UR-Serie Universalrelais, digitales I/O-Modul UR6BH, original und neu

Die UR6BH ist ein dediziertes digitales E/A-Erweiterungsmodul der Universal-Relais-(UR-)Serie von GE Multilin, das entwickelt wurde, um die native E/A-Kapazität von UR-Schutzrelais zu erweitern. Das UR6BH bietet eine konfigurierbare Mischung aus optisch isolierten digitalen Eingangskanälen sowie Relaisausgängen vom Typ Form-A oder Form-C und ermöglicht den direkten Anschluss von Feldgeräten wie Tastern, Endschaltern, Signaltafeln und Schützspulen. Das UR6BH ist vollständig über die EnerVista-UR-Software programmierbar, unterstützt Hochgeschwindigkeitslogikausführung (< 4 ms Reaktionszeit) und integriert sich nahtlos in die Backplane des UR-Chassis, wodurch es eine flexible und zuverlässige Lösung zur Erweiterung der E/A-Kapazität in Stromversorgungsschutz- und industriellen Steuerungssystemen darstellt.

• Schutz und Steuerung von Stromversorgungssystemen (digitale Eingangsabfrage, Verteilung von Ausschalt-/Einschaltbefehlen)

• Transformator-Differentialschutz und Generatorschutz (Überwachung von Hilfskontakten + Alarmmeldung)

• Umspannwerkautomatisierung und Verriegelungslogik (Schalterzustandsabfrage + Relaissteuerung)

• Erweiterung der Ein- und Ausgänge für Speisernetz- und Motorschutzrelais (Steuerung von Start-/Stopp-Kontaktoren + Empfang von Rückmeldungen)

• Industrielle Prozessautomatisierung (Förderbänder, Pumpen, Materialflusssysteme)

• Ansteuerung von Meldetafeln und Alarm signalisierung

• Nachrüstung und Modernisierung veralteter Schutzeinrichtungen mittels UR-Serie-Hardware

• Konfigurierbare 16-Kanal-Digital-Ein-/Ausgabe: Das Modul kann als 8 Eingänge + 8 Ausgänge, 12 Eingänge + 4 Ausgänge oder 4 Eingänge + 12 Ausgänge konfiguriert werden, wodurch eine flexible Kanalzuweisung zur Erfüllung unterschiedlicher Anwendungsanforderungen ohne Hardwareänderung möglich ist.

• 16 einzeln isolierte Kanäle: Jeder Kanal ist optisch vom Backplane und von den anderen Kanälen isoliert, wodurch leitungsgebundene elektromagnetische Störungen (EMI) und Potentialdifferenzen (Ground Loops) – typisch für Hochspannungsumspannwerke – unterbunden werden.

• Leistung der Trockenkontakt-Ausgabe bis zu 2 A: Relais vom Typ Form‑A oder Form‑C steuern direkt Anzeigelampen, Schützspulen, Magnetventile und Zwischenrelais ohne externe Zwischenschaltung.

• Ultra-schnelle Reaktionszeit (< 4 ms): Digitale Eingänge werden erfasst und Ausgänge innerhalb von weniger als 4 ms aktiviert, wodurch strenge Zeitvorgaben für Schutzauslösungen, Leistungsschalter-Ausfall-Initiierung und Hochgeschwindigkeitsverriegelungen erfüllt werden.

• Integrierte Schutzfunktionen: Integrierte Unterspannungs- und Überspannungserkennung sowie Überwachung des Leistungsschalter-Ausfalls bieten zusätzliche Sicherheitsebenen; bei jedem Fehler wird eine Anzeigealarmmeldung ausgelöst und der Vorfall im Ereignisprotokoll des Relais gespeichert.

• Hot-Swap-fähiges Backplane-Steckdesign: Das Modul kann eingesetzt oder entfernt werden, während das UR-Gehäuse weiterhin mit Strom versorgt ist, wodurch Wartung, Aufrüstung und Fehlersuche vor Ort ohne Systemabschaltung möglich sind.

• Integrierte LED-Diagnose pro Kanal: Dedizierte LEDs für jeden Eingangs- und Ausgangskanal liefern eine sofortige visuelle Bestätigung des Zustands der Feldsignale und der Relaisaktivierung, was die Inbetriebnahme vor Ort und die Fehlerdiagnose vereinfacht.

• FlexLogic™-kompatible Ausgangszuordnung: Die Ausgangszustände sind vollständig über die GE EnerVista UR-Software programmierbar; jedes interne Schutzelement (50/51, 27/59, 81, 87T usw.) kann direkt jeden UR6BH ausgang ohne externe Logikverdrahtung ansteuern.

• Vollständige EnerVista-UR-Integration: Die Konfiguration der Ein-/Ausgänge, Kanaldiagnose, Fehlerprotokollierung und die Echtzeit-Statusüberwachung erfolgen alle über dieselbe Software, die auch für UR-Schutzrelais verwendet wird, wodurch separate Tools entfallen und der Engineering-Aufwand reduziert wird.

• Weiter Betriebstemperaturbereich (–40 °C bis +85 °C): Für extreme Außenanwendungen in Umspannwerken, Turbinengehäusen und unbeheizten industriellen Schaltschränken konstruiert, mit Lagerfähigkeit bis –85 °C.

• Geringer Stromverbrauch der Rückwandplatine (typisch 5 W): Minimale thermische Belastung der Rückwandplatine des UR-Relaisgehäuses, sodass mehrere I/O-Module im selben Rack übereinander gestapelt werden können, ohne dass es zu Überhitzung kommt.

• Hohe Isolationsfestigkeit: ≥ 2000 Veff Isolation zwischen Eingängen und Rückwandplatine sowie zwischen Ausgangskontakten und Logik, um eine sichere Trennung der Feldverdrahtung von den empfindlichen Steuerungselektroniken zu gewährleisten.

• Umfassende Diagnoseberichterstattung: Kontinuierliche Selbst-Diagnosetests (Prozessor, Speicher, E/A-Bus) werden beim Start und während des Betriebs ausgeführt; jeder erkannte Fehler wird über die UR-CPU-Fehlertabelle, die LEDs auf der Frontplatte und die SCADA-Schnittstelle gemeldet.

• Nahtlose Integration in das UR-Rack: Belegt einen Standard-UR-Chassis-Slot mit passiver Kühlung; keine zusätzliche Stromversorgung erforderlich – sämtliche Betriebsenergie wird direkt über die UR-Backplane bezogen.

• Vollständige Kompatibilität mit der IEC-61850-9-2LE-Abgetastet-Werte-Architektur: In erweiterten UR-Konfigurationen kann das UR6BH gOOSE-Nachrichten direkt von Merging Units über Ethernet empfangen, wodurch Prozessbus-Architekturen ermöglicht werden, die herkömmliche CT/VT-Verkabelung für die Erfassung digitaler Eingangszustände entfallen lassen.

• überwachungsgenauigkeit der Klasse 0,2 % (erweiterte Variante): Bestimmte UR6BH-Varianten umfassen hochgenaue Spannungs-/Strommessung (256 Abtastwerte pro Zyklus) mit Gesamtklirrfaktor-Analyse – geeignet für abrechnungsfähige Überwachungsanwendungen in hybriden Schutz-Messkonzepten.

• Doppelte redundante Ethernet- und Glasfaserschnittstellen (erweiterte Variante): Erweitert auf zwei unabhängige 10/100/1000-Mbps-Ethernet-Anschlüsse mit Glasfaser-Uplinks – unterstützt PRP (Parallel Redundancy Protocol) und HSR für einen Netzwerk-Wechsel ohne Unterbrechung, wodurch ein kontinuierlicher I/O-Datenaustausch auch bei Netzwerkstörungen gewährleistet wird.

• Integrierter Cyberschutz (erweiterte Variante): Rollenbasierte Zugriffskontrolle (RBAC), TLS-1.3-Verschlüsselung, sicherer Start (Secure Boot) und Syslog-Ereignisprotokollierung – konform mit den NERC-CIP-Standards zum Schutz kritischer Infrastrukturen, wenn das UR6BH in CyberSentry™-UR-Konfigurationen eingesetzt wird.

• Erweitert die Feld-I/O-Kapazität des Host-UR-Relais, indem bis zu 16 konfigurierbare digitale I/O-Kanäle an die Chassis-Backplane angehängt werden – jeder Kanal ist vollständig adressierbar und unabhängig über die EnerVista-UR-Software programmierbar.

• Digitalisiert Feldkontaktschließsignale (z. B. Hilfskontakte von Leistungsschaltern, Endschalter, Taster, Stellung von Wahlschaltern) und stellt den digitalen Status der UR-CPU für den Einsatz in Schutzlogik, Ereignisaufzeichnung und SCADA-Berichterstattung zur Verfügung.

• Führt von FlexLogic™ generierte Fahrt- und Steuerbefehle aus, indem die vorgesehenen Form-A- oder Form-C-Ausgangskanäle ein- oder ausgeschaltet werden, um externe Geräte wie Meldetafeln, Zwischenrelais, Magnetventile und Schützspulen direkt anzusteuern.

• Trennt die externe Feldverdrahtung elektrisch von den internen Niederspannungslogikschaltungen des Relais mittels optischer Isolation und galvanischer Trennung, wodurch Potentialdifferenzen und Überspannungstransienten verhindert werden, die empfindliche Verarbeitungselektronik beschädigen könnten.

• Meldet Diagnosezustände (Leerlauf, festgeklemmtes Relais, Kanalfehler) an die UR-CPU über die Rückwandplatine zurück – jeder erkannte Fehler löst einen Meldetafelalarm aus und wird im Ereignisrekorder des Relais zur forensischen Analyse protokolliert.

• Stellt deterministische Ausgangsaktivierung mit Mikrosekunden-Genauigkeit bei Auslösung durch Hochgeschwindigkeitsschutzelemente (z. B. sofortige Überstromauslösung) bereit und gewährleistet so eine rechtzeitige Fehlerbeseitigung ohne Verarbeitungsverzögerung.

• Speichert Konfigurationsdaten (Zuweisung von Ein- und Ausgängen, Standardzustände der Ausgänge, Kanalzuordnung, Entprellfilter) im nichtflüchtigen Speicher – die Einstellungen bleiben bei Stromausfällen erhalten und werden auch dann beibehalten, wenn das Modul entfernt und erneut installiert wird.

• Unterstützt den Austausch unter Betrieb (Hot-Swap): Wenn ein UR6BH wird entfernt, erkennt die UR-CPU deren Fehlen und setzt den Normalbetrieb aller anderen Chassis-Module fort; bei erneutem Einbau lädt die CPU die gespeicherte Konfiguration neu und nimmt das Ein-/Ausgabe-Scanning ohne Systemneustart wieder auf.

• Ermöglicht externen SCADA-Systemen das Auslesen von Eingangsstatus und das Zwangssetzen von Ausgangszuständen über standardisierte industrielle Protokolle (IEC 61850 GOOSE, Modbus TCP/RTU, DNP3) – das UR6BH verbindet die Feld-Ein-/Ausgänge mit dem Kommunikationsstack des Relais.

• Bei fortgeschrittenen UR6BH-Varianten: unterstützt Prozessbus-Architekturen durch den Empfang von GOOSE-Nachrichten von Merging Units über Ethernet (IEC 61850-9-2LE) und eliminiert dadurch die konventionelle Verkabelung mit Strom- und Spannungswandlern (CT/VT) für die Erfassung digitaler Eingangsstatus in modernen digitalen Umspannwerken.

• Bei fortgeschrittenen UR6BH-Varianten: bietet präzises Messen der Klasse 0,2 mit einer A/D-Umwandlung von 256 Abtastwerten pro Zyklus sowie THD-Analyse und ermöglicht so eine abrechnungsfähige Netzqualitätsüberwachung direkt über die I/O-Erweiterungskarte ohne zusätzliche Messhardware.

• Bei fortgeschrittenen UR6BH-Varianten: Implementiert doppelte redundante Ethernet-Verbindung mit PRP/HSR-Failover (< 0 ms Wiederherstellungszeit) und eine vollständige, NERC CIP-konforme Cybersicherheits-Suite (RBAC, TLS 1.3, sicherer Startvorgang, Syslog), um einen kontinuierlichen I/O-Datenaustausch sowie Schutz vor Cyberbedrohungen in kritischen Infrastrukturumgebungen sicherzustellen.

F1: Welche primäre Funktion hat das UR6BH-Modul?
Antwort 1: Die UR6BH ist ein digitales E/A-Erweiterungsmodul, das bis zu 16 konfigurierbare digitale Ein- und Ausgangskanäle zu den GE Multilin UR-Serie-Schutzrelais hinzufügt und die Feldverbindungen für Signalisierung, Verriegelung und Aktuatorsteuerung erweitert.

F2: Wie viele E/A-Kanäle bietet das UR6BH-Modul?
A2: Die UR6BH bietet insgesamt 16 konfigurierbare digitale E/A-Kanäle. Der Anwender kann diese je nach Anwendungsanforderung als 8 Eingänge + 8 Ausgänge, 12 Eingänge + 4 Ausgänge oder 4 Eingänge + 12 Ausgänge zuweisen.

F3: Welche Art von Ausgängen besitzt das UR6BH-Modul?
A3: Die UR6BH die Ausgänge sind trockene Kontakte der Form A (normalerweise geöffnet) oder Form C (Umschaltkontakt), wobei jeder für einen Dauerstrom von bis zu 2 A bei 250 V AC oder 30 V DC ausgelegt ist und somit direkt Ansteuerungen von Schützspulen, Signalgebern und Zwischenrelais ermöglicht.

F4: Ist das UR6BH hot-swap-fähig?
A4: Ja, der UR6BH unterstützt die Hot-Swap-Installation. Es kann eingesetzt oder entfernt werden, während das UR-Relaisgehäuse weiterhin mit Strom versorgt ist, wodurch Wartungsarbeiten und Upgrades vor Ort ohne Unterbrechung des Systems möglich sind.

F5: Welche Software wird zur Konfiguration des UR6BH verwendet?
Antwort 5: Der UR6BH wird mithilfe der GE-Software EnerVista UR Setup konfiguriert, die über eine einzige Benutzeroberfläche eine grafische Ein-/Ausgabekonfiguration, FlexLogic™-Programmierung, Echtzeit-Statusanzeige und Diagnosezugriff bereitstellt.

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