DMP3371B电动机保护测控装置说明书

DMP-3371B电动机保护测控装置技 术 说 明 书（V2.02）南京磐能电力科技股份有限公司2016年6月目 录1 概述11.1 适用范围11.2 基本功能11.3 DMP-3371B电动机保护装置功能一览表12 技术参数22.1额定参数22.2主要技术性能32.3测量系统及遥信精度33装置的工作原理33.1速断保护33.2过流保护43.3反时限保护53.4负序过流保护53.5启动时间过长73.6堵转保护73.7启动间隔保护83.8过热保护83.9零序过流保护93.10零序功率方向告警103.11 失压保护113.12 低电压保护123.13 过电压保护123.14 过负荷保护133.15 失步保护133.16 PT、CT断线告警143.16.1 母线PT断线告警143.16.2 CT断线告警（测量、保护）143.17辅助功能153.17.1装置自检功能153.17.2控制回路断线监测153.17.3弹簧未储能监测153.17.4 直流电流4-20mA输出功能164装置定值整定及接线原理图、端子图164.1装置的安装开孔图164.2 DMP-3371B电动机保护及测控装置背板端子图及原理接线图164.3定值清单165 整定说明206 调试大纲226.1调试注意事项226.2装置通电前检查226.3绝缘检查236.4上电检查236.5采样精度检查236.6开关量输入检查236.7继电器接点校验236.8定值校验236.9跳合闸电流保持试验237 订货须知2423 DMP3371B电动机保护测控装置1 概述1.1 适用范围DMP-3371B电动机保护及测控装置，满足10kV及以下电压等级电动机的保护及测控功能，可集中组屏，也可分散于开关柜。1.2 基本功能a) 装置描述的远方查看；b) 装置参数的远方查看；c) 10套定值，保护定值、区号的远方查看、修改功能；d) 保护功能软压板状态的远方查看、投退；e) 装置保护开入状态的远方查看；f) 装置运行状态（包括保护动作元件的状态和装置的自检信息）的远方 查看；g) 虚遥信、虚遥测、虚拟事件对点功能，方便工程调试h) 远方对装置实现信号复归；i) 故障录波功能，8套标准COMTRADE格式波形；j) 4-20mA直流电流输出；（选配功能，订货需注明）。k) 打印功能，包括定值、事件和录波打印（选配功能，订货需注明）。1.3 DMP-3371B电动机保护装置功能一览表保护及自动化功能：电流速断保护（区分启动前，启动后）过流保护反时限过流保护负序过流保护启动时间过长保护堵转保护启动间隔保护过热保护告警和跳闸零序过流保护告警和跳闸零序功率方向保护失压保护低压保护过压保护过负荷跳闸和告警CT断线告警PT断线告警。测控功能：a） 遥测量: Iam、Ibm、Icm、P、Q、cos、H。b） 事故总信号、断路器位置（双位置遥信），合后位置、至少二十二个开关遥信，检修状态。c） 积分电度：正向有功电度、正向无功电度、反向有功电度、反向无功电度。d） 遥控：遥跳、遥合。模拟量输入：a） 保护电流：Ia、Ib、Ic、3I0；b） 测量电流：Iam、Ibm、Icm；c） 电压：Ua、Ub、Uc；开关量输入：（1）检修状态投入；（2）弹簧未储能；（4）备用开入； 开关量输出：a） 三相跳闸；b） 遥控出口；c） 保护动作信号；d） 控制回路断线；e） 运行异常告警；f） 装置故障告警；g） 过负荷告警；2 技术参数2.1额定参数1) 直流电源：220V或110V（订货注明）。2) 额定交流输入l 交流电压：100Vl 交流电流：5A或1A（订货注明）l 额定频率：50Hz3) 功率损耗 l 直流回路：正常工作时不大于15W，装置动作时不大于25Wl 交流电压回路：每相不大于0.5VAl 交流电流回路：额定电流为5A时每相不大于1.0VA；额定电流为1A时每相不大于0.5VA。4) 开关量、遥信及硬脉冲对时l 开关量输入电平为220V或110V（订货注明）l 支持IRIG-B码485电平差分输入2.2主要技术性能1) 采样回路精确工作范围电压：0.4V-120V；测量电流：0.02In-1.2In；保护电流：0.05In-20In；2) 接点容量 所有出口跳闸触点：允许长期通过6A，切断电流0.3A（DC220V，时间常数L/R为5ms0.75的感性负载）3) 操作回路跳合闸电流操作回路跳合闸电流采用自适应模式，无需选择。（0.5A以上）4) 定值误差电流元件：2%电压元件：1.5 I1）时，判定为外部两相短路； 当负序电流小于正序电流时，判定为内部发生两相短路。图3.4-1 负序过流1段逻辑图说明：I1为正序电流，I2为负序电流、I2set1为负序电流定值，Tset1为时间定值。图3.4-2 负序过流II段逻辑图说明：I1为正序电流，I2为负序电流、I2set2为负序电流定值，Tset2为时间定值。图3.4-3 负序过流段逻辑图说明：I1为正序电流，I2为负序电流、I2set3为负序电流定值，Tset3为时间定值。图3.4-4 负序过流告警逻辑图说明：I2为负序电流、I2set4为负序电流定值，Tset4为时间定值。3.5启动时间过长正常的启动完成后电机的运行电流将在额定值的附近，而启动时间过长（一般因机械原因），则在启动时间之后电动机的运行电流仍保持较大的值，当整定的启动时间到达后，电动机的电流仍大于整定值时本保护动作。图3.5-1 启动时间过长保护逻辑框图说明：I1为正序电流， I1set为正序电流定值，Tset为时间定值。3.6堵转保护由于电动机所带动的负荷过大或其他原因致使电动机不能转动时，为避免损坏电动机，应及时将其切除。装置能正确区分启动或正常运转，堵转保护在电动机启动过程中并不投入，只在启动结束后投入。当实际电流超过堵转设定电流并达到整定延时，动作于出口跳闸。该保护在一定意义上可作为速断保护的后备保护。 图3.6-1 堵转保护逻辑框图说明：I1为正序电流， I1set为正序电流定值，Tset3为时间定值3.7启动间隔保护电动机运行过程中不允许频繁的启停电动机。启动时间间隔保护可有效防止太小的时间间隔内的重复启动而导致电动机过热。当电动机两次启动的时间间隔小于整定值时，第二次启动时电动机将被跳开。图3.7-1 启动间隔保护逻辑框图3.8过热保护过热是引起电动机损坏的重要原因，特别是转子因负序电流产生的过热。过热保护分为过热保护告警和过热保护跳闸。过热保护动作判据为：式中：t：保护的动作时间（s）； ：电动机的发热时间常数（s），对应于电动机过热（过负荷）的承受能力； I1：电动机实际运行电流的正序分量（A）； I2：电动机实际运行电流的负序分量（A）； In：装置的额定电流（电动机实际运行额定电流反应到CT二次侧的值）；K2：负序电流发热系数；K1：正序电流发热系数，启动过程中K1取0.5，启动结束后K1取1在非正常运行情况下，本装置不断计算电动机的积累过热量： H=K1 (I1/In)2+K2(I2/In)2-1.052t式中：t：两计算点之间的间隔时间；H：等值单位过热量累加时间（s），表征电动机的过热程度。一般情况下过热保护动作条件为H。 图3.8-1 过热告警逻辑框图 图3.8-2 过热跳闸逻辑框图说明：T为累积的热量，Tgrg为过热告警系数，Tgrt为过热跳闸系数。3.9零序过流保护针对小电阻接地系统，装置设立了零序过流保护以反映接地保护，告警和跳闸可以单独投退。在电动机较大的起动电流下，也可能有较大的零序不平衡电流，因此在零序电流保护中加入正序电流作为制动量。其动作特性可用下式描述： I11.05In时 I0I0set I11.05In时 I01+(I1/In1.05)0.25 I0set 式中：I0：零序保护的动作电流 I0set：零序保护的整定电流零序电流采用实际采样零序电流，采集通道端子为A13-A14。图3.9-1 零序电流保护的逻辑图说明：3I0为零序电流，I0set为零序电流定值，Tset为时间定值。3.10零序功率方向告警针对不接地系统，装置设立了零序功率方向保护。零序功率方向元件的零序电流采用实际采样零序电流，零序电压采用自产零序电压，零序过流方向元件动作区间为：0 arg(3U0/3I0) 180图3.10-1 零序功率方向逻辑图I0为零序电流，U0为零序电压，I0set为零序电流定值，U0set为零序电压定值，Tset为时间定值，为了保证选线正确，应采用下图的接线方式与现场主CT、PT二次侧连接。图3.10-2 零序电流接线图3.11 失压保护失压保护具有有流闭锁功能，并且有流闭锁功能可以投退，失压保护动作条件包括：a）三个线电压Uab、Ubc、Uca均小于电压设定值b）开关合位c）10s内曾经电压正常，即在10s内发生过三个线电压都大于80Vd）MaxIa、Ib、Ic Iset 图3.12-1 低压保护动作逻辑图说明：Uab、Ubc、Uca为线电压，Ubs为失压保护电压定值，Uset为低电压定值，Max（Ia、Ib、Ic）为A、B、C三相电流的最大值，Iset为欠流电流定值，Tset为时间定值。3.13 过电压保护1.原理概述过压保护动作条件包括：a）三个线电压Uab、Ubc、Uca中任一大于整定值b）开关合位 图3.13-1 过压保护动作逻辑图说明：Uab、Ubc、Uca为线电压，Uset为过电压定值，Tset为时间定值。3.14 过负荷保护过负荷为三相式的，设置为两段过负荷保护，段过负荷为过负荷告警，段过负荷为过负荷跳闸，两段分别投退和整定。图3.14-1 过负荷逻辑图说明：Ia、Ib、Ic为相电流，Iset为过负荷告警（跳闸）电流定值，Tset为过负荷告警（跳闸）时间定值。3.15 失步保护失步保护应用检测电动机的功率因数角的原理来构成，同步电动机正常运行时一般工作于过激状态，功率因数角为负。当同步电动机失步时必定为欠激，功率因数角为正。失步保护固定经低电流闭锁（用于防止电动机空载时保护误动，闭锁电流可整定）。当母线发生PT断线时，瞬时闭锁失步保护。图3.15-1 失步保护动作逻辑图3.16 PT、CT断线告警3.16.1 母线PT断线告警PT断线的判据：a）三线电压均小于额定电压的四分之一，最大电流大于额定电流的十六分之一或者开关合位，判为三相失压。b）负序电压U2大于额定电压的十六分之一，判为单相或两相断线。满足以上任一个条件，延时4s，判断为PT断线。图3.16-1 母线PT断线逻辑图说明：Imax为三相电流的最大值，U2为负序电压，Uab、Ubc为相电压，In为额定电流，Un为额定电压。3.16.2 CT断线告警（测量、保护）CT断线的判据：a）三相电流中最大值大于额定值的十六分之一，即最大相有流。b）三相电流中最小值小于额定值的十六分之一，即最小相无流。c）三相电流的最大值是最小值的3倍。以上三个条件都满足，延时4s，判断为CT断线。如果装置仅采集两相电流，并且CT设置中“两相CT”设置为“ON”，则取A、C相电流的最大值和最小值判断。图3.16-2 CT断线逻辑图说明：Imax为三相电流的最大值，Imin 为三相电流的最小值，In为额定电流。3.17辅助功能3.17.1装置自检功能当CPU本身发生故障时，装置的运行灯会变红，告警继电器触点闭合，并闭锁保护，同时信息远传。硬件故障包括：AD0异常，AD1异常，SDRM异常，DSP异常，采样异常等。3.17.2控制回路断线监测采集控制回路的开关合位、跳位位置。当监测到开关合位和跳位均为0时，判断为控制回路断线，主动显示“控制回路断线”的信息，点亮面板告警指示灯，同时发出告警中央信号。控制回路断线监测延时定值通过对开入量参数整定，建议整定1.00s。3.17.3弹簧未储能监测当开入“弹簧未储能”有高电平输入，并经过延时确定后，装置主动显示“弹簧未储能”的信息，点亮面板告警指示灯，同时发出告警中央信号。弹簧未储能监测延时定值可以通过对开入量参数整定，建议整定8.00s。可以通过开入量参数整定，实现开入“弹簧未储能”的信号翻转，以适应“弹簧未储能”信号通过常开节点或常闭节点输出。3.17.4 直流电流4-20mA输出功能装置有相互独立的两路4-20mA直流输出节点，可将采集到的电流、电压、有功、无功、功率因数等以一定比例关系以直流电流形式输出，通道以及基准可选。实际输入为0时，对应输出4mA，实际输入达到基准值时对应20mA输出。实际输入在0和基准值之间时，按比例关系线性输出。对应的通道选择关系如下：1：Iam；2：Ibm；3：Icm；4：Uab；5：Ubc；6：Uca；7：Ua；8：Ub；9：Uc；10：P；11：Q；12：cos。对应的输出以及基准均为二次值。4装置定值整定及接线原理图、端子图4.1装置的安装开孔图4.2 DMP-3371B电动机保护及测控装置背板端子图及原理接线图图纸以现场图纸为准。4.3定值清单保护类型定值定值范围步长启动参数额定电流0.0510.00A0.01A启动时间0.00300.00s0.01s电流速断速断保护投退ON/OFF启动时电流定值0.05100.00A0.01A启动后电流定值0.05100.00A0.01A时间定值0.00100.00s0.01s过流保护过流保护投退ON/OFF电流定值0.05100.00A0.01A时间定值0.00100.00s0.01s反时限保护一般反时限投退ON/OFF非常反时限投退ON/OFF极端反时限投退ON/OFF电流定值0.05100.00A0.01A时间常数0.00100.000.01负序过流段负序过流段投退ON/OFF电流定值0.05100.00A0.01A时间定值0.00100.00s0.01s负序过流段负序过流段投退ON/OFF电流定值0.05100.00A0.01A时间定值0.00100.00s0.01s负序过流段负序过流段投退ON/OFF电流定值0.05100.00A0.01A时间常数0.00100.000.01负序过流告警负序过流告警投退ON/OFF电流定值0.05100.00A0.01A时间定值0.00100.00s0.01s启动时间过长启动时间过长保护投退ON/OFF电流定值0.05100.00A0.01A时间定值0.00100.00s0.01s堵转保护堵转保护投退ON/OFF电流定值0.05100.00A0.01A时间定值0.00300.00s0.01s启动间隔保护启动间隔保护投退ON/OFF时间定值0.00100.00Min0.01Min过热保护过热告警投退ON/OFF过热跳闸投退ON/OFF热复归开入ON/OFF告警系数0.00100.000.01跳闸系数0.00100.000.01负序系数0.00100.000.01零序过流告警零序过流告警投退ON/OFF电流定值0.0512.00A0.01A动作延时0.00100.00s0.01s零序过流跳闸零序过流跳闸投退ON/OFF电流定值0.0412.00A0.01A动作延时0.00100.00s0.01s零序功率方向零序功率方向投退ON/OFF零序电流启动值0.0212.00A0.01A零序电压启动值2450.00V0.01V动作延时0.00100.00s0.01s非电量跳闸非电量保护1投退ON/OFF非电量保护1开入号1101非电量保护1延时0600s0.01s非电量保护2投退ON/OFF非电量保护2开入号1101非电量保护2延时0600s0.01s非电量保护3投退ON/OFF非电量保护3开入号1101非电量保护3延时0600s0.01s失压保护失压保护投退ON/OFF有流闭锁投退ON/OFF失压整定值2100.00V0.01V失压延时0.00100.00s0.01s低压保护低压保护投退ON/OFF欠流闭锁投退ON/OFF低电压整定值2.00100.00V0.01V低压延时0.00100.00s0.01s电流定值0.05100.00A0.01A过压保护过压保护投退ON/OFF电压定值2120.00V0.01V时间定值0.00100.00s0.01s失步保护失步保护投退ON/OFF电流闭锁定值0.05100.00A0.01A功率因数定值0600.01失步保护延时0.00100.00s0.01s过负荷告警过负荷告警投退ON/OFF电流定值0.05100.00A0.01A时间延时0.00100.00s0.01s过负荷跳闸过负荷跳闸投退ON/OFF电流定值0.05100.00A0.01A时间延时0.00100.00s0.01sCT断线告警保护CT断线告警ON/OFF测量CT断线告警ON/OFFPT断线告警母线PT断线告警ON/OFF DMP3371B电动机保护测控装置5 整定说明1)额定电流In它是正确整定所有保护的基础，将电动机的额定电流除以电流互感器的变比即为In。2)过热保护负序系数一般取6。3)堵转保护堵转保护的允许堵转时间T：由于在算法上可区别堵转和正常起动，可取由试验所得的启动时间作为T的整定值。堵转的正序电流定值一般可取为I1=2.5In。4)启动时间过长保护其整定值包括正序电流定值I1和动作延时T。由于启动时的电流比较大，可以根据它和一个时延来判断它的启动时间是否过长，所以动作延时T一般取为电机的启动时间或稍长一点，I1为启动时的电流的正序分量。5)启动间隔保护启动间隔保护的整定值就是启动的间隔延时：为避免频繁启动给电机带来的危害，间隔延时不宜过短。6)负序过流保护本保护采用了外部短路故障闭锁，动作时限不必与外保护配合。负序过流保护的I1、I2整定原则已经在原理中说明。可以取I2=0.60.8In， I1=1.41.6In，其整定时间对大容量电动机可取0.150.2秒，中小电动机可取0.10.15秒。7)低压保护Ubs 为失压保护的电压定值。电压定值的整定值均为有名值。在厂用电动机中，对于有中间煤仓制粉系统的磨煤机和灰渣泵、灰浆泵、碎煤机、扒煤机绞车、空气压缩机、热网水泵、冲洗水泵、热网凝结水泵、软水泵、喷射水泵等的电动机，低电压保护的动作电压为Uset=（65%70%）UN （高压电动机）Uset=（60%70%）UN （低压电动机）动作时限为0.5s，保护动作于跳闸。对于具有自动投入备用机械的给水泵和凝结水泵以及循环水泵的电动机、送风机和直吹炉制粉系统磨煤机的电动机，低电压保护的动作电压为Uset=（45%50%）UN （高压电动机）Uset=（40%45%）UN （低压电动机）动作时限取910s, 保护动作于跳闸8)零序功率方向当供电变压器中性点不接地时，可将电动机看作一条线路。其整定原则同线路，如下：小电流接地中的零序电流定值和零序电压定值采用的是有名值。零序电流接入装置，零序电压采用计算的零序电压。零序电流由专用套管零序TA形成或由三相测量电流接成零序方式过滤形成接入本装置。变电站总电容电流的大小与变电站线路的结构有关。发生单相接地故障时，故障总电流最好有实测值，如果实测有困难，可根据下列参数来计算电缆及架空线故障总电流。10KV电缆线路：S = 10 mm2 0.46A/KmS = 25 mm2 0.62A/KmS = 50 mm2 0.77A/KmS = 120 mm2 1.1A/Km10KV架空线路 0.025A/Km 在小电流接地选线时，零序电流整定值为电动机所在线路电容电流的2倍，总电流大于各线整定值越多越能可靠选出故障相；出线小于三条线时，可能不能正确选出故障相；若总电流小于各线整定值，此保护暂时不能有效工作，所以要实测各相电容电流值。9)电流1A/5A投退功能保护电流1A投退和测量电流1A投退位于厂家设置中，当外部接入电流额定电流为1A时，将相应的投退投入“ON”。当外部接入电流的额定电流为5A时，投入“OFF”。10)电流两相/三相投退功能保护CT两相投退和测量CT两相投退位于厂家设置中，当外部接入的电流只有A、C两相时，将相应的投退投入“ON”，此时装置不能正确计算出负序和零序电流，有关于正序、负序和计算零序电流的保护需退出。当外部接入的电流是三相时，投入“OFF”。11) 当用于同步电动机时，失步保护功率因数角推荐整定为30。12) 出口矩阵整定：保护动作1、保护动作2、保护动作3、保护动作4为可组态出口。控制字和端子对应关系如下表，需要出口的继电器置1，不要出口的置0即可：控制字位数（二进制）4321端子（C）7-85-63-41-2说明：如果速断保护出口需要出口C1-C2和C3-C4，则出口矩阵中速断保护要整定为0011（二进制数），输入到装置的定值要转换为十进制的数值，即3。如果过流保护出口需要出口C7-C8，则出口矩阵中过流保护要整定为1000（二进制数