Energietechnik

 

Neue Qualitätsanforderung unter Berücksichtigung der künftigen internationalen Netzverknüpfungen, sowie der dezentralen Energieeinspeisung

Hier ist HERO®power ein starker Partner, wenn es um die Simulation realer Netze geht. Genormte Netze definieren lediglich Oberwellen bis zur 50. Harmonischen.

Die Forschung beschäftigt sich mit realen und zukünftigen Netzen: Einspeiseknoten, Blitzeinschlag, Einspeisung im europäischen Verbund, Netzimpedanzüberwachung.

Netzsimulation realer Netze

Hier sind dynamische Eigenschaften gefragt die weit über die Normanforderungen hinausgehen. Netzeinbrüche und Verzerrungen gehen weit über 2,5kHz hinaus, bis zu Frequenzen im 100kHz-Bereich.

Eine Sonderstellung nimmt dabei der HERO®power PFL2250-28-UDC415-IDC375 ein.

Diese Aufgaben stellen auch hohe Anforderungen an die Strom-Messeinrichtungen.

Hier ist auch die Anknüpfung zur Metrologie.

Die zur Leistungsberechnung dienenden elektrischen Größen Strom und Spannung müssen sowohl breitbandig erfasst werden, als auch eine vernachlässigbare Phasenverschiebung im unteren µ-Gradbereich zwischen der Strom- und Spannungsmessung aufweisen.

Um auch Ströme erdfrei erfassen zu können, muss die galvanische Trennung breitbandig und stabil ausgelegt werden.

Leistungskalibrierung

Metrologische Institute wie PTB, Metas, VDS—AIT schätzen die Präzision und Dynamik der HERO®power Kalibierquellen.

PA3160A
PA3120A

Metrologie – Energietechnik – PTB

Entwicklung neuer 2,5kHz rückführbarer Größen
für Hochspannungsnetze

 2 Leistungsbereiche: B1 und B2,
mit umschaltbarem U/I Mode während des Betriebes

Leistungsbereiche:
B1: 135Veff / 70Aeff B2: 270Veff / 35Aeff

DC … 15kHz-3dB Leistungsbandbreite

Phasenstabilität: 12 nano-rad

PA3160A HB-EN-PA3160A.pdf  (600kB) 
PA3120A HB-EN-PA3120A.pdf  (165kB)

HB PA9804C.pdf  (110kB)

OK, Limit

Grüne LED leuchtet dauernd = <OK>:

Der Verstärker arbeitet einwandfrei.

Grüne LED am Rack blinkt = <LIMIT>:

Der Verstärker befindet sich außerhalb der Spezifikationen.

ERDUNGSSCHRAUBE

Die Erdungsschraube darf nicht benützt oder bedient werden.

Source Active

Leuchtet dauernd <SOURCE ACTIV> – signalisiert, dass der Zwischenkreis geladen ist (bzw. noch geladen ist)

V-OUTPUTRMS

3 1/2-stelliges Kanalmessgerät

und 2 LEDs — gelb für Minus und grün für +. Diese stehen für +DC oder -DC.

Erdung

Erdungsschraube. Darf vom Anwender nicht benutzt  werden.

V-LIMIT

10-Gang-Potentiometer zur Einstellung der Spannungsgrenze.

Rote LED zur Signalisierung des Erreichens des V-LIMITs.

V-OUTPUTRMS

3 1/2-stelliges Kanalmessgerät

und 2 LEDs — gelb für Minus und grün für +. Diese stehen für +DC oder -DC.

C-LIMIT

10-Gang-Potentiometer zur Einstellung der Spannungsgrenze.

Rote LED zur Signalisierung des Erreichens des C-LIMITs.

NOMINAL INPUT

VDIFF = 5VRMS

Dieser geschirmte Steuereingang ist eine isolierte LEMO-Buchse. Er steht für Frequenzen ab DC zur Verfügung.

DC+AC / AC

 Umschaltung  der Kopplung.

Der Eingang lässt sich mit  DC+AC auf  AC-gekoppelt umschalten.

Das ist besonders bei einer Aussteuerung mit Funktions-generatoren nützlich, um die DC-Anteile zu eliminieren.

AMPLIFIER RANGE

x1 / x0,1

Abschwächung –20dB

Mit dem 20db-Abschwächer lassen sich kleine Signale um ca. 20db rauschärmer erzeugen, als mit einem Funktionsgenerator.

START / STOP

Start / Stop Verstärker

Stopp in VMODE = 0V

Stopp in CMODE = 0A

R1 / R2

 Umschaltung Range1 / Range2

REMOTE
Local

Local Betrieb

Remote

Remote Betrieb

POWER STATE
POWER STATE—SUPPLY—AMPLIFIER

Die Zustandsanzeige erfolgt durch Leuchtdioden. Die Befehle <ON / OFF / bzw. START / STOP / RESET> werden mit den entsprechenden Tasten gegeben.

Die Hinweise unter <POWER STATE> sind sowohl für  <SUPPLY> (Leistungsnetzteil), als auch für <AMPLIFIER> (Leistungsendstufe) zuständig.

Σ - ERROR

Die LED leuchtet, wenn der Verstärker auf Grund einer Störung gesperrt <STOP> wurde (z.B. bei Übertemperatur), bzw. das Netzteil abschaltet <OFF> wird. Ist die Störung beseitigt, kann der Betrieb wieder mit den Tasten <RESET> und <ON> bzw. <START> frei gegeben werden.

EXT. INTERLOCK

Über den 9-poligen Sub-D Stecker können POWER SUPPLY und AMPLIFIER getrennt von extern <OFF> bzw. <STOP> geschaltet werden. Es tritt dann der Zustand Σ – ERROR ein. Dies wird  mit den Leuchtdioden angezeigt.

OVERTEMP

Netzteil und Verstärker werden temperaturüberwacht. Bei Übertemperatur erfolgt eine entsprechende Sperrung bzw. Abschaltung. Die 3 Phasen und das Netzteil werden vom Netzeingang getrennt. Nach Beseitigung der Störung lässt sich der Verstärker mit den Tasten <RESET> und <ON> wieder in Betrieb setzen.

OVERLOAD

Wird der Verstärker außerhalb seiner Grenzdaten betrieben, erfolgt eine automatische  Begrenzung. Dies zeigt die LED-Diode an.

HEAT STATE
TEMP °C

Balkenanzeige – 10 Segmente;

Temperatur der  Endstufen; Anzeige in °C

POWER DISSIPATION

Balkenanzeige – 10 Segmente vertikal;

Verlustleistung Anzeige in der zulässigen Verlustleistung

MONITORING
VMON

1VMON ≙  100VOUT;

1V der Monitoranzeige entspricht 100V der Ausgangsspannung

CMON

1VMON ≙  10AOUT;

1V der Monitoranzeige entspricht 10A des Ausgangsstromes

System Start

<POWER OFF/ON>

Hiermit wird die Hilfsspannungsversorgung (z.B. 230V/50Hz) für Steuerfunktionen zu- oder abgeschaltet.

Mit <OFF> werden die 3 Phasen der Hauptstromversorgung vom Netz getrennt.

Die Leistungsendstufe wird angehalten (nicht vom Ausgang isoliert).

Erdung

Erdungsschraube. Darf vom Anwender nicht benutzt  werden.

Power State

 

Lastausgang <HIGH>  ±

R1: 135VRMS / 70ARMS -10min

R2: 270VRMS / 35ARMS -10min

 
Lastausgang <LOW> OUT:

Referenzpotential

Erdung des Ausgangs <LOW>

Mittels des Kurzschlussbügels kann das Verstärkerbezugspotential auf Erdpotential (Schutzleiter) gelegt werden.

Reference Potentials

Es gibt verschiedene Referenzpotentiale für Ihre individuelle Nutzung. Sie sind mit ≠ gekennzeichnet, was ungleich bedeutet. Sie können miteinander verbunden sein.

PA2023C
PA2023D

Metrologie – Leistungskalibrierung

Netzgrößensimulation, Energietechnik, Laboraufgaben

Spannungsreferenz:  ±425V 300Veff

Stromkalibrierung: ±1,5A       1Aeff

DC…30kHz, UA

Besonderheit: 100 nano-rad

Phasengleichlauf und Stabilität

PA2023C HB-PA2023C.pdf  (235kB)

PA2023D HB-PA2023D.pdf  (145kB)

PA3140A

Metrologie

Energietechnik – Leistungskalibrierung

Referenz-Verstärker für
<loss measurements of power transformers>

C regulated :±30A / ±150V

 VSL B.V. – Dutch Metrology Institute

PA3140A HB-PA3140A.pdf  (800kB)

INPUT + CONTROL

2 addierende BNC-Signaleingänge:

  • AC+DC
  • AC

AC+DC:

Dieser Steuereingang ist eine  isolierte BNC-Buchse. Er steht für Frequenzen ab DC zur Verfügung.

AC:

Dieser Steuereingang steht für Frequenzen ab …. zur Verfügung.

Skalierung:

1 VIN ≙10 AOUT

Die Eingänge sind erdfrei bis mindestens ±30V.

Erdung

Erdungsschraube. Darf vom Anwender nicht benutzt  werden.

SLEW RATE: di/dt

LEDs:  ON und OFF

Regler:  Einstellbereich  1-100%

Taster:  Aktivierung <ON> und <OFF

Betriebsart:

Taster L: Local-Betrieb

Taster R: Remote-Betrieb

POWER STATE
POWER STATE—SUPPLY—AMPLIFIER

Die Zustandsanzeige erfolgt durch Leuchtdioden. Die Befehle <ON/OFF  bzw.  START/STOP/RESET> werden mit den entsprechenden Tasten gegeben.

Die Hinweise unter <POWER STATE> sind sowohl für  <SUPPLY> (Leistungsnetzteil), als auch für <AMPLIFIER> (Leistungsendstufe) zuständig.

POWER STATE  <ON/OFF>

Damit wird der Leistungstransformator zu- bzw. abgeschaltet.

POWER AMPLIFIER  <START/STOP>

Damit wird die Leistungsendstufe zur Aussteuerung freigegeben – bzw. gesperrt. Der Status wird über die Kontrollleuchte angezeigt.

ERROR

Die LED leuchtet, wenn der Verstärker auf Grund einer Störung gesperrt <STOP> wurde (z.B. bei Übertemperatur) bzw. das Netzteil abschaltet <OFF> wird. Ist die Störung beseitigt, kann der Betrieb wieder mit den Tasten <RESET> und <ON> bzw. <START> frei gegeben werden.

EXTERNAL INTERLOCK

Über den 9-poligen Sub-D Stecker können POWER SUPPLY  und  AMPLIFIER getrennt von extern <OFF> bzw. <STOP> geschaltet werden. Es tritt dann der Zustand Σ-ERROR ein. Dies wird  mit den Leuchtdioden angezeigt.

OVERTEMP

Netzteil und Verstärker werden temperaturüberwacht. Bei Übertemperatur erfolgt eine entsprechende Sperrung bzw. Abschaltung. Nach Beseitigung der Störung lässt sich der Verstärker mit den Tasten <RESET> und <ON> wieder in Betrieb setzen.

OVERLOAD

Wird der Verstärker außerhalb seiner Grenzdaten betrieben, erfolgt eine automatische  Begrenzung. Dies zeigt die Diode an.

RESET
HEAT STATE
TEMP °C

Balkenanzeige – 10 Segmente vertikal; Temperatur Anzeige in °C der zulässigen Temperatur

POWER DISSIPATION

Balkenanzeige – 10 Segmente vertikal; Verlustleistung Anzeige in % der zulässigen Verlustleistung

OUTPUT CONTROL
V/C TRUE RMS

DISPLAY

Anzeige von Ausgangs-spannung / Ausgangsstrom und eingestellten Grenz-werten

VOLTAGE LIMIT
CURRENT LIMIT

SET Regler

Einstellknöpfe für Spannungslimit und Stromlimit

Limit LEDs

Aktiv bei Überschreitung des voreingestellten Begrenzungswertes

  • Voltage Limit
  • Current Limit

Taster DISPLAY

Zum Anzeigen von V-Limit und C-Limit

MONITORING
VMON

1V ≙  25 VOUT

1V der Monitoranzeige entspricht 25V der Ausgangsspannung

CMON

1V ≙  10 AOUT

1V der Monitoranzeige entspricht 10A des Ausgangsstromes

SYSTEM Start

 <POWER OFF/ON>:

Hiermit wird die Hilfsspannungsversorgung (z.B. 230V/50Hz) für die Steuerung vom Netz getrennt bzw. verbunden.

Bei <OFF> fallen alle Leistungsschütze ab, sodass die 3 Phasen und das Leistungsnetzteil vom Netzeingang getrennt sind.

Dabei wird die Leistungsendstufe zwangsgesperrt.

Die Hilfsspannungsversorgung kommt vom Netzeingang. Sie wird auf Über- und Unterspannung überwacht und ist gegen Überlastung abgesichert.

ERDUNGSSCHRAUBE

Die Erdungsschraube darf nicht

benützt oder bedient werden.

Betriebszustandsanzeige

Grüne LED

<OK>

Grüne LED leuchtet dauernd: Der Verstärker arbeitet einwandfrei und innerhalb der eingestellten Spezifikationen.

<LIMIT>

Grüne LED blinkt: Der Verstärker befindet sich außerhalb der Spezifikationen.

Betriebszustandsanzeige

Rote LED

<OUTPUT>

Leuchtet solange der Zwischenkreis gefährliche Berührungsspannung hat.

Der Verstärker ist immer noch aktiv, auch wenn er abgeschaltet wurde, da die Ladekondensatoren noch geladen sind.

Sobald deren Spannungen nicht mehr gefährlich sind, wird das rote Licht dunkel.

INTERLOCK

Potentialfreie Betätigung z.B. mit potentialfreiem Schalter oder Kurzschlussbrücke.

  • Betriebszustand: Kontakte geschlossen
  • Störung: Kontakt(e) offen

Die STROMVERSORGUNG kann aus Sicherheitsgründen extern <OFF/ON> (Verriegelung: Pin1 – Pin2) geschaltet werden.

Der VERSTÄRKER kann über den 9-poligen Sub-D-Stecker <STOP> gestoppt werden.

PA2024D

Metrologie – Stromwandler – Kalibrierung

Energietechnik

stromgeregelt

hervorragende Dynamik

DC … >300kHz …3dB  @  ±10A  / ±10V

PA2024D HB-PA2024D.pdf  (235kB)

PFL2250-28

Anwendungen (universell)

• Simulation realer Netze mit
  Spannungseinbrüchen von 2μs

• Wandlerkalibrierung z.B. 450Aeff, DC…>100kHz

• Test von Automotive-Kapazitäten

   • z.B. 50Aeff / 100Veff DC… 100kHz
     (Ceralink – Epcos), (3 PFL … parallel)

   • z.B 20Aeff / 60Veff DC…260kHz full load

• Test von Induktivitäten, z.B. 800Veff mit
   Anpassungs-Trafo cosφ <<0,1

Energietechnik + Magnetfelder + alles Mögliche

Kenndaten

Regelgröße UA / IA umschaltbar

800VSS / 50ASS

DC->150kHz-3dB / Volllast

Besonderheiten

100% Verlustleistung (>5kW)

Leistungserhöhung (Parallelbetrieb)

Spannungserhöhung (Brückenschaltung)

Sprungfunktion <2μs 10-90%

cosφ  ±0,1…±1

PFL2250-28-UDC415-IDC375 – Cooling Panne

Netzschalter /-Taster bzw. Schlagschalter

Mit dem Netzschalter /-Taster, der auch als Not-Aus-Schalter ausgeführt sein kann, werden alle Hilfskreise und die Steuerung des Verstärkers 3-polig ein- bzw. ausgeschaltet.

Drehspulmesswerke

Die beiden Zeigerinstrumente dienen zur Anzeige der Ausgangsspannung und des Ausgangsstromes.

Für die Drehspulinstrumente wird das Prinzip des aktiven Spitzenwertgleichrichters angewendet, um auch bei DC beliebiger Polarität einen Ausschlag zu erhalten.

Angezeigt werden die gleichgerichteten Spitzenwerte Umax und Imax in %.

Ausgangsspannung

V-Instrument  100% = 400Vp

Ausgangsstrom

C-Instrument  100% =   30Ap

Der Offset wird mit angezeigt.

Analogeingang (Frontplatte / Rückwand)

BNC-Buchse IN-High: Mittelanschluss

IN-Low: auf Verstärkermasse (Verstärkerbezugspotential, nicht Erde!) gelegt, je eine Buchse an Front- und Rückseite parallel geschaltet

 Skalierung im V-Betrieb: 
1VIN = 100VOUT

 Skalierung im  A-Betrieb:  
1VIN = 5 AOUT

V-Monitor (BNC-Buchse)

Separater Sense-Verstärker von Sense-Anschlüssen abgeleitet,
RIN= 1kOhm

Empfindlichkeit: 
1VMON = 100VOUT

Genauigkeit bezogen auf den Ausgangswert ≤ 0,5% bei f = 1kHz

C-Monitor (BNC-Buchse)

Separater Sense-Verstärker von separaten Shunt (0,01Ohm) abgeleitet,

RIN = 1kOhm

Empfindlichkeit:  1VMON = 10A OUT

Genauigkeit bezogen auf den Ausgangswert  ≤1% bei f = 1kHz

Frequenzverhalten bezogen auf den Ausgangswert ≤ -10%

Amplitudenabschwächer

10-Gang-Potentiometer zur Abschwächung des am Analogeingang anliegenden Eingangssignals — mit
Att <ON/OFF> <F12> zu-/abschaltbar!

Offset-Regler

Zuschaltbares 10-Gang-Offset-Potentiometer

Bei U/I-Verstärkern ist es in beiden Betriebsarten in Funktion. Der Skalenknopf gestattet eine genaue und reproduzierbare Einstellung des Offsetwertes. Als Quelle wird ein hochwertiges Referenzelement verwendet.

Die Skala geht von 0…10, bei 5,0 beträgt der Offsetwert ca. 0mV, für Werte <5,0 Skalenteile wird der Offset negativ, für Werte >5 positiv.

Der Offsetwert kann im V- und auch im C- Mode jeweils bis an die maximale Grenze der Aussteuerung eingestellt werden.

Alarmzustände
I- Limit (C-Overload)
U-Limit (V-Overload)

Hat die Spannungs-/ Strombegrenzung den eingestellten Wert überschritten, wird zunächst die Überschreitung angezeigt und nach 6 Sekunden andauernder Überlast wird der Verstärker abgeschaltet.

Die entsprechende Anzeige leuchtet, wenn die Begrenzung bereits eingetreten ist; kurz vor der Signalisierung kann das Signal bereits begrenzt sein. Wenn die Überlast beseitigt, bzw. die Aussteuerung reduziert wurde, kann der Verstärker nach dem Reset erneut gestartet werden.

Over-Voltage

Wird der Verstärker mit einer externen Spannungsquelle von V >500Vp in den Ausgang gespeist, so wird der Verstärker zum eigenem Schutz abgeschaltet. Die Fehlerursache sollte abgestellt werden, bevor der Verstärker nach dem Reset erneut gestartet wird.

Line (Netzversorgung)

Hier wird der Eingangsbereich der Netzversorgung der drei Phasen über 400V± 10% (360…440V) überwacht. Liegt die Netzspannung außerhalb des Bereiches, so wird dies als Line-Alarm signalisiert.

Ebenso wird ein Phasenausfall als Line-Alarm gemeldet. Dieser kann die Verstärker-Netzsicherungen und auch externe Sicherungen und Zuleitungsfehler betreffen. Bei hohen Ausgangsströmen und verlängerten Netzanschlüssen kann dieser Fehler infolge als Unterspannung auftreten. Interne Verstärkerfehler können infolge eines Defektes auch als Line-Alarm gemeldet werden.

Temp (Temperaturfehler)

Die Power-Netztransformatoren und die Power-Endstufe werden Temperaturüberwacht. Bei Temperaturen oberhalb 60ºC wird das Temp-LED eingeschaltet und signalisiert den kritischen Zustand, oberhalb von 90ºC wird der Verstärker zum Schutz vor Überhitzung abgeschaltet. Der Verstärker lässt sich nach der Abkühlung und einem Reset neustarten.

Unterdrückter Start

Wird die Starttaste bereits beim Einschalten gedrückt, so leuchten alle Fehler-LEDs gleichzeitig. Dieser Fehler muss ebenfalls mit einem Reset gelöscht werden.

Stand-By
Stand-By-Taste + ‚gelbe’ LED

Nach dem Einschalten des Netzschalters leuchtet die gelbe LED als  Bereitschaftsanzeige.

Diese Stand-By-Taste hat auch die Funktionen: STOP sowie RESET nach einem Alarm zum Löschen des Fehlerspeichers.

Start-Taste + ‚grüne’ LED

Mit dem Betätigen der Starttaste leuchtet die grüne LED zur Einschaltkontrolle. Mit der Betätigung wird eine Einschaltsequenz durchgeführt, die mit der Einschaltung der Hauptversorgung des Verstärkers beginnt und mit dem Signal am Ausgang endet.

Hinweis: Die grüne LED blinkt bis der Einschaltvorgang beendet ist.

Schiebeschalter
Offset (Schiebeschalter)

Der Verstärker reagiert nur im Stand-By-Zustand auf eine Änderung der Schalterstellung!

Offset <On/Off> Schiebeschalter

Aktivierung des Offset-Potentiometers  zur Einstellung eines stabilen DC-Offsets über den gesamten Ausgangsbereich.

<Current/Voltage> V-/C-Betrieb Schiebeschalter

Umschaltung der Betriebsart. Der C- Betrieb sollte wegen der Berührungsgefahr unbedingt kontrolliert benutzt werden, da bei offenem Ausgang DC-Spannungen bis max. 460V auftreten können.

Umschalter;

V-Betrieb bedeutet: die Ausgangsspannung ist eine Funktion der Steuerspannung
( Eingangsspannung )

C-Betrieb bedeutet: der Ausgangsstrom ist eine Funktion der Steuerspannung
( Eingangsspannung )

Attenuator On / Off (Schiebeschalter)

Für geringe Aussteuerungen empfehlen wir die Verstärkung das Verstärkers entsprechend zu reduzieren, statt den Pegel des Funktionsgenerators zu reduzieren, da der Rauschabstand der meisten Generatoren  ca. 20dB schlechter ist, als derjenige des Verstärkers. Bei sehr kleinen Pegeln empfiehlt sich eventuell eine Mischung.

Current Limit

(Ausgangsstrombegrenzung)

10-Gang-Potentiometer zur Begrenzung des Ausgangsstromes (zum Schutz angeschlossener Lasten) ab ca. 2A.

Standardmäßige Ausführung:

 a) Abschaltung der Leistungsendstufe beim Überschreiten des eingestellten Grenzwertes

Kundenspezifische, fixierte Ausführungsmöglichkeit:

b) Ab Überschreiten des Grenzwertes wird der zum Zeitpunkt des Grenzwertes fließende Ausgangsstrom konstant gehalten.

Out-High, Out-Low, Output only
Out-High
Out-Low
Output only for monitoring!

(Sicherheitsbuchsen rot, schwarz,
 4mm)

Achtung! Hochspannung parallel zum Lastausgang bis ca. 500V, nur zum direkten Messen

Sicherheitsbuchsen, 4mm,  rot u. schwarz,

parallel zum Output geschaltet.

Die Anschlüsse Output „High“ und „Low“ sind nicht zum Anschluss von Lasten geeignet.

Ein Strom würde hauptsächlich durch den induktiven Spannungsabfall auf der „Low“-Leitung die BNC-Buchsen auf der Frontplatte um einige Volt anheben, was zur Überforderung der Gleichtaktunterdrückung der Eingangs- und Monitorverstärker führen würde. Die Spannungs- und insbesondere die Stromanzeige wären dann falsch.

Schutzleiter (Sicherheitsbuchse gelb/grün, 4mm)

Liegt auf Gehäuse- bzw. Schutzleiterpotential.