Medium Voltage Products eVM1 Mittelspannungs-Vakuum ... · Der magnetische Aktuator und die...

Medium Voltage Products

eVM1Mittelspannungs-Vakuum-Leistungsschalter mit magnetischem Aktuator und integrierten Mess-, Schutz- und Steuerfunktionen12...17,5 kV - 630...1250 A - 16...31,5 kA

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BESCHREIBUNG

AUSWAHL UND BESTELLUNG DER L.-SCHALTER

SPEZIFISCHE PRODUKTMERKMALE

RAUMBEDARF

SCHALTBILD

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Allgemeines 4

Technologie des Magnetantriebs 6

Struktur 8

Magnetischer Aktuator 8

Lokale Melde- und Bedienungsschnittstelle 8

Elektronisches Modul 8

Positionssensoren 9

Kondensatoren 9

Die Stromunterbrechung im Vakuum 10

Löschprinzip der ABB-Schaltkammern 11

Lieferbare Versionen 13

Anwendungsbereiche 13

Normen und Zulassungen 13

Betriebssicherheit 13

Technische Dokumentation 14

Qualitätssicherungssystem 14

Prüflabor 14

Umweltmanagementsystem 14

Arbeitssicherheitsmanagementsystem 14

BESCHREIBUNG

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BESCHREIBUNG

Die Leistungsschalter eVM1 verwenden Vakuum-Schaltkammern, die in Polteile aus Harz eingegos-sen sind. Die mit Gießharz umgossenen Schalt-kammern machen die Polteile des Leistungs-schalters besonders widerstandsfähig und sindbesonders wirksam vor Stößen, Staubab-lagerungen und Feuchtigkeit geschützt.Jede Schaltkammer enthält die Kontakte und stelltdie Lichtbogenkammer dar. Die Betätigung derKontakte der Schaltkammern erfolgt durch eineneinzigen magnetischen Aktuator, der durchPositionssensoren und ein elektronisches Modulgesteuert wird. Die für die Schalthandlung erforder-liche Energie wird von Kondensatoren geliefert, diefür eine angemessene Energiereserve sorgen.Dank dieser Besonderheiten gewährleisten dieLeistungsschalter eVM1 robuste Bauweise,Zuverlässigkeit, lange Haltbarkeit und Wartungs-freiheit.

AllgemeinesDer Leistungsschalter eVM1 ist ein vollständigesSchutzsystem der Mittelspannungsschaltanlageund er besteht neben dem Mittelspannungs-Vakuum-Leistungsschalter mit Magnetantrieb ausder Elektronik mit den folgenden Funktionalitäten:– Schutz– Steuerung– Messen– Überwachung– Selbstdiagnose.Zu dem System gehören auch Stromsensoren,die hinter den Polen des Leistungsschaltersangeordnet sind. So entsteht im Bereich derMittelspannungs-Energieverteilung das Konzeptdes automatischen Leistungsschalters in einerNiederspannungs-Standardlösung, so wie esauch im Bereich der Mittelspannungs-Sekundär-verteilung häufig zum Einsatz kommt.

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Vollständige Prüfung des Leistungsschalters inVerbindung mit übergeordneten Funktionenbereits im Werk und nicht erst im SchaltfeldMinimales Risiko von Verdrahtungsfehlern,sowie Verringerung des Verkabelungsaufwandsschnellere Installation und Inbetriebnahme derUnterstationHöhere Sicherheit und BetriebszuverlässigkeitVerfügbarkeit der kompletten System-dokumentation von Projektbeginn an

Der Steuerstromkreis zeichnet sich durch folgen-des aus:

Hohe elektromagnetische StörfestigkeitSelbstdiagnose der Ladung der Kondensatorenund des Durchgangs der Spulen, Watchdog desControllers mit FehlermeldungWeibereich-Hilfsstromversorgungen in Gleich-und WechselstromNiedriger Verbrauch für die Beibehaltung derKondensatorenladungErfassung des Zustands des Leistungsschaltersmittels NäherungssensorenÜberwachung aller Ausschaltfunktionen.Schutzfunktionen nach den Normen IEC 60255-3 und IEC 60255-8

Standardserie- 51 Überstromschutz IDMT (NI, VI, EI, LI)- 51 Überstromschutz DT1- 50 Überstromschutz DT2- 51N Erdkurzschlussschutz IDMT- 51N Erdkurzschlussschutz DT1- 50N Erdkurzschlussschutz DT2

Komplette Serie (sieht außerdem vor)- 51MS Motoranlaufschutz- 66 Anzahl der Anläufe- 51LR Motorblockierungsschutz- 49 Thermischer Motorschutz (Wärmebild)- 46 Schieflastschutz

(1) Für die Lieferbarkeitwenden Sie sich bittean ABB.

Die Leistungsschalter eVM1 verfügen überStromsensoren auf den Anschlüssen des Polteils.Der Sekundärstromkreis ist direkt mit demelektronischen Schutz- und Steuermodul imSchaltergehäuse verdrahtet. Ein einziger Sensor-typ deckt den gesamten Bereich der Bemes-sungs-Ströme. Das elektronische Modul steuertalle Funktionen des Leistungsschalters: dieFunktionalität des Antriebs, die Schutzvor-richtungen, den Status des Schaltfeldes undseine Unversehrtheit. Da der größte Teil derFunktionen des Schaltfelds im Leistungsschalterintegriert ist, können die Verkabelungen mit demEinsatz der Leistungsschalter eVM1 drastischreduziert werden.

Die Konfigurationssoftware gestattet das Anzei-gen bzw. Ändern der Schutz-, Steuer- und derallgemeinen Einstellungen, so dass dieÜberwachungsmöglichkeiten zum Schaltfeld-status umfassend gemacht werden.

Die elektronische Steuerkarte prüft ständig dieFunktionstüchtigkeit der Spulen des Magnetan-triebs, die korrekte Ladung des Kondensators fürden Zyklus Ausschalten - Einschalten - Ausschal-ten, die falschen Positionen oder die unpassen-den Zustände des Leistungsschalters und derTrennschalter des Schaltfeldes, sowie dieFunktionstüchtigkeit des Mikroprozessors.Dadurch entsteht ein fortschrittliches Selbst-diagnosesystem für den Leistungsschalter,dessen Status dem Bediener entweder überMeldung auf der Mensch-Maschine-Schnittstelle(MMS) oder über die binären Ausgänge, umEingriffe zu gestatten und das Problem zu lösen,ohne es erst in dem Augenblick zu entdecken, indem der Leistungsschalter seine Funktionaufnehmen muss.

Der integrierte Leistungsschalter eVM1 bietet imVergleich zu einem herkömmlichen Mittel-spannungs-Leistungsschalter sowohl bei derInstallation als auch während des Betriebsbemerkenswerte Vorteile.

Kürzere Lieferzeiten durch vereinfachte Spezifi-kationen und einfacheren Bestellvorgang

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Magnetische Arretierung in einer Endlage Magnetische Arretierung plus Strom-aufnahme einer Spule

Anschlag des Ankers in der Gegenend-lage

Das von jeder Spule erzeugte Magnetfeld ziehtden beweglichen Anker an und bewegt ihn so vonder einer zur anderen Endlage, in denen er vonden Permanentmagneten gehalten wird.Im Steuerkreis sind Kondensatoren vorhanden,mit denen der Leistungsschalter auch bei Ausfallder Hilfsspannung für 30 s betätigt werden kann.Im Notfall kann der Leistungsschalter auch miteinem Hebel ausgeschaltet werden, der direktauf den beweglichen Anker des Antriebs wirkt.Im Bezug zu einem traditionellen Antrieb weistder magnetische Aktuator nur wenig bewegteTeile auf und dies verringert den Verschleiß auchnach einer sehr hohen Schaltspielzahl drastisch.Diese Eigenschaften führen dazu, dass eineWartung praktisch nicht mehr nötig ist.

BESCHREIBUNG

Technologie des MagnetantriebsDer magnetische Aktuator, der in den Leistungs-schaltern eVM1 verwendet wird, erzeugt den Hub,der zur Betätigung des beweglichen Kontakts inden Schaltkammern erforderlich ist. Alle Antriebs-funktionen eines traditionellen Antriebs sind imAktuator integriert.Der magnetische Aktuator stellt ein bistabilesSystem dar, bei dem das Umschalten des bewegli-chen Ankers in die jeweilige andere Endlage überdas Magnetfeld von zwei Spulen (eine zumSchließen und einen zum Öffnen) bewirkt wird.In der Endlage wird der Magnetanker über dasFeld von Permanentmagneten gehalten.Die Auslösung einer Schalthandlung erfolgt durchdie Erregung der beiden Spulen zum Schließenoder Öffnen.

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1 Oberer Anschluss2 Unterer Anschluss3 Gießharz-Umguss4 Vakuum-Schaltkammer5 Stromsensor6 Stromband7 Druckfeder der Kontakte8 Isolierkoppelstange9 Übertragungshebel

10 Hubeinstellung11 Sensoren zur Schaltstellungser-

fassung12 EIN-Spule13 Permanentmagnete14 Beweglicher Anker15 AUS-Spule16 Hand-Not-Auschaltung17 Antriebsgehäuse mit Magnetantrieb

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BESCHREIBUNG

Magnetischer AktuatorEr besteht aus einem Lamellenpaket,zwei Permanentmagneten, zweiSpulen und einem beweglichenAnker.Das bewegliche Element wird vomMagnetfeld angezogen, das voneiner der Wicklungen erzeugt wird,und gestattet es, die Kontakte derSchaltkammern beim Ein- undAusschalten durch eine besondereVorrichtung zu betätigen.

Elektronisches ModulDas elektronische Modul steuert alleFunktionen des Leistungsschalters,empfängt und sendet Schalt- undSteuersignale über die binärenEingänge (logisch), die isoliertenMeldekontakte.Es übt außerdem die Schutz-funktionen aus, die in zwei Versio-nen zur Verfügung stehen (Standardund Full Option).

StrukturDer magnetische Aktuator und die Polteile mit den Stromsen-soren sind auf einem Metallgestell befestigt, das robusteBauweise und mechanische Zuverlässigkeit gewährleistet.Sie sind in fester und ausfahrbarer Version erhältlich.Die feste Version wird durch den Steckverbinder für denAnschluss der Hilfsstromkreise und die Stromsensorenvervollständigt.Die ausfahrbare Version wird neben den Trennkontakten unddem Steckverbinder für den Anschluss der Hilfsstromkreise mitdem Einschub zum Einfahren bzw. Ausfahren bei geschlosse-ner Tür in die Schaltanlage oder die Kassette und die Strom-sensoren vervollständigt.Die Präzisionsklasse der Stromsensoren (Rogowski-Spulen)beträgt 1.

Lokale Melde- undBedienungsschnittstelleDie lokale im Leistungsschalterintegrierte Einheit dient für denlokalen Betrieb (Ein- und Ausschal-ten, falls freigegeben) und zeigt aufeinem kleinen Leuchtschirm denStatus des Leistungsschalters an.LED-Anzeigen melden etwaigeBetriebsstörungen, die Verriegelungder Aus- und Einschaltungen, dieAktivierung und das Auslösen derSchutzfunktionen und den einge-stellten Betrieb (lokaler Betrieb/Fernbedienung).

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PositionssensorenDie Sensoren habendie Funktion, diegenaue mechanischeSchaltstellung desLeistungsschalters(ausgeschaltet odereingeschaltet) zuerfassen.Das Signal wird demelektronischen Steuer-modul geschickt.

Vakuum-Löschtechnik

Gekapselte Vakuum-Schaltkammern

Vor Oxydation und Verschmutzung geschützte Kontakte

Betrieb bei unterschiedlichen klimatischen Verhältnissen

Mechanische Kompatibilität mit der Serie VD und VM

Möglichkeit zum Einsatz in Schaltanlagen jedes Typs

Magnetischer Aktuator

Beschränkte Komponentenzahl

Induktive Positionssensoren

Beschränkter Leistungsverbrauch

Für die ganze Lebensdauer versiegelte Polteile

Hohe Zuverlässigkeit und solide Struktur

Lange elektrische und mechanische Lebensdauer

Wartungsfreiheit

Ausfahren und Einschieben des Leistungsschalters bei geschlossener Schaltfeldtür

Gefährliche und falsche Bedienungen werden durch Verriegelungen im Antrieb und imEinschub und durch das elektronische Steuermodul vermieden

Hohe elektromagnetische und Umweltverträglichkeit

Mechanische Hand-Not-Ausschaltung

Überwachung des Leistungsschalterstatus

Überwachung des Durchgangs der Spulen

Überwachung der Ladung der Kondensatoren

Watchdog-Funktion

Schutzfunktionen

Stromsensoren (Rogowski-Spule)

Programmierbare digitale Ein-/Ausgänge

Konfigurations- und Überwachungsprogramm für PC

Schnittstellen-Modul (MMS) auf Schaltfeld mit Amperemeter (optional)

Drastische Verringerung der Verdrahtung und der Gefahr von Anschlussfehlern

Schnellere Installation und Inbetriebnahme der Unterstation

Schnelle Änderung vor Ort der Steuer- und Schutzfunktionen bei schon installiertem oderin Funktion befindlichem Leistungsschalter

Verbesserung der Sicherheit und der Betriebszuverlässigkeit

Schon ab Beginn des Projektes Verfügbarkeit der ganzen Dokumentation des Systems

1 Pol: Vakuum-Schalt-kammer mit Gießharzumgossen

2 Kondensator

3 Stromsensor (Rogowski-Spule)

4 Einschub des aus-fahrbaren Leistungs-schalters

5 Schaltspielzähler

6 Mechanische Positions-anzeige AUS/EIN

7 Schalttafel

8 Magnetantrieb

9 Steckvorrichtung fürHand-Not-Ausschaltung

10 Schutz- und Steuergerät

11 Binäre Ein-/Ausgänge.

12 Steckdose für Hilfs-stromkreise

KondensatorenDie Kondensatoren haben dieFunktion, die Energie zu speichern,die für ein volles Schaltspiel erforder-lich ist. Ausschalten - Einschalten -Ausschalten. Selbst bei einemKomplettausfall der Hilfsenergie sinddie Kondensatoren in der Lage, eineBetätigung des Stromkreises für ca.30 s weiterhin zu ermöglichen.

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BESCHREIBUNG

Die Stromunterbrechung im VakuumDer Leistungsschalter eVM1 nutzt die dielektri-schen Eigenschaften des Vakuums aus, das keinLösch- und Isoliermittel braucht. Die Schaltkammerenthält nämlich kein ionisierbares Gas.Beim Trennen der Kontakte entsteht auf jeden Fallein Lichtbogen, der ausschließlich aus demgeschmolzenen und verdampften Material derKontakte besteht.Dieser elektrische Lichtbogenwird durch die externe Energie unterstützt, bis derStrom beim ersten natürlichen Nulldurchgangunterbrochen wird.In diesem Augenblick führen der plötzliche Abfallder beförderten Ladungsträgerdichte und dieschnelle Kondensation des Metalldampfes zu einersehr schnellen Rückkehr der dielektrischenFestigkeit.

Die Vakuum-Schaltkammer erwirbt wieder ihrIsoliervermögen und die Fähigkeit zur Aufrechter-haltung der Einschwingspannung, wodurch derLichtbogen endgültig gelöscht wird.Da man im Vakuum auch mit minimalen Abständeneine hohe Durchschlagfestigkeit erhalten kann, istdie Ausschaltung des Stromkreises auch danngewährleistet, wenn die Trennung der Kontakte nurwenige Millisekunden vor dem natürlichen Null-durchgang erfolgt.Die besondere Formgebung der Kontakte und dasverwendete Material gewährleisten zusammen mitder verringerten Lichtbogendauer und der niedri-gen Lichtbogenspannung einen minimalen Ver-schleiß der Kontakte und eine lange Lebensdauer.Das Vakuum verhindert zudem, dass die Kontakteoxydieren.

Eigenschaften der in Eingießpolteileeingegossenen Vakuum-Schaltkammer

Vakuum-Löschtechnik

Vor Oxydation und Verschmutzunggeschützte Kontakte

Vakuum-Schaltkammer, direkt mit Gießharzzu einem Polteil umgossen

Schaltkammer vor Schlägen, Staub undFeuchtigkeit geschützt

Funktionsfähigkeit bei unterschiedlichenKlima- und Umgebungsverhältnissen

Beschränkte Schaltenergie

Dimensioni compatte

Kompakte Bauart

Für die ganze Lebensdauer versiegeltePolteile

Robuste und zuverlässige Bauart

Wartungsfreihei

Hohe Umweltverträglichkeit

1 Oberer Anschluss2 Vakuum-Schalt-

kammer3 Gießharz-Umguss4 Nabe des bewegli-

chen Kontakts5 Unterer Anschluss6 Stromband

7 Federgabel derIsolierkoppelstange

8 Isolierkoppelstange9 Befestigung des

Polteils10 Anschluss an Antrieb

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Löschprinzip der ABB-SchaltkammernIn einer Vakuum-Schaltkammer entsteht derLichtbogen im Augenblick der Kontakttrennungund bleibt bis zum Nulldurchgang des Stromsbestehen. Er kann durch ein Magnetfeldbeeinflusst werden.

Vakuum-Lichtbogen - diffus oder konzentriertIm Anschluss an die Trennung der Kontakte kommtes auf der Oberfläche der Kathode zur Bildungeinzelner Schmelzstellen. Dies führt zur Bildungvon Metalldampf, der den Lichtbogen unterstützt.Ein diffuser Lichtbogen zeichnet sich durch einegleichmäßige Verteilung der thermischen Bean-spruchung der Kontaktflächen desselben aus.Bis zum Bemessungs-Strom der Vakuum-Schalt-kammer ist der Lichtbogen immer vom diffusen Typ.Die Kontakterosion ist vernachlässigbar und die

Schematische Darstellung des Übergangs von diffusemLichtbogen zum konzentrierten Lichtbogen in einer Vakuum-Schaltkammer

Radialmagnetfeld-Kontaktanordnungmit rotierendem Vakuum-Lichtbogen

DiffuserLichtbogen

Konzentrationauf der Anode

Konzentrationauf Anode und

Kathode

Zahl der Stromunterbrechungen sehr groß.Mit zunehmendem Stromwert (größer als derBemessungs-Strom) erfolgt aufgrund des Hall-Effekts der Übergang vom diffusen in den konzent-rierten Lichtbogen. Der Lichtbogen konzentriertsich ausgehend von der Anode und formt sich mitsteigendem Strom immer weiter zur eng begrenz-ten Säule aus.Auf den betroffenen Flächen kommt es zu einerdeutlichen Erhöhung der Temperatur und folglich zueiner hohen thermischen Beanspruchung derKontakte.Zur Vermeidung der Überhitzung und der Erosionder Kontakte wird der Lichtbogen in Rotationgehalten. Er lässt sich dabei mit einem bewegli-chen Leiter vergleichen, der vom Strom durchflos-sen ist.

Verlauf von Strom und Spannung in einer einzelnen Phase währendder Löschung im Vakuum

Str

om,

Spa

nnun

g Kurzschlussstrom

Systemspannung

Lichtbogenspannung

Ausschaltung desKurzschlussstroms

Rückstellspannung(Systemfrequenz)

Einschwingspannung (TRV)(Hochfrequenz)

Trennung derKontakte

Zeit

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BESCHREIBUNG

1 Anschluss2 Schutz3 Metallgehäuse4 Gehäuse der Schaltkammer5 Abschirmung6 Keramikisolator7 Abschirmung8 Kontakte9 Anschluss

10 Gehäuse der Schaltkammer

Vakuum-Schaltkammer

Die Spiralgeometrie der Kontakte der ABBVakuum-SchaltkammernDie besondere spiralförmige Geometrie derKontakte erzeugt an jeder Stelle der auf demUmfang der Kontakte rotierenden Lichtbogensäuleein radiales Magnetfeld.Dadurch wird eine elektromagnetische Kraft mittangentialer Wirkung erzeugt, welche eine schnelleRotation des Lichtbogens um die Achse derKontakte verursacht.Im Vergleich zur fest stehenden Säule wird aufdiese Weise ein deutlich höherer Anteil der zurVerfügung stehenden Kontaktfläche genutzt.Mit der Verringerung der thermischen Beanspru-chung der Kontakte wird auch die Erosion sooptimiert, dass sie sehr gering ausfällt.Die ABB-Schaltkammern haben Nullstrom und sinddaher frei von Wiederzündungen.Die schnelle Verringerung der Stromdichte und dierasche Kondensation des Metalldampfes beimNulldurchgang des Stroms führt zu einer Wieder-verfestigung der Schaltstrecke zwischen denKontakten innerhalb von Mikrosekunden.

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Lieferbare VersionenDie Leistungsschalter eVM1 stehen in der festeund ausfahrbaren Version für SchaltanlagenUniGear und Module PowerCube zur Verfügung.Die Leistungsschalter eVM1 sind mechanisch mitden Leistungsschaltern der Baureihe VD4 undVM1 austauschbar, welche die gleichen Vakuum-Schaltkammern benutzen, die direkt mit Gießharzzu einem Polteil umgossen sind.

EinsatzbereicheDank des Einbaus der Stromsensoren und derSchutzfunktionen mit Strommessung zeichnensich die Leistungsschalter eVM1 durch eine großeVielseitigkeit beim Einsatz aus, die typisch fürVersorgungsleitungen von Transformatoren,Motoren, Leistungsfaktorverbesserer und alleAnwendungen ist, wo keine Schutzfunktionen mitSpannungsmessung erforderlich sind.

Normen und ZulassungenDie Leistungsschalter eVM1 entsprechen denNormen IEC 62271-100 und den Normen derwichtigsten Industrieländer.Die Leistungsschalter eVM1 sind den folgendenPrüfungen unterzogen worden und gewährleistendie Sicherheit und Zuverlässigkeit des Geräts beiBetrieb in jeder Anlage.

• Typprüfungen: Erwärmung,Wechselspannungsfestigkeit bei Betriebs-frequenz, Blitzstoßspannungsfestigkeit, Stoß-und Kurzzeitstromfestigkeit, mechanischeFunktions- und Lebensdauerprüfung,Kurzschlussein- und Ausschaltvermögen.

• Stückprüfungen: Isolation bei Spannung mitBetriebsfrequenz der Hauptstromkreise,Isolation der Hilfs- und Steuerstromkreise,Widerstandsmessung der Hauptstromkreise,mechanische und elektrische Funktionsfähig-keit.

• Prüfungen zur elektromagnetischen Verträg-lichkeit: gemäß der Bestimmungen derNormen IEC 60694, IEC 61000, EN 50263.

BetriebssicherheitDank des umfassenden Angebots von mechani-schen, elektrischen und Softwareverriegelungenkann man mit den Leistungsschaltern eVM1sichere Energieverteilungsanlagen anfertigen.Die Verriegelungsvorrichtungen sind so ausgelegt,dass Fehlbedienungen vermieden werden und dieInspektion der Anlagen bei maximaler Sicherheitfür das Personal erfolgt.Die Ausfahrvorrichtung bei geschlossener Türgestattet das Ausfahren und Einschieben desLeistungsschalters in die Anlage nur bei geschlos-sener Tür.

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1

Technische DokumentationFür nähere Angaben zu den technischen und anwendungsspezifischenAspekten der Leistungsschalter eVM1 sind auf Anfrage die folgenden Unterla-gen erhältlich:

– Module PowerCube Best. 1VCP000091

– Schaltanlagen UniGear Best. 1VCP000138

QualitätssicherungssystemEntspricht der Norm ISO 9001, von unabhängigerStelle zertifiziert.

PrüflaborKonform mit Norm UNI CEI EN ISO/IEC 17025,von unabhängiger Stelle anerkannt.

BESCHREIBUNG

UmweltmanagementsystemEntspricht der Norm ISO 14001, vonunabhängiger Stelle zertifiziert.

ArbeitssicherheitsmanagementsystemEntspricht der Norm OHSAS 18001, vonunabhängiger Stelle zertifiziert.

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Feste Leistungsschalter 16

Ausfahrbare Leistungsschalter für SchaltanlagenUniGear und Module PowerBox 18

Optionale Zubehöreinrichtungen 21

AUSWAHL UND BESTELLUNG DER LEISTUNGSSCHALTER

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A

I I

PL

H

Feste Leistungsschalter


IEC 60694 - 62271-100

CEI 17-1 (Heft 1375)

Ur [kV]

Us [kV]

Ud (1 min) [kV]

Up [kV]

fr [Hz]

(1) Ir [A]

Isc [kA]

Ik [kA]

Ip [kA]

[O-0,3s-CO-15s-CO]

[ms]

[ms]

[ms]

[ms]

Aktuator [N.]

Schaltkammern [N.]

Bemessungs-Strom [N.]

Mit Kurzschlußstrom [N.]

H [mm]

L [mm]

P [mm]

I [mm]

A [mm]

[kg]

[W]

[W]

[°C]

IEC 61000

IEC 60255

eVM1 12

12

12

28

75

50-60

630 1250

16 16

20 20

25 25

31,5 31,5

16 16

20 20

25 25

31,5 31,5

40 40

50 50

63 63

80 80

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10...15

43...48

50

... 100.000

... 30.000

... 30.000

... 100

461 461 461

450 570 700

464 464 464

150 210 275

205 205 205

106 ...117

< 15

< 110

– 5 ... + 40

Leistungsschalter

Normen

Bemessungs-Spannung

Bemessungs-Isolationsspannung

Bemessungs-Stehwechselspannung bei 50 Hz

Stehstoßspannung

Bemessungs-Frequenz

Bemessungs-Strom (40 °C)

Bemessungs-Ausschaltvermögen

(symmetrischer Bemessungs-

Kurzschlussstrom)

Zulässiger Bemessungs-

Kurzeitstrom (3 s)

Bemessungs-Einschaltvermögen

Bemessungs-Schaltfolge

Ausschaltzeit

Lichtbogendauer

Gesamtausschaltzeit

Einschaltzeit

Mechanische Schaltspiele

Elektrische Schaltspiele

Maximaler Raumbedarf

Polmittenabstand

Abstand unterer/oberer Anschluss

Gewicht

Stromaufnahme im Ruhezustand

Stromaufnahme nach einem Wiedereinschaltzyklus

Betriebstemperatur

Elektromagnetische Verträglichkeit

eVM1 17

17

17

38

95

50-60

630 1250

16 16

20 20

25 25

31,5 31,5

16 16

20 20

25 25

31,5 31,5

40 40

50 50

63 63

80 80

33

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43...48

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... 100.000

... 30.000

... 30.000

... 100

461 461 461

450 570 700

464 464 464

150 210 275

205 205 205

106 ...117

< 15

< 110

– 5 ... + 40

(1) Bemessungs-Dauer-ströme Leistungs-schalter auf Schubvor-richtung bei Installationin SchaltanlageUniGear Typ ZS1 beieiner Lufttemperaturvon 40°C garantiert.

17

2

Typen von festen Leistungsschaltern

AnmerkungenL = Breite der LeistungsschalterI = Horizontaler PolmittenabstandA = Abstand zwischen oberem und un-

terem Anschluss

Ur Ir (40°C) Isc Raumbedarf Leistungsschalter

[kV] [A] [kA] L [mm] I [mm] A [mm]

630 16 450 150 205 eVM1 12.06.16 p150630 20 450 150 205 eVM1 12.06.20 p150630 25 450 150 205 eVM1 12.06.25 p150630 31,5 450 150 205 eVM1 12.06.32 p1501250 16 450 150 205 eVM1 12.12.16 p1501250 20 450 150 205 eVM1 12.12.20 p1501250 25 450 150 205 eVM1 12.12.25 p1501250 31,5 450 150 205 eVM1 12.12.32 p150






12

12

12

17,5

17,5

17,5

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A

I I

PL

H

Ausfahrbare Leistungsschalter für Schaltanlagen UniGear und Module PowerCube

(1) Bemessungs-Dauer-ströme Leistungs-schalter auf Schubvor-richtung bei Installationin SchaltanlageUniGear Typ ZS1 beieiner Lufttemperaturvon 40°C garantiert.


IEC 60694 - 62271-100

CEI 17-1 (Heft 1375)

Ur [kV]

Us [kV]

Ud (1 min) [kV]

Up [kV]

fr [Hz]

(1) Ir [A]

Isc [kA]

Ik [kA]

Ip [kA]

[O-0,3s-CO-15s-CO]

[ms]

[ms]

[ms]

[ms]

Aktuator [N.]

Schaltkammern [N.]

Bemessungs-Strom [N.]

Mit Kurzschlußstrom [N.]

H [mm]

L [mm]

P [mm]

I [mm]

A [mm]

[kg]

[W]

[W]

[°C]

IEC 61000

IEC 60255

eVM1/P 12

12

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630 1250

16 16

20 20

25 25

31,5 31,5

16 16

20 20

25 25

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40 40

50 50

63 63

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... 100.000

... 30.000

... 30.000

... 100

628 628

503 503

662 662

150 150

205 205

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< 15

< 110

– 5 ... + 40

Leistungsschalter

Normen

Bemessungs-Spannung

Bemessungs-Isolationsspannung

Bemessungs-Stehwechselspannung bei 50 Hz

Stehstoßspannung

Bemessungs-Frequenz

Bemessungs-Strom (40 °C)

Bemessungs-Ausschaltvermögen

(symmetrischer Bemessungs-

Kurzschlussstrom)

Zulässiger Bemessungs-

Kurzeitstrom (3 s)

Bemessungs-Einschaltvermögen

Bemessungs-Schaltfolge

Ausschaltzeit

Lichtbogendauer

Gesamtausschaltzeit

Einschaltzeit

Mechanische Schaltspiele

Elektrische Schaltspiele

Maximaler Raumbedarf

Polmittenabstand

Abstand unterer/oberer Anschluss

Gewicht

Stromaufnahme im Ruhezustand

Stromaufnahme nach einem Wiedereinschaltzyklus

Betriebstemperatur

Elektromagnetische Verträglichkeit

eVM1/P 17

17

17

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50-60

630 1250

16 16

20 20

25 25

31,5 31,5

16 16

20 20

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40 40

50 50

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... 30.000

... 30.000

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503 503

662 662

150 150

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126 ... 137

< 15

< 110

– 5 ... + 40

19

2

AnmerkungenL = Breite der Schaltanlage UniGearI = Horizontaler Polmittenabstandu/l = Abstand zwischen oberem und unterem Anschlussø = Durchmesser des Trennkontakts

Typen von ausfahrbaren Leistungsschaltern für Schaltanlagen UniGear und Module PowerCube

Ur Isc Bemessungs-Dauerstrom (40°C) [A]

kV kA L = 650 Typ des LeistungsschaltersI = 150u/l = 205ø = 35

16 630 eVM1/P 12.06.16 p15020 630 eVM1/P 12.06.20 p15025 630 eVM1/P 12.06.25 p15031,5 630 eVM1/P 12.06.32 p15016 1250 eVM1/P 12.12.16 p15020 1250 eVM1/P 12.12.20 p15025 1250 eVM1/P 12.12.25 p15031,5 1250 eVM1/P 12.12.32 p150

16 630 eVM1/P 17.06.16 p15020 630 eVM1/P 17.06.20 p15025 630 eVM1/P 17.06.25 p15031,5 630 eVM1/P 17.06.32 p15016 1250 eVM1/P 17.12.16 p15020 1250 eVM1/P 17.12.20 p15025 1250 eVM1/P 17.12.25 p15031,5 1250 eVM1/P 17.12.32 p150

17,5

12

Stromversorgung des Steuerkreises

Die Energie zur Betätigung des Leistungsschalters wird von einem oder mehreren Kondensatorengeliefert, die durch ein Ladegerät, das auch für die Speisung des elektronischen Schaltkreises sorgt,im geladenen Zustand gehalten werden. Dies gewährleistet den korrekten Betrieb auch dann, wenndie Hilfsenergie nicht den Bemessungswert erreicht.Dank der Benutzung von Komponenten mit niedrigem Energieverbrauch beträgt der Anschlusswertdes Ladegeräts ca. 15 Watt, und dies bei ein- und ausgeschaltetem Leistungsschalter.Nach jedem Schaltvorgang nimmt das Ladegerät einige Sekunden lang ca. 110 Watt auf, um dieKondensatoren optimal nachzuladen.Der geladene Zustand der Kondensatoren wird ständig durch das elektronische Modul überwacht,das außerdem die Funktionen Ausschalten, Einschalten, Melden etc. ausübt.Es gibt zwei Versorgungsgeräte:

Typ 1: 24…48 V AC / 24...60 V DCTyp 2:100…240 V AC / 110..0,250 V DC

20


Serienmäßige Ausstattung

Die Leistungsschalter auf Schubvorrichtung sind in der Grundausführung dreipolig und wie folgtausgestattet:– Einschalt-Taste (in die Steuertafel –PI1 eingebaut)– Ausschalt-Taste (in die Steuertafel –PI1 eingebaut)– Mechanischer Schaltspielzähler– Mechanische Anzeige Leistungsschalter AUS/EIN– Hand-Not-Ausschaltung– Hebel für Hand-Not-Ausschaltung (die Anzahl muss aufgrund der Zahl der bestellten Geräte festgelegt

werden)– „READY” Meldung des Bereitschaftsstatus zusammen mit weiteren 11 Diagnose-Leuchtmeldungen

auf der lokalen Schnittstelle des Leistungsschalters– Ein oder mehrere Kondensatoren zur Energiespeicherung für einen Zyklus– Beweglicher Steckverbinder für den direkten Anschluss an die Steckdosen des elektronischen

Moduls, für die Verkabelung der Hilfsstromkreise– Steuermodul Standardversion mit den Schutzfunktionen I> - I>> - Io> - Io>> (51-50-51-N-50N)– Software zur Konfiguration der Schutz-, Steuer- und der Statusanzeigen– Ferngeschaltete Kontakte in Schubvorrichtung (-BT1; -BT2)

Steuermodul in der Grundversion

Das Steuermodul verfügt über 16 Eingänge und 16 Ausgänge digitalen Typs, die zum großen Teil inÜbereinstimmung mit den Erfordernissen der Anlage frei programmiert werden können, wenn man dieSoftware zur Konfiguration benutzt.Für komplette Zuweisung der Bedeutungen des Leistungsschalters wird auf die schematischenZeichnungen 1VCD400060 verwiesen.Zu den festen, nicht programmierbaren Eingängen gehören:– Eingang für die Funktion Unterspannung– Befehle für ferngesteuertes Ein- und Ausschalten– Sperren der Ausschaltung– Zweite Ausschaltung des Leistungsschalters für eine maximale Zuverlässigkeit nur mit Hardware.Zu den nicht programmierbaren, festen Ausgängen gehören:– Leistungsschalter in AUS- und EIN-Stellung– Bereitschaftssignal für –RL2 (Verriegelungsmagnet auf Einschub)– ÜberwachungssignalDas Mapping aller restlichen Ein- und Ausgänge wird je nach der gewählten feststehenden Bedeu-tung vorgenommen, wenn man mittels des Software-Konfigurators eines der vier als Default vorhan-denen Anwendungsschaltbilder (Leistungsschalter ausziehbar, ausziehbar mit Erdungsschalter, fest,fest mit Erdungsschalter) wählt. Wenn man dagegen das ‚freie’ Schaltbild ankreuzt, kann man dendigitalen Ein-/Ausgängen alle verfügbaren Bedeutungen zuweisen (siehe Kapitel Input / OutputMapping).Zum Beispiel:– Stellung des Erdungsschalters, aus und ein– funktionale Verriegelungen– Schlüssel zur Freigabe lokaler Betrieb - Fernbedienung– Rückstellung Eingriff der Schutzfunktionen– lokaler Ein- und Ausschaltbefehl LeistungsschalterUnd für die Ausgänge:– Leistungsschalter in Funktion oder in Prüfstellung– Schutzfunktion ausgelöst– funktionale Verriegelungen– Schutzfunktionen mit Zeitschaltung (Start)– Leistungsschalter in AUS-Stellung durch Ausschaltbefehle von Schutzfunktion (Einschwingkontakt

für 100 ms geschlossen)– Ein- und Ausschaltung gesperrt

(1) Für die Eigenschaftender potentialfreienKontakte siehe Kapitel3.

(2) Bei nicht gespeistemLeistungsschalter(ohne Hilfsstrom) sinddiese Kontaktegeöffnet, ausgenom-men der MeldekontaktLeistungsschalternicht betriebsbereit(DO16).

21

2

Die Bedeutungen der Ausgänge können mehrfach mit der gleichen Funktion programmiert werden, zumBeispiel drei Ausgänge, um die AUS-Stellung des Leistungsschalters anzugeben.Die binären Eingänge können wie folgt gespeist werden:

• 24 ... 240 V CA (Toleranz – 15 % . + 10 %)• 24 ... 250 V CC (Toleranz – 30 % . + 10 %).

Der Impuls muss mindestens ca. 10 ms dauern, um als gültig betrachtet zu werden.

Das Steuermodul übt die folgenden Funktionen aus:– Selbstausschaltung nach Erfassung nicht korrekten Zustands des Leistungsschalters– Selbstverriegelung bei einem Schwellenwert der Kondensatorladung unterhalb des Mindestwerts für

die Ausschaltung und Einschaltung, Selbstausschaltung, wenn der Zustand bestehen bleibt (EnergyFailure Autotrip)

– Funktion des Antipumprelais– Funktion Free-Trip Kontrolle der Spannung der Kondensatorladung mit Selbstausschaltung des

Ladegeräts beim Überschreiten des oberen Grenzwertes der Ladung– Ausschaltung wegen Unterspannung mit Wahl der Bezugs-Bemessungsspannung und mit Möglichkeit

zur Verzögerung der Ausschaltung von 0 bis 5 s (-SO4).– Selbstschutz der elektronischen Leistungskreise mit Selbstausschaltung des Speisegeräts bei Überhit-

zung und/oder Überstrom– Kontrolle der EIN- und AUS-Spulen auf Durchgang– Watchdog (DO16).

1 Schaltfeld-Schnittstelle (MMS)

Die Schnittstelle gestattet das Steuern der Steuer- und Schutzvorrichtung, diein dem Leistungsschalter eVM1 integriert ist, und zwar von der Tür desNiederspannungsschaltfelds aus.

Optionale Zubehöreinrichtungen

2 Full Option Schutzbestückung

Die Full Option Schutzbestückung bietet neben der folgenden Standard-schutzbestückung (Bez. IEC60255-3 und IEC 60255-8):– 51 Überstromschutz IDMT (NI, VI, EI, LI)– 51 Überstromschutz DT1– 50 Überstromschutz DT2– 51N Erdkurzschlussschutz IDMT– 51N Erdkurzschlussschutz DT1– 50N Erdkurzschlussschutz DT2

auch die folgenden zusätzlichen Schutzfunktionen:– 51MS Motoranlaufschutz– 66 Anzahl der Anläufe– 51LR Motorblockierungsschutz– 49 Thermischer Motorschutz (Wärmebild)– 46 SchieflastschutzDie Schutzfunktionen können lokal mit einem (lokalen) RS485-Anschlussoder über die Schaltfeld-Schnittstelle mit Steckverbinder IRDA über dieKonfigurationssoftware freigegeben/gesperrt werden.

22

2

Fig. 4.JPG


3 Vorrichtung zum schnellen Entladen der Kondensatoren (CFD)

Vorrichtung, die das schnelle und sichere Entladen der Kapazitäten desLeistunmgsschalters gestattet.

4 Kabel zur Konfiguration von eVM1 mittels MMS mit Anschluss USB/RS232 - IRDA

Das Kabel dient zum Verbinden des Personalcomputers mit der Schnittstellefür die Schalttafel MMS, um eVM1 zu konfigurieren.

5 Satz von Verbindungskabeln zur Konfigurierung von eVM1, wennkeine MMS vorhanden ist

Der Kabelsatz gestattet es, im Niederspannungs-Schaltfeld der Einheit einenAnschluss RS485 vorzusehen, am dem man den Personalcomputer an-schließen kann, falls keine MMS vorhanden ist.

6 Konfigurationskabel eVM1 RS232/USB - RS485

Das Kabel dient zum Verbinden des Personalcomputers mit der SchnittstelleRS485, die im Niederspannungs-Schaltfeld für das Konfigurieren von eVM1vorgesehen ist.

23

3

Rüttelsicherheit 24

Tropenfestigkeit 24

Höhenlage 24

Eigenschaften der potentialfreien Kontakte 25

Elektronik zur Steuerung und Verwaltung der Informationen 26

Betätigung des Leistungsschalters 26

Konfigurationssoftware der Schutz-, Steuer- und der Statusanzeigen 27

Architektur des elektronischen Moduls zur Überwachung und

Steuerung der Informationen des Leistungsschalters eVM1 28

Der Stromsensor 28

Schaltfeld-Schnittstelle: MMS 30

Umweltschutzprogramm 31

Ersatzteile und Bestellung 31


24

Ka = e m (H – 1000)/8150

(IEC 60071-2)


RüttelsicherheitDie Leistungsschalter eVM1sind gegenübermechanisch erzeugten Schwingungen unempfind-lich.Für die Versionen, die mit Schiffsregistern zuge-lassen sind, wenden Sie sich bitte an uns.

TropenfestigkeitDie Leistungsschalter eVM1 sind in Übereinstim-mung mit den strengsten Bestimmungen zumEinsatz in warmfeuchtem Klima mit salzhaltigerLuft konstruiert. Alle wichtigen Metallteile sind miteiner Schutzbeschichtung gegen aggressiveEinflüsse in Umgebung C gemäß Norm UNI 356465 versehen. Die Verzinkung erfolgt nach NormUNI ISO 2081, Klassifikationscode Fe/Zn 12, miteiner Dicke von 12x10-6 m, geschützt durch einevornehmlich aus Chromaten bestehendeKonversionsbeschichtung gemäß Norm UNI ISO4520. Dank dieser konstruktiven Eigenschaftenentsprechen alle Schaltgeräte der Baureihe eVM1und ihre Zubehöreinrichtungen demKlimatogramm 8 der Normen IEC 60721-2-1 undIEC 60068-2-2 (Test B: Dry Heat).

HöhenlageDas Isolationsvermögen der Luft nimmt mitzunehmender Höhenlage ab. Dies muss man inHinblick auf die Außenisolierung der Geräte inBetracht ziehen (die Innenisolation unterliegtkeinen Änderungen, weil diese durch das Vakuumgarantiert wird).Dieser Sachverhalt muss bei der Projektierung derIsolierelemente von Schaltgeräten zur Installationin einer Höhe von mehr als 1000 m über Meerberücksichtigt werden.In diesem Fall ist ein Korrekturfaktor in Anwen-dung zu bringen, welcher dem nach der Norm IEC60694 ausgearbeiteten Diagramm auf der nächs-ten Seite entnommen werden kann.Das folgende Beispiel soll das Verständnis derobigen Hinweise erleichtern.

Beispiel• Installationshöhenlage 2.000m• Betrieb bei einer Bemessungsspannung von 12

kW• Bemessungs-Stehwechselspannung 28 kV

(Effektivwert)• Bemessungs-Stehblitzstoßspannung: 75 kV

(Scheitelwert)• Faktor Ka nach Diagramm = 1,13.

Unter Berücksichtigung der obigen Parametermuss das Schaltgerät folgende Eigenschaftenaufweisen (Prüfung bei Normal Null, d.h. aufMeereshöhe):

– Bemessungs-Stehwechselspannung:

28 x 1,13 = 31,6 (Effektivwert)

– Bemessungs-Stehblitzstoßspannung:

75 x 1,13 = 84,7 (Scheitelwert).

Hieraus folgt, dass für Installationen in einer Höhevon 2000 m über Meer und bei einer Betriebs-spannung von 12 kV ein Schaltgerät mit einerBemessungs-Spannung von 17,5 kV sowie einerStehwechsel-Isolationsspannung von 38 kV(Effektivwert) und einer Bemessungs-Stehblitz-stoßspannung von 95 kV (Scheitelwert) vorzuse-hen ist.

Diagramm zur Bestimmung des Korrekturfaktors Kain Abhängigkeit von der Höhenlage

H = Höhenlage in Meternm = Wert bezogen auf die Industriefrequenz sowie auf

die Bemessungs-Stehblitzstoßspannung und diePhase-Phase-Spannung.

25

3

Kennlinie AAnlegbare Höchstleistung (V DC/AC auf die ohmsche Last)

Bemessungs-Spannung 0 ... 264 V~ 50/60 Hz(Betriebsbereich) 0 ... 280 V–Max. anlegbare Leistung 1500 VA (V AC auf die ohmsche Last)

(V DC auf die ohmsche Last - Kennlinie A)Max. anlegbare Spannung 400 V~ 50/60 Hz

300 V–Max. anlegbarer Strom 6 ABemessungs-Strom 6 A (250 V~ 50/60 Hz - ohmsche Last)Max. Kontaktwiderstand < 100 mohm (gemessen bei 6 V– / 1 A)Max. Kapazität < 1,5 pFMax. Einschaltzeit < 5 msMax. Ausschaltzeit < 3 msIsolation zwischen Kontakten und Spule 4000 Vrms (Effektivwert) (50 Hz / 1 min)Widerstand bei offenen Kontakten Min. 103 Mohm (gemessen bei 500 V~)Betriebstemperatur - 40 °C ... + 85 °CLagerhaltungstemperatur - 40 °C ... + 100 °CMechanische Haltbarkeit 500.000 Schaltspiele (bei 250 V~ 50/60 Hz -

180 Schaltspiele/min)Elektrische Haltbarkeit 50.000 Schaltspiele (bei 6 A /277V ~ 50/60 Hz

- ohmsche Last - siehe Kennlinien B und C)Kennlinie BElektrische Haltbarkeit der Kontakte bei 250V AC

Sch

altu

ngen

Eigenschaften der potentialfreien KontakteDie potentialfreien Kontakte sind mit besonderen Relais ausgestattet.Die Eigenschaften der Kontakte sind der folgenden Tabelle und den folgenden Kennlinien zu entnehmen.

Anmerkungen– Bei induktiven Belastungen müssen die Kontakte durch Varistoren gegen Überspannungen geschützt werden.– Für die anderen Eigenschaften ist Bezug auf die Norm IEC 60694.5.4.4.5.4 (Ausg. 2.2) Klasse 3 zu nehmen.

Sch

altu

ngen

Kennlinie CElektrische Haltbarkeit der Kontakte bei 24V DC

26

Elektronische Schutz- und SteuergeräteAlle beschriebenen Funktionalitäten werden vonzwei Modulen geliefert.

1. Hauptverarbeitungsmodul mit integrierterEnergieversorgung: Hat die Funktion, dieKondensatoren für die Betätigung des magneti-schen Aktuators zu laden. Sorgt auch für dieErfassung der Analogsignale und die Analog-Digital-Wandlung der von den Rogowski-Spulenkommenden Signale (Stromsensoren).Die Analogsignale werden abgetastet und dieStromwerte mittels einer digitalen Fourier-Transformation (DFT) auf die Netzfrequenzberechnet.Über die Steuereinheit führt es die Strom-messung durch, wie auch die Schutz-, Überwa-chungs-, Melde- und Selbstdiagnosefunktionen.Die Informationen werden mit der binären E/A-Karte ausgewechselt.Die Karte hat einen RS485 Anschluss für dieKommunikation mit der Konfigurationssoftwareund die MMS.

2. Binäres E/A-Modul: Es besitz 16 isoliertebinäre Weitbereichs-Eingänge und 16 Ausgängemit Relaiskontakten für die Verdrahtung desLeistungsschalters und der Schaltanlage.

Betätigung des LeistungsschaltersDie Betätigung des Leistungsschalters eVM1 istfast die gleiche wie die eines herkömmlichenLeistungsschalters. Die „Fernbedienung” oderder „lokale Betrieb” können entweder durcheinen in die Schnittstelle der Niederspannungs-Schaltfeldtür integrierten Schlüsselschalter odermit einem binären Eingang freigegeben werden.Rote und grüne LED-Anzeigen zeigen diemomentanen Stellungen von Leistungsschalter,Schalterschub und Erdungsschalter. DerLeistungsschalter ist durch das Sichtfensterseines Schaltfelds sichtbar. Die Tür kann nur beiLeistungsschalter in Trennstellung und einge-schaltetem Erdungsschalter geöffnet werden.Unter diesen Bedingungen kann der Leistungs-schalter lokal über die eigene Steuer- undMeldeschnittstelle betätigt werden.


27

3

Die Schnittstelle in der Tür des Niederspannungs-schaltfelds hat ein Infrarot-Fenster.Mit Hilfe eines Laptops, des entsprechendenKabels und der Konfigurationssoftware kann manZugriff zu allen Informationen erhalten, welcheden Status der Schaltvorrichtungen und desLeistungsschalters eVM1 betreffen.Man kann die Ströme aller Phasen und denErdschlussstrom ablesen.Dank der Software kann der Leistungsschaltervollkommen konfiguriert werden (allgemeineEinstellungen, Zuweisung der Ein- und Ausgänge).Wenn eine Schutzfunktion anspricht, muss derLeistungsschalter rückgestellt werden, bevor mandas Einschalten versucht. Für die Rückstellungkann man die Konfigurationssoftware oder dieSchnittstelle im Niederspannungs-Schaltfeldbenutzen. Sollte diese nicht zur Verfügung stehen,besteht die alternative Lösung darin, 5 s die AUS-Taste “O” des Leistungsschalters zu drücken.Die Wiedereinschaltung des Leistungsschalters inder Sperrbedingung wegen Relaisauslösung istmöglich, wenn die entsprechende Funktionfreigegeben ist, was in dem Fall nützlich ist, wennder Leistungsschalter innerhalb von Wiederein-schaltzyklen benutzt wird.Die Konfigurationssoftware kann auch zur Wahl,Parametrierung und Anzeige des Schutzstatusbenutzt werden.Die Standardschutzfunktionen decken die Anwen-dungen zum Schutz der Leitung: Störfall mitinvertierter Zeit (IDMT) und mit festgelegter Zeit(DT) der Phasen und Erdstörung. Außerdem bietet

Seite zur Konfiguration der Ein-/Ausgänge:- Flexibles Mapping der logischen

Ereignisse auf E/A.

Überwachungsseite:- Komplette Angabe zum Zustand des

Schaltfelds- Alle logischen Angaben- Ablesen der Analogwerte- Aus-/Einschaltbefehl des Leistungs-

schalters- Starten/Ansprechen/Löschen der

Schutzfunktionen.

Seite der Schutzfunktionen:- Schutzwahl- Einstellung der Konfiguration.

die Full Option Version eine Reihevon Motorschutzfunktionen: Funktio-nen für Motoranlaufschutz, Motor-blockierungsschutz und Anzahl derAnläufe, Schieflastschutz undthermischer Motorschutz. DieSchutzfunktionen können zusam-men mit der Anzeige der Messwertedirekt an der Frontseite desLeistungsschalters in Testpositionund mit entfernter Abschirmung überdas RS485 Kabel mit 9-poligemSteckverbinder freigegeben undkonfiguriert werden.

Konfigurationssoftware der Schutz-, Steuer-und der Statusanzeigen

28

Architektur des elektronischen Moduls zur Überwachung und Steuerung derInformationen des Leistungsschalters eVM1

16 binäreAusgänge

16 binäreEingänge

4 AnalogeingängeSteuere

inheit

Leistungs-elektronik

Speichereinheit

Hilfsstrom-versorgung

MagnetischerAktuator

Strom-sensoren


Versorgungs-gerät

PC

Der Stromsensor

Die Rogowski-Spule besteht aus einer Spule, dieum einen eisenlosen Kern gewickelt ist, von derdie Enden zugänglich sind (siehe Abbildung), diedazu bestimmt sind, das Messgerät zu speisen.Das Betriebsprinzip, auf dem sie basiert, ist imwesentlichen das einer gegenseitigen Drossel,die mit dem Magnetfeld verkettet ist, das von denzu messenden Strömen erzeugt wird, so dass esseiner Beschaffenheit nach ein Messwertgeberist, der die in der Zeit variablen Ströme messenkann.

IRDA

Geometrie derRogowski-Spule

29

3

Die Rogowski-Spule basiert ihre Funktion auf derAnwendung des Lehrsatzes von Ampere, nachdem das Integral des Vektors Magnetfeld längseiner geschlossenen Linie so groß wie dieSumme der Ströme ist, welche die Oberflächedurchströmen, die sich unter dieser Linie befin-den.Die Vorteile, die sich aus der Benutzung derRogowski-Spule ergeben, sind vielfältiger Art,darunter:– die absolute Linearität des Ausgangssignals

Bezug zu dem Messsignal– keine Sättigungserscheinungen– das Fehlen von Strömen, die den Metallkern

magnetisieren, die bei niedrigen Werten für dieStromwandler wichtig sind

– das Fehlen von Hysterese-Erscheinungen.

Die oben geschriebenen Eigenschaften habenes bei der Planung des Leistungsschalters eVM1gestattet, die Lösung einer einzigen Sensorgrößemit Genauigkeit in der Klasse 1 anzuwenden,dem es gelingt, alle Bemessungs-Ströme von 50bis 1250 A zu decken und bis gegen Kurzschlüs-se bis zu 31,5 kA zu schützen.

Vergleich der Eigenschaften zwischen der Antwort der Rogowski-Spule und der eines Stromwandlers

Bei den Leistungsschaltern eVM1 angewendeterStromsensor

Primärstrom / In

Sek

un

där

stro

m

Stromsensoren ohneMagnetkern

Stromwandlermit Magnetkern

Sättigung

30


Schaltfeld-Schnittstelle: MMSUm das Schutz- und Steuersystem, das in denLeistungsschalter eVM1 eingebaut ist, einfachsteuern zu können, steht eine Schnittstelle (MMSMensch-Maschine-Schnittstelle) zur Verfügung,die in der Tür des Niederspannungsschaltfeldsvorhanden ist.

Diese Schnittstelle hat die folgenden Funktionen:– dient zur Steuerung des Leistungsschalters

mittels der Aus- und Ein-Schalttaste– zeigt das Übersichtsschaltbild des Schaltfeldes

über die Benutzung gut sichtbarer grüner undroter LED-Anzeigen

– enthält ein zweizeiliges Display, das in der Regelden max. Strom der Phasen und denErdschlussstrom zeigt (Amperemeterfunktion),mit dem anhand von Tasten die Navigation imMenü des eVM1 möglich ist

– gestattet das Rückstellen der Schutzfunktionennach einer Auslösung

– zeigt den Status der Schutzfunktionen mittelszweier LED-Anzeigen, eine für den Phasen-fehler und eine für den Erdfehler

– dient für den Anschluss an den Personalcompu-ter über den Anschluss IrDA

– gestattet über einen Schlüssel mit 4 Stellungenden lokalen Betrieb oder die Fernbedienung desLeistungsschalters oder beide oder die Verriege-lung des Leistungsschalters in der AUS-Stel-lung.

Die MMS ist mittels zwei Steckverbindern, diedurch die Steckdose des Leistungsschaltershindurchgehen, mit der Elektronik innerhalb desLeistungsschalters verbunden. Die MMS verfügtüber eine universelle Stromversorgung, sie kannnämlich mit Dauerspannungen von 24 bis 250 VDC oder mit Wechselspannung bei 50 und 60 Hzvon 24 bis 240 V AC versorgt werden.

31

3CARATTERISTICHE SPECIFICHE DI PRODOTTO

3CARATTERISTICHE SPECIFICHE DI PRODOTTOCARATTERISTICHE SPECIFICHE DI PRODOTTOCARATTERISTICHE SPECIFICHE DI PRODOTTO

3CARATTERISTICHE SPECIFICHE DI PRODOTTO

3333

Ersatzteile und Bestellung– Positionssensoren– Positionsmeldekontakte der Schubvorrichtung– Positionsmeldekontakte Leistungsschalter einge-

fahren/getrennt– Verriegelung zur Trennung mit der Tür– MMS– Steuertafel für lokalen Betrieb– Infrarotes Kabel für die Konfiguration

1MRS050698 A1– Wandler RS232/RS485 oder USB/RS485.

Für die Verfügbarkeit und die Bestellung vonErsatzteilen wenden Sie sich bitte an unserenKundendienst und geben dabei die Seriennummerdes Leistungsschalters an.

UmweltschutzprogrammDie Leistungsschalter eVM1 werden in Überein-stimmung mit den Normen ISO 14000 (Umwelt-management-Richtlinien) hergestellt.Die Produktionsprozesse sind an den Umwelt-schutzbestimmungen bezüglich der Senkung desEnergie- und Rohstoffverbrauchs und des Abfall-anfalls ausgerichtet. Das wird durch das Umwelt-managementsystem des Herstellerwerks derMittelspannungsgeräte garantiert.Die Bewertung der Umweltbelastung während desLebenskreislaufs des Produkts, die durch dieMinimierung des gesamten Energie- und Rohstoff-verbrauchs für das Produkt erzielt wurde, konntedurch die gezielte Wahl der Materialien, derProzesse und der Verpackungen in derProjektierungsphase erreicht werden.Dies gewährleistet die maximale Wieder-verwendbarkeit am Ende der Nutzlebensdauerdes Schaltgeräts.

33

4

Fester Leistungsschalter 34

Ausfahrbare Leistungsschalter für Schaltanlagen UniGearund Module PowerCube 35

MMS: Schnittstelle für eVM1 36

RAUMBEDARF

34

TN 1VCD000096

TN 1VCD000097

RAUMBEDARF


eVM1

TN 1VCD000096

Ur 12 kV

17,5 kV

Ir 630 A

1250A

Isc 16 kA

20kA

25 kA

31,5 kA

eVM1

TN 1VCD000097

Ur 12 kV

17,5 kV

Ir 630 A

1250A

Isc 16 kA

20kA

25 kA

31,5 kA

35

4

TN 1VCD000094

TN 1VCD003281

Ausfahrbare Leistungsschalter für Schaltanlagen UniGear und Module PowerCube


eVM1

TN 1VCD000094

Ur 12 kV

17,5 kV

Ir 630 A

1250A

Isc 16 kA

20kA

25 kA

31,5 kA

eVM1/P

TN 1VCD000096

Ur 12 kV

17,5 kV

Ir 630 A

1250A

Isc 16 kA

20kA

25 kA

31,5 kA

36

4RAUMBEDARF

MMS: Schnittstelle auf Schaltfeld für eVM1

Lochbild Tür

37

5

Schaltbilder der Anwendungen 38

Dargestellter Betriebszustand 44

Zeichenerklärung 44

Beschreibung der Abbildungen 44

Anmerkungen 44

Grafiksymbole für Schaltbilder 47

SCHALTBILD

38

Schaltbilder der AnwendungenDas folgende Schaltbild (1VCD400060) zeigt dieStromkreise der ausfahrbaren LeistungsschaltereVM1/P, die der Benutzer über Steckverbinder „-XB1" anschließen kann. Für feste Leistungs-schalter ist Bezug auf das Schaltbild 1VCD400089 zu nehmen.Angesichts der ständigen Weiterentwicklung derProdukte ist jedoch auf das mit jedem Leistungs-schalter mitgelieferte Schaltbild Bezug zu neh-men.

SCHALTBILD

40

SCHALTBILD

42

SCHALTBILD

MOTHERBOARD

AktuatorKondensator/en

Stromversorgung

FIXED DO

FIXED DI

DO 16

DI 16

PositionssensorenEingänge für EIN/AUS

Tastatur fürlokalen Betrieb

43

5

I/O BOARD

KONFIGURIERBAREDIGITALE AUSGÄNGE

KONFIGURIERBAREDIGITALE EINGÄNGE

FESTE DIGITALEAUSGÄNGE

KONFIGURIERBAREDIGITALE EINGÄNGE

FESTEDIGITALE EINGÄNGE

44

SCHALTBILD

Dargestellter BetriebszustandDas Schaltbild ist in der folgenden Betriebssituationdargestellt:– Leistungsschalter ausgeschaltet und eingeschoben– Stromkreise spannungsfrei

Zeichenerklärung= Nummer der Abbildung des Schaltbildes

* n) = Siehe die durch den Buchstaben gekenn-zeichnete Anmerkung

-QB = Zubehöreinrichtungen des Leistungsschalters-OBI = Mittelspannungs-LeistungsschalterL1 = Phase L1L2 = Phase L2L3 = Phase L3-Pl1 = Tastatur der Mensch-Maschine-Schnittstelle

mit Ein- und Aus-Schalttasten und Meldevor-richtungen

-BC1 = Stromsensor (Rogowsky) Phase L1-BC2 = Stromsensor (Rogowsky) Phase L2-BC3 = Stromsensor (Rogowsky) Phase L3-TR = Elektrische Steuer- und Aktuationseinheit-BN = Erdstromwandler-BB9 = Positionskontakt für die Meldung Leistungs-

schalter eingeschaltet (Endlage mit Hilfs-energie)

-BB10 = Positionskontakt für die Meldung Leistungs-schalter ausgeschaltet (Endlage mit Hilfs-energie)

-BD = Positionsmeldekontakte der Tür-BT1 = Hilfskontakte des Einschubs für elektrische

Meldung Leistungsschalter eingeschoben-BT2 = Hilfskontakte des Einschubs für elektrische

Meldung Leistungsschalter getrennt-CC1-CC2 = Kondensatoren-MC = EIN-Spule-MO = AUS-Spule-RL2 = Verriegelungsmagnet auf Einschub-SC2 = Taste oder Kontakt zum Ferneinschalten des

Leistungsschalters-SL1 = Stromkreis für die Einschaltsperre des

Leistungsschalters (bei geschlossenemKontakt ist die Einschaltung freigegeben)

-SL2 = Kontakt für die Ausschaltsperre desLeistungsschalters (bei geschlossenemKontakt ist die Ausschaltung freigegeben)

-S02 = Taste oder Kontakt zum Fernausschalten desLeistungsschalters

-S03 = Hilfskontakt für Einschalten und für Sicherheit-S04 = Taste oder Kontakt zum Ausschalten des

Leistungsschalters bei Energieausfall (beiAnliegen von Spannung ist der Kontaktgeschlossen)

-WS = Serielle Schnittstelle für Wartungszwecke(Schnittstelle RS 485)

-XB = Steckverbindung der Stromkreise desLeistungsschalters

-XB1 = Steckverbindung der Stromkreise derSchaltanlage

-XB8 = Steckverbinder der Hilfskontakte für einge-schoben und getrennt

-XB9 = Steckverbinder der Hilfskontakte für einge-schoben und getrennt

-XB20 = Steckverbinder Erdstromsensor-XB21 = Steckverbinder für die Positionssensoren –BS3

und –BS4-XB22 = Steckverbinder für die Hilfsenergie-XB23 = Steckverbinder für den Aktuator und den/die

Kondensator(en)-XB24 = Steckverbinder für die serielle Schnittstelle

(Schnittstelle RS 485)-XB25 = Steckverbinder Analogeingang Phase L3-XB26 = Steckverbinder Analogeingang Phase L2-XB27 = Steckverbinder Analogeingang Phase L1-XB28 = Steckverbinder Digitaleingang Motherboard-XB29 = Steckverbinder für die lokale Schalttafel-XB32 = Steckverbinder konfigurierbare Digitalaus-

gänge-XB33 = Steckverbinder konfigurierbare Digitaleingänge-XB34 = Steckverbinder feste Digitaleingänge-XB35 = Steckverbinder feste/konfigurierbare Digital-

ausgänge

Beschreibung der AbbildungenFig. 1 = Standardstromkreise des Leistungsschalters

und des Magnetantriebs eVM1Fig. 2 = Tastatur für lokale BedienelementeFig. 3 = Analogeingänge für Leistungsschalter eVM1Fig. 4 = Digitaleingänge für Leistungsschalter eVM1Fig. 5 = Konfigurierbare Digitaleingänge für Leistungs-

schalter eVM1Fig. 6 = Feste Digitalausgänge für Leistungsschalter

eVM1Fig.11 = Konfigurierbare Digitalausgänge für Leistungs-

schalter eVM1Fig. 13 = Hilfskontakte des Einschubs, verfügbar, aber

nicht in Steckdose –XB verkabelt

AnmerkungenA) Den Kupferstreifen für die Erdung im unlackierten

Bereich unter dem Schwingungsdämpfer befestigen.B) Für die Isolierungsproben den Kupferstreifen für die

Erdung im unlackierten Bereich unter demSchwingungsdämpfer befestigen.

C) Wenn kein Erdungsring vorhanden ist, die Stifte –XB/38 mit –XB/39 kurzschließen

D) Serielle Schnittstelle für Wartungszwecke (Schnittstel-le RS485) und Anschluss an MMS.

E) Für die Einstellung der DIP-Schalter die Betriebsan-leitung der Leistungsschalter eVM1 durchlesen.

F) Der Leistungsschalter wird nur mit den in der Auf-tragsbestätigung angegebenen Zubehöreinrichtungenausgestattet. Für den Auftrag nehmen Sie bitte denSchaltgeräte-Katalog zur Hand.

G) Steckverbindung CFD (Capacitor Fast Discharge).Achtung: In der Betriebsanleitung nachschlagen.

45

5

Dl 1 Dl 1 Dl 1 Dl 1 Dl 1




Dl 5 Dl 5 Dl 5 Dl 5

Dl 6 Dl 6 Dl 6 Dl 6

Dl 7 Dl 7 Dl 7 Dl 7

Dl 4 Dl 4

Dl 5 Dl 5

Dl 8 Dl 8 Dl 8 Dl 8

Dl 9 Dl 9 Dl 9 Dl 9

Dl 10 Dl 10

Dl 11 Dl 11

Dl 12 Dl 12

Dl 13 Dl 13

Dl 16 Dl 16 Dl 16 Dl 16 Dl 16

DI...

GRUNDKONFIGURATION DER DIGITALEINGÄNGEKonfigurationen: Eingänge Leistungs- Leistungs- Leistungs- Leistungs- Konfigurat.

schalter schalter schalter schalter Trennbar FreiTrennbar Trennbar Trennbar mit

mit MMS mit TrennschalterErdungsschalter und MMS

VorgegebenNicht veränderlich

# = Signal aktiv niedrig (nicht gespeist)

Nicht vorgesehen Konfigurierbar

Unterspannung/Ausschalt-BefehlLeistungsschalter verweigert

Einschalt-BefehlLeistungsschalter fernbedient

Ausschalt-BefehlLeistungsschalter fernbedient

# SperrungAusschaltung Leistungsschalter

# SperrungEinschaltung Leistungsschalter

Leistungsschalter inBetriebsstellung

Leistungsschalter inPrüfstellung

Sammelschienen-TrennschaltereingeschaltetSammelschienen-TrennschalterausgeschaltetSammelschienen-TrennschaltergeerdetSammelschienen-Trennschaltermit Schalthebel eingeschaltetErdungs-SchalterausgeschaltetErdungs-SchaltereingeschaltetErdungs-Schalter mit Schalthebeleingeschaltet

Verriegelung Eingang 1

Verriegelung Eingang 2

# Wahlschlüssellokal/fern

Rückstellung Schutz-und Störmeldung

Einschalt-BefehlLeistungsschalter lokal

Ausschalt-BefehlLeistungsschalter lokal locale

ÜberwachungSteuerspeisung

Zweiter Ausschalt-BefehlLeistungsschalter (nur Hardware)

nur ohne MMS

auf MMS auf MMS

auf MMS und Dl 11 auf MMS und Dl 11

auf MMS auf MMS

auf MMS auf MMS

46

DO 1 DO 1 DO 1 DO 1 DO 1

DO 2 DO 2 DO 2 DO 2 DO 2

DO 3 DO 3 DO 3 DO 3

DO 4 DO 4 DO 4 DO 4

DO 5 DO 5 DO 5 DO 5

DO 6 DO 6 DO 6 DO 6

DO 7 DO 7 DO 7 DO 7

DO 8 DO 8 DO 8 DO 8

DO 9 DO 9 DO 9 DO 9

DO 10 DO 10 DO 10 DO 10

DO 11 DO 11 DO 11 DO 11

DO 12 DO 12 DO 12 DO 12

DO 13 DO 13 DO 13 DO 13

DO 8

DO 14 DO 14 DO 14 DO 14

DO 15 DO 15 DO 15 DO 15

DO 16 DO 16 DO 16 DO 16 DO 16

DO...

SCHALTBILD

WD = Funktion Mikroprozessor# = Signal aktiv niedrig (nicht gespeist)

Nicht vorgesehen KonfigurierbarVorgegebenNicht veränderlich

Leistungsschalter eingeschaltet

Leistungsschalter augeschaltet

Leistungsschalter in Betriebsstellung

Leistungsschalter in Prüfstellung

Sammelschienen-Trennschalter eingeschaltetSammelschienen-Trennschalter ausgeschaltetSammelschienen-Trennschalter geerdet

Erdungsschalter eingeschaltet

Erdungsschalter ausgeschaltet

Einheit betriebsbereit

Einheit betriebsbereit

StörungAusgang für Verriegelungsmagnetauf Schubvorrichtung -RL2

Schutzfunktion ausgelöst 1

Schutzfunktion verzögert 1

Schutzfunktion verzögert 2

Schutzfunktion ausgelöst 2

Leistungsschalter ausgeschaltetwegen UnterspannungLeistungsschalter ausgeschaltet Meldungvon Übergangskontakt

Verriegelung Ausgang 1

Verriegelung Ausgang 2

# Ausschaltung Leistungsschaltergesperrt

# Einschaltung Leistungsschaltergesperrt

Position: Lokal

Position: Fernbetätigung

Überwachung Steuerspeisung

WD Nicht bereit

GRUNDKONFIGURATION DER DIGITALAUSGÄNGEConfigurationen: Ausgänge Leistungs- Leistungs- Leistungs- Leistungs- Konfiguration

schalter schalter schalter schalter FreiTrennbar Trennbar Trennbar Trennbar mit

mit MMS mit ErdungsschalterErdungsschalter und HMI

Nur wenn dasentsprechende DI (DigitalInput) Gewählt ist

47

5

Grafiksymbole für Schaltbilder (Normen IEC 60617 und CEI 3-14 ... 3-26)

ThermischeWirkung

Elektro-magnetischeWirkung

Verzögerung

Betätigung durchDrucktaste

Betätigung durchSchlüssel

Erde (allgemeinesZeichen)

Motor(allgemeinesZeichen)

Halbwellen-gleichrichter(mit Brücke)

Schließer

Öffner

Wechsler mitunverzögerterUnterbrechung

Kondensator(allgemeinesZeichen)

Masse, Gehäuse

Leiter ingeschirmtem Kabel(Beispiel: 2 Leiter)

Anschluss derLeiter

Anschluss oderKlemme

Steckverbindung(Steckdose undStecker)

Widerstand(allgemeinesZeichen)

Übergangskontakt mitunverzögerter Schließungwährend der Aufhebungder Steuerung

Schließstellungs-kontakt(Endschalter)

Öffnungs-stellungskontakt(Endschalter)

Leistungsschaltermit selbsttätigerAuslösung

Steuerspule(allgemeinesZeichen)

Lampe(allgemeinesZeichen)

Geschirmte Leiteroder Kabel(Beispiel: zweiLeiter)

Bewegung verzögert (imSinne der Verschiebungdes Lichtbogens zumeigenen Zentrum)

Isolierte binäredigitaleingänge

ABB S.p.A. Power Products DivisionUnità Operativa Sace-MVVia Friuli, 4I-24044 DalmineTel.: +39 035 6952 111Fax: +39 035 6952 874e-mail: [email protected]

ABB AG Calor Emag Medium Voltage Products Oberhausener Strasse 33 Petzower Strasse 8 D-40472 Ratingen D-14542 Glindow Phone: +49(0)2102/12-1230, Fax: +49(0)2102/12-1916 E-mail: [email protected] s.r.o.

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