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Mehr Effizienz und Kommunikation bei Leistungsschaltern

01  Der kommunikationsfähige Leistungsschalter Masterpact MTZ von Schneider Electric ist Schutz- und Messgerät in einem. Als ­zen­trales Bedienelement kann ­jedes Smartphone fungieren

01  Der kommunikationsfähige Leistungsschalter Masterpact MTZ von Schneider Electric ist Schutz- und Messgerät in einem. Als ­zen­trales Bedienelement kann ­jedes Smartphone fungieren

02  Mit der Plattform Power Xpert Release lassen sich die Leistungsschalter der IZMX-Familie besonders einfach prüfen

02  Mit der Plattform Power Xpert Release lassen sich die Leistungsschalter der IZMX-Familie besonders einfach prüfen

03  Das integrierte Kommunikationsmodul IEC61850 ­ermöglicht den Anschluss der Leistungsschalter Sace Emax 2 an Automatisierungssysteme für die ­Mittelspannungs-Energieverteilung

03  Das integrierte Kommunikationsmodul IEC61850 ­ermöglicht den Anschluss der Leistungsschalter Sace Emax 2 an Automatisierungssysteme für die ­Mittelspannungs-Energieverteilung

Leistungsschalter sollen das Netz bei Fehlern wie Kurz- oder Erdschluss ­schützen. Im Niederspannungsbereich sind sie meist mit einem thermischen und einem magnetischen Auslöser ausgestattet und besitzen somit die gleichen konstruktiven Elemente wie Leitungsschutzschalter. Allerdings sind sie für ­größere Bemessungsströme konstruiert und ihre Auslöser sind separat ein­stellbar. In diesem Jahr wurden gleich mehrere neue Typen vorgestellt – teilweise mit noch mehr Sicherheits- und Kommunikationsfunktionen.

Leistungsschalter sind mechanische Schaltgeräte, die Ströme unter Betriebsbedingungen im Stromkreis einschalten, führen und ausschalten können. Im Gegensatz zu Lastschaltern schalten sie nicht nur Betriebsströme und geringe Überlastströme, sondern bei Fehlern auch hohe Überlast- und Kurzschlussströme. Zudem können sie diese Fehlerströme eine vorgegebene Zeit lang halten und sicher ausschalten. Man unterscheidet zwischen offenen Leistungsschaltern (ACB = Air Circuit Breaker) und Kompaktleistungsschalter (MCCB = Moulded Case Circuit Breakers).
Offene Leistungsschalter kommen überwiegend als Leistungsschalter mit allgemeiner Schutzfunktion (zum Beispiel in Fabriken, größeren Gebäuden und für Stromleitungen) sowie als reine Schutzschalter für elektrische Maschinen (zum Beispiel mit Generatoren, Motoren, Transformatoren und Kondensatoren) zum Einsatz. Sie haben in der Regel eine metallische Umhüllung und sind großvolumiger gebaut als Kompaktleistungsschalter. Diese besitzen ein Isolierstoffgehäuse, dass die Bauteile des Schalters umschließt. Sie gibt es mit Bemessungsströmen bis zu 1 600 A und werden als Einspeiseschalter, häufig mit verschiedenen Schutzaufgaben, in kleinen bis mittleren Verteilungen eingesetzt.

Robuster Leistungsschalter zum schalten, schützen und kommunizieren
Schneider Electric, Eaton sowie “ABB”:httü://www.abb.de/stotz-kontakt haben in diesem Jahr neue offene Leistungsschalter bzw. neue Funktionen dafür vorgestellt. Auch wenn es bei allen drei Lösungen um optimale Funktionalität geht, setzen die Unternehmen unterschiedliche Schwerpunkte. So zeichnet sich der Masterpact MTZ (Bild 1) von Schneider Electric durch hohe mechanische Festigkeit aus. Dabei hat sich äußerlich kaum etwas geändert. Die neue Generation besitzt die gleiche Anschlusstechnik, Gehäuseabmessungen sowie Befestigungspunkte wie der Vorgänger Masterpact NT/NW und kann diesen ohne mechanische Anpassungsarbeiten direkt ersetzen. Jedoch wurde der Federspannhebel ergonomischer gestaltet, die Ein- und Ausschalt-Spulen verbessert sowie mit einer Diagnose- und Kommunikationsfunktion versehen. Im Inneren des Masterpact MTZ gibt es hingegen etliche Neuerungen. So erhöht eine verbesserte Verbindungstechnik die mechanische Festigkeit des Schalters. Die Betriebs- und Lagertemperaturen wurden überarbeitet, die mechanischen und elektrischen Optimierungen sorgen für eine höhere Robustheit des Leistungsschalters und verlängern dadurch die Lebensdauer des Geräts deutlich. Der Bereich der Lagertemperatur reicht von –55 °C bis 85 °C und bei der Betriebstemperatur von –35 °C bis 70 °C. Der Masterpact MTZ ist in drei Baugrößen erhältlich: MTZ1 deckt 630 A bis 1 600 A ab, MTZ2 gilt für 800 A bis 4 000 A und MTZ3 für 4 000 A bis 6 300 A.
Der komplett kommunikationsfähige und vernetzte Leistungsschalter bietet Leistungs- und Energiemessungen der Genauigkeitsklasse 1. Er kann an jedes Energie- oder Gebäudemanagementsystem angebunden werden und eignet sich zur Ergänzung von intelligenten Schaltanlagen (Smart ­Panels). Als zentrales Bedienelement kann dabei jedes Smartphone fungieren. Das Auslösesystem Micrologic X verfügt über Ethernet-, Bluetooth-, NFC-, USB- und QR-Schnittstellen. Per Kommunikation können neben Schaltzuständen und Betriebsdaten auch Ereignisprotokolle sowie Voralarme direkt vor Ort oder per Fernzugriff abgelesen werden. Die optionale Erweiterung über eine Vielzahl digitaler ­Module bietet außerdem die Möglichkeit, den richtigen Funktions­umfang an die jeweilige Zielgruppe und ihre speziellen ­Bedürfnisse sowie Kostenanforderungen anzupassen.

Auslöseelektronik der nächsten Generation
Die offenen Leistungsschalter der Serie IZMX (Bild 2) gibt es in den Varianten IZMX 16 sowie IZMX40 mit einem Bemessungsstrom von 630 A bis 1 600 A bzw. 800 A bis 4 000 A. Durch die integrierte Plattform Power Xpert Release (PXR) können Anwender von einem PC aus über eine USB-Verbindung mit der Auslöseelektronik interagieren und so komfortabel auf Informationen des Schaltgeräts zugreifen, Einstellungen vornehmen oder die Schutzfunktionen überprüfen. Ergänzend erlaubt die kostenlose Software Power Xpert Protection Manager (PXPM) eine komfortable, selbsterklärende und effiziente Bedienung.
Die von Eaton entwickelte Hard- und Softwarelösung stellt eine professionelle Lösung für die betriebsinterne Pflicht einer regelmäßigen Überprüfung sowie Dokumentation der Elektroanlage dar und macht diese effizienter. Man kann damit alle vom Kunden eingestellten Schutzparameter, aber auch die Funktion der internen Wandler sowie die korrekte Verbindung zur Auslöseelektronik testen. Darüber hinaus lassen sich beliebige Ströme simulieren sowie die Auslösezeit mit der eingestellten Auslösekurve automatisch vergleichen. Alle Prüfergebnisse werden in einem Prüfprotokoll dokumentiert und können mit Zeitstempel versehen gespeichert und ausgedruckt werden.
Da die Hardware auch Sekundärtests unterstützt, benötigen die Prüfer keine unterschiedlichen Testeinrichtungen mehr und erhalten im gleichen Zuge ein fertiges Prüfdokument. Zu den weiteren neuen Funktionen der mit PXR ausgestatteten Leistungsschalter IZMX gehört die Möglichkeit, den Kurvenverlauf von Strömen und optional die Spannungen zusammen mit den Minimal- und Maximalwerten der Phasen und des Nullleiters über jeweils zwei Halbwellen aufzuzeichnen. Darüber hinaus kann die Wellenform einen Hinweis auf die durch Oberschwingungen verursachte Gesamtqualität des Netzes geben. Auch diese Kurvenverläufe kann der Bediener als PDF speichern und ausdrucken.

Vom Leistungsschalter zum Power Manager
Die offenen Leistungsschalter der Modellreihe Sace Emax 2 (Bild 3) gibt es in vier Baugrößen. E1.2 bietet 1 600 A mit einem Ausschaltvermögen bis zu 66 kA und einem Kurzzeitstrom von 50 kA für 1 s in einer kompakten Struktur. E2.2 gestattet es, in einer 400 mm breiten Schaltanlage mit der dreipoligen Version eine Strombelastbarkeit bis 2 500 A zu erhalten. Zusätzlich bietet er Kurzschlussströme bis zu 100 kA und 85 kA für 1 s. Der 4 000-A-Leistungsschalter E4.2 verkraftet Kurzschlussströme von 100 kA für 1 s ohne irgendwelche besonderen Vorsichtsmaßnahmen. E6.2 hat eine Strombelastbarkeit von 6 300 A sowie ein Ausschalt­vermögen von 150 kA. Die Funktion Power Controller überwacht die vom Leistungsschalter gesteuerte Leistung, um sie unterhalb der vom Anwender eingestellten Grenze zu halten. Durch diesen effizienteren Einsatz ist es möglich, die Spitzenwerte der verbrauchten Leistung einzuschränken und Einsparungen auf die Stromrechnungen zu erzielen.
Der Niederspannungsleistungsschalter Emax 2 integriert in einem Gerät ein umfängliches Spektrum an Funktionen, die für den Betrieb eines Microgrids notwendig sind. Dazu zählen erweiterter Leitungsschutz, Konnektivität, das Steuern der verschiedenen Erzeugungs- sowie Speicherquellen und ein Energiemanagementsystem zur Vermeidung von Spitzenlasten. Neben einem sichereren und effizienten Betrieb wird somit auch der übersichtliche, einfache und platzoptimierte/kompakte Aufbau des Systems gewährleistet. Ein automatischer Umschalter ermöglicht durch ­Optimierung der verschiedenen Formen der Energiebereitstellung ein Kosten- und CO 2 -effizientes Energiemanagement. Das im Gerät integrierte Lastmanagement sorgt für eine Reduktion der Spitzenlast auf Grundlage von Nutzervorgaben. Sieben unterschiedliche Kommunikationsprotokolle vereinfachen die Integration in übergeordnete Systeme; über 3 000 Parameter können für diese Systeme zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt werden. (no)