Maschinenschutz / 7UM61 - Automation-Berlin Kunz GmbH · Motor Asynchron Funktionsumfang Standardversion und zusätzlich: • Anlaufzeitüberwachung für Motoren • Wiedereinschaltsperre

Maschinenschutz / 7UM61Multifunktionaler Maschinenschutz SIPROTEC 4 7UM61

11/3Siemens SIP · Edition 6

Beschreibung

Die Geräte der Baureihe SIPROTEC 4 7UM61 sind mehr als nur Schutzgeräte. Sie bieten darüber hinaus zahlreiche Zusatzfunkti-onen. Bei Erd- oder Kurzschlüssen, Überlast, Überspannung oder Unter- / Überfrequenz sichern sie den Betrieb von Anlagen zur Energieerzeugung. Die Schutzeinrichtung SIPROTEC 4 7UM61 ist ein kompaktes Gerät, das speziell für den Schutz von kleinen bis mittleren Generatoren ausgelegt und entwickelt worden ist. Die Geräte verfügen über alle erforderlichen Schutzfunktionen und eignen sich insbesondere für den Schutz von

– Laufwasser- und Pumpspeicherkraftwerken

– Blockheizkraftwerken

– Eigenerzeugungsanlagen unter Nutzung regenerativer Energien wie Wind oder Biogase

– Energieerzeugung mit Dieselgeneratoren

– Gasturbinenkraftwerken

– Industriekraftwerken

– konventionellen Dampfkraftwerken.

Auch für den Schutz von Synchron- und Asynchronmotoren können die Geräte eingesetzt werden.

Dank der integrierten, anwenderprogrammierbaren Logikfunk-tionen CFC (Continuous Function Chart) kann der Anwender fl exibel und komfortabel auf die jeweiligen Anlagenbedingun-gen und wechselnden Anforderungen eingehen.

Funktionsübersicht

Basisversion

• Ständererdschlussschutz

• Empfi ndlicher Erdstromschutz

• Ständerüberlastschutz

• Überstromzeitschutz (abhängig oder unabhängig)

• Unabhängiger Überstromzeitschutz, gerichtet

• Unter- / Überspannungsschutz

• Frequenzschutz

• Rückleistungsschutz

• Übererregungsschutz

• Einkopplungen.

Standardversion

Funktionsumfang Basisversion und zusätzlich:

• Vorwärtsleistungsüberwachung

• Untererregungsschutz

• Schiefl astschutz

• Leistungsschalter-Versagerschutz.

Vollversion

Funktionsumfang Standardversion und zusätzlich:

• Zuschaltschutz

• 100 % Ständererdschlussschutz mit 3. Harmonischer

• Impedanzschutz

Motor Asynchron

Funktionsumfang Standardversion und zusätzlich:

• Anlaufzeitüberwachung für Motoren

• Wiedereinschaltsperre (ohne Untererregungsschutz)

Überwachungsfunktionen

• Auslösekreisüberwachung

• Fuse Failure Monitor

• Betriebsmesswerte U, I, f, …

• Energiezählwerte Wp, Wq

• Betriebsstundenzähler

• Selbstüberwachung

• 8 Störschriebe.

Kommunikationsschnittstellen

• Systemschnittstelle– Protokoll IEC 60870-5-103 – PROFIBUS DP– MODBUS RTU– DNP 3.0.

Abb. 11/1 Multifunktionaler Maschinenschutz SIPROTEC 4 7UM61

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Maschinenschutz / 7UM61Anwendungsbereich

11/4 Siemens SIP · Edition 6

Anwendungsbereich

Die Schutzgeräte 7UM6 der Gerätefamilie SIPROTEC 4 sind multifunktionale Kompakt-geräte, die für kleine bis mittlere Energie-erzeugungsanlagen entwickelt worden sind. Sie verfügen über alle erforderlichen Schutzfunktionen und eignen sich insbe-sondere für den Schutz von

– Laufwasser- und Pumpspeicherkraft-werken

– Blockheizkraftwerken

– Eigenerzeugungsanlagen unter Nutzung regenerativer Energien wie Wind oder Biogase

– Energieerzeugung mit Diesel-generatoren

– Gasturbinenkraftwerken

– Industriekraftwerken

– konventionellen Dampfkraftwerken.

Sie können auch als Schutz von Motoren und Transformatoren eingesetzt werden.

Zahlreiche weitere Zusatzfunktionen helfen dem Anwender bei der wirtschaft-lichen Betriebsführung und zuverlässigen Energieversorgung. Messwerte bilden die aktuellen Betriebszustände ab. Gespei-cherte Zustandsanzeigen / Meldungen und die Störschreibung unterstützen die Störungsaufklärung nicht nur bei Fehlern im Generatorbereich.

Durch Kombination der Geräte lassen sich leistungsfähige Redundanzkonzepte realisieren.

Schutzfunktionen

Zum sicheren Schutz von elektrischen Maschinen sind zahlreiche Schutzfunktio-nen erforderlich. Umfang und Kombina-tion sind von vielen Faktoren, z. B. Maschi-nengröße, Betriebsart, Anlagenkonfi gu-ration, Verfügbarkeitsanforderungen, Erfahrungen und Produktphilosophien geprägt.

Dies führt zu einer Multifunktionalität, die in hervorragender Weise durch Digital-technik realisiert wird.

Um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden, ist der Funktionsmix skalierbar, (siehe Tabelle 11/1). Eine Unterteilung in vier Gruppen erleichtert die Auswahl.

Abb. 11/2 Übersicht

Schutzfunktionen Abkürzung ANSI-Nr. Generator

Basis Stan-dard

Voll Motor async.

Ständererdschlussschutzungerichtet, gerichtet

U0>, 3I0>\(U0, 3I0)

59N, 64G, 67G

Empfi ndlicher Erdstromschutz(auch als Läufererdschlussschutz)

IEE> 50/51GN (64R)

Ständerüberlastschutz I2t 49

Unabhängiger Überstromzeitschutz mit Unterspannungshaltung

I> +U< 51

Unabhängiger Überstromzeitschutz, gerichtet

I>>, P→ 50/51/67

Abhängiger Überstromzeitschutz t = f (I)+U< 51V

Überspannungsschutz U> 59

Unterspannungsschutz U< 27

Frequenzschutz f<, f> 81

Rückleistungsschutz –P 32R

Übererregungsschutz U/f 24

Fuse Failure Monitor U2/U1, I1/I2 60FL

Einkopplungen von Auslösungen (7UM611 / 612)

Einkop. 2/4 2/4 2/4 2/4

Auslösekreisüberwachung (7UM612) Akr. Üw 74TC

Vorwärtsleistungsüberwachung P>, P< 32F

Untererregungsschutz 1/xd 40

Schiefl astschutz I2>, t = f(I2) 46

Leistungsschalter-Versagerschutz Imin> 50BF

Zuschaltschutz I>, U< 50/27

100 % Ständererdschlussschutz mit 3. Harmonischer

U0(3. Harm.) 59TN 27TN (3. Harm.)

Impedanzschutz mit (I>+U<)-Anregung

Z< 21

Anlaufzeitüberwachung für Motoren IStart2t 48

Wiedereinschaltsperre I2t 49 rotor

Externe Temperaturüberwachung über serielle Schnittstelle

ϑ(Thermobox)

38

Frequenzänderungsschutz1) df/dt > 81R

Vektorsprungüberwachung (Spannung)1)

∆φ >

1) Optional verfügbar (siehe auch Bestell-Nr., Stelle 15).

Tabelle 11/1 Funktionsumfang 7UM61

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Maschinenschutz / 7UM61Anwendung, Konstruktiver Aufbau


Abb. 11/3 Rückansicht mit Verdrahtung, Klemmenabdeckung und serieller Schnittstelle

Konstruktiver Aufbau

Die SIPROTEC 4 Geräte haben ein einheitliches Design und eine Funktionalität, die einen qualitativen Maßstab in der Schutz- und Leittechnik setzt. Die Vor-Ort-Bedienung wurde nach ergono-mischen Gesichtspunkten gestaltet. Sehr viel Wert wurde auf große, gut ablesbare Grafi kdisplays gelegt. Das Bedienprogramm DIGSI 4 vereinfacht die Planung und Geräteeinstellung wesent-lich und verkürzt die Inbetriebsetzung.

Die Schutzgeräte gibt es in zwei Ausführungen: 7UM611 in ⅓ 19-Zoll-Breite, 7UM612 in ½ 19-Zoll-Breite. Damit ist der Austausch von Vorgängermodellen jederzeit möglich. Die Höhe beträgt durchgängig über alle Breitenstufungen 243 mm.

Die Verdrahtung erfolgt entweder direkt oder über Ringkabel-schuhe. Alternativ sind auch Ausführungen mit Steckklemmen erhältlich. Damit können vorgefertigte Kabelbäume zum Einsatz kommen.

Beim Schalttafelaufbau befi nden sich die Anschlusselemente als Schraubklemmen oben und unten. Auf den gleichen Seiten sind auch die Kommunikationsschnittstellen angeordnet.

Generator Basis

Ein Anwendungsschwerpunkt liegt bei Kleingeneratoren oder als Reserveschutz bei größeren Geräten. Der Funktionsmix ist auch eine wirksame Ergänzung zum Trafo-Differentialschutz bei parallelgeschalteten Transformatoren. Die Funktionen eignen sich auch zur Netzentkupplung.

Generator Standard

Dieser Funktionsmix wird für Generatorleistungen größer 1 MVA empfohlen. Er eignet sich auch für den Schutz von Synchron-motoren. Eine weitere Anwendung ist der Reserveschutz für größere Blockeinheiten.

Generator Voll

Bei diesem Paket sind alle Schutzfunktionen verfügbar und werden für Generatorleistungen größer als 5 MVA empfohlen. Der Reserveschutz für größere Blockeinheiten ist ebenfalls eine empfohlene Anwendung

Motor Asynchron

Dieser Funktionsmix wird für Motoren bis 1 oder 2 MW empfoh-len. Er bietet einen weiten Frequenzbetriebsbereich ab 11 Hz bis 69 Hz. Wird eine Einspeisung umgeschaltet, passt sich der Schutz an die geänderten Spannungs- und Frequenzverhältnisse an.

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Maschinenschutz / 7UM61Schutzfunktionen


Schutzfunktionen

Unabhängiger Überstromzeitschutz I>, I>> (ANSI 50, 51, 67)

Diese Schutzfunktion umfasst den Kurzschlussschutz für den Generator und den Reserveschutz von vorgeschalteten Einrich-tungen wie Transformatoren oder den Netzschutz.

Eine Unterspannungsstufe bei I> hält die Anregung aufrecht, wenn der Fehlerstrom unter den Ansprechwert fällt. Bei einem Spannungseinbruch an den Generatorklemmen kann das Erregersystem nicht mehr ausreichend versorgt werden. Dies ist einer der gründe, warum der Kurzschlussstrom abklingt.

Die Stufe I>> kann als Schnellauslösestufe ausgelegt sein. Mit der integrierten Richtungsfunktion kann sie für Generatoren ohne Sternpunktstromwandler zum Einsatz kommen (siehe Bild 11/4).

Abhängiger Überstromzeitschutz (ANSI 51V)

Hier sind ebenfalls Kurzschluss- und Reserveschutz integriert. Der Einsatz erfolgt dort, wo der Netzschutz mit stromabhängi-gen Schutzeinrichtungen arbeitet.

Es werden IEC-und ANSI-Kennlinien unterstützt (Tabelle 11/2).

Die Stromfunktion kann über eine Auswertung der Maschinen-spannung gesteuert werden.

Die Ausführung „gesteuert“ gibt die empfi ndlich eingestellte Stromstufe frei.

In der „spannungsabhängigen“ Ausführung wird der Stroman-sprechwert linear mit sinkender Spannung heruntergesetzt.

Der Fuse Failure Monitor verhindert eine Überfunktion.

Ständerüberlastschutz (ANSI 49)

Der Ständerüberlastschutz soll die Ständerwicklungen von Generatoren und Motoren gegen zu hohe dauerhafte Strom-überlastungen schützen. Alle Lastverhältnisse werden durch ein mathematisches Modell bewertet. Grundlage für die Berechnung ist die thermische Wirkung des Stromeffektivwerts. Die Um-setzung entspricht den Richtlinien der Norm IEC 60255-8. Stromabhängig wird automatisch die Abkühlzeitkonstante ver-längert. Wird die Umgebungs- oder Kühlmitteltemperatur über PROFIBUS DP eingekoppelt, so passt sich das Modell automatisch an die Umgebungsbedingungen an, andernfalls wird von einer konstanten Umgebungstemperatur ausgegangen.

Schiefl astschutz (ANSI 46)

Unsymmetrische Strombelastungen der drei Stränge eines Generators führen im Läufer aufgrund des sich bildenden Gegendrehfelds zu einer Erwärmung.

Der Schutz erkennt eine unsymmetrische Belastung von Drehstrommaschinen. Er arbeitet auf Basis der symmetrischen Komponenten und ermittelt die Schiefl ast aus der Gegenkompo-nente der dreiphasigen Leiterströme. Die thermischen Vorgänge werden im Algorithmus berücksichtigt und bilden eine abhän-gige Kennlinie. Außerdem enthält der Schiefl astschutz eine unabhängige Warn- und Auslösestufe, die durch eine Zeitstufe ergänzt wird (siehe Bild 11/5).

Abb. 11/4 Schutzkonzept bei klemmenseitigem Stromwandler

Abb. 11/5 Kennlinie des Schiefl astschutzes

Unterstützte stromabhängige Kennlinien

Kennlinie ANSI / IEEE IEC 60255-3

Invers • •

Mäßig invers •

Stark invers • •

Extrem invers • •

Vollständig invers •

Tabelle 11/2

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Abb. 11/6 Kennlinie des Untererregungsschutzes

Abb. 11/7 Staffelung des Impedanzschutzes

Untererregungsschutz (ANSI 40)

Aus der Generatorklemmenspannung und den Strömen wird der komplexe Leitwert berechnet und entspricht dem Generatorleis-tungsdiagramm (Per-Unit-Darstellung). Der Schutz verhindert Schäden durch Außertrittfallen infolge Untererregung. Die Schutz-funktion bietet drei Kennlinien zur Überwachung der statischen und dynamischen Stabilität. Über Binäreinkopplung wird bei einem Erregerausfall eine schnelle Reaktion des Schutzes erreicht und nach Einkopplung erfolgt eine Kurzzeitauslösung.

Die Kennliniengeraden ermöglichen eine optimale Anpassung des Schutzes an das Generatordiagramm (siehe Bild 11/6). Aus der Per-Unit-Darstellung des Diagramms können die Einstell-werte direkt abgelesen werden.

Die Admittanz wird aus den Mitsystemen der Ströme und Span-nungen berechnet. Dadurch wird auch bei unsymmetrischen Netzverhältnissen eine korrekte Schutzfunktion garantiert.

Weicht die Spannung von der Nennspannung ab, bietet die Admittanzberechnung den Vorteil, dass die Kennlinien in dersel-ben Richtung verlaufen wie das Generatordiagramm.

Rückleistungsschutz (ANSI 32R)

Der Rückleistungsschutz überwacht die Wirkleistungsrichtung und spricht bei Ausfall der mechanischen Energie an, weil dann dem Netz die Antriebsenergie entnommen wird. Diese Funktion kann zur betriebsmäßigen Abschaltung (Folgeabschaltung) von Generatoren verwendet werden, verhindert aber auch Schäden an Dampfturbinen. Die Berechnung der Rückleistung erfolgt aus den Mitsystemen von Strom und Spannung. Unsymmetrische Netzverhältnisse führen deshalb nicht zu einer Beeinträchtigung der Messgenauigkeit. Die Stellung des Schnellschlussventils wird als Binärinformation eingekoppelt. Mit ihr wird zwischen zwei Verzögerungen des Auslösebefehls umgeschaltet. Bei Motor-schutzanwendungen kann das Vorzeichen (±) der Wirkleistung über Parameter geändert werden.

Vorwärtsleistungsüberwachung (ANSI 32F)

Die Überwachung der von einem Generator erzeugten Wirk-leistung kann für dessen An- und Abfahren nützlich sein. Eine Stufe überwacht das Überschreiten eines Grenzwerts, eine andere das Unterschreiten eines weiteren Grenzwerts. Für die Leistungsberechnung werden die Mitkomponenten von Strom und Spannung verwendet.

Impedanzschutz (ANSI 21)

Dieser schnell wirkende Kurzschlussschutz schützt den Gene-rator, den Blocktransformator und ist ein Reserveschutz für das Netz. Er verfügt über zwei einstellbare Impedanzstufen, wobei die erste Stufe zusätzlich über Binäreingang umschaltbar ist. Bei „offenem“ Leistungsschalter kann der Impedanzmessbereich erweitert werden (siehe Bild 11/7). Die Überstromanregung mit Unterspannungshaltung sorgt für eine sichere Anregung und die Schleifenauswahllogik für eine Bestimmung der fehlerbehaf-teten Schleife. Sie ermöglicht auch eine korrekte Messung über den Blocktransformator.

Unterspannungsschutz (ANSI 27)

Der Unterspannungsschutz vergleicht die Mitkomponenten der Spannungen mit den Schwellwerten. Es sind zwei Stufen verfügbar.

Die Unterspannungsfunktion wird für Asynchronmotoren und Pumpspeicheranlagen eingesetzt und verhindert eine spannungs-bedingte Instabilität dieser Maschinen.

Die Funktion kann auch für Überwachungsaufgaben eingesetzt werden.

Überspannungsschutz (ANSI 59)

Dieser Schutz verhindert Isolationsfehler als Folge zu hoher Spannung.

Der Überspannungsschutz wertet entweder die größte Leiter-Lei-ter-Spannung oder die größte Leiter-Erde-Spannung (für Nieder-spannungsgeneratoren) aus. Bei den Leiter-Leiter-Spannungen ist das Messergebnis unabhängig von Nullpunktverschiebungen durch Erdschlüsse. Diese Funktion ist zweistufi g ausgeführt.

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Frequenzschutz (ANSI 81)

Der Frequenzschutz verhindert eine unzulässige Beanspruchung der Betriebsmittel (z. B. Turbine) bei Über- und Unterfrequenz. Er dient auch als Überwachungs- und Steuerungselement.

Die Funktion ist vierstufi g ausgeführt. Die Stufen können als Über- und Unterfrequenzschutz arbeiten. Jede Stufe ist einzeln verzögerbar.

Der Frequenzmessalgorithmus fi ltert auch bei verzerrten Spannungen zuverlässig die Grundschwingungen heraus und führt eine sehr genaue Frequenzmessung durch. Die Frequenz-messung kann über eine Unterspannungsstufe blockiert werden

Übererregungsschutz U/f (ANSI 24)

Der Übererregungsschutz dient zur Erkennung einer unzulässig hohen Induktion (proportional zu U/f) in Generatoren oder Transformatoren, die zu einer thermischen Überlastung führt. Diese kann beim Anfahren, bei Volllastabschaltungen, „schwa-chen“ Netzen oder im Inselbetrieb auftreten. Die abhängige Kennlinie wird mit den Herstellerdaten durch sieben Punkte eingestellt.

Zusätzlich können eine unabhängige Warnstufe und eine Schnellstufe genutzt werden.

Zur Berechnung des U/f-Quotienten wird neben der Frequenz die maximale der drei verketteten Spannungen verwendet. Der überwachbare Frequenzbereich erstreckt sich im Bereich 11 bis 69 Hz.

Ständererdschlussschutz, ungerichtet, gerichtet (ANSI 59N, 64G, 67G)

Bei isoliert betriebenen Generatoren äußert sich ein Erd-schluss durch das Auftreten einer Verlagerungsspannung. Bei Block-schaltung ist die Verlagerungsspannung ein angemessenes, selektives Schutzkriterium.

Sind Generator und Sammelschiene direkt miteinander verbun-den, muss für eine selektive Erdschlusserfassung zusätzlich noch die Richtung des fl ießenden Erdstroms ausgewertet werden.

Das Schutzgerät misst die Verlagerungsspannung entweder am Maschinensternpunkt über einen Spannungswandler oder Null-punkttransformator an der offenen Dreieckswicklung eines Spannungswandlers. Wahlweise kann die Nullspannung auch aus den Leiter-Erde-Spannungen berechnet werden. In Abhängig-keit vom gewählten Belastungswiderstand können 90 bis 95 % der Ständerwicklung eines Generators geschützt werden.

Für die Erdstrommessung steht ein empfi ndlicher Stromeingang zur Verfügung. Dieser sollte an einen Kabelumbauwandler ange-schlossen werden. Aus Verlagerungsspannung und Erdstrom wird auf die Fehlerrichtung geschlossen. Die Richtungsgerade kann problemlos an die Anlagenbedingungen angepasst werden. Somit wird ein wirkungsvoller Schutz für den Direktanschluss eines Generators an eine Sammelschienen realisiert. Beim Anfahren kann über ein extern eingekoppeltes Signal auf Ver-lagerungsspannungsmessung umgeschaltet werden.

Je nach Schutzeinstellung sind mit der Funktion unterschiedliche Erdschlussschutz-Konzepte umsetzbar (siehe Bilder 11/16 bis 11/21).

Abb. 11/8 Logikdiagramm des Leistungsschalter-Versagerschutzes

Empfi ndlicher Erdstromschutz (ANSI 50/51GN, 64R)

Der empfi ndliche Erdstromeingang kann auch als separater Erdstromschutz verwendet werden. Er ist zweistufi g aufgebaut. Es werden sekundäre Erdströme ab 2 mA sicher verarbeitet.

Alternativ eignet sich dieser Eingang als Läufererdschlussschutz. Über das Vorschaltgerät 7XR61 wird im Läuferkreis eine Span-nung mit Nennfrequenz (50 oder 60 Hz) angeschlossen. Fließt ein höherer Erdstrom, liegt ein Läufererdschluss vor. Für diese Anwendung ist eine Messkreisüberwachung vorhanden (siehe Bild 11/20).

100 % Ständererdschlussschutz mit 3. Harmonischer (ANSI 59TN, 27TN (3. H.))

Aufgrund der Auslegung erzeugt der Generator eine 3. Harmoni-sche, die ein Nullsystem bildet. Sie ist durch das Schutzgerät an der offenen Dreieckswicklung bzw. am Nullpunkttransformator nachweisbar. Die Höhe der Spannungsamplitude ist maschinen- und betriebsabhängig.

Bei einem Erdschluss in Sternpunktnähe kommt es zur Span-nungsverschiebung der 3. Harmonischen (Absinken im Stern-punkt und Ansteigen an den Klemmen).

Anschlussabhängig muss der Schutz entweder als Unter- oder Überspannungsschutz eingestellt werden. Er kann zusätzlich verzögert werden. Um Überfunktionen zu vermeiden, wirken Wirkleistung und Mitsystemspannung als Freigabekriterien.

Die endgültige Schutzeinstellung kann nur über einen Primärver-such erfolgen.

Leistungsschalter-Versagerschutz (ANSI 50BF)

Während planmäßiger Stillstandszeiten oder bei einem Genera-torfehler bleibt der Generator bei einem defekten Leistungs-schalter weiter am Netz und kann dabei beträchtlich beschädigt werden.

Der Leistungsschalter-Versagerschutz wertet einen Mindeststrom und den LS-Hilfskontakt aus. Er kann durch interne Schutzaus-lösungen oder extern über den Binäreingang gestartet werden. Eine zweikanalige Ansteuerung vermeidet Überfunktionen (siehe Bild 11/8).

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Abb. 11/9 Temperaturverlauf am Läufer und im thermischen Abbild des Läufers bei Mehrfachanläufen

Zuschaltschutz (ANSI 50, 27)

Dieser Schutz hat die Aufgabe, den Scha-den am stehenden oder schon angelaufe-nen, aber noch nicht erregten oder syn-chronisierten Generator durch unbeab-sichtig-tes Zuschalten des Leistungsschal-ters zu begrenzen. Die vom Netz vorgege-bene Spannung lässt den Generator mit großem Schlupf als Asynchronmaschine anlaufen. Als Folge davon werden im Läufer unzulässig hohe Ströme induziert.

Eine Logik, bestehend aus empfi ndlicher Strommessung je Leiter, Messwertgeber, Zeitsteuerung und Blockierung ab einer Mindestspannung, führt zu einem sofortigen Auslösebefehl. Spricht der Fuse Failure Monitor an, ist diese Funktion unwirksam.

Anlaufzeitüberwachung (nur Motor-schutz) (ANSI 48)

Die Anlaufzeitüberwachung schützt Motoren vor zu langen Anlaufvorgängen. Diese können auftreten, wenn zu große Lastmomente vorliegen und zu große Spannungseinbrüche beim Zuschalten des Motors entstehen oder wenn der Läufer blockiert ist.

Die Auslösezeit ist vom Quadrat des Anlaufstroms und der eingestellten Anlaufzeit abhängig (abhängige Kennlinie). Sie passt sich an das Anlaufverhalten bei abgesenkter Spannung an. Die Auslösezeit wird entsprechend folgender Formel ermittelt:

tAUS =

IA

Ieff

⎛

⎝ ⎜

⎞

⎠ ⎟

2

⋅ tAmax

tAUS Auslösezeit

IA zulässiger Anlaufstrom

tAmax zulässige Anlaufzeit

Ieff gemessener Strom, Effektivwert

Die Berechnung wird erst gestartet, wenn der Strom Ieff über dem einstellbaren Ansprechwert (z. B. 2 IN, MOTOR) liegt.

Ist die zulässige Festbremszeit kleiner als die zulässige Anlaufzeit (läuferkritische Motoren), wird zur Erkennung eines blockierten Läufers mittels Tachogenerator ein Binärsignal gesetzt. Dieses Binärsignal gibt die eingestellte Festbremszeit frei und es kommt nach deren Ablauf zur Auslösung.

Wiedereinschaltsperre für Motoren (ANSI 66, 49rotor)

Motoren dürfen sowohl aus dem kalten als auch aus dem betriebswarmen Zustand nur begrenzt (bestimmte Anzahl) in Folge zugeschaltet werden. Der Anlaufstrom führt dabei zu einer Läufererwärmung. Die Wiedereinschaltsperre überwacht diesen Vorgang.

Im Gegensatz zu klassischen Zählverfahren werden in der Wiedereinschaltsperre durch ein thermisches Abbild die Erwär-mungs- und Abkühlungsvorgänge im Läufer nachgebildet. Die Läufertemperatur wird aus den Ständerströmen ermittelt. Die Wiedereinschaltsperre lässt ein Anfahren des Motors nur dann zu, wenn der Läufer genügend thermische Reserve für einen vollständig neuen Anlauf hat. Bild 11/9 stellt das thermische

Verhalten für einen zulässigen dreimaligen Anlauf aus dem kalten Zustand dar. Ist die thermische Reserve zu klein, gibt die Wiedereinschaltsperre ein Blockiersignal ab, mit dem der Motor-einschaltkreis gesperrt werden kann. Nach erfolgter Abkühlung und Unterschreitung der Ansprechgrenze wird die Blockierung wieder aufgehoben.

Da beim abgeschalteten Motor die Zwangskühlung durch den Lüfter entfällt, kühlt er sich langsamer ab. Abhängig vom Betriebszustand wird durch die Schutzfunktion eine Steuerung der Abkühlungszeitkonstante vorgenommen. Ein wirksames Umschaltkriterium ist das Unterschreiten eines Mindeststroms.

Netzentkupplung

Eigenerzeuger speisen zum Beispiel direkt ins Netz ein. Die Ein-speiseleitung ist in der Regel die Rechtsträgergrenze zwischen Anlagenbetreiber und Eigenerzeuger. Fällt die Einspeiseleitung z. B. infolge einer automatischen Wiedereinschaltung aus, kann es in Abhängigkeit der Leistungsbilanz am speisenden Generator zu einer Spannungs- bzw. Frequenzabweichung kommen. Bei einer Zuschaltung können asynchrone Bedingungen vorliegen, die dann zu Schäden am Generator oder am Getriebe zwischen Generator und Turbine führen können. Neben klassischen Krite-rien wie Spannung und Frequenz kommen auch die zwei nach-folgenden Kriterien zum Einsatz (Frequenzänderungsschutz, Vektorsprung).

Frequenzänderungsschutz (ANSI 81R)

Aus der ermittelten Frequenz wird über ein Zeitintervall die Frequenzdifferenz bestimmt. Sie entspricht der momentanen Frequenzänderung. Die Funktion ist dabei so ausgelegt, dass sie sowohl auf eine positive als auch auf eine negative Frequenzän-derung reagiert. Dabei erfolgt eine ständige Überwachung auf Überschreitung der zulässigen Frequenzänderung. Die jeweilige Richtungsfreigabe hängt davon ab, ob die Nennfrequenz über- oder unterschritten wird. Insgesamt stehen vier Stufen zur Ver-fügung, die wahlweise eingesetzt werden können.

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Vektorsprung

Ein Kriterium zur Erkennung einer unterbrochenen Einspeisung ist die Überwachung des Phasenwinkels in der Spannung. Fällt die Einspeiseleitung aus, so führt die schlagartige Stromunter-brechung zu einem Phasenwinkelsprung in der Spannung. Dieser wird mittels Deltaverfahren erfasst. Bei Überschreiten eines ein-gestellten Grenzwerts erfolgt der Befehl zum Öffnen des Gene-rator- bzw. Kuppelschalters.

Einkopplungen

Zur Erfassung und Verarbeitung von Signalen externer Schutz- und Überwachungseinrichtungen stehen zwei (7UM611) oder vier (7UM612) Binäreingänge zur Verfügung. Sie sind für Informa-tionen des Buchholzschutzes bzw. für spezielle Befehle vorge-sehen und verhalten sich wie eine Schutzfunktion. Jede Einkopp-lung eröffnet einen Störfall und ist mit einem Zeitglied individu-ell verzögerbar.

Auslösekreisüberwachung (ANSI 74TC)

Ein oder zwei binäre Eingänge können zur Überwachung der Leistungsschalterspule einschließlich ihrer Zuleitungen einge-setzt werden. Bei Unterbrechungen im überwachten Kreis wird eine Warnmeldung abgesetzt.

Drehfeldumschaltung

Bei Einsatz in Pumpspeicherkraftwerken kann über einen Binär-eingang eine Anpassung an das aktuelle Drehfeld vorgenommen werden (Generator- / Motorbetrieb über Drehfeldumschaltung).

Zwei vordefi nierbare Parametergruppen

Im Schutz können die Einstellwerte in zwei Datensätzen hinterlegt werden. Neben der normalen Parametergruppe ist die zweite Gruppe für bestimmte Betriebsbedingungen (Pump-speicherkraftwerk) vorgesehen. Sie kann über Binäreingang, Vor-Ort-Bedienung oder DIGSI 4 angesteuert werden.

Einschaltsperre (Lockout, ANSI 86)

Alle Binärausgaben (Melde- oder Auslöserelais) können wie LEDs gespeichert und über die LED-Reset-Taste zurückgesetzt werden. Dieser Zustand wird auch bei Versorgungsspannungsausfall gespeichert. Eine Wiedereinschaltung ist erst nach Quittierung des Zustands möglich.

Fuse Failure Monitor und weitere Überwachungen

Das Gerät bietet leistungsfähige Überwachungsfunktionen für Hardware und Software.

Überwacht werden Messkreise, Analog-Digital-Umsetzung und Versorgungsspannungen, Speicher und Softwareablauf (Watchdog).

Die Fuse-Failure-Funktion detektiert den Ausfall einer Messspan-nung durch Kurzschluss oder Unterbrechung, Leiterbruch und verhindert eine Überfunktion der Unterspannungsstufen.

Bewertet werden das Mit- und Gegensystem von Spannung und Strom.

Filterzeit

Alle Binärsignale können mit einer Filterzeit (Meldungsverzöge-rung) belegt werden.

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Maschinenschutz / 7UM61Kommunikation


Kommunikation

Hinsichtlich der Kommunikation wurde bei den Geräten beson-derer Wert auf Datenintegrität und hohe Flexibilität beim An-schluss an Normen der Energieautomatisierung gelegt und das Konzept der Kommunikationsmodule, auf denen die Protokolle ablaufen, ermöglicht Austauschbarkeit und Nachrüstbarkeit (z. B. industrielles Ethernet).

Frontschnittstelle

Über die PC-Frontschnittstelle kann schnell auf alle Parameter und Störfalldaten zugegriffen werden. Insbesondere bei der Inbetriebsetzung bietet die Verwendung des Bedienprogramms DIGSI 4 Vorteile.

Rückwärtige Schnittstellen

Auf der Geräterückseite befi nden sich zwei Kommunikations-module zur optionalen Bestückung und bequemen Nachrüstung. Sie gewährleisten, dass den Anforderungen unterschiedlicher Kommunikationsschnittstellen (elektrisch oder optisch) und -protokollen (IEC 60870; PROFIBUS, DIGSI) entsprochen werden kann.

Die Schnittstellen sind für folgende Anwendungen ausgelegt:

Service-Schnittstelle

In der Ausführung RS485 können mehrere Schutzgeräte zentral mit DIGSI 4 bedient werden. Bei Anschluss eines Modems ist eine Fernbedienung möglich. Dies bietet Vorteile bei der Fehler-klärung, insbesondere in unbesetzten Kraftwerken.

Systemschnittstelle

Über die Systemschnittstelle wird die Kommunikation mit einer Schutz- bzw. Leittechnik vorgenommen. Sie unterstützt in Abhängigkeit vom gesteckten Modul unterschiedliche Kommuni-kationsprotokolle und Schnittstellenausführungen.

IEC 60870-5-103

IEC 60870-5-103 ist ein internationaler Standard für die Über-tragung von Schutzdaten.

Das Protokoll wird von zahlreichen Schutzgeräteherstellern unterstützt und weltweit eingesetzt.

Die Maschinenschutzfunktionalität ist im proprietären, hersteller-spezifi schen Teil des Protokolls hinterlegt.

PROFIBUS DP

PROFIBUS ist ein international genormtes Kommunikationsproto-koll (EN 50170) das weltweit von zahlreichen Herstellern unter-stützt wird und bisher in mehr als 1.000.000 Anwendungen zum Einsatz kam.

Über PROFIBUS DP kann der Schutz direkt an eine Steuerung SIMATIC S5 / S7 angekoppelt werden. Übertragen werden Stör-falldaten, Messwerte und Information von oder zur CFC-Logik.

MODBUS RTU

MODBUS ist ebenfalls ein weit verbreiteter Kommunikations-standard und wird in zahlreichen Automatisierungslösungen verwendet.

Abb. 11/10 IEC 60870-5-103: sternförmige RS232-Kupferverbindung oder LWL-Verbindung

Abb. 11/11 PROFIBUS: RS485-Kupferverbindung

DNP 3.0

DNP 3.0 (Distributed Network Protocol Version 3) ist ein nach-richtenbasiertes Kommunikationsprotokoll. Die SIPROTEC 4 Geräte sind Level 1 und 2 kompatibel. DNP 3.0 wird von vielen Herstellern im Bereich Schutzgeräte unterstützt.

Sichere Busarchitektur

• RS485-BusBei dieser kupferbasierten Datenübertragung sind elektro-magnetische Störeinfl üsse durch die Verwendung verdrillter Zweidrahtleitungen weitgehend ausgeschaltet. Bei Ausfall eines Geräts arbeitet das verbleibende System ohne Störungen weiter.

• Lichtwellenleiter-DoppelringDer LWL-Doppelring ist absolut unempfi ndlich gegen elektro-magnetische Störungen. Bei Ausfall einer Teilstrecke zwischen zwei Geräten arbeitet die Kommunikation ohne Störung weiter.

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Maschinenschutz / 7UM61Kommunikation


Systemlösung

SIPROTEC 4 ist maßgeschneidert für den Einsatz in SIMATIC-basierten Automatisie-rungssystemen.

Über PROFIBUS DP werden vom Schutz-gerät Meldungen (Anregungen und Aus-lösungen) sowie alle relevanten Betriebs-messwerte übertragen.

Über Modem und Serviceschnittstelle hat der Schutzingenieur jederzeit Zugriff auf die Schutzeinrichtungen. Damit wird eine Fernwartung und Diagnose (WKP) ermög-licht.

Parallel dazu ist die Kommunikation vor Ort möglich, z. B. während einer Haupt-prüfung.

Abb. 11/12 RS232 / RS485 Kommunikations-modul, elektrisch

Abb. 11/13 Kommunikationsmodul optisch, 820 nm

Abb. 11/14 PROFIBUS-Kommunikationsmodul, optischer Doppelring

Abb. 11/15 Systemlösung: Kommunikation

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Maschinenschutz / 7UM61Typische Anschlüsse


Typische Anschlüsse

Direkte Generator-Sammelschienen-schaltung

Bild 11/16 zeigt die empfohlene Standard-schaltung, wenn mehrere Generatoren auf eine Sammelschiene speisen. Einpolige Erdfehler werden über den Erdschlussrich-tungsschutz abgeschaltet.

Der Erdschlussstrom wird durch die Kabel des Systems getrieben. Ist dies unzurei-chend, so liefert ein an der Sammelschiene angeschlossener Erdungstransformator den notwendigen Strom (max. etwa 10 A) und ermöglicht einen Schutzbereich von bis zu 90 %. Der Erdstrom sollte über Kabelum-bauwandler erfasst werden, um die not-wendige Empfi ndlichkeit zu erzielen. Die Verlagerungsspannung kann als Erdschluss-kriterium bei Anfahrvorgängen bis zur Synchronisation genutzt werden.

Direkte Generator-Sammelschienen-schaltung bei niederohmiger Erdung

Ist der Generatorsternpunkt niederohmig geerdet, wird die in Bild 11/17 dargestellte Anschaltung empfohlen. Bei mehreren Generatoren ist zur Vermeidung von Kreis-strömen (3. Harmonische) der Widerstand nur an einen Generator angeschlossen.

Zur selektiven Erdfehlererfassung wird der Erdstromeingang in den gemeinsamen Rückleiter der beiden Stromwandlersätze eingeschleift (Differenzschaltung). Die Stromwandler sind nur an einem Punkt zu erden. Die Verlagerungsspannung UE wird als zusätzliches Freigabekriterium genutzt.

Bei dieser Anschaltung sind abgeglichene Stromwandler von Vorteil. Bei höheren Maschinenleistungen (z. B. IN etwa 2000 A)werden Stromwandler mit einem sekun-dären Nennstrom von 5 A empfohlen.

Abb. 11/16

Abb. 11/17

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Direkte Generator-Sammelschienen-schaltung bei hochohmiger Generator-sternpunkterdung

Bei dieser Auslegung wird die selektive Erdfehlererfassung aufgrund der kleineren Fehlerströme über die Differenzschaltung von Kabelumbauwandlern realisiert (siehe Bild 11/18). Die sekundärseitige Erdung ist nur an einem Kabelumbauwandler vorzu-nehmen. Die Verlagerungsspannung ist als zusätzliches Freigabekriterium zu nutzen.

Der Belastungswiderstand ist entweder als Primär- oder als Sekundärwiderstand mit Nullpunkttransformator ausgeführt. Bei mehreren Generatoren an der Sammel-schiene wird ebenfalls nur ein Generator über den Widerstand geerdet.

Blockschaltung mit isoliertem Stern-punkt

Diese Art der der Blockschaltung ist eine empfehlenswerte Variante (siehe Bild 11/19). Die Erdschlusserfassung erfolgt über die Verlagerungsspannung. Zur Ver-meidung von Überfunktionen bei Erd-schlüssen im Netz ist ein Belastungswider-stand an der offenen Dreieckswicklung vorzusehen. Je nach Anlage kann bereits ein leistungsstarker Spannungswandler ausreichen. Wenn nicht, ist ein Erdungs-transformator einzusetzen. Für die Spannungsmessung kann die verfügbare Messwicklung genutzt werden.

Mit dem freien Erdstromeingang ist der Läufererdschlussschutz realisierbar. Dazu muss das Vorschaltgerät 7XR61 verwendet werden.

Abb. 11/18

Abb. 11/19

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Blockschaltung mit Nullpunkttrans-formator

Bei dieser Anlagenauslegung übernimmt die Störspannungsabsenkung und Dämpfung bei Erdschlüssen im Generator-bereich ein an den Generatorsternpunkt angeschlossener Belastungswiderstand. Der maximale Erdstrom wird auf etwa 10 A begrenzt. Die Ausführung kann ein Primär- oder Sekundärwiderstand mit Nullpunkttransformator sein. Zur Vermeidung eines zu kleinen Sekundär-widerstands ist das Übersetzungsverhält-nis des Nullpunktransformators niedrig zu wählen. Die höhere Sekundärspannung kann über einen Spannungsteiler absenkt werden.

Elektrisch ist die Schaltung mit Bild 11/19 identisch.

Anschluss bei Niederspannungs-generatoren

Ein Niederspannungsnetz ist starr geerdet. Somit ist der Generatorsternpunkt mit Erde verbunden (siehe Bild 11/21). Bei dieser Auslegung besteht die Gefahr, dass durch die ein Nullsystem bildenden 3. Harmoni-schen über den N-Leiter Ausgleichsströme fl ießen. Dies muss durch die Generator- bzw. Anlagenauslegung (Drossel) begrenzt werden.

Ansonsten entspricht die Anschaltung dem gewohnten Standard. Bei der Nullstrom-wandlerauslegung ist darauf zu achten, dass der thermische Grenzstrom (1 s) des IEE-Eingangs auf 300 A begrenzt ist.

Abb. 11/20

Abb. 11/21

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Anschaltung eines Asynchronmotors

Das Bild zeigt die typische Anschaltung von Motoren mittlerer Leistung (500 kW bis 1 oder 2 MW). Neben dem Kurzschluss-schutz ist ein Erdschlussschutz (UE; IE-Ein-gänge) verfügbar.

Aufgrund der Überwachung der Sammel-schienenspannung, wird das Anlaufen des Motors bei zu niedriger Spannung verhin-dert oder – bei Einspeisungsausfall – der Motorschutzschalter geöffnet. In diesem Fall ist der weite Frequenzbereich von Vor-teil. Zur Temperaturerfassung können über eine serielle Schnittstelle zwei Thermo-boxen angeschlossen werden.

Abb. 11/22

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Spannungswandler in V-Schaltung

Der Schutz kann auch problemlos an Spannungswandlern in V-Schaltung betrie-ben werden (siehe Bild 11/23). Gegebenen-falls können die Betriebsmesswerte für die Leiter-Erde-Spannungen geringfügig unsymmetrisch sein. Ist dies störend, so kann der Sternpunkt (R16) über einen Kondensator mit Erde verbunden werden.

Bei der V-Schaltung kann die Verlage-rungsspannung nicht aus den Sekundär-spannungen berechnet werden. Sie muss über einen anderen Weg zum Schutz geführt werden (z. B. Spannungswandler im Generatorsternpunkt oder vom Erdungstransformator).

Anschluss von zwei Stromwandlern

Diese Auslegung ist bei älteren Anlagen mit isoliertem oder hochohmigem Stern-punkt zu fi nden und wird in Bild 11/24 dargestellt. Im Schutzgerät werden die Sekundärströme korrekt abgebildet und auch das Mit- und Gegensystem richtig berechnet. Einsatzgrenzen ergeben sich bei niederohmiger und starrer Erdung.

Abb. 11/23

Abb. 11/24

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Maschinenschutz / 7UM61Technische Daten


Ausgangsrelais

Anzahl 7UM611

7UM612

Schaltleistung EIN AUS AUS (bei ohmscher Last) AUS (bei L/R ≤ 50 ms)

Schaltspannung

Zulässiger Gesamtstrom

12 (1 Schließer, wahlweise 1 als Öffner über Steckbrücke) 20 (1 Schließer, wahlweise 2 als Öffner über Steckbrücke)

1000 W / VA30 VA40 W25 VA

250 V

5 A dauernd 30 A für 0,5 s

LEDs

Anzahl RUN (grün) ERROR (rot)

Rangierbare LED (rot) 7UM611 7UM612

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Konstruktive Ausführung

Gehäuse 7XP20

Schutzart nach EN 60529 im Aufbaugehäuse im Einbaugehäuse vorne hinten für die Klemmen

Gewicht Einbaugehäuse 7UM611 (⅓ × 19") 7UM612 (½ × 19")

Aufbaugehäuse 7UM611 (⅓ × 19") 7UM612 (½ × 19")

Abmessungen siehe Maßbilder Teil 15

IP 51

IP 51IP 50IP 2x mit aufgesetzter Abdeck-kappe

etwa 5,5 kgetwa 7 kg

etwa 7,5 kgetwa 12 kg

Allgemeine Gerätedaten

Analogeingänge

Nennfrequenz

Nennstrom IN

Erdstrom, empfi ndlich IEmax

Nennspannung UN

Leistungsaufnahme bei IN = 1 A bei IN = 5 A für Erdstrom, empfi ndlich Spannungseingänge (bei 100 V)

Belastbarkeit Strompfad thermisch (effektiv)

dynamisch (Scheitelwert)

Erdstrom empfi ndlich

dynamisch (Scheitelwert)

Belastbarkeit Spannungspfad

50 oder 60 Hz

1 oder 5 A

1,6 A

100 bis 125 V

etwa 0,05 VAetwa 0,3 VA etwa 0,05 VAetwa 0,3 VA

100 IN für 1 s30 IN für 10 s4 IN dauernd250 IN (Halbschwingung)

300 A für 1 s100 A für 10 s15 A dauernd750 A (Halbschwingung)

230 V dauernd

Hilfsspannung

Nennspannungen

Zulässige Toleranz

Überlagerte Wechselspannung (Spitze-Spitze)

Leistungsaufnahme im Normalbetrieb 7UM611 7UM612 angeregt, alle Ein- und Ausgänge aktiviert 7UM611 7UM612

Überbrückungszeit beiHilfsspannungsausfall bei UH = 48 V und UH ≥ 110 V bei UH = 24 V und UH = 60 V

DC 24 bis 48 V DC 60 bis 125 V DC 110 bis 250 V und AC 115 V / 230 V mit 50/60 Hz

–20 bis +20 %

≤ 15 %

etwa 4 W etwa 4,5 W

etwa 9,5 Wetwa 12,5 W

≥ 50 ms≥ 20 ms

Binäreingänge

Anzahl 7UM611 7UM612

3 Anregeschwellen Bereich über Steckbrücken einstellbar

Maximal zulässige Spannung

Stromaufnahme, angeregt

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DC 10 bis 19 V oder DC 44 bis 88 V DC 88 bis 176 V1)

DC 300 V

etwa 1,8 mA

1) Gilt nicht für die CPU-Baugruppe

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Elektrische Prüfungen

Vorschriften

Normen IEC 60255 (Produktnormen)ANSI / IEEE C37.90.0 /.1/ .2UL 508DIN 57435, Teil 303(weitere Normen siehe Einzel-prüfungen)

Isolationsprüfungen

Normen

Spannungsprüfung (100 % Prüfung) Alle Kreise außer Hilfsspannung, Binäreingänge, Kommunikations-schnittstellen und Zeitsynchronisati-onsschnittstellen

Spannungsprüfung (100 % Prüfung) Hilfsspannung und Binäreingänge

Spannungsprüfung (100 % Prüfung) RS485 / RS232 rückseitige Kommu-nikations- und Zeitsynchronisations-schnittstellen

Stoßspannungsprüfung (Typprüfung) Alle Kreise, außer Kommunika-tions- und Zeitsynchronisations-schnittstellen, Klasse III

IEC 60255-5

2,5 kV (effektiv), 50/60 Hz

DC 3,5 kV

500 V (Effektivwert), 50/60 Hz

5 kV (Scheitel), 1,2/50 μs, 0,5 J,3 positive und 3 negative Stöße in Abständen von 5 s

EMV-Prüfungen zur Störfestigkeit (Typprüfungen)

Normen

HochfrequenzprüfungIEC 60255-22-1, Klasse IIIund VDE 0435 Teil 303, Klasse III

Entladung statischer ElektrizitätIEC 60255-22-2 Klasse IVund EN 61000-4-2, Klasse IV

Bestrahlung mit HF-Feld,unmoduliert, IEC 60255-22-3 (Report), Klasse III

Bestrahlung mit HF-Feld, AmplitudenmoduliertIEC 61000-4-3, Klasse III

Bestrahlung mit HF-Feld, pulsmoduliert, IEC 61000-4-3 / ENV 50204, Klasse III

Schnelle transiente Störgrößen /BurstIEC 60255-22-4, IEC 61000-4-4, Klasse IV

IEC 60255-6; IEC 60255-22 (Produktnormen)EN 50082-2 (Fachgrundnormen)DIN 57435 Teil 303

2,5 kV (Scheitel), 1 MHz;τ = 15 ms, 400 Stöße je s, Prüfdauer 2 s

8 kV Kontaktentladung, 15 kV Luftentladung, beide Polaritäten, 150 pF, Ri = 330 Ω

10 V/m, 27 bis 500 MHz

10 V/m, 80 bis 1000 MHz, 80 % AM, 1 kHz

10 V/m, 900 MHz, Wiederholfrequenz 200 Hz,Einschaltdauer 50 %

4 kV, 5/50 ns, 5 kHz,Burstlänge = 15 ms,Wiederholrate 300 ms, beide Polaritäten,Ri= 50 Ω, Prüfdauer 1 min

Serielle Schnittstellen

Bedienschnittstelle für DIGSI 4

Anschluss

Baudrate

nicht abgeriegelt, RS232, front-seitig, 9-polige SUB-D-Buchse

4,8 bis 115,2 kBd

Zeitsynchronisation DCF77 / IRIG-B Signal (Telegramm-Format IRIG-B000)

Anschluss

Spannungen

9-polige SUB-D-Buchse, Klemme bei Aufbaugehäuse

wahlweise 5, 12 oder 24 V

Service- / Modem-Schnittstelle für DIGSI 4

Isoliert RS232 / RS485 Prüfspannung Entfernung für RS232 Entfernung für RS485

Für Lichtwellenleiter optische Wellenlänge zulässige Streckendämpfung überbrückbare Entfernung

9-polige SUB-D-Buchse500 V / 50 Hzmax. 15 mmax. 1000 m

ST-Steckerλ = 820 nmmax. 8 dB bei Glasfaser 62,5 /125 μmmax. 1,5 km

Systemschnittstelle, Protokoll IEC 60870-5-103, PROFIBUS DP, MODBUS RTU

Isoliert RS232/RS485 Baudrate Prüfspannung Entfernung für RS232 Entfernung für RS485

PROFIBUS RS485 Prüfspannung Baudrate bei Entfernung

PROFIBUS LWL nur für Einbaugehäuse

für AufbaugehäuseBaudrateoptische Wellenlängezulässige Streckendämpfungüberbrückbare Entfernung

9-polige SUB-D-Buchse4,8 bis 115,2 kBd500 V / 50 Hzmax. 15 mmax. 1000 m

500 V / 50 Hzmax. 12 MBd1000 m bei 93,75 kBd; 100 m bei 12 MBd

ST-Steckeroptische Schnittstelle mit OLM1)

max. 1,5 MBdλ = 820 nmmax. 8 dB bei Glasfaser 62,5 /125 μm1,6 km (500 kBit/s)530 m (1500 kBit/s)

1) Umwandlung mit externem OLMFür LWL-Schnittstelle ergänzen Sie bitte Bestell-Nr. an Stelle 11 mit 4 (FMS RS485) oder 9 und Kurzangabe L0A (DP RS485) und bestellen zusätzlich:Für Einfachring: SIEMENS OLM 6GK1502-3AB10Für Doppelring: SIEMENS OLM 6GK1502-4AB10

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Mechanische Prüfungen

Schwing- und Schockbeanspruchung sowie Schwingung bei Erdbeben

Bei Betrieb

Normen

SchwingungIEC 60255-21-1, Klasse 2 IEC 60068-2-6

SchockIEC 60255-21-2, Klasse 1IEC 60068-2-27

Schwingung bei ErdbebenIEC 60255-21-2, Klasse 1IEC 60068-3-3

IEC 60255-21 und IEC 60068

sinusförmig10 bis 60 Hz: ± 0,075 mm Amplitude,60 bis 150 Hz: 1 g BeschleunigungFrequenzdurchlauf 1 Oktave/min,20 Zyklen in 3 Achsen senkrecht zueinander

halbsinusförmig 5 g Beschleunigung, Dauer 11 ms, je 3 Schocks in beiden Richtungen der 3 Achsen

sinusförmig1 bis 8 Hz: ± 3,5 mm Amplitude (horizontale Achse)1 bis 8 Hz: ± 1,5 mm Amplitude (vertikale Achse)8 bis 35 Hz: 1 g Beschleunigung (horizontale Achse)8 bis 35 Hz: 0,5 g Beschleunigung (vertikale Achse) Frequenzdurchlauf 1 Oktave/min1 Zyklus in 3 Achsen senkrecht zueinander

Bei Transport

Normen

SchwingungIEC 60255-21-1, Klasse 2IEC 60068-2-6

SchockIEC 60255-21-2, Klasse 1 IEC 60068-2-27

DauerschockIEC 60255-21-2, Klasse 1IEC 60068-2-29

IEC 60255-21 und IEC 60068-2

sinusförmig5 bis 8 Hz: ± 7,5 mm Amplitude;8 bis 150 Hz: 2 g BeschleunigungFrequenzdurchlauf 1 Oktave/min20 Zyklen in 3 Achsen senkrecht zueinander

halbsinusförmig15 g Beschleunigung, Dauer 11 ms, je 3 Schocks in beiden Richtungen der 3 Achsen

halbsinusförmig10 g Beschleunigung, Dauer 16 ms, je 1000 Schocks in beiden Richtungen der 3 Achsen

EMV-Prüfungen zur Störfestigkeit (Typprüfungen) (Fortsetzung)

Energiereiche Stoßspannungen (SURGE), IEC 61000-4-5 Installationsklasse III

Hilfsspannung

Messeingänge, Binäreingaben und Relaisausgaben

Leitungsgeführte HF, amplitudenmoduliert IEC 61000-4-6, Klasse III

Magnetfeld mit energietechnischer FrequenzIEC 61000-4-8, Klasse IV; IEC 60255-6

Oscillatory Surge Withstand Capability ANSI / IEEE C37.90.1

Fast Transient Surge Withstand Capability ANSI / IEEE C37.90.1

Radiated Electromagnetic Inter-ferenceANSI / IEEE C37.90.2

Gedämpfte SchwingungenIEC 60894, IEC 61000-4-12

Impuls: 1,2/50 µs

Common Mode (längs): 2 kV,12 Ω, 9 µFDifferential Mode (quer): 1 kV, 2 Ω, 18 µF

Common Mode (längs) : 2 kV, 42 Ω, 0,5 μFDifferential Mode (quer) : 1 kV, 42 Ω, 0,5 μF

10 V, 150 kHz bis 80 MHz,80 % AM, 1 kHz

30 A/m dauernd, 300 A/m für 3 s, 50 Hz0,5 mT, 50 Hz

2,5 bis 3 kV (Scheitel),1 bis 1,5 MHz, gedämpfte Schwingungen, 50 Stöße je s, Prüfdauer 2 s, Ri = 150 bis 200 Ω

4 bis 5 kV, 10/150 ns,50 Stöße je s, beide Polaritäten,Prüfdauer 2 s, Ri = 80 Ω

35 V/m, 25 bis 1000 MHz

2,5 kV (Scheitelwert, Polarität alternierend), 100 kHz, 1 MHz, 10 und 50 MHz, 10 und 50 MHz, Ri = 200 Ω

EMV-Prüfungen zur Störaussendung (Typprüfungen)

Normen

Funkstörspannung auf Leitungen, nur Hilfsspannung IEC-CISPR 22

Funkstörfeldstärke IEC-CISPR 22

EN 61000-6-2 (Fachgrundnorm)

150 kHz bis 30 MHzGrenzwertklasse B

30 bis 1000 MHzGrenzwertklasse B

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Abhängiger Überstromzeitschutz (ANSI 51V)

Einstellbereiche Stromanregungen IP

Zeitmultiplikator T für IEC-Kennlinien

Zeitmultiplikator D für ANSI-Kennlinien

Unterspannungsfreigabe U<

Auslösekennlinien IEC

ANSI

Ansprechwert Rückfallwert

Toleranzen Ansprechwert IP Ansprechwert U< Zeit für 2 ≤ I/IP ≤ 20

0,1 bis 4 A (Stufung 0,01 A); mal 5 bei IN = 5 A 0,05 bis 3,2 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam

0,5 bis 15 (Stufung 0,01) oder unwirksam

10 bis 125 V (Stufung 0,1 V)

normal invers, stark invers, extrem inversinvers, mäßig invers, sehr invers, extrem invers, vollständig invers

etwa 1,1 IP etwa 1,05 IP für IP/IN ≥ 0,3

1 % vom Einstellwert bzw. 10/50 mA1 % vom Einstellwert bzw. 0,5 V 5 % vom Sollwert +1 % Stromtoleranz bzw. 40 ms

Ständerüberlastschutz, thermisch (ANSI 49)

Einstellbereiche Faktor k nach IEC 60255-8

Zeitkonstante Verlängerungsfaktor bei Stillstand Warnübertemperatur ΘWarn/ΘAus Strommäßige Warnstufe IWarn

Temperatur bei IN Skalierung Kühlmittel- temperatur Rückfallzeit nach Notanlauf

Rückfallverhältnis Θ/ΘAus Θ/ΘWarn I/IWarn

Toleranzen bezüglich k × IP

bezüglich Auslösezeit

0,5 bis 2,5 (Stufung 0,01

30 bis 32.000 s (Stufung 1 s) 1 bis 10 (Stufung 0,01)

70 bis 100 % bezogen auf Auslöse-temperatur (Stufung 1 %)0,1 bis 4 A (Stufung 0,01 A); mal 5 bei IN = 5 A

40 bis 200 °C (Stufung 1 °C) 40 bis 300 °C (Stufung 1 °C)

20 bis 150.000 s (Stufung 1 s)

Rückfall mit ΘWarn etwa 0,99etwa 0,95

2 % bzw. 10/50 mA; Klasse 2 % nach IEC 60255-83 % bzw. 1 s: Klasse 3 % nach IEC 60255-8 für I/(k IN)>1,25

Klimabeanspruchungen

Temperaturen

Typprüfung (nach IEC 60068-2-1 und -2, Test Bd für 16 h)

Vorübergehend zulässige Grenz-temperaturen bei Betrieb (geprüft für 96 h)

Empfohlen für Dauerbetrieb (nach IEC 60255-6)

– Grenztemperaturen bei dauernder Lagerung

– Grenztemperaturen bei Transport

–25 °C bis +85 °C

–20 °C bis +70 °C

–5 °C bis +55 °C

–25 °C bis +55 °C

–25 °C bis +70 °C

Feuchte

Zulässige Feuchtebeanspruchung:Es wird empfohlen, die Geräte so anzuordnen, dass sie keiner direkten Sonneneinstrahlung und keinem starken Temperaturwech-sel, bei dem Betauung auftreten kann, ausgesetzt sind.

Im Jahresmittel ≤ 75 % relative Feuchte; an 56 Tagen im Jahr bis zu 93 % relative Feuchte; Betauung im Betrieb unzulässig

Funktionen

Allgemein

Frequenzbereich 11 bis 69 Hz

Unabhängiger Überstromzeitschutz, gerichtet (ANSI 50, 51, 67)

Einstellbereiche Überstrom I>, I>>

Verzögerungszeit T

Unterspannungshaltung U< Haltezeit U< Richtungswinkel (bei I>)

Zeiten Ansprechzeiten I>, I>> bei 2-mal Einstellwert bei 10-mal Einstellwert Rückfallzeiten I>, I>>

Rückfallverhältnis

Rückfallverhältnis U<

Toleranzen Stromanregungen I>, I>> Unterspannungshaltung U< Winkel der Richtungsgeraden Verzögerungszeiten

0,1 bis 8 A (Stufung 0,01 A); mal 5 bei IN = 5 A 0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam10 bis 125 V (Stufung 0,1 V)0,1 bis 60 s (Stufung 0,01 s)–90° bis +90° (Stufung 1°)

etwa 35 ms etwa 25 msetwa 50 ms

I>: 0,95; I>>: 0,9 bis 0,99 (Stufung 0,01)etwa 1,05

1 % vom Einstellwert bzw. 10/50 mA1 % vom Einstellwert bzw. 0,5 V 1°1 % bzw. 10 ms

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Vorwartsleistungsüberwachung (ANSI 32F)

Einstellbereiche Vorwärtsleistung Pvorw.</SNenn Vorwärtsleistung Pvorw.>/SNenn Verzögerungszeiten T

Zeiten Ansprechzeiten (bei genauer Messung) Ansprechzeiten (bei schneller Messung) Rückfallzeiten (bei genauer Messung) Rückfallzeiten (bei schneller Messung)

Rückfallverhältnis Pvorw.<Rückfallverhältnis Pvorw.>

Toleranzen Wirkleistung Pvorw.<, Pvorw.>

Verzögerungszeiten T

0,5 bis 120 % (Stufung 0,1 %)1 bis 120 % (Stufung 0,1 %)0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam

etwa 360 ms (50 Hz), etwa 300 ms (60 Hz) etwa 60 ms (50 Hz); etwa 50 ms (60 Hz)etwa 360 ms (50 Hz); etwa 300 ms (60 Hz)etwa 60 ms (50 Hz); etwa 50 ms (60 Hz)

1,1 oder 0,5 % von SN etwa 0,9 bzw. –0,5 % von SN

0,25 % SN ± 3 % vom Einstellwertbei Q < 0,5 SN bei genauer Messung0,5 % SN ± 3 % vom Einstellwertbei Q < 0,5 SN bei schneller Messung

1 % bzw. 10 ms

Impedanzschutz (ANSI 21)

Einstellbereiche Überstromanregung I>

Unterspannungshaltung U< Impedanz Z1 (bezogen auf IN =1 A) Impedanz Z1B (bezogen auf IN =1 A) Impedanz Z2 (bezogen auf IN =1 A) Verzögerungszeiten T

Zeiten kürzeste Befehlszeit Rückfallzeit

Rückfallverhältnis Überstromanregung I> Unterspannungshaltung U<

Toleranzen Überstromanregung I> Unterspannungshaltung U< Impedanzmessung Z1, Z2 Verzögerungszeiten T

0,1 bis 4 A (Stufung 0,01 A), mal 5 bei IN = 5A 10 bis 125 V (Stufung 0,1V)0,05 bis 130 Ω (Stufung 0,01 Ω)

0,05 bis 65 Ω (Stufung 0,01 Ω)

0,05 bis 65 Ω (Stufung 0,01 Ω)

0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam

etwa 40 ms etwa 50 ms

etwa 0,95etwa 1,05

1 % vom Einstellwert bzw. 10/50 mA1 % vom Einstellwert bzw. 0,5 V |∆Z/Z| ≤ 5 % für 30° ≤ φK ≤ 90°1 % bzw. 10 ms

Unterspannungsschutz (ANSI 27)

Einstellbereiche Unterspannungsanregung U<, U<< (Mitkomponente als verkettete Größe) Verzögerungszeiten T

Zeiten Ansprechzeiten U<, U<< Rückfallzeiten U<, U<<

Rückfallverhältnis U<, U<<

Toleranzen Spannungsgrenzwerte Verzögerungszeiten T




1,01 bis 1,1 (Stufung 0,01)

1 % vom Einstellwert bzw. 0,5 V1 % bzw. 10 ms

Schiefl astschutz (ANSI 46)

Einstellbereiche zulässige Schiefl ast I2 zul./IN Auslösestufe I2>>/IN Verzögerungszeiten TWarn; TI2>>

Unsymmetriefaktor k Abkühlzeit TAbkühl

Zeiten Ansprechzeiten (unabhängige Stufe) Rückfallzeiten (unabhängige Stufe)

Rückfallverhältnis I2 zul.; I2>>Rückfallverhältnis thermische Stufe

Toleranzen Ansprechwerte I2 zul.; I2>>

Zeitverzögerung thermische Kennlinie Zeit für 2 ≤ I2/I2 zul. ≤ 20

3 bis 30 % (Stufung 1 %)

10 bis 100 % (Stufung 1 %)0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam 2 bis 40 s (Stufung 0,1 s)0 bis 50.000 s (Stufung 1 s)

etwa 50 ms

etwa 50 ms

etwa 0,95Rückfall bei Unterschreiten von I2 zul.

3 % vom Einstellwert bzw. 0,3 % Schiefl ast1 % oder 10 ms5 % vom Nennwert +1 % Strom-toleranz bzw. 600 ms

Untererregungsschutz (ANSI 40)

Einstellbereiche Konduktanzabschnitte 1/xd Kennlinien (3 Kennlinien) Neigungswinkel α1, α2, α3 Verzögerungszeit T

Zeiten Ständerkriterium 1/xd Kennlinie; α Unterspannungsblockierung

Rückfallverhältnis Ständerkriterium 1/xd Kennlinie; α Unterspannungsblockierung

Toleranzen Ständerkriterium 1/xd Kennlinie Ständerkriterium α Unterspannungsblockierung Verzögerungszeiten T

0,25 bis 3,0 (Stufung 0,01)

50 bis 120° (Stufung 1°)0 bis 50 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam

etwa 60 ms

etwa 50 ms

etwa 0,95

etwa 1,1

3 % vom Einstellwert

1° elektrisch1 % bzw. 0,5 V1 % bzw. 10 ms

Rückleistungsschutz (ANSI 32R)

Einstellbereiche Rückleistung PR>/SN Verzögerungszeiten T

Zeiten Ansprechzeit

Rückfallzeit

Rückfallverhältnis PRück>

Toleranzen Rückleistung PRück> Verzögerungszeiten T

−0,5 bis –30 % (Stufung 0,01 %)0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam

etwa 360 ms (50 Hz); etwa 300 ms (60 Hz) etwa 360 ms (50 Hz); etwa 300 ms (60 Hz)

etwa 0,6

0,25 % SN ± 3 % Einstellwert 1 % bzw. 10 ms

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90 % Ständererdschlussschutz, ungerichtet, gerichtet(ANSI 59N, 64G, 67G)

Einstellbereiche Verlagerungsspannung U0 > Erdstrom 3I0> Richtungsgerade (Winkel- kriterium) Verzögerungszeiten T

Zeiten Ansprechzeiten U0>, 3I0> Rückfallzeiten U0>/ 3I0>

Rückfallverhältnis U0>, 3I0>Rückfalldifferenz Winkelkriterium

Toleranzen Verlagerungsspannung Erdstrom Verzögerungszeiten T

5 bis 125 V (Stufung 0,1 V)2 bis 1000 mA (Stufung 1 mA)0 bis 360° (Stufung 1°)



0,710° Richtung Netz

1 % vom Einstellwert bzw. 0,5 V1 % vom Einstellwert bzw. 0,5 mA1 % bzw. 10 ms

Empfi ndlicher Erdstromschutz (ANSI 50/51GN, 64R)

Einstellbereiche Erdstromanregung IEE>, IEE>> Verzögerungszeiten T

Messkreisüberwachung IEE<

Zeiten Ansprechzeiten Rückfallzeiten Messkreisüberwachung

Rückfallverhältnis IEE>, IEE>>Rückfallverhältnis Messkreisüber-wachung IEE<

Toleranzen Erdstromanregung Verzögerungszeiten T

2 bis 1000 mA (Stufung 1 mA)0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam1,5 bis 50 mA (Stufung 0,1 mA)

etwa 50 ms etwa 50 ms etwa 50 ms

0,95 bzw. 1 mAetwa 1,1 bzw. 1 mA

1 % vom Einstellwert bzw. 0,5 mA1 % bzw. 10 ms

100 % Ständererdschlussschutz mit 3. Harmonischer(ANSI 59TN, 27TN (3rd H.))

Einstellbereiche Verlagerungsspannung U0 (3.Harm.)>, U0 (3. Harm.)< Verzögerungszeiten T Wirkleistungsfreigabe

Mitspannungsfreigabe

Zeiten Ansprechzeit Rückfallzeit

Rückfallverhältnis Unterspannungsstufe U0 (3.Harm.)< Überspannungsstufe U0 (3.Harm.)> Wirkleistungsfreigabe Mitspannungsfreigabe

Toleranzen Verlagerungsspannung Verzögerungszeiten T

0,2 bis 40 V (Stufung 0,1 V)

0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam10 bis 100 % (Stufung 1 %) oder unwirksam50 bis 125 V (Stufung 0,1 V) oder unwirksam


etwa 1,4etwa 0,6etwa 0,9etwa 0,95

3 % vom Einstellwert bzw. 0,1 V1 % bzw. 10 ms

Überspannungsschutz (ANSI 59)

Einstellbereiche Überspannungsanregung U>,

U>> (maximale verkettete oder Leiter-Erde-Spannung)Verzögerungszeiten T

Zeiten Ansprechzeiten U>, U>> Rückfallzeiten U>, U>>

Rückfallverhältnis U>, U>>

Toleranzen Spannungsgrenzwert Verzögerungszeiten T




0,9 bis 0,99 (Stufung 0,01)

1 % vom Einstellwert 0,5 V1 % bzw. 10 ms

Frequenzschutz (ANSI 81)

Einstellbereiche Stufen, wahlweise f>, f< Ansprechwerte f>, f< Verzögerungszeiten T

Unterspannungsblockierung U1<

Zeiten Ansprechzeiten f>, f< Rückfallzeiten f>, f<

Rückfalldifferenz ∆fRückfallverhältnis U1<

Toleranzen Frequenz Unterspannungsblockierung Verzögerungszeiten T

440 bis 65 Hz (Stufung 0,01 Hz)0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam10 bis 125 V (Stufung 0,1 V)


etwa 20 mHzetwa 1,05

10 mHz (bei U> 0,5 UN)1 % vom Einstellwert bzw. 0,5 V1 % bzw. 10 ms

Übererregungsschutz (U/f) (ANSI 24)

Einstellbereiche Ansprechschwelle der Warnstufe Ansprechschwelle U/f>>-Stufe Verzögerungszeiten T

Kennlinienwerte U/f und zugehörige Zeiten t(U/f) Abkühlzeit TAbkühl

Zeiten (Warnung und Stufe U/f>>) Ansprechzeiten bei 1,1-fachem Einstellwert Rückfallzeiten

Rückfallverhältnis (Warnung, Auslösung)

Toleranzen U/f-Anregung Verzögerungszeiten T thermische Kennlinie (Zeit)

1 bis 1,2 (Stufung 0,01)1 bis 1,4 (Stufung 0,01)0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam1,1 / 1,15 / 1,2 / 1,25 / 1,3 / 1,35 / 1,40 bis 20.000 s (Stufung 1 s)0 bis 20.000 s (Stufung 1 s)

etwa 60 ms

etwa 60 ms

0,95

3 % vom Einstellwert1 % bzw. 10 ms5 % bezogen auf U/f bzw. 600 ms

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Wiedereinschaltsperre für Motoren (ANSI 66, 49rotor)

Einstellbereiche Motoranlaufstrom IStart max /IN Zulässige Anlaufzeit TStart max Läufertemperaturausgleichszeit TAusgl Mindestsperrzeit TSperre

Zulässige Anzahl an Warmstarts nW Differenz zwischen Warm- und Kaltstarts nK-nW Verlängerungsfaktoren der Zeitkonstanten (Betrieb und Stillstand)

Toleranzen Verzögerungszeiten T

3 bis 10 (Stufung 0,01)3 bis 120 s (Stufung 0,1 s) 0 bis 60 min (Stufung 0,1 min)

0,2 bis 120 min (Stufung 0,1 min)1 bis 4

1 bis 2

1 bis 100

1 % bzw. 0,1 ms

Frequenzänderungsschutz (ANSI 81R)

Einstellbereiche Stufen, wahlweise +df/dt >; –df/dt Ansprechwerte df/dt Verzögerungszeiten T


Zeiten Ansprechzeit df/dt Rückfallzeit df/dt

Rückfallverhältnis df/dtRückfallverhältnis U<

Toleranzen Frequenzanstieg Unterspannungsblockierung Verzögerungszeiten T

4

0,2 bis 10 Hz/s (Stufung 0,1 Hz/s);0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam10 bis 125 V (Stufung 0,1 V)


etwa 0,95 bzw. 0,1 Hz/setwa 1,05

etwa 0,1 Hz/s bei U> 0,5 UN 1 % vom Einstellwert bzw. 0,5 V1 % bzw. 10 ms

Vektorsprung (Spannung)

Einstellbereiche Stufe ∆φ Verzögerungszeit T


Toleranzen Vektorsprung Unterspannungsblockierung Verzögerungszeit T

0,5° bis 15° (Stufung 0,1°)0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam10 bis 125 V (Stufung 0,1 V)

0,3° bei U> 0,5 UN 1 % vom Einstellwert bzw. 0,5 V1 % bzw. 10 ms

Temperatureinkopplung über serielle Schnittstelle (Thermobox) (ANSI 38)

Anzahl Messstellen

Einstellbare Temperaturschwellen

Temperaturfühler

6 oder 12

40 bis 250 °C (Stufung 1 °C)

Pt100; Ni 100, Ni 120

Leistungsschalter-Versagerschutz (ANSI 50BF)

Einstellbereiche Ansprechwert I>SVS Verzögerungszeit SVS-T

Zeiten Ansprechzeit Rückfallzeit

Toleranzen Ansprechwert I>SVS/IN Verzögerungszeit T

0,04 bis 1 A (Stufung 0,01 A) 0,06 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam

etwa 50 msetwa 50 ms

1 % vom Einstellwert bzw. 10/50 mA1 % bzw. 10 ms

Zuschaltschutz (ANSI 50, 27)

Einstellbereiche Stromanregung I>>>

Spannungsfreigabe U1< Verzögerungszeit

Rückfallzeit

Zeiten Reaktionszeit Rückfallzeit

Rückfallverhältnis I>>>Rückfallverhältnis U1<

Toleranzen Stromanregung

Unterspannungshaltung U1< Verzögerungszeit T

0,1 bis 20 A (Stufung 0,1 A); mal 5 bei IN= 5 A 10 bis 125 V (Stufung 1 V)0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam0 bis 60 s (Stufung 0,01 s) oder unwirksam

etwa 25 msetwa 35 ms

etwa 0,8 etwa 1,05

5 % vom Einstellwert bzw. 20/100 mA1 % vom Einstellwert bzw. 0,5 V 1 % bzw. 10 ms

Einkopplungen

Anzahl der binären Einkopplungen 2 für 7UM6114 für 7UM612

Auslösekreisüberwachung (ANSI 74TC)

Anzahl überwachter Kreise(nur 7UM612)

1

Anlaufzeitüberwachung für Motoren (ANSI 48)

Einstellbereiche Motoranlaufzeit IStart max /IN Stromanregeschwelle IStart Anr. /IN zulässige Anlaufzeit TStart max zulässige Festbremszeit TFestbrems

Zeiten

Rückfallverhältnis

Toleranzen Stromanregung

Verzögerungszeiten T

1,0 bis 16 (Stufung 0,01)0,6 bis 10 (Stufung 0,01)1,0 bis 180 s (Stufung 0,1 s) 0,5 bis 120 s (Stufung 0,1 s) oder unwirksam

abhängig von den Einstellwerten

etwa 0,95

1 % vom Einstellwert bzw. 1 % von IN 5 % bzw. 30 ms

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Betriebsmesswerte

Beschreibung

StrömeToleranz

Spannungen

Toleranz

ImpedanzToleranz

LeistungToleranz

PhasenwinkelToleranz

LeistungsfaktorToleranz

FrequenzToleranz

ÜbererregungToleranz

Thermische MesswerteToleranz

primär; sekundär oder in Prozent der Messgröße

IL1; IL2; IL3; IEE; I1; I2 0,2 % vom Messwert bzw. ± 10 mA ± 1 Digit

UL1; UL2; UL3; UE; UL12; UL23; UL31; U1; U20,2 % vom Messwert bzw. ± 0,2 V ± 1 Digit

R, X1 %

S; P; Q1 % vom Messwert bzw. ± 0,25 % SN

φ< 0,1°

cos φ (p.f.)1 % ± 1 Digit

f10 mHz bei (U> 0,5 UN; 40 Hz < f < 65 Hz)

U/f; 1 %

ΘL1, ΘL2, ΘL3, ΘI2, ΘU/f, 5 %

Min. / Max. Speicher

Speicher

Zurücksetzen

Werte Mitsystemspannung Mitsystemstrom Wirkleistung Blindleistung Frequenz Verlagerungsspannung (3. Harmonische)

Messwerte mit Datum und Zeit

über Binäreingangüber Tastaturüber Kommunikation

U1I1PQfUE(3. Harm.)

Energiezähler

VierquadrantenzählerToleranz

WP+, WP–, WQ+, WQ–1 %

Störschreibung

Anzahl der Störschriebe

Momentanwerts Speicherzeit Raster

Spuren

Effektivwerte Speicherzeit Raster

Spuren

max. 8

max. 5 s frequenzabhängig(z. B. 1,25 ms bei 50 Hz; 1,04 ms bei 60 Hz)νL1, νL2, νL3, νE; iL1, iL2, iL3, iEE

max. 80 s fest (20 ms bei 50 Hz; 16,67 ms bei 60 Hz)U1, UE, I1, I2, IEE, P, Q, φ, f-fn

Zusatzfunktionen

Störfallprotokollierung

Betriebsmeldungen

Betriebsstundenzähler

Schaltstatistik

Speicherung der Meldungen der letzten 8 StörfällePuffergröße max. 600 MeldungenZeitaufl ösung 1 ms

max. 200 MeldungenZeitaufl ösung 1 ms

bis zu 6 Dezimalstellen(Kriterium: Stromschwelle)

Anzahl der Schalthandlungen akkumulierter Ausschaltstrom

CE-Konformität

Das Produkt entspricht den Bestimmungen der Richtlinie des Rates der Europäischen Gemeinschaften zur Harmonisierung der Rechtsvor-schriften der Mitgliedsstaaten hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV-Richtlinie 89 / 336 / EWG) und der Verwendung elektrischer Betriebsmittel innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen (Niederspannungs-richtlinie 73 / 23 / WG).

Das Erzeugnis steht im Einklang mit der internationalen Norm IEC 60255 und der nationalen Norm DIN 57435 Teil 303 (entspr. VDE 0435 Teil 303).

Weitere anwendbare Normen: ANSI / IEEE C37.90.0 und C37.90.1.

Diese Konformität ist das Ergebnis einer Prüfung, die durch die Siemens AG gemäß Artikel 10 der Richtlinie in Übereinstimmung mit den Fachgrundnormen EN 50081-2 und EN 50082-2 fur die EMV-Richtlinie und der Norm EN 60255-6 für die Niederspannungsrichtlinie durchgeführt worden ist.

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Maschinenschutz / 7UM61Auswahl- und Bestelldaten


Beschreibung Bestell-Nr. Kurzangabe

Multifunktionaler Maschinenschutz 7UM61 7UM61 - - 0 -

Gehäuse, Binäreingänge und -ausgänge

Gehäuse ⅓ 19", 7 BE, 11 BA, 1 Livekontakt

Gehäuse ⅓ 19", 15 BE, 19 BA, 1 Livekontakt

Stromwandler IN

1 A1)

5 A1)

Nennhilfsspannung (Stromversorgung, Meldespannung)

DC 24 bis 48 V, Schwelle Binäreingang 19 V3)

DC 60 bis 125 V2), Schwelle Binäreingang V3)

DC 110 bis 220 V2), AC 115 bis 230 V, BE-Schwelle 88 V3)

Konstruktive Ausführung

Aufbaugehäuse, Doppelstockklemmen oben/unten

Einbaugehäuse, Steckklemmen (2- / 3-polige Stecker)

Einbaugehäuse, Schraubklemmen (Direktanschluss, Ringkabelschuhe)

Regionenspezifi sche Voreinstellungen, Funktionsausprägungen und Sprachvoreinstellungen

Region DE, 50 Hz, IEC-Kennlinien, Sprache Deutsch (Sprache änderbar)

Region Welt, 50/60 Hz, IEC / ANSI-Kennlinien, Sprache Englisch (GB) (Sprache änderbar)

Region US, 60 Hz, ANSI-Kennlinien, Sprache Englisch (US) (Sprache änderbar)

Systemschnittstelle (Geräterückseite)

Ohne Systemschnittstelle

Protokoll IEC 60870-5-103, elektrisch RS232

Protokoll IEC 60870-5-103, elektrisch RS485

Protokoll IEC 60870-5-103, optisch 820 nm, ST-Stecker

PROFIBUS DP Slave, elektrisch RS485

PROFIBUS DP Slave, optisch 820 nm, Doppelring, ST-Stecker*

MODBUS, elektrisch RS485

MODBUS, optisch 820 nm, ST-Stecker*

DNP 3.0, elektrisch RS485

DNP 3.0, optisch 820 nm, ST-Stecker*

DIGSI 4 / Modemschnittstelle (Geräterückseite)

unbestückt

DIGSI 4, elektrisch RS232

DIGSI 4, Thermobox, elektrisch RS485

DIGSI 4, Thermobox, optisch 820 nm, ST-Stecker

Messfunktionen

ohne

Min. / Max.-Werte, Energiezählung

Funktionsmix4)

Generator Basis

Generator Standard

Generator Voll

Motor Asynchron

Zusatzfunktionen4)

ohne

Netzentkupplung (df/dt und Vektorsprung)

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E

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C

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L 0 A

L 0 B

L 0 D

L 0 E

L 0 G

L 0 H

1) Nennstrom über Brücken einstellbar.

2) Die zwei Hilfsspannungen sind durch Steckbrücken ineinander überführbar.

3) Die BE-Schwellen sind durch Brücken in Stufen einstellbar.

4) Weitere Informationen zur Funktionalität siehe Tabelle 11/1 auf Seite 11/4.

* nicht für Stelle 9 = B; wenn 9 = „B“, bestellen Sie bitte das Gerät 7UM61 mit RS485-Schnittstelle und separatem LWL-Konverter.

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Beschreibung Bestell-Nr.

DIGSI 4

Software für die Konfi guration und Bedienung von Schutz-geräten von Siemens, lauffähig unter MS Windows 2000 / XP Professional, inkl. G erätetemplates, Comtrade-Viewer, Hand-buch in elektronischer Form und Startup-Handbuch (Papier), Kupferverbindungskabel

Basis Vollversion mit Lizenz für 10 Rechner, auf CD-ROM (Autorisierung über Seriennummer)

Professional DIGSI 4 Basis und zusätzlich SIGRA (Analyse von Störschrieben), CFC-Editor (Logikeditor), Display-Editor (Editor für Abzweig- und Steuerbilder) und DIGSI 4 Remote (Fernbedienung)

7XS5400-0AA00

7XS5402-0AA00

SIGRA 4

Software für die grafi sche Visualisierung, Analyse und Auswer-tung von Störschrieben (in DIGSI Professional enthalten, kann aber zusätzlich bestellt werden).Diese Software kann auch für Störschriebe von Schutzgeräten anderer Hersteller (Comtrade-Format) verwendet werden. Lauffähig unter MS Windows 2000 / XP Professional. Inkl. Templates, Handbuch in elektronischer Form, Lizenz für 10 Rechner.Autorisierung über Seriennummer. Auf CD-ROM. 7XS5410-0AA00

Verbindungskabel

Zwischen PC (9-polige Buchse)und Schutzgerät (9-poliger Stecker)(in DIGSI 4 enthalten, kann aber zusätzlich bestellt werden) 7XV5100-4

Ankoppelgerät für Läufererdschlussschutz 7XR6100-0CA00

Vorwiderstand für Läufererdschlussschutz (Gruppe: 013002)

Kurzangabe

3PP1336-0DZ K2Y

Vorwiderstand für Ständererdschlussschutz (Spannungsteiler, 5:1) (Gruppe 013001) 3PP1336-1CZ K2Y

Temperaturüberwachung mit Thermobox

AC / DC 24 bis 60 V

AC / DC 90 bis 240 V

7XV5662-2AD10

7XV5662-5AD10

Handbuch für 7UM61

Deutsch

Englisch C53000-G1176-C127-2

Zubehör

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Zubehör



Abb. 11/25 Befestigungsschiene für 19"-Rahmen

Abb. 11/26 2-poliger Verbindungsstecker

Abb. 11/27 3-poliger Verbindungsstecker

Abb. 11/28 Kurzschlussbrücke für Stromkontakte

Abb. 11/29 Kurzschlussbrücke für Spannungs-/Meldekontakte

LSP2

093

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-afp

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LSP2

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s

LSP2

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ps

Beschreibung Bestell-Nr. Packungs-größe

Lieferant Abb.

Verbin-dungsste-cker

2-polig3-polig

C73334-A1-C35-1C73334-A1-C36-1

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SiemensSiemens

11/2611/27

Crimp-kontakt

Handzange

CI2 0,5 bis 1 mm2

CI2 1 bis 2,5 mm2

Type III+ 0,75 bis 1,5 mm2

für Typ III+zugehörige Matrizefür CI2 zugehörige Matrize

0-827039-10-827396-1

0-827040-10-827397-1

0-163083-7 0-163084-2

0-539635-10-539668-20-734372-11-734387-1

40001

40001

40001

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AMP 1)

AMP 1)

AMP 1)

AMP 1)

AMP 1)

AMP 1)

AMP 1)

AMP 1)

AMP 1)

AMP 1)

19"-Befestigungsschiene C73165-A63-D200-1 1 Siemens 11/25

Kurzschluss-brücken

für Stromkontaktefür andere Kontakte

C73334-A1-C33-1C73334-A1-C34-1

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SiemensSiemens

11/2811/29

Abdeckung für Anschlüsse

großklein

C73334-A1-C31-1C73334-A1-C32-1

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SiemensSiemens

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1) Ihr Siemens-Vertriebspartner kann Sie über Lieferanten vor Ort informieren

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Maschinenschutz / 7UM61Anschlussplan, IEC


Abb. 11/30 Anschlussplan 7UM611 (IEC)

1) Öffner oder Schließer mit Steckbrücke

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Maschinenschutz / 7UM61Anschlussplan, IEC


Abb. 11/31 Anschlussplan 7UM612 (IEC)

1) Öffner oder Schließer mit Steckbrücke.

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Maschinenschutz / 7UM61Anschlussplan, ANSI


Abb. 11/32 Anschlussplan 7UM611 (ANSI)


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Maschinenschutz / 7UM61Anschlussplan, ANSI



Abb. 11/33 Anschlussplan 7UM612 (ANSI)

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Documents

Maschinenschutz / 7UM61 - Automation-Berlin Kunz GmbH · Motor Asynchron Funktionsumfang Standardversion und zusätzlich: • Anlaufzeitüberwachung für Motoren • Wiedereinschaltsperre