Mittelspannungsprodukte UniGear 550 12 - 17,5 kV ......6 2. Luftisolierte Schaltanlage 10 3....

Mittelspannungsprodukte

UniGear 550 12 - 17,5 kV, lichtbogensichere, luftisolierte Schaltanlage für Stromversorgungen

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Inhaltsverzeichnis

4 1. Beschreibung

6 2. Luftisolierte Schaltanlage

10 3. IEC-Klassifizierung

12 4. Konstruktionsmerkmale

14 5. Vollständig typgeprüft

16 6. Sicherheit

20 7. Vmax entnehmbarer Vakuumschalter

22 8. Messwandler

24 9. Messsensoren

28 10. Kabelanschlüsse

30 11. Verteilungsstationen

44 12. Schaltfeldtypen

46 13. Technische Daten

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1. Beschreibung

• JedesUniGear550SchaltfeldbestehtauseinereinzelnenEinheit, die mit einem Vakuumschalter und mit den für konventionelle Schaltanlagen verfügbaren Zubehörteilen ausgerüstet werden kann.

• ZugelassenfürSonderanwendungen(z. B.Handelsmarineoder Marine) und ist nach den IEC-, GB/DL- und GOST-Normen typgeprüft.

•DasSchaltfeldhatobeneinenGerätekasten,indemHilfsgeräteuntergebrachtwerdenkönnen.

• DieSchaltfelderkönnenmitdenanderenProduktenderUniGear-Familie direkt gekuppelt werden.

•DieSchaltanlageerfordertkeinenZugangfürInstallationund Wartung von hinten, alle Bedienoperationen werden von der Vorderseite ausgeführt.

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Eigenschaften der UniGear 550

Bereich•…12-17,5kV,…1250A,…31,5kA• IEC-Norm• GOST-undGB/DL-Normen•WeitgehendeKundenanpassungen

Sicherheit• AusgestattetmitSicherheitsverriegelungen• StörlichtbogenqualifikationIACAFLR• KlassifiziertalsLSC-2B,PM• VerfahrendesLeistungsschaltersbeigeschlossenerTür

Flexibilität• BreiteAnwendungsbereiche• Vakuumschalter• Ringkern-,BlockmesswandleroderSensoren•Wand-undfreistehendeLösung

Qualität• HoheQualität• GroßeinstallierteBasis• WurdebereitsineinergrossenAnzahlvonLändern

installiert

Konstruktion umfasst:• SchutzundSteuerung• Erdungsschalter• IS-Begrenzer(mitIS-Begrenzergekoppelt)• Lasttrennschalter(mitUniGearZS1gekoppelt)• IntegrierteKondensatorbanken• Feldleitgerät

Anwendungsbereiche

Versorgungsunternehmen- und Kraftwerke• Kraftwerksstationen• Umspannanlagen• Haupt-undNebenschaltanlagen

Industrie• ZellstoffundPapier• Zement• Textilien• Nahrungsmittel• Automobil• Steinbrüche• Petrochemie• Öl und Gas• Metallurgie• Walzwerke•Minen

Marine• Bohrplattformem•Offshore-Bohrinseln•Containerschiffe• Tanker• Kabelschiffe• Fähren

Transport• Flughäfen• Häfen• Eisenbahnen• U-Bahnsysteme

Infrastruktur• Einkaufszentren• Krankenhäuser• GroßeöffentlicheEinrichtungen

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2. Luftisolierte Schaltanlage

UniGear550hatallePrüfungenbestanden,dievoninternationalenNormen(IEC)undlokalenNormierungsorganisationen(z. B.diechinesischenbzw.russischen Normen GB/DL und GOST) vorgeschrieben werden.DarüberhinausbesitztUniGear550eineReihevonZertifizierungen, die von den wichtigsten Schiffsregistern (LR,DNV,RINA,BVundGL)gefordertwerden,damitdieSchaltanlageinInstallationenderHandelsmarineundMarineverwendet werden kann.

Die UniGear 550 besitzt alle Konstruktionseigenschaftender UniGear ZS1.Der Einspeiseschalter ist vom Vakuumtyp Vmax/L in der Einschubversion.

DieinnovativeEigenschaftdesSchaltfeldesistseineGröße.In Fakt, ist es die Schaltfeldbreite von nur 550mm, die das vielseitigeundkompakteProduktidealfürAnwendungen,miteingeschränktemPlatz,macht.

Die UniGear 550 wurde so konzipiert, dass sie direkt mit anderenUniGear-Versionen,z. B.ZS1,500RundMCCverbunden werden kann.DieUniGear550besitztdieselbenAbmessungen(HöheundTiefe)unddieselbeHauptsammelschienenanordnungwiedieUniGearZS1miteinemMaximalstromvon4000 A.Für dieses Schaltfeld ist die Wandaufstellung möglich. DieSchaltanlageerfordertkeinenZugriffvonhinten.AlleWartungsarbeiten werden von vorne durchgeführt. Bei der Standardausführung können bis zu drei einadrige Kabel pro Phaseangeschlossenwerden(maximalerQuerschnittvon185mm2)bzw.zweiKabelproPhase(maximalerQuerschnittvon300 mmm2). Die Kabelanschlusshöhe bezogen auf den Boden ist600mm.UniGear550nutztRingkernstromwandleralsStandardlösung, die auf "Stromwandlerschienen" angebracht sind. Blockstromwandler sind als optionale Lösung verfügbar. Das Schaltfeld wurde so konstruiert, dass Spannungswandler aufderRückwanddesFeldesmontiertwerdenkönnen.Einetiefere Schaltfeldversion ermöglicht auch die Verwendung eines herausfahrbaren Spannungswandlereinschubes. DerkapazitiveAbgriffzurAnzeigevorhandenerSpannungwird direkt mit den Stützern verbunden, die die Kabelanschlussschienen stützen. Die Überspannungsableiter können auch im Kabelbereich eingebaut werden. Die UniGear 550 Schaltanlage verfügt über alle Verriegelungen und Zubehörteile, die benötigt werden, um einen möglichst hohenGradanSicherheitfürGeräteundPersonalsowieBetriebssicherheit garantieren zu können.Abbildung 1: Vmax-Vakuumschalter auf Servicewagen

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DieUniGear550wurdefürdieAusstattungmitdenfolgendenMesswandlern konzipiert:• Ringkernstromwandler(Standard)• Blockstromwandler(optional)• Durchführungsstromwandler(optional)• StromsensoroderKombisensoren(optional).

RingkernstromwandlerDie Stromwandler werden auf einem Träger in der Schaltanlage(Stromwandlerschiene)undüberdenKabelanschlussschienen angeordnet, sodass sie nicht von derAnzahlderKabel,demQuerschnittundderArtderEndverschlüsse beeinträchtigt werden. DieStromwandlerschienenwurdenfürdieAusrüstungmitmaximalzweiStromwandlernproPhase(MessungundSchutz)unddiefolgendenMaßanforderungenkonzipiert:• Von50Abis200A: - Minimaler Innendurchmesser: 59 mm - MaximalerAußendurchmesser:200mm - MaximaleHöhe:100mm.• Von250Abis1250A: - Minimaler Innendurchmesser innen: 69 mm - MaximalerAußendurchmesser147mm - MaximaleHöhe:75mm.

Blockstromwandler oder Stromsensoren oder KombisensorenAlsAlternativezudenobigenRingkernstromwandlernkönnenBlockstromwandler, Stromsensoren oder Kombisensoren verwendet werden. Deren Verwendung kann in bestimmten Fällen erforderlich sein, wie zum Beispiel bei Verrechnungs-Messungen beiEinspeisungen(Klasse0.2),FehlerstromschutzbeiTransformatorabgängen usw. Die Verwendung von Blockstromwandlern erlaubt in jedem FalldieAnwendungvonKabelumbauwandlern.

DurchführungsstromwandlerAlsweitereAlternativekannUniGear550auchmitDurchführungsstromwandlern ausgestattet werden, mit denen sich die Schaltanlage für Märkte eignet, die von British Standards(BS)beeinflusstwerden.

Abbildung 2: Ringkernstromwandler

Abbildung 3: Blockstromwandler

Abbildung 4: Durchführungsstromwandler

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Abbildung 5: ST-UG Erdungsschalter

2. Luftisolierte Schaltanlage

ST-UG ErdungsschalterDie UniGear 550 ist mit dem Erdungsschalter Typ ST-UG ausgestattet. Dieses Gerät ist ein patentierter Schalter mit geradliniger Bewegung.

EristmiteinemSprungschalterantriebfürsicheresSchließenmit hoher Geschwindigkeit ausgestattet und ist so dimensioniert, dass er den Nennkurzschlusseinschaltstrom führen kann, wenn er unter Last geschlossen wird.

DieSchließgeschwindigkeitdesSprungschaltersistunabhängig von der Steuerung.

DerSchalterbesitzteinErdungsmesser,dassdiedreiPhasenüber die an den Kupferschienen des Kabelanschlusssystemsbefestigten Erdungsstifte verbindet. Die Erdungsschiene ist über einen mehrdrahtigen Kupferleiter elektrisch geerdet. DerSprungschalterschließmechanismusdesErdungsschaltersarbeitetunabhängigvonderRotationderAntriebswelle.Die Schaltgeschwindigkeit und das Drehmoment werden unabhängigvomAntrieberreicht.Für die Betätigung des Schalters sorgt ein Bedienungshebel.

Der Erdungsschalter wurde mit zwei Schliessvorgängen bei 100 % des Nennkurzschlusseinschaltstroms getestet. DasGerätverfügtüberHilfsschalterzurMeldungderEin-undAusstellungen,dieüberdenStangenmechanismusgesteuert werden.AufAnfrageverfügbar:• Sperrmagnete• AbschliessungenfürdieEin-undAusstellung• Vorhängeschloss

Erdungsschalter ST-UG Nennspannung Nenn-blitzstoßspannung

Nennkurz-zeitspannung

Kurzschluss-dauer

Kurzschlussein-schaltstrom

Typ U Ul Uth th Imax

kV kV kA s kA

ST-UG – 12-150 12 75 31,5 1 80

ST-UG – 17.5-150 17,5 95 31,5 1 80

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Schaltanlage UniGear 550

Konstruktionstyp - Störlichbogen-Klassifizierung IACAFLR IACAFLR IACAFLR

Bemessungsspannung [kV] 12 12 17,5

Bemessungsisolationsspannung [kV] 12 12 17,5

Bemessungsstehwechselspannung [kV 1 min] 28 38 38

Bemessungsstehblitzspannung [kV] 75 95 95

Bemessungsfrequenz [Hz] 50/60

Sammelschienennennstrom(40 °C) [A] ... 4000

Leistungsschalternennstrom(40 °C)[A] 630

[A] 1250

Bemessungskurzzeitstrom [kAx3s] 16/20/25/31,5

Kurzzeitstrom(IEC62271-200) [kAx1s] 16/20/25/31,5

Geprüft nach IEC

1)GB/DL-Versionistverfügbar,mithöherenAnforderungenandiedielektrischenEigenschaften(42 kV)unddenKurzzeitnennstrom(4 s).

NormenDie Schaltanlage und das darin enthaltene Schaltgeräterfüllen die folgenden Normen:• IEC 62271-1 allgemein.• IEC 62271-200 Schaltanlage.• IEC 62271-102 Erdungsschalter.• IEC 60071-2 Isolationskoordination.• IEC 62271-100 Leistungsschalter.• IEC 60529 Schutzart.

Normale BetriebsbedingungenDie Bemessungseigenschaften der Schaltanlage werdenunter den folgenden Umgebungsbedingungen gewährleistet:• MinimaleUmgebungstemperatur:–5 °C• MaximaleUmgebungstemperatur:+40 °CWenden Sie sich für abweichende TemperaturbereichebitteanIhrenABB-Vertreter.• Umgebungsluftfeuchtigkeit: - durchschnittliche relative Luftfeuchtigkeit über 24 Stunden

maximal95 %RH - durchschnittlicher Wasserdampfdruck über 24 Stunden

maximal2,2 kPa - durchschnittliche relative Luftfeuchtigkeit über einen

Monatmaximal90 %RH - durchschnittlicher Wasserdampfdruck über einen Monat

maximal1,8 kPa• DienormaleBetriebshöhebeträgtbiszu1000 müberNN.• Normale,nichtkorrodierendeoderkontaminierteAtmosphäre.

SchutzartenDie Schutzarten der Schaltanlagen entsprechen den IEC 60529-Normen.Die UniGear 550 Schaltanlage wird normalerweise mit den folgenden Standardschutzarten geliefert:• IP4XfürdasGehäuse• IP2XfürdieTrennwandzwischendenRäumen.AufAnfragekanndasexterneGehäusemiteinerhöherenSchutzart geliefert werden. Wenden Sie sich hierzu an Ihren ABB-Vertreter.Die elektrischen Eigenschaften der Schaltanlage könnenfür andere Umgebungsbedingungen, als die im vorherigen Abschnittbeschriebenen,undauchwenneinehöhereSchutzart verwendet wird, abweichen.

FarbederOberflächenaußenRAL7035-lichtgrauandereFarbenaufAnfrageerhältlich.

IEC Elektrische Eigenschaften

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3. IEC-Klassifizierung

Mit der Veröffentlichung der Norm IEC 62271-200 wurden neue Definitionen und Klassifizierungen für eine Mittelspannungsschaltanlage eingeführt.Eine der wesentlichsten Veränderungen besteht darin, dass die Klassifizierung einer Schaltanlage in metallgeschottete, geschottete und teilgeschottete Arten abgeschafft worden ist.Die Überarbeitung der Klassifizierungsregeln für Schaltanlagen wurde auf Grundlage der Meinungen der Anwender vorgenommen, insbesondere auf Aspekten wie Pflege und Wartung der Schaltanlage gemäß den Anforderungen und Erwartungen für eine ordnungsgemäße Durchführung von der Installation bis zur Demontage.In diesem Zusammenhang wurde die Betriebsverfügbarkeit LSC (Verlust der Service-Kontinuität, engl. Loss of Service Continuity) als grundlegender Parameter für den Anwender ausgewählt.Gemäß der Norm IEC 62271-200 kann eine UniGear 550-Schaltanlage wie folgt definiert werden.

Betriebsverfügbarkeit – LSC-2B• LSC-1:DiegesamteSchaltanlagemussaußerBetriebsein,wenneinKompartmentimHauptstromkreisimnormalenBetrieb und/oder bei der normalen Wartung oder für den Zugang zu Schaltanlagenkomponenten geöffnet wird.

• LSC-2A:EntsprichtLSC-1,mitderAusnahme,dassdieHauptstromschienenunddiezuderzuwartendenEinheitbenachbarten Funktionseinheiten weiterhin mit Strom versorgt werden können.

• LSC-2B:EntsprichtLSC-2A,wobeiderKabelanschlussraum weiter mit Strom versorgt werden kann.

UniGear 550 gehört zur Klassifikation LSC-2B, da die Sammelschiene, der Leistungsschalter und die Kabelanschlussräume räumlich und elektrisch abgetrennt sind. Diese Kategorie definiert die Möglichkeit des Zugriffes auf den Leistungsschalterraum, wenn die Sammelschienen und Kabel mit Strom versorgt werden.

Metalltrennwand–PMImHinblickaufdieArtderTrennungoderShutterzwischendenspannungsführendenTeilenundeinemgeöffnetemRaumwirdeineUnterscheidunginzweiPartitionsklassengemacht:• KlassePM(TrennwandausMetall);• KlassePI(TrennwandausIsoliermaterial).UniGear550wirdalsPM-Partitionsklassedefiniert,daeineTrennungausMetallblechen/ShutternzwischendenRäumenbesteht.

Verriegelungsgesteuert zugänglicher RaumDie Vorderseite der UniGear 550 wird als verriegelungsgesteuert klassifiziert, da der Zugang zu den HochspannungsteileenthaltendenRäumen,diefürdennormalen Betrieb und/oder normale Wartung geöffnet werden sollen, durch die gesamtheitliche Konstruktion der Schaltanlage gesteuert wird.

WerkzeugabhängigzugänglicherRaumDieRückseitederUniGear550wirdalswerkzeugabhängigklassifiziert,daesmöglichist,dendieHochspannungsteileenthaltendenRaumzuöffnen.DieserkannnurmitHilfeeinesWerkzeugs geöffnet werden, jedoch nicht für den normalen Betrieb und die normale Wartung. Dafür sind spezielle Vorgehensweisen erforderlich.

Störlichtbogenklassifizierung–IACAFLRDie UniGear 550 Schaltanlage ist IAC AFLR klassifiziert.Wenn die Schaltanlage spezifiziert und installiert worden ist, müsseneinigegrundlegendePunktebeachtetwerden:• PegeldesFehlerstroms(16...31,5kA).• DauerderFehlers(0,1...1 s).• EntlastungswegefürheißeundtoxischeGase,diebeim

Verbrennen von Materialien entstehen.• AbmessungendesRaumsmitbesondererBeachtungderHöhe.

Bitte wenden Sie sich für genauere Informationen an IhrenABB-Vertreter.

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Abbildung 6: UniGear 550

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RäumeJedeSchaltanlagebestehtausdreiRäumen:Leistungsschalter[A],Sammelschienen[B]undKabelanschluss[C];siehehierzuauchAbbildung7.JedeEinheitistmiteinemNiederspannungsraum[D]versehen, in dem alle Sekundärgeräte untergebracht sind. EinelichtbogenfesteSchaltanlagewirdinderRegelmiteinemDruckentlastungskanal[E]fürdieAbführungderdurcheinenLichtbogenproduziertenGaseausgestattet;essindverschiedeneArtenvonDruckentlastungskanälenerhältlich.AlleRäumesindvonderVorderseitezugänglich,unddieWartungsarbeiten können bei einer an der Wand installierten Schaltanlageordnungsgemäßdurchgeführtwerden.DieRäumesinddurchmetallenePartitionenvoneinandergetrennt.

HauptsammelschienenDer Sammelschienenraum enthält das Hauptsammelschienensystem,dasmitHilfevonAbzweigschienenandieoberenIsolierungskontaktedesLeistungsschalters angeschlossen ist. DieHauptsammelschienenbestehenausElektrolytkupfer.FürNennströmebiszu2500AhandeltessichbeidenSammelschienen um flache Schienen, während für Ströme zwischen3150Aund4000AeinespezielleD-förmigeSammelschiene verwendet wird. Die Sammelschienen für 17,5 kV werden mit Isolierungsmaterial überzogen.

KabelanschlüsseDer Kabelanschlussraum enthält das Schienensystem für den AnschlussderStromkabelandieunterenKontaktedesLeistungsschalters. Für 17,5 kV sind sie mit Isolierungsmaterial überzogen.

ErdungsschalterDer Kabelanschlussraum kann für eine Kabelerdung mit einem Erdungsschalter ausgestattet werden. Dasselbe Gerät kann auch verwendet werden, um das Sammelschienensystemzuerden(Mess-undKuppelfelder).EskannauchdirektineinenAufsatzkastenaufdemHauptsammelschienensysteminstalliertwerden(Sammelschienenapplikation). Die Steuerung des Erdungsschalters ist von der Vorderseite der Schaltanlage aus manuell möglich und kann optional auch motorbetrieben werden. Die Lage des Erdungsschalters ist von der Vorderseite der SchaltanlagemitHilfeeinermechanischengekoppeltenAnzeigevorrichtungaussichtbar.

ErdungssammelschieneDie Erdungssammelschiene besteht aus Elektrolytkupfer und verläuft der Länge nach durch die Schaltanlage, wodurch sieeinemaximalePersonen-undInstallationssicherheitgewährleistet.

Einfahrtulpen und ShutterDie Einfahrtulpen im Leistungsschalterraum enthalten dieKontakte für die Verbindung des Leistungsschalters mit dem Sammelschienen- bzw. dem Kabelanschlussraum.

KabelEin-undDreileiterkabel,mitbiszu3KabelnproPhasekönnen abhängig von der Nennspannung und dem Kabelquerschnittverwendetwerden(SieheSeite24).DieSchaltanlagekannmitdemRückenzurWandinstalliertwerden, da die Kabel von der Vorderseite aus leicht zugänglich sind.

4. Konstruktionsmerkmale

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Druckentlastungskanal Der Druckentlastungskanal wird über der Schaltanlage angebracht und verläuft über die gesamte Länge.JederSchaltanlagenraumistaufderOberseitemiteiner Klappe versehen. Der im Fehlerfall entstehende Druck öffnet diese und ermöglicht es dem Gas, in den Druckentlastungskanal zu strömen.InderRegelmusseineAbleitungderdurchdenStörlichtbogenproduziertenheißenGaseundweißglühendenPartikelausdemRaumvorgenommenwerden.DieUniGear550 kann mit einer kompletten Lösung versehen werden, mitderalleAnforderungenerfülltwerden-entwederindemFall,dassdieAbleitungdirektamEndederSchaltanlageseitlich möglich ist, oder wenn Lösungen von der Vorder- oder Rückseiteauserforderlichsind.EinigeAnlagen,wiez.b.Marineanwendungen,ermöglichenkeineAbleitungderGaseausdemRaumhinaus.AusdiesemGrund wurde eine Lösung wie der Druckentlastungskanal mit TopChimneyentwickelt,umdieSicherheitdesPersonalssowie die Konformität mit den Normen zu gewährleisten.Setzen Sie sich für weitere Informationen bitte mit IhremABB-VertriebsmitarbeiterinVerbindung.

Sammelschienenapplikationen JedesSchaltfeldkannoptionalmiteinerzusätzlichenSammelschienenapplikation versehen werden:• Strom-oderSpannungswandlerfür Sammelschienennmessungen.• Sammelschienenerder.• Kabel-oderSchienenanschlussvonoben,um

Verbindungen von verschiedenen Bereichen einer Schaltanlage herzustellen.

Einheitenräume ALeistungsschalterraumB Sammelschienenraum C Kabelanschlussraum D Niederspannungsraum E Druckentlastungskanal

Abbildung 7: UniGear 550 Schnittansicht

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Abbildung 8: UniGear 550 in der Vibrationsprüfung

Die UniGear 550-Schaltanlage wurde allen Prüfungen unterzogen, die aufgrund der internationalen (IEC) Normen sowie den lokalen Normenorganisationen (zum Beispiel den chinesischen GB/DL- sowie den russischen GOST-Normen) erforderlich sind.Darüber hinaus wurden die durch die Hauptschifffahrtsregister (LR, DNV, RINA, BV und GL) geforderten Prüfungen für die Nutzung der Schaltanlage in Marineinstallationen durchgeführt.So wie in diesen Normen angegeben, wurden die Prüfungen an den Schaltanlageneinheiten durchgeführt, die als repräsentativ für die Auswirkungen der Prüfungen galten. Damit können die Ergebnisse auf die gesamte Produktpalette angewendet werden.Jede Schaltanlageneinheit wird vor der Auslieferung in der Fabrik Routinetests unterzogen. Diese Prüfungen dienen dazu, eine Funktionsprüfung der Schaltanlage basierend auf den spezifischen Eigenschaften jedes Einbaus zu bieten.

5. Vollständig typgeprüft

IEC-Typrüfung • Kurzzeit-undStoßstrom• Erwärmungsprüfung• Störlichtbogenprüfung• DielektrischePrüfung• Ein-undAbschaltleistungvonLeistungsschalterund

Schützen• Einschaltleistung des Erdungsschalters • MechanischerPrüfungendesLeistungsschaltersunddes

Erdungsschalters• IP-Schutzart

IEC-Stückprüfung im Werk• Sichtprüfungund-kontrolle• MechanischePrüfungen• Verdrahtungsprüfung• ElektrischePrüfung•Stehwechselspannung• MessungdesWiderstandsderHauptstromkreise• IsolationsprüfungderSekundärkreise

Durch Schiffahrtsregister geforderte PrüfungenfürMarine-/Kriegsmarineanwendungen • HoheUmgebungstemperaturen(+45 °C)• Neigung• Vibration•Schocktest

Beschreibung der IEC-Typprüfungen • Kurzzeit- und Stoßstrom DiePrüfungzeigt,dassdieHauptstrom-unddieErdungsstromkreise den Belastungen ohne Beschädigungen standhalten, welche durch den Durchfluss des Kurzschlussstroms verursacht werden. Zudem sollte auch erwähnt werden, dass sowohl das Erdungssystem des ausfahrbaren Leistungsschalters als auch dieErdungssammelschienederSchaltanlagederPrüfungunterzogen wurden. Die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des HauptsammelschienensystemssowieAbzweigverbindungenauf der Ober- und Unterseite bleiben selbst im Falle eines Kurzschlusses unverändert.

• Erwärmungsprüfung Die Erwärmungsprüfung wird beim Nennstrom der Schaltanlage durchgeführt und zeigt, dass die Temperatur in keinem Teil des Schaltfeldes unagemessen hoch ansteigt. WährendderPrüfungwurdensowohlderLeistungsschalteroder das Schütz, mit dem dieser ausgestattet sein kann, überprüft.

• Leistungsvermögen eines StörlichtbogensSehen Sie hierzu Seite 16.

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• Dielektrische PrüfungDiesePrüfungenbelegen,dassdieSchaltanlageausreichendLeistungsfähigkeitbesitzt,umderBlitzstoß-sowiederWechselspannung standzuhalten.DiePrüfungderStehwechselspannungwirdalsTypprüfungdurchgeführt, ist jedoch auch bei jeder gefertigten SchaltanlageneinheiteinRoutinetest.

• Ein- und Ausschaltleistung des LeistungsschaltersDer Leistungsschalter oder Schütz unterliegt den Nennstrom- und Kurzschlussstromunterbrechungstests.DesWeiterenunterliegterdenEin-undAusschaltleistungenvon kapazitiven und induktiven Lasten, Kondensatorbänken und/oder Kabelleitungen. • Einschaltleistung des ErdungsschaltersDer Erdungsschalter der UniGear 550-Schaltanlage kann unter Kurzschluss geschlossen werden. Dennoch ist der ErdungsschalterinderRegelgeschlossen,umzuvermeiden,dass er an Schaltkreisen betätigt wird, die noch immer spannungsführend sind.Sollte dies jedoch aus einem von mehreren Gründen geschehen,würdedieSicherheitdesPersonalsumfassendgewahrt sein.

• Mechanische ArbeitsgängeDie mechanischen Dauerbelastungsprüfungen an allen AntriebsteilengewährleistendieZuverlässigkeitderGeräte.Dieallgemeine Erfahrung im elektrotechnischen Bereich zeigt, dass mechanische Fehler zu den häufigsten Ursachen eines Fehlers ineinerAnlagezählen.DerLeistungsschalterwirdgeprüft,indemeinegroßeAnzahlvon Schaltungen vorgenommen wird. Diese Zahl übersteigt diederSchaltungen,dieinderRegelininstalliertenAnlagendurchgeführt werden.Des Weiteren sind die Schaltanlagenkomponenten Teil eines QualitätskontrollprogrammsundeswerdeninregelmäßigenAbständenStichprobenausdenProduktionslinienentnommenund mechanischen Lebensdauertests unterzogen, um zu überprüfen,dassdieQualitätmitderderKomponentenübereinstimmt, welche den Typprüfungen unterzogen worden sind.

• IP-SchutzgradDieIP-SchutzgradistderWiderstand,dendieUniGear550 dem Eindringen fester Objekte und Flüssigkeiten entgegensetzt.DieserWiderstandsgradwirddurchdasPräfixIP,gefolgtvonzweiZeichen,angegeben(IP4X).Die erste Zahl gibt die Schutzart gegen das Eindringen fester Objekte an, während sich die zweite auf Flüssigkeiten bezieht.

Durch die Schifffahrtsregister geforderte Typprüfungen

• Hohe UmgebungstemperaturenDie Betriebsbedingungen für die elektrische Geräte in MarineanlagensindimAllgemeinenstrengeralsindenennormaler Landanwendungen.Die Temperatur stellt einen wesentlichen Faktor dar, aus diesem Grund machen es die Vorschriften des Schifffahrtsregisters erforderlich, dass die Schaltanlage bei höheren Umgebungstemperaturen betrieben werden können müssen(45°Coderhöher)alsdenindenIEC-Normenangegeben(40°C).

• NeigungDiePrüfungwirddurchgeführt,indemdieSchaltanlagewährendeinesfestgelegtenZeitraumsbiszu25°abwechselnd auf allen vier Seiten geneigt wird und die Geräte gleichzeitig in Betrieb sind.DiePrüfungbeweist,dassdieSchaltanlagediesenextremenBetriebsbedingungen widerstehen kann, und dass die gesamtenGeräteohneetwaigeProblemesowieohneBeschädigungen betrieben werden können.

• VibrationDie Zuverlässigkeit und Stabilität der UniGear ZS1-Schaltanlage wurde endgültig durch das Ergebnis der PrüfungzurWiderstandsfähigkeitgegenübermechanischenBelastungen aufgrund von Erschütterungen belegt. Die Betriebsbedingungen auf Schifffahrtsanlagen und Marineplattformen machen es erforderlich, dass die SchaltanlageauchinUmgebungenzurAnwendungkommenmuss, die von starken Erschütterungen gekennzeichnet sind, sowiediez.B.durchMotorenaufgroßenKreuzfahrtschiffenoderdenBohranlagenvonÖlbohrinselnverursachten.-1mmAusschlagimFrequenzbereichzwischen2und13,2Hz.

-0,7gBeschleunigungsamplitudeimFrequenzbereichzwischen13,2und100Hz(sieheBildaufdervorhergehenden Seite).

• ErschütterungstestDies verifiziert die Fähigkeit der UniGear 550, den AuswirkungenderErschütterungswelle,diedurcheineBombenexplosion unter der Meeresoberfläche erzeugt wird, standzuhalten. DieserTestwurdevonCetena-FincantieriunterAnwendungvonGerätenfürschwereStößebeimittleremGewicht,installiertinderWerkstattinRivaTrigoso,durchgeführt.

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6. Sicherheit

Bei der Entwicklung einer modernen Mittelspannungsschaltanlage muss die Personensicherheit notwendigerweise Vorrang haben. Aus diesem Grund wurde die UniGear 550-Schaltanlage so konstruiert und geprüft, dass sie einem Störlichtbogen standhält, der durch einen Kurzschlussstrom in Höhe des maximalen Kurzschlusswechselstromes verursacht wird.Die Prüfungen zeigen, dass das Metallgehäuse einer UniGear 550-Schaltanlage in der Lage ist, das Personal nahe der Schaltanlage im Falle eines Fehlers, der sich zum Störlichtbogen entwickelt, zu schützen.

Ein Störlichtbogen ist ein höchst unwahrscheinlicher Fehler, obwohl er theoretisch durch zahlreiche Faktoren verursacht werden kann, wie z. B.:• IsolationsfehleraufgrundeinerqualitativenVerschlechterung

der Komponenten. Gründe dafür können ungünstige umwelttechnische Bedingungen sowie eine stark verschmutzteAtmosphäresein.

• Überspannungen, die atmosphärischen Ursprungs sind oder durch den Betrieb einer Komponente generiert werden.

• EineunzureichendeSchulungdesfürdieAnlagezuständigenPersonals.

• Aufhebungbzw.ManipulierungderSicherheitsverriegel-ungen.

• Überhitzung des Kontaktbereichs aufgrund vorhandener Korrosionsmitteln oder für den Fall, dass die Verbindungen nicht ausreichend befestigt worden sind.

• DasEindringenkleinerTiereindieSchaltanlage(d.h.überden Kabeleingang).

• Material, dass während etwaiger Wartungstätigkeiten im Innenbereich der Schaltanlage zurückgelassen wurde.

Die Eigenschaften der UniGear 550-Schaltanlage reduzieren dasAuftretendieserfehlerbegründetenUrsachenzwardeutlich, jedoch können einige von ihnen nicht vollständig ausgeschlossen werden.Die durch den Störlichtbogen erzeugte Energie verursacht folgendePhänomene:• AnstiegdesinternenDrucks.• AnstiegderTemperatur.• Visuelle und akustische Effekte.• Mechanische Belastungen auf die

Schaltanlagenkonstruktion.• Schmelzen, Zersetzen bzw. Verdampfung von Materialien.

Sofern sie nicht angemessen geschützt sind, haben diese PhänomenesehrernsthafteKonsequenzenfürdasPersonal,wiez.B.Wunden(aufgrundderSchockwelle,umherfliegenderTeileundsichöffnenderTüren)undVerbrennungen(aufgrundderEmissionheißerGase).Mit der Störlichtbogenprüfung wird sichergestellt, dass dieTürenderRäumeverschlossenbleibenundkeineKomponenten aus der Schaltanlage austreten, selbst wenn diese sehr hohem Druck ausgesetzt ist, und dass keine

FlammenoderweißglühendenGasediesedurchdringen,wodurchdieSicherheitdesPersonalsinderNähederSchaltanlage gewährleistet wird.MitderPrüfungwirdebenfallssichergestellt,dasskeineLöcher in extern zugänglichen Teilen des Gehäuses entstehen, sowie alle Verbindungen zum Erdungskreis intakt bleiben und somitdieSicherheitdesPersonalsgewährleistetist,dasnachdem Fehler Zugang zur Schaltanlage hat.In der Norm IEC 62271-200 werden die Methoden beschrieben,diefürdieDurchführungderPrüfungenangewandt werden müssen, sowie die Kriterien, denen die Schaltanlage gerecht werden muss.Die UniGear 550-Schaltanlage ist konform zu allen fünf Kriterien, die durch die IEC-Normen vorgegeben werden.

DieIAC-KlassifizierungwirddurchdenPrüfungengemäßfolgender Bezeichnungen belegt:• Allgemein:IAC-Klassifizierung(Störlichtbogenklassifiziert,engl.InternalArcClassified)

• Zugänglichkeit:A,BoderC(SchaltanlagezugänglichnurfürautorisiertesPersonal(A),alle(B),nichtzugänglichaufgrundderInstallation(C)

• F,L,R:ZugangvonderFrontseite(F–Front),vondenSeiten(L–Lateral-seitlich)undvonderRückseite(R–Rückseite).

• Prüfwerte:PrüfstrominKiloampere(kA),sowieDauerinSekunden(s).

DieParameterjederspezifischenAnlagebedeuten,dassdieAbleitungheißerGaseundweißglühenderPartikelsehrsorgfältig überprüft werden muss, um die Sicherheit des Personalszugewährleistenundaufrechtzuerhalten.

Fehlerbegrenzende SystemeDie Struktur der UniGear 550-Schaltanlage bietet einen vollständigenpassivenSchutzgegendieAuswirkungeneines Fehlers aufgrund eines Störlichtbogens während eines Zeitraumsvon1Sekundebiszu31,5kA.ABBhatauchausgezeichneteaktiveSchutzsystemeentwickelt, die es ermöglichen, sehr wichtige Ziele zu erreichen:• ErkennungundBehebungdesFehlers,inderRegel

in weniger als 100 ms, wodurch die Netzwerkstabilität verbessert wird.

• Begrenzung von Schäden an den Geräten.• BegrenzungderAusfallzeitfürdieSchaltanlageneinheit.Für einen aktiven Schutz gegen einen Störlichtbogen können Geräte, bestehend aus verschiedenen Typen von Sensoren, indenunterschiedlichenRäumeninstalliertwerden,durchdiedersofortigeAusbruchdesFehlerssfestgestelltunddieselektiveAuslösungderLeistungsschaltervorgenommenwerden können.Die fehlerbegrenzenden Systeme basieren auf Sensoren, welche den vom Lichtbogen generierten Druck bzw. das vomLichtbogengenerierteLichtalsAuslöserfüreinefehlerbedingteAbschaltungnutzen.

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Stahl

Kupfer

Kabel

0 100 200 500 ms

kA2 s

Abbildung 9: Dauer des Lichtbogens und verursachter Schaden

ITHDieITH-SensorenbestehenausMikroschaltern,dieaufderOberseite des Schaltfeldes neben den Druckentlastungs-klappenderdreiLeistungsräume(Sammelschienen,Leistungsschalter und Kabelanschluss) befestigt sind.Die Druckwelle führt dazu, dass die Klappen geöffnet und die Mikroschalterbetätigtwerden,diemitderAuslösespuledesLeistungsschalters verbunden sind.DieGesamtauslösezeitbeträgt75ms(15msITH+60msLeistungsschalter).

Schnellauslösevorrrichtung(engl.FastRecoveryDevice,FRD)Dieses System besteht aus Drucksensoren, die im NiederspannungsraumangeordnetsindundmitHilfekleinerSchläuche in den drei Leistungsräumen angeschlossen sind.Die Sensoren erfassen die ansteigende Front der Druckwelle, welchesichbeimAusbruchdesLichtbogensentwickeltundreagieren, indem sie die Leistungsschalter öffnen.DieSensorenwerdengegendieäußereUmgebunggeschützt,und können auch dann überprüft werden können, wenn die Schaltanlage in Betrieb ist.DieGesamtauslösezeitbeträgt75ms(15msFRD+60msLeistungsschalter).

TVOCDieses System besteht aus einem elektronischen Überwachungsgerät, welches sich im Niederspannungsraum befindet, das mit optischen Sensoren verbunden ist. Diese sind in den Leistungsräumen verteilt und mit Lichtwellenleitern mit dem Gerät verbunden.Wenn ein bestimmter voreingestellter Wert erreicht ist, öffnet das Gerät den Leistungsschalter.Um zu vermeiden, dass das System aufgrund des gelegentlich durchexternePhänomene(BlitzeinerKamera,Spiegelungenexterner Lichter usw.) erzeugten Lichts auslöst, können auch Stromwandler an das Überwachungsgerät angeschlossen werden.DasSchutzmodulsendetnurdanndenAusbefehlandenLeistungsschalter, wenn das Licht- und das Kurzschlussstrom-signal gleichzeitig eintreffen.DieGesamtauslösezeitbeträgt62ms(2msTVOC+60msLeistungsschalter).

selektiverAuslösungzuschaffen.SehenSiesichfürweitereInformationen bitte das entsprechende Kapitel auf Seite 50 an.DieGesamtauslösezeitbeträgt62,5ms(2,5msREA+60msLeistungsschalter).

Lichtbogenschutz in IEDsDieIntelligentenElektronischenGeräte(engl.IntelligentElectronicDevices,IED)REF615,RET615,REM615undREF610könnenoptionalmiteinemschnellenundselektiven Lichtbogenschutz versehen werden. Es bietet ein zwei- bis dreikanaliges Lichtbogenfehlerschutzsystem für die Lichtbogenüberwachung des Leistungsschalter-, Kabelanschluss- und Sammelschienenraums von Schaltfeldern.DieGesamtauslösezeitbeträgt72ms(12msIED+60msLeistungsschalter).

READieses System bietet dieselben Funktionalitäten wie das TVOC.DasREA-SystembestehtausderHaupteinheit(REA101)sowieoptionalenErweiterungseinheiten(REA103,105,107),dieesermöglichen,maßgeschneiderteLösungenmit

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Abbildung 10: Doppelsicherheitsschloss bei Erdungsschalter

6. Sicherheit

Die UniGear 550-Schaltanlage ist mit allen Verriegelungen und Zubehör ausgestattet, die erforderlich sind, um das höchste Maß an Sicherheit und Zuverlässigkeit, sowohl für die Anlage als auch das Personal zu gewährleisten.

VerriegelungenDie mechanischen Sicherheitsverriegelungen [1÷5] sind Standardausführungen;sehenSiesichdazubittedieentsprechende Tabelle auf Seite 19 an.Sie werden durch die IEC-Normen festgelegt und sind aus diesem Grund notwendig, um eine fehlerfreie Bedienabfolge zu garantieren.ABB-SicherheitsverriegelungengewährleistendashöchsteMaßanZuverlässigkeit,selbstimFalleeinesStörfehlers,und haben das höchste Betriebssicherheitssystem von Verriegelungen.

SchlüsselDieAnwendungvonSchlüsselverriegelungenistsehrwichtigbeiderRealisierungderVerriegelungslogikzwischenSchaltfeldern derselben Schaltanlage oder, zu anderen Anlagen,wieHoch-undNiederspannungsschaltanlagen.DieLogik wird mittels mechanischen Veriegelungen oder durch integrierte Schlüsselverriegelungen.Der Geräteeinschub [6] kann in der Trennstellung verriegelt werden, und der entsprechende Verriegelungsschlüssel kann nur entfernt werden, wenn sich der Geräteschub in dieser Positionbefindet.DieEinschalt-[7]undAusschaltstellung[8]desErdungsschalterskönnenmitHilfevonSchlüsselnverriegeltwerden, die entsprechende Schlüssellogik ist in der Tabelle auf Seite 19 erklärt.Diese Verriegelungen können auch am Erdungsschalter der Sammelschienenapplikation angebracht werden.DieEin-undAusfahrbedienungen[9]desLeistungsschalterssowiedasÖffnen/Schließen[10]desErdungsschalterskönnenmitHilfevonSchlüsselverriegelungenverhindertwerden, welche das Einstecken entsprechender Betriebshebel unterbinden.Die Schlüsselverriegelung kann auch an der Sammelschienenappliaktion Erdungsschalter angebracht werden. Die Schlüssel können stets wieder entfernt werden.

VorhängeschlösserDie Türen des Leistungsschalter- [11] und des Kabelanschlussraumes[12]könnenmitHilfevonVorhängeschlössernindergeschlossenenPositionverriegeltwerden.DiesekönnenanbeidenTürschließversionen-mit

Zentralverschluss(Standard)oderSchrauben(optional)angebracht werden.DieBedienungdesGeräteeinschubesEin-undAusfahrenunddasÖffnen/SchließendesErdungsschalters[14]kannverhindert werden, indem die Vorhängeschlösser an denEinstecköffnungen der entsprechenden Betätigungshebel angebracht werden. Das Vorhängeschloss kann auch am Erdungsschalter der Sammelschienenapplikation angebracht werden.Die Shutter [15] zwischen Leistungsschalter-, Sammelschienen und Kabelanschlussräumen können mit HilfezweierunabhängigerVorhängeschlössersowohlindengeöffnetenalsauchdengeschlossenenPositionenverriegeltwerden.Vorhängeschlösser zwischen 4 und 8 mm Durchmesser können verwendet werden.

VerriegelungsmagneteDie Verriegelungsmagnete ermöglichen die automatische Verriegelungslogik ohne händisches Eingreifen.DasEin-undAusfahrendesLeistungsschalters[16]unddieÖffnungs-/SchließvorgängedesErdungsschalters[17]könnenverriegelt werden.Dieser Magnet kann auch am Erdungsschalter der Sammelschienenapplikation angebracht werden.Die Magnete funktionieren mit einer aktiven Logik, daher bleibt beiAusfallderHilfsspannungdasVerriegelungssystemaktiv(inSicherheitsbedingung).

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Standard-Sicherheitsverriegelungen (obligatorisch)

Art Beschreibung Zu erfüllende Bedingung

1A Geräteeinschub ein- und ausfahren GeräteeinschubinderAUS-Position

B Geräteeinschub eingeschalten Definierte Schubposition

2A Geräteeinschub einfahren Gerätestecker gesteckt

B Gerätestecker nicht gesteckt Schub in der Testposition

3A Erdungsschalter eingeschalten Schub in der Testposition

B Geräteinschub einfahren ErdungsschalterinderAUS-Position

4A ÖffnenderGerätetür Schub in der Testposition

B Geräteeinschub einfahren Gerätetür geschlossen

5A ÖffnenderKabelanschlussraumtür ErdungsschalterinderAUS-Position

B ÖffnendesErdungsschalters Tür des Kabelanschlussraumes geschlossenHinweis:ApparaturenbestehenausLeistungsschalternundSchützen.

Schlüssel (auf Anfrage)

6 Geräte-Einfahrverriegelung Kann nur entfernt werden, wenn sich der Schub in der Trennungstellung befindet

7 Erdungsschalter Einschaltverriegelung Kann nur entfernt werden, wenn der Erdungsschalter geöffnet ist

8 ErdungsschalterAusschaltveriegelung Kann nur entfernt werden, wenn die Erdungsschalter geschlossen ist

9 Einstecköffnung der Schubkurbel Kann jederzeit entfernt werden

10 Einstecköffnung des Erdungsschalters Kann jederzeit entfernt werden

Vorhängeschlösser

11 ÖffnenderGeräteraumtür

12 ÖffnenderTürdesKabelanschlussraums

13 Einstecköffnung der Schubkurbel

14 Einstecköffnung des Erdungsschalters

15 Shutter geöffnet oder geschlossen

Verriegelungsmagnete (auf Anfrage)

16 Geräteeinschub einfahren/ausfahren Magnet eingeschalten

17 ErdungsschalterEIN/AUS Magnet eingeschalten

Zubehörvorrichtungen

20 Shutter fehlbediensicher

DieVorrichtungverriegeltdieShutterindergeschlossenenPosition,wennderGeräteeinschubausdemRaumentferntwird.DerBetreiberkanndieShutternichtvonHandöffnen.DieShutterkönnennurmitHilfederGeräteeinschübeoderderServiceeinschübebetätigtwerden(sehenSiesichbittedasentsprechendeKapitelaufSeite28an).

21 Kodierungsmatrix der Gerätestecker

Der Gerätestecker der Einschübe und die zugehörige Steckerbuchse des Schaltfeldes sind mit einer Kodiermatrix ausgestattet, welche das Einfahren eines Schubes in ein Schaltfeld mit einem anderen Nennstrom verhindert.

22 MechanischerEIN-/AUSdesLeistungsschaltersinGeräteraumtür

Der Geräteraum ist mit einer mechanischen Vorrichtung ausgestattet, diedasEin-und/oderAusschaltendesLeistungsschaltersdirektmitHilfederBetätigungsvorrichtunginderFronttür,beigeschlossenerTür ermöglicht,. Die Betätigungsvorrichtung kann in der Test- und Betriebsstellung des Leistungsschalters bedient werden.

Verriegelungsarten

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7. Vmax Vakuum-Leistungsschalter auf Einschub

Der Vmax- Mittelspannungs-Leistungsschalter vereint excellentABB'sKonstruktionstechnologienderVakkumröhren und Leistungsschalter. Sie finden die ideale Verwendung in der UniGear 550. Die Nennwerte gehen bis zu17,5kV,1250Aund31,5kA.Vmax-Leistungsschalterwerden in elektrischen Verteilnetzen für Steuerung und Schutz von Kabeln, Freileitungen, Transformatoren- und Verteilstationen, Motoren, Transformatoren, Generatoren und Kondensatorbatterien eingesetzt.

Isolations-MonoblockDie Struktur des Vmax ist besonders innovativ, anstelle von 3deutlichvoneinandergetrenntenPolteilen,werdenalle3Vakuumröhren in einem Isolations-Monoblock untergebracht. DerMonoblockundderAntriebsmechanismus,mechanischerSprungfederantrieb, sind auf einem stabilen Metallrahmen befestigt.

Die kompkate Struktur sichert diesselbe Festigkeit und mechanische Zuverlässigkeit eines traditionellen Leistungsschalters,bestehendausdemAntriebsmechanismusund3seperatenPolteilen.Die geringe Geschwindigkeit der Kontakte und die reduzierte Masse des Schubes begrenzen die für den Betrieb benötigte EnergieundgarantierendamiteineäußerstgeringeAbnutzungdesLeistungsschalters.Dasbedeutet,dassderLeistungsschalter nur wenig Wartung benötigt. Die Vakuumröhren der Vmax-Leistungsschalter entsprechen denen der VD4- und VM1-Serien. Die Vmax-Serie garantiert dieselben Eigenschaften wie die oben genannten Vakuumserien, d. h. Unterbrechung des Stroms ohne LichtbogenrückzündungenundÜberspannungsowieäußerstschnelle Wiederherstellung der dielektrischen Eigenschaften nach der Unterbrechung.

AntriebDie Vmax-Serie besitzt einen einfachen mechanischen Antrieb,dervondemmechanischenAntrieb,derinderVD4-Serie verwendet wird, abgeleitet ist. Der Federspeicherantrieb mit Freiauslösung ermöglicht dasEin-undAusschaltenunabhängigvomBediener.DasFedersystemdesAntriebskannsowohlmanuellalsauchmiteinemAntriebsmotorgespanntwerden.DasEin-undAusschaltendesGerätskannsowohlüberdieDrucktasten in der Frontplatte, als auch über die elektrische Auslösung(Aus-undEinschaltspulenundUnterspannung)erfolgen. Der Leistungsschalter ist immer mit einem mechanischem Antipump-Relaisausgestattet,umwiederholtesEin-undAusschaltennachsimultanenundanhaltendenBefehlenzumEin-undAusschalten(sowohllokalalsauchperFernsteuerung) zu verhindern.

Abbildung 11: Vmax-Leistungsschalter

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B

D

A

H

L

G

C

E

I

F

NormenIEC 62271-100 für den Leistungsschalter.

AntriebdesLeistungsschaltersAHilfskontakteAUS/EINB Getriebemotor zum Spannen der EinschaltfederC EingebauterHebelzumSpannenderEinschaltfederD MechanischeAnzeigeLeistungsschalterEIN/AUSE Mechanischer Schaltspielzähler F Steckverbindung der elektrischen Zubehöreinrichtungen GAnzeigefürEinschaltfedergespannt/entspanntH ServiceentriegelungI Drucktaster EINLDrucktasterAUS

Abbildung 12: Innenansicht des Vmax-Leistungsschalterantriebs

GeräteschnittstelleDas Frontteil des Leistungsschalters liefert die Benutzerschnittstelle.SiebestehtausfolgenderAusrüstung:•Einschalt-Taste.•Ausschalt-Taste.•Betriebszähler.•MechanischeAnzeigeLeistungsschalterAUS/EIN.•AnzeigefürEinschaltfedergespannt/entspannt.•EingebauterHebelzumSpannenderEinschaltfeder.•MechanischeÜberbrückungsvorrichtungdesUnterspannungsauslösers(optional).

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FürdieAuswahldesStromwandlertypsmussderWertdesPrimärstromswiefolgtberücksichtigtwerden:• 50A–200A:Durchführungs-,Blockstützstromwandler

oder Sensoren.• 250A–1250A:Durchführungs-,Blockstützstromwandler

oder Sensoren.

Durchführungsstromwandler Durchführungsstromwandlerkönnenluft-odergießharzisoliertsein und werden verwendet, um Mess- und Schutzgeräte mit Strom zu versorgen. Der Wandler kann entweder einen geschlossenen oder geteilten Kern besitzen. Der Durchführungswandler mit geteiltem Kern wird zur Erkennung von Erdschlussströmen verwendet und kann einfach an Einspeisekabeln montiert werden. Ein luftisolierter DurchführungswandlerwirdzurMessungdesPhasenstromsverwendet und wird auf der isolierten Stromwandlerschiene platziert.

Diese Wandler erfüllen die Norm IEC 60044-1.

8. Messwandler

Abbildung 13: Durchführungsstromwandler

Abbildung 14: auf Stromwandlerschiene angebrachter Durchführungsstromwandler

Abbildung 15: Durchführungsstromwandler mit geteiltem Kern zur Erken-nung von Erdschlüssen

BlockstützstromwandlerBlocktypstromwandler sind epoxidharzisoliert und werden verwendet, um Messungs- und SchutzgeräteSie entsprechen den IEC 60044-1-Normen.IhreAbmessungensindinÜbereinstimmungmitderNormDIN42600StandardschmaleBauform,inderAusführungVersionenfürmittlereundlangeBauformbiszu1.250A.DieStromwandlerkönnenauchmiteinemkapazitivenAbgriffzur Verbindung mit Geräten zur Spannungsmeldung versehen werden. Die Stromwandler werden normalerweise auf der AbgangsseitedesGerätekompartmentsfürdieMessungvonPhasenströmenderSchaltanlagemontiert.DieMontage auf der Eingangsseite des Gerätekompartments istebensomöglich(Stromschienenanwendungen),um Stromschienenströme zu messen oder bestimmte Schutzprogrammeumzusetzen.DieABB-StromwandlerreihewirdmitTPUbezeichnet.

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Abbildung 17: TJP 4 (5) – F einpoliger Spannungswandler mit Sicherung

für Messschübe

Abbildung 18: TJC 4 (5) einpoliger Spannungswandler für Festeinbau

Abbildung 19: TDC 4 (5) zweipoliger Spannungswandler für Festeinbau

Abbildung 16: Blockstützstromwandler

SpannungswandlerDie Spannungswandler sind mit Epoxidharz isoliert und werden verwendet, um Mess- und Schutzgeräte zu versorgen.Sie sind für Festeinbau oder für den Einbau in Messschübe (verfahrbaroderherausnehmbar)erhältlich.Sie sind konform zu den IEC 60044-2-Normen.IhreAbmessungenstehenimEinklangmitderNormDIN42600 Schmale Bauform.DieseWandlerkönnenübereinenoderzweiPoleverfügenundsindfürLeistungs-oderPräzisionsklassengeeignet,diedenfunktionalenAnforderungenderansieangeschlossenenInstrumente gerecht werden.SindsieaufMessschüben(verfahrbaroderherausnehmbar)montiert, sind sie mit Mittelspannung-Schutzsicherungen ausgestattet.DieMessschübeermöglichenzudemeinenAustauschderSicherungen, wenn die Schaltanlage in Betrieb ist. Das AusfahrenderMessschübebeigeschlossenerTürführtautomatisch zum Schliessen des metallenen Shutters zwischen den spannungsführenden Teilen der Schaltanlage und dem Geräteraum.Spannungswandler können direkt am HauptsammelschienensystemalsFesteinbauineinemseparatemRaum(Sammelschienen-Applikation)eingebautwerden.DieABB-ProduktpalettederSpannungswandlerträgtdieBezeichnungenTJC,TDC,TJP.

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is

Us

9. Messsensoren

Abbildung 20: Linearität moderner ABB-Sensoren und Beispiel von Ausgangssignal-Wellenformen im Vergleich mit einem konventionellen gesättigten Stromwandlerr

Sekundär

Ausgangsleistung

Sättigungsgrad

10 A100 A 1000 A 10.000 A Primärstrom

ABB-Sensor

Standardstromwandler

Elektronische MesswandlerDie Zukunft der Messung von Strömen und Spannungen in einer intelligenten UniGear liegt in einem Messwandler mitgeringemEnergieverbrauch(gemäßdenderzeitigenIEC-Normen gehören sie in die Gruppe der elektronischen Instrumentensensoren), kurz auch „Sensor“ genannt. Diese ProdukteersetzenkonventionelleMesswandlersowohlinBlock-alsauchinRingkernbauweise.DascharakteristischeMerkmaldermodernenABB-SensorenbestehtindemAusgangssignalpegel,dervollständigsoangepasst worden ist, dass er für neue mikroprozessor-basierte Geräte geeignet ist, ohne dass unnötiger Strombedarf besteht.DeranalogeAusgangssignalpegelistabhängigvondemverwendetenPrinzipundkann:–immV-BereichfürdenStromsensorliegen(dertypischeWertbeträgt150mVbeimPrimärnennstrom).

– im Volt-Bereich für Spannungssensoren liegen, in dem das Teilungsverhältnis1:10.000beträgt(d.h.Ausgang1/√3Vfür10.000/√3kVNominalsystemspannungaufderHaupt-/Eingangsseite).

Die UniGear 550 kann mit einem KEVCD-Sensor in Blockbauweise ausgestattet sein:– Beim KEVCD handelt es sich um einen Sensor in

Blockbauweise mit einer Form, die der DIN-Normgrösse gerecht wird. Zwei Versionen könnten gewählt werden: EinebietetdieStrommessungzusammenmitderAngabederSpannungsleistung;dieanderestelltzusätzlichauchdieMöglichkeiteinerSpannungsmessungbereit.AlleMessungen/AbtastungenfürjedePhasewerdeninnerhalbeines einzelnen Gehäuses vorgenommen, sodass kein Bedarf an zusätzlichen Geräten besteht.

Eigenschaften der SensorenDerAufbauvonStrom-undSpannungssensorenerfolgtohne Verwendung ferromagnetischer Kerne. Dieser Fakt bringtzahlreichewichtigeVorteilefürdenAnwenderunddieAnwendungmitsich:– Das Sensorverhalten wird nicht durch die Nichtlinearität undBreiteeinerHysteresekurvebeeinflusst;diesführtzueinem akkuraten und linearen Verhalten über einen breiten, dynamischen Bereich gemessener Grössen .

– Sowohl für Schutz- als auch Messzwecke könnte ein Einzelgerät/-sensorverwendetwerden(keinErforderniseines separaten Gerätes ).

–EskommtzukeinenHystereseverlusten;daherlieferndieSensoreneineausgezeichneteFrequenzantwortauchbeiFrequenzen,dievondenNennwertenabweichen,und leisten somit einen sehr präzisen Beitrag zu den Schutzfunktionen, wodurch eine präzisere Fehleranalyse sowie eine effiziente Fehlerortung möglich wird.

– Die Sensoren weisen während des Betriebs keine gefährlichenZuständeauf(keinProblem,denAusgangkurzgeschlossen oder offen zu lassen), was zu einer höheren Sicherheit für die angrenzenden Geräte und dasPersonalführt.DasAusgangssignalbleibtselbstinFehlersituationen des Netzwerks sehr niedrig.

– Durch die Verwendung von Sensoren sind damit in Verbindung stehende Ferroresonanzphänomene nicht mehr möglich, wodurch die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Stromversorgungsnetzwerks sogar noch weiter gesteigert werden;darüberhinausbestehtkeinBedarfanzusätzlicherSchutzgeräten, speziellen Bürden oder Beschaltungen.

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Abbildung 21: KEVCD-Strom- und Spannungssensor in Blockbauweise

Abbildung 22: KECA-Ringkernsensor

ABB-SensorensindandieMess-undSchutzgerätemitabgeschirmten Kabeln und Steckern angeschlossen, wodurch ein hohes Mass an Sicherheit vor elektromagnetischen Störungen gewährleistet wird.DieGenauigkeitdieserSensoren,einschließlichderVerdrahtung, wird geprüft und getestet, sodass präzise InformationenbiszumAuswertegerätsichergestelltsind.DarüberhinausermöglichtdieAnwendungvonABB-SensorenundABB-RelaisdieGenauigkeitdesGesamtsystemszugewährleisten, d. h. die Genauigkeit der gesamten Messkette = Sensoren zusammen mit einem IED zu gewährleisten, besser als 1 % zu sein.

Vorteile der SensorenAufgrunddeslinearenVerhaltensunddembreiten,dynamischen Bereich handelt es sich bei Sensoren um wesentlichmehrstandardisierteGeräte(verglichenzuzueinerAnzahlunterschiedlicherAusführungenvonStrom-undSpannungswandlern).AusdiesemGrundistesvieleinfacher,diepassendeAusführungauszuwählen(sievereinfachtPlanungsleistugnen),waszudemzueinerReduzierungderErsatzteileaufderAnwenderseiteführenkönnte.Ein deutlich verringerter Stromverbrauch während des Betriebs von Sensoren aufgrund vernachlässigbarer Verluste,diedurchSensoreneingebrachtwerden(keinEisen=keineHystereseverluste;geringererWindungs-undvernachlässigbarerAusgangsstrom=kleineVerlustebeiderSensorwindung) führt zu enormen Einsparungen in Bezug auf die Verlustenergie und einen minimierten Temperaturanstieg (wodurchdieTemperaturbedingungenunddieAlterunginnerhalbderAnwendungverbessertwird).Esführtzudemzu wesentlich leichteren Geräten, deren Gewicht nur einen Bruchteil dessen beträgt, was konventionelle Strom- oder Spannungswandleraufweisen.AusdiesemGrundsindkeine speziellen Maschinen/Geräte erforderlich, um diese zu befördern, und die Transportkosten können niedriger ausfallen.DerschnelleAnschlussderSensorenanIEDsohneWerkzeuge und Materialien vereinfacht und reduziert den Montageaufwand.

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9. Messsensoren

Abbildung 23: Arbeitsprinzip der Rogowskispule

StromsensorDerStromsensorbasiertaufdemRogowskispulen-Prinzip.EineRogowskispulearbeitetinderselbenWeisewiediekonventionellen Eisenkern-Stromwandler. Der wesentliche UnterschiedzwischenRogowskispulenundStromwandlernbestehtdarin,dassRogowskispulenwindungenumeinennichtmagnetischen Kern gewickelt sind, anstatt über einen Eisenkern.InfolgedessensindRogowskispulenlinear,dadernichtmagnetischeKernnichtsättigenkann.RogowskispulenproduziereneineAusgangsspannung(Us), bei der es sich umeinemaßstabsgerechteZeitableitungdesgemessenenPrimärstroms(Ip) handelt.

DieEinbindungdesAusgangssignalsdesStromsensorserfolgt innerhalb des angeschlossenen IED, um die Informationen über den tatsächlichen Stromwert zu erhalten.

DieAusgangsspannungistum90°vonderWellenformdesPrimärstromsphasenverschoben.

AusdiesemGrundistesfüreinfacheundgrobeInformationenüber das gemessene Stromsignal möglich, Voltmeter mit einer hohen Eingangsimpedanz zu verwenden. Nichtsdestoweniger erfordern genauere und präzisere Informationen unter nicht stationären Bedingungen, dem AnteilunterschiedlicherFrequenzkomponentenoderVerzerrungen der Stromwellenform, die in einem elektrischen Stromversorgungsnetz auftreten, die Integration eines aus einerRogowskispuleaustretendenSpannungssignals.DieseFunktionalität steht bereits in den IEDs zur Verfügung, die vonABBbereitgestelltwerden,wodurcheinesehrgenaueMessungdesPrimärstromsmöglichist.

DieAusgangsspannungeinerRogowskispuleistlinearvonderFrequenzabhängig.DaherbeträgtderNennwertderAusgangsspannung150mVbei50Hzund180mVbei60Hz.SobalddieNennfrequenzimIEDeingestelltwordenist,liefert ein Sensor präzise Informationen über das gemessene Primärstromsignal,unddiesselbstfürunterschiedlicheOberschwingungen(keineHystereseverlusteundkeineSättigung ), wodurch eine korrekte Verhalten für alle Schutzfunktionen gewährleistet ist.TheoretischistdasVerhaltendesRogowskispulenausgangsim unbegrenzten dynamischen Bereich des gemessenen Primärstromslinear.EinschränkungeninihrerAnwendungsindinanderenBegrenzungenverursacht,z.B.Applikationsgröße,Festlegungen usw. Eine Spule reicht aus, um den gesamten BereichdererforderlichenPrimärströmeabzudecken,z.B.wurdederTypKECA250B1erfolgreichbiszueinemkontinuierlichenthermischenStromvon2.000Agetestet.DieKEVCD-SensorbauweiseenthälteinenPrimärleiter.Aufgrunddieser Tatsache sind daher nur zwei Bauweisen nötig, um den Primärstrombereichvon0bis3.200Aabzudecken.Sie sind konform zu der Norm IEC 60044-8.ip (t) = √2Ip sin(ωt)

us (t) = √2Ip Mωcos(ωt)

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SpannungssensorDerSpannungssensorbasiertaufdemPrinzipdesohmschenSpannungsteilers. Er besteht aus zwei ohmschen Elementen, die das Eingangssignal so weit zerlegen, dass es möglich ist, esanStandard-Niederspannungsmessgeräteanzuschließen.Der wesentliche Unterschied zwischen einem ohmschen Spannungsteiler und einem konventionellen Spannungswandler besteht in ihrem Funktionsprinzip. Im Falle von Spannungswandlern wird die Spannung in der Windung induziert. Im Falle von Spannungsteilern wird die Spannung einfach in Bezug auf die Widerstände der ohmschen Elemente geteilt, wodurch keine Induktion stattfindet.

Abbildung 24: Funktionsprinzip eines ohmschen Spannungsteilers

Die verwendeten Widerstände bestehen aus einem aus stabilem keramischem Material hergestellten Stab, auf dem das spezielle nicht-induktive ohmschen Dekor aufgebracht ist.BeimAusgangssignalhandeltessichumeineSpannung,diedirektproportionalzurPrimärspannungist,sodasskeineEinbindung oder zusätzliche Verarbeitung erforderlich ist.

DasinABB-SensorenangewendeteStandard-Teilungsverhältnis beträgt 10.000:1. Dadurch wird gewährleistet,dassdasAusgangssignalausreichtundfürdieweitere Verarbeitung im IED sicher ist.

Für Informationen über das gemessene Spannungssignal ist es möglich, Voltmeter mit einer hohen Eingangsimpedanz zuverwenden.DennochwirddieVerwendungvonABB-IEDs empfohlen, da diese Verbindung getestet und überprüft worden ist.Ein ohmscher Spannungsteiler besitzt keinen ferromagnetischenKernundkeineWindung.AusdiesemGrundliegtkeinRisikoeinesFerroresonanzphänomensvor, wie im Falle von Spannungswandlern, und es sind für diesen Zweck keine zusätzlichen Bedämpfungsvorrichtungen erforderlich.DieAnwendungderartigerTeilererhöhtdieSicherheit und Zuverlässigkeit des Netzwerks beträchtlich undverbessertinjedemFalldieSicherheitfürdasPersonal.EsbestehtsomitkeinProblemodereineGefahr,fallsdie Sekundärklemmen kurzgeschlossen werden sollten. Des Weiteren kann der Sensor selbst bei Schaltanlagen-SpannungsprüfungenbeiNetzfrequenzangeschlossenbleiben.DerohmscheTeilerarbeitetordnungsgemäßselbstbeiTransienten,beidenenGleichstrom(DC)sowieandereFrequenzkomponentenvorliegen(keinferromagnetischerKern innerhalb des Teilers bedeutet: keine Möglichkeit einer SättigungbeiunterschiedlichenFrequenzen).DiesermöglichteineunverzerrteAuswertungvonTransientensowieeinepräziseAnalysederSchutzfunktionen.AbgesehenvonderMöglichkeit, DC-Komponenten während der Transienten zu messen, gewährleistet ein ohmscher Spannungsteiler zudem auch eine genaue, kontinuierliche DC-Spannungsmessung im Dauerzustand.AufgrunddesLinearverhaltensunddernichtvorhandenenMöglichkeit der Sättigung, reicht ein einzelner Teiler aus, um den Spannungsbereich von 0 bis 24 kV abzudecken. Nichtsdestoweniger müssen im Falle eines Gesamtbereichs-Spannungssensors eventuell weitere mechanischeAnforderungenoderAbmessungen/Abständefür unterschiedliche Spannungspegel in Betracht gezogen werden.FürdiesenFallstehenzweiverschiedeneHöheneinesKEVCD-Sensors zur Verfügung, die zu den Standard-DIN-Abmessungenpassen.DieausgewählteSensorausführungkönnte dann auch für Spannungspegel verwendet werden, dieniedrigeralsdiemaximaleBemessungs-Primärspannungausfallen.Sie sind konform zu den IEC 60044-7-Normen.

up (t) = √2Up sin(ωt)

us (t) = ––––––– √2Up sin(ωt) R2

R1 + R2

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10. Kabelendverschlüsse

KabelendverschlüssefürPolymer-isolierte Kabel von 1 bis 17,5 kVEs ist entscheidend, dass mit der Schaltanlage verbundene Stromkabelordnungsgemäßangeschlossensind.ZudiesemZweckhatABBeinesehrgutePaletteeinfachanzuwendenderProduktefürdieVorbereitungunddenAnschlussvonKabelnentwickelt.MittelspannungskabelsindinderRegelmiteinemLeiterausAluminiumoderKupfer,einerIsolierungausPolymermaterial,einerextrudiertenIsoaltions-Abschirmung,einemmetallischenSchirm,einemArmierung(optional)sowieeinempolymerenAußenmantelversehen.Um sichere und zuverlässige Stromführungseigenschaften zu ermöglichen, ist es erforderlich, eine ausreichende mechanische Verbindung zwischen dem Kabelleiter und derAnschlussschienezuerzielen.ABBbietetmechanischeKabelschuhe an, die so konzipiert wurden, dass sie mittels Schrauben am Kabel angebracht werden können. Zudem ist es entscheidend, das elektrische Feld des Kabels korrekt zuführen,weshalbABBausGummihergestelltekaltzuverarbeitende Endverschlüsse anbietet, die um das Kabel herum aktiv Druck ausüben. Des Weiteren müssen spezielle Erdungssets verwendet werden, wenn das Kabel mit einer anderen Form eines metallenen Schirms als Kupferdrähten versehen ist, um bei möglichen Fehlerströmen das richtige Führenzugewährleisten.DieArmierungdesKabelsmussdasselbe Erdpotential wie der Kabelschirm aufweisen. Daher könnte es erforderlich sein, zusätzliches Verbindungszubehör zu verwenden, das ebenfalls zur Verfügung steht. Detaillierte Informationen können in separaten technischen Informationen über Kabelzubehör eingesehen werden.

Anwendungen und EigenschaftenJenachKabelausführungisteserforderlich,dierichtigeArtvon Kabelzubehör zu verwenden. Wenn Einzelleiterkabel lediglich mit einem Kupferdrahtschirm versehen sind, genügt es, nur einen Kabelschuh und einen Endverschluss zu verwenden,derbzw.diezudertatsächlichenGrößedesKabels passt.Der Vorteil des kalt zu verarbeiteten Zubehörs besteht darin, dasskeineHitzeodereineoffeneFlammefürdasAnbringennotwendigist(mitAusnahmederDichtungenderEinzelleiterder Dreileiter-Kabel). Nachdem das Kabel vorbereitet worden ist, wird der Endverschluss einfach ohne weiteres Werkzeug aufgeschoben. Wird ein Dreileiter-Kabel oder ein Kabel mit KupferbandschirmoderAluminiumfolienschirmbzw.einKabelmitArmierungverwendet,soistzusätzlichesMaterialerforderlich.Ein weiterer sehr wichtiger Faktor ist die richtige Kabelvorbereitung.AuchdafürbietetABBausgezeichneteKabelvorbereitungsgeräte.

Empfohlene KabelendverschlussprodukteDie vorgeformten Kabelendverschlüsse des Typs Kabeldon SOTkönnenbeiallenPolymerkabelnverwendetwerden–ungeachtetihrerAusführungoderihrerLeitergröße.DieSOT10-Form wurde für Kabel mit 7,2 kV konzipiert, während die des Typs SOT 24 12 und 17,5 kV abdecken. Einige wenigeEndverschlussvariantenpassenzueinergroßenBandbreiteanKabelgrößen.ZusätzlichesMaterial,wiez.B.Erdungsbausätze, Endverschlussdichtungen für Dreileiter-Kabel und Schirmpotentialmaterial für Kabelarmierungen werdenauchdurchdieABB-Produktpaletteabgedeckt.SetzenSiesichfürweitereInformationenbittemitIhremABB-Vertriebsmitarbeiter in Verbindung.

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Abbildung 25: ABB-Kabeldon-Kabelendverschluss Typ SOT 10 mit bi-metallischem Kabelschuh Typ SKSB

Abbildung 26: ABB-Kabeldon-Kabelendverschluss Typ SOT 24 mit bi-metallischem Kabelschuh Typ SKSB

Bezeichnung und Größen

Spannungsebene

kV

BezeichnungKabeldon

Durchmesserüber der Isolierungmm

Leitergröße

mm²

7.2 kV 12 kV 17.5 kV

1 – 7.2 SOT 101 10.5 – 15 10 – 35 - -

1 – 7.2 SOT 102 12.9 – 25.8 50 – 150 - -

1 – 7.2 SOT 103 21.4 – 34.9 185 – 300 - -

12 – 17.5 SOT241A 11 – 15 - 10 – 35 -

12 – 17.5 SOT 241 15 – 25 - 50 – 185 50 – 150

12 – 17.5 SOT 242 24 – 39 - 240 – 500 185 - 300

12 - 17.5 SOT 242 B 38 - 54 - 630(**) 630(**)

(**)Kann an Kabeln mit 800 und 1.000 m² angebracht werden, indem Silikongummiband 2342 als Dichtung auf der Oberseite verwendet wird.

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11. Stationsautomatisierung

ABB‘sStromschutzphilosophie DurchLieferungenvonSchutz-IEDs(IntelligentenElektronischen Geräten, engl. Intelligent Electronic Devices) inmehrals70LänderverstehtABBdieAnforderungender verschiedenen Schutzanforderungen als Ergebnis weitreichender lokaler Gesetzgebung, Sicherheitsrichtlinien undPlanungspraktikenambesten.AusdiesemGrundhatABBeineStromschutzphilosophieentwickelt,dienichtnurdiespezifischenBedürfnisseundAnforderungendiverserStromversorgungssysteme bedient, sondern auch ein Gefühl von Vertrauen und Sicherheit für Eigentümer von StromversorgungssystemenundNutzergleichermaßenschafft.DerwesentlicheVerwendungszweckeinesABB-IED-Stromschutzsystems besteht darin, etwaige anormale Stromversorgungssystembedingungen bzw. anormale Betriebskomponenten innerhalb des Stromversorgungssystems zu erkennen. Basierend auf den durch die IED gesammelten Informationen wird das StromschutzsystemKorrekturmaßnahmenindie

Wege leiten, um das Stromversorgungssystem auf seinen normalen Betriebszustand zurückzuführen, oder um den Fehler so zu isolieren, dass eine Beschädigung des StromversorgungssystemsundVerletzungendesPersonalsbegrenzt werden können. Dies bietet ein sicheres Umfeld für alle.Stromschutzsysteme verhindern zwar nicht die Entstehung von Stromversorgungsnetzwerkfehlern, sie wird jedoch nur dann aktiviert, wenn es im Stromversorgungssystem zueinerAnomaliegekommenist.WirdjedochdenzurVerfügungstehendenSchutzfunktionen,diedurchABB-IEDs für die spezifischen Stromschutzanforderungen des Stromversorgungssystems und dessen Komponenten angepasstwerden,sorgfältigRechnunggetragen,liefert dies nicht nur den besten Stromschutz für das Stromversorgungssystem, sondern verbessert zudem auch die Leistung und Zuverlässigkeit des Stromschutzsystems innerhalbdieserIEDs,wodurchdieAuswirkungenvonStromversorgungsnetzwerkfehlern minimiert und die AusbreitungvonAnomalienoderStörungenaufgesundeTeiledes Stromversorgungsnetzwerks verhindert werden.

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Hohe Anforderungen

Ein

spei

sung

sart

IED

-Eig

ensc

haft

en

Standardanforderungen

Einspeisung über beide Enden

Ringleitungseinspeisung

Parallele Einspeisung

Einspeisungen mit dezentraler Energie-erzeugung

Radialeinspeisun-genmit Wiedereinschalt-vorrichtungen/Kupplungsfeldern

Radialein-speisungen

Di-stanzschutz

Einzeiliges Dia-gramm HMI*

Fehlerdiagnosesystem

Überwachung der Stromqualität

Kommunikation

Automatisches Wiederverschließen

Eine Funktion * Benutzerschnitt-stelle

Vorteile eines kompletten StromschutzsystemsSchaltgeschwindigkeit,Anfälligkeit,SelektivitätundZuverlässigkeit bilden die integralen Elemente des Stromschutzsystems und sind zu erwähnen. Es besteht ein enger Zusammenhang zwischen der Schaltgeschwindigkeit des Stromschutzsystems und den Beschädigungen und Gefahren, die durch einen Stromversorgungsnetzwerkfehler verursacht werden. Schaltanlagenautomatisierung bietet Fernsteuerung sowie Überwachungsvermögen, die die Lokalisierung von Fehlern, und somit die Wiederherstellung der Stromversorgung nach einem Fehler beschleunigen. Schnelles Schalten der Stromschutz-IEDs minimiert zudem LadungsspitzenwertenachdemAuftretendesFehlers,diezusammenmitSpannungsabfällendasRisikoeinerAusbreitungderStromversorgungsstörungaufgesundeTeiledes Stromversorgungsnetzwerks auf ein Minimum reduzieren. Die Empfindlichkeit des Stromschutzes muss so hinreichend sein, dass relativ hochwiderstandsfähige Erdsfehler sowie Kurzschlüsse in den entferntesten Teilen des

Stromversorgungsnetzwerks erkannt werden können. Eine zuverlässige Selektivität ist von wesentlicher Bedeutung, um den Verlust der Stromversorgung auf einen so geringen Bereich wie möglich zu begrenzen, und um zu ermöglichen, den anormalen oder fehlerhaften Teil des Stromversorgungsnetzwerks verlässlich lokalisieren zu können.AnschließendkönnenAbhilfemaßnahmenamanormalenoderfehlerhaften Teil des Netzwerks ergriffen, und die Versorgung so rasch wie möglich wiederhergestellt werden.Das Stromschutzsystem muss zudem einen hohen Grad an Zuverlässigkeit aufweisen. Das bedeutet auch, dass in dem Falle, dass beispielweise ein Leistungsschalter nicht mehr ordnungsgemäßfunktioniert,derSicherungsstromschutzdenFehler erkennen und reagieren wird.DieSchaltanlagenautomatisierung(SA)versetztdenBetreiber in die Lage, die perfekte Kontrolle über die Schaltanlage auszuüben. Neben der Tatsache, dass dasSA-SystemdieStromqualitätderStromübertragungund des Verteilungsnetzwerks bei normalem Betrieb verbessert,steigertesinsbesonderedieQualitätderStromübertragung und den zur Verfügung stehenden Strom des Verteilungsnetzwerks in einer Störungssituation, sowie währendeinerSchaltanlagenwartung.EinSA-oderSCADA-System(ÜberwachungssteuerungundDatenerfassung,engl.SupervisoryControlAndDataAcquisition)wandeltden vollen Nutzen einer numerischen Technologie in den Schutz und die Kontrolle von Stromversorgungsnetzwerken um.DieAnschlüssesindeinfacheingestelltunddieStromschutzparameterdenspeziellenAnsprüchendesStromversorgungssystems entsprechend durch einen einfachenundsicherenZugangüberdenArbeitsplatzdesBetreibers konfiguriert.

Einzelfunktions- und Mehrfunktionsanschlüsse RichtigeStromschutzmethodensowieeineumfassendeFunktionalität steigern die Leistung des Stromschutzsystems.Die Definition einer umfassenden Funktionalität variiert mit den AnforderungendesgeschütztenStromversorgungsnetzwerksoder -systems.Während Einzelfunktionsstromschutz-IEDs für einige Netzwerkanwendungen ausreichend sind, benötigen komplexere Stromversorgungsnetzwerke und -systeme erweiterte mehrfunktionalen Stromschutz-IEDs. Einzelfunktionsstromschutz-IEDsumfasseneineReihevonLeistugnsschutzfunktionen für, beispielweise, einen speziellen Einspeiseanwendungstyp.Die wesentlichen Vorteile dieser Stromschutz-IEDs bestehen inderRedundanzsowieimPreis.EinodermehrereEinzelfunktionsstromschutz-IED(s)würde(n)indenmeistenStromschutzanwendungsbereichen ausreichend Schutz bieten.

Abbildung 27: Vergleich zwischen Standard- und Hochanforderungs-Einspeisungen

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AbzweigschutzDie Stromschutzanwendungen können grob in zwei Kategorien eingeteilt werden, nämlich Standardanwendungen (dieeinengrundlegendenstrombasiertenSchutzanwenden)undHochanforderungsanwendungen(dieeinenStrom-undspannungsbasierten Schutz anwenden), sowie zudem die Kombinationen aus beiden.Das ausgewählte Stromschutzschema oder -system muss dieanwendungsspezifischenAnforderungenimHinblickaufAnfälligkeit,SelektivitätundBetriebsgeschwindigkeitdesStromschutzes erfüllen.Die Stromschutzanforderungen werden im Wesentlichen durch die physikalische Struktur des Stromversorgungsnetzwerks oder -systems bestimmt, und in den meisten Fällen können dieAnforderungenmitnicht-direktionalen/direktionalenÜberstromschutz-IEDs erfüllt werden.In Stromversorgungsnetzwerken oder -systemen, die eine komplexere Struktur aufweisen, müssen eventuell erweiterte Stromschutzfunktionen,wiez.B.AbstandsschutzoderLeitungsdifferentialschutz, eingeführt werden.Der Zweck des Über- und Unterspannungsschutzsystems besteht in der Überwachung des Spannungspegels des Netzwerks. Weicht der Spannungspegel während eines festgelegten Zeitraums um mehr als den zulässigen vom Sollwert ab, so wird das Spannungsschutzsystem aktiviert undleitetMaßnahmenein,umdieDauerdieseranormalenBedingung und die durch das Stromversorgungssystem oder dessen Komponenten verursachten daraus resultierenden Belastungen zu begrenzen.UmwesentlicheAusfälleaufgrundvonFrequenzstörungenzu verhindern, sind die Schaltanlagen für gewöhnlich mit Unterfrequenz-Schutz-IEDsausgestattet,dieimGegenzugzahlreiche Stromlastabwurfschemata kontrollieren. Dies sind nur einige wenige Beispiele der wesentlichen Stromschutzfunktionen für Stromeinspeisungen.

AnwendungenundEigenschaftenEntsprechendderAnforderungenkanneingeeigneterIED-Typ so ausgewählt und konfiguriert werden, dass eine GesamtlösungfürverschiedeneAbzweigtypengefundenwerden kann.ImAllgemeinenweichtdieerforderlicheStromschutzfunktiondieserAbzweigtypen,unteranderem,wesentlichinAbhängigkeitvondenEigenschaftenderQuelledesFehlerstromsundderArtdererweitertenFunktionenab,welche zusätzlich erforderlich sein könnten, sodass die grundlegendenAnforderungenderStromschutzanwendungerfüllt werden können.

EmpfohleneProdukteDieempfohlenenProduktefürdenAbzweigsschutzsindTeilderRelion®-ProduktfamiliefürStromschutz-IEDsvonABB.DieseIEDswurdennachvielenJahrenErfahrungausweitreichendenAnwendungs-undFunktionsanforderungenvonABB-KundenaufderganzenWeltentwickelt.DieberühmtenIEDsderRE500-SeriespieltenaucheinewichtigeRollefürdenErfolgvonABBindiesemBereich.Relion®-Produktewurdensokonzipiert,dassdieKernwerte der Norm IEC 61850 umgesetzt werden können.DietatsächlicheRealisierungderIEC61850-Schaltanlagenkommunikationsnorm deckt vertikal sowie horizontal die Kommunikation zwischen IEDs ab.

Abbildung 28: Abgangsschutz und –steuerung REF630

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• Abzweigschutz und –steuerung REF630 liefert den wesentlichen Schutz für Freileitungen und Kabeln von Verteilstationen.REF630istsowohlfürisolierteneutraleNetzwerke als auch Stromversorgungsnetzwerke mit neutraler Widerstands- oder Impedanzerdung geeignet.Vier(4)vordefinierteKonfigurationenstehenzurVerfügung,umdentypischenAnforderungenvonAbzweigschutz-undAbzweigssteuerungsgerechtzuwerden.Die vordefinierten Konfigurationen können als solche verwendet werden, oder das IED kann einfach angepasst bzw. die Funktion mit frei wählbaren Zusatzfunktionen erweitert werden, um dazu beizutragen, eine Feineinstellung des IED vorzunehmen, wodurch selbst den anspruchsvollsten individuellenAnwendungsanforderungengenauRechnunggetragen werden kann.

• Abzweigsschutz und –steuerung REF615 ist ein entsprechendesAbzweigs-IED,dasperfektaufdenSchutz,die Steuerung , die Messung und die Überwachung des Sollwerts sowie der Industrieverteilungsnetze ausgerichtet ist. Es bietet wesentlichen Schutz für Freileitungen, Kabeln und Sammelschienensystemen von Verteilstationen. Es ist sowohl für isolierte neutrale Netzwerke als auch Stromversorgungsnetzwerke mit neutraler Widerstands- oder Impedanzerdung geeignet.

DesWeiterenkanndasREF615durchdieAnwendungdererweiterten interstationären Kommunikationsmöglichkeiten des IED auch für den Schutz von vermaschten sowie Verteilungs-Ringnetzwerken,undvonradialenNetzwerkenverwendet werden.Was den aktuellen Stand anbelangt, so besteht die REF615-SerieausachtStandardkonfigurationen,diesichfürdieüblichstenAbzweigschutz-undAbzweigssteuerungsanwendungensowieIhreStrom-undverfügbarenAbzweigschutzanforderugneneignen.

• Der Abzweigschutz REF610 ist im Wesentlichen fürdenSchutzvonEinspeisungenundAbgängeninVerteilstationen widerstandsgeerdeter und starr geerdeter Stromversorgungssystemevorgesehen.DasREF610eignetsich für den Einsatz in Marine- und Off-Shoreumgebungen. AusgestattetmiteineroptionalenLichtbogenschutzfunktion,bietetderREF610zudemeinenschnellenStations--Sammelschienen-Lichtbogen-Fehlerschutz.DasREF610wirdauch für den Back-up -Schutz von Motoren, Transformatoren und Generatoren verwendet, um die Schutzredundanz in kritischen EVU- und Industrieanwendungen zu steigern.

Abbildung 29: Abzweigschutz und –steuerung REF615 Abbildung 30: Abzweigschutz REF610

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TransformatorschutzDer Netztransformator gehört zu den wichtigsten Komponenten sowie zu den wertvollsten Bestandteilen im Stromverteilungsnetzwerk.AusdiesemGrundhängtdiebesondereBedeutungfürdie Vermeidung von Störungen im Stromverteilungssystem beinahe vollständig von einem funktionierenden Netztransformator ab.ObwohlqualitativhochwertigeNetztransformatorenhöchstzuverlässig sind, treten gelegentlich Isolierungsfehler auf. Diese Fehler, die als Kurzschlüsse und/oder Erdfehler auftreten,verursachenimAllgemeinenschwereSchädenan den Windungen und am Transformatorkern. Die Schadenshöhe ist proportional zur Fehlerabschaltzeit, daher muss der Netztransformator so rasch wie möglich abgeschaltet werden.DerNetztransformatormusszurReparaturineineWerkstatt gebracht werden, wobei es sich um einen sehr zeitaufwändigen Vorgang handelt. Der Betrieb eines Stromversorgungsnetzwerks, bei dem sich der NetztransformatoraußerBetriebbefindet,iststetskompliziert.AusdiesemGrundstellteinNetztransformatorfehlerhäufigeinen schwereren Stromversorgungssystemfehler als ein Leitungsfehler dar, welcher für gewöhnlich schneller behoben werden kann. Es ist extrem wichtig, dass schnelle und zuverlässige Schutzrelais IEDs verwendet werden, umTransformatorfehlerzuerkennenunddieAuslösungeinzuleiten.DieGröße,derSpannungspegelunddieBedeutungdesNetztransformators bestimmen den Umfang sowie die Wahl der Überwachungs- und Schutzvorrichtungen, die zur Begrenzung des Schadens im Falle eines möglichen Fehlers verwendet werden müssen. Wenn sie mit den Gesamtkosten des Netztransformators und den durch einen Netztransformatorfehler verursachten Schäden verglichen werden, sind die Kosten des Stromschutzsystems vernachlässigbar.

EmpfohleneProdukteDiefüreinenAbzweigschutzempfohlenenProduktesindTeilderRelion®-ProduktfamiliefürStromschutzrelais-IEDsvonABB.DieseIEDswurdennachvielenJahrenErfahrungausweitreichendenAnwendungs-undFunktionsanforderungenvonABB-KundenaufderganzenWeltentwickelt.DieberühmtenIEDsderRE500-SeriespieltenaucheinewichtigeRollefürdenErfolgvonABBindiesemBereich.Relion®-Produktewurdenkonzipiert,umdieKernanforderungen der Norm IEC 61850 umsetzen zu können. Die tatsächliche Umsetzung der IEC 61850-Schaltanlagenkommunikationsnorm deckt vertikal sowie horizontal die Kommunikation zwischen IEDs ab.

Abbildung 31: Transformatorschutz und –steuerung RET630

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Abbildung 32: Transformatorschutz und -steuerung RET615

• Transformatorschutz und -steuerung RET630 ist ein umfassendes Transformatormanagement-IED für den Schutz, die Steuerung, die Messung und die Überwachung von Netztransformatoren,Block-undAufspanntransformatoreneinschließlichStromerzeugungstransformatorblöckenin Energieversorgungs- und Industriestromverteilungsnetzwerken. Es bietet einen wesentlichen Schutz für zweipolige Netztransformatoren und Stromerzeugungstransformatorblöcke.Zwei(2)vordefinierteKonfigurationenstehenzurVerfügung, um Ihren typischen Transformatorschutz- und Transformatorsteuerungsspezifikationen gerecht zu werden.Die vordefinierten Konfigurationen können als solche verwendetwerden,oderdasIEDkannaufeinfacheArtundWeise angepasst bzw. seine Funktionen mit frei wählbaren Zusatzfunktionen erweitert werden, um dazu beizutragen, eine Feinabstimmung des IED vorzunehmen, wodurch selbst den anspruchsvollstenindividuellenAnwendungsanforderungenRechnunggetragenwerdenkann.

• Transformatorschutz und -steuerung RET615 ist ein zweckbestimmtes Transformatorschutz- und steuerungsrelais-IED für zweipolige Netztransformatoren, Block-undAufspanntransformatoreneinschließlichStromerzeugungstransformatorblöcken in Energieversorgungs- und Industriestromverteilungsnetzwerken.RET615bietetacht(8)Standardkonfigurationen,umverwendeten Transformator-Sternpunkt- Erdungsprinzipien mit entweder hochohmigen oder niederohmigen Erdfehlerschutzschemata gerecht zu werden. Die Stromwandler-Übersetzungsverhältnisunterschiede und -PhasenverschiebungenallerallgemeinverwendetenNetztransformatorvektorgruppen sind numerisch kompensiert. RET615bietetzudemeineVorOrt-oderFernsteuerungdes hochspannungsseitigen Leistungsschalters des Transformators.

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MotorschutzVom Motorschutz wird allgemein erwartet, dass er einen Schutz vor Überstrom, Unsymmetrie, Erdehlern und Kurzschlüssen bietet. Das zentrale Thema bei Motoren ist jedoch der thermischer Schutz, da eine Überhitzung für den MotordiegrößteGefahrdarstellt.Motoren müssen nicht nur gegen elektrische Fehler geschützt werden,sondernauchgegenjeglichenunsachgemäßenGebrauch.DieLösungenvonABBkonzentrierensichauf einen erweiterten thermischen Schutz, der eine unsachgemäßeNutzungderMotorenverhindert.Derthermische Überlastschutz ist erforderlich, um den Motor sowohl gegen kurz- als auch lang-anhaltende Überlastungen zu schützen. Daher ist er für die Leistung des Motors von größterWichtigkeit.DieÜberlastungkurzerDauerereignensichvorallembeimAnlassendesMotors.EinunsachgemäßerBetriebeineslaufendenMotorsbeschädigtnichtzwangsläufigdieAusrüstung,verkürztjedochderenLebensdauer.AusdiesemGrundschützteinzuverlässiges und vielseitiges Motorschutzsystem den Motor nicht nur, sondern verlängert auch dessen Lebensdauer, was wiederumdazubeiträgt,dieRentabilitätIhresMotorantriebszu verbessern.

EmpfohleneProdukteDiefüreinenAbzweigschutzempfohlenenProduktesindTeilderRelion®-ProduktfamiliefürStromschutzrelais-IEDsvonABB.DieseIEDswurdennachvielenJahrenErfahrungausweitreichendenAnwendungs-undFunktionsanforderungenvonABB-KundenaufderganzenWeltentwickelt.DieberühmtenIEDsderRE500-SeriespieltenaucheinewichtigeRollefürdenErfolgvonABBindiesemBereich.Relion®-Produktewurdensokonzipiert,dassdieKernanforderungen der Norm IEC 61850 umgesetzt werden können. Die tatsächliche Umsetzung der IEC 61850-Schaltanlagenkommunikationsnorm deckt vertikal sowie horizontal die Kommunikation zwischen IEDs ab.

• Motorschutz und -steuerung REM630 ist ein umfassendes Motormanagementschutzrelais-IED für den Schutz, die Steuerung, die Messung und die Überwachung vonmittelgroßenundgroßenAsynchronmotoreninMittelspannungs-Industrienetzen.DasREM630gehörtzurRelion®-ProduktfamilievonABBundistBestandteilseiner630-Produktserie,diesichdurchihre komfortable Funktionsplanprogrammierung sowie ihre flexible Konfigurierbarkeit auszeichnet. Zudem bietet sie notwendige Steuerungsfunktionen, die für den Betrieb von Motorabgangsfeldern in der Industrie erforderlich sind.

Abbildung 33: Motorschutz und -steuerung REM630 Abbildung 34: Motorschutz und -steuerung REM615

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Abbildung 35: Motorschutz REM610

REM630bietetdenHauptschutzfürAsynchronmotorenunddendazugehörigenAntrieben.DasMotormanagement-SchutzrelaisIEDwurdefürmittelgroßeundgroßeAsynchronmotorengesteuertvonLeistungsschalternunVakuumschützenfürvielfältigeAntriebsanwendungenkonzipiert,wiez.B.MotorantriebefürPumpen,Gebläse, Kompressoren, Mühlen, Walzwerken, Zerkleinerungsmaschinen usw. Die vordefinierte Konfiguration kannverwendet,oderaufeinfacheArtundWeiseangepasstbzw. mit Zusatzfunktionen erweitert werden. Damit kann beim Motormanagement-Schutzrelais -IED eine Feinabstimmung vorgenommen werden, die genau den spezifischen AnforderungenIhrerbestehendenAnwendunggerechtwird.

• Motorschutz und -steuerung REM615 ist ein perfekt angepasstes Motorschutzrelais-IED, für den Schutz, die Steuerung, die Messung sowie die Überwachung von AsynchronmotoreninderFertigungs-undProzessindustrie.REM615wirdtypischerweisemitLeistungsschalter-oderVakuumschütz-gesteuertenHochspannungsmotorensowieVakuumschütz-gesteuertenmittelgroßenundgroßenNiederspannungsmotorenineinerVielzahlvonAntriebenverwendet.REM615stehtindrei(3)Standardkonfigurationen,einschließlichallerBasisotorschutzfunktionen,Spannungsschutzfunktionen sowie Strom- und Energiemessverfahren,zurVerfügung.AuchdieVor-Ort-oderStart-/Stopp-Fernsteuerung des Motors wird erleichtert.

• Das Motorschutzrelais REM610 ist ein Motorschutzrelais-IED für den Schutz, die Messung und die Überwachung von mittelgroßenundgroßenNiederspannungs-AsynchronmotorensowiekleinenundmittelgroßenHochspannungs-AsynchronmotoreninderFertigungs-undProzessindustrie.DasREM610-IEDkannsowohlmitLeistungsschalter-alsauch Vakuumschütz- gesteuerten Motorantrieben in einer VielzahlvonAnwendungenverwendetwerden.ErweitertmiteineroptionalenZusatzkartefürRTD-Sensorenoder Thermistor-Elemente kann das IED für eine direkte Temperaturmessung kritischer Motorkomponenten, wie z.B.LagerundWindungen,Anwendungfinden.Eswirdzudem für den Schutz von Kabelabgangsfeldern und Verteilungstransformatorengenutzt,dienebeneinemPhasen-Überstromschutz, einem Erdfehlerschutz sowie einem PhasenunsymmetrieschutzauchvoneinemthermischenÜberlastschutz profitieren.

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SpannungsschutzREU615istindenStandardkonfigurationenAundBerhältlich,diefürzweiderhäufigstenAnwendungendesIEDgedacht sind.DieA-KonfigurationdesREU615istfürSpannungs-undFrequenzschutzanwendungeninEnergie-undIndustrienetzenund-undStromverteilungssystemen,einschließlichNetzwerken mit einer dezentralen Stromerzeugung, vorkonfiguriert.DieA-KonfigurationdesREU615wurdekonzipiert,uminMittelspannungsschaltanlagensystemen mit einem separaten MessfeldAnwendungzufinden.DieA-KonfigurationdesREU615bietetÜber-undUnterspannungsschutz für die Sammelschiene sowie Frequenz-undRestspannungsüberwachungdesNetzes.Die B-Konfiguration ist für eine automatische Spannungsregelung vorkonfiguriert. Beide Konfigurationen dienen zur Leistungsschaltersteuerung und bieten Mess- und Überwachungsfunktionen. Die B-Konfiguration des REU615,verfügtüberSpannungsregulierungsmethodenundist auf automatische und manuelle Spannungsregulierung von Leistungstransformatoren, welche mit einem motorangetriebenen unter Last schaltbaren Stufenschalter ausgestattet sind, ausgerichtet.REU615isteinMitgliedderRelion®-Schutz- und -Steuerungs-ProduktfamilievonABBsowiederen615-Produktserie.Die IEDs aus der 615-Serie zeichnen sich durch ihre Kompaktheit sowie ihre Einschubtechnik aus. Grundlegend überarbeitet, wurde die neue 615-Serie so konstruiert, dass sie alle Möglichkeiten der IEC 61850-Norm für die Kommunikation und die Kompatibilität zwischen Stationsautomatisierungsgeräten freisetzt.

LichtbogenschutzEin elektrischer Störlichtbogenkurzschluss in einer SchaltanlagewirdinderRegeldurcheinenindasSchaltfeldeindringenden Fremdkörper oder einen Komponentenfehler verursacht. Der Störlichtbogen erzeugt eine explosionsartige Hitze-undDruckwirkung,dieinderRegelenormeVerletzungendesPersonalssowieBeschädigungenanderSchaltanlage verursacht.EinadäquatesLichtbogenschutzsystemschütztIhreSchaltanlage gegen Störlichtbogenfehler, indem die Brenndauer des Störlichtbogens minimiert und auf diese WeiseübermäßigeHitzeeinwirkungenundSchädenverhindertwerden. Es reduziert Materialschäden auf ein Minimum und ermöglicht eine reibungslose und sichere Wiederherstellung Stromverteilung. Das System kann zudem schon Kostenvorteile mit sich bringen, bevor ein Störlichtbogenfehler überhaupt auftritt. Da eine ältere Schaltanlage anfälliger für Störlichtbogenfehler ist, wird ein Lichtbogenschutzsystem die Lebensdauer ihrer Schaltanlage effektiv verlängern und mehr ausihrerInvestitionmachen.Aberwasnochvielwichtigerist: Diese Technologie kann sogar dazu beitragen, Leben zu retten.

Abbildung 36: Spannungsschutz REU615 Abbildung 37: Lichtbogenschutz REA 101 mit Erweiterungen REA 103, REA 105 und REA 107

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AnwendungenundFunktionenZu den Ursachen einer Lichtbogenbildung können Isolationssfehler, Gerätefehlbedienung, defekte Sammelschienen- oder Kabelverbindungen, Überspannung, Korrosion, Verunreinigungen, Feuchtigkeit, Ferroresonanz(Messwandler)alsauchAlterungaufgrundelektrischer Beanspruchung zählen. Die meisten dieser StörlichtbogenfehlerquellenkönntendurcheineausreichendeWartung verhindert werden. Doch trotz der getroffenen VorsichtsmaßnahmenkönnenauchmenschlicheFehlerzuStörlichtbogenfehlern führen.Die Zeit ist ein kritischer Faktor, wenn es darauf ankommt, die AuswirkungeneineselektrischenStörlichtbogenszuerfassenund zu minimieren. Ein Störlichtbogenfehler, der 500 ms anhält,kannschwereSchädenanderAnlageverursachen.Beträgt die Brenndauer des Störlichtbogens weniger als 100 ms, fällt der Schaden häufig geringer aus. Ist der Störlichtbogen jedoch bereits in weniger als 35 ms erloschen, sind seine Wirkungen kaum wahrnehmbar.ImAllgemeinsindangewandteSchutzrelais-IEDsnichtschnell genug, um sichere Fehlerbeseitigungsdauern bei Störlichtbogenfehlern zu gewährleisten.Die Betriebszeit des Überstromschutzrelais-IED, das den Einspeise-Leistungsschalter steuert, kann beispielsweise aus Selektivitätsgründen mehrere hundert Millisekunden verzögert werden müssen.Diese Verzögerung kann vermieden werden, indem ein Lichtbogenschutzsystem eingebaut wird. Die Gesamtzeit für die Störungsbeseitigung kann auf maximal 2,5 ms plus der Kontaktschaltzeit des Leistungsschalters reduziert werden.Darüber hinaus können bei Fehlern im Kabelanschlussraum dieAWEdurchdenEinsatzeinesLichtbogenschutzesbeseitigt werden.

EmpfohleneProdukte• Das Lichtbogenschutzsystem REA 101 mit seinen ErweiterungseinheitenREA103,REA105undREA107wurde so konzipiert, dass es für den Schutz von luftisolierten Mittel- und Niederspannungsschaltanlagen eingesetzt werden kann.DerZentraleinheitstypREA101funktioniertunabhängigoderzusammenmitanderenREA101-Einheiten.REAistdas schnellste Lichtbogenschutzsystem auf dem Markt, das Auslösezeitenbiszulediglich2,5msbietet.REAistmiteinemschnellintegriertenÜberspannungs-Messelement ausgestattet und arbeitet somit unabhängig von anderenAbzweig.Schutzgeräten.DieREF615-undREF610-Abzweigschutzrelais-IEDsumfassen eine optionale Störlichtbogenschutzfunktion fürdas Abgangsfeld.

Abbildung 38: Typischer Aufbau mit REA 101 und den Untereinheiten 103

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Stationsautomatition COM600Bei COM600, dem Stationsautomationsgerät von ABB,handeltessichumeineAll-in-One-LösungfürKommunikationseingänge,Automatisierungsplattformenund Benutzerschnittstellen für EVU- und Industrie Verteilungsstationen.Die Gateway-Funktionen liefert eine nahtlose IEC 61850-Konnektivität zwischen Schaltanlagenschutzrelais -IEDs sowie Steuer- und Betriebsführungssystemen auf Netzwerkebene.DieAutomatisierungsplattformmitihremLogikprozessormacht COM600 zu einer flexiblen Umsetzungsplattform fürAutomatisierungsaufgabenaufSchaltanlagenebene.Wie eine Benutzerschnittstellenlösung integriert COM600 Internettechnologie-basierte Funktionen, die den Zugang zu Schaltanlagengeräten und -prozessen über eine Internetbrowser-basierteMensch-Maschine-Schnittstelle(engl.HumanMachineInterface,HMI)bietet.

ProduktDie Stationsautomation COM600 bietet eine Internetserver-Funktion, die eine Mensch-Maschinen-Schnittstelle (eng.HumanMachineInterface,HMI)fürlokaleSchaltanlagenüberwachung und -steuerung zur Verfügung stellt. Eine sichere Kommunikation ermöglicht jedem autorisiertenBenutzermiteinemStandard-PCundeinemInternetbrowserdenZugangzurSchaltanlagen-HMIüberdasInternetoderperLAN/WAN.WirdeinLaptop-ComputerlokalandasSchaltfeldangeschlossen,erhältmaneineHMIfür die umfassende Überwachungs- und Steuerfunktionen auf Schaltanlagenebene.Die Stationsautomation COM600 bietet zudem Gateway-FunktionenzurAbbildungvonDatenundSignalenzwischender Schaltanlage und übergeordneten Systemen, wie z. B. SCADAoderDSC.Die COM600 wurde für eine reibungslose, auf vorkonfigurierten Lösungen basierende Systemintegrierung und Kompatibilität konstruiert,wobeiVerbindungspaketefürIEDsvonABBverwendet werden.

Abbildung 39: Stationsautomation COM600

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DISTRIBUTEDCONTROLSySTEM

EMS/SCADA

WAN

REF610 REF610 REF615 REF615REF601

GPS

LAN1

FERN-EINGANGS-

ENGINEERING

Ethernet-Switch

Ethernet-Switch

OPCClient/Server

SerielleProtokolle(DNP3,IEC60870-5-101)

TCP/IC-Protokolle(IEC61850,DNP3,

Modbus®)

SerielleProtokolle(Modbus®)

Sekundäre Verteileranlage

AnwendungundFunktionenMit ihrem kompakten und robusten Design ist die COM600 gut an raue Umgebungen angepasst. Durch ihr Gehäuse erfülltsiedieIP4x-SchutzartundenthältkeinebeweglichenTeile,dieVerschleißbzw.Abnutzungunterliegen.DieCOM600basiert auf einer eingebetteten Technologie für Langlebigkeit und maximale Verwendbarkeit. Die Funktionen und kompakten AbmessungenderCOM600ermöglichenes,sieaufeinfacheArtundWeiseindenNiederspannungsraumdermeistenUniGear-Schaltfelder einzubauen. Die COM600 ist sowohl für Industrie-alsauchEVU-Anwendungengeeignet.DieCOM600integrierteineOPC-Serverfunktion,diefüralleInformationen einer Schaltanlage eine Eingangsschnittstelle liefert, und die IEC 61850-Unterstützung ermöglicht die Verbindung und nahtlose Kommunikation mit anwendungsspezifischenAnlagenausstattung.

Die COM600 wird vollkommen der Norm IEC 61850 für eine Verteilungsautomationgerecht.AufdieseWeisebietetsieeinevollständige Kompatibilität mit allen IEC 61850-konformen IEDs, Geräten und Systemen, die die Konstruktion sowie die Inbetriebnahme des Systems erleichtert.DieInbetriebnahmederIEDsvonABBistanhandderUnterstützung durch das einzigartige Verbindungspaketkonzept vonABBganzeinfach,welchesdieSystemkonfigurationerleichtertunddasRisikovonFehlernbeiderSystemintegrierung verringert, wodurch die Gerätekonfiguration sowiedieRüstzeitenaufeinMinimumreduziertwerden.

Für ausführlichere Informationen stehen die technischen sowiedieProduktleitfädenfürdieCOM600unterfolgenderInternetadresse zur Verfügung:http://www.abb.com/substationautomation

Abbildung 40: Überblick über ein System, das eine Stationsautomation COM600 verwendet

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AnwendungREF RED REM RET REU REX REA

610 615 630 54_ 542+ 615 610 615 630 54_ 615 630 54_ 610 615 521 10_

Spannungsschutz • • • • • • •¹ •

Abzweig-Applikation(Einspeisungund/oderAbgang) • • • • • • s • •

AnspruchsvolleAbzweig-Applikation • • • •

Transformator-Applikation • • s • • • •²

AnspruchsvolleTransformatorapplikation • •

Motorschutz • • • • • • •

AnspruchsvollerMotorschutz • • •

Generator- und Synchronmotorschutz • •

Abstandsschutz • • •

Leitungsdifferentialschutz • •

Reserveschutz • • •

Lichtbogenschutz o o o o o •

Kommunikationsprotokolle

IEC61850-8-1 o • • •* •* • •* • • •* • • •* o • •*

IEC60870-5-103 • • • • • • • • • • • •

DNP3.0 • • • • • • • • • • • • • •

SPA • • • • • • • •

LON • • •* • • •

Modbus • • • • • • • • • • • • •

Profibus o •* •* •* •* •* • •* •* o •* •*

Zusätzliche Funktionen

Fehlerortung • • •

AutomatischerWiedereinschaltung(AWE) 3Anläufe 5Anläufe 2Anläufe 5Anläufe 5Anläufe o(5Anläufe) 5Anläufe 5Anläufe

Kontrolle des Stufenschalters unter Last • •

Störungsaufzeichnung • • • • • • • • • • • •² •

EntnahmefähigerAuslösemechanismus • • • • • • • •

HMI-Einstrichschaltbild** • • • • • • • • • • • •

Vor Ortsteuerung • • • • • • • • • • • • • • • •

Fernsteuerung • • • • • • • • • • • • • • •

Zustandsüberwachung • • • • • • • • • • •

Stromqualitätsüberwachung • •

Analogeingänge(Spannungs-/Stromwandler) -/4 9/8 -/5 -/4 -/5 4/5 -/7 3/9 4/- -/3

Sensoreingänge • • • • • •

Binäreingänge / -ausgänge 5/8 18/13 32/27 42/24**** 18/13 5/8 12/10 32/27 14/13 32/27 5/8 1/3

RTD***/mAEingänge 8 / - 6 6 / - 6/2 8 / - 6 / 2 8 / - 6 / 2²

mAAusgänge o(4) o(4)

*MitSchnittstellen-Protokollkonverter

**HMI–Mensch-Maschine-Schnittstelle(engl.HumanMachineInterface)

***RTD-RTD–OhmscherTemperaturdetektor

****27,wennAusgängestatischeAusgängesind

1) REU615mitA-KonfigurationfürSpannungs-undFrequenzschutz

2) REU615mitB-KonfigurationfürStufenschalter-Steuerung

o = optional

s = Sekundärverteliungsanwendung


AuswahltabellefürRelais

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AnwendungREF RED REM RET REU REX REA

610 615 630 54_ 542+ 615 610 615 630 54_ 615 630 54_ 610 615 521 10_

Spannungsschutz • • • • • • •¹ •

Abzweig-Applikation(Einspeisungund/oderAbgang) • • • • • • s • •

AnspruchsvolleAbzweig-Applikation • • • •

Transformator-Applikation • • s • • • •²

AnspruchsvolleTransformatorapplikation • •

Motorschutz • • • • • • •

AnspruchsvollerMotorschutz • • •

Generator- und Synchronmotorschutz • •

Abstandsschutz • • •

Leitungsdifferentialschutz • •

Reserveschutz • • •

Lichtbogenschutz o o o o o •

Kommunikationsprotokolle

IEC61850-8-1 o • • •* •* • •* • • •* • • •* o • •*

IEC60870-5-103 • • • • • • • • • • • •

DNP3.0 • • • • • • • • • • • • • •

SPA • • • • • • • •

LON • • •* • • •

Modbus • • • • • • • • • • • • •

Profibus o •* •* •* •* •* • •* •* o •* •*

Zusätzliche Funktionen

Fehlerortung • • •

AutomatischerWiedereinschaltung(AWE) 3Anläufe 5Anläufe 2Anläufe 5Anläufe 5Anläufe o(5Anläufe) 5Anläufe 5Anläufe

Kontrolle des Stufenschalters unter Last • •

Störungsaufzeichnung • • • • • • • • • • • •² •

EntnahmefähigerAuslösemechanismus • • • • • • • •

HMI-Einstrichschaltbild** • • • • • • • • • • • •

Vor Ortsteuerung • • • • • • • • • • • • • • • •

Fernsteuerung • • • • • • • • • • • • • • •

Zustandsüberwachung • • • • • • • • • • •

Stromqualitätsüberwachung • •

Analogeingänge(Spannungs-/Stromwandler) -/4 9/8 -/5 -/4 -/5 4/5 -/7 3/9 4/- -/3

Sensoreingänge • • • • • •

Binäreingänge / -ausgänge 5/8 18/13 32/27 42/24**** 18/13 5/8 12/10 32/27 14/13 32/27 5/8 1/3

RTD***/mAEingänge 8 / - 6 6 / - 6/2 8 / - 6 / 2 8 / - 6 / 2²

mAAusgänge o(4) o(4)

44

Einpolige Darstellung typischer Schaltfelder

12. Typische Schaltfelder

IF - Einspeisung/Abgang

Aus

fahr

bar

RM - Hochführung mit MessungBT - Kupplung R - Hochführung

M - Messung IFD - Sammelschienenanschlussfeld IFDM - Sammelschienenan-schlussfeld mit Messung

Aus

fahr

bar

Aus

fahr

bar

45

Einstrichschaltbild der Sammelschienenapplikationen

Spannungswandler Erdungsschalter

Graphische Symbole

Leistungsschalter Schiene Buchse und Stecker

SicherungSpannungswandler Stromwandler

Sammelschienenanschluss

Erdung

Kabelanschluss

Standardkomponenten Zubehör AlternativeLösungenLegende für Komponenten

46

13. Technische Daten

(1)DieHöhedesSchaltfeldesergibtsichausderHöhedesNiederspannungsraums,dieindenVersionen705und1100mmverfügbarist.(2)AndereLösungenstehenzurVerfügung.SetzenSiesichbittemitIhremABB-VertriebsmitarbeiterinVerbindung

Tiefe(mm) 1340

Höhe(mm) 2200/2595(1)

HöhemitDruckentlastungskanal(mm) 2675(2)

Breite(mm) 550

Nennstrom(A) – 630 1250

IF Einspeisung/Abgang

M Messung

BT Kupplung

R Hochführung

RM HochführungmitMessung

IFD Sammelschienenanschluss

IFDM Sammelschienenanschluss mit Messung

DF Lasttrennschalterfeld

SchaltfeldräumeA LeistungsschalterraumB SammelschienenraumC KabelanschlussraumD NiederspannungsraumE Druckentlastungskanal

Breite Tiefe

Höh

e

Höh

emitDrucken

tlastun

gskana

l

Schaltfelder:...12kV-17,5kV,...31,5kA

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0327

-Rev.B-,de-Tech

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3-10

-(UniGea

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Mittelspannungsprodukte UniGear 550 12 - 17,5 kV ......6 2. Luftisolierte Schaltanlage 10 3....

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