und Energiedatenerfassung in einem Gerät · Seite 4 Anwendungsmöglichkeiten Ausfälle vermeiden Produktionsunter-brechungen vorbeugen Energie reduzieren (ISO 50001) Verkehrsströme

Differenzstrom (RCM)

Smart Energy &Power Quality Solutions

und Energiedatenerfassung in einem Gerät

Seite 2

Die RCM-Systemlösung

Produktrange

• UMG 20CM – Differenzstrom- und Energiemessgerät mit 20 Strommesskanälen

• UMG 96RM-E – Energiemessgerät mit RCM-Messung (6 Strommesskanäle)

• Stromwandler – breites Spektrum an Differenzstromwandlern

• Wandlerleisten mit 6 Kanälen

• Aufsteckstromwandler

• Klappwandler für die Montage ohne Betriebsunterbrechung

• GridVis-Analysesoftware in den Editionen Basic, Professional, Enterprise und Service

RCM

Modbus

GridVisAnalyse-Software

Oberschwingungen

Alarmmanagement

20 Stromkanäle

Zeitgemäßes Energiedatenmanagement, PQ- und Fehlerstrom-Monitoring

nKomplette SystemlösungnDie Skalierbarkeit unserer Produkte und Lösungen lässt Spielraum für die ZukunftnAlle Schlüsselkomponenten optimal aufeinander abgestimmt aus einer Hand

Der Inhalt dieser Broschüre:

UMG 20CMRCM & Energiedatenerfassung

Ein System – dreifacher NutzenJanitza Messsysteme zeichnen sich durch die hohe Skalierbarkeit sowie die Integration der drei Themenbereiche

n Energiemessung n Spannungsqualitätn Fehlerstrommessung (RCM)

in einem einzigen Monitoringsystem aus. Janitza bietet Ihnen eines der weltweit umfangreichsten Produktportfolios für Energie- und Spannungsqualitätsmesstechnik. Dadurch können wir Ihnen für jede Anforderung eine individuelle Lösung maßschneidern – und die Soft- und Hardwarekomponenten optimal aufeinander abstimmen.

Seit fast dreißig Jahren misst und managt man Strom mit Janitza!

Seite 3

nAnwendungsmöglichkeiten I Seite 4

nDas System I Seite 6

nIhr Nutzen I Seite 8

nDas Prinzip I Seite 9

nUMG 20CM Energie- und Differenzstrom-Messgerät mit 20 Stromkanälen I Seite 10

nWesentliche Produktmerkmale I Seite 11

nTypische Anwendungsfälle I Seite 11

nTechnische Daten UMG 20CM I Seite 13

nUMG 96RM-E mit 6 Strommesskanälen I Seite 14

nTechnische Daten UMG 96RM-E I Seite 15

nDifferenzstromwandler I Seite 16

nGridVis-Analysesoftware I Seite 18

nApplikationsbeispiel Datencenter Bankzentrale I Seite 19

nFazit I Seite 23

Seite 4

Anwendungsmöglichkeiten

Ausfälle vermeiden

Produktionsunter-brechungen vorbeugen

Energie reduzieren(ISO 50001)

Verkehrsströmesichern

HochverfügbareEnergieverteilungenüberwachen

Die Fehlerstromüberwachung (RCM) spielt eine zunehmend wichtige Rolle für Anwendungen mit dem Anspruch auf hochverfügbare Stromversorgungen.

Anwendungsmöglichkeiten finden sich in nahezu allen Marktsegmenten. Insbesondere kontinuierliche Prozesse und besonders sensitive Applikationen wie Rechenzentren, Krankenhäuser oder Halbleiterfabriken bauen auf die RCM-Überwachung. Überall dort, wo Isolationswiderstandsmessungen und Fehlerstromschutzschalter aus örtlichen oder betrieblichen Gegebenheiten nicht realisiert werden können, bietet die RCM-Messung eine gute Alternative.

Betriebsstrom A

Fehlerstrom mA


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Energiedatenerfassung(EnMS nach ISO 50001)

RCM – Differenzstromüberwachung

PQ – Monitoring zurOptimierung der

Versorgungssicherheit

Mit einem integrierten System 3 Lösungen

Datenbankanbindung

3in1 Janitza GridVis-Software, Messgeräte und Komponenten vereinen 3 Lösungen – Energiemanagement, Spannnungsqualitäts-Monitoring und elektrische Hochverfügbarkeit – in einer gemeinsamen System-umgebung.

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Das System

Stromversorgung ohne Ausfälle

L3L2L1N

Summenstrommessung (RCM) Fehlerstrom

Messung des zentralen Erdungspunktes

Energie, Betriebsstrom, PQ

TN-S-Systeme sind bei Neuanlagen Pflicht. Bei älteren TN-C-S-Systemen wird die Umrüstung auf TN-S empfohlen. Die Funktionsfähigkeit von TN-S-Systemen kann mit Janitza RCM-Lösungen perma-nent überwacht und protokolliert werden.

Diese Anforderung stellt in vielen Branchen und Anwendungsbereichen eine Schlüsselfunktion für die Sicherheit und den wirtschaftlichen Erfolg des Unternehmens dar.

Das verwendete RCM soll dabei einfach zu handha-ben sein, automatisch auf Probleme hinweisen und gleichzeitig dem Servicetechniker eine wertvolle Hilfe bieten.


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Sensorik für Energiemanagement

Unser System eignet sich ausgezeich-net, um mit geringem Aufwand die Energiedaten auch einer großen An-zahl von Verbrauchern zu erfassen und an Datenbanken zu übergeben.Unabhängig von zukünftigen gesetz-lichen Vorgaben und bestehenden Möglichkeiten zum vergünstigten Ener-giebezug – Energieoptimierung und einsparung bieten immer ein hohes wirtschaftliches Einsparpotenzial.

Die ISO 50001 beschreibt als eine Voraussetzung für Energiemanage-mentsysteme die Energieerfassung. Dabei gilt: Je größer die Informations-dichte, desto besser können Einsparpo-tenziale ermittelt werden.

Melden vor Ausfall

Entscheidend ist, auftretende Störun-gen rechtzeitig zu erkennen, also noch bevor Sicherungen oder Fehl-stromschutzschalter (RCD) betroffene Anlagen oder Steckdosenstromkrei-se abschalten. Dazu müssen meist schleichende Erhöhungen von Dif-

ferenzströmen, z. B. ausgelöst durch Isolationsfehler, und zu hohe Be-triebsströme von Anlagenteilen oder Verbrauchern überwacht, ausgewertet und gemeldet werden, bevor es zu Ausfällen kommt!

Unsere Lösung: Energiedatenerfassung, RCM und PQ

Mit unserem Energiedatenerfassungs- und Differenzstromüberwachungs-system können Störungen in der Stromversorgung durch Frühwarnung vermieden werden. Weiterhin werden der Anlagen- und Brandschutz erhöht.

Messwerte und Meldungen können an Datenbanken übergeben werden. Da-bei bietet die Betriebsstromerfassung die Auswertungsgrundlage für Ener-giemanagementsysteme.

Die mehrkanaligen Überwachungs-geräte, mit anschließbaren Strommess-wandlern, werden in Verteilungen auf genormten Hutprofilschienen montiert. Sie kommen in TN- und TT-Systemen zum Einsatz, für die Betriebsstrommes-sung auch im IT-System.

Einsatz der Strommesswandler z. B.:

nin den Einspeisungen,nin den Abgängen (Verbraucher und

Anlagen)nbei PEN- und N-Leiter (für vagabundierende Ströme in TN-S-Systemen),nan zentralen Erdungspunkten (ZEP).

Die Überwachungsgeräte lassen sich komfortabel parametrieren, die ak-tuellen Messwerte sind grafisch im Verlauf darstellbar. Es gibt verschie-dene Möglichkeiten der Alarmierung und Meldung im Störfall – bis hin zur Fernüberwachung und Benachrichti-gung per E-Mail.

Energiedaten in Datenbanken archivieren

Die in den Messgeräten gespeicherten Daten sowie deren Messwerte und das Überschreiten parametrierter Schwell-werte werden über die GridVis-Soft-ware ausgelesen, und in zentralen Datenbanken für die weitere Auswer-tung abgespeichert.

Je nach Größe der Verbraucheranlagen müssen sehr viele Betriebsstromwerte automatisch ermittelt und archiviert werden können – für den Betreiber soll das System einfach und überschaubar bleiben.

Abb.: Summenstromwandler für die Erfassung von Differenzströmen. Unterschiedliche Bauformen und Größen erlauben den Einsatz in nahezu allen Anwendungen.

Abb.: Meldung vor Abschaltung –ein Ziel der Differenzstromüberwachung

Energie, Betriebsstrom, PQ

Abb.: UMG 20CM – 20-kanaliges Differenzstrom-und Energiemessgerät, gemischte Betriebsart möglich

mA

Zeitt

InformationsvorsprungFehl

erst

rom

Meldungdurch RCM

AbschaltungPersonenschutz

AnlagenschutzBrandschutz

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Ihr Nutzen

Die intelligente Systemlösung

n Frühzeitige Warnung bei Anlagenfehlernn Vermeidung kostspieliger und gefährlicher Anlagenausfälle, die Verfügbarkeit der Anlagen wird erhöhtn Lokalisierung einzelner fehlerhafter Abgänge, geringerer Aufwand für Fehlersuchen Überlastungen der N-Leiter und kritische Fehlerströme werden frühzeitig ermittelt, somit wird eine höhere Brandsicherheit erreichtn Durch Parametrierung der Anlage im Neuzustand und das kontinuierliche Monitoring sind alle Veränderungen des Anlagenzustandes ab Inbetriebnahmezeitpunkt erkennbarn Erfüllung des Sicherheitskriteriums „RCM-Fehlerstromüberwachung“ in Datencenternn Komfortable Überwachungs- und Parametrierungslösung mittels GridVis-Softwaren Betriebsstromerfassung aller relevanten Verbraucher als Basis für ein Energiemanagementsystem (EnMS)

Einsatzbereiche

n Datencenter / Bürogebäuden Petrochemische Anlagenn Verkehrstechnische Anlagenn Einrichtungen der Medientechnik

n Industrieanlagen / Fördertechnikn Eisenbahn- und Straßentunneln Energieintensive Industrie mit Optimierungspotenzial

Hauptverteilung

EinspeisungL1 L2 L3 N

Ethernet(TCP/IP)

UMG 96RM-E

N

PE

ZEP

PAS

Differenzstrom

Betriebsstrom

Die 20 Kanäle der UMG 20CM können unter Verwendung der entspre-chenden Strommesswandler wahlfrei zur Differenz- oder Betriebsstromüber-wachung genutzt werden.

Bei der Differenzstromüberwachung werden die gegen Erde oder andere Pfade abfließenden Fehlerströme er-fasst.


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Das Prinzip

Mit der Analyse- und Auswertungssoftware GridVis können kanalbezogene Messwerte der Stromüberwachungsgeräte dar-gestellt werden. Warn- oder Störungsmeldungen können z. B. in der Topologieansicht angezeigt werden. Zugehörige Melde-texte sind dazu frei projektierbar. Außerdem können mit der GridVis die Differenz- und Betriebsstromüberwachungsgeräte parametriert werden. Dazu müssen die UMG 20CM lediglich über Modbus angeschlossen und vorparametriert sein.

Energiemanagementsystem (EnMS)

Bei Erfassung aller relevanten Betriebsströme und Über-gabe der Werte an vom Kunden verwaltete Datenbanken ist das System optimal für ein Energiemanagementsystem (EnMS) geeignet.

Die komfortabelste Lösung für die Überwachung, Do-kumentation und Parametrierung stellt das Überwach-ungssystem GridVis dar. Die in den Messgeräten ge-speicherten Daten (z. B. Standortinformation, überwachtes Betriebsmittel) sowie deren Messwerte und das Über-schreiten parametrierter Schwellwerte werden automatisch ausgelesen und in der Projekt-Datenbank gespeichert.

Messwerte der jeweiligen Kanäle werden grafisch im Verlauf dargestellt. Betriebs- und Störmeldungen können automa-tisch an beliebige Empfänger per E-Mail versandt werden. Eine Fernüberwachung des gesamten Systems via Internet ist möglich, ebenso die Anbindung von gängigen Datenban-ken.

Datenbankanbindung

Überwachungssystem

Flächendeckende RCM, Betriebsstromüberwachungs- und Energiemessung

Ethernet(TCP/IP)

EinspeisungL1 L2 L3 N

Modbus RTU

Fehlerströme Typ A nach IEC 60755

PE

z. B. Computer

f1f2

Modbus RTU

UMG 20CM UMG 20CM UMG 20CMUMG 96RM-E

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UMG 20CM Energie- und Differenzstrom-Messgerät mit 20 Stromkanälen

Das Betriebs- und Differenzstrom-messgerät (RCM – Residual Current Monitor) UMG 20CM mit anschließbar-en Strommesswandlern wird zur Be-triebsstromerfassung oder alternativ zur RCM-Messung verwendet.

Es findet insbesondere in Anwendun-gen mit vielen Abgängen wie in PDUs für Rechenzentren seinen Einsatz.

20 Strommesskanäle (Eingänge) ste-hen für den Anschluss der Strom-messwandler für die Betriebsstrom-erfassung bis 63 A und für die Differenzstrommessung von 10 mA bis1000 mA zur Verfügung (CT-20, CT-6-20 oder SC-CT-20).

RS485 (Modbus RTU) ist als Kommu-nikationsschnittstelle implementiert. Die Grenzwertprogrammierung und Alarmmeldemöglichkeit informieren Sie unverzüglich bei Überlastung Ihrer Energieverteilung.

Hauptmerkmale

n 20 Strommesskanäle +/-0,5%

n 4 Spannungsmesskanäle +/-0,5%

n Internes RS485-Interface (Modbus als Slave)

n 20 LEDs – für jeden Stromkanal eine LED

(grün = o.k.; rot = Nennstromüberschreitung)

n Messbereich: Betriebsstrom bis 63 A

Differenzstrom 10 mA – 1000 mA

n Standardmesswerte: V, A, kW, kVA, kVar, kWh

n Zählerstände rücksetzbar

n Addierkanäle für dreiphasige Messungen (max. 7)

n Leistungsfaktor pro Kanal

n Crestfaktor / Klirrfaktor

n Harmonische bis zur 63ten (Analysekanal)

n Minimal- und Maximalwerte für Ströme mit Zeitstempel

n Grenzwert für jeden Stromkanal / Grenzwertbit

n Bezeichnungen für jeden Messkanal (64 Zeichen)

Abb.:Typisches Anschlussbild UMG 20CM mit Master-Slave-Konfiguration

3Ph/N/PE AC 50 Hz 230/400 V L1L2L3NPE

...

Ch1

Imax 63 A

Modbus

Versorgungsspannung70...276 V 50/60 Hz AC / DC

_~

24 V UC

DImax 1000mAL1

L2

L3

... Imax 63 A

DImax 1000mA

Ch20

Weitere Geräte (bis jeweils max.31)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1914 2015 16 17 18

Ethernet


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Alleinstellungsmerkmal:

RCM und Energiemessgerät in einem Gerät

nKompaktheit des Systems

nNachrüstbarkeit in Bestandsanlagen

nModbus RTU direkt on Board

nZustandsanzeige pro Kanal (LEDs)

nName pro Kanal im Messgerät hinterlegt

nWeitbereichsnetzteil (90–276 V AC)

nIntegration in ISO 50001 Software GridVis

nDiverse Wandlervarianten für die individuelle Applikation

nMessvarianten:

- Dreiphasen- und Einphasen-Energiemessung

- RCM-Messung Ein- und Dreiphasen

Wesentliche Produktmerkmale

Typische Anwendungsfälle

nHohe Abtastrate 20 000 Hz

nWandleranschlusskontrolle (d .h., Leitungsbruch wird erkannt)

nOberschwingungsanalyse bis zur 63ten OS

nAbspeicherung von Minimum- und Maximalwerten mit Zeitstempel

nStandardmesswerte: V, A, kW, kVA, kVar, kWh (Variablenliste)

nSkalierbarkeit des Systems

Messung von 60 einphasigen Strompfaden, z. B. Serverracks, Wohnungen oder Büros

Kundennutzen

Extrem kompakte Lösung für die komplette Überwachung über drei Ebenen mit modernster Master-Slave-Kommunikationsarchitektur.

20 x 1-phasigeMessungen



UMG 96RM-E

Hauptverteilung

Unterverteilung

UMG 508

Ethernet

60 Strom-messungen

...

1-20

...

21-40

...

41-60

Betriebs- u. RCM-Messung der Zuleitung zur Unterverteilung

Messung der Haupteinspeisung mit Ereignisanalyse

UMG 20CM

3

Modbus

Fallbeispiel A

Seite 12

Differenzstrom-messungen

3-phasigeMessungen

1 –15 16 – 20

1-phasigeMessungen

1 – 20Differenzstrom-

Messungen

7 – 12PE

Messungen

13 – 201-phasige

Messungen

1 – 33-phasige

Messungen

4 – 6

10 einphasige Betriebsstrommessungen10 einphasige Differenzstrommessungen

Kundennutzen

Flexible Kombination von Betriebsstrommessung und RCM-Messung in einem Messgerät.

Differenzstrom-messungen

1-phasigeMessungen

1 –10 11 – 20

5 dreiphasige Betriebsstrommessungen5 einphasige Differenzstrommessungen

Kundennutzen

Flexible Kombination von 1- und 3-phasigen Messungen in einem Messgerät.

Fallbeispiel B Fallbeispiel C

20 einphasige Betriebsstrom- oder RCM-Messungen

Kundennutzen

Sehr kompaktes Messgerät mit 20 Strommesseingängen in einem Gerät, flexibel kombinierbar.

3 einphasige Betriebsstrommessungen1 dreiphasige Betriebsstrommessungen6 einphasige Differenzstrommessungen8 einphasige PE-Messungen

Kundennutzen

Flexible Kombination von 1- und 3-phasigen Messungen sowie Betriebsstrom- und RCM-Messung in einem Messgerät.

Fallbeispiel D Fallbeispiel E


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Technische Daten UMG 20CM

Technische Daten Artikel Nr. 14.01.625

Art der MessungKontinuierliche Echteffektivwertmessung bis zur 63ten Harmonischen

Betriebsspannung 90 – 276 V AC und DC

Messung in Quadranten 4

Netze TN, TT, IT

Messung in Einphasen-/Mehrphasennetzen 1 ph, 2 ph, 3 ph und bis zu 20 mal 1 ph

MessspannungseingangÜberspannungskategorie 300 V CAT III

Messbereich, Spannung L-N, AC (ohne Wandler) 10 … 300 Vrms

Messbereich, Spannung L-L, AC (ohne Wandler) 18 … 480 Vrms

Auflösung 0,1 V

Impedanz 1,3 MOhm / Phase

Frequenzmessbereich 45 ... 65 Hz

Abtastfrequenz 20 kHz / Phase

MessstromeingangAuswertebereich des Betriebsstroms 0 … 63 A

Auswertebereich des Differenzstroms 10 … 1000 mA

Auflösung 1 mA

Digitale Ein- und AusgängeAnzahl der digitalen Ausgänge 2

Schaltspannung max. 60 V DC, 30 V AC

Maximalstrom 350 mA

Einschaltwiderstand 2 Ohm

Maximale Leitungslänge bis 30 m nicht abgeschirmt, ab 30 m abgeschirmt

Mechanische EigenschaftenGewicht 270 g

Geräteabmessungen in mm (H x B x T) 90 x 105 x ca. 73

Schutzart gemäß EN 60529 IP20

Montage nach IEC EN 60999-1 / DIN EN 50022 35-mm-DIN-Hutschiene

UmgebungsbedingungenTemperaturbereich Betrieb: K55 (-10 °C ... +55 °C)

Relative Luftfeuchtigkeit Betrieb: 5 bis 95 % (bei 25 °C)

Betriebshöhe 0 ... 2000 m über NN

Verschmutzungsgrad 3

Einbaulage beliebig

Elektromagnetische VerträglichkeitElektromagnetische Verträglichkeit von Betriebsmitteln

Richtlinie 2004/108/EG

Elektrische Betriebsmittel zur Verwendung innerhalb bestimmter Spannungsgrenzen

Richtlinie 2006/95/EG

GerätesicherheitSicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte – Teil 1: Allgemeine Anforderungen

IEC/EN 61010-1

Teil 2-030: Besondere Bestimmungen fürPrüf- und Messtromkreise

IEC/EN 61010-2-030

StörfestigkeitKlasse A: Industriebereich IEC/EN 61326-1

Elektrostatische Entladungen IEC/EN 61000-4-2

Spannungseinbrüche IEC/EN 61000-4-11

StöraussendungKlasse B: Wohnbereich IEC/EN 61326-1

Funkstörfeldstärke 30 – 1000 MHz IEC/CISPR11/EN 55011

Funkstörspannung 0,15 – 30 MHz IEC/CISPR11/EN 55011

SicherheitEuropa CE-Kennzeichnung

Bemerkung: Detaillierte technische Informationen entnehmen Sie bitte der Betriebsanleitung und der Modbus-Adressliste.

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UMG 96RM-E mit 6 Stromkanälen für permanente Betriebs- und Fehlerstromüberwachung RCM

wertbildung wird in allen Lastbereichen ein maßge-schneiderter Differenzstromgrenzwert gebildet und un-nötige Fehleralarme werden vermieden. Im Gegensatz zu herkömmlichen RCM-Überwachungsgeräten wird auch im Kleinlastbereich ein optimaler Fehlerstromgrenzwert gewährleistet.

Abfließende Fehlerströme und Ableitströme gegen Erde werden nach IEC 60755 Typ A und B erfasst und aufgezeichnet, z. B. in Einspeisungen, Abgängen, Endver-brauchern oder zentralen Erdungspunkten.

• Differenz-/Fehlerstromüberwachung• Überwachung von Betriebsströmen• Überwachung zentraler Erdungspunkte• Erleichterung der BGV-A3-Prüfung für ortsfeste Anlagen• Vermeiden von Störungen und damit Steigerung der Systemzuverlässigkeit• Reduzierung von EMV-Störungen

Permanente Betriebs- und Sicherheitsmessung

Anschlussbeispiel (mit Differenzstrommessung IPE/IDIFF)

Die UMG 96RM-E Messgeräte verfügen über 6 Stromeingänge (4 Eingänge zu 1 bzw. 5 A und 2 Analogeingänge 0...30 mA), wovon die 2 Analogeingänge zur Temperatur- oder Differenz-strommessung eingesetzt werden können.

Ein kontinuierliches Monitoring des Differenzstromes in Stromverteilungen ist damit neben der normalen Mes-sung der Betriebsströme möglich. Für die RCM-Messung wurde ein spezielles Verfahren implementiert, mit dem RCM-Grenzwerte in Abhängigkeit von der Gesamtleistung dynamisch gesetzt werden. Mit der dynamischen Grenz-


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Technische Daten UMG 96RM-E

Anschlussbeispiel (mit Differenzstrommessung IPE/IDIFF)

Technische Daten Artikel-Nummer: 52.22.036

Art der MessungKontinuierliche Echteffektivwertmessung bis zur 40ten Harmonischen

Betriebsspannung 20 - 250 V (45..65 Hz) oder DC 20 V - 300 V

Speicher 256 MB

Messung in Quadranten 4

Netze TN, TT, IT

MessspannungseingangÜberspannungskategorie 300 V CAT III

Messbereich, Spannung L-N, AC (ohne Wandler) 10 … 300 Vrms

Messbereich, Spannung L-L, AC (ohne Wandler) 18 … 520 Vrms

Auflösung 0,01 V

Impedanz 4 MOhm / Phase

Frequenzmessbereich 45 ... 65 Hz

Leistungsaufnahme ca. 0,1 VA

Abtastfrequenz pro Kanal (50 / 60 Hz) 21,33 / 25,6 kHz

MessstromeingangNennstrom 5 A

Auflösung 0,1 mA

Messbereich 0,001 … 6 Arms

Überspannungskategorie 300 V CAT II

Leistungsaufnahme ca. 0,2 VA (Ri = 5 mOhm)

Überlast für 1 Sek. 120 A (sinusförmig)

Abtastfrequenz pro Kanal (50 / 60 Hz) 21,33 / 25,6 kHz

DifferenzsstromeingangAnaloge Eingänge 2 (für Differenzstrom- oder Temperaturmessung)

Auflösung Differenzstromeingang*: 0,05 ... 30 mA

Digitale AusgängeSchaltspannung max. 60 V DC, 33 V AC

Schaltstrom max. 50 mAeff AC / DC

Reaktionszeit 10 / 12 Perioden + 10 ms

Impulsausgang (Energieimpulse) max. 50 Hz

Maximale Leitungslänge bis 30 m nicht abgeschirmt, ab 30 m abgeschirmt

Mechanische EigenschaftenGewicht ca. 370 g

Geräteabmessungen in mm (H x B x T) 96 x 96 x 78

Batterie CR2032, 3 V, Typ Lithium

Schutzart gemäß EN 60529 Front: IP40; Rück: IP20

Montage nach IEC EN 60999-1 / DIN EN 50022 Fronttafelbau

Leitungsquerschnitte

Versorgungsspannung 0,2 bis 2,5 mm²

Strommessung 0,2 bis 2,5 mm²

Spannungsmessung 0,08 bis 4,0 mm²

UmgebungsbedingungenTemperaturbereich Betrieb: K55 (-25 … +70 °C)

Relative Luftfeuchtigkeit Betrieb: 0 bis 90 % RH

Betriebshöhe 0 ... 2000 m über NN

Verschmutzungsgrad 2

Einbaulage beliebig

GerätesicherheitSicherheitsbestimmungen für elektrische Mess-, Steuer-, Regel- und Laborgeräte – Teil 1: Allgemeine Anforderungen

IEC/EN 61010-1

Teil 2-030: Besondere Bestimmungen fürPrüf- und Messstromkreise

IEC/EN 61010-2-030

* Beispiel Differenzstromeingang 30 mA mit 600/1 Differenstromwandler: 600 x 30 mA = 18.000 mABemerkung: Detaillierte technische Informationen entnehmen Sie bitte der Betriebsanleitung und der Modbus-Adressliste.

Zubehör: Differenzstromwandler

Es können alle gängigen RCM-Stromwandler vom Typ A mit mA-Ausgängen angeschlossen werden. Die RCM-Strom-wandlerverhältnisse sind frei einstellbar.

Aufsteck-Stromwandler finden vorwiegend in Neuinstalla-tionen Anwendung, wohingegen teilbare Stromwandler für Nachrüstungen empfohlen werden.

Die kompakten Stromwandler der Serie KBU ermöglichen durch ein Öffnen und Schließen der Stromwandler eine schnelle und kostengünstige Montage.

Durch das Verriegelungssystem über einen einfachen Knopf-druck entfällt somit das Auftrennen und Abklemmen der Primärleiter.

Für die Phasen L1...4 lassen sich herkömmliche 1/5-A-Strom-wandler verwenden. Für die RCM-Funktion werden Differen-zstromwandler benötigt.

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Technische Daten

Teilbarer Differenzstromwandler Typ A

Typ Übersetzungsverhältnis Max. primärer Differenzstrom in mA* Abmessung in mm Artikel-Nr.

A B C / C1 D EKBU 23D 600/1 1800 93 106 34/58 20 30 15.03.400

KBU 58D 600/1 1800 125 152 34/58 50 80 15.03.401

KBU 812D 600/1 1800 155 198 34/58 80 120 15.03.402

* Bei Verwendung der Analogeingänge des UMG 96RM-E

Abb.: Aufsteck-Differenzstromwandler

Abb.: Stromsensor CT-20

Abb.: Klappwandler SC-CT-20


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Stromsensor CT-20 (Betriebs- oder Differenzstromwandler Typ A)

Typ Max. Betriebsstrom (A) Differenzstrom (mA)Übersetzungs-verhältnis

KlasseMax. Durchmesser Primärleiter in mm

Abmessung in mm (H x B x T)

Artikel-Nr.

CT-20 63 (mit Bürde) 10 … 1000 700/1 1 7,5 ca. 46 x 27 x 23 15.03.082

Zubehör Schnappbefestigung für Hutschiene EN 50022-35, geeignet für Typ CT-20 ca. 14 x 41 x 27 09.09.010

Vorkonfektionierte Anschlussleitung 1,5m mit Bürde für Betriebsstrommessung 08.02.442

6fach Hutschienenmessleiste CT-6-20 (Betriebs- und Differenzstromwandler Typ A)Anzahl Messkanäle 6 (Messwandler integriert)

Messgenauigkeit 1%

Auswertung Differenz- oder Betriebsströme (beliebig über DIP-Schalter konfigurierbar)

Thermischer Bemessungs-Kurzzeitstrom 60 x In / 1 Sek.

Thermischer Dauerstrom 100%

Bemessungsisolationspegel 4 kV

Wandler-Bemessungsstrom 0 bis 63 A (Betriebsstrom mit Bürde), 10 bis 1000 mA (Differenzstrom)

Übersetzungsverhältnis 700/1

Wandler-Bemessungsfrequenz 50 / 60 Hz

Isolierstoffklasse E (120 °C)

Kabelöffnung 7,5 mm Steckverbindung (Federklemme) für maximal 4 x 6 mm2 -Kabel

Abmessung in mm (H x B x T) 56 x 174 x 45

Innendurchmesser Wandler im mm 11

Montageart Hutschiene

Artikel-Nr. 14.01.630

ZubehörVorkonfektionierte Anschlussleitung 1,5m, verdrillt, geschirmt mit Stecker 08.02.440

Aufsteck-Differenzstromwandler Typ A

TypÜbersetzungs-verhältnis

Max. primärerDifferenzstrom in mA*

Nenn-Last-Impedanz

Abmessung in mm (H x B x T) Artikel-Nr.

Ø A B C

JZ30N 127/1 3800 10 Ω 30 73 90 30 15.03.450

JZ50N 127/1 3800 10 Ω 50 100 110 30 15.03.451

JZ65N 127/1 3800 10 Ω 60 125 110 30 15.03.452

JZ80N 127/1 3800 10 Ω 80 132 130 30 15.03.453

JZ100N 127/1 3800 10 Ω 100 152 180 47 15.03.454

JZ120N 127/1 3800 10 Ω 120 167 180 47 15.03.455

JZ150N 127/1 3800 10 Ω 150 217 257 70 15.03.456

JZ200N 127/1 3800 10 Ω 200 218 268 70 15.03.457

Vorderansicht Bodenplatte

A

C

B

* Bei Verwendung der Analogeingänge des UMG 96RM-E

* inkl. vorkonfektionierte Anschlussleitung; 1,5 m mit Bürde für Betriebsstrommessung ** Zubehör wird für Betriebsstrommessung benötigt: Vorkonfektionierte Anschlussleitung; 1,5 m mit Bürde (Art.-Nr. 08.02.442)

Abb.: Stromsensor CT-20

Klappwandler SC-CT-20 und SC-CT-21

Typ BetriebsmodusMax. Betriebs-strom (A)

Differenz-strom (mA)

Übersetzungs-Verhältnis

Max. DurchmesserPrimärleiter in mm

Genauig-keit (%)

Abmessung in mm (H x B x T)

Artikel-Nr.

SC-CT-20 Betriebsstrommessung* 63 - 3000/1 10 1 ca. 41 x 32 x 32 15.03.083

SC-CT-21 Betriebs** - und Differenzstrommessung 45 10 … 1000 700/1 8 1 ca. 35 x 35 x 16 15.03.084

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GridVis-Analysesoftware

Sehen Sie Ihren Strom: Unsere GridVis-Software dient Ihnen als bedienerfreundliches Energie-Monitoringsystem – und zur Überwachung sowie Analyse ihrer Spannungsqualität und Fehlerströme. Schon mit der Grundversion GridVis-Basic (im Lieferumfang enthalten) können Sie:

1. Programmieren und konfigurieren

2. Messdaten auslesen, speichern, anzeigen, verarbeiten, analysieren und auswerten

Techniker ebenso wie Betriebswirtschaftler erhalten mit der GridVis die nötigen Daten, damit sie

nEnergieeinsparpotenziale erkennen,

nEnergiekosten reduzieren,

nKennzahlen berechnen und

nStatusmeldungen überwachen können.

GridVis: unendliche Möglichkeiten

nDynamische Grenzwerte für RCM programmieren

nUmfangreiche Auswertungen

nHistorische Verläufe anzeigen

nEnergie- und PQ-Reporte

nKomfortable Programmierung und Parametrierung

nVerzögerungszeiten für RCM-Alarme

nMessstellen verknüpfen

nExcel-Export (zeitgesteuert)

nWeb-basierender Alarmmanager

Unsere leistungsfähige, skalierbare Softwarelösung

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Applikationsbeispiel Datencenter Bankzentrale

Finden Sie, dass unser System prinzipiell einsetzbar wäre, aber einige benötigte Funktionen nicht erkennbar sind –dann zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren. Projektspe-zifisch sind Anpassungen und funktionale Erweiterungen möglich. Das hier beschriebene Projekt-Datencenter einer deutschen Großbank – beschreibt den Ausbauzustand im November 2012.

Unter der Überschrift „Sichere Stromversorgung für Daten-center und andere ausfallkritische Anlagen“ stellt die Diffe-renz- und Betriebsstromüberwachung nur einen, wenngleich auch wichtigen Baustein dar.

Wir betrachten das konkret realisierte Projekt und dargestellte Beispiel im klassischen Sinne als Anschauungsobjekt.

An Datencenter werden hinsichtlich ihrer Verfügbarkeit die höchsten Maßstäbe angelegt. Ihr Ausfall kann den wirtschaftli-chen Erfolg jedes Unternehmens gefährden. Grundvoraussetzung für den stabilen Betrieb der Hardware ist und bleibt eine ausfallsichere Stromversorgung – für die Rechner und Komponenten selbst, für Klimaanlagen, die Sicherheits- und Brand-schutztechnik bis hin zur Beleuchtung. Ein wichtiger Baustein der sicheren Stromversorgung ist dabei die Überwachung und Auswertung aller Ströme. Für die technische Umsetzung des Prinzips „Rechtzeitiges Melden – vor Ausfall“ stellt dabei ein Differenz- und Betriebsstromüber-wachungssysteme die derzeit einzig sinnvolle Lösung dar.*

Vorwort

Warum Ströme überwachen?

* Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik führt dazu in seinem Hochverfügbarkeitskompendium HV 1.2 (Bonn 2009, 11 Infrastruktur, Kap. 7.3.2, S. 31) aus: „Eine Differenzstrom-Überwachung durch Residual Current Monitors (RCM) ist daher notwendig, die ähnlich wie RCDs arbeiten, jedoch den Vorteil bieten, bei Erreichen des Nennfehlerstroms nicht durch sofortiges Abschalten zu reagieren. RCMs können den Differenzstrom über seine zeitliche Entwicklung hin beobachten und, je nach individueller Einstellung, schon bei Erreichen eines bestimmten Meldefehlerstroms eine Warnmeldung erzeugen, die an zentraler Stelle angezeigt werden sollte.“

Sichere Stromversorgung für Datencenter

Netzersatzanlage NEA EMV-gerechte Installation mit Überwachung kritischer Ströme, Spannungsqualitätsanalyse Überspannungsschutz

Redundantes Stromversorgungssystem Maßnahmen gegen elektromagnetische Beeinflussung (EMB)

Unterbrechnungsfreie Stromversorgung für Kurzzeitversorgung

Betriebsstrommessung SpannungsqualitätsüberwachungFehlerstrommessung (RCM)

Bausteine der sicheren Stromversorgung

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Standort 1 Standort 3 Standort 4

nDifferenzstromüberwachung in 1- und 3-phasigen Endstromkreisen bis 1000 mA mit dem Ziel: „Melden vor Ausfall“ – Erkennen von kritischen Zuständen und kanalbezogene Detektion (je überwachten Stromkreis) für schnellen und gezielten Eingriff

nBetriebsstromüberwachung bis 63 A

nWeitere Anforderungen an die Differenzstromüberwachung:

- Hohe Qualität der Auflösung, echte Effektiv- wertmessung „True RMS“ - Kleinste/größte Ansprechwelle (Ansprechmeldung) von 10 mA bis 1 A - Möglichkeit der Vorwarnung - Spannungsqualitätsreporte und Kostenstellen

nAufbau eines Differenz- und Betriebsstromüber- wachungssystems für Datencenter an 4 Standorten in Deutschland

nÜberwachung der Stromversorgung für angeschlossene Netzwerkschränke (eingesetzte Rack-Server mit Dualnetzteilen)

nEinfache, auch nachrüstfähige Möglichkeit der Betriebsstromüberwachung für Abgänge und Verbraucher

nVariable Bestückung (in Leistung und Anzahl) der Netzwerkschränke mit Rack-Servern darf zu keiner Überlastung bzw. Grenzauslastung von Vorsicherungen der Steckdosenleisten führen (Einhaltung thermisch „unkritischer“ Bereiche der Auslösekennlinie)

nSofortige Meldung, wenn Grenzauslastung der nutzbaren Steckdosen erreicht wird (Betriebsstromüberwachung)

Anforderungen des Betreibers an das System

Anlagendimensionen, Ausbauzustand November 2012

4 Standorte, mit gesicherten kritischen Verbrauchern, ein zentrales, übergeordnetes Energiemanagementsystem, 7500 Messpunkte

Kanalbezogene Meldungen per E-Mail für den Service

Anbindungs-möglichkeit

externer Datenbanken

Standortunabhängige Bedienung und Betrachtung kanalbezogener Messwerte und Meldungen

Standort 2

TCP / IP

Angeschlossene Verbraucher im Datencenter, z.B. Netzwerkschränke

Modbus

...

... ...

...

... ...

...

... ...

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nEinfache Austauschbarkeit von Messgeräten und Überwachungsgeräten

nSchnelle Aktualisierung von vielen Datenpunkten

nProblemlose Erweiterbarkeit des Systems

nAnbindungsmöglichkeit an externe vom Kunden verwaltete Datenbanken (als eigenständige Applikation für die Speicherung von Meldungen und Werten – einbezogen in kundenspezifisches Datensicherungsprogramm)

nZentrale und unabhängige Darstellung aller aktuellen Werte und Meldungen

nZentrale Parametrierung aller Überwachungsgeräte

nKeine Manipulationsmöglichkeiten vor Ort an den Überwachungsgeräten – z. B. unautorisierte Veränderung von Auslöseschwellen

nKanalbezogene Messwertanzeigen sowie Meldungen – diese absetzbar per E-Mail

nFrei definierbare Kostenstellen bis zur Einzelabsicherung

nGesamtüberblick aller angeschlossenen Webserver (in den Anlagen) mit nur einer Bedienoberfläche

Anforderungen an die Parametrierungs- und Anzeigelösung

Überwachung von Serverschränken (Racks)

Rack-Server mit Dualnetzteil

Betriebsströme

Fehlerströme, detektiertals Differenzströme

Redundante Stromversorgung Redundante Stromversorgung

Netz 1, Abgang 1, Verteilschrank 1 Netz 2, Abgang 2, Verteilschrank 2

Rac

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Meldung in zwei Stufen

schafft Zeitvorsprung

Variable Bestückung der Racks mit Servern (in Anzahl/Leistung) ohne Anlagenüberlastung möglich, da ständige Lastkontrolle (Betriebsstromüberwachung)

Differenzstromüberwachung mit dem Ziel „Melden vor Ausfall”



RedundanzüberwachungmA

Zeitt

InformationsvorsprungFehl

erst

rom

Meldungdurch RCM

AbschaltungPersonenschutz

AnlagenschutzBrandschutz

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Nebeneffekte

nNutzung der Betriebsstromerfassung zur Auslastungsermittlung (elektrisch) der Anlage

nUnterstützung für die leistungsabhängige Anpassung der Kühlleistung für die Anlage, da sich die thermische Leistung der Rack-Server proportional zum Betriebsstrom verhält.

nErfassung der Betriebsströme und Übergabe der Werte an kundenspezifische Datenbank als Voraussetzung

nFrei definierbare Kostenstellen bis zu jeder Einzelabsicherung

nNachweis der elektrischen Hochverfügbarkeit

nDurch freie Zuordnungsmöglichkeit der Differenz- oder Betriebsstromüberwachung für beliebig viele Messpunkte können die Abgänge beliebig belegt werden. Die Überwachungsart wird lediglich durch einfache Parametrierung der Überwachungsgeräte UMG 20CM festgelegt.

nKompaktes System mit geringem Platzbedarf

nDezentrale UMG-Mastergeräte im Feld machen das Sys-tem skalierbar, Resultat: einfache Erweiterungsmöglich-keiten – Leistung an beliebigen Standorten nachrüstbar.

nFlexible Erweiterungen des Systems durch Master-Slave-Architektur

nFernzugriff durch passwortgeschützte Browsertechnologie (Internet-Standardbrowser).

Nutzen und Vorteile

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Skalierbarkeit: ein wesentlicher Systemvorteil

Fazit

Das Überwachungssystem leistet einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der permanenten Verfügbarkeit des Datencen-

ters. RCM-Überwachungssysteme spielen zunehmend eine Rolle bei der Zertifizierung von IT-Infrastrukturen hinsichtlich

des Bewertungskriteriums „Sichere Energieversorgung“ sowie als Hilfsmittel für die Überprüfungen der elektrotechni-

schen Anlage nach einschlägigen Normen und Richtlinien, z. B. VDE 0105-100, VdS-Richtlinien, BGV A3, BetrSichV. Ferner

bildet die Betriebsstromerfassung die Grundlage für ein Energiemanagementsystem (EnMS).

Switch

Mastergerät UMG 508

Modbus

TCP/IP

UMG 604

Modbus

UMG 20CM Slavegeräte

Das bedeutet: Das System ist beliebig erweiterbar – bei steigender Komplexität bleiben die Übersichtlichkeit und die einfache Bedienung bei einer gleichen Be-nutzeroberfläche erhalten.

Prinzip der „verteilten Intelligenz”Die UMG-Mastergeräte übertragen die Messdaten der Überwachungsgeräte (Feldgeräte) ins TCP/IP Netzwerk. Diese werden von der GridVis Energie-managementsoftware automatisch abgespeichert und überwacht.

Artikel-Nr.: 33.03.656 • Stand 11/2013 • Technische Änderungen vorbehalten.

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