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LEISTUNGSMESSKONVERTER MKPS-3.3

 

1.0 FEATURES

Der Leistungsmesskonverter MKPS-3 vereint die Funktionen

  • Leistungsmessung
    • dreiphasige Messung, unsymmetrische Belastung
    • Wirkleistungsmessung
    • Scheinleistungsmessung
    • Blindleistungsmessung
    • cos phi Messung
  • Generatorschutzrelais
    • Kurzschluss
    • Überstrom
    • Über- / Unterspannung
    • Über- / Unterfrequenz
    • Überlast
    • Rückleistung
    • Vektorsprung
    • Schieflastschutz
    • Nulllastschutz
  • Serielle Schnittstelle
  • 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 Potentiometer ohne Hilfsmittel einstellbar. Über interne Steckbrücken ist eine weitergehende Parametrierung möglich.

2.0 Beschreibung

 3.0 TECHNISCHE DATEN

2.1 Leistungsmessung.
Die Leistungsmessung ist galvanisch von den anderen Funktionseinheiten des Gerätes getrennt. Die Strommesseingänge sind untereinander sowie von den Spannungsmesseingängen galvanisch getrennt.

Die Wirkleistung (P) wird durch Integration des Produktes der Momentanwerte für Spannung und Strom gebildet (RMS). Dadurch erfolgt auch bei nichtsinusförmigen Spannungen / Strömen eine korrekte Messung. Das Vorzeichen der Wirkleitung ist im Generatorbetrieb positiv (P>=0) , im Motorbetrieb negativ (P < 0)

Die Scheinleistung (S) wird aus den absoluten Momentanwerten für Spannung (|U|) und Strom (|i|) berechnet.

Das Vorzeichen der Blindleistung (Q) ist bei kapazitivem Q negativ (Q<0), bei induktivem Q positiv (Q>=0).  

Aus dem Quotienten P/S wird der cosφ berechnet. Es ist zu beachten, dass fόr die Berechnung des cosφ ein Messstrom > 7% des Nennstromes flieίen muss. Unterhalb dieses Mindeststromes wird ein cosφ von 1 ausgegeben, darόber die Messwerte im Bereich von -0,99…0…+0,99.

Die Messzeit beträgt 200 ms. 
Die gemessene Wirkleistung wird auf -100...0...100 % normiert (bezogen auf 3 x 231 V UStrang, 3 x 5 A IStrang) .
Die Messwerte werden über die RS 232 Schnittstelle ausgegeben.

2.2 Spannungs- /Strommessung.
Diese Messungen erfolgen als Echt-Effektivwertmessung (RMS). 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 Potentiometer 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.

2.3 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  Maximalwertes von 51,5 Hz oder Unterschreiten des Minimalwertes von 47,5 Hz fällt das Störmelderelais ab.

2.4 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.

2.5 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)

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

2.7 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.

2.8 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.

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

Digital-
Eingänge

Disable Generator Schutzfunktionen
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 %

Spannungsüberwachung *

<80%..> 115% UNenn

Frequenzüberwachung*

< 47,5...>51,5 Hz

Vektorsprung *

> 9 Grad el.

Messung

Spannung

Effektivwert. Messzeit 200 ms
U LN :Auflösung 0,4 V
Genauigkeit +/- 0,5 % im Bereich von 50...115 % UNenn.

ULL :Auflösung 0,8 V
Genauigkeit +/- 1 % im Bereich von 50...115 % UNenn.

Strom

Effektivwert. Messzeit 200 ms
Auflösung 0,05 A
Genauigkeit +/- 0,5% im Bereich von 10...150 % INenn.

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 Störung Ruhestrom
Belastbarkeit 250 V AC, 125 W

1 RS 232 zur Ausgabe der Messwerte.

+12 V, 10 mA zur Ansteuerung der Optokopplereingänge

Schnittstelle

Seriell RS 232, potenzialfrei
9600 Baud, 8 Bit, No Parity,
(4800 Baud, 8 Bit, No Parity, @Firmware <2.7)
1 Stop-Bit
 

Stand

04.08.2015
Firmware 3.0

Datum 10.08.2015   vorherige Version: 04.08.2015    Start: 07.1997    Auflage 2015-06