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AGGREGATEREGLER AGR-1.2

 

 

FEATURES

Der Aggregateregler AGR- 1 vereint die Funktionen

  • Frequenzregelgerät
    • Netzführung mit einstellbarem Offset (+ 0..1 Hz)
    • Quarzführung 50 Hz
  • Synchronrelais
  • Leistungsmessung
    • dreiphasige Messung, unsymmetrische Belastung
    • Wirkleistungsmessung
    • Scheinleistungsmessung
    • Blindleitungsmessung
    • cos phi Messung
  • Leistungsregelung
    • PI- Regler
    • internes Sollwertpotentiometer
    • externe Sollwertvorgabe 0 (4).. 20 mA
  • Generatorschutzrelais
    • Kurzschluss
    • Überstrom
    • Über- / Unterspannung
    • Über- / Unterfrequenz
    • Überlast
    • Rückleistung
    • Vektorsprung
    • Schieflast
    • Nulllast
  • Datenausgang
    • Alle Messwerte, die daraus abgeleiteten Größen, sowie die Parametrierung werden über die serielle Schnittstelle ausgegeben.

in einem kompakten 105 mm breitem Gerät. Messeingänge, Digitale Ein- und Ausgänge sowie die Hillfsspannung sind untereinander galvanisch getrennt, so dass der Einsatz externer (Spannungs-) Wandler nicht notwendig ist. Die wichtigsten Parameter sind über geeichte frontseitige Potenziometer ohne Hilfsmittel einstellbar. Über interne Steckbrücken eine weitergehende Parametrierung möglich.

 

Beschreibung

Der AGR-1 besteht aus dem Synchron- Frequenzregelgerät SYNF-6 sowie einer zusätzlichen Mess- und Regeleinheit MRE-1.
Der AGM-1 besteht aus dem Synchron- Sperr-Relais SYNF-5-SP sowie der Mess-und Regeleinheit MRE-1
Nach erfolgter Synchronisation/Parallelschaltung und Freigabe der Regeleinheit übernehmen die +/- Relais die Funktion der Leistungsregelung.

Aufbau

Frequenzregelung / Synchronisation.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich ausschließlich auf die Funktion der Mess- und Regeleinheit MRE-1. Die Beschreibung des Synchron-und Frequenzreglers kann dem entsprechenden Datenblatt entnommen werde.

Leistungsmessung.
Die Leistungsmessung ist galvanisch von den anderen Funktionseinheiten des Gerätes getrennt. Die Strommesseingänge sind untereinander sowie von den Spannungsmesseingängen galvanisch getrennt.
Die Spannungseingänge zur Leistungsmessung sind galvanisch von den Spannungseingängen des Synchronteils getrennt. Dadurch ist mit dem Gerät zusätzlich eine Nullbezugsregelung möglich.
Die Wirkleistung wird durch Integration des Produktes der Momentanwerte für Spannung und Strom gebildet. Dadurch erfolgt auch bei nichtsinusförmigen Spannungen / Strömen eine korrekte Messung.
Die Scheinleistung wird aus der Effektivwertmessung für Spannung und Strom gebildet.
Aus dem Quotienten P/S wird der cos phi berechnet. Diese Methode der Berechnung bietet den Vorteil, dass auch bei nicht-sinusförmigen Spannungen und Strömen eine korrekte Messung erfolgt. Es ist zu beachten, dass für die Berechnung des cos phi ein Mindeststrom durch das Gerät fließen muss. Die Messzeit beträgt 250 ms. 
Die gemessene Wirkleistung wird auf 0...100 % normiert (bezogen auf
3 x 231 V UStrang, 3 x 5 A IStrang) dem Leistungsregler als Istwert übergeben.

Spannungs- /Strommessung.
Diese Messungen erfolgen als Echt-Effektivwertmessung. dadurch werden auch nichtsinusförmige Signale korrekt gemessen. Die Messzeit beträgt 250 ms. Es werden die Spannungen der Phasen (L-N) sowie die Außenleiterspannungen (L-L) gemessen. Die Grenzwerte für Spannungsunter- /überschreitung sind 80 % bzw. 115% UNenn. Die Grenzwerte für Kurzschluss- / Überstrom sind durch frontseitige Potentiometer einstellbar. Um eine möglich schnelle Reaktionszeit zu erreichen wird für die Kurzschlussauslösung der gemessene Momentanwert herangezogen. Dieser muss für 3 Perioden das eingestellte Limit überschreiten. 
Bei Über- Unterschreitung der o.g. Grenzwerte fällt das Störmelderelais ab.

Schieflastschutz.
Das Gerät bildet den arithmetischen Mittelwert aus den 3 gemessen Strömen. Auslösung erfolgt wenn der Mittelwert größer 20% v.E. ist und der Strom in einer Phase um +/- 50% vom Mittelwert abweicht. Die Auslöseverzögerung beträgt 20 s. Diese Schutzfunktion kann über einen Jumper im Gerät aktiviert werden.

Nulllastschutz.
Der Nulllastschutz spricht an, wenn der Strom in mindestens einer Phase 2% v.E. (5A) unterschreitet. Gutzustand wird erreicht, wenn der Strom in allen Phasen mindestens 4% v.E. (5A) beträgt. Die Auslöseverzögerung ist 5 s. Der Nulllastschutz kann benutzt werden, um einen hochohmigen Netzfehler zu erkennen, bei welchem kein Vektorsprung auftritt. Die Funktion muß vor Auslieferung im Werk aktiviert werden. (Serienmäßig deaktiviert)

Frequenzmessung.
Die Frequenzmessung erfolgt nach dem Prinzip der Periodendauermessung. Dies stellt eine schnelle Auslösung bei Über- bzw. Unterschreiten der vorgegebenen Grenzwerte sicher. Die Filterung des Mess- Signals filtert Störungen, welche z.B. durch harmonische Oberwellen entstehen können aus. Bei Überschreiten des  parametrierten Maximalwertes von 51,5Hz, bzw. 50,4Hz oder Unterschreiten des Minimalwertes von 47,5 Hz fällt das Störmelderelais ab.

Vektorsprung.
Zur schnellen Erkennung des eines Netzausfalls wird die Vektorsprungüberwachung eingesetzt. Die Vektorsprungüberwachung erfolgt einphasig auf Phase L3.

Leistungsregler.
Der Leistungsregler ist als PI-Regler ausgeführt. Er bezieht seinen Istwert aus der Leistungsmessung. Zur Einstellung des Proportionalfaktors dient ein frontseitiges Potenziometer. Der I-Anteil ist werksseitig voreingestellt.
Der Sollwert kann am Gerät über ein frontseitiges Potenziometer Wint. vorgegeben werden. Zusätzlich verfügt das Gerät über einen 0 (4)...20 mA Sollwerteingang. Das Gerät regelt auf den höheren der beiden Werte.
Dies ermöglicht z.B. mit dem internen Potenziometer eine geringe Leistung für  Start und Entlastung einzustellen. Im Normal-Betrieb wird auf die durch den ext. Sollwerteingang vorgegebene Leistung hochgeregelt.  
Über eine interne Steckbrücke kann der Sollwert auf 80% des mit dem Potenziometer Überlast P> eingestellten Wert begrenzt werden. Diese Begrenzung ist sowohl auf den internen als auch auf den ext. Sollwert wirksam.
Wenn kein ext. 0..20 mA Signal zur Verfügung steht ermöglicht dies die Umschaltung Start/Normalbetrieb/Entlasten durch Beschaltung des Sollwerteinganges mit einem 12/24 V Signal.
(Es muss  ein Vorwiderstand zur Strombegrenzung verwendet werden !)

Selbstüberwachung
Die 3 RISC Prozessoren des Gerätes überwachen sich gegenseitig. Erkennt einer der Prozessoren den Ausfall eines anderen Prozessors wird das Störmelderelais entregt. Zusätzlich ist jeder Prozessor mit einer Überwachungsschaltung ausgestattet, welche bei Ausfall des Prozessors ebenfalls das Störmelderelais abfallen lässt.

Einstellung
Die Einstellung der wichtigsten Parameter ist einfach und ohne zusätzliche Hilfsmittel durch geeichte frontseitige Potenziometer und interne Steckbrücken realisierbar. Die transparente Frontabdeckung kann plombiert werden, um ein Verstellen der Parameter zu verhindern.
Das Gerät ist mit einem seriellen Bus ausgestattet, welcher den Anschluss weiterer Systemgeräte oder eines PC ermöglicht. Über den PC lassen sich weitere Einstellungen des Gerätes vornehmen.

Parametrierung
Die Parametrierung des Gerätes kann über ein handelsübliches Terminalprogramm und RS232 Interface ausgelesen werden.

Schaltplan BHKW Synchrongenerator, kein Inselbetrieb
Schaltplan BHKW Synchrongenerator, mit Inselbetrieb.
Schaltplan BHKW Aynchrongenerator.

 TECHNISCHE DATEN
Mess - u. Regeleinheit MR-1
Daten Synchron- Frequenzrelais SYNF-6
Daten Synchron- Sperr- Relais SYN-5-SP

Gehäuse

Kunststoff Makrolon 8020 grau
nach VDE 0100 und VBG 4

Befestigung

auf C-Schiene nach DIN  Schraubbesestigung

Abmessungen

L 75 x B 99,7 x H 110 (mm3)

Schutzart

Gehäuse IP 40
Klemmen IP 20

Gehäuse-
abdeckung

Transparent, plombierbar

Umgebungs-
temperatur

-10... + 50 Grad C

Hilfs-
spannung

230/ 400 VAC (Best.Nr.:440.703.400)
100 / 117 VAC (Best.Nr.:440.703.100)
(Aus Messignal)
-30/+20%
Spitzenwert L1/N, L2/N, L3/N:  max. 390 V
 

Leistungs-
aufnahme
Synchronisation

max. 4 VA

Meß
Eingänge

Leistungsmessung
3 x 4 00 VAC galv. getrennt (Best.Nr.:430.703.400)
3 x 1 00 VAC galv. getrennt  (Best.Nr.:430.703.100)
3 x 5 A (20 A, 30 s) A AC galv. getrennt
Messbereich : 50%...120% UN, 40...70 Hz
Leistungsregler
0 (4) ... 20 mA, Ri :50 Ohm, Max. 60 mA.
Messbereichsende 25 mA, 20 mA = 100 %
Synchon/Frequenzregler
2 x 230/400 V AC galv. getrennt
Messbereich : 50%...120% UN, 35...100 Hz

Digital-
Eingänge

Sycnchron- Frequenzrelais
1. Freigabe Frequenzregelung/Synchronisation
Gleichzeitig Eingang für Näherungsschalter (plusschaltend 12/24V) zur Regelung von Asynchrongeneratoren.

2. Freigabe Leistungsregler/Überwachung (Netzparallelbetrieb)
galvanisch getrennt über Optokoppler 12 / 24 V

Einstellung

Über geeichte,digitalisierte Potentiometer.
* Werkseinste

Überstrom I>

10..120 % [5A]

* Zeitverzögerung tv I>

15 s

Kurzschluss I>>

100...400 % [5A]

* Zeitverzögerung I>>

3 Perioden, 60 ms
+ 20 ms Relaisverz.

Überlast P>

20...120 %

Auslöseverzögerung tv P>

1..60 s.

Rückleistung

-2..-100 %

Auslöseverzögerung tv P-

5 s

Proportionalfaktor

0,5..3

Sollwert

0...100 %

* Spannungsüberwachung

U< 0,8 Un
U> 115% Un

* Frequenzüberwachung

f< 47,5 Hz
f>51,5 Hz / 50,4 Hz
(über Steckrücke parametrierbar)

* Vektorsprung

> 9 Grad el.

Messung

Spannung

Effektivwert. Messzeit 250 ms
ULN: Auflösung 0,4 V
ULL : Auflösung 0,8V
Genauigkeit +/- 0,5% v.E.
(0,5 > UNenn.< 1,15)

Strom

Effektivwert. Messzeit 250 ms
Auflösung 0,05 A
Genauigkeit : +/- 0,5 % v.E. (@5 A)
Messbereich : 0...5 A (20 A kurzzeitig)
(Angaben ohne vorgeschaltete Wandler)

Scheinleistung

Messbereich : 0..6 kVA
Auflösung : 1VA
Genauigkeit : +/- 2% v.E.(@ 3,5 kVA)
(Angaben ohne vorgeschaltete Wandler)

Wirkleistung

Messbereich : 0...6 kW
Auflösung : 1 W
Genauigkeit : +/- 2% v.E.(@ 3,5 kW)
(Angaben ohne vorgeschaltete Wandler)

Blindleistung

Messbereich : 0...6 kvar
Auflösung 1 var
Genauigkeit : +/- 3% (@ 3,5 kvar)
(Angabe ohne vorgeschalteteten Wandler)

cos phi

Quotientenbildung P/S
Genauigkeit : +/-4 %  @(5A, cos phi 1)

Frequenz

Periodendauermessung (1/t)
Auflösung 0,01 Hz @50 Hz
Genauigkeit +/- 0,05%
Messbereich : 35..100 Hz

Ausgänge

1 Relaisschließer +, Arbeitsstrom
1 Relaisschließer -, Arbeitsstrom
1 Relaisschließer Störung Ruhestrom

Alle Relais Belastbarkeit 250 V AC, 125 W

+12 V, 10 mA zur Ansteuerung der Optokopplereingänge

Schnittstelle

Seriell 1 Wire, potenzialfrei
9600 Baud, 8 Bit, No Parity,
1 Stop-Bit

Interface auf RS232 und RS485 erhältlich

Stand

03.02.2016
Softwareversion Regler : 3.31
Softwareversion Messung : 3.31

Datum 11.02.2016   vorherige Version: 15.01.2016    Start: 07.1997    Auflage 2016-2