NSR-3-4

Netzschutzrelais NSR-3.1 / NSR-3.2FEATURES Die Netzschutzrelais NSR-3.1 / NSR-3.2 vereinen die von den Netzbetreibern geforderten Schutzfunktionen fr den Parallelbetrieb von Eigenerzeugungsan-agen am Niederspannungsnetz. (VDEW-Richtlinie 4 Ausgabe 2001, Ergnzende Hinweise September/2005):

Spannungsberwachung 80 % UN bis 115 % UN (200 ms) Spannungsberwachung gleitender Mittelwert 110 % UN bis 115 % UN (10 s) Frequenzberwachung 47,5 Hz bis 50,2 Hz Vektorsprung 3..20 Grad Auslseverzgerung < 180 ms

in einem kompakten, 105mm breitem Gert. Das NSR-3.2 unterscheidet sich vom NSR-3.1 durch die nicht vernderbare Einstellung der Grenzwerte fr Spannungsunter-/berschreitung entsprechend der DIN V VDE 0126-1-1 (Gltigkeit zum 01.02.2006). Zustzlich ist das NSR-3.1 / NSR- 3.2 mit einer Phasenfolge- Erkennung ausgestattet. Die Gerte sind fr 400 V AC und 100 V AC lieferbar. Erkennt die Selbstberwachung eine Strungen oder den Ausfall des Mikroprozessorsystems, wird eine Strungsmeldung ausgegeben. Eine Datenloggerfunktion ermglicht die Ereignisausgabe und Protokollierung ber einen PC oder Drucker mittels dem RS232 Interface IF1. Die NSR-3.1 / NSR-3.2 sind digital arbeitende Schutzrelais. Dadurch wird eine hohe Przision der Messung sowie eine schnelle Reaktionszeit erreicht. Die digitale Filterung der Messung gewhrleistet ein hohes Ma an Strsicherheit. Eine Selbstberwachung prft stndig das Mikroprozessorsystem des Gertes. Beim Auftreten einer Strung oder beim Ausfall des Systems wird ein Strmelderelais entregt. Spannungsmessung Das Gert berechnet nach digitaler Filterung des Signals den Effektivwert der Netzspannung. Bei ber- bzw. Unterschreitung der vorgegebenen Grenzwerte fllt das zugeordnete Ausgangsrelais ab. Aus den Messungen wird entsprechend der DIN V VDE 0126-1-1 fr jede Phase ein gleitender Mittelwert ber ein Intervall von 10 min. gebildet berschreitet der Mittelwert in einer Phase den mit dem Poti Uavr eingestellten Grenzwert fllt das zugeordnete Ausgangsrelais ab. Frequenzmessung Die Frequenzmessung erfolgt nach dem Prinzip der Periodendauermessung. Dies stellt eine schnelle Auslsung bei ber- bzw. Unterschreiten der vorgegebenen Grenzwerte sicher. Die Filterung des Mess- Signals filtert Strungen, welche z.B. durch

harmonische Oberwellen entstehen knnen aus. Bei berschreiten des fixen Maximalwertes von 50,2 Hz oder Unterschreiten des (beim NSR-3.1 einstellbaren) Minimalwertes fllt das zugeordnete Ausgangsrelais ab. Die Rckschaltzeiten fr die o.g. Auswertungen betragen entsprechend DIN V VDE 0126-1-1 30 Sek.

Phasenfolge / Phasenlage Das NSR-3.1 prft das Netz auf korrekter Folge der 3 Phasen. Bei nicht korrektem Phasenabstand wird das Ausgangsrelais >delta phi< entregt. Die Rckschaltverzgerungszeit betrgt 30 Sek. Die maximal zulssige (statische) Abweichung ist werksseitig auf +/20 Grad el. eingestellt und kann ber die Parametrierung des Gertes verndert werden.

Selbstberwachung Das berwachte Mikroprozessorsystem des Gertes, prft zustzlich den Status der Ausgangsrelais. Erkennt das System, dass bei bei ber- /Unterschreitung der vorgegebenen Grenzwerte das zugeordnete Relais nicht abfllt, wird das Strmelderelais entregt. Diese Funktion ist ebenfalls beim Selbsttest aktiv. Zustzlich berwacht eine Watchdog- Funktion den Mikroprozessor des Gertes. Erkennt diese Funktion eine Strung oder Ausfall des Systems wird das Strmelderelais entregt. Inbetriebnahme des Gertes Das Gert kann ber den Freigabeeingang, oder bei gebrcktem Freigabeeingang durch Anlegen der NetzSpannung in Betrieb genommen werden. Nach Inbetriebnahme beginnt das Gert mit der Messung der Netzparameter. Die den Fehlermeldungen zugeordneten Ausgangsrelais sind entregt (zugehrige LED aus), das Strmelderelais (unter der Voraussetzung das keine Gertestrung vorliegt) erregt die LED Betrieb/Strung leuchtet. Sind die Netzparameter fr eine Zeit von 30 Sek. innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte werden die

NSR 3.1 / NSR 3.3 Erstelldatum 11.12.2009 12:45 Seite 1 von 8 MSR Elektronik, D- 65343 Eltville, Steinheimerstr. 22 E, Tel.: +49 6123 999 409 Fax: +49 6123 999 412

Ausgangsrelais erregt. Durch Brcken des Eingangs Test wird ein Selbsttest aller Funktionen ab Sekundrseite der Gerteinternen Spannungswandler durchgefhrt. Einstellung Die Einstellung der wichtigsten Parameter ist entsprechend den Richtlinien des VDN einfach und ohne zustzliche Hilfsmittel durch geeichte frontseitige Potenziometer und interne Steckbrcken realisierbar. Die transparente Frontabdeckung kann plombiert werden, um ein Verstellen der Parameter zu verhindern. Das Gert ist mit einem seriellen Bus ausgestattet, welcher den Anschluss weiterer Systemgerte oder eines PC ermglicht. ber den PC lassen sich weitere Einstellungen des Gertes vornehmen sowie die frontseitigen Einstellpotenziometer sperren. Im Normalbetrieb werden ber den seriellen Bus die mit einem Zeitstempel versehenen Auslsungen und die zugehrigen Messwerte ausgegeben.

kundenspezifischen Gegebenheiten, sowie sich evtl. ndernden Vorgaben des Netzbetreibers angepasst werden. Das Gert kann ab Softwareversion 1.1 ber den Datenbus parametriert werden. Als Software fr den PC wird ein handelsbliches, bzw. ber das Internet kostenlos downloadbares Terminalprogramm eingesetzt (z.B. ZOC). Gem den Bestimmungen des VDN sind die Gerte bei Auslieferung ber einen Code gegen eine nderung der Parametrierung gesichert. Dieser Code kann bei uns angefordert werden. Es ist zu beachten, dass durch eine nderung der Parametrierung das Gert die Anforderungen des VDN / Netzbetreibers evtl. nicht mehr erfllt.

IF-1. Interface zur Parametrierung des Gertes.

Parametrierung Abgleich und Parametrierung des Gertes sind ber ein Standard- Terminalprogramm und RS232 Interface mglich. Dadurch kann das Gert den anlagen- /

Das IF-1 wandelt das Ausgangssignal des NSR-3.x in ein normgerechtes RS232 Signal um. Die Kabellnge darf maximal 10 mtr. betragen. Fr grere Distanzen ist eine Pegelwandlung auf RS485 notwendig. Diese Interfaces knnen bei uns bezogen werden.

Einstellung des Terminalprogrammes 4800 Baud 8 bit, No patity, 1 Stop Bit Emulation: VT100 Funktionsbeschreibung

Nach Eingabe des Codes gibt das Gert die Meldung Device unlocked aus. Es knnen nun die im folgenden beschriebenen Befehle an das Gert gesendet werden. Whrend der Parametrierung arbeitet das Gert normal weiter, die genderten Parameter werden direkt nach der

Eingabe bernommen. Erfolgt fr einen Zeitraum von 4 Minuten keine Eingabe geht das Gert wieder in den abgesicherten Betriebsmodus ber und die Meldung locked wird ausgegeben.


ParameterTaste q w a s y x Q W A S Y X o Befehl Gain U L1 Gain U L1 + Gain U L2 Gain U L2 + Gain U L3 Gain U L3 + Offset U L1 Offset U L1 + Offset U L2 Offset U L2 + Offset U L3 Offset U L3 + Frequenzberschreitung Frequenzberschreitung + Frequenzunterschreitung Frequenzunterschreitung + Limit U> + Beschreibung Verstrkungsfaktor U L1 kleiner. Bereich 0,10...1,99 Verstrkungsfaktor U L1 grer. Bereich 0,10...1,99 dito L2 dito L2 dito L3 dito L3 Offset U L1 kleiner. Bereich -12,5..+12,5 V Offset U L1 grer. Bereich -12,5...+12,5 V dito U L2 dito U L2 dito U L3 dito U L3 Vermindert den Grenzwert fr Freqenzberschreitung um 0,1 Hz. Minimum = 50,0 Hz Erhht den Grenzwert fr Frequenzberschreitung um +0,1 Hz Maximum = 70,0 Hz. Vermindert den Grenzwert fr Freqenzunterschreitung um 0,1 Hz. Minimum = 40,0 Hz Erhht den Grenzwert fr Frequenzunterschreitung um +0,1 Hz Maximum = 49,9 Hz. Erhht den Grenzwert Spannungsberschreitung um 1%. Maximum = 120%. Erniedrigt den Grenzwert Spannungsberschreitung um 1%. Minimum = 100%. Erhht Fixwert Grenzwert Spannungsunterschreitung um 1%. Maximum =100%. Erniedrigt den Grenzwert Spannungsunterschreitung um 1%. Minimum= 70%. Gain = 1, Offset = 0 fr alle Spannungen, fmax =50,2 HzLimit Vektor statisch = 20 Grad el.

Bemerkung Werksabgleich Werksabgleich Werksabgleich Werksabgleich Werksabgleich Werksabgleich Werksabgleich Werksabgleich Werksabgleich Werksabgleich Werksabgleich Werksabgleich

O

h

Nur bei NSR 3.2 Ab Softwarevers. 2.8 Nur bei NSR 3.2 Ab Softwarevers. 2.8

H

I

Nur bei NSR 3.2

i

Limit U> -

Nur bei NSR 3.2

U

Limit U< +

Nur bei NSR 3.2

u

Limit U< -

Nur bei NSR 3.2

r

Reset Gain u. Offset

p d

print Value device number

Umschaltung der Ausgabe auf . 1 = Datenlogger, 2 = Messwerte Umschaltung der Gertenummer auf dem seriellen Bus. Gert wird gesperrt. Parametrierung erst nach erneuter Eingabe des Gertecodes mglich Schaltet die Nennspannung um. 100 V - 117 V - 231 V. Dieser Parameter wird zum Berechnen der prozentualen Grenzwerte benutzt. Erfolgt fr 4 Minuten keine Eingabe wird das Gert automatisch gesperrt.

l

lock device

n

nominal voltage


Taste

Befehl

f

factory setting

!

Store factory settings

k

Funktion der Fehler-Relais

v c b V

Vektor statisch Limit Vektor statisch Limit Vektor statisch + Vektor dynamisch

Beschreibung Werkseinstellung wiederherstellen. Stellt die Parametrierung fr: Gain, Offset, fmax, Limit Vektor statisch in den Auslieferungszustand des Gertes wieder her. (Insofern dieser nicht durch den Befehl ! berschrieben wurde. Die Parameter fr : Gain, Offset, fmax Limit Vektor statisch Funktion der Fehler Relais werden als factory settings gespeichert. 1. Separate : Getrennte Ausgabe der Fehler-Meldungen auf das zugeordnete Ausgangsrelais. 2. Common: Alle drei Relais werden gemeinsam entregt, wenn ein oder mehrere Fehler erkannt werden. Das Strmelderelais hat immer die Funktion Strungsmeldung. Schaltet die Funktion ein bzw. aus. Grenzwert fr statische Vektorberwachung kleiner. Grenzwert fr statische Vektorberwachung grer. Schaltet die Funktion ein, bzw. aus.

Bemerkung


Selbsttest Durch das Anlegen einer Spannung (Brcken mit +12V) wird die Selbsttest-Funktion des NSR-3.x aktiviert. Whrend der Testphase arbeitet das Gert im wesentlichen normal, d.h. alle Messungen und Auswertungen werden weiterhin ausgefhrt, jedoch werden die Messergebnisse nacheinander mit Faktoren beaufschlagt, welche zu einer Auslsung des jeweiligen berwachungskreises fhren mssen. Dadurch wird sichergestellt, dass jede berwachungsfunktion des Gertes ab dem internem Spannungswandler separat berprft wird und das Gert die selben Softwareroutinen wie im normalen Betrieb durchluft. Die Funktion der Melde-Relais (Abfallen und Anziehen) wird ebenfalls geprft, so dass ein Hngen eines Relais erkannt werden kann. Um den Ablauf der Testfunktion zu beschleunigen, wird die Rckschaltverzgerungszeit der Ausgangsrelais auf 2 Sekunden verkrzt. Nach Ablauf des Tests wird die Rckschaltverzgerung wieder auf den ursprnglichen Wert (30 s. n. DIN V VDE 0126-1-1) zurckgesetzt. Die Selbsttestfunktion ist die sicherste und eleganteste Methode alle Gertefunktionen ber eine SPS / Generatorsteuerung zu berprfen. Dazu kann der Selbstest periodisch (bei nicht parallel geschaltetem Generator) von der SPS/Generatorsteuerung initiiert werden. Die SPS/Generatorsteuerung berwacht in dabei den Status der Ausgangsrelais. Beim Selbsttest sind alle Mess- und Auswertefunktionen des Gertes aktiv. Dies ermglicht den Abbruch des Selbsttestes zu einem beliebigen Zeitpunkt mit sofortiger Aufnahme der normalen berwachungsfunktion. Voraussetzung Die Spannungen aller 3 Phasen muss im Gutbereich der berwachung liegen (-20/+15% UNenn). Die Frequenz muss der Nennfrequenz (+/- 0,2 Hz) entsprechen. Diese Parameter mssen fr die Dauer des Selbsttest stabil sein. Diese Bedingungen sind in der Regel bei Netzbetrieb erfllt. Testablauf Wenn die Einschaltverzgerungszeit abgelaufen ist reagiert das Gert auf die Testanforderung (Klemme 13, Test an +12V). Es wird folgender Testablauf durchgefhrt: 1. Spannungserhhung U1 : 20% 2. Spannungsrckgang U1 : 40 % 3. Spannungserhhung U2 : 20% 4. Spannungsrckgang U2 : 40 % 5. Spannungserhhung U3 : 20% 6. Spannungsrckgang U3 : 40 % 7. Vektorsprung Phase 1 8. Vektorsprung Phase 2 9. Vektorsprung Phase 3 10. Frequenzanhebung 20% 11. Frequenzabsenkung 20 % Bei diesen Tests werden bei Auslsung die entsprechenden Ausgangsrelais entregt. Das Gert gibt ber die serielle Schnittstelle einen Zeitstempel mit den Messwerten aus. Zudem wird die Meldung Relay: OK ausgegeben. Wird ein Hngen oder eine erhhte Reaktionszeit des Relais beim Anzug oder Abfallen erkannt, wird die Meldung Relay: BAD ausgegeben. Des weiteren fllt bei einem hngendem Melde-Relais das Strmelderelais ab. (Diese berwachungsfunktionen sind im Normalbetrieb ebenfalls aktiv). 12. Das Strmelderelais wird zwangsweise entregt und wieder erregt. Nach bestandenem Test arbeitet das Gert auch bei weiterhin gebrcktem Testeingang normal weiter. Ein erneuter Test wird erst durch abschalten und erneutes wiederauflegen der +12V eingeleitet.

Dokumentation Der Selbsttest kann ber einen an das NSR3.x angeschlossenen Drucker oder PC dokumentiert werden. Dabei ist der Datenausgang des NSR-3.x ber das Interface IF-1 mit dem PC oder Drucker zu verbinden. Das Interface IF-1 kann fr Leitungslngen bis zu 10 Meter verwendet werden. Mssen grere Entfernungen per Kabel berbrckt werden kann ein Pegelwandler auf RS485 eingesetzt werden. Einstellung der RS 232/RS485 Schnittstelle: 4800 Baud, 8 Bit, No parity, 1 Stop-Bit. Emulation VT100 Auf dem PC kann jedes Terminalprogramm eingesetzt werden. Z.B.: ZOC Wird ein Drucker ohne PC eingesetzt, ist darauf zu achten, dass dieser ber mindestens 5k Datenpuffer verfgt.


Einstellmglichkeiten im Gert (Ab Firmwareversion 1.0) Im Gert lassen sich folgende Parameter einstellen :

Auslseverzgerung der Spannungsauswertung.

ffnen des Gertes : 1. Im Gerteinneren befinden sich elektrostatisch gefhrdete Bauteile. Beim ffnen des Gertes sind die Vorsichtsmanahmen beim Umgang mit ESD gefhrdeten Bauteilen zu beachten. Klarsichtabdeckung abnehmen. Die beiden schwarzen Klemmenblcke mit der einen Hand leicht zusammendrcken. Mit der anderen Hand das graue Kunststoffgehuse nach auen ziehen bis die Arretierung auf dieser Seite ausrastet. Das Gert um 180 Grad drehen und Punkt 3. wiederholen. Das Gert an den schwarzen Klemmenblcken aus dem grauen Gehuseunterteil herausziehen. Wenn sich die Leiterplatten im Gert verkantet haben mit einem Schraubendreher zwischen den Klemmen- blcken und dem Gehuseunterteil das Gert vorsichtig heraushebeln.

2. 3. 4. 5. 6. 7.

Nummerierung der Programmier- Pins. 6 1 5 2 4 3

Im Gert befinden sich 2 Leiterplatten, welche durch eine trennbare Steckverbindung elektrisch verbunden sind. Das Bild zeigt die Leiterplatte auf welcher die 6-polige Steckbrcke zur Parametrierung rot eingerahmt ist. Die folgenden Abbildungen sind eine Teilansicht des eingerahmten Bereichs. Die Charakteristik des Gertes wird durch Wahl der Steckbrcken wie folgt gendert. (nderung nur mglich, wenn Gert spannungsfrei geschaltet ist.) Auslseverzgerung Spannungsauswertung 200 ms Die Auslsung des Relais U erfolgt, wenn die Spannung in mindestens einer Phase fr 200 ms die eingestellten Grenzwerte ber- oder unterschreitet. (entspr. DIN V VDE 0126-1-1 vom 01.02.06) Werksseitige Einstellung. Auslseverzgerung Spannungsauswertung 1,5 s

Pin 5,6 gebrckt

Pin 4,5 gebrckt Rckschaltverzgerung Spannung / Frequenz = 2 min. Die Relais fr U , und f werden nach Wiederkehr des Gutzustandes und Ablauf einer Zeitverzgerung von 2 Minuten wieder erregt. (Netzberuhigungszeit). Pin 1,2 gebrckt Rckschaltverzgerung Spannung / Frequenz = 30 sek. Die Relais fr U , und f werden nach Wiederkehr des Gutzustandes und Ablauf einer Zeitverzgerung von 30 Sekunden wieder erregt. (entspr. DIN V VDE 0126-1-1 vom 01.02.06) Werksseitige Einstellung.


Technische Daten Gehuse Kunststoff Makrolon 8020 grau nach VDE 0100 und VBG 4 Befestigung auf C-Schiene nach DIN Schraubbefestigung Abmessungen L 75 x B 99,7 x H 110 (mm3) Schutzart Gehuse IP 40, Klemmen IP 20 Gehuseabdeckung Transparent, plombierbar Umgebungstemperatur -10... + 50 Grad C Hilfsspannung 3 x 400 VAC (Best.Nr.:440.304.400) 3 x 100 VAC (Best.Nr.:440.304.100) (Aus Messsignal) Leistungsaufnahme max. 3 VA Messeingnge 3 x 400 VAC (Best.Nr.:430.304.400) 3 x 100 VAC (Best.Nr.:430.304.100) Messbereich : 50%...115% UN Digitaleingnge 1. Freigabe nach 30 sek. Messzeit u. Netz innerhalb der vorgegebenen Grenzwerte. 2. Test Einstellung ber geeichte, digitalisierte Potentiometer. * Fest eingestellt. Vektorsprung Phasenausfall Spannungsrckgang Spannungssteigerungsschutz Spannungssteigerungsschutz Frequenzrckgang Frequenzsteigerung Genauigkeit Endbereiche Reproduzierbarkeit ber gesamten Einstellbereich Auslseverzgerung U 3..20 Grad el. tv < 30 ms 1,0... 0,8 UN tv < 140 ms 1,00..1,15 UN tv < 140 ms 1,10..1,15 UN(Mittelwert 10 min.)

47,5...50 Hz tv < 150 ms 50,2 Hz * tv < 150 ms +/- 0,1 % +/- 0,2 %

< 140 ms n. DIN V VDE 0126-1-1 1,5 s (nur NSR-3.1) 30 s n. DIN 0126-1-1

Durch int. Steckbrcke whlbar. Rckschaltverzgerung (Netzberuhigungszeit) U / f durch int. Steckbrcken whlbar. Messung Spannung

2 min (nur NSR-3.1)

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

Phasenlage 120 Grad, Grenzwert +/- 20 Grad. ber Parametrierung vernderbar. [statisch] Frequenz Periodendauermessung (1/t) Auflsung 0,01 Hz @50 Hz Genauigkeit +/- 0,05% Messbereich : 35..100 Hz Ausgnge 1 Relaiswechsler Vektorsprung 1 Relaiswechsler U (tv (Mittelwert 10 s) 1 Relaiswechsler f 1 Relaiswechsler Strung Alle Relais Ruhestromkontakt. Max. Belastbarkeit 250 V AC, 125 W, 25 VA Schnittstelle Seriell 1 Wire, potenzialfrei 4800 Baud, 8 Bit, No Parity, 1 Stop-Bit Interface auf RS232 (IF-1) und RS485 (IF-2) erhltlich. Stand 13.04.2011 Softwareversion 3.0



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