VGB 2.2 – Merací prevodník jalového výkonu

Použitie

Merací prevodník výkonu VGB 2.2 prevádza jalový výkon (štvorvodičová trojfázová sieť, symetrická záťaž) na vnútený jednosmerný prúd alebo vnútené jednosmerné napätie. Tieto výstupné signály môžu byť indikované ukazovacím meracím prístrojom, ciachovaným v jednotkách meranej veličiny alebo byť použité pre priemyselné meranie a reguláciu. Prístroje môžu byť umiestnené v mieste merania alebo vo vzdialených velínoch. Ak sa dodrží maximálna, poprípade minimálna dovolená záťaž, môže byť pripojených aj niekoľko vyhodnocovacích prístrojov súčasne (ukazovací prístroj, regulátor, zapisovač atď.). Napájacie napätie sa privádza na samostatný vstup pomocného napájania. Vstup, výstup a pomocné napájanie sú vzájomne galvanicky oddelené. Výstupy sú odolné proti skratu a rozpojeniu. Prevodníky sú konštruované podľa najnovších bezpečnostných predpisov a sú skúšané proti rušeniu. Sú určené pre zabudovanie do elektrických strojov a rozvádzačov. Pritom je potrebné dodržovať príslušné bezpečnostné predpisy a ustanovenia.

Popis funkcie

Meniče prúdových obvodov a deliče napäťových vetví snímajú vstupné signály. Tieto signály sú privedené cez multiplexor do A/D prevodníka, ktorý ich prevádza na digitálne. Použitý spôsob trojfázového merania prúdu a napätia dáva podľa danej triedy presnosti pri všetkých prevádzkových režimoch vždy správne meracie výsledky. Mikroprocesor spracováva digitalizované signály v reálnom čase. Podľa druhu siete je vypočítana výstupná hodnota výkonu a úmerne tejto hodnote je generovaný pulzne modulovaný obdlžníkový signál. Galvanické oddelenie sa uskutočňuje optickým členom. Koncové zosilovače dávajú k dispozícii unifikovaný vnútený jednosmerný prúd a vnútené jednosmerné napätie. Oba výstupy nesmú byť vzájomne prepojené.

Funkčná schéma

Mechanické údaje

Konštrukčné prevedenie púzdra	púzdro so západkou pre montáž na nosnú lištu 35 mm (DIN EN 60 715)
Materiál púzdra	ABS/PC čierny, so zhášacími prísadami podľa UL 94 V-0
Pripojovacie svorky	skrutkové svorky
Prierezy pripojovacích vodičov	max. ≤ 4 mm2
Stupeň krytia	IP 40 púzdro, IP 20 svorky
Skúšobné napätie	2210 V všetky obvody proti púzdru 3536 V meracie obvody prúdu a pomocné napájanie proti výstupu 1330 V prúdy vzájomne a proti napätiam
Pracovné napätie	300 V (sieťové napätie fáza-nula)
Trieda ochrany	II
Kategória prepätia	CAT III
Stupeň znečistenia	2
Rozmery š × v × d	45×80×115 mm
Hmotnosť	cca. 0,27 kg

Vstupné veličiny

Vstupná veličina	sínusový striedavý prúd a sínusové striedavé napätie
Meraná veličina PE	jalový výkon (štvorvodičová trojfázová sieť, symetrická záťaž)
Merací rozsah	0...PN alebo -PN...0...PN
Stanovenie menovitého výkonu PN	Vychádzame z výpočtu zdanlivého výkonu siete PS - jednofázová sieť PS=U×I - trojfázová sieť PS=U×I×√3 Do vzorcov dosadíme primárne hodnoty transformátorov prúdu a napätia, pri trojfázovej sieti združené napätie PN=(0,3...1,5)×PS.
Menovité vstupné napätie UEN	0...50...519 V
Menovitý vstupný prúd IEN	0...0,5...5 A
Prevádzkové napätie	max. 519 V
Povolené vybudenie rozsahu	1,2 UEN alebo 1,2 IEN
Hranica preťažiteľnosti	1,2 UEN, 1,2 IEN trvale 2 UEN, 10 IEN max. po dobu 1 s
Kmitočtový rozsah	48...62 Hz
Príkon	cca 25 mA - napäťový vstup I2x0,01 Ω - prúdový vstup

Výstupné veličiny

Prúdový výstup
Výstupný prúd IA	vnútený jednosmerný prúd (0...20 mA) *
Menovitý prúd IAN	0...20 mA nebo 4...20 mA
Výstupná záťaž RA	0...10 V / IAN
Obmedzenie prúdu	na cca. 120 % koncovej hodnoty na cca. 100...140 % koncovej hodnoty (na vyžiadanie)
Napäťový výstup
Výstupné napätie UA	vnútené jednosmerné napätie (0...10 V) *
Menovité napätie UAN	0...10 V alebo 2...10 V
Výstupná záťaž RA	≥ 4 kΩ
Chyba záťaže	≤ 0,1 % pri zmene záťaže o 50 %
Zvyškové vlnenie	≤ 1 %eff
Doba ustálenia	cca. ≤ 500 ms
Bipolárny výstup
zvláštne prevedenie na vyžiadanie s napájaním H4 a H5 (napr. -20...0...20 mA)

* zvláštne prevedenie na vyžiadanie Ak bude použitý iba napäťový výstup, musí sa prúdový výstup skratovať. Vstup a výstupy sú galvanicky oddelené.

Príklady prevodných charakteristík

Pomocné napájanie

Kód	Pomocné napájanie	Príkon
H1 (standard)	230 V~ (195...253 V), 48...62 Hz	< 7 VA
H2	115 V~ (98...126 V), 48...62 Hz	< 4 VA
H3	24 V= (20...72 V)	< 3 VA
H4	20...100 V= alebo 15...70 V~	< 3 VA
H5	90...357 V= alebo 65...253 V~	< 4...7 VA

Vstup, výstup a pomocné napájanie sú galvanicky oddelené.

Presnosť pri menovitých podmienkach

Presnosť
Presnosť	Trieda 0,5 (± 0,5 % z koncovej hodnoty)
Teplotný drift	≤ 0,02 %/K (platí pre štandardné prevedenie a max. po dobu 1 roka)
Menovité podmienky
Vstupné napätie	UEN ± 0,5 %
Účinník	cos φ=1
Kmitočet	50...60 Hz
Priebeh signálu	sínusový, činiteľ harmonického skreslenia ≤ 0,1 %
Pomocné napájanie	UHN ± 1 %, 48...62 Hz
Teplota okolia	23 °C ± 1 K
Doba zahorenia	≥ 5 min

Medzné hodnoty ovplyvňujúcich veličín

Klimatické vlastnosti	klimatická trieda 3, podľa VDE/VDI 3540
Rozsah pracovných teplôt	-10...55 °C
Rozsah skladovacích teplôt	-25...65 °C
Relatívna vlhkosť vzduchu	≤75 % ročný priemer, bez orosenia

Predpisy a normy

DIN EN 60 529
DIN EN 60 688
DIN EN 61 715
DIN EN 61 010-1
DIN EN 61 326-1
VDE/VDI 3540 list 2

Zvláštne prevedenie

• lomená prevodná charakteristika


• spínací výstup


• dva synchronne výstupy


• obmedzenie výstupného prúdu


• rozhranie RS 485


• rozsah kmitočtov 15...18 Hz, 98...102 Hz

Schémy pripojenia (vstup)

Obsadenie svoriek

Schéma	Svorka	Funkcia
	1	IE L1 vstupný prúd
	3	IE L1 vstupný prúd
	5	UE L2 vstupné napätie
	8	UE L3 vstupné napätie
	13	UA (+) napäťový výstup
	14	UA (-) napäťový výstup
	19	IA (+) prúdový výstup
	20	IA (-) prúdový výstup
	16	UH L1 (+) vstup pomocného napájania
	17	UH N (-) vstup pomocného napájania
	Čísla svoriek odpovedajú údajom v schémach pripojenia (podľa DIN 43 807)

Typické meracie rozsahy

V nasledujúcej tabuľke sú uvedené typické meracie rozsahy pre napätie 230/400 V a prúdy N/1 A alebo N/5 A

IEN[A]		PEN[kW] (ciachovací činiteľ 0,72)
priamo 1		0,5
	priamo 5	2,5
10/1	10/5	5
15/1	15/5	7,5
20/1	20/5	10
25/1	25/5	12,5
30/1	30/5	15
40/1	40/5	20
50/1	50/5	25
60/1	60/5	30
75/1	75/5	37,5
80/1	80/5	40
100/1	100/5	50
120/1	120/5	60
150/1	150/5	75
200/1	200/5	100
250/1	250/5	125
300/1	300/5	150
400/1	400/5	200
500/1	500/5	250
600/1	600/5	300
750/1	750/5	375
800/1	800/5	400
1000/1	1000/5	500
a dekadické násobky

Meracie rozsahy uvedené v tabuľke poskytujú užívateľovi výhody tým, že boli ciachované (ciach. činiteľ 0,87 a 0,72) pri rovnakej sekundárnej hodnote transformátora prúdu.
To znamená, že jednotlivé transformátory prúdu a z nich vyplývajúce výkony sa líšia iba číselnými násobkami a sú teda v tomto zmysle zameniteľné; dodatočne ciachovanie prevodníka nie je nutné. Avšak typový štítok by mal byť zmenený.

Príklad

Ak je daná sieť 230/400 V a menič 250 A vyjde pre prevodník VUW 2.2 výkon 125 kW. Zdanlivý výkon (cos φ= 1) by pre tieto údaje siete bol: PS=U×I×√3×cos φ

PS=400 V×250 A×√3×1 PS=173 kW

po vynásobení ciachovacím činiteľom 0,72 dostaneme: PEN=125 kW (viď. tabuľka)

Ak bude pripojený iný menič, napr. 400 A, dostaneme výkon: PS=U×I×√3×cos φ

PEN=400 V×400 A×√3×1×0,72 PEN=200 kW(viď. tabuľka)

Rozmerový náčrtok