YH-B360微机电动机保护测控装置.doc

YH-B360系列微机电动机保护测控装置YH-B360系列微机电动机保护测控装置01 装置简介YH-B360系列微机电动机保护测控装置适用于10KV及以下电压等级的各种中性点非直接接地系统，作为大中型异步电动机相间故障、过负荷、堵转等综合保护。对于容量大于2MW以上的异步电动机，可由YH-B340系列电动机差动保护与本装置一起构成成套保护。装置自带操作回路，可集中组屏，也可分散安装在开关柜上或就地安装于户外开关场。02 主要功能功能 产品型号A型保护功能三段过流保护（1段为速断保护，2段为堵转保护，3段可选择为反时限）过负荷报警两段负序过流保护（2段可设定为反时限）三段零序过流保护零序过压保护过电压保护低电压保护（带无流闭锁）两路非电量保护过热保护（过热跳闸、过热告警、热积累记忆功能）长起动保护CT 断线告警PT 断线告警控制回路断线故障录波测控功能15套定值支持定值区的整定、拷贝、切换软压板、硬压板重要功能通过软压板和硬压板共同控制测量电压、电流、功率、频率等电气量的测量与远传，测量计及13次谐波，脉冲电度、积分电度遥信14路外部开入遥信采集，多路软遥信出口控制10路可编程出口空接点，可分别定义为动作接点和信号接点。操作回路独立的操作防跳回路，控制电源交直流通用、开关跳合闸电流0.55A自适应，支持就地应急操作及遥控操作现场总线eCAN 和RS485，集成IEC-103 、CAN2.0、MODBUS等规约对时硬件时钟电路，GPS分脉冲、秒脉冲及IRGB 码对时，网络对时监视测试功能装置操作记录、装置上电自诊断、运行自监视、虚拟测试功能自检功能动态检测装置故障，检测到错误告警并闭锁出口防止误动双看门狗保证装置可靠运行和故障自恢复03 保护原理3.1 三段过电流保护元件装置设置三段定时限过流保护：段相当于速断保护，主要用于电动机的短路保护，段有两个保护定值，其中高定值保护用于电动机起动过程中的过流保护，应能可靠躲过电动机起动的最大电流，低定值保护在电动机起动后才投入，用于电动机运行过程中的过流保护，应能可靠躲过外部短路故障切除电压恢复时电动机的最大自起动电流，还应躲过外部三相短路故障电动机向外供出的最大反馈电流。 段主要用于堵转保护(详见堵转保护)。过流III段主要用于反时限。三段过电流保护的动作逻辑相同，动作条件为：a) MAX（Ia，Ib，Ic） Iset；Iset为过流定值b) TTset；Tset为时间延时定值以上为逻辑与关系。对III段过流保护，反时限保护不投入时选择III段定时限电流保护功能，反时限保护投入时选择反时限过电流保护。3.2 反时限保护元件根据国际电工委员会(IEC255)和英国标准规范(BS142)的规定，本装置采用下列三个标准特性方程供用户选择使用。通过反时限特性定值来选择反时限特性：1.00为一般反时限，2.00为非常反时限，3.00为极端反时限。反时限元件可以通过定值投退，当“投”反时限元件时，电流III段保护采用反时限特性， Ip、Tp为三段过流保护的定值与时间；当“退”反时限元件时，电流III段保护采用定时限特性。一般反时限非常反时极端反时限式中：Ip 为电流基准值，取过流三段过流定值；tp 为时间系数，取过流三段过流时限。3.3 负序过流保护幅值相同的定子正序电流和负序电流在电动机内部产生的热量并不相同，负序电流对于转子铜耗（即发热）的增大作用非常显著。对于电源电压轻度不平衡等原因造成的小的负序电流，过热保护已能提供保护，但对于严重的不平衡，如定子绕组一相断线或相序接反，必须提供专门的快速保护，否则急剧增大的负序电流将会使电动机因过热而烧毁。当电动机三相电流有较大不对称，出现较大的负序电流，而负序电流将在转子中产生2倍工频的电流，使转子附加的发热大大增加，危及电动机的安全运行。装置设有两段负序过流保护，主要针对电动机断相、反相、匝间短路及较严重的电流不对称故障。其中负序过流段可选择无时限或带时限保护动作于跳闸；负序过流段可以通过相应的投退定值选择定时限或反时限，负序过流段动作于跳闸。根据国际电工委员会标准（IEC255-4）和英国标准规范（BS142.1966）的规定，本装置采用标准反时限特性方程中的极端反时限特性方程：式中：Ip电流基准值，取负序过流段定值；Tp时间常数，取负序过流段时限定值，范围为01S；负序过流动作判据为：a) I2 Iset；Iset为负序过流动作定值b) T Tset；Tset为时间延时定值以上为逻辑与的关系。3.4 零序过流保护零序过流保护反应电动机定子接地，装置配置三段零序过流保护，零序过流保护动作判据为：a) 3I0 I0set；I0set为零序过流动作定值b) T Tset；Tset为时间延时定值以上为逻辑与的关系。3.5 低电压保护当供电电压降低或短时中断后，为防止电动机自起动时使供电电压进一步降低，以致造成重要电动机自起动困难，在一些次要电动机或不需要自起动的电动机上装设低电压保护。低电压保护动作判据为：a) MAX（Uab,Ubc,Uca） Uset；Uset为低压定值b) MAX（Ia, Ib, Ic） Tset；Tset为时间定值以上条件为逻辑与关系。需要指出，重要厂用电动机的低压保护动作时限，应能躲过发电厂与系统发生振荡时的最长振荡周期。3.6 过电压保护供电电压过高时，会引起电动机铜耗和铁损的增大，使电动机温升增大,为此电动机应设有过电压保护。过电压保护的动作判据为：a) MAX（Uab,Ubc,Uca） Uset；Uset为低压定值b) 断路器在合位；断路器位置闭锁c) T Tset；Tset为时间定值以上条件为逻辑与关系。3.7 过负荷保护过负荷保护反应电动机定子电流的大小，装置设定了I段定时限过负荷保护。过负荷保护动作判据为：a) MAX（Ia,Ib,Ic）Iset；Iset为过负荷动作定值b) TTset；Tset为时间延时定值以上条件为逻辑与关系。3.8 过热保护过热保护综合考虑了电动机正序、负序电流所产生的热效应，为电动机各种过负荷引起的过热提供保护，也可作为电动机短路、起动时间过长、堵转等的后备保护。本装置过热保护数学模型如下式所示：式中：t 动作时间(s)；1发热时间常数，通过定值整定I1 电动机运行电流的正序分量（A）；I2 电动机运行电流的负序分量（A）Ie 电动机额定电流（实际运行额定电流反应到CT二次侧值）K1 正序电流发热系数，起动时间内为0.5，起动时间过后自动变为1K2 负序电流发热系数，可在310范围内整定，无特殊说明为6。过热保护跳闸后，装置的热记忆功能起动，装置输出一付禁止过热再起动接点（可用于接入控制断路器、F-C回路的控制电源，过热保护动作后该接点断开，切断控制电源），直到热积累衰减到规定值该接点才返回，这时电动机可以重新起动。紧急情况下要求立即起动，可对装置进行热复归操作。电动机的热积累曲线如下左图所示。电动机起动后，H（积累的热量）过大超过H1（过热跳闸系数）时电动机跳闸；电动机跳闸后，H值以散热时间常数t衰减，当H值减小到H2（过热报警系数）以下时，禁止再起动回路解除，此时电动机可以再次起动。当然起动时电动机过热积累不会超过允许值，通常H2取50H1。电动机在过热与散热时积累过热量的变化异步电动机启动电流特性3.9长起动保护装置测量电动机起动电流的方法：当电动机最大相电流从零发生突变到0.1Ie时开始计时，直到起动电流过峰值（1.3Ie)后下降到1.12Ie时停止计时，之间历时为Tm（见上右图）。电动机起动时间过长会造成电动机过热，当装置实际测量到的起动时间超过整定的允许起动时间时，保护动作于跳闸。起动时间过长动作判据为：Tm Tqd式中：Tm测量到的实际起动时间，或称计算起动时间；Tqd整定的允许起动时间，可取为1.2倍电动机最长起动时间。为了降低起动电流，减少对电网的无功冲击，大型的异步电动机常常串联电抗器或者电阻，以实现降压起动，起动完成后短接电抗器或者电阻。本装置提供一路投全压常开接点，当电动机起动过程完成后，投全压接点提供一路闭合接点以便及时短接分压电抗器，使电动机进入额定电压运行；对于不需要投全压功能的电动机，不用考虑投全压接点功能。3.10 堵转保护当电动机在起动过程中或在运行过程中发生堵转，因为转差率s1，所以电流将急剧增大，容易造成电动机烧毁事故。本装置配备的堵转保护与过流段保护是同一保护，在电动机起动结束后自动投入，即起动时间过长保护退出后自动计算正序电流。正序电流的动作值一般取1.31.5倍的额定电流；动作时限即允许堵转时间应躲过电动机自起动的最长起动时间，可取：；为电动机的最长起动时间当电动机在起动过程中发生堵转时，由起动时间过长保护起堵转保护作用。3.11 定子零序电压保护定子零序电压保护反应电动机定子接地引起的零序过电压，电动机零序电压保护的8595表现为定子绕组单相接地，定子零序电压为装置自动投入的反应机端PT三相电压自产零序电压，可通过控制字选择投入或退出。定子零序电压保护动作判据为：a) 3U0 U0set；U0set为低压定值b) 断路器在非跳位；断路器位置闭锁c) T T0set；T0set为时间定值以上为逻辑与的关系。3.12 两路非电量保护本装置提供两路非电量保护，非电量保护动作条件为：a) 非电量触发；遥信为高电平b) T Tset；Tset为非电量时间以上为逻辑与的关系。3.13 PT断线装置对PT电压进行实时监测，发生PT断线时，延时10S发PT断线信号，同时告警接点输出。在发生PT断线期间，当PT断线闭锁控制字投入时，暂时退出与电压有关的各种保护（比如复压闭锁过流保护）；当PT断线闭锁控制字退出时，暂时退出与电压相关的判据（例如复压元件）。在保护没有启动时，PT断线判定条件：a) U28Vb) Max（Uab,Ubc,Uca）0.06In）以上为逻辑或关系。3.14 CT断线检测装置适时检测CT输入电流，放生CT断线延时10秒报警CT断线，同时告警接点输出。在保护没有启动时，CT断线条件：a) MAX（Ia，Ib，Ic） Iset；Iset为CT断线定值b) MIN（Ia，Ib，Ic） 0.90 Iset以上为逻辑与关系。3.15 控制回路断线告警当同时采集到断路器跳闸位置信号和合闸位置信号，或者同时采集不到断路器跳闸位置信号和合闸位置信号，装置认为控制回路发生断线，延时2秒报警控制回路断线，同时告警接点输出。3.16 报警和闭锁当装置检测到如下故障，将发出呼唤信号并在液晶显示器上显示出相应报警的内容的同时闭锁保护出口,直流电源消失(由于装置失电，液晶显示器将无法显示任何内容)；RAM、I2C、A/D 等硬件自检出错。04 参数设置序号参数名称整定范围默认序号参数名称整定范围默认01CT变比0.00-999.9910005通讯地址1-127102PT变比0.00-999.9910006RS485波特率4800、9600、19200Bps9600B03CT额定电流5A或1A507CAN波特率5K、10K、20K、50K、125K、250K125K04测量方式2-两元件3-三元件308RS485通讯规约0-103、1-MODBUS0遥信参数设置对应遥信号的遥信分辨率时间，出厂设置为120ms,控制回路断线设为5S遥信号：015，遥信014对应外部遥信，遥信15为控制回路断线遥控时间设置对应遥控号的遥控脉宽时间，出厂设置为300ms。遥控号：09电度设置脉宽时间设定脉冲电度分辨宽度，出厂默认值设定为100ms电表常数设定多少脉冲对应为一度电，出厂默认值为1000积分电度底数P+、Q+、P-、Q-设定有功、无功积分电度电度底数，出厂默认值为0脉冲电度底数MC0、MC1设定有功、无功脉冲电度电度底数，出厂值默认值为005 定值管理5.1数值定值序号名称整定范围默认值序号名称整定范围默认值1电动机额定电流0.220A5.00A20零序过流2段定值0.25100A3.00A2电动机起动时间030s10.00S21零序过流2段时限030S1.00S3起动过流1段定值0.25100A8.00A22零序过流3段定值0.25100A2.00A4起动过流1段时限030S0.10S23零序过流3段时限030S5.00S5运行过流1段定值0.25100A5.00A24零序过压定值1120V40.00V6运行过流1段时限030S0.10S25零序过压时限030S1.00S7过流2段定值0.25100A5.00A26过电压定值1120V110.0V8过流2段时限030S1.00S27过电压时限030S5.00S9过流3段定值0.25100A3.00A28低电压定值1120V60.00V10过流3段时限030S2.00S29低压无流闭锁定值0.25100A0.80A11过流反时限特性类号1一般反限限2非常反时限3极端反时限1.0030低电压时限030S0.5S12过负荷报警定值0.25100A8.00A31非电量1动作时限030S1.00S13过负荷报警时限030S5.00S32非电量2动作时限030S1.00S14负序过流1段定值0.25100A5.00A33CT断线电流定值0.2510A1.00A15负序过流1段时限030S0.5S34发热时限01001016负序过流2段定值0.25100A2.00A35散热时限01002017负序过流2段时限030S2.0S36负序电流发热系数030618零序过流1段定值0.25100A5.00A37过热报警系数01.000.7019零序过流1段时限030S1.00S5.2软件压板序号名称默认序号名称默认序号名称默认1起动过流1段投入退10零序过流1段退19PT断线判别投入退2运行过流1段投入退11零序过流2段退20CT断线判别投入退3过流2段投入退12零序过流3段退21零序电流自产投入退4过流3段投入退13零序过压保护投入退22过热跳闸投入退5反时限过流投入退14过电压保护投入退23过热报警投入退6过负荷报警投入退15低电压保护投入退24电动机长起动投入退7负序过流1段投入退16低压无流闭锁投入退25PT断线判别投入退8负序过流2段投入退17非电量备用1投入退9负序过流反时限投入退18非电量备用2投入退5.3 出口配置序号名称默认备注1起动过流1段0000 010001跳闸、保护信号出口2运行过流1段0000 010001跳闸、保护信号出口3过流2段0000 010001跳闸、保护信号出口4过流3段0000 010001跳闸、保护信号出口5反时限过流0000 010001跳闸、保护信号出口6过负荷信号0000 100000告警信号出口7负序过流1段0000 010001跳闸、保护信号出口8负序过流2段0000 010001跳闸、保护信号出口9负序过流反时限0000 010