Der Sammelschienenschutz ist ein selektiver, sicherer und schneller Schutz gegen Sammelschienenkurzschlüsse in Mittelspannungs-, Hochspannungs- und Höchstspannungssystemen mit unterschiedlichsten Sammelschienenkonfigurationen. Die Auswahl der Gerätebasisfunktionalitäten und der modulare Hardwareaufbau ermöglichen eine optimale Anpassung des Sammelschienenschutzes an unterschiedlichste Systemkonfigurationen und Funktionsanforderungen bis hin zu einem kompletten Stationsschutz.

Die 7SS85 CU ist die zentrale Einheit eines verteilten Sammelschienenschutzsystems. Die merging unit 6MU85 oder jedes andere modulare SIPROTEC5- Familie kann als Feldeinheit für den dezentralen Sammelschienenschutz verwendet werden.

Sammelschienenschutzgeräte sind Teil einer modularen Schutzserie und ihre Hauptfunktion basiert auf dem Prinzip des Differenzialschutzes.
Anwendungen 

Das Gerät ist für verschiedene Konfigurationen der Umspannwerke ausgelegt:

• Ein- bis Fünfach-Sammelschienen mit/ohne Transferschiene
• Einhalb-Leistungschaltermethode
• Doppelleistungsschater-Anlagen mit ein oder zwei Stromwandlern je Abzweig
• Schaltwagenanlgen
• Kombischienenanlagen (wahlweise Haupt-/Umgehungsschiene)
• H-Schaltungsanordnung mit Kupplung oder Trennung
• Ring-Sammelschienen

Der Sammelschienenschutz umfasst folgende Maximalmenge

• Bis zu 48 3-phasige Messstellen (Stromwandler)
• Bis zu 20 Sammelschienen und Koppler
• Bis zu 10 Zusatzsammelschienen (Sammelschienenabschnitte ohne Messfunktion)

Funktionen

• Phasenselektive Messung und Anzeige
• Selektives Auslösen fehlerhafter Sammelschienenabschnitte
• Trennerunabhängige Checkzone als zusätzliches Auslösekriterium

• Kürzeste Auslösezeiten zur Gewährleistung der Netzwerkstabilität und Minimierung von Anlagenschäden am System - 8 ms/12 ms (Relais Typ HS/Typ F)
• Höchste Stabilität erfolgt bei externen Fehlern, auch bei Transformatorsättigung durch Stabilisierung mit fließenden Strömen
• Auslösekennlinie mit frei einstellbaren Kennlinienabschnitten
• Zusätzliche Auslösekennlinie mit erhöhter Empfindlichkeit für stromschwache Fehler, z.B. in widerstandsgeerdeten Netzen
• 2 ms sättigungsfreie Zeit der Stromwandler erforderlich durch schnelle Erkennung interner bzw. externer Fehler
• Verwendung von eisengeschlossenen oder linearisierten Stromwandlern innerhalb einer Anlage möglich
• Anpassung unterschiedlicher Stromwandler-Übersetzungsverhältnisse per Parametrierung
• Unkomplizierte Dimensionierung der Stromwandler und des Stabilisierungsfaktors
• Drei ineinandergreifende Messverfahren ermöglichen kürzeste Auslösezeiten bei Sammelschienenfehlern bzw. sichern maximale Stabilität bei großen durchfließenden Kurzschlussströmen.
• Der integrierte Leistungsschalter-Versagerschutz (LSVS) erkennt das Schalterversagen bei Sammelschienenkurzschlüssen und stellt ein Auslösesignal für den Leistungsschalter am Leitungsgegenende zur Verfügung. Beim Versagen eines Kupplungsleistungsschalters wird die angrenzende Sammelschiene ausgelöst.
• Umfangreiche Überwachung der Stromwandlerkreise, Messwerteerfassung und -verarbeitung sowie Auslösekreise zur Vermeidung von Über- und Unterfunktionen des Schutzes und Aufwandsreduzierung für Routineprüfungen.
• Diverse Steuerungsmöglichkeiten wie Feld außer Betrieb, Erfassungssperre von Trennern und Leistungsschaltern, Blockierung von Schutzzonen oder des Leistungsschalter- Versagerschutzes erleichtern Ihnen die Anpassung an betrieblich bedingte Sonderzustände Ihrer Anlage.
• 1/3- oder 3-poliger Leistungsschalter-Versagerschutz mit Nutzung des integrierten Trennerabbildes zur Auslösung aller Leistungsschalter des betreffenden Sammelschienenabschnittes
• Endfehlerschutz zum Schutz des Bereichs zwischen Leistungsschalter und Stromwandler für Abzweige und Kupplungen
• Direkte Auslösung von Schutzzonen durch externe Signale
• Freigabe der Auslösung einer Schutzzone durch zusätzliche externe Signale
• Freigabe der Auslösung durch zusätzliche externe phasenselektive Signale
• Querstabilisierung gegen Überfunktionen bei sekundärseitiger Wandler-Beeinflussung
• Kuppelfeld-Differentialschutz für eine selektive Fehlerklärung in Kupplungen mit zwei Stromwandlern
• Bei dezentralem Sammelschienenschutz kann durch die Verwendung eines beliebigen modularen SIPROTEC 5-Gerätes als Feldgerät, jede beliebige Abzweigschutzfunktion zusätzlich realisiert werden.
• Umfassende Cybersecurity-Funktionalität, wie rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC), Protokollierung sicherheitsrelevanter Ereignisse, signierte Firmware oder authentifizierter Netzwerkzugang IEEE 802.1X
• Einfacher, schneller und sicherer Zugriff auf Gerätedaten über Standard Web-Browser – ohne zusätzliche Software
• Von KEMA zertifizierter Algorithmus
• Schutzansicht in der einzeiligen Überwachung zur grafischen Darstellung der Messsystemgrenzen
• Robustes Design und konform beschichtete Elektronikplatinen für hohe elektrische Festigkeit und Installationen in rauen Umgebungen - standardmäßig
• Redundante Stromversorgung optional
• Großer Prozessdatenbereich (bis zu 40 Strom- und Spannungswandler für Schutzanwendungen und bis zu 80 für zentralen Sammelschienenschutz; mehr als 200 Ein- und Ausgänge für Aufzeichnungsanwendungen möglich)
• Einfache und unkomplizierte Auswahl des Gerätetyps anhand von Typicals (Maßgebliche Eigenschaften)
• Einfache Integration und Nachrüstung von Lichtbogenschutz, transienter Erdschlusserkennung, Transformatorsteuerung, PMU und Prozessbus für effizienten Netzbetrieb
• Optionaler Lichtbogenschutz mit einer Auslösezeit von 3-4 ms zum Schutz von Vermögenswerten und Personen – Safety first
• Bedienpanel, das für alle Gerätetypen frei wählbar ist (z.B. großes oder kleines Display, mit oder ohne Schlüsselschalter, abgetrenntes Bedienfeld)
• Grafisches Engineering in einem einzeiligen Editor des Engineering-Tools
• Grafischer Logikeditor zur Erstellung leistungsfähiger Automatisierungsfunktionen und Schaltabläufe im Gerät nach IEC 61131-3
• Erfassung von Strom- und Spannungssignalen bis zur 50. Harmonischen mit hoher Genauigkeit für ausgewählte Schutzfunktionen und Betriebsmesswerte
• Integriertes elektrisches Ethernet RJ45 für Engineering PC und IEC 61850 (Reporting und GOOSE)
• Zwei Steckplätze für optionale Steckmodule für serielle und/oder Ethernet-basierte Protokolle
• Optionales Kommunikationsmodul mit weiteren 3 Steckplätzen Steckmodule für serielle und/oder Ethernet-basierte Protokolle und volle Verfügbarkeit des Kommunikationsrings bei Betriebsfreigabe der Schaltanlage durch separate Hilfsstromversorgung des Kommunikationsmoduls
• Große Anzahl serieller und Ethernet-basierter Protokolle: IEC 60870-5-103, DNP3 seriell und TCP, Modbus TCP, IEC 60870-5-104, PROFINET und IEC 61850 Ed1 und Ed2.1
• Zuverlässige Datenübertragung über Ethernet-Redundanzprotokolle PRP für Prozessbus und PRP und HSR für hochverfügbare Stationskommunikation
• IoT-Schnittstelle zur Integration in Cloud-basierte Systeme
• Serielle Schutzdatenkommunikation über Lichtwellenleiter, Zweidrahtverbindungen und Kommunikationsnetze (SDH-Netze, MPLS-Stromversorgungssysteme, z.B. mit IEEE C37.94, u.a.), einschließlich automatischer Umschaltung zwischen Ring- und Kettentopologie.
• Leistungsstarke Fehleraufzeichnung (Puffer für eine maximale Aufzeichnungszeit von 5 Sek. bei 2 kHz)
• Einfacher, schneller und sicherer Zugriff auf das Gerät per Web-Browser vom Gerät aus: Download von Protokollen als Dateien nach IEEE C37.239 COMFEDE mit https-Verbindung
• Fehlererfassung: Herunterladen, Löschen und Auslösen von Fehlerprotokollen

Anzeige von Einzelliniendiagrammen und Geräteanzeigeseiten, Anzeigen,

Vektordiagramme von energetisierenden Größen

• Parametrierung: Änderung der Einstellungen innerhalb eines aktiven Einstellungsbereichs
• Optionale Phasor Measurement Unit (PMU) zur Erfassung von Synchrophasor-Messwerten und Übertragung mit Standard IEEE C37.118 Protokoll
• Zeitsynchronisation mit IEEE 1558v2/PTP, PPS, IRIG-B
• Role-based Access Control (RBAC)-Protokollierung sicherheitsrelevanter Ereignisse, signierter Firmware oder authentifizierter Netzwerkzugriff IEEE 802.1X mit zentraler Benutzerverwaltung in RADIUS/Active Directory
• Schutz vor unbefugtem Zugriff auf das Gerät durch integrierte RADIUS-Authentifizierungs- und Autorisierungsoption
• Standardrollen und -rechte bei der Einhaltung von Standards und Richtlinien wie IEC 62351-8, IEEE 1686 und BDEW White Paper
• Syslog-Unterstützung zur zentralen Erfassung und Protokollierung sicherheitsrelevanter Ereignisse und Alarme gemäß den Anforderungen und Vorschriften wie IEEE 1686, IEC 62443 und BDEW Whitepaper
• Individuelle Vergabe von Schreib- und Leseberechtigungen für jeden Geräteport
• Zusatzfunktionen für einfache Tests und Inbetriebnahmen

Standardvarianten

Die Anzahl der Ein- und Ausgänge, LEDs und Kommunikationsmodule ist flexibel und erweiterbar mit 1/6 Erweiterungsmodulen, die auf die 1/3 Basiseinheit eines modularen Systems gesteckt werden.

O 19 BI, 10 BO, 1 Life, 16 LEDs, 1x Kommunikationsmodul mit 2x FO

Schnittstellen, 1/3 x 19 Zoll

Achtung: Strom- und Spannungswandler können nicht verwendet werden
Gehäusetyp:

X Einbaugehäuse

O Aufbaugehäuse

Stromversorgung:

X Standard

O Redundant

Bedieneinheit:

X Integriert

O Abgesetzte Bedieneinheit, nur bei Aufbaugehäuse

Display:

O Kein Display

X Kleines Display

O großes Display

Schlüsselschalter:

X ohne

O mit, nur bei Einbaugehäuse

LEDs/Drucktasten:

X 16 LEDs

O 32 LED

O 48 LED

O 64 LED

O 80 LED

O 8 Drucktasten + LEDs

Hilfsspannung

O DC 60 to 125 V DC

X DC 110 V-250 V, AC 100V - 230 V

Komunikation 

Das Basisgerät verfügt auf der Rückseite über zwei freie Steckplätze für Steckmodule für Kommunikation oder spezielle Anwendungen. Das Basisgerät ist mit einem Kommunikationsmodul mit bis zu drei weiteren Steckplätzen für Steckmodule erweiterbar.

• USB-Bedienoberfläche auf der Vorderseite für Notebook oder PC
• D-Sub 9-Schnittstelle, Rückseite zur Zeitsynchronisation
• Integrierte Ethernetschnittstellle 
  X für Engineering Tool 
  O für Engineering Tool und IEC 61850 Reporting und GOOSE 
  O for Engineering Tool and IEC 61850 Reporting 
• Kommunikationsmodul, max. 1 für jedes Gerät mit zusätzlichen 3 Steckplätzen Steckmodule für serielle und/oder Ethernet-basierte Protokolle und volle Verfügbarkeit des Kommunikationsrings bei Betriebsfreigabe der Schaltanlage mittels separater Hilfsstromversorgung des Kommunikationsmoduls

X ohne
O mit einem Kommunikationsmodul für bis zu drei weitere Steckmodule

• Serielle Plug-In-Module für asynchrone serielle Protokolle wie IEC 60870-5-103, DNP für Systemport

X Ohne

O elektrisch, 1 Schnittstelle

O elektrisch, 2 Schnittstellen

O optisch 820 nm, 1,5 bis 2 km, 1 Schnittstelle

O optisch 820 nm, 1,5 km bis 2 km, 2 Schnittstellen

• Serial Steckmodule für Schutzschnittstelle für unidirektionalen Datenaustausch

X ohne

O optisch 1300 nm, max. 24 km über 2 Singlemode-Lichtwellenleiter oder max.
4 km über 2 Multimode-Lichtwellenleiter, 1 Schnittstelle

O optisch 1300 nm, max. 24 km über 2 Singlemode-Lichtwellenleiter oder max.

4 km über 2 Multimode-Lichtwellenleiter, 2 Schnittstellen

O optisch 1300 nm, max. 60 km über Singlemode-Lichtwellenleiter, 1Schnittstelle

O optisch 1300 nm, max. 60 km über Singlemode-Glasfaser, 2 Schnittstellen

O optisch 1550nm, max. 100 km über Singlemode-Glasfaser, 1 Schnittstelle

O optisch 1550nm, max. 100 km über Singlemode-Glasfaser, 2 Schnittstelle

• Serial Steckmodule für Schutzschnittstelle für unidirektionalen Datenaustausch

O ohne

O optisch 1300 nm, max. 24 km über 2 Singlemode-Lichtwellenleiter oder max.

  4 km über 2 Multimode-Lichtwellenleiter, 1 Schnittstelle

O optisch 1300 nm, max. 24 km über 2 Singlemode-Lichtwellenleiter oder max.

  4 über 2 Multimode-Lichtwellenleiter, 2 Schnittstellen

O optisch 1300 nm, max. 60 km über Singlemode-Lichtwellenleiter,  
  chnittstelle

O optisch 1300 nm, 60 km über Singlemode-Glasfaser, 2 Schnittstelle

O optisch 1550nm, 100 km über Singlemode-Glasfaser, 1 Schnittstelle

O optisch 1550nm, 100 km über Singlemode-Glasfaser, 2 Schnittstelle

• Steckmodule für Ethernet

O Ohne

O 2x RJ45 elektrisch, konfigurierbar mit oder ohne integrierten Schalter

mit max. Entfernung von 20 Metern

O 2x optischer Duplex LC 1300 nm Schnittstelle, konfigurierbar mit oder ohne
integrierter Schalter. Der maximal optisch zulässige Abstand über 50/125 μm

oder 62,5/125 μm Multimode-Glasfasern ist 2 km.

O 2x optisch für Prozessbus, Duplex LC 1300 nm Schnittstelle, konfigurierbar mit oder ohne integrierten Schalter. Der maximal optisch zulässige Abstand

über 50/125 μm oder 62,5/125 μm Multimode-Lichtwellenleiter für bis zu 2 km.

O 2x optisch für Prozessbus, Duplex LC 1300 nm Schnittstelle, konfigurierbar mit der ohne integrierten Schalter. Der maximal optisch zulässige Abstand

über 50/125 μm oder 62,5/125 μm Multimode-Lichtwellenleiter für bis zu 24 km.

Der optische Sende- und Empfangspegel wird im Modul gemessen und kann angezeigt werden.

Entsprechend der gewählten Kommunikationsschnittstelle sollte das gewünschte Kommunikationsprotokoll je nach gewähltem Typ des seriellen oder Ethernet-Steckmoduls einfach über das Engineering-Tool aktiviert werden können.

• Serielle Protokolle
  IEC 60870-5-103

DNP3 serielle

Modbus RTU

• Ethernet-Protokolle

IEC 61850 Ausgabe 2.1

IEC 61850-8-1 Client-Server-Kommunikation

IEC 61850-8-1 GOOSE

IEC 60870-5-104
DNP3 TCP
Modbus TCP
PROFINET IO

• Zusätzliche Ethernet-Protokolle und -Dienste
  DHCP, DCP (mit automatischer IP-Konfiguration)
  Line-Mode
  RSTP-, PRP-, HSR-Ethernet-Ringredundanz
  SNTP-Zeitsynchronisation über Ethernet

SNMP V3-Netzwerkverwaltungsprotokoll

IEEE 1588v2 PTP-Protokoll über Ethernet

Die Zusammenführeinheit 6MU85 oder jedes modulare SIPROTEC 5 Gerät kann als Schachteinheit für die CU 7SS85 verwendet werden

O Bis zu 16 Strommessstellen (1x Ethernet-Steckmodul mit 2x FO)

O Bis zu 32 Strommessstellen (2x Ethernet-Steckmodul mit 2x FO)  

O Bis zu 48 Strommessstellen (3x Ethernet-Steckmodul mit 2x FO)

Steckmodule für verschiedene Anwendungen
O Messumformermodul mit vier 20-mA-Analogeingängen

O Messumformermodul mit 1 Gleichspannungseingang

O Lichtbogenschutzmodul mit bis zu 3 optischen Punkt- oder Liniensensoren pro   

  Störlichtbogenschutz-Steckmodul, bis max. 15 Sensoren für modulare Geräte

  X-Punkt-Sensoren mit Linienlängen von 3 m bis 35 m.

  O-Line-Sensoren erfassen Lichtbögen über die gesamte Sensorlänge.

Es stehen Längen von 5 m bis 40 m zur Verfügung. Liniensensoren werden über eine Leitung mit dem Lichtbogenschutzmodul verbunden

Funktionalität

Die Schutzeinrichtung ist mit folgenden Schutzfunktionen ausgestattet:

X Grundfunktionen:

• Schutzfunktionen für 3-polige Auslösung
• Erweiteres Hardware-Mengengerüst
• Process Bus Client-Protokoll für 7SS85 CU
• IEEE 1588v2/PTP Grandmaster Clock
      (Hinweis: Diese Funktion erfordert eine dediziertes Ethernet-Modul mit

     2x LWL-Schnittstellen)

• Differenzialschutz, Sammelschiene (87B)
• Stummel-Fehler-Differenzialschutz für Breaker-and-a-half-Protection

    (87STUB)

    Lichtbogenschutz (nur mit zusätzlichen dem Steckmodul für Lichtbogen)

• Einschaltsperre (86)
• Drahtbrucherkennung für Differentialschutz
• Messwerte, Standard
• Basis PQ Messwerte: TDH und Harmonische
• Schaltstatistikzähler
• Einschaltstromerkennung
• Externe Einkopplung
• Steuerung und Überwachung
• Temperaturerfassung über Kommunikationsprotokoll

 Optionale Funktionen

O Sammelschienenkupplungs-Differenzialschutz (87B)

O Kreuzstabilisierung

O CFC-Arithmetik

O CFC -Schaltabläufe

O Slow-Scan-Recorder

O Kontinuierlicher Rekorder

O PQ-1012/ Zykluswert für kontinuierliche Rekorder

O Trendrekorder

O PQ-Trendwert für Trend Recorder

O PQ-Flicker-Werte für Trendrekorder

O Cyber Security: Rollenbasierte Zugriffssteuerung RBAC

O Cyber Security: IEEE 802.1x-basierte Netzwerkauthentifizierung