Monitory izola ního stavu ada CM

Transkript

1 Monitory izola ního stavu ada CM

2 Monitory izolaního stavu od spolenosti ABB ada CM strana generátoru mni strana vedení mni DC kv, f = 50 Hz nebo 60 Hz transformátor smrem k vedení ídicí jednotka mnie pohon ídicí jednotka vtrné turbíny Spolenost ABB vyvinula zcela novou adu monitor izolaního stavu. Touto novou generací monitor ady CM dále posiluje svoji pozici jako dodavatel inovativních výrobk pro ídicí a kontrolní úely. Tyto nové výrobky odpovídají požadavkm normy IEC/EN a IEC/EN To tedy znamená, že monitor izolaního stavu je možno použít pímo k mení izolaního odporu v neuzemnných stídavých a stejnosmrných sítích se jmenovitým naptím do 690 V AC a 1000 V DC. Mezi další funkce patí nový tzv. prognostický princip mení, který významn zkracuje dobu mení a odezvy. Soulad s normami: - EC/EN Elektrická bezpenost v nízkonapových rozvodných sítích se stídavým naptím do 1000 V a se stejnosmrným naptím do 1500 V Zaízení ke zkoušení, mení nebo sledování innosti prostedk ochrany ást 1: Všeobecné požadavky - IEC/EN : Elektrická bezpenost v nízkonapových rozvodných sítích se stídavým naptím do 1000 V a se stejnosmrným naptím do 1500 V Zaízení ke zkoušení, mení nebo sledování innosti prostedk ochrany ást 8: Hlídae izolaního stavu (izolaní monitorovací zaízení) v rozvodných sítích IT 2

3 Aplikaní oblast monitor izolaního stavu je znan široká. Zahrnuje stroje a generátory, zdroje nouzového napájení, lodní aplikace, trakní zaízení a mobilní výkonové generátory (v letadlech), prmyslové IT systémy, tiskárny a obnovitelné energetické zdroje, nap. vtrné generátory a fotovoltaická zaízení. Znaným problémem u tchto aplikací je vyhovt mnícím se požadavkm u každé jednotlivé takové aplikace. V ad výrobk CM-IWx se na trh dostává sortiment modulárních a nastavitelných monitor izolaního stavu. V kombinaci s novým principem mení je možno monitorovat napájecí sít s naptím do 690 V AC a 1000 V DC, s kmitotem od 15 Hz do 400 Hz. Vítr Vtrné turbíny patí do skupiny zcela neuzemnných zaízení. Podle použité technologie (nap. dvojit napájené stroje angl. double feed; na plný výkon full power, atd.) je možno monitorovat izolaní poruchy jak u trojfázových, tak také u stejnosmrných sítí. Souasný trend smuje ke zvýšení stejnosmrné napové úrovn. Svým modulárními monitory izolaního stavu nabízí ABB dokonalé ešení pro systémy s naptími do 690 V AC a 1000 V DC. Solární aplikace Solární energie patí k rychle se rozvíjejícím prmyslovým segmentm. U fotovoltaických aplikací (PV) je v souasnosti dosahováno stále vyšší úinnosti jednotlivých solárních lánk a tedy je stále snazší získávat ze slunce elektrickou energii. Fotovoltaická elektrárna však potebuje prostor a její jednotlivé stejnosmrné vtve musí být vzájemn spojeny a chránny. Nový monitor izolaního stavu ady CM-IWx je konstruován tak, aby splnil požadavky fotovoltaických aplikací. Jeáby Stavební jeáby, které je teba asto pemísovat, jsou také píkladem zcela izolovaného zaízení. ABB nabízí ešení pro každou funkci jeábové aplikace. V kombinaci s ídicími zaízeními je možno navrhovat individuální/zákaznicky specifické aplikace, ale také standardizované / sériové aplikace. Lodní aplikace V loaském prmyslu a pi údržb/modernizaci lodí je možno vysledovat dva hlavní trendy: zvýšení hladiny naptí (do 690 V) pípadn zvýšení kmitotu (do 400 Hz) sebou v obou pípadech pináší vyšší úinnost a vyšší dodávaný výkon. Avšak lo sama je také píkladem neuzemnné aplikace, která musí spolehliv fungovat v nároném moském prostedí. 3

4 Základní informace Izolované napájecí systémy N A S1 S2 S L+ V V1+ V L- K A2 M 3~ spotebi Zemnícím systémem, použitým v elektrických napájecích systémech, je definován elektrický potenciál vodi vztažený k elektricky vodivému povrchu Zem. Volba zemnícího systému má pak dsledky pro bezpenost a elektromagnetickou kompatibilitu napájecího zdroje. Je teba mít na pamti, že naízení platná pro zemnící systémy se v rzných zemích mohou výrazn odlišovat. Pípojné místo pro pipojení ochranné zem () zajišuje, že všechny obnažené vodivé povrchy jsou na stejném elektrickém potenciálu jako povrch zem. Ochranná zem slouží k zabránní rizika úrazu elektrickým proudem v pípad, že lovk se dotkne zaízení, u kterého došlo k izolaní poruše. Ochranný zemnící vodi zajišuje, že v pípad izolaní poruchy ( zkratu ) a tedy prtoku velmi vysokého proudu dojde k vybavení nadproudové ochrany (pojistky, jistie), který odpojí napájecí zdroj. Stední, i pracovní vodi plní jiný úel. Neslouží k zajištní ochrany proti úrazu elektrickým proudem a za normálního provozu zaízení mže sloužit jako vodi elektrického proudu. Pípojky pro stední vodi mohou být použity ve svodiích peptí a filtrech pro potlaení rušivých elektromagnetických signál, u uritých typ antén a rzných micích pístroj. Obecn platí, že ochrannou zem je možno použít také jako stední vodi, avšak toto ešení vyžaduje v uritých situacích zvláštní opatrnost. 4

5 Mezinárodní norma IEC rozlišuje mezi temi rznými uzemnními sít. Používá k tomu dvoupísmenového kódového oznaení a to TN, TT a IT. První písmeno oznauje spojení mezi zemí a zaízením, které dodává energii (generátor nebo transformátor): T: pímé spojení bodu se zemí (latinsky: zem = terra) I: žádný bod není spojen se zemí (je izolován), pípadn spojen se zemí, ale pes vysokou impedanci. Druhé písmeno oznauje spojení mezi zemí a napájeným elektrickým zaízením: T: pímé spojení bodu se zemí N: pímé spojení nulového vodie v poátením míst sít, piemž tento nulový vodi je spojen se zemí. Systém TN U sít TN jeden z bod v generátoru nebo transformátoru je spojen se zemí. V trojfázovém systému to obvykle bývá spolený bod v zapojení do hvzdy. Tleso elektrického stroje je spojeno se zemí pes toto zemní spojení v transformátoru. V zásad rozlišujeme ti rzné typy TN sítí: TN-S, TN-C, TN-C-S. Generátor nebo transformátor N Instalace TN sít je možno chránit miniaturním jistiem. Zkrat v systému je schopen vytvoit takový proud, který vybaví (vypne) jisti. Zem Spotebi Systém TT U sít TT je ochranné zemní spojení spotebie provedeno místním pipojením na zem, nezávisle na tom, jaká zem je pipojena v míst generátoru. V pípad zemní poruchy je odpor vtve s chybou zpt do napájecího zdroje píliš vysoký, než aby se v nm vytvoil nadproud, který zaktivuje ochranný prvek (pepálí pojistku nebo vypne jisti). V takovém pípad se pro detekci svodového proudu do zem a tedy perušení obvodu použije proudový chráni (RCD angl. Residual Current Detector). Proudový chráni detekuje svodový proud tekoucí do zem, vypne a tím peruší napájecí obvod. Generátor nebo transformátor Zem N Spotebi Zem Systém IT U sít IT nemá distribuní systém žádné spojení na zem. Pokud vbec má njaké spojení se zemí, pak toto spojení má vysokou impedanci. U tchto systém se monitor izolaního stavu používá pro monitorování (hlídání) impedance. Generátor nebo transformátor Monitor izolaního stavu sleduje neuzemnný systém mezi aktivním fázovým vodiem a zemí. Jakmile impedance mezi tmito dvma vodii klesne pod nastavenou hodnotu, obvykle 50 k, je bu vyslána výstraha (svtelná nebo zvuková), nebo dojde k odpojení napájecího zdroje. Spotebi Zem 5

6 Moderní ídicí za ízení Revolu n nový princip m ení Je-li n kde kladen požadavek na vysokou spolehlivost napájení, nap. u nouzových osv tlovacích systém, jsou na takovém míst použity odd lené systémy. Vzhledem k tomu, že energie uvoln ná v p ípad zemní poruchy nebude dostate ná k vybavení miniaturního jisti e nebo proudového chráni e, je u neuzemn ných systém použit jiný typ ochrany. Monitor izola ního stavu trvale zjiš uje izola ní odpor mezi živým vodi em a zemí a po p ekro ení ur ité prahové hodnoty vyšle signál. Monitor izola ního stavu je jediným technickým ešením, které dokáže detekovat zemní poruchu v neuzemn ných systémech. 6 ABB pro tento ú el nabízí: - modulární uspo ádání - 3 výrobky pro st ídavé a stejnosm rné systémy - p ímé p ipojení na nap tí 690 V AC a systémy 1000 V DC s vazebním modulem - jmenovitý kmito et Hz - monitorování p erušení vodi e - monitorování nesprávného nastavení - bezpe nost na palub (Safety on Board) díky implementovanému systémovému testu po spušt ní - možnost zp tného nastavení (resetu) a testování, k dispozici na p ední stran p ístroje, p ípadn provád ná ídicím kontaktem - nový prognostický princip m ení

7 Výhody na první pohled Pídavné monitorovací funkce CM-IWS.1 a CM-IWN.1 Je-li aktivována monitorovací funkce perušeného vodie, CM-IWN.1 automaticky po najetí monitoruje sí/pívody L+ a L- micího obvodu. Tento proces je možno kdykoli opakovat optným spuštním testovací funkce. Relé CM-IWN.1 a CM-IWS.1 cyklicky monitoruje pívody micích obvod a vodi KE a sleduje, zda nedošlo k jejich perušení. Pokud na jednom nebo více pívodech došlo k perušení, výstupní relé pepnou do stavu poruchy. Krom toho neuzemnný stídavý (AC), stejnosmrný (DC) nebo smíšený AC/DC systém je monitorován z hlediska nepípustn vysoké svodové kapacitní reaktance. Pokud je tato kapacitní reaktance píliš velká, výstupní relé sepne, pípadn pepne do stavu poruchy. Monitorována jsou také nesprávná nastavení, která mohou zpsobit chybnou funkci zaízení. Pi zjištní nesprávného nastavení výstupní relé sepne, pípadn pepne do stavu poruchy. Po pivedení ídicího naptí nechá izolaní monitorovací relé probhnout systémovou testovací rutinu. Bhem ní je systém diagnostikován a jsou pekontrolována nastavení. Pokud není nalezena žádná interní nebo externí chyba, testovací rutina skoní a výstupní relé pepnou do provozního stavu. Stav LED kontrolek a chybová informace CM-IWS.2, CM-IWS.1 a CM-IWN.1 Provozní stav U: F: R: zelená LED ervená LED žlutá LED Start, rozbh OFF OFF Žádná porucha OFF 1) Pedvýstraha 2) Izolaní porucha 1) (pokles pod prahovou hodnotu) Perušení vodie /KE 1) Kapacitní reaktance sít píliš velká 1) neplatný výsledek mení Interní systémová porucha 1) Chybné nastavení 2) 3) Testovací funkce 1) Žádná porucha po uložení do pamti 4) ON 1) U principu rozpojeného obvodu LED kontrolka nesvítí, U principu uzaveného obvodu LED kontrolka svítí 2) Pouze u CM-IWN.1 3) Možná chybná nastavení: prahová hodnota pro konené vypnutí je nastavena na vyšší hodnotu než prahová hodnota pro pedvýstrahu. 4) Po zjištní izolaní poruchy pístroj vypnul. Porucha byla uložena do pamti a izolaní odpor se vrátil zpt na vyšší hodnotu než je prahová hodnota plus hysteréze. Moderní technologie monitor izolaního stavu od spolenosti ABB Testovací rutinu aktivujeme stlaením kombinovaného tlaítka Test/Reset na pední stran pístroje. Po celou dobu aktivace testovací funkce jsou výstupní relé pístroje pepnuta do stavu poruchy a ovládací kontakt S1-S3 je sepnut. 7

8 Monitor izolaního stavu CM-IWS.2 pro stídavé sít do naptí 400 V AC Monitor izolaního stavu CM-IWS.2 se používá pro monitorování izolaního odporu ist stídavých sítí IT, podle požadavk normy IEC Men je izolaní odpor jednotliv mezi systémovými vedeními a systémovou zemí. Jakmile hodnota izolaního odporu poklesne pod nastavenou prahovou hodnotu, výstupní relé pepnou do stavu poruchy. U relé CM-IWS.2 je pro mení využit superponovaný stejnosmrný micí signál. Z tohoto superponovaného micího stejnosmrného naptí a výsledného proudu se pak poítá izolaní odpor systému. Charakteristiky: Napájecí naptí: V AC/DC Výstup: 1 pepínací kontakt (15 16/18); princip uzaveného obvodu Uložení informace o poruše / blokování konfigurovatelné ídicím vstupem Test: tlaítko nebo ídicí vstup na pední stran relé (S1-S3) Reset: tlaítko nebo ídicí vstup na pední stran relé (S2-S3) Micí vstup L s externím naptím do 400 V AC Micí rozsah: k 8

9 Testovací a resetovací (Test/Reset) tlaítko na pední stran pístroje Nastavovací prvky Otoné pepínae na pední stran, pro: Nastavení prahové hodnoty 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 k v krocích po 10 k Nastavení prahové hodnoty 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 k v krocích po 1 k Stavová indikace zelená LED kontrolka U i n d i k a c e n a p á j e c í h o n a ptí ervená LED kontrolka F p o r u c h a ( a n g l. F a i l u r e ) žlutá LED kontrolka R s t a v o v á i n d i k a c e r e l é Pipojení, pro naptí max. do 400 V AC, Hz Pipojení, pro naptí max. do 400 V AC, Hz Micí vstup L pipojíme ke kterémukoli z vodi Micí vstup L pipojíme ke kterémukoli z vodi napájecí sít A1 11 S1 S2 S3 A1 11 S1 S2 S3 A1 S1 11 A1 11 S2 S3 S1 S2 S3 2 vodiový AC systém L L 4 vodiový AC systém L L L N N A1 11 S1 S2 S3 A1 11 S1 S2 S3 3 vodiový AC systém L A2 9

10 Monitor izolaního stavu CM-IWS.1 pro sít do naptí 250 VAC a 300 V DC Monitory izolaního stavu CM-IWS.1 a CM-IWN.1 se používají pro monitorování izolaního odporu podle požadavk normy IEC v neuzemnných stídavých nebo stejnosmrných sítích IT. Men je izolaní odpor mezi systémovými (fázovými) vodii a systémovou zemí. Jakmile tento odpor klesne pod nastavitelnou prahovou hodnotu, výstupní relé pepnou do stavu poruchy. U relé CM-IWS.1 a CM-IWN.1 je do monitorované sít pivádn pulzní micí signál a z namených hodnot je poítán izolaní odpor. Charakteristiky: Napájecí naptí: V AC/DC Výstup: 1 pepínací kontakt (15 16/18) Princip uzaveného obvodu Uložení informace o poruše / blokování konfigurovatelné ídicím vstupem Detekce perušeného vodie v micím obvodu Test: tlaítkem na pední stran relé nebo pes ídicí vstup (S1-S3) Reset: tlaítkem na pední stran relé nebo pes ídicí vstup (S2-S3) Micí vstup L s externím naptím do 250 V AC a 300 V DC Micí rozsah: k 10

11 Testovací a resetovací tlaítko na pední stran pístroje Nastavení Otoné pepínae na pední stran pístroje, pro: Nastavení prahové hodnoty 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 k, v krocích po 10 k Nastavení prahové hodnoty 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 k, v krocích po 1 k Stavová indikace zelená LED kontrolka U napájecí naptí ervená LED kontrolka F porucha žlutá LED kontrolka R s t a v r e l é Pipojení, max. U= 250 V AC ( Hz) nebo 300 V DC Pipojení, max. U=250 V AC ( Hz) nebo 300 V DC 2 vodi. syst. AC L N A1 11 KE S1 S2 S3 L+ a L- vždy pipojte ke dvma rzným fázovým vodim, libovoln kterým. PWM DC L+ A1 11 KE S1 S2 S3 L+ - L- w L+ L- - w 2 vodi syst. DC KE používá 2 samostatné pívody pro detekci perušeného vodie. L+ a L- vždy pipojte ke dvma rzným fázovým vodim, libovoln kterým. KE používá 2 samostatné pívody pro detekci perušeného vodie. A1 11 KE A1 11 KE S1 S2 S3 S1 S2 S3 3 vodi. syst. DC 3 vodi. syst. AC L+ L- PWM L+ DC L- L+ L- PWM DC L+ L- L+ M L- CM-IWS.1 Pipojení, U = max. 250 V AC ( Hz) nebo 300 V DC 4 vodi. syst. AC N A1 11 KE S1 S2 S3 L+ L- L+ a L- vždy pipojte ke dvma rzným fázovým vodim, libovoln kterým. KE používá 2 samostatné vodie pro detekci perušeného vodie. 11

12 Monitor izolaního stavu CM-IWN.1 pro systémy s naptím do 400 V AC a 600 V DC Pulzní micí signál z CM-IWS.1 a CM-IWN.1 mní svj tvar v závislosti na izolaním odporu a svodové kapacitní reaktanci systému. Z tohoto zmnného tvaru je pak usuzováno na zmnu izolaního odporu a je sestavena prognóza dalšího prbhu izolaního odporu. Jakmile prognostikovaná hodnota izolaního odporu odpovídá hodnot vypotené v následujícím micím cyklu a je menší než nastavená prahová hodnota, dojde bu k aktivaci, nebo deaktivaci výstupních relé, což závisí na konfiguraci pístroje. Tento princip mení je také vhodný pro detekci symetrických izolaních poruch. 12 Charakteristiky: Napájecí naptí: V AC/DC Výstup: 1 x 2 pepínací kontakty nebo 2 x 1 pepínací kontakt (15 16/18, 25 26/28) Možnost volby rozpojeného nebo uzaveného obvodu Ukládání informací o poruše / blokováním; konfigurovatelné pes ídicí vstup Konfigurovatelné uložení informace o poruše, nezávislé na napájecím naptí (nevolatilní pam) Možnost konfigurace dvou prahových hodnot (pedvýstraha) a definitivní vypnutí Možnost konfigurace funkce detekování perušeného vodie v micím obvodu Test: tlaítkem na pední stran pístroje nebo pes ídicí vstup (S1-S3) Reset: tlaítkem na pední stran pístroje nebo pes ídicí vstup (S2-S3) Micí vstup L s externím naptím až do 400 V AC a 600 V DC Micí rozsah: k,, k Vazební jednotka CM-IVN pro pipojení k systémm s naptím do 690 V AC a 1000 V DC

13 Nastavení Otoné pepínae na pední stran, pro: Nastavení prahové hodnoty 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 k, v krocích po 10 k Nastavení prahové hodnoty 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 k, v krocích po 1 k Stavová indikace zelená LED kontrolka U n a p á j e c í n a ptí ervená LED kontrolka F p o r u c h a žlutá LED kontrolka R stav relé Testovací (Test) a resetovací (Reset) tlaítko na pední stran pístroje DIP spínae pro konfiguraci: principu rozpojeného nebo uzaveného obvodu ukládání informace o poruše do trvalé pamti jedné nebo dvou prahových hodnot (pedvýstraha a definitivní vypnutí) detekce perušeného vodie CM-IWN.1 a CM-IVN Pipojení, U = max. 690 V AC ( Hz) nebo 1000 V DC Vždy pipojte dva rzné fázové vodie, kterýkoli z nich N zem spotebi 13

14 CM-IVN rozšiující jednotka pro naptí 690 V AC a 1000 V DC V souasnosti je možno pozorovat trend používání zvyšujícího se stejnosmrného naptí v ad aplikací. To platí zejména pro oblast obnovitelných zdroj energie, kde hladiny naptí se pohybují od 800 do 1000 V DC. Ve výrob lodí jsou znatelné dva trendy a to: zvyšování naptí a zvyšování kmitotu napájecí sít až na 400 Hz. Pitom lo zstává píkladem neuzemnné aplikace. Charakteristiky: Rozšiující jednotka pro systémy do naptí 690 V AC a do 1000 V DC Žádná nutnost pídavného naptí Staí pouze upravit (adaptovat) vyšší naptí k izolanímu monitorovacímu relé CM-IWN.1 Rozšiující jednotka se dá pipojit pouze k relé CM-IWN.1 Se svou adou monitor izolaního stavu nabízí ABB jedinené modulární ešení. Všechny standardní aplikace je možno zvládnout jediným standardním pístrojem. Pro všechny speciální aplikace, tzn. s vyšší hladinou systémového naptí, staí použít pídavnou rozšiující jednotku. 14

15 Výbrová tabulka Typ CM-IWS.2 CM-IWS.1 CM-IWN.1 CM-IVN Kód pro objednávku 1SVR R0200 1SVR R0100 1SVR R0200 1SVR R9400 Napájecí naptí V AC/DC žádné pídavné napájení Micí naptí 250 V AC (L-) 400 V AC (L-) 690 V AC 300 V DC (L-) 600 V DC (L-) 1000 V DC Mený odpor k k Výstupní kontakty 1 pepínací ( c/o) 1 x 2 pep. nebo 2 x 1 pepínací Provozní princip uzavený obvod uzavený obvod volitelný Test Ovládací prvek na pední stran Reset Uložení poruchy / blokování konfigurovatelné konfigurovatelné konfigurovatelné Uložení nezávislé na naptí konfigurovatelné Detekce perušeného vodie konfigurovatelná Prahové hodnoty dv, konfigurovatelné Vazební jednotka ano CM-IWN.1 Schválení A UL 508, CAN/CSA C22.2 No. 14 požádáno o udlení / v plánu GL požádáno o udlení / v plánu IEC/EN ,CB projekt požádáno o udlení / v plánu GB , CCC požádáno o udlení / v plánu GOST požádáno o udlení / v plánu Znaky CE C-Tick požádáno o udlení / v plánu 15

16 Kontaktujte nás Pozn.: Výrobce si vyhrazuje právo na provádní technických zmn i zmnu údaj v tomto dokumentu, aniž by to musel pedem oznamovat. U objednávek platí dohodnuté konkrétní parametry. Spolenost ABB s.r.o. nepebírá žádnou odpovdnost za pípadné chyby nebo chybjící informace v tomto dokumentu. Spolenost ABB s.r.o. si vyhrazuje všechna práva na tento dokument a v nm popisovaný výrobek jakož i vyobrazení obsažená v tomto dokumentu. Kopírování, zveejování nebo využívání obsahu tohoto dokumentu bez pedchozího písemného souhlasu ABB s.r.o. je zakázáno. Copyright 2010 ABB All rights reserved