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LEISTUNGSREGLER MKPR-3

 

FEATURES

Der Leistungsregler MKPR-3 vereint die Funktionen

  • Leistungsmessung
    • dreiphasige Messung, unsymmetrische Belastung
    • Wirkleistungsmessung
    • Scheinleistungsmessung
    • cos phi Messung
  • Leistungsregelung
    • PI- Regler
    • internes Sollwertpotentiometer
    • externe Sollwertvorgabe 0 (4).. 20 mA
    • Analogausgang +/- 20 mA verwendbar als :
      • Istwertausgang
      • Stellgröße (elektronisches Potentiometer)
  • Generatorschutzrelais
    • Kurzschluss
    • Überstrom
    • Über- / Unterspannung
    • Über- / Unterfrequenz
    • Überlast
    • Rückleistung
    • Vektorsprung
    • Schieflastschutz
    • Nulllastschutz
  • Datenlogger
    • Ereignisspeicher
    • Energiezähler

in einem kompakten 105 mm breiten 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 und eine Datenschnittstelle ist eine weitergehende Parametrierung möglich.

Beschreibung

 TECHNISCHE DATEN

Aufbau

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 -100...0...100 % normiert (bezogen auf 3 x 231 V UStrang, 3 x 5 A IStrang) dem Leistungsregler als Istwert übergeben.
Die gemessenen Leistung steht steht zusätzlich als Analogausgang -20 mA...0...+20 mA zur Verfügung. (Standardausführung).
Leistungsregelung
Standardmäßig erfolgt die Leistungsregelung durch die beiden Relaisausgänge “+” , bzw. “-”. (Schrittregler). In dieser Betriebsart steht an dem Analogausgang der Istwert als
+/- 20 mA Signal zur Verfügung.
Der Analogausgang kann werksseitig so parametriert werden, dass an diesem die Stellgröße für den Motorregler ausgegeben wird. In dieser Betriebsart wird mit jedem +/- Schritt der Analogwert erhöht, bzw. erniedrigt. Der frontseitige Regler kp dient in dieser Betriebsart auch zur Verstellung der Änderungsgeschwindigkeit des Ausgangssignals.  (Simulation eines mechanischen Motorpotentiometers). Die elektrische Anpassung an den Motorregler erfolt nach Zeichnung
Analoger Motorregler.
Spannungs- /Strommessung.
Diese Messungen erfolgen als Echt-Effektivwertmessung. dadurch werden auch nichtsinusförmige Signale korrekt gemessen. Die Messzeit beträgt 250 ms. Die Grenzwerte für Spannungsunter- /überschreitung sind 80 % bzw. 115% UNenn. Die Grenzwerte für Kurzschluss- / Überstrom sind durch frontseitige Potenziometer einstellbar. Um eine möglichst kurze Reaktionszeit zu erreichen wird für die Kurzschlussauslösung der gemessene Momentanwert herangezogen. Dieser muss für 3 Perioden das eingestellte Limit überschreiten. 
Bei Überschreitung der o.g. Grenzwerte fällt das Störmelderelais ab.
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.
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)
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 über ein frontseitiges Potenziometer vorgegeben werden. Zusätzlich verfügt das Gerät über einen 0 (4)...20 mA Sollwerteingang.
Selbstüberwachung
Die 2 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
Abgleich und Parametrierung des Gerätes sind über ein Standard- Terminalprogramm und RS232 Interface möglich. Dadurch kann das Gerät den anlagen- / kundenspezifischen Gegebenheiten, sowie sich evtl. ändernden Vorgaben des Netzbetreibers angepasst werden.
Freigabe 
Regelung und Generatorschutz werden durch Anlegen des Freigabesignals (Klemme 33, EN)  aktiviert. Durch Beschaltung der Klemme 31 kann zusätzlich die  Nulllastüberwachung aktiviert werden.

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 VAC (Best.Nr.:445.704.400)

Leistungs-
aufnahme
Synchronisation

max. 3 VA

Meß
Eingänge

Leistungsmessung
3 x 400 VAC galv. getrennt (Best.Nr.:430.703.400)
3 x 5 A (20 A, 30 s) A AC galv. getrennt
Messbereich : 50%...120% UN, 40...70 Hz
Spitzenwert L1/N, L2/N, L3/N : max. 390V

Leistungsregler
0 (4) ... 20 mA, Ri : 50 Ohm

Digital-
Eingänge

1. Freigabe Regler / Gen. Schutzfunktionen
2. Freigabe Nulllastüberwachung
galvanisch getrennt über Optokoppler 12 / 24 V

Einstellung

Über geeichte,digitalisierte Potentiometer.
* Werkseinstellung.

Überstrom I>

10..120 % [von 5A]

Kurzschluss I>>

100...400 % [von 5A]

Zeitverzögerung I>> *

3 Perioden, 60 ms
+ 20 ms Relaisverz.

Überlast P>

20...120 %

Schaltverzögerung P>

1..60 s.

Rückleistung

-2..-100 %

Proportionalfaktor

0,5..3

Sollwert

0...100 %

Spannungsüberwachung *

<80%..> 115% UNenn

Frequenzüberwachung*

f<< 47,5, f>>51,5 Hz

Vektorsprung *

> 9 Grad el.

Messung

Spannung

Effektivwert. Messzeit 120 ms
Auflösung 0,1 V
Genauigkeit +/- 0,25% im Bereich von 50...115 % UNenn.

Cos. phi

-1...0...+1 [berechnet aus P/S]

Frequenz

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

Ausgänge

1 Relaisschließer Verstellimpuls +, Arbeitsstrom
1 Relaisschließer Verstellimpuls -, Arbeitsstrom
1 Relaisschließer Störung Ruhestrom
Alle Relais Belastbarkeit 250 V AC, 125 W
Analogausgang : -20...0...+20 mA, Bürde max. 300 Ohm
Istwertausgang bzw. Stellgröße.
+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

14.10.2015
Firmwareversion Messung 1.61 / Regler 3.06

Datum 14.10.2015   vorherige Version: 24.09.2015    Start: 07.1997    Auflage 2015-10