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          973電動機保護測控裝置(異步)

          973電動機保護測控裝置(異步)


          973電動機保護測控裝置適用于10kV、6KV、3KV等電壓等級的經消弧線圈接地或不接地系統中的電動機保護測控,該保護裝置功能強大、采樣精確、可以滿足10KV、6KV、3KV各種容量的高壓電動機的保護要求、產品可以全面的支持各種復雜的工程項目的配套、可集中組屏,也可在開關柜就地安裝,全面支持變配電綜合自動化系統。
          973樣品圖973樣品圖
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          保護功能

          過流I段 (電動機啟動時間內也不閉鎖)
          過流II段(電動機啟動間閉鎖,啟動后正常投入運行,以設定啟動時間為準)
          負序過流I段
          過負荷(電動機啟動間閉鎖,啟動后正常投入運行,以設定啟動時間為準);
          零序過流(零序過流、零序電壓閉鎖、零序方向、零序跳閘);
          零序過壓(零序過流、零序跳閘);
          過熱報警;過熱跳閘;
          過電壓(跳閘);
          低電壓(跳閘);
          PT斷線(告警);
          非電量保護-
          溫度升高-告警;
          溫度過高-跳閘;

            測控功能

          母線電壓:Uab、Ubc、Uca;Ua、Ub、Uc;
          測量電流:Ia、 Ib、 Ic、
          功率:P、Q、cosФ;
          頻率:f;

            輔助功能

          控制回路斷線;
          手動分、合閘
          遙控分、合閘;
          故障錄波;

            通訊方式

          485通訊;
          以太網通訊;
          光纖通訊; 

            采樣數值通道

          0  測量Ia相電流、   (1) 測量Ic相電流;
          2  母線Ua電壓、     (3) 母線Ub電壓;
          4  母線Uc電壓、     (5) 保護IA相電流;
          6  保護IB相電流、   (7) 保護IC相電流;
          8  零序3Io電流、    (9) 零序3Uo電壓; 
          A  計算正序電流I1、  (B)計算負序電流I2(軟件計算);
          C  測量Ib相電流;

            保護動作原理

          過流I段
          1.RLP1  過流I段-“投”;
          2.保護電流IA(IB)IC任何一相采樣值≧ 過流I段定值(Idz1)
          3.加入電流時間≧過流I段延時 tzd1
          保護立即出口C7/C8,同時驅動事故信號繼電器C1/C3(10s后返回)。面板事故燈亮。
          注:電動機啟動時間內不閉鎖。

          過流II段
          1.RLP2  過流II段-“投”;
          2.保護電流IA(IB)IC任何一相采樣值≧ 過流II段定值(Idz2)
          3.加入電流時間≧過流II段延時 tzd2
          保護立即出口C7/C8,同時驅動事故信號繼電器C1/C3(10s后返回)。面板事故燈亮。
          注:電動機啟動間閉鎖,啟動后正常投入運行,以設定啟動時間為準。
          附:過流II段保護,又稱堵轉保護,它是在電動機啟動完畢后自動投入,該保護可根據啟動電流或堵轉電流整定,主要對電動機啟動時間過長和運行中堵轉提供保護。在超過電動機啟動時間后,當任一相達到整定值,且過流Ⅱ段保護的投退控制字處于投入狀態,則定時器啟動,若持續到整定時限,則立即跳閘。過流II段還可以通過控制字選擇該段采用定時限還是反時限特性。


          電動機過流二段保護原理圖

          其中:
          t為計算出來的動作時間(也就是保護定值中整定的時間);
           為設定時間常數(比如說用戶要求2Ie2 動作時間為1秒,tp就是1);
          I為保護采集到的電流值(此值必須大于Ip);
          Ip為電流設定初始動作值(也就是過流II段設定的保護動作定值)。

          舉例說明:
          用戶要求:6A時,反時限動作為1秒(比如電動機過電流初始設定值為:3A)
          則:tp就是1,Ip為3A,I為6A,
          則保護過電流輸入動作時間為:t=80×1/[(6/3)2-1]=80/3=16.67秒

          過負荷
          1.RLP4  過負荷-“投”;
          2.保護電流IA(IB)IC任何一相采樣值≧ 過負荷定值(Idz3)
          3.加入電流時間≧過負荷延時 tzd3
          保護立即驅動告警信號繼電器C2/C3(10s后返回)。面板告警燈亮。

          說明:過負荷若需要跳閘,則需要
          1.RLP4   過負荷-“投”;
          2.RLP5   過負荷跳閘-“投”
          3.保護電流IA(IB)IC任何一相采樣值≧ 過負荷定值(Idz3)
          4.加入電流時間≧過負荷延時 tzd5
            保護立即出口C7/C8,同時驅動事故信號繼電器C1/C3(10s后返回)。面板事故燈亮。
          注:電動機啟動間閉鎖,啟動后正常投入運行,以設定啟動時間為準。

          負序過流I段(電動機啟動時間內不閉鎖)
          1.RLP6  負序過流I段-“投”;
          2.通過保護電流的幅值與相位計算出負序電流值≧負序過流I段定值(I2dz1)
             加入電流時間≧負序過流I段延時tzd3
          保護立即出口C7/C8,同時驅動事故信號繼電器C1/C3(10s后返回)。面板事故燈亮。
            負序過流I段作為過電流I段的輔助保護,主要考慮到電動機的缺相運行

          負序過流及短路情況說明:
          本保護由負序電流和短延時二部分構成。它在電動機一相斷線情況下啟動時和匝間短路時可迅速作用于跳閘,它對保護區內非對稱故障的靈敏度高于相電流速斷。下面對其在各種故障情況下的行為稍作分析。
          .三相電流互感器
          正常情況下,電動機在啟動及運行時,負序電流都幾乎為0。考慮到電動機在運行過程中的斷相狀況,可設定:負序過電流I段定值為:過流I段定值/3即可。延時時間為0秒。
          負序過電流II段定值為:過流II段定值/2即可。延時時間為0.50秒。
          .兩相電流互感器
          正常情況下,電動機在啟動及運行時,負序電流都幾乎為采樣電流的/3。可設定:
          負序過電流I段定值為:過流I段定值/3即可。延時時間為0.20秒。
          負序過電流II段定值為:過流II段定值×2/3即可。延時時間為電動機啟動時間的1/3。
          .對于電動機兩相短路:
          I2為由電源流至故障點的負序電流I2c,而I1=I1k+I1m
          I1k為故障點的正序電流,I1m為電動機的正序負荷電流,保護有足夠的靈敏度。
          .對于電動機的外部兩相短路:
          故障開始時電動機反饋較大的I1與I2,為防止本保護此時誤動,其動作時間不應小于0.2s。反饋過程結束后,I1約為正常負荷電流的一半,為防止I1增大而誤動,保護的動作時間又不宜太長。這就是本保護延時定為0.2s或0.6s的根據。
          實際運行中, 相位在周圍相應地變化 , 因而在斷相時正序和負序有些變化。

          負序過流II段(電動機啟動時間內不閉鎖)
          1.RLP7  負序過流II段-“投”;
          2.通過保護電流計算負序電流值≧負序過流II段定值(I2dz2)
             加入電流時間≧負序過流II段延時tzd4
          保護立即驅動告警信號繼電器C2/C3(10s后返回)。面板告警燈亮。
          說明:負序過流II段若需要跳閘,則需要
          1.RLP7  負序過流II段-“投”;
          2.RLP9  負序II段跳閘-“投”;
            加入電流時間≧負序過流II段延時tzd3
          保護立即出口C7/C8,同時驅動事故信號繼電器C1/C3(10s后返回)。面板事故燈亮。
          負序過流II段若需要反時限動作,則需要
          1.RLP7  負序過流II段-“投”;
          2.RLP8  負序II段反時限-“投”;
            加入電流時間≧負序過流II段反時限延時tzd3(經過反時限計算得到)
          負序過流II段動作

          零序過流
          1.RLP11  零序過流-“投”;
          2.零序電流3Io采樣值≧ 零序過流定值(Iodz)
             加入電流時間≧零序過流延時tozd
          保護立即驅動告警信號繼電器C2/C3(10s后返回)。面板告警燈亮。

          說明:零序過流若需要跳閘,則需要
          1.RLP11  零序過流-“投”;
          2.RLP12  零序過流跳閘-“投”;
            加入電流時間≧零序過流延時tozd
          保護立即出口C7/C8,同時驅動事故信號繼電器C1/C3(10s后返回)。面板事故燈亮。

          零序過壓
          1.RLP14  零序過壓-“投”;
          2.零序電壓3Uo采樣值≧ 零序過壓定值(Uodz)
             加入電壓時間≧零序過壓延時tuozd
          保護立即驅動告警信號繼電器C2/C3(10s后返回)。面板告警燈亮。

          說明:零序過壓若需要跳閘,則需要
          1.RLP14  零序過壓-“投”;
          2.RLP15  零序過壓跳閘-“投”;
            加入電壓時間≧零序過壓延時tuozd
          保護立即出口C7/C8,同時驅動事故信號繼電器C1/C3(10s后返回)。面板事故燈亮。
          零序過壓若要采用自產零序電壓,則只要多投RLP13 自產零序電壓,即可。

          低電壓
          1.RLP16  低電壓-“投”;開關在合位狀態下
          2.任何兩相線電壓采樣值≦ 低電壓定值(Udz1)
          3.低電壓采樣延時時間≧低電壓延時(tuzd1)
          保護立即出口C7/C8,同時驅動事故信號繼電器C1/C3(10s后返回)。面板事故燈亮。

          過電壓
          1.RLP17  過電壓-“投”;開關在合位狀態下
          2.任何兩相線電壓采樣值≧ 過電壓定值(Udz2)
          3.過電壓采樣延時時間≧過電壓延時(tuzd2)
          保護立即出口C7/C8,同時驅動事故信號繼電器C1/C3(10s后返回)。面板事故燈亮。

          PT斷線報警
          1.RLP18  PT斷線報警-“投”;
          2.a、最大相與最小相之差大于30V,且任一相保護電流大于0.3A;
          b、保護裝置零序電壓計算值≧8V
          滿足上面任一個條件裝置延時10s發生PT斷線
          同時驅動告警信號繼電器C2/C3(10s后返回)。面板告警燈亮。

          過熱保護
          過熱保護主要為防止電動機過熱,因此在裝置中設置了一個模擬電動機發熱的模型,綜合考慮電動機正序電流和負序電流的熱效應,引入等值發熱電流Ieq,其方程表達式為:       

          電動機過熱保護                         

              
                     
          在整定的電動機啟動時間內, 在整定的電動機啟動時間后,=3~10,用于模擬的增強發熱效應,一般可取6 ,保護動作方程為: 

          電動機過熱保護方程
           
           

          式中r為電動機熱積累定值,即發熱時間常數Tfrl,當熱積累值達到(過熱報警水平,可整定為熱積累跳閘的60~99.9%)時發出報警信號,當熱積累值達到Tfrl時發出跳閘信號。
          電動機過熱保護跳閘后,不能立即再啟動,要等到允許啟動的溫度時才能再啟動。在需要緊急啟動的情況下,可以通過復歸鍵在信號復歸的同時強制將熱模型恢復到“冷態”。
          注:過熱保護系數 K 一般可取為4-6。時間常數 T 應當由電動機制造廠家給出。如果沒有廠家數據,定子繞組時間常數 Ts 可由下式估算:Ts = 2.5τH / (j2SH)
          式中: τH —— 在額定電流下穩定運行時定子繞組的過熱,即超過冷卻介質的溫升,一般為60-65度; 
           jSH —— 定子繞組的額定電流密度。
          應當指出,在有較大負序電流情況下,作為 T 的整定依據應為轉子的發熱時間常數,而轉子的時間常數比定子要小得多。如無可靠數據,可取 T=Ts/3。
          .非電量保護(包括溫度過高跳閘R5、溫度升高R6)
          1.RLP21  溫度升高-“投”;
          2.R6開入;
          3.開關合位
          4、經過延時
          5.告警,并開出C2/C3(10s后返回)。面板告警燈亮。
          注:溫度過高事故燈亮,可選擇是否跳閘。
           

          973保護投退菜單

          保護序號  代號  保護名稱  整定方式  投退說明
          01 RLP1 過流I段 投/退 相當于“速斷”
          02 RLP2 過流II段 投/退 相當于“過電流”
          03 RLP3 過流II段反時限 投/退 根據情況選用
          04 RLP4 過負荷 投/退  
          05 RLP5 過負荷跳閘 投/退 根據情況選用
          06 RLP6 負序過流I段 投/退 根據情況選用
          07 RLP7 負序過流II段 投/退 根據情況選用
          08 RLP8 負序II段反時限 投/退 根據情況選用
          09 RLP9 負序II段跳閘 投/退 根據情況選用
          10 RLP10 控制回路斷線 投/退  
          11 RLP11 零序過流 投/退 有零序電流互感器時才用
          12 RLP12 零序過流跳閘 投/退 根據情況選用
          13 RLP13 自產零序電壓 投/退  
          14 RLP14 零序過壓 投/退 一般不用
          15 RLP15 零序過壓跳閘 投/退 一般不用
          16 RLP16 低電壓保護 投/退 根據情況選用
          17 RLP17 過電壓保護 投/退 根據情況選用
          18 RLP18 PT斷線 投/退 比較零序電壓時才用
          19 RLP19 過熱報警 投/退 一般不用
          20 RLP20 過熱跳閘 投/退 一般不用
          21 RLP21 溫度升高 投/退 根據情況選用
          22 RLP22 溫度過高 投/退 根據情況選用
          23 RLP23 溫度過高跳閘 投/退 根據情況選用
          32 RLP32 錄波 投/退  

          973保護定值菜單

          定值序號  代號  定  值名 稱  整定菜單  整定說明
          01 Kv1 PT變比 0.01~300 PT變比/10,輸入電壓等級值(單位kV)
          02 Ki1 CT變比 0.01~300 CT變比/10,200/5的整定4即可
          03 tqd 電動機啟動時間 0.01~300s 按電動機(實際啟動時間+2秒)整定
          04 Ie 電動機額定電流 1~6A 電動機一次電流/N1整定
          05 Idz1 過電流I定值 0.1~99A 一般整定為:1.2Ie2
          06 tzd1 過電流I延時 0~99s 一般整定為:1.2Ie2
          07 Idz2 過電流II定值 0.1~99A 一般整定為:1.2Ie2
          08 tzd2 過電流II延時 0~99s 一般整定為:1.2Ie2
          09 Idz3 過負荷定值 0.1~99A 一般整定為:1.2Ie2
          10 Tzd5 過負荷延時 0~99s 一般整定為:10.00 s
          11 I2dz1 負序過流I段定值 0.1~99A 若用,一般整定為:1A
          12 tzd3 負序過流I段延時 0~99s 一般整定為:2.0 s以內
          13 I2dz2 負序過流II段定值 0.1~99A 若用,一般整定為:1A
          14 tzd4 負序過流II段延時 0~99s 一般整定為:2.0 s以內
          15 tzd3 控制回路斷線延時 0~300s 一般整定為:10.00 s
          16 Iodz 零序過流定值 0.1~10A 根據實際情況整定
          17 Tozd 零序過流延時 0~99s 根據實際情況整定
          18 Uodz 零序過壓定值 0~99V 若用,一般整定為:15V
          19 Tuozd 零序過壓延時 0~99s 根據實際情況整定
          20 Udz1 低電壓定值 3~99V 若用,一般整定為:70V
          21 Tuzd1 低電壓延時 0~99s 一般整定為:2.0 s以內
          22 Udz2 過電壓定值 15V ~120V  若用,一般整定為:120V
          23 Tuzd2 過電壓延時  0~99s 一般整定為:2.0 s以內
          24 K2 負序電流發熱系數 0~10 見保護說明
          25 tfr1 發熱時間常數 0.1~99 見保護說明
          26 Cool 散熱時間常數 0~99 見保護說明
          27 GRBT 過熱報警水平 0~99 見保護說明
          28 tfdi1 溫度升高延時 0~99s 一般整定為:0.00 s
          29 tfdi2 溫度過高延時 0~99s 一般整定為:0.00 s

          備注:
          1.Ie2 =Ie1/N1
          Ie2為電動機二次額定電流值;Ie1為電動機一次額定電流值;N1為電流互感器變比值。
          2.電動機啟動時間一般是由電動機廠家提供;若廠家沒有提供,可進行啟動三次試驗,取最大的啟動時間,然后再增加2秒做為電動機啟動時間的整定值。
          3.正序電流、負序過流、零序電流:
          正序、負序、零序的出現是為了分析在系統電壓、電流出現不對稱現象時,把三相的不對稱分量分解成對稱分量(正序、負序)及同向的零序分量。只要是三相系統,就能分解出上述三個分量(有點象力的合成與分解,但很多情況下某個分量的數值為零)。
          下面用作圖法簡單得出各分量幅值與相角的方法,先決條件是已知三相的電壓或電流(矢量值),當然實際工程上是直接測各分量的。
          從已知條件畫出系統三相電流(用電流為例,電壓亦是一樣)的向量圖
               求零序分量:把三個向量相加求和。即A相不動,B相的原點平移到A相的頂端(箭頭處),注意B相只是平移,不能轉動。同方法把C相的平移到B相的頂端。此時作A相原點到C相頂端的向量(這些是箭頭對箭頭),這個向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值的三分一,這就是零序分量的幅值,方向與此向量是一樣的。
              求正序分量:對原來三相向量圖先作下面的處理:A相的不動,B相逆時針轉120度,C相順時針轉120度,因此得到新的向量圖。按上述方法把此向量圖三相相加及取三分一,這就得到正序的A相,用A相向量的幅值按相差120度的方法分別畫出B、C兩相。這就得出了正序分量。
              求負序分量:注意原向量圖的處理方法與求正序時不一樣。A相的不動,B相順時針轉120度,C相逆時針轉120度,因此得到新的向量圖。按上述方法把此向量圖三相相加及取三分一,這就得到負序的電流。
               通過上述方法可以分析出各種系統故障的大概情況,如為何出現單相接地時零序保護會動作,而兩相短路時基本沒有零序電流。  

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