Dec 30, 2016
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Prüfung

Omicron vs. KoCoS ? Teil II

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erzlich Willkommen liebe Freunde der Schutztechnik! Es ist eine Frage, die sich die meisten von uns sicher schon gestellt haben und die spätestens beim Gespräch mit dem Einkauf beantwortet werden sollte:

Welche digitale Prüfeinrichtung soll angeschafft werden?

Oder: Welches Gerät ist das Bessere?

Wir beantworten diese Frage in unserer dreiteiligen Serie und lassen den Platzhirsch, die CMC-356 der Firma Omicron, gegen den Underdog, das ARTES 560 der Firma KoCoS, in drei Runden gegeneinander antreten.

Nach dem ersten oberflächlichen Beschnuppern unserer beiden Probanden und einer recht ausgeglichenen ersten Runde folgt nun die Tiefenprüfung im Rahmen der zweiten Runde. Diesmal treten die beiden Kontrahenten in Bezug auf Softwaregestaltung und Bedienbarkeit in den Ring.

Der Gong ertönt: Ring frei für die 2. Runde!

CMC 356 vs. ARTES 560

Teil 2: Software und Handling

Unsere KoCoS Prüfeinrichtung wird mit dem Softwarepaket ARTES 4.00 geliefert, bei der CMC365 von Omicron ist das Paket „Test Universe 3.10“ am Start. Test Universe gibt es in 16 verschiedenen Sprachen, welche alle direkt umgeschaltet werden können. ARTES ist in 3 Sprachen erhältlich, eine direkte Umschaltung ist auch hier möglich. Die nachstehende Tabelle zeigt die Sprachpakete im Vergleich:

Um die technischen Möglichkeiten zu vergleichen, stellen wir zunächst die vorhandenen Funktionsumfänge beider Softwarepakete gegenüber. Preisliche Betrachtungen bleiben in diesem Beitrag außen vor und werden in unserer alles entscheidenden dritten Runde diskutiert. Also, Los geht’s:

Im Basic-Paket kommt Test Universe mit den Modulen

  • QuickCMC  
  • State Sequencer  
  • Rampen  
  • TransPlay  
  • Harmonics  
  • Binary I/0 Monitor  
  • LS-Konfiguration  
  • AuxDC-Konfiguration  
  • ISIO Connect

und dem (aus unserer Sicht genialen) Polarity Checker daher. Weitere Module sind gegen Aufpreis erhältlich.

Zum Basispaket von ARTES gehört gerademal der VD-Monitor, welcher von der Idee her in etwa dem Modul „QucikCMC“ von Omicron entspricht. Sowohl mit Omicrons Test Universe Modul „QuickCMC“, als auch mit dem entsprechenden Pendant von KoCoS (VD-Monitor), lassen sich grundsätzliche Ausgaben von elektrischen Größen realisieren.

Dabei zeigen sich beide Module sehr flexibel (Ausgabe variabler Beträge, Phasen und Frequenzen möglich). Die ausgegebenen Größen werden in beiden Fällen übersichtlich in Vektordiagrammen dargestellt, Triggermöglichkeiten zur Beendigung der Ausgaben beim Eintreten bestimmter Bedingungen sind ebenfalls vorhanden. Omicron’s „QuickCMC“ bietet darüber hinaus auch die Möglichkeit direkte Impedanzen und Leistungen, zum Beispiel bei einer konstanten Spannung oder einem konstanten Strom, auszugeben. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn man mal schnell eine Distanzschutzzone oder eine Rückleistungs- oder Untererregungskennlinie anregen möchte. Zudem werden im QuickCMC auch sofortige Kommentierungs- und Protokollierungsfunktionen angeboten. Beide Tools sind in der Lage, die Strom- und Spannungsausgaben direkt als Mit-, Gegen- und Nullkomponenten auszugeben, eine großartige Sache, wenn man z.B. die Schieflastkurve eines Generatorschutzrelais prüfen möchte und zu faul ist die Verdrahtung zu drehen.

Des Weiteren bieten beide Softwarepakete entsprechende Module bzw. Monitore zur Prüfung bestimmter (Schutz-)Funktionen. Diese sind in der nachfolgenden Tabelle gegenübergestellt und können aufgrund ihrer Komplexität nicht im Detail diskutiert werden. Hier gibt es genügend Stoff für kleinere Doktorarbeiten:

Wie wir der Tabelle unschwer entnehmen können, bietet Omicron’s Test Universe das wesentlich umfangreichere Softwarepaket an.

Da wäre z.B. der sogenannte Meldungsprüfer. Wie der Name schon sagt, handelt es sich beim Meldungsprüfer um ein Modul, mit dem nach der eigentlichen Prüfung der Schutzfunktionen zusätzlich alle Meldungen zu einer Leitwarte o. ä. geprüft werden können. Dazu kann man die entsprechenden Zustände zur Anregung der einzelnen Meldungen einstellen, kontrolliert nacheinander ausgeben und dann komfortabel ins Protokoll übernehmen lassen. Saubere Sache. Hier können Meldungsprüfungen effektiv, zeitlich komprimiert und systematisiert durchgezogen werden.

Außerdem gibt es den EnerLyzer und TransView. Der Enerlyzer dient der analogen Messung sowie zur Transienten-Aufzeichnung mit der CMC 356. Wie in Runde 1 „Die Hardware“ schon erwähnt, kann die Omicron CMC356 Spannungen und Ströme (z.B. via Messshunt und Stromzange) aufzeichnen. Im TransView hat man dann die komfortable Möglichkeit, der Visualisierung der direkt aufgezeichneten Größen. Darüber hinaus können sogar berechnete Größen, wie z.B. Leistungen, symmetrische Komponenten oder auch Oberschwingungen dargestellt und analysiert werden. Damit wird die Omicron zum Oszilloskop, mit dem man z. B. den Einschaltvorgang eines Transformators oder auch eine Testsynchronisierung aufzeichnen und mittels integrierter Analysefunktion Zeigerbilder und Oberschwingungsanteile visualisieren kann!

Ein weiteres Alleinstellungsmerkmal von TestUniverse ist NetSim: Hierbei handelt es sich um einen Netzwerk-Simulator für die Prüfung von Relais unter realen Bedingungen. Dabei wird ein softwarebasiertes Netzmodell der betreffenden Primärkomponenten erstellt, fallbasierte Netzberechnungen durchgeführt und die Schutzgeräte mit den dabei erzeugten Sekundärgrößen direkt beaufschlagt und geprüft. Hier ergibt sich z.B. ein Vorteil bei der Prüfung von adaptiven Leitungsschutzsystemen von Siemens, bei denen der Stab-Algorithmus irgendwo im Bereich der Esoterik liegt.

Ein weiteres unverzichtbares Tool für jede Wandlerprüfung ist der Omicron Polarity Checker. Hat man in der Sonderausstattungsliste das Kreuzchen bei der CPol gesetzt, kann man sehr komfortabel die Verdrahtung einer Anlage von der Primärseite bis zu den Anschlussklemmen am Schutzgerät auf Richtungsfehler untersuchen. Die Polarity Check Funktion löst den 9 Volt Block und das analoge Multimeter ab und ist im Rahmen von Wandler-Vorprüfungen Gold wert.

Nicht zuletzt kann Omicron einen weiteren Treffer versenken: Die Protection Testing Library (kurz: PTL)! In dieser Bibliothek sind zahlreiche Prüfvorlagen für verschiedenste Schutzrelais der gängigsten Hersteller zusammengestellt. Soll man beispielsweise den multifunktionalen Maschinenschutz 7UM62 von Siemens prüfen, kann man sich die entsprechende Vorlage aus dem Omicron-Downloadbereich herunterladen, liest die Einstellwerte aus dem Schutzrelais via X-Rio Schnittstelle aus und importiert diese in die Vorlage. Das Programm deaktiviert automatisch nicht verwendete Schutzfunktionen im Prüfablauf und übernimmt die Einstelldaten als Sollwerte für die Prüfung. Danach kann die Prüfung schon starten. Omicron bietet hiermit eine unschlagbare Quick-And-Dirty-Methode zur ultraschnellen Prüfung komplexer IED-Funktionen. Zwar bleibt hier das Verständnis des prüfenden Ingenieurs ein wenig im Hinterland, aber der Kunde bekommt in vielen Fällen genau das was er bestellt und bezahlt hat. Immer k(l)einer werdende Budgets drängen den prüfenden Ingenieur zu effektiven Lösungen, Omicron hat das schon lange verstanden und liefert mit der PTL die entsprechende Lösung dazu.

Auch im Bereich der IEC 61850 Prüfwerkzeuge ist Omicron wesentlich breiter aufgestellt. Hier besteht die Möglichkeit zur Prüfung mit GOOSE, Prüfung mit Sampled Values, Prüfung von Merging Units, Prüfung leittechnischer Kommunikation nach IEC 61850 sowie zur Visualisierung von Sampled Values.

Soviel zum quantitativen Vergleich der funktionalen Umfänge; lasst uns anhand einer simplen Differential-Schutzprüfung die Handhabung der Systeme in der Praxis vorstellen. Ziel ist es ein Differentialschutzrelais mit einer Not-UMZ-Funktion zu prüfen und dem imaginären Anlagenbetreiber die Prüfergebnisse in einem übersichtlichen Protokoll zu übergeben.

Wir starten mit der Diff-Prüfung in ARTES:

Um mit der Prüfung in ARTES zu starten muss ein neuer Prüfauftrag erstellt und das Schutzobjekt definiert werden. Dazu öffnen wir die entsprechenden Einstellungen und wählen die Schutzfunktionen. Wir setzen also die Häkchen bei Überstromzeitschutz (für den Not-UMZ) und bei Differentialschutz (siehe Abbildung).

Nun können wir die einzelnen Funktionen Konfigurieren: Auslöseschwellen und -zeiten, Kennlinien, Vor- und Nachlaufzeiten für die Prüfungen usw. Dies ist alles sehr übersichtlich.

Danach richten wir das Schutzgerät ein: Wir liefern allgemeine Informationen (Seriennummer, Anlagenkennzeichnung...), Anlagen- und Wandlerdaten (Nennspannung, Übersetzungsverhältnis, Leitungsdaten…) und die Verknüpfung der Ein- und Ausgänge der ARTES mit denen des Schutzrelais.

Die Prüfung kann starten. Zunächst muss für die Prüfung des Not-UMZ die Differentialschutzfunktion vorübergehend deaktiviert werden. Ein gesondertes Modul, um dem Prüfer diese Anweisung mitzuteilen, gibt es nicht, jedoch kann eine Wartezeit mit Kommentar eingefügt werden. Danach öffnen wir den Monitor für den UMZ-Schutz und wählen die Funktion „Sequenz“ aus. Mit dieser können wir mehrere Punkte in der Kennlinie hintereinander Prüfen. Zur Einstellung der Prüfpunkte kann man absolute und relative Werte nutzen. Sind alle Werte parametriert, fügt man die Prüfpunkte hinzu und kann die Prüfung starten. Der Monitor wertet dann aus, ob die Auslösewerte und -zeiten mit den anfangs definierten Einstellwerten im Schutzobjekt übereinstimmen. Im Anschluss kann man den Monitor zum Prüfplan hinzufügen. Nach der UMZ-Prüfung muss der Differentialschutz wieder aktiviert werden. Auch hier kann man das improvisierte Pausenmodul als Erinnerung verwenden.

Es folgt die eigentliche Diffschutzprüfung. Dazu öffnen wir den sogenannten DIFF-Monitor.

Da die ARTES Software kein Modul zur Überprüfung der Diff-Konfiguration bietet, behelfen wir uns mit einer manuellen Prüfung, indem wir einen Stabilisierungsstrom ausgeben aber keinen Differenzstrom. Erfolgt keine Auslösung, gilt die Prüfung als bestanden, außenliegende Fehler bleiben hierbei unberücksichtigt. Zur Prüfung der Auslösekennlinie mit den entsprechenden Auslösezeiten verwenden wir die Methode „Sequenz“.  Auch hier stellen wir die Prüfpunkte ein, fügen sie hinzu und starten die Prüfung. Die Prüfung der Oberschwingungssperre ist dann wieder selbsterklärend und stellt keine Hürde dar.

Zu guter Letzt wollen wir die Ergebnisse noch in einem Protokoll zusammenfassen. Dies funktioniert sehr einfach über einen entsprechenden Button, der uns gleich das druckfertige Protokoll anzeigt. Allerdings erweisen sich die Anpassungsmöglichkeiten dieses Berichts, z. B. Firmenlogo einfügen, Detailtiefe der Prüfergebnisse festlegen usw., als sehr eingeschränkt und äußerst umständlich.

Wie ist nun der Eindruck nach der Diff-Prüfung mit KoCoS? Alles in allem muss man sagen: wer an den strukturierten Aufbau einer Omicron-Prüfung gewöhnt ist, wird mit ARTES seine Start-Schwierigkeiten haben. Für kompakte Prüfungen, die mit einem entsprechenden Monitor durchführbar sind, ist es durchaus geeignet. Aber gerade bei umfangreicheren Prüftests, die wir durchgeführt haben, wirkt es schnell überfordert.

Wir kommen zur Diffschutzprüfung mittels Test Universe:

Zunächst öffnen wir ein neues Prüfdokument (OCC-Datei). Auch hier ist es zweckmäßig zuerst die Anlagendaten im Prüfobjekt einzustellen.

Alternativ kann man über XRio die Einstelldaten aus dem Schutzrelais auslesen und in Test Universe einlesen.

Danach wird die Prüfhardware konfiguriert: welche Analogausgänge brauche ich und wie sind sie miteinander verschaltet, wie sollen sie benannt werden, welche Binärein- und Ausgänge möchte ich nutzen und von welchem Typ sind sie (potentialfrei oder -behaftet).

Nach diesen notwendigen Vorbereitungen können wir Prüfmodule entsprechend unserer Prüfung hinzufügen. Zuerst benötigen wir ein Pausenmodul. In diesem wird die Anweisung, den Differentialschutz zu deaktivieren, hinterlegt. Als nächstes fügen wir ein Überstromzeitschutzmodul zur Überprüfung der Anrege- und Rückfallwerte und der Auslösezeiten hinzu. Den Abschluss der UMZ-Prüfung bildet wieder das Pausenmodul, mit dem Hinweis auf den zu aktivierenden Differentialschutz. Um den Prüfablauf, gerade bei umfangreicheren Prüfungen, übersichtlich zu halten, kann man diese drei Module in einer Gruppe zusammenfassen.

Es folgen die Module für den Differentialschutz. Auch diese sollte man in einer Gruppe zusammenfassen. Wir fügen also die Module „Diff Konfiguration“, „Diff Auslösekennlinie“, „Diff Auslösezeiten“ und „Diff Oberschwingungssperre“ ein, konfigurieren die Prüfparameter und sind dann schon bereit für den sogenannten „Doppelpfeil“. Dieser führt nacheinander die Prüfmodule aus. An den Stellen im Prüfablauf, an denen Änderungen in der Anlage oder Hardware vorzunehmen sind, haben wir ja die Pausenmodule mit den entsprechenden Anweisungen eingefügt. Es ist natürlich auch möglich, die Prüfungen einzeln auszuführen. Anzumerken ist, dass die Omicron-Module deutlich umfangreicher sind, als die KoCoS-Pendants. So lassen sich beispielsweise bei der Kennlinienprüfung auch Suchprüfungen durchführen, wenn die Kennlinie schon zu weit von der eingestellten Kennlinie abweicht oder die Einstellung gar nicht bekannt ist.

Sind alle Prüfschritte durchgeführt, kann man die Detailtiefe der Prüfergebnisse für das Protokoll einstellen. Den meisten Auftraggebern reichen bei so einer Prüfung 2 bis 3 Seiten, mit den aussagekräftigsten Ergebnissen, deren Auswertung und der ein oder anderen Kennlinie. Andere fordern dafür einen mehrteiligen Roman mit allen erdenklichen Information zur Prüfung. Beides ist mit Test Universe möglich.

Hat man die Protokolleinstellungen für die Module getroffen kann man abschließend automatisierte Informationen hinzufügen, wie Prüfdatum, Anzahl der durchgeführten und bestandenen Prüfmodule sowie den Namen des Prüfers.

Danach wird das Protokoll entweder gleich ausgedruckt oder als PDF, RTF oder TXT exportiert und fertig ist unsere Prüfung.

Nach diesem praktischen Einblick in die Prüfwelt von ARTES und Test Universe, konnten wir zusätzlich einen sehr guten Eindruck zu den beiden Lösungen im Anwendungsfall erhalten. Im Folgenden kommen wir, unter der Zählung aller gültigen Treffer und Einschläge, zu dem nachstehenden Zwischen-Ergebnis der zweiten Runde:

Ergebnis

Insbesondere die zahlreichen und hochqualitativen Prüfmöglichkeiten von Omicron’s Test Universe haben zur hohen Punktevergabe beigetragen. Hier wird Omicron dem Namen „Test Universe“ tatsächlich gerecht. ARTES kann leider, aufgrund des nicht wirklich intuitiven Workflows, nicht so richtig überzeugen, raffinierte Alleinstellungsmerkmale sucht man zudem vergeblich. Bei näherer Betrachtung hat man das Gefühl, man hätte zwei völlig verschiedene Geräteklassen mit abweichenden Einsatzzielen vor der Nase.

In unserem nächsten Beitrag widmen wir uns der finalen dritten Runde:

Runde 3: "Das Drumherum!"

HERZliche Grüsse Hannes Heiden / Alexander Muth

PS.: Wir weisen darauf hin, dass unsere Recherchen nach besten Möglichkeiten und auf neutraler Basis durchgeführt wurden. Für sinnvolle Hinweise zu unseren Beiträgen sind wir sehr dankbar:

info@schutztechnik.com

OmicronOmicron