Der 216NG63 ist ein Hilfs-Gleichstromaggregat innerhalb der RE.216-Serie von Generatorschutz- und Steuerungssystemen von ABB. Es gehört zum 216NG6. Serie von DC/DC-Wandlern. Dieses Gerät wurde speziell für industrielle Umgebungen wie Umspannwerke und Kraftwerke entwickelt. Seine Hauptfunktion besteht darin, die Batteriespannung der Station in eine stabile 24-V-Gleichstromversorgung umzuwandeln und so eine zuverlässige Betriebsspannung für alle elektronischen Module und Ein-/Ausgabeeinheiten im REG 216 / REC 216-System bereitzustellen.
Der 216NG63 eignet sich für Stationsbatteriesysteme mit 220 V/250 V DC und einem weiten Eingangsspannungsbereich von 165 V bis 312,5 V DC. Es bietet eine Spannungstoleranz von ±25 % und kann sich so an übliche Spannungsschwankungen in Stromnetzen anpassen.
2. Schlüsselfunktionen
1. Spannungsumwandlung und elektrische Isolierung
Die Kernfunktion des 216NG63 besteht darin, einen Hochspannungs-Gleichstromeingang (z. B. 220/250 V Gleichstrom) in den 24-V-Gleichstrom-Niederspannungsstrom umzuwandeln, der von der elektronischen Ausrüstung des Systems benötigt wird. Sein internes Design nutzt die Hochfrequenz-Schaltnetzteiltechnologie und sorgt so für eine elektrische Isolierung zwischen Eingang und Ausgang. Dadurch werden Schäden an Schutzeinrichtungen durch Erdpotenzialunterschiede und Störungen wirksam verhindert.
2. Unterstützung für redundante Stromversorgung
Das System kann für einfach oder doppelt redundante Stromversorgung konfiguriert werden. Im Redundanzmodus arbeiten zwei 216NG63-Einheiten parallel, um das System mit Strom zu versorgen. Fällt eine Einheit aus, kann die andere den normalen Systembetrieb weiterführen und so die Schutzzuverlässigkeit deutlich erhöhen.
3. Überwachung und Alarm des Stromstatus
Der 216NG63 verfügt über umfassende Selbstüberwachungsfunktionen:
4. Flexible Konfiguration
Über die Steckbrücken A und B auf der Geräterückseite lässt sich der Netzteil-Ausgangsmodus flexibel einstellen:
Beide Jumper gesteckt: Das Gerät versorgt sowohl die USA- als auch die USB-Busleitungen mit Strom.
Einzelversorgungsmodus: Das Gerät versorgt nur eine Busleitung mit Strom und eignet sich für nicht redundante Systeme oder spezielle Konfigurationen.
5. Fehlerschutz
Der 216NG63 verfügt über integrierte Überlast- und Kurzschlussschutzschaltungen. Wenn eine Ausgangsstörung (z. B. Kurzschluss oder Überstrom) erkannt wird, wird der Ausgang automatisch unterbrochen, um Geräteschäden zu verhindern, und das Wartungspersonal wird über die LEDs auf der Vorderseite oder Fernsignale alarmiert.
3. Funktionsprinzip
1. DC/DC-Umwandlungsprinzip
Der 216NG63 nutzt Hochfrequenz-Schaltnetzteiltechnologie. Es verwendet Leistungsschaltgeräte (wie MOSFETs oder IGBTs), um die Eingangsgleichspannung in ein hochfrequentes Wechselstromsignal umzuwandeln. Diese wird dann über einen Hochfrequenztransformator heruntertransformiert und schließlich durch Gleichrichtungs- und Filterschaltungen wieder in einen stabilen 24-V-DC-Ausgang umgewandelt. Diese Methode bietet einen hohen Wirkungsgrad, eine kompakte Größe und eine hervorragende Spannungsregelung.
2. Redundanter Stromversorgungsmechanismus
In einem redundanten System versorgen zwei 216NG63-Einheiten die unabhängigen USA- bzw. USB-24-V-Busleitungen mit Strom. Alle Elektronikmodule und I/O-Einheiten werden über diese beiden Busleitungen mit Strom versorgt. Fällt eine Stromversorgung aus, kann die andere weiterhin über die verbleibende Busleitung den Systembetrieb aufrechterhalten und so eine „unterbrechungsfreie“ Stromversorgung gewährleisten.
3. Status-Feedback und Systemintegration
Der 216NG63 liefert nicht nur Strom, sondern kommuniziert auch mit anderen Modulen im System über den B448C-Parallelbus:
CK-Leitung: Wird zum Senden des Statussignals „Standby“ verwendet.
SML-Leitung: Wird zum Senden des Alarmsignals „Systemfehler“ verwendet.
K100-Relais: Bietet einen potenzialfreien Kontaktausgang, der zur Fernüberwachung oder Verriegelung mit anderen Geräten verwendet werden kann.
4. Struktur und Hardware-Design
1. Mechanische Struktur
Montage: Konzipiert für Standard-19-Zoll-Racks mit einer Breite von 3T (jeweils T=17 mm) und einer Höhe von 6U.
Plug-in-Design: Unterstützt Hot-Plugging (muss bei ausgeschalteter Hilfsstromversorgung durchgeführt werden) und erleichtert so Wartung und Austausch.
Frontplatte: Ausgestattet mit LED-Anzeigen und dem Hauptnetzschalter (I/O).
Rückseite: Verfügt über Ein-/Ausgangsanschlüsse und Buchsen für die Steckbrücken A und B.
2. Elektrische Schnittstellen
Eingangsklemmen: An den Plus- und Minuspol der Stationsbatterie anschließen (UB+ / UB-).
Ausgangsklemmen: Stellen einen 24-V-DC-Ausgang für die USA/USB-Busse und E/A-Module bereit.
Kommunikationsschnittstelle: Kommuniziert mit anderen elektronischen Einheiten im System über den B448C-Bus.
3. Wärmeableitung und Schutz
Der 216NG63 nutzt natürliche Konvektionskühlung. Das Gehäuse ist für eine effektive Wärmeableitung ausgelegt und eignet sich für Hochtemperatur-Betriebsbedingungen in Industrieumgebungen. Das Gerät entspricht der Schutzart IP30 und verhindert so das Eindringen großer fester Fremdkörper.
5. Konfiguration und Einstellungen
1. Jumper-Einstellungen
Benutzer können den Status der Jumper A und B basierend darauf festlegen, ob das System eine redundante Stromversorgung benötigt:
Redundanter Modus: Die Jumper A und B sind auf beiden 216NG63-Einheiten gesteckt.
Einzelversorgungsmodus: Je nach Konfiguration sind die Jumper einer Einheit gesteckt (z. B. zur Versorgung des Busses), während sie bei der anderen Einheit möglicherweise entfernt sind (z. B. zur Versorgung nur der E/A-Module).
2. Systemintegration
Der 216NG63 arbeitet mit den folgenden Schlüsselmodulen im RE.216-System zusammen:
216VC62a-Verarbeitungseinheit: Bietet Systemlogik und Schutzfunktionen.
216EA61 Analogeingangseinheit: Erfasst Strom-/Spannungssignale.
E/A-Einheiten wie 216AB61/216DB61: Führen Signalausgabe und Auslösesteuerung aus.
6. Sicherheit und Wartung
1. Sicherheits-Betriebsvorschriften
Streng verbotenes Stecken/Ziehen unter Spannung: Sämtliche Elektronikmodule dürfen nur nach Abschalten der Hilfsenergie gesteckt oder gezogen werden.
Dual Power Shutdown: Wenn das System mit redundanten Netzteilen konfiguriert ist, müssen beide 216NG63-Einheiten ausgeschaltet werden, bevor am Rack gearbeitet wird.
Qualifiziertes Personal: Alle Einrichtungs-, Verkabelungs- und Inbetriebnahmearbeiten müssen von geschultem und qualifiziertem Personal durchgeführt werden.
2. Fehlerdiagnose
Wenn die LED „U OUT“ aus ist, überprüfen Sie die Eingangsspannung, die Jumper-Einstellungen und die Ausgangslast.
Wenn ein interner Fehler vermutet wird (z. B. keine Ausgabe, Alarm), wenden Sie sich zur Reparatur an ABB.
Wenn ein Fernalarm ausgelöst wird, überprüfen Sie den Status des K100-Relais und der Bussignale.
3. Reparaturrichtlinie
Benutzer dürfen die internen Schaltkreise oder Software des 216NG63 nicht zerlegen oder modifizieren. Im Falle eines Ausfalls muss das gesamte Gerät zur Reparatur an ABB oder ein autorisiertes Servicecenter eingesandt werden. Durch unbefugte Eingriffe erlischt jegliche Garantie.
7. Anwendungsszenarien
Der 216NG63 wird häufig in den folgenden Schutz- und Steuerungssystemen für Energieanlagen eingesetzt:
Generatorschutzsysteme (REG 216)
Numerische Steuergeräte (REC 216)
Automatisierungssysteme für Mittel- und Hochspannungs-Umspannwerke
Schutzsysteme für große Motoren, Leistungstransformatoren und Einspeisungen
