INDUPERM Regulator type CCR 961

Transkript

1 INDUPERM Regulator type CCR 961 Teknisk standardbeskrivelse DK

2 Indholdsfortegnelse Generel beskrivelse. 2 Regulatorskab. 4 Regulatormodul.. 5 Trafoskabe. 10 Udgangstransformer.. 11 Trafoboards Forbindelse mellem regulator og trafo skabe 13 Bilag Side 2 af 15

3 Generel beskrivelse (standard) Induperms konstantstrøms regulator type CCR 961 er udviklet specielt som strømforsyning til lys systemer i lufthavne, med deres specielle krav til sikkerhed, pålidelighed, nøjagtighed og nem vedligeholdelse. CCR 961 er beregnet for lyssystemer, som er bygget op efter serieprincippet. Induperms CCR type 961 er konstrueret på basis af de seneste erfaringer på effekthalvlederområdet, ligesom der anvendes flere µ-processorer per system. Dette betyder kompakt konstruktion, stort indhold af speciale funktioner og let tilpasning til såvel operationelle krav som individuelle ønsker til specielle features. Princippet for opbygningen af 961 regulatoren: Se blokdiagrammet Den principielle virkemåde er som følger: Netforsyningen (én eller to faser) føres til regulatormodulet via sikringer på bagpladen i regulator skabet. Aktiveres hovedkontaktoren føres netspændingen til thyristorblokken. Thyristorerne lader en variabel del af hver halvbølge passere igennem til udgangstransformeren (Thyristor working principle, se tegning ). Den resulterende indgangsspænding på udgangstransformeren bestemmer en sekundær udgangsspænding svarende til spændingsomsætningsforholdet på udgangstransformeren. Denne sekundærspænding frembringer en strøm i seriekredsen, som er bestemt af seriekredsens impedans. Størrelsen af strømmen i seriekredsen måles af strømmåletransformeren (Er-værdi), og det målte signal føres tilbage til regulatorelektronikken. I elektronikken kontrolleres om strømmens værdi svarer til det ønskede (Reference-værdi). Hvis ikke, ændres Thyristor tændingstidspunktet i hver halvperiode indtil strømmen har den rigtige værdi. Side 3 af 15

4 CCR anlægget kan deles op i følgende sektioner: Regulatorskabet, kan fortrådes med max. 16 stk. 40A/60A regulatorer eller 8 stk. 110A regulatorer, eller en kombination af de tre regulatorstørrelser. Regulatormodulerne type 40A, 60A eller 110A (kan omstilles mellem 230V/400V). Trafoskabe med fra 2-6 udgangstransformere med målefunktioner og lynafledere. Udgangstransformer, 5-7, , KVA for 6,6A seriekreds. Måleplade for spændingsstørrelser 1 KV, 3 KV eller 6 KV med: o strøm måletransformer o Jordfejls måleboks o klemmer for omkobling af udgangstransformer udtag o FAA konnektorer for jording af seriekreds Fortrådning mellem regulatorskab og trafoskab. Regulatormodul, udgangstransformer og tilhørende måleplade kan ligeledes sammenbygges i ét skab (såkaldt FAA opbygning). Side 4 af 15

5 Regulatorskab Regulatorskabet har 3 opbygnings muligheder: Et skab med plads til 16 stk. 40A/60A regulatorer. Et skab med plads til 8 stk. 110A regulatorer. Et skab med plads til en kombination af nævnte regulatorer typer. Regulatorskabet er bygget op med en montageplade, hvor der er placeret komponenter svarende til om det er en 40A/60A eller 110A regulator. Bestykningen på montagepladen til en regulator består af sikringer, klemmer og modparten af det stik, der giver regulatoren forbindelse til fjernstyringen og udgangstransformeren (seriekredsen). I skabet er det monteret strømskinner i én eller to sider, som kan forsynes fra samme eller forskellige forsyninger. Oversigtstegning for montagepladen : Oversigtstegning for bagpladen : Busforbindelsen til fjernstyringsanlægget tilsluttes nederst i skabet. Alt afhængig af hvilken udførelse der er tale om, kan der være én eller flere bus kredse i hvert skab. Fra klemmerne i bunden sløjfes bussen rundt mellem grundpladerne til de enkelte regulatorer. For at undgå en afbrydelse af bussen ved udtag af en regulator er bussen sløjfet uden for regulatoren. For at undgå en for lang forbindelse fra sløjfepunktet til Bus-printet sker sløjfningen direkte i stikket til regulatoren. Detailleret fortrådning af bus systemet er vist på tegning Side 5 af 15

6 Regulatormodulet (Standard) Der findes 3 typer regulatorer, en 40A, 60A og en 110A. Disse regulatorer er konstrueret som udtræksskuffer med stik, for at sikre at regulatorerne er nemme at skifte i regulatorskabet. Regulatorskufferne er bestykket med 3 print (Mainboard, Triggerboard og Profibusboard), thyristor, kontaktor og en automatsikring. Disse elementer udgør regulatorens hovedkomponenter. Regulatormodulets forside er forsynet med: Nøgleomskifter (fjern out lokal) Betjeningstastatur Display LED meldelamper Data tilslutning Herudover hører der et Memoryboard til hver regulator. Dette Memoryboard indeholder et sæt standard værdier for regulatoren (Default Values). Det indeholder ligeledes hukommelse for alle individuelle regulatorjusteringer. Flyttes dette kort fra én regulator til en anden, flyttes samtidig samtlige justeringer med over til den ny regulator. Memoryboardet er placeret i sokkel på Mainboardet. På tegning er vist et blokdiagram af regulatormodulets opbygning. Funktionerne i regulatoren er kædet sammen via en I2C databus. På Mainboardet er der placeret to µ-processorer, der varetager såvel regulering som overvågning og kommunikation, enten via lokalbetjeningspanelet eller via Profibusboardet. Kabelforbindelser med stiknummerering mellem de enkelte hovedkomponenter er angivet på tegning Side 6 af 15

7 Der kan knyttes følgende informationer til de enkelte funktionsblokke på tegning : Reference strømværdi. Regulatoren har 7 normale lys trin, der alle enkeltvis kan indstilles til en strømværdi mellem 2,2A og 6,8A. Herudover har regulatoren et specielt trin 8, der er tænkt til specielle forhold, såsom o Opvarmning af pærer / armaturer uden lys o Interlock strømtrin er et såkaldt sikkert trin. Trinet kan kun være i brug i korte perioder, hvor der til- eller frakobles væsentlige dele af belastningen ved hjælp af et Enkelt Lampe Kontrol System, eller ved et konventionelt Circuit Selector system. o Valg af dette trin vil kunne forhindre kortvarige overstrømme, og dermed give en forlænget lampelevetid. o På sikkerhedskritiske systemer kan kredse holdes overvåget for lampefejl, isolationsfejl etc. uden indkobling af lys. Analog måle systemet : Følgende analoge måleværdier omdannes her til digitale data: o Strøm i seriekredsen (0 6,6A via måletransformer 7,5A/0,25A) o Netspændingen (230V eller 400V via måletransformer 400V/10V) o Udgangsspændingen (0 5000V, målt på primærsiden via måletransformer 400/10V, multipliceret med udgangstransformerens spændingsomsætningsforhold) o Seriekredsens isolationsniveau i forhold til jord, målt fra 0Ω til over 2MΩ via Jordfejls måleboks med 500VDC målespænding. Overvågnings funktion Her overvåges en række vitale parametre, og der afgives én eller eventuelt flere alarmer for pågældende fysiske størrelse. Side 7 af 15

8 Det drejer sig om: o Strøm i seriekredsen. Falder strømmen under en (justerbar) nedre grænseværdi (I-min), vil der sandsynligvis være brud i seriekredsen. Som følge heraf udkobles regulatoren og der afgives I-min alarm. Stiger strømmen over en (justerbar) øvre grænseværdi (I-max) er der sandsynligvis tale om en være en regulatorfejl (thyristor kortslutning el.lign.), hvorfor regulatoren udkobles og der afgives en I-max alarm. o Isolationsfejl. Der kan programmeres til konstant måling for isolationsfejl, eller intervalmåling. Ved interval måling kan indstilles med mellem 1 og 99 timer mellem målingerne En målespænding mellem seriekredsen og jord etableres via en speciel ISOmåleboks. Den heraf følgende DC-strøm måles og impedansen til jord kan beregnes. Måleværdien mellem 0Ω til over 2MΩ vises i display i 11 områder (f.eks. 50KΩ - 100KΩ). Der kan indstilles to alarmgrænser. o Lampefejl. Induperms princip for LAME (Lampen Ausfall MEldung) er baseret på det fysiske fænomen, at når en lampe i en seriekreds er defekt, vil den tilknyttede lampetransformer i en kort periode efter tænding af thyristorerne (eller lige før strømmen igen bliver nul) i hver halvperiode udgøre en meget stor impedans (selvinduktion). I resten af halvperioden vil lampetransformerens jernkerne være i mætning. Dette betyder, at strømmens stighastighed efter tænding af thyristorerne vil være lavere med afbrændte lamper end hvor alle lamper er intakte. Systemet beregner strømmens stighastighed i en kort periode efter tændingen af thyristorerne. Gennemføres reference målinger på kredsen med alle lamper intakt og fra 1-5 defekte lamper (Learn Mode), er systemet i stand til at beregne antal defekte lamper med stor nøjagtighed, selv med mange defekte lamper. Der kan indstilles to alarmgrænser. Side 8 af 15

9 Reguleringskredsen. I reguleringskredsen sammenlignes konstant vor ønskede strømværdi (Reference-værdi) med den faktisk målte strøm (Er-værdi). Ud fra denne sammenligning beregnes hvornår thyristorerne i hver halvperiode skal aktiveres. Jo større andel pr. halvperiode desto større en strøm vil der være i seriekredsen. Reguleringen styres af en µ-processor, der beregningsmæssigt har opdelt hver halvperiode i 400 trin. Ved indkobling starter µ- processoren ved trin 0, og ved hjælp af den indbyggede soft-start funktion reguleres langsomt op. Samtidig måles strømmen. Når strømmen er inden for et bånd på +/- 0,5A fra den ønskede værdi reguleres langsomt til strømmen svarer nøjagtigt til den ønskede reference-værdi. Opreguleringshastigheden kan indstilles. I regulatorens 100 % trin bør der løbe strøm i ca. 7,5 ms ud af en halvperide på 10 ms, for at opnå det bedste kompromis mellem reguleringsreserve og størst mulig cos ϕ (faseforskydning mellem strøm og spænding). Trigger Modul Dette modul omsætter styresignalerne fra reguleringskredsens µ-processor til galvanisk adskilte powersignaler til thyristorerne. For at kunne garantere sikker tænding af thyristorerne under vanskelige vilkår, såsom stærk reaktiv belastning (mange defekte lamper) afgiver Triggermodulet ikke kun et enkelt triggesignal, men derimod et tog af triggesignaler (ca. 10KHz). Triggermodulet indeholder ligeledes den galvaniske separation (Solid State Relay) mellem elektroniksignalet fra Main Board til hovedkontaktor (indkoblingsordre). På samme måde styres den cykliske ISO måling, idet Main Board bestemmer hvornår der skal ISO måles, og aktiverer et Solid State Relæ på Trigger Modulet, hvorved der sendes 42VAC til ISO måleboksen. Side 9 af 15

10 Fjern Kontrol System Main Board Modulet indeholder en standard RS485 kommunikations indgang. Denne kan forbindes direkte med en tilhørende fjernkontrol system. Yderligere er der mulighed for at indsætte specielle fjernkontrolmoduler i systemet. Dette kan f.eks. være en standard Profibus modul eller et Redundant Profibus modul. Informations Display Regulatoren er forsynet med et stort LCD display. Her kan følgende data aflæses: Udgangsstrøm Udgangsspænding Udgangseffekt Tid og dato Timetæller Indkoblet trin Aktuel reguleringsreserve Div. Alarmmeldinger Antal defekte lamper Kredsens isolationsværdi Med regulatorens tastatur på forsiden er der mulighed for ved lokal betjening at indgive nye alarmgrænser og for at justere regulatorens øvrige opsætning. Der henvises her til den detaillerede betjeningsvejledning DK. Side 10 af 15

11 Trafoskab Trafoskabet har 2 opbygnings muligheder: Et skab med plads til 2 hylder for udgangstransformere Et skab med plads til 3 hylder udgangstransformere På hver hylde kan placeres én eller to transformere, afhængig af størrelse. Typisk vil et transformerskab kun kunne indeholde to stk. 35KVA transformere, men op til 6 stk. 5KVA transformere. Foran udgangstransformeren placeres målepladen. Her monteres udtagene fra udgangstransformeren, seriekredsen og kablerne mellem regulatoren og transformerskabet. Montage tegningerne hertil: og I skabet er der monteret en jordskinne, hvorpå der er monteret lynafledere. Dette skal forhindre, at lynnedslag ude i seriekredsen vil kunne beskadige eller ødelægge regulatoren. Side 11 af 15

12 Udgangstransformer Standardtyperækken består af følgende typer: 3 5 7, , kVA. Transformerne kan leveres for 230V eller 400V. For typer over 20 kva dog kun 400V. Standardudgaven er 400V, da tabene for den samlede regulator her er mindre. Transformerne opbygges med to spoler, der hver især har en primær og en sekundær vikling. Primærviklingen er normalt koblet i parallel. Med denne kobling er enhver primærvikling kun dimensioneret for 50 % af den maximale primærstrøm. En ændring af standardens primærvikling (parallel) til en rækkekobling (serie) kan ske under forudsætning af, at nedennævnte punkter overholdes: En udgangstransformer til nominelt 230V primærspænding kan anvendes for en 400V primærspænding, idet de to viklinger kobles i række (serie). For en udgangstransformer med en ydeevne på mere end det dobbelte af den nødvendige aktuelle last, er det en fordel at koble primærspændingen i række (serie). I dette tilfælde er udgangstransformerens maksimale last kun 50 %. Sekundærviklingen er udstyret med flere udtag til tilpasning af lasten. Transformerne er luftkølede. Side 12 af 15

13 UDGANGSTRANSFORMER NETZ 230 /400V SERIENKREIS Målepladen Til hver enkel transformator hører en måleplade, hvor der monteret: En strømmåletransformer En isolationsmåleboks Klemmer til omkobling af udgangstransformer Drosselspole FAA konnektorer for jording af seriekreds Der findes 3 størrelser måleplader: 1kV 3kV 6kV. Størrelsen på målepladerne bestemmes af udgangstransformeren. 1kV = 0-5kVA, 3kV = 7,5-20kVA og 6kVA = 25-35kVA. Oversigtstegning for målepladerne: Klemme- og montagetegning for målepladerne: Måletransformeren måler strømmen i seriekredsen (Er-værdi), og denne måleværdi er benyttes i elektronikkens reguleringskreds. Side 13 af 15

14 Isolationsmåleboksen måler overgangsmodstanden til jord i seriekredsen. Denne måling kan foretages med et interval efter eget ønske, (f.eks. hver 3.time), men regulatoren kan også indstilles til at måle kontinuerligt. På isolationsmåleboksen findes der en lille lys diode, hvor lysstyrken er et udtryk for hvor stor en jordfejl der evt. er i kredsen. Med måletransformeren og de 2 ledningslus, der er monteret på klemmerne til udgangstransformeren, kan man tilpasse udgangstransformeren så den er optimeret til den aktuelle seriekreds. Tegningen for tilpasning af transformeren: _s1D1 Reguleringsreserven kan aflæses på regulatorens display. Denne reserve skal helst ligge mellem 15 og 20 % med regulatoren i 100 % lystrin. Forbindelsen mellem regulator og trafoskabe Tegning viser fortrådningen mellem regulatoren og transformerskabet. Tegning viser alle nødvendige systemforbindelser. De enkelte forbindelser i det samlede system er markeret med et nummer. De enkelte forbindelser kan beskrives som følger: 1. I trafoskabet er indbygget to forsyningsskinner (SBA og NEA). Hver regulator (40A, 60A eller 110A type) er valgfri tilslutnings mulige til SBA eller NEA, og valgfri til fase R, S, T eller N. Disse forbindelser etableres normalt før levering på baggrund af aftaler om fordeling på de enkelte faser etc. 2. På Power Board bagved enhver regulatorskuffe befinder der sig to klemmer som anvendes til forbindelse af primærsiden på seriekredsen af udgangstransformatoren. Dimensionerne på denne kabelforbindelse er afhængig af størrelsen på den tilsluttede udgangstransformator. Side 14 af 15

15 Strømværdien kan kalkuleres som følger: Max fasestrøm = trafostørrelse (KVA) x 1000 / Nominel Primær trafospænding (V) / 0,8 3. På Power Board bagved enhver regulatorskuffe befinder der sig elektronik-klemmen, som anvendes til forbindelse på udgangstransformermodulet til Er-værdi og ISO målinger 4. Tilslutning på kobberskinner for SBA (max. 225A pr. fase) 5. Tilslutning på kobberskinner for NEA (max. 225A pr. fase) 6. Tilslutning (ind og ud) af Profibus kabel. Fortrådning mellem de enkelte regulatorer i regulatorskab er foretaget på fabrik. 7. ISO systemet er et taktet system, som måler i intervaller. Når en måling ønskes sendes en 42VAC til ISO måleboksen. Som nævnt tidligere kan en regulator ligeledes leveres som en komplet sammenbygget enhed (FAA lay-out). Side 15 af 15