ABB UNS 0863A-P,V1 HIEE305082R0001 E/A-Schnittstellenmodul

Das UNS 0863 ist ein zentrales Schnittstellengerät innerhalb der Erregersysteme der ABB UNITROL® F-Serie. Als Signaleingangs-/Ausgangsschnittstellenmodul (I/O) fungiert es als entscheidende Brücke zwischen dem Erregersystem und externen Steuerkreisen, Schutzsystemen und Überwachungsgeräten. Dieses Modul ist auf einem universellen Aluminiumträger (UNC 4866 oder UNC 4868) montiert und wird normalerweise im Schnittstellenpanel des Kunden installiert, was eine direkte Verbindung mit dem Kontrollraum für eine zentrale Signalverwaltung und -verteilung ermöglicht.

Der UNS 0863 verfügt über robuste Signalverarbeitungsfunktionen und unterstützt digitale I/O, analoge I/O und Relaisausgänge. Es eignet sich zur Erregungssteuerung von Synchronmaschinen in verschiedenen Industrieumgebungen und spielt eine Schlüsselrolle in Anwendungen wie Kraftwerken, Wasserkraftwerken und Industrieantrieben.

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2. Hauptmerkmale

2.1. Digitale Eingänge

• Anzahl der Kanäle: 16

• Elektrische Eigenschaften:

• Nennspannung: 24 VDC

• Logischer „1“-Pegel: ≥18 V

• Logischer „0“-Pegel: ≤10 V

• Eingangsverzögerung: 3,6 ms ±20 %

• Prüfspannung: 1,5 kV, 1 Minute

• Galvanische Trennung: Jeder Eingang ist über einen Optokoppler elektrisch isoliert, was die Störfestigkeit und Systemsicherheit erhöht.

• Stromquelle: Die 24-V-DC-Abfragespannung wird vom Netzteil UNS 0868 bereitgestellt und unterstützt eine redundante Konfiguration.

2.2. Relaisausgänge

• Anzahl der Kanäle: 18

• Kontakttyp: Wechslerkontakte (NO/NC)

• Tragfähigkeit:

• Maximale Spannung: 250 VAC/DC

• Einschaltstrom: ≤16 A

• Dauerstrom: ≤2 A

• Schaltleistung: ≤1000 VA (cosφ ≥0,3) oder ≤50 W (L/R ≤0 ms)

• Sonderfunktionsrelais:

• CH I & II FAIL: Zweikanalige Fehleranzeige

• EXZITATION TRIP: Befehl zur Auslösung der Erregung

• ALLGEMEINER ALARM: Allgemeiner Alarm

2.3. Analoge Eingänge

• Anzahl der Kanäle: 2 Allzweckkanäle (AITAC / AI2) + 1 dedizierter Kanal (PSSin)

• Signaltyp:

• Spannungseingang: ±10 VDC (max. ±15 V)

• Stromeingang: ±20 mA (erfordert externe Lastwiderstände)

• Eingangsimpedanz: 200 kΩ

• Zweck:

• Empfang von Fernsollwerten (z. B. Leistungsfaktor, Blindleistung)

• Externer Stabilisierungssignaleingang (z. B. PSS-Signal)

2.4. Analoge Ausgänge

• Anzahl der Kanäle: 4

• Signaltyp:

• AO1, AO2: Parametrierbar, Ausgang ±10 VDC, ≤4 mA

• Dh: Erregerstromsignal, +5 VDC oder +3 VDC unter Nennbedingungen

• Pout: Wirkleistungssignal (erfordert optionalen PSS-Signaltransformator UNS 0869)

• Bezugspotential: Gemeinsamer ZA (nicht isoliert)

2.5. Testpunkte

• Alle analogen Signale werden an Testpunkte weitergeleitet, was die Inbetriebnahme und Wartung erleichtert.

• Unterstützt die Massenmessung mit einem 50-poligen Flachkabelstecker (HETT 401363 P6).

  
  

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3. Funktionsprinzip und Signalverarbeitung

3.1. Digitale Eingabeverarbeitung

Die 16 digitalen Eingänge des UNS 0863 werden über Optokoppler isoliert und dann vom Signalverarbeitungsgerät UNS 1860 abgetastet und gepuffert. Der Eingangsstatus wird in Echtzeit durch LED-Anzeigen (IN1–IN16) angezeigt. Das Bezugspotential aller Eingänge ist standardmäßig über Lötbrücken angeschlossen. Bei unabhängigen Stromkreisen (z. B. SPS-Ausgänge) kann die entsprechende Brücke durchtrennt werden, um eine elektrische Trennung zu erreichen.

3.2. Relaisausgangssteuerung

Die 18 Relais werden vom UNS 1860 über Treiberschaltungen gesteuert, die über einen Kurzschlussschutz verfügen. Der Ausgangsstatus wird durch LEDs (OUT3–OUT18, TRIP, CH I/II FAIL) angezeigt. Relaisausgänge werden nicht nur zur Steuerung, sondern auch für Systemschutzfunktionen wie Erregungsauslösung (EXC TRIP) und Kanalausfallalarme (CH I/II FAIL) verwendet.

3.3. Analoge Signalkonditionierung

• Analoge Eingänge:

• Die Signale gelangen über Differenzverstärker zum A/D-Wandler und werden per Software kalibriert und verarbeitet.

• Bei Verwendung von Stromsignalen (z. B. 4–20 mA) müssen externe Lastwiderstände (z. B. R1001–R1004) eingebaut werden.

• Analoge Ausgänge:

• Ausgangssignale werden vom aktuell aktiven Erregerkanal erzeugt und per D/A-Wandlung ausgegeben.

• Bei zweikanaligen Systemen werden die Signale automatisch über Relais auf die des aktiven Kanals umgeschaltet.

3.4. Kommunikation mit UNS 1860

Der UNS 0863 wird über 34-polige Flachkabel mit dem Signalverarbeitungsgerät UNS 1860 verbunden und ermöglicht Folgendes:

• Lesen und Schreiben digitaler I/O-Status.

• Erfassung und Ausgabe von Analogwerten.

• Übermittlung von Störungs- und Alarmsignalen.

3.5. Unterstützung für Dual-Channel-Systeme

In AFT-Konfigurationen (Dual Automatic Channel):

• Der TWIN-Jumper definiert, ob ein oder zwei unabhängige Maschinentransformatorsätze verwendet werden.

• Der 2-CH-Jumper ermöglicht die Zweikanalkommunikation.

• Analoge Ausgänge wählen automatisch Signale vom aktuell aktiven Kanal aus und gewährleisten so Systemredundanz und Zuverlässigkeit.

  
  

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4. Systemintegration und -konfiguration

4.1. Mechanische Installation

• Das Modul wird auf Trägern des Typs UNC 4866 (600-mm-System) oder UNC 4868 (800-mm-System) montiert.

• Die Erdung erfolgt über Befestigungsschrauben und entspricht den EMV- und Sicherheitsstandards.

4.2. Elektrische Anschlüsse

• Digitale I/O- und Relaisausgänge: Verwenden Sie 2,5-mm²-Federklemmen.

• Analoge E/A: Verwenden Sie dedizierte Klemmenblöcke, die sowohl Spannungs- als auch Stromsignale unterstützen.

• Flachkabel: Wird für Verbindungen zu UNS 1860 und UNS 0862 verwendet. Die Kabellänge wird je nach Anforderungen angepasst.

4.3. Konfigurationsoptionen

• TWIN-Einstellung:

• Auf „Y“ setzen, wenn zwei UNS 0862-Geräte verwendet werden.

• Auf „N“ setzen, wenn ein einzelner UNS 0862 gemeinsam genutzt wird.

• 2-CH-Einstellung:

• In Zweikanalsystemen auf „Y“ setzen, um die Kommunikation über den zweiten Kanal zu ermöglichen.

• Konfiguration des Lastwiderstands:

• Die Widerstände R1001–R1004 werden basierend auf dem Stromsignalbereich ausgewählt, mit einer maximalen Verlustleistung von 0,3 W pro Widerstand.

  
  

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5. Anwendungsszenarien

Der UNS 0863 wird häufig in den folgenden Anwendungen eingesetzt:

• Wärmekraftwerke: Automatische Spannungsregelung und Blindleistungsregelung von Synchrongeneratoren.

• Wasserkraftwerke: Erregungssteuerung und Schutz von Wasserkraftgeneratoren.

• Industrielle Antriebe: Inbetriebnahme und Betriebssteuerung großer Synchronmotoren.

• Marine Power Systems: Erregungsmanagement für Schiffsgeneratoren.

• Inselnetzbetriebssysteme: Aufrechterhaltung der Netzspannungs- und Frequenzstabilität.

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