D647:D645 Relay CPR 97/10.99

Kondensator/FilterschutzRelais CPR 04
Kondensator/Filterschutz-Relais CPR 04
Einführung
Das CPR 04 von Trench ist ein
fortschrittliches, numerisches
Schutzrelais mit den
folgenden Hauptmerkmalen:
• Kompaktes Design,
herausziehbares Relaismodul
• Für Schalttafel- bzw.
19” Schrankeinbau
• Vier softwarekonfigurierbare
Messelemente
• Fünf konfigurierbare
Ausgangsrelais
• Ein Selbstüberwachungsrelais
• Einstellbar in weiten Bereichen
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Einsatzbereich
• Betriebsmodus im Menü einstellbar (NORMAL MODE/
H-BRIDGE MODE)
• RS232 Schnittstelle
an der Vorderseite
• Über Menü wählbare RS232
oder RS485 Schnittstelle an
der Rückseite
Das CPR 04 bietet einen mehrstufigen Schutz für die kapazitiven, induktiven und ohmschen
Elemente von Kondensatorund Filterbänken. Die Kondensatorbänke können sowohl als
Einzel-, Doppelstern, Dreieckoder H-Schaltung mit intern/
extern bzw. ungesicherten
Kondensatoren aufgebaut sein.
• Zeitstempelfunktion für Auslösungen und Änderungen
an den Einstellwerten
Ein leistungsfähiges
Schutzrelais für Kondensatorbänke
und komplette Filterkreise
NORMAL MODE - Schutzfunktionen
Überspannungsschutz
Das CPR 04 errechnet unter
Verwendung von modernster
digitaler Signalprozessor Technologie (DSP) durch Integrieren
der Phasenströme ein Signal,
welches der gegenwärtigen
Kondensatorspannung entspricht.
Anschließend wird der Spitzenpegel dieses Signals ermittelt
und mit einstellbaren Auslöseschwellen verglichen.
Überschreitet die Kondensatorspannung den Schwellwert, so
wird ein Startsignal generiert,
und die Kondensatorüberspannungszeitkurve gemäß ANSI
bzw. die einstellbaren Zeitglieder definieren die Zeit bis
zur Auslösung.
Thermischer
Überstromschutz
Das CPR 04 schützt jede
einzelne Phase einer Kondensator-/Filterbank vor thermischer
Überlast durch Nachbildung
des thermischen Verhaltens bei
Belastung mit dem thermischen
Strom Irms. Ein thermisches
Modell zweiter Ordnung mit
einstellbarer Erwärmungs-/
Abkühlzeitkonstante wird dazu
verwendet, um den thermischen
Äquivalentstrom Ith zu errechnen.
Ith wird mit den Auslöseschwellwerten, welche je ein einstellbares Zeitglied besitzen, verglichen. Die entsprechenden
Auslösesignale werden ausgegeben, wenn Ith den Schwell-
wert für die eingestellte Zeit
übersteigt.
Sternpunktunsymmetrieschutz
Das CPR 04 misst den Sternpunktunsymmetriestrom und
ermittelt daraus den Grundwellenanteil (Iub). Die natürliche
Unsymmetrie kann in Amplitude
und Phasenlage kompensiert
werden, um anschließende
Änderungen sowohl in Amplitude wie auch in Phasenlage zu
erkennen (∅lub). Die Amplitude
ist ein Maß für die Veränderung
der Kapazität, der Phasenwinkel
ein Hinweis, in welchem Teil des
Doppelsterns der Fehler aufgetreten ist. Die Amplitude des
Unsymmetriestroms wird kontinuierlich mit den einstellbaren
Auslösegrenzwerten verglichen.
Jedem Auslösegrenzwert ist ein
einstellbares Zeitglied zugeordnet. Die entsprechenden Auslösesignale werden ausgegeben,
wenn (∅)lub für die vorgegebene
Zeit über dem Schwellwert verbleibt.
Fehler führen unweigerlich zu
einer Unsymmetrie der Grundwellenkomponente.
Das CPR 04 errechnet aus den
Phasenströmen die Phasenunsymmetrie Ilub. Ilub wird
kontinuierlich mit den einstellbaren Auslösegrenzwerten verglichen. Jedem Auslösegrenzwert ist ein einstellbares Zeitglied zugeordnet. Die entsprechenden Auslösesignale werden ausgegeben, wenn Ilub für
die eingestellte Zeit über dem
entsprechenden Schwellwert
verbleibt.
Die Empfindlichkeit dieses
Schutzes wird jedoch durch
eine eventuelle Unsymmetrie
der Versorgungsspannung
begrenzt. Der Phasenunsymmetrieschutz eignet sich jedoch
auch hervorragend als redundanter Schutz bei Verwendung des
Sternpunktunsymmetrieschutzes.
Phasenunsymmetrieschutz
Die Auswertung der Phasenstromunsymmetrie bietet die
Möglichkeit, Impedanzänderungen festzustellen, welche
durch Komponentenfehler in
der Kondensator-/Filterbank
verursacht werden. Derartige
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NORMAL MODE - Schutzfunktionen
Erdfehlerschutz
Das CPR 04 berechnet den Erdfehlerstrom Io als Betrag der
Vektorsumme der Phasenströme. Io wird kontinuierlich mit
den einstellbaren Auslösegrenzwerten verglichen. Jedem
Auslösegrenzwert ist ein einstellbares Zeitglied zugeordnet.
Die entsprechenden Auslösesignale werden ausgegeben,
wenn Io für die eingestellte Zeit
über dem entsprechenden
Schwellwert verbleibt.
Grundwellenüberstromschutz
Das CPR 04 ermittelt für jede
Phase die Grundwellenkomponente I1 , welche ständig mit
den einstellbaren Auslösegrenzwerten verglichen wird. Jedem
Auslösegrenzwert ist ein einstellbares Zeitglied zugeordnet.
Die entsprechenden Auslösesignale werden ausgegeben,
wenn I1 für die eingestellte Zeit
über dem entsprechenden
Schwellwert verbleibt.
RMS Überstromschutz
Das CPR 04 ermittelt für jede
Phase den RMS Strom (Grundwelle + Oberwellen bis zur 50.
Harmonischen) Irms, welcher
ständig mit den einstellbaren
Auslösegrenzwerten verglichen
wird. Jedem Auslösegrenzwert
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ist ein einstellbares Zeitglied zugeordnet. Die entsprechenden
Auslösesignale werden ausgegeben, wenn Irms für die eingestellte Zeit über dem entsprechenden Schwellwert verbleibt.
Unterstromschutz
Das CPR 04 berechnet für jede
Phase die Grundwellenkomponente I1. I1 wird kontinuierlich
mit dem einstellbaren Unterstromschwellwert I1< verglichen,
welcher zusätzlich mit einem
einstellbaren Zeitglied verknüpft ist. Sinkt bei eingeschaltetem Leistungsschalter I1
unter I1< , so bedeutet dies
den Verlust der Versorgungsspannung, und nach Ablauf
der eingestellten Zeit wird ein
Auslösesignal abgegeben.
Schutz bei Versagen des
Leistungsschalters
Das CPR 04 bietet auch einen
Schutz bei Versagen des Abgangsleistungschalters.
Falls I1 trotz einer Auslösung
während einer einstellbaren
Zeit über dem Unterstromschwellwert verbleibt, so bedeutet dies ein Versagen des
Leistungsschalters, und es wird
das entsprechende Auslösesignal ausgegeben, welches
dazu verwendet werden kann
einen vorgelagerten Leistungs-
schalter zu betätigen.
Entladelogik für
Kondensatorbänke
Das CPR 04 beinhaltet die notwendigen Logikverknüpfungen
und ein Freigabesignal Bena,
um das Wiedereinschalten
einer Kondensator/Filterbank
für eine einstellbare Zeit zu
unterbinden.
Ereignisauslösung
Das CPR 04 beinhaltet die notwendige Logik um ein oder
mehrere Auslöserelais über
eine Statusänderung des Digitaleinganges auszulösen.
H-BRIDGE MODE - Schutzfunktion
Unsymmetrieschutz
für H-Bänke
In einer zweiten einstellbaren
Betriebsart bietet das CPR 04
ausschließlich Unsymmetrieschutz für Kondensatorbänke
in H-Schaltung. Dies bedeutet
einen sehr empfindlichen und
selektiven Schutz für jede
einzelne Phase.
Für jede Phase ermittelt das
CPR 04 die Grundwellenkomponente des Unsymmetriestroms.
Die natürliche Unsymmetrie
jeder Phase kann in Amplitude
und Phasenlage kompensiert
werden, um anschließende Änderungen zu erkennen. Die Unsymmetriekomponente (∅)a/b/c
lub wird anschließend mit den
einstellbaren Auslösegrenzwerten der jeweiligen Phase verglichen. Jeder der Auslösegrenzwerte besitzt ein einstellbares
Zeitglied. Die entsprechenden
Auslösesignale werden ausgegeben, wenn der jeweilige Unsymmetriestrom für die vorgegebene Zeit über dem Schwellwert verbleibt.
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Relaisausführung
Messelemente
Das CPR 04 enthält vier Stromwandlerelemente. Der Nennstrom (1A / 5A) kann im Menü
gewählt werden.
Ausgangsrelais
Das CPR 04 verfügt über sechs
Ausgangsrelais. Die Funktionalität der Relais 1 bis 5 ist vom
Anwender frei konfigurierbar.
Diese sind sowohl in ihrer Auslösecharakteristik (Schließer
oder Öffner) wie auch in ihrem
Rücksetzverhalten (selbsttätig
oder von Hand) individuell einstellbar. Weiters kann anwendungsspezifisch jede beliebige
Schutzfunktion auf eines bzw.
mehrere der fünf Ausgangsrelais gelegt werden.
Relais 6 dient als Selbstüberwachungsrelais und ist im ungestörten Bestriebszustand angeregt, während es bei Verlust
der Versorgung bzw. bei Versagen der internen Stromversorgung sowie bei Mikroprozessor-,
Speicher- oder Programmfehlern abfällt.
Kontaktform
Die Ausgangsrelais 1 bis 6
besitzen jeweils einen Wechselkontakt. Werkseitig sind alle
sechs Relais als Schließkontakte
konfiguriert. Die Kontaktform
kann jedoch einfach für jedes
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einzelne Relais geändert werden, um der Anwendung
gerecht zu werden.
Spannungsversorgung
Das CPR 04 besitzt ein Universalnetzteil (AC/DC) mit einem
weiten Nennspannungsbereich.
Es wurde speziell darauf geachtet den Leistungsverbrauch so
gering wie möglich zu halten,
um die Belastung der Anlagenversorgung auf ein absolutes
Minimum zu beschränken.
Das CPR 04 verfügt über ein
Netzteil mit einem Nennspannungsbereich von 30 - 250 V
AC/DC.
Die exakten Arbeitsbereiche
entnehmen Sie bitte den
technischen Daten auf Seite 10.
Zeitstempelfunktion
Das CPR 04 verfügt über eine
eingebaute Echtzeituhr welche
es erlaubt, Auslösungen sowie
Änderungen an den Einstellungen mit einer Uhrzeit und
einem Datum zu versehen.
Die Pufferung der Echtzeituhr
erfolgt durch einen wartungsfreien Supercap.
Schnittstelle
Das CPR 04 verfügt frontseitig
über eine RS232 und auf der
Rückseite über eine im Menü
wählbare RS232 oder RS485
Schnittstelle.
Über die frontseitige RS232
Schnittstelle sind auch künftige
Softwareupdates möglich
wenn zusätzliche Funktionen
verfügbar werden.
Die Schnittstellen können für
folgende Aufgaben verwendet
werden:
• Transferieren eines
Konfigurationsmenüs in das
Relais
• Auslesen des aktiven
Konfigurationsmenüs aus
dem Relais
• Auslesen von Fehler-, Warnund Auslösemeldungen
(Auslösewert und Zeit)
• Auslesen der gemessenen
bzw. errechneten Parameter
im normalen Betriebszustand
• Einbindung des Relais in eine
Leittechnik mittels MODBUS
RTU Protokoll
Relaisausführung
LED-Anzeige
• Während des
Einstellvorganges:
Interaktive Konfiguration
des Relais.
Auf der Frontplatte des CPR 04
befinden sich drei Leuchtdioden. Diese signalisieren
folgende Betriebszustände:
• Überprüfung des Relais:
Interaktive Selbsttests
des Relais.
• Grüne LED:
bedeutet, daß die Relaisversorgung eingeschaltet ist,
das Selbstüberwachungsrelais angezogen ist und das
Relais ungestört arbeitet.
• Gelbe LED:
bedeutet, daß bei mindestens einer der Schutzfunktionen eine Auslöseschwelle
überschritten wurde und
das Relais bei Weiterbestehen des Zustandes eine
Auslösung vornehmen wird.
• Rote LED:
bedeutet, daß das Relais
ausgelöst hat und diese
Auslösung noch nicht
zurückgesetzt bzw.
quittiert wurde.
LCD-Anzeige
Das CPR 04 verfügt über eine
beleuchtete, alphanumerische
LCD-Anzeige mit 2 Zeilen/16
Zeichen für die folgenden
Zwecke:
• Während des normalen
Betriebes:
Anzeige der verschiedenen
gemessenen bzw. errechneten
• Bei Versagen des CPR 04:
Anzeige der entsprechenden
Fehlermeldungen bei Auftreten von Hardware-,
Software- bzw. bei Speicherfehlern, die von den Selbsttests erkannt wurden.
Selbsttests
Werte sowie der Schwellwerte und deren zugehörige
Auslösezeiten.
• Nach einer Auslösung:
Anzeige aller Werte wie
Ströme, Spannungen zum
Zeitpunkt des Fehlereintritts,
sowie die Zeit zwischen
Auftreten des Fehlers und
der Auslösung.
• Während der Relaiskonfiguration und im normalen
Betrieb:
Anzeige der Auslöseschwellwerte für Ströme und
Spannungen sowie die Einstellungen der Zeitglieder für
jedes Element, ebenso wie
die Ausgangsrelaisbelegung
und einer Prüfsumme.
Während des Betriebs führt das
CPR 04 zyklisch verschiedene
Funktionstests durch. Sollte bei
einem dieser Tests ein Fehler
auftreten, so wird die entsprechende Fehlermeldung auf
die LCD-Anzeige gegeben, und
das Selbstüberwachungsrelais
fällt ab, um diese Fehlfunktion
zu melden. Diese Tests umfassen den Prozessor sowie die
Speicherbausteine RAM, ROM
und EEPROM.
Zusätzlich dazu ist es möglich,
eine Reihe weiterer Tests durchzuführen, um die Funktion der
Elemente 1 bis 4, des Digitaleingangs, der Ausgangsrelais,
der Tastatur, der Anzeige sowie
der LEDs zu überprüfen.
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Relaisausführung
Gehäuse und
Anschlussklemmen
Das Gehäuse des CPR 04 ist so
konzipiert, daß beim Herausziehen des Relaismoduls die an
der Rückseite befindlichen
Stromwandlereingänge automatisch kurzgeschlossen werden.
Der Gehäuseteil, der fix im
Schrank verbleibt, ist sowohl
für Schalttafel- als auch Schrankeinbau (19”) geeignet. Dieser
Teil beherbergt weiters die Anschlussklemmenleiste mit den
28 Kontakten, die einen Anschluss mittels Schraub- oder
Steckverbindern erlauben.
Das Gehäuse wurde für die
Verwendung im Innenraum bei
tropischen Klimabedingungen
konzipiert und erschwert das
Eindringen von Schmutz und
Feuchtigkeit.
Tastatur
Auf der Frontplatte befinden
sich fünf Tasten mit denen
folgende Funktionen
gesteuert werden:
• Interaktive Konfiguration des
Relais
• Bestätigung der Auslösungen
sowie Rücksetzen des Relais
• Überprüfen der Hardware
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PC-Softwarepaket
Digitaleingang
Ein auf Windows basierendes
Softwarepaket, welches es
ermöglicht eine beliebige Anzahl von CPR 04 Konfigurationsmenüs zu erstellen, ist ebenfalls
erhältlich. Mit diesem Sofwarepaket ist es möglich, Konfigurationsmenüs entweder direkt
oder über ein Modem aus dem
Relais auszulesen, zu verändern,
zu drucken und anschließend
wieder im Relais zu speichern.
Auch alle anderen Möglichkeiten der Schnittstelle werden
von diesem Softwarepaket
unterstützt.
Das CPR 04 besitzt einen
optisch isolierten Digitaleingang.
Jede Spannung an diesem Eingang, zwischen 30 und 250 V
AC/DC, signalisiert dem Relais,
daß der Digitaleingang aktiv ist.
Die Funktionalität dieses Einganges ist von der Einstellung
im Menü abhängig.
Allgemeine Daten
Standard
Betriebstemperatur
Lagertemperatur
Feuchtigkeit
Schutzklasse des Gehäuses
Schock und Dauerschock
Vibrationen
Prüfwechselspannung
Stoßspannung
Isolationswiderstand
HF - Störprüfung
Störfestigkeit - ESD
Störfestigkeit – schnelle Transienten
Störfestigkeit –
elektromagnetisches HF-Feld
Störfestigkeit gegen Stoßspannungen
Verhalten bei
Spannungsunterbrechung
Harmonische und Flicker
in der Versorgung
Funkstörspannung
Funkstörstrahlung
Gewicht
Abmessungen
IEC 60255 und EN50263
-10 bis +55 °C gem. IEC 60068-2-2
-20 bis +70 °C gem. IEC 60068-2-2
4 Tage, 95 % RH,
Temperatur zyklisch zwischen +25 °C und +45 °C
gemäß IEC 60068-2-3
IP50 gem. IEC 60529
Schock: 15g, 3 Stöße je Richtung & Achse (gesamt 18 Stöße).
Dauerschock: 10g, 1000 Stöße je Richtung und Achse
(gesamt 6000 Stöße).
Gem. IEC 60255-21-2
9,8 ms-2 (1g) bei konst. Frequenz von 10 bis 500 Hz, je Achse.
Gem. IEC 255-21-1
2 kV eff 50 Hz / 1 min., zwischen Anschlüssen und Gehäuse (Erde),
sowie zwischen den Anschlüssen unabhängiger Kreise.
1,5 kV eff über die offenen Kontakte der Auslöserelais.
Gem. IEC 60255-5
5 kV, 1,2/50 µs Kurvenform, 0,5 J Energieinhalt,
10 Prüfungen jeder Polarität, zw. Anschlüssen und Gehäuse (Erde),
sowie zwischen den Anschlüssen unabhängiger Kreise.
Gem. IEC 60255-5
Min. 50 MΩ bei 500 V DC, gem. IEC 60255-5
2,5 kV zwischen den Anschlüssen unabhängiger Kreise,
und gegen das Gehäuse.
1 kV über die Anschlüsse des gleichen Kreises.
Gem. IEC 60255-22-1
8 kV bei Entladung über Luft.
6 kV bei Kontaktentladung.
Gem. IEC 60255-22-2 und EN 50263
4 kV Versorgungsspannungsleitungen / 2 kV Stromwandler und
Auslöserelaisleitungen / 1 kV Schnittstellenleitungen
Gem. IEC 60255-22-4 und EN 50263
10 V / m, 100% PM, bei 900 MHz
10 V, 80% AM, von 150kHz bis 80MHz sowie
10 V / m, 80% AM, von 80 MHz bis 1000 MHz gem. EN 50263
2 kV Amplitude symmetrisch / 1kV Amplitude unsymmetrisch
Gem. EN61000-4-5 und EN 50263
230 V AC - 100% Unterbrechung - 200 ms
110 V DC - 100% Unterbrechung - 50 ms
Gem. EN 61000-4-11
Gem. EN 61000-3-2
Gem. EN 50263, von 150 kHz bis 30 MHz.
Gem. EN 50263, von 30 MHz bis 1000 MHz.
3 kg
103 (B) x 177 (H) x 248 (T) mm
9
Technische Daten
Versorgungsspannung
Ausgangsrelais
Anzahl
Nennstrom, In
Thermischer Dauerstrom
Kurzschlussstrom
Bürde
Messgenauigkeit
Nennspannung, Un
Arbeitsbereich (AC / DC)
Bürde mit DC - Versorgung
Bürde mit AC - Versorgung
Anzahl
Kontaktform (pro Relais)
Last
K1
Nennlast
K2, K3, K4, K5, K6
Max. Schaltspannung
Nennlast
Digitaler Eingang
Tasten
LCD - Anzeige
LED - Anzeige
Serielle
Schnittstelle
Echtzeituhr
10
Dauerstrom
Max. Schaltspannung
Min. zulässige Last
Anzahl
Funktion
Isolation
Type
Funktion
Art
Art
Zeichenhöhe
Art
Funktion
Anzahl
Isolation
Frontseitige Schnittstelle
Rückseitige Schnittstelle
Baudrate (kBd)
Funktion
Abweichung
Pufferung
4
1 A / 5 A über Menü wählbar
15 A
300 A für 1 s
<40 mΩ
+/- 2% des Nennstromes
30 – 250 V AC / DC
40 – 250 V AC / 30 – 300 V DC
<14 W (Alle Relais & Displaybeleuchtung EIN)
<24 VA (Alle Relais & Displaybeleuchtung EIN)
5+1
1 – Wechselkontakt, jeder vom Benutzer frei
konfigurierbar als Öffner oder Schließer
Ohmsche Last:
Induktive Last:
(cos ␸ = 0,4 L/R = 7 ms)
(cos ␸ = 1)
5A bei 250 V AC
3,5A bei 250 V AC
1A bei 220 V DC
0,8A bei 220 V DC
3A bei 110 V DC
2A bei 110 V DC
5A bei 48 V DC
4A bei 48 V DC
380V AC, 250 V DC
5 A bei 250 V AC
3,5 A bei 250 V AC
5 A bei 30 V DC
2,5 A bei 30 V DC
5A
380 V AC, 125 V DC
100mA bei 5 V DC
1
Breaker On (Leistungsschaltermeldung)
Remote Reset (Rücksetzen)
Event trip (Externe Auslösung)
Optisch isoliert
30 – 250 V AC / DC Spannungseingang
>, <, ^, , und BESTÄTIGUNG (rot)
Miniaturtaster
Flüssigkristallanzeige (LCD) mit Beleuchtung,
kompletter alphanumerischer Zeichensatz
16 Zeichen x 2 Zeilen
4 mm
Leuchtdioden (LEDs)
Grün : EIN / NORMALER BETRIEB
Gelb : START (ALARM)
Rot : AUSLÖSUNG
2
Optisch isoliert
RS232 über DB9 Stecker
RS232 oder RS485 - wählbar über Menü
2,4 bis 115,2 für jede Schnittstelle separat wählbar
Datum; Wochentag; HH:MM:SS
+/- 30 s pro Monat
Supercap (>14 Tage ohne Stromversorgung)
^
Messelemente /
Stromwandler
Schaltbild
11
Trench Austria GmbH
Paschinger Straße 49
AT-4060 Linz-Leonding/Austria
Phone +43.732.6793-0
Fax
+43.732.6713 41
email [email protected]
Trench Brasil LTDA
Via Expressa de Contagem, 2685
CEP 32370-485
Contagem, Minas Gerais/Brasil
Phone +55.31.391-5959
Fax
+55.31.391-1828
email [email protected]
Trench China Limited
3658 Jiang Cheng Road
Minhang, Shanghai 200245
P.R. China
Phone +86.21.64630088
Fax
+86.21.64637828
email [email protected]
Trench France S.A.
16, rue du Général Cassagnou
B.P. 70
FR-68302 St-Louis/France
Phone +33.3.89 70 23 23
Fax
+33.3.89 67 26 63
email [email protected]
Trench Germany GmbH
Nürnberger Straße 199
DE-96050 Bamberg/Germany
Phone +49.951.1803-0
Fax
+49.951.1803-224
email [email protected]
Trench Italia S.r.l.
Strada Curagnata 37
IT-17014 Cairo-Montenotte/Italy
Phone +39.019.5161.111
Fax
+39.019.5161.401
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Trench Limited
Coil Product Division
71 Maybrook Drive, Scarborough
Ontario, Canada M1V 4B6
Phone +1.416.298-8108
Fax
+1.416.298-2209
email [email protected]
Trench Limited
Instrument Transformer Division
390 Midwest Road, Scarborough
Ontario, Canada M1P 3B5
Phone +1.416.751-8570
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Lehenmattstraße 353
CH-4052 Basel/Switzerland
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