER6ES8184Th** 50.81.923 208 800mm 175 12,5/25/37,5/50/50 1:2:3:4:4 JF440/175ER14ES8184Th** 50.81.924 210 800mm 180 20/40/40/40/40 1:2:2:2:2 JF440/180ER9ES8184Th** 50.81.925 211 800mm 200 50/50/50/50 1:1:1:1 JF440/200ER4ES8184Th** 50.81.926 212 800mm 200 25/25/50/50/50 1:1:2:2:2 JF440/200ER8ES8184Th** 50.81.927 212 800mm 200 12,5/12,5/25/50... 1:1:2:4... JF440/200ER16ES8184Th** 50.81.928 212 800mm 250 50/50/50/50/50 1:1:1:1:1 JF440/250ER5ES8184Th** 50.81.929 233 800mm 250 25/25/50/50/50/50 1:1:2:2:2:2 JF440/250ER10ES8184Th** 50.81.930 233 800mm 250 12,5/12,5/25/50... 1:1:2:4... JF440/250ER20ES8184Th*** 50.81.931 233 800mm 300 50/50... 1:1... JF440/300ER6ES8184Th** 50.81.932 236 800mm 300 25/25/50... 1:1:2... JF440/300ER12ES8184Th*** 50.81.933 236 800mm 400 50/50... 1:1... JF440/400ER8ES8184Th*** 50.81.934 380 1600mm 500 50/50... 1:1... JF440/500ER10ES8184Th*** 50.81.935 460 1600mm 600 50/50... 1:1... JF440/600ER12ES8184Th*** 50.81.936 540 1600mm Andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, mechanische Ausführungen oder Varianten mit Leistungsschalter auf Anfrage. Zubehör siehe Seite 156. ** mit Prophi 6T *** mit Prophi 12T 153
Einschubtechnik 7 % Verdrosselte Dynamische Blindleistungskompensation in Einschubtechnik Anwendung Automatisch geregelte dynamische BLKAnlagen in Einschubtechnik für Anwendungen mit schnellen und hohen Last wechseln. Im Anreihschrank, aufgebaut in Einschubtechnik, beliebig erweiterbar in der Leistung. 7 % Verdrosselung für Netze mit vorwiegend 3phasiger Lasten, d.h. geringer Anteil 3ter OS. Nennspannung Schutzart Kühlung Regler Verdrosselung 400 V, 3phasig, 50 Hz IP32 Lüfter in der Schaltschranktür Prophi mit AUTOKonfiguration 7% (189 Hz Filterauslegung) ES8206: H=2020, B=800, T=600, A1=537, A2=63, A3=737, A4=62, A5=1480 Alle Angaben in mm Einschubtechnik ES8206 FK7Th B=s.u x H=2020mm x T=600mm Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Type Regelverhältnis Artikel Nr. kg Breite 60 10/20/30 1:2:3 JF440/60ER6ES8206FK7Th** 50.19.040 290 800mm 75 12,5/12,5/25/25 1:1:2:2 JF440/75ER6ES8206FK7 Th** 50.19.080 290 800mm 100 25/25/50 1:1:2 JF440/100ER4ES8206FK7Th** 50.19.120 306 800mm 100 20/40/40 1:2:2 JF440/100/ER5ES8206FK7Th** 50.19.160 306 800mm 100 12,5/12,5/25/50 1:1:2:4 JF440/100ER8ES8206FK7Th** 50.19.200 306 800mm 120 20/20/40/40 1:1:2:2 JF440/120ER6ES8206FK7Th** 50.19.320 362 800mm 150 25/25/50/50 1:1:2:2 JF440/150ER6ES8206FK7Th** 50.19.400 366 800mm 175 25/50/50/50 1:2:2:2 JF440/175ER7ES8206FK7Th** 50.19.440 379 800mm 200 50 1:1 JF440/200ER4ES8206FK7Th** 50.19.480 381 800mm 200 25/25/50/50/50 1:1:2:2:2 JF440/200ER8ES8206FK7Th** 50.19.520 381 800mm 200 12,5/12,5/25/50 1:1:2:4:4:4 JF440/200ER16ES8206FK7Th** 50.19.560 385 800mm 250 50... 1:1... JF440/250/ER5ES8206FK7Th** 50.19.600 454 800mm 250 25/25/50... 1:1:2:2... JF440/250ER10ES8206FK7Th*** 50.19.640 456 800mm 300 50... 1:1... JF440/300ER6ES8206FK7Th** 50.19.685 492 800mm 300 25/25/50... 1:1:2:2... JF440/300ER12ES8206FK7Th*** 50.19.687 496 800mm 350 50... 1:1... JF440/350ER7ES8206FK7Th*** 50.19.722 362/359 1600mm 400 50... 1:1... JF440/400ER8ES8206FK7Th*** 50.19.740 2x376 1600mm 450 50... 1:1... JF440/450ER9ES8206FK7Th*** 50.19.770 459/376 1600mm 500 50... 1:1... JF440/500ER10ES8206FK7Th*** 50.19.800 492/372 1600mm 550 50... 1:1... JF440/550ER11ES8206FK7Th*** 50.19.805 2x456 1600mm 600 50... 1:1... JF440/600ER12ES8206FK7Th*** 50.19.820 2x496 1600mm Andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, Verdrosselungen, mechanische Ausführungen oder Varianten mit Leistungsschalter auf Anfrage. Zubehör siehe Seite 156. ** mit Prophi 6T *** mit Prophi 12T 154
Kapitel 4 Dynamische Blindleistungskompensation 14 % Verdrosselte Dynamische Blindleistungskompensation in Einschubtechnik Anwendung Automatisch geregelte dynamische BLKAnlagen in Einschubtechnik für Anwendungen mit schnellen und hohen Lastwechseln. Im Anreihschrank, aufgebaut in Einschubtechnik, beliebig erweiterbar in der Leistung. 14 % Verdrosselung für Netze mit hohem Anteil 1phasiger nichtlinearer Lasten, d.h. hohem Anteil 3. Oberschwingungen. Nennspannung Schutzart Kühlung Regler Verdrosselung 400 V, 3phasig, 50 Hz IP32 Lüfter in der Schaltschranktür Prophi mit AUTOKonfiguration 14% (134 Hz Filterauslegung) ES8206: H=2020, B=800, T=600, A1=537, A2=63, A3=737, A4=62, A5=1480 Alle Angaben in mm Einschubtechnik ES8206 Th B=s.u x H=2020mm x T=600mm Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Andere Nennspannungen, Frequenzen, Leistungen, Verdrosselungen, mechanische Ausführungen oder Varianten mit Leistungsschalter auf Anfrage. Zubehör siehe Seite 156. ** mit Prophi 6R *** mit Prophi 12R Type Regelverhältnis Artikel Nr. kg Breite 100 12,5/12,5/25/50 1:1:2:4 JF525/100ER8ES8206FK14Th** 50.98.200 380 800mm 125 12,5/25/37,5/50 1:2:3:4 JF525/125ER10ES8206FK14Th** 50.98.325 390 800mm 150 12,5/12,5/25/50... 1:1:2:4... JF525/150ER12ES8206FK14Th** 50.98.330 410 800mm 150 25/25/50/50 1:1:2:2 JF525/150ER6ES8206FK14Th** 50.98.400 410 800mm 175 12,5/25/37,5/50... 1:2:3:4... JF525/175ER14ES8206FK14Th** 50.98.440 420 800mm 200 50/50/50/50 1:1:1:1 JF525/200ER4ES8206FK14Th** 50.98.480 430 800mm 200 25/25/50... 1:1:2... JF525/200ER8ES8206FK14Th** 50.98.520 430 800mm 200 12,5/12,5/25/50... 1:1:2:4... JF525/200ER16ES8206FK14Th** 50.98.560 435 800mm 250 50/50... 1:1... JF525/250ER5ES8206FK14Th** 50.98.600 478 800mm 250 25/25/50... 1:1:2... JF525/250ER10ES8206FK14Th** 50.98.640 490 800mm 250 12,5/12,5/25/50... 1:1:2:4... JF525/250ER20ES8206FK14Th*** 50.98.645 495 800mm 300 50/50... 1:1... JF525/300ER6ES8206FK14Th** 50.98.685 500 800mm 300 25/25/50... 1:1:2... JF525/300ER12ES8206FK14Th*** 50.98.690 500 800mm 400 50/50... 1:1... JF525/400ER8ES8206FK14Th*** 50.98.742 2 x 421 1600mm 500 50/50... 1:1... JF525/500ER10ES8206FK14Th*** 50.98.800 500/421 1600mm 600 50/50... 1:1... JF525/600ER12ES8206FK14Th*** 50.98.920 2 x 500 1600mm 155
Kondensatormodule und Zubehör Kondensatormodule mit Thyristorsteller unverdrosselt Nennspannung Kondensatorspannung Schutzart Verdrosselung 400 V, 50 Hz 440 V, 50 Hz IP00 ohne Kondensatormodule MO84Th Baubreite 800mm Tiefe 400mm Nennleistung kvar Stufenleistung kvar Type kg Regelverhältnis Artikel Nr. 50 50 JF440/50EK1MO84Th 24 50.81.700 50 25 1:1 JF440/50/2EK2MO84Th 28 50.81.740 60 20/40 1:2 JF440/60/2EK3MO84Th 28 50.80.775 75 25/50 1:2 JF440/75/2EK3MO84Th 30 50.80.800 80 40 1:1 JF440/80/2EK2MO84Th 32 50.80.835 100 50 1:1 JF440/100/2EK2MO84Th 34 50.80.875 MO84: H=330, B=703, T=345, A1=290, A2=14, A3=26,5 Alle Angaben in mm Zubehör Dynamische BLK Zubehör Artikel Type kg ArtikelNr. Sockel 100 mm hoch SO 100/800/600 8 29.03.325 & 326 Sockel 200 mm hoch SO 200/800/600 15 29.03.327 & 319 ThyristorRegelmodule Artikel ArtikelNr. Regelmodul mit Regler Prophi 6T Sicherungstrennschalter, Wandlerstromklemmen und 2m Anschlusskabel (wird auf dem Kondensatormodul montiert) Regelmodul mit Regler Prophi 12T Sicherungstrennschalter, Wandlerstromklemmen und 2m Anschlusskabel (wird auf dem Kondensatormodul montiert) 50.10.003 50.10.004 Regelmodul Befestigungsschienen Befestigungsschiene (links) für RittalSchränke MO84 29.12.435 Befestigungsschiene (rechts) für RittalSchränke MO84 29.12.436 Befestigungsschiene (links) für RittalSchränke MO86 29.12.431 Befestigungsschiene (rechts) für RittalSchränke MO86 29.12.432 156
t Kapitel 5 Anwendungsmöglichkeiten Software im Überblick GridVis NetzvisualisierungsSoftware Seite 160 Standardausrüstung für alle Geräte der Serie UMG, Prodata und Profi Parametrierung, Visualisierung, Datenmanagement, Analyse Programmiersprache Jasic Seite 167 Grafische Programmierung von Anwenderprogrammen APPs Seite 168 Standard und kundenspezifische Erweiterungen (APPs) OPC Server Seite 172 Standardisierte Schnittstelle zu anderen Systemen Einbindung in z. B. Gebäudeleittechnik oder Automatisierungstechnik 157
Software Softwarelösungen speziell auf Sie abgestimmt Im Bereich Energiemanagement ist die Weiterverarbeitung und Auswertung von Energiedaten und Messdaten der elektrischen Spannungsqualität von zentraler Bedeutung. Alle wichtigen Messdaten sollten unterbrechungsfrei dokumentierbar sein, um Gründe für Produktionsausfälle, Fertigungsprobleme oder Qualitätsmängel herausfinden zu können. Durch die zeitliche Zuordnung beispielsweise von Spannungsschwankungen, Oberschwingungen oder Netzausfällen kann nachgewiesen werden, ob diese die Ursache für die besagten Probleme sind. Bei rechtzeitiger Erkennung unzureichender Netzqualität kann ein erhöhter Verschleiß oder die Zerstörung von elektrischen Versorgungseinrichtungen und Betriebsmitteln vermieden und die Brandgefahr erheblich reduziert werden. Lastgänge und Verbräuche können analysiert werden, wodurch man Maßnahmen zur Verbesserung der Energieeffizienz einleiten kann. Die Software GridVis der Firma Janitza electronics GmbH ist zur Programmierung und Konfigura tion der Netzqualitäts, Netzanalysatoren, Universalmessgeräte, Datensammler und Blind leistungs regler sowie zur Verwaltung und Visualisierung aller gemessenen Daten geeignet. In Topologie übersichten können die elektrischen Daten von Unternehmen auf einen Blick überwacht werden. Die gemessenen Werte werden aus den Datenspeichern der Geräte oder online direkt in Daten banken geschrieben und können dann z. B. in Liniengraphen, Balkendiagrammen oder Histogrammen dargestellt werden. Für eine Dokumentation der Verbräuche und der Netzparameter können bei Messgeräten mit normgerechten Messungen (z. B. EN 50160) Netz qualitäts und Kostenreports aus der Datenbank erstellt und geplant werden. 158
Kapitel 5 Software Abb.: GridVisScreen mit 4 Messfenster und Zeigerdiagramm Abb.: GridVisScreen mit historischen Auswertungen 159
GridVis Software Netzvisualisierung für mehr Transparenz im Netz Die Software GridVis gehört zum Lieferumfang der Netzqualitätsanalysatoren, Netzanalysatoren, Universal messgeräten, Datensammler und Blindleistungsregler. Mittels dieser Software können die Messdaten zum einen online als Momentanwerte dargestellt werden, zum anderen ist eine grafische Darstellung der aus dem Messwertspeicher ausgelesenen Werten möglich. Die Topologieübersicht gewährt einen schnellen Überblick über das gesamte elektrische Netz. Die Software GridVis dient auch zur Parametrierung der Messgeräte. Ferner ist die Erstellung kundenspezifischer Programme über die eigens entwickelte Programmier sprache Jasic oder die benutzerfreundliche grafische Programmierumgebung möglich. 160
Kapitel 5 Software GridVis Software zur Netzvisualisierung Die bei den Geräten zum Lieferumfang gehörende Programmier und Netzvisualisierungssoftware GridVis ermöglicht eine einfache, vollständige Parametrierung der Geräte. Mit der Topologie ansicht ist eine kundenspezifische Visualisierung der Energie versorgung möglich. Ebenfalls kann das einzelne Messgerät online mit der Maus bedient werden, wenn der entsprechende Gerätetyp dies unterstützt. Messdaten können mit der Online Darstellung direkt am PC mitgeschrieben werden. Zudem bietet GridVis komfortable Möglichkeiten der Darstellung und Analyse von historischen Daten aus der Datenbank. Die automatische Messdatenauslesung und das integrierte Daten management machen sich insbesondere bei mittleren und großen Projekten sehr positiv bemerkbar. Hier können die Daten in verschiedenen Datenbankformaten (teilweise lizenzpflichtig) abgespeichert werden. Mit der grafischen Program mierung (lizenzpflichtig) können für die Geräte der Serie UMG 604, UMG 605, UMG 508 und UMG 511 Anwender programme frei programmiert werden. Hauptmerkmale Einfache Bedienbarkeit Visualisierung von Messwerten, Parametern und Topologien Konfiguration der System und UMGGeräte MessgeräteManagement Automatische oder manuelle Messdatenauslesung der Geräte Grafische Darstellung von OnlineMesswerten und von historischen Daten Zwei MessdatenKategorien innerhalb eines Graphs darstellbar Darstellung beliebig vieler Messdaten je Kategorie innerhalb eines Graphs, auch von unterscheidlichen Messgeräten Graphenzeichnung frei wählbar (Stufen, Linien, Kubischer, Differenz und Balkenzeichner) Darstellung von Mittelwerten in einem Graph möglich Exportfunktion der Messdaten in eine CSVDatei Speicherung der Daten in eine Datenbank inkl. einem Datenbankmanagement Zentraler Datenbankzugriff von allen Clients (nicht mit DerbyDatenbank) Topologieansichten (konfigurierbare Topologieübersicht mit frei wählbaren Registerebenen) Grafische Programmierung von Anwenderprogrammen oder Programmierung per Jasic Quellcode AppsManagement (gerätespezifische Applikationen) Parametrierung, Visualisierung, Datenmanagement, Analyse Individuell einstellbare Zeitpläne für z. B. Reportgenerator Statistische Auswertungen und Reportgenerator (Kosten und Spannungsqualität) Grenzwertanzeige Watchdog Vorkonfigurierte Aufzeichnungs und Feldbusprofile Verwendung von virtuellen Geräten 161
GridVis Anwendungen Aufbau von umfangreichen Energiemanagementsystemen Visualisierung der Energieversorgung mit Hilfe der Topologieansicht Dokumentation der Spannungsqualität für frei definierbare Zeiträume Analyse von Fehlerursachen Kostenstellenmanagement, d.h. einfache und präzise Stromkostenweiterberechnung Stabilisierung der Energieversorgung durch Alarmfunktion bei Grenzwertüberschreitungen, z. B. Überspannung oder KUs Verbesserung der Spannungsqualität, z. B. Oberschwingungsanalyse für die Fehlersuche LastprofilAnalyse, z. B. Bedarfsprognose für Stromvertragsverhandlungen OnlineSpeicherung von bis zu 10 Messgeräten OHNE Speicher Abb.: Konfiguration Netzanalysator UMG 604 Parametrierung und Konfiguration Mit Hilfe der Software GridVis werden die eingebundenen Geräte entsprechend deren Fähig keiten parametriert. Den Geräten können beliebige Namen gegeben und Netzform, Wandler werte und eine mögliche neue Phasen zu ordnung können eingestellt werden. Trigger werte zur Messung von Ereignissen und Transienten sowie die zu speichernden Mess werte und deren Speicher intervalle werden festgelegt. Über Vergleicher werden Grenzwerte für die Überwachungsfunktion der Digitalaus gänge programmiert oder Impulswertigkeiten, für die Digital eingänge oder ausgänge bestimmt. Der externe Temperaturfühler kann aus einer Vor schlags liste ausgewählt werden. Der Zeitserver zur Zeitsyn chron isa tion wird gegebenenfalls festgelegt. Sollte sich erweisen, dass die Mess geräte ein Update erfahren müssen, kann dieses bei einigen Messgeräte typen bequem aus der Software heraus ausgeführt werden, ohne dass das Gerät ausgebaut oder gar eingeschickt werden müsste. Abb.: Vorkonfigurierte Aufzeichnungsprofile Updates zur Software und zur Gerätefirmware stehen in neuester Version stets kostenfrei auf www.nitza.de zur Verfügung. 162
t Kapitel 5 Software OnlineDaten Die Software GridVis erlaubt eine individuelle Erfassung, Auslesung, und Visualierung von OnlineDaten. Die von diversen Messpunkten gewonnenen Daten werden gesammelt, gespeichert, aufbereitet, visualisiert und zur Verfügung gestellt. Alle Messwerte stehen im Modus der OnlineMessung entweder als Liniengraph oder Balkengraph zur Verfügung. Die Liniengraphen werden ständig aktualisiert, wobei nach einstellbarer Messdatenanzahl die ältesten Daten entfallen. Es können zwei Skalen für Messdaten zweier Einheiten erstellt werden. Von jeder Einheit können beliebig viele Messdaten mehrerer Messgeräte im gleichen Graph betrachtet werden. Hier erfolgt auch die Anzeige von Transienten und Ereignissen. Die Farbe der Graphen kann beliebig verändert werden. Abb.: GridVisDarstellung diverser OnlineDaten Virtuelles Gerät: Messwerte bündeln Durch das Anlegen eines virtuellen Gerätes können innerhalb der GridVis Messwerte gebündelt werden. So ist es möglich unterschiedliche Daten quellen von unterschiedlichen Messgeräten dem virtuellen Gerät als Eingang zur Verfügung zu stellen. Über Operatoren sind mathematische Ver knüpf ungen der Eingangsquellen realisierbar und können unterschiedlichen und frei wählbaren Aus gängen zugeordnet werden. Innerhalb der GridVis erscheint das virtuelle Gerät wie ein reales Messgerät. Die Erfassung, Auslesung und Visualisierung der Online und der historischen Daten erfolgt analog den tatsächlichen Messgeräten. Abb.: Konfiguration eines virtuellen Gerätes 163
GridVis Topologieansicht Von jedem Messgerät, das sich im Netzwerk befindet, kann eine Geräte ansicht aufgerufen werden. Hierbei kann man nicht nur das aktuelle Display betrachten, sondern bei einigen Gerätetypen auch komplett fernsteuern wie vor Ort. Es können gleichzeitig alle ausgewählten Mess daten der Geräte online dargestellt werden. Die Topologie ansicht gibt einen schnellen Überblick über die Energieverteilung mit der Möglich keit, durch Vergleich der einzelnen Messpunkte Netz störungen zu lokalisieren, und die definierten Toleranzen auf einen Blick zu überprüfen. Durch das Hinterlegen von Grafikdateien (übliche Formate, wie z.b. JPG) mit Stromlaufplänen, Fertigungslinien oder Bauplänen und Einbinden der zugehörigen Mess geräte per Drag and Drop an ihren tatsächlichen Standort lassen sich schnell und einfach kundenspezifische Lösungen realisieren. Grenzwertüberschreitungen (z.b. THDU zu hoch) sowie Zustände der Ein und Ausgänge können ebenfalls angezeigt werden. Ereignis und Transientengraph Über die beiden Funktionen Ereignis und Transientengraph können frei definierbare Zeiträume hinsichtlich Transienten und Ereignissen überprüft werden. Diese Funktionen (vgl. Abb. Transientengraph) sind insbesondere für die Fehler analyse von wesentlicher Bedeu tung. Abb.: Transientengraph OfflineDaten Abb.: Frei konfigurierbare Datenspeicherung und Mittelungszeiten Datenspeicherung Fast alle Geräte enthalten einen Datenspeicher, und bei der Auslesung dieser Speicher werden die Messdaten in einer Datenbank gespeichert. Zur Abspeicherung stehen Derby, SQL und MySQL Datenbanken zur Verfügung. Für die SQL Datenbank sind lizenzpflichtige Daten bank treiber (siehe Seite 153 Lizenzen) erforderlich. Am empfehlenswertesten ist die Speicherung in einer MySQLDatenbank oder Microsoft SQL ServerDatenbank, da diese performanter sind als die Derby Datenbank, was sich insbesondere bei größeren Projekten positiv bemerkbar macht. MySQL kann kostenlos auf der Seite www.mysql.org geladen werden. Die in der Datenbank gespeicherten Daten können als Linien graph, Balkengraph oder Histogramm in der GridVis dargestellt werden. In der Datenbank werden die Daten nach Parameter, Jahr, Monat und Tag gespeichert. Die Daten können somit selektiv ausgewählt werden. Besonders interessante Zeit räume können durch einen Zoom vergrößert und mittels Messfunktion gemessen werden. Man kann die Graphen mit Überschriften und Kommentaren ver sehen und ausdrucken. Hier erfolgt auch die Anzeige von Transienten und Ereignissen imtransientenbzw. Ereignis browser. Im Flag browser kann untersucht werden, ob zu bestimmten Zeiträumen Mess daten fehlen oder nicht vertrauenswürdig sind. Durch Analyse historischer Daten lassen sich Lastprofile darstellen, um beispielsweise genaue Bedarfs analysen für optimierte Stromliefer verträge anzufertigen. Aber auch Fehleranalysen durch Vergleich verschiedener Parameter lassen sich mit wenigen Mausklicks realisieren. 164
t Kapitel 5 Software Report und Statistikfunktion Im Rahmen einer Energieanalyse gilt es wichtige Parameter der elektrischen Energie versorgung zu messen und zu überwachen. Die von den Messgeräten gelieferten Datenmengen werden in der GridVis online als Momentanwert oder aus den historischen Werten visualisiert. Die Auswertung dieser Daten kann über den in der GridVis integrierten Report und Statistikgenerator erfolgen, wobei die wichtigsten Parameter tabellarisch und graphisch dargestellt werden. Die Erstellung der einzelnen Reports wird automatisch über frei definierbare Zeitpläne oder manuell vom Anwender gestartet und auf Papier, HTML, XML, Excel, Word oder als PDFDatei ausgegeben. Spannungsqualitätsberichte nach EN50160 Und EN6100024 Stromqualitätsberichte nach EN50160IEEE519 Spannungsberichte für die Spannungsqualität Statistikfunktionen Energieverbrauch/Kostenstellenberichte Abb.: Zeitplankonfiguration Abb.: Darstellung der elektrischen Parameter nach der Norm EN6100024 in tabellarischer und graphischer Form. Abb.: ReportDarstellung der Spannungsqualität (einfacher Report) Abb.: Ereignisreport 165
GridVis Lizenzen Optional stehen für die GridVis folgende Erweiterungsmodule (Lizenzen) zur Verfügung: GridVis Lizenz, Art.Nr. 51.00.117 Graphischer Programmierbaustein Schreiben / Lesen Modbus Ermöglicht im graphischen Programmeditor den Funktion Baustein Lese/Schreibe Modbus zu nutzen. Diese Funktion kann von Messgeräten, die Jasic unterstützen, genutzt werden(z.b. UMG 604, UMG 508 usw.). Messwerte können somit über Modbus TCP/IP (Port 502) oder Modbus RTU untereinander ausgetauscht werden und in Jasic Programmen verarbeitet werden. GridVis Lizenz, Art.Nr. 51.00.123 Datenbanktreiber für SQL Server Ermöglicht den Datenaustausch zwischen der GridVis und einem SQLServer. Ohne den Treiber verwendet die GridVis die integrierte Derby Datenbank. Es werden MS SQL Datenbanken ab 2005 und MySQL Datenbanken ab Version 5 unterstützt. MS SQL Express Versionen können mit diesem Treiber nicht angebunden werden! GridVis Lizenz, Art.Nr. 51.00.120 Treiber für generisches Modbus(Fremdgerät) Zusätzlich zu Geräten der JanitzaUMGFamilie können Fremdgeräte mit Modbus TCP/IP (Port 502) oder Modbus RTU Protokoll eingebunden werden. Beliebige Profile zum Auslesen der Geräte/ Register können angelegt werden. Die generischen Messgeräte können in Reports, Graphen und Topologie eingebunden und ausgewertet werden. Eine Messwertarchivierung kann mit Hilfe der OnlineAuslesung konfiguriert werden. Für die OnlineAuslesung muss die GridVis Software kontinuierlich laufen. GridVis Lizenz, Art.Nr. 51.00.121 Virtuelles Messgerät Es können zusätzlich virtuelle Messstellen hinzugefügt werden. Mit dieser Funktion können z.b. Messgeräte/Messpunkte addiert werden und somit in Bereiche oder Gruppen eingeteilt werden. Über die Konfiguration können mathematische Grund operationen wie Addition, Subtraktion, Division und Multiplikation durchgeführt werden. Einzelne Messwerte können aus mehreren Messstellen verknüpft werden. Die virtuellen Messgeräte können in Reports, Graphen und Topologie eingebunden und historisch oder live ausgewertet werden. 166
Kapitel 5 Programmiersprache Jasic und Lizenzen Unbegrenzte Programmiermöglichkeiten Die Programmiersprache Jasic eröffnet völlig neue Möglichkeiten, denn Sie sind jetzt nicht mehr allein an die fest im Gerät integrierten Funktionen gebunden, sondern können das Gerät um eigene Funktionen erweitern. Die graphische Programmierung dient dazu, logische Ver knüpf ungen oder mathematische Funktionen zu erstellen und zu konfigurieren. Es können auch eigene Digital ausgänge beschrieben und Digitalein gänge ausgewertet werden. Darüber hinaus können Register von externen Geräten über Modbus ausgewertet oder beschrieben werden (lizenzpflichtig). Mit dem Werkzeug graphische Pro gram mierung können Sie die Geräte der Serie UMG 604, UMG 605, UMG 508 und UMG 511 nach ihren speziellen Applikationen konfigurieren und auswerten. Selbst Grenzwert ver letzungen, Zeitschalt funk tionen oder Aufzeichnung von speziellen Werten sind mit der graphischen Programmierung frei konfigurierbar. Die selbst erstellten Programme können als File auf dem Rechner abgelegt werden, oder direkt dem Messgerät übermittelt werden. Für die Speicherung ihrer Programme stehen 7 Speicherplätze mit jeweils 128 kbyte Speicherplatz zur Verfügung, wobei diese 7 Programme gleichzeitig laufen können. Die grafische Programmiermöglichkeit von Anwenderprogrammen stellt ein absolutes Novum im Bereich digitaler Netzanalysatoren dar. Neben der bedienerfreundlichen grafischen Programmierung steht es dem Benutzer frei, den Code direkt zu programmieren. t Grenzwertüberwachung (Vergleicher) In dem Beispiel Grenzwert über wachung sieht man zwei Varianten der Überwachung eines Wertes. Das erste Beispiel zeigt die Überwachung des Stromes L1, mit Konstanten werden die Schwellwerte festgelegt. Bei einer Überschreitung des vordefinierten Wertes wird ein digitales 1 Signal auf den Digitalausgang 1 gegeben. Das zweite Beispiel arbeitet wie das erste, jedoch mit nur einer Untergrenze in diesem Fall die 180V. 167
APPs Erweiterungen (APPs) APPs Erweiterungen mit Knowhow Für eine flexible oder kundenspezifische Lösung bietet Janitza electronics softwarebasierte Er weiterungen (APPs) für unterschiedliche Messgeräte an. Die im Gerät integrierten Funktionen können somit über APPs erweitert, gesteuert und zusätzlich visualisiert werden. Ein APP besteht je nach Applikation aus mehreren Jasic, Flash und HomepageFiles, wobei die Verwaltung und Installation über die Software GridVis erfolgt. Neben dem APPAngebot von Janitza electronics können Anwender und Drittanbieter aufgrund der offenen Struktur weitere APPs entwickeln und auf den Messgeräten zum Einsatz bringen. Die Programmiersprache zum Erstellen von APPs ist Jasic. Jasic verwendet eine ähnliche Syntax wie BASIC. Alternativ kann die Programmierung auch graphisch mit der GridVis erfolgen. Die APP Erstellung erfordert je nach Applikation Programmierkenntnisse in Jasic, JAVA Script, JSON, AJAX oder Action Script. 168
Kapitel 5 APPs Standard APPs Janitza electronics bietet für unterschiedliche Messgeräte StandardErweiterungsAPPS an, die mit der Software GridVis auf dem entsprechendem Gerät installiert werden können: APP Multitouch (Art.Nr. 51.00.207) APP Watchdog (Art.Nr. 51.00.210) APP DCF77( Art.Nr. 51.00.212) APP Störmeldung (Art.Nr. 51.00.209) APP FBM10PT1000 (Art.Nr. 51.00.211) APP Emax (Art.Nr. 51.00.213215) APP Multitouch (Art.Nr. 51.00.207) Das APP liest 25 Messwerte (fest voreingestellt) von bis zu 31 Slave Geräten (konfigurierbar) über RS485 aus und legt diese im Master auf globalen Variablen* bzw. auf BACnet Datenpunkten. Die Darstellung der Messwerte erfolgt über das JPC35 Touchpanel oder über die Homepage des Gerätes (Browser mit FLASH PlugIn erforderlich). Ein Abspeichern der Messwerte im Mastergerät ist nicht möglich; die Erweiterung ist eine reine LivewertAnzeige. Das APP besitzt eine integrierte BACnet Gateway Funktion (Option, Art.Nr. 52.16.083), wobei die Messwerte von den globalen Variablen* auf BACnet Datenpunkte gelegt werden. Die BACnet ID ist über die Home page änderbar. Es ist zu beachten, dass COV bei dieser Applikation nicht unterstützt wird. Abb.: Geräteübersicht t Das Programm installiert ein Steuerprogramm, welches je nach Mastergerät (UMG 604, UMG 605, UMG 508, UMG 511) ein ent sprechendes Unterprogramm aufruft (Slavegeräte: UMG 96S, UMG 103, UMG 104, UMG 604, UMG 605 und ab Quartal 4/2011 das UMG 96RM). Die Auswahl der Unterstationen findet über eine anwender freund liche Gesamtübersicht statt, wobei mögliche Kom muni ka tions fehler (RS485 Bus) über eine Statusanzeige direkt ersichtlich sind. Es können bis zu 31 SlaveGeräte visualisiert werden. Anzahl der Geräte und Gerätebe schreib ung sind über die Mastergeräte Homepage konfigurierbar. Der Master wird automatisch erkannt und unter dem Feld Gerätetyp eingetragen. Die BACnetKonfiguration erfolgt ebenfalls über die Mastergeräte Home page. Hier kann jedem Geräte eine eigene BACnet ID zugeordnet werden. Ferner ist es möglich die BACnet ID vor den Objekt namen automatisch setzen zu lassen. Ein EDE File für den Import der Bacnet Datenpunkte in eine BACnet GLT befindet sich im Lieferumfang. Hinweis: Die Objeknamen sind fest vorgegeben und können nicht geändert werden. Abb.: Messwerte Slave Geeignet für: Name des APP: UMG604/605/508/511 MultiTouch(XX)Build(X).app (X=Versionsnummer) * Globale Variablen: Selbst definierte Messwerte, die auf einem ModbusRegister bereitgestellt werden. 169
APPs APP Störmeldung (Art.Nr. 51.00.209) Dieses APP installiert auf dem ausgewählten Messgerät ein skalierbares / konfigurierbares Jasic Programm zum Versenden von Stör meldungen per EMail. Je nach Konfiguration werden bei folgenden Ereignissen Stör mel dungen gesendet: Gesamtklirrfaktor Spannung überschritten, Kurz zeit unterbrechung erkannt, Transiente erkannt. Zusätzlich wird die Ereignismeldung und Transientenmeldung auf Modbus Register ge schrieben. Diese können per GLT ausgelesen werden. Das APP ist graphisch programmiert und ist vom Anwender veränderbar. So ist es z. B. möglich, Grenzwerte abzuändern und weitere Messwerte zu überwachen. Geeignet für: Name des APP: UMG604/605/508/511 FaultIndication (XX)Build(X).app Abb.: Grafische Programmierung APP Watchdog (Art.Nr. 51.00.210) Diese Erweiterung dient der EthernetÜberwachung der Netz analysatoren UMG 604 und UMG605 (UMG 508, UMG 511 ab Quartal 4/2011). Bis zu 40 Messgeräte können pro Master auf einen Kommunikationsausfall hin überwacht werden. Die gleichzeitige Installation auf zwei Geräten erlaubt die redundante Überwachung oder die Erweiterung auf mehr als 40 Geräte. Bei Kommunikationsverlust sendet das APP eine EMail. Zu sätzlich wird beim Tageswechsel eine StatusEMail versendet, wobei der aktuelle Status auf der MessgeräteHomepage visualisiert wird. Geeignet für: Name des APP: UMG604/605/508/511 WatchdogEthernet(XX)Build(X).app Abb.: Messwertanzeige über die GeräteHomepage APP FBM10 PT1000 (Art.Nr. 51.00.211) Dieses APP erweitert über die RS485Schnittstelle das UMG 604, UMG 605, UMG 508, UMG 511 um zusätzliche 10 Temperatur eingänge. Hierfür ist die HardwareErweiterung FBM10 PT1000 ein Hutschienen Modul mit 10 PT1000 Eingängen erforderlich. Geeignet für: Name des APP: UMG604/605/508/511 FBM10PT1000 (XX)Build(X).app APP DCF77 (Art.Nr. 51.00.212) Synchronisation der Gerätezeit von den Geräten UMG 604, UMG 605, UMG 508 und UMG 511 über einen Digital eingang. Über die hierfür notwendige Schaltuhr mit DCF77Empfänger wird die Uhrzeit immer auf die volle Stunde synchronisiert. Das APP wird verwendet wenn ein NTPAnschluss nicht möglich oder nicht vorhanden ist. Das DCF77Signal wird nicht direkt ausgewertet, sondern der Schaltimpuls einer DCF77Schaltuhr, der an einen freien Digital eingang angeschlossen ist. Es ist somit auch möglich einen Schalt impuls von einer SPS/GLT als Synchronsierung zu verwenden. Geeignet für: Name des APP: UMG604/605/508/511 SyncDIGINdcf(XX)Build(X).app Abb.: Prinzipanschlussbild einer hugomüller Schaltuhr 170
Kapitel 5 APPs APP Emax Die Emax Applikation für Jasic Geräte integriert die Maximum wächterfunktionalität und erfasst kontinuierlich sämtliche elektrischen Parameter. Die intelligenten Regel algo rith men berechnen den WirkleistungsTrend und vergleichen diesen mit der vereinbarten Ziel wirkleistung. Durch die Trend berechnung kann die Emax Appli kation feinstufig in den Be triebs ablauf eingreifen und unkritische Verbraucher nach den Vorgaben des Benutzers kurzfristig ab schalten. Je nach APP bzw. Ausbaustufe und FBM Modulen sind bis zu 64 Ver braucher regelbar. Die Erfassung der Leistung erfolgt direkt über Strom und Spannungspfad des Messgerätes oder über einen Impulseingang. Hinweis zur APP Emax: Volle Funktionsfähigkeit bei freigeschalteter EmaxOption (Art.Nr. 52.16.084). Derzeit stehen die folgenden Emax APPs zur Verfügung: APP Emax für UMG 604 und UMG 605 (Art.Nr.: 51.00.213) Das APP beinhaltet die Spitzenlastabschaltprogramme (Maximumwächterfunktion) für die Geräte UMG 605 und UMG 604. Es können je nach Hardwareausbau bis zu 60 Abschaltstufen realisiert werden. Name des APPS: EMAX_App_for_UMG604605 (XX)Build(X).app Abb.: Emax Monitoranzeige t APP Emax für UMG 508 und UMG 511 (Art.Nr.: 51.00.214) Das APP beinhaltet die Spitzenlastabschaltprogramme (Maximumwächterfunktion) für die Geräte UMG 508 und UMG 511. Es können je nach Hardwareausbau bis zu 64 Abschaltstufen realisiert werden. Name des APPS: EMAX_App_for_UMG508511 (XX)Build(X).app APP Emax für UMG 604 und UMG 605 SPS Kommunikation Modbus/Profibus (Art.Nr.: 51.00.215) Das APP beinhaltet die Spitzenlastabschaltprogramme (Maximumwächterfunktion) für die Geräte UMG 604 und UMG 605. Die Abschalthandlungen werden auf Modbus Register gelegt. Für Profibus ist zusätzlich ein Addon erforderlich (Art.Nr: 61.00.217). Name des APPS: EMAX_SPS_GLT_App_for_UMG604605 (XX)Build(X).app APP Emax für UMG 508 und UMG 511 SPS Kommunikation Modbus/Profibus (Art.Nr.: 51.00.216) Das APP beinhaltet die Spitzenlastabschaltprogramme (Maximumwächterfunktion) für die Geräte UMG 508 und UMG 511. Die Abschalthandlungen werden auf Modbus Register gelegt. Für Profibus ist zusätzlich ein Addon erforderlich Art.Nr: 61.00.217 Name des APPS: EMAX_SPS_GLT_App_for_UMG508511 (XX)Build(X).app Abb.: Konfiguration Emax APP Emax für UMG 604, UMG 605, UMG 508, UMG 511 Profibus (Art.Nr.: 51.00.217) Das APP installiert ein Emax Profibus Profil Achtung: Es ist zusätzlich ein APP Emax GLT/SPS 604/604 oder APP Emax GLT/SPS 508/511 separat zu installieren. Name des APPS: EMAX_ProfibusADDON(XX)Build(X).app Weitere Informationen zu der Erweiterung Emax: Siehe Kapitel 3, Spitzenlastoptimierung. 171
OPC Server Software GLT Intranet Modbus TCP/IP OPC Variablen OPC Server OPC Server Die große Welt der Automation Häufig besteht der Wunsch, Messwerte der Netzanalysatoren in fremde Visualisierungssysteme einzubinden, aber das bestehende Visualisierungssystem unterstützt das im Messgerät enthaltene Protokoll nicht. OPC Server dienen in solchen Fällen als Schnittstelle zwischen dem Messgerät und z. B. der Gebäudeleittechnik oder SPS. OPC Treiber bieten somit eine standardisierte Schnittstelle für den einfachen Datenaustausch ohne genaue Kenntnisse über die Kommunikationsmöglichkeiten des Gegenübers. Über OPC können die Messdaten mit den Daten anderer Gewerke verknüpft werden und in den Datenbankstrukturen der Leittechnik archiviert werden. OPC Treiber zur Leittechnik stehen bei fast allen namhaften Herstellern von Gebäudeautomationssystemen zur Verfügung. 172
Kapitel 5 OPC Server Modbus Suite TOP Server Die Firma Janitza electronics GmbH empfiehlt seit Jahren den bewährten kostenpflichtigen OPC Top Server mit Modbus Suite der Firma Software Toolbox (www.softwaretoolbox.com), für den sie auch den Support in Verbindung mit UMG Messgeräten und Netz analysatoren leistet. Funktionsweise des OPC Servers Der OPC Server ist ein Softwaretreiber und muss auf einem PC im Netzwerk installiert sein. Läuft die vorhandene Automationssoftware bereits auf einem Rechner mit genügend Leistungsreserven und das Betriebssystem ist kompatibel zum OPC Server, ist die Installation auch auf diesem Rechner möglich. Der OPC Server läuft, entsprechende Leistungsreserven vorausgesetzt, auch auf Systemen wo bereits eine GridVis installiert wurde. Der Softwaretreiber beinhaltet einen Modbus TCP/IP bzw. Modbus over TCP/IPMaster und einen OPC Server. Die Daten (z. B. Mess werte) werden über die Ethernet Schnitt stelle ausgelesen (Port 502 oder Port 8000) und an den OPC Server übergeben. Der OPC Server wiederum übergibt die Daten an den OPC Client des externen Programms. Bis zu 6 Software Applikationen können gleichzeitig auf den Port 502 des UMG 507E / EP und UMG 604E / EP zugreifen. Auf nachgeschaltete Messgeräte über die RS 485 (Ethernet Encapsulation) können noch 2 Applikationen gleichzeitig zugreifen. Das heißt, die Messdaten können gleichzeitig mit der GridVis und dem OPC Server ausgelesen werden. Abb.: Festlegung der OPC Variablen t Konfiguration des OPC Servers Die Konfiguration des OPC Servers erfolgt über eine komfortable Bedien oberfläche, setzt aber Kennt nisse im Bereich der Datentypen (Word, Float, etc.) und Bustechnik voraus. Für jeden Kanal können die Kommunikations einstellungen individuell angepasst werden. Es werden die folgenden Datentypen unterstützt: Char, Byte, Long, Float, Word, Double jeweils als Big Endian und LittleEndian. Der OPC Server beinhaltet zudem einen OPC Quick Client zur schnellen Online Kontrolle der Daten. Das heißt, die Daten werden aus der Konfigurations tabelle automatisch übernommen und dar gestellt. Statistik funktionen helfen bei der Fehlersuche. Abb.: Kommunikationseinstellungen 173