WDZ-5231电动机差动保护装置

1、WDZ-5231电动机差动保护装置（V1.05）WDZ-5231电动机差动保护装置1装置功能WDZ-5231电动机差动保护装置主要用于 10KV及以下2000KW及以上三相异步电动机 的差动保护，与配套的WDZ-5232电动机保护测控装置共同构成大型电动机的全套保护。WDZ-5200系列电动机保护装置还包括 WDZ-5232电动机保护测控装置、WDZ-5233电动机综合保护测控装置，三者在保护、测控功能的区别见下表所示。WDZ-5231WDZ-5232WDZ-5233差动速断保护VV比率差动保护VVCT断线告警VV磁平衡差动保护V速断保护VV负序一段保护VV负序二段保护VV接地保护一段VV接地

2、保护二段VV过热保护VV堵转保护VV长起动保护VV正序过流保护VV过负荷保护VV欠压保护VVPT断线告警VVFC过流闭锁VV熔断器保护VV开关量保护一VV开关量保护二VV低电压电气连锁VV测量功能VV控制功能VV硬件电能计量功能VV操作回路功能VV2保护功能及原理2.1 电动机状态 电动机按照运行状态，有停机态、起动态、运行态之分。如果Imax<0.125Ie,电动机处于停机态；电动机原本处于停机态，检测到Imax>0.125 Ie：如果Imax>1.125 Ie,认为电动机进入起动第1页共12页钟金智科技WDZ-5231电动机差动保护装置(V1.05)态；如果ImaxW 1

3、.125 Ie,则认为电动机起动结束， 直接进入运行态。如果电动机处于起动态，检测Imax,如果0.125 Ie <ImaxW 1.125Ie,则电动机进入运行态；Imax<0.125 Ie,则电动机进入停机态。其中Imax为电动机机端电流最大值。2.2 差动起动元件装置差动速断和比率差动采用突变量起动元件和过流起动元件，当差动电流发生突变或者差动电流的最大值大于相应的过流定值时，起动元件动作并展宽10s,开放起动继电器。2.3 差动电流制动电流计算公式按照同名端同在一侧的原则，进行差动电流的计算，即为两侧电流的矢量和；制动电流按照两侧电流绝对值和的一半计算。差动电流：DI I h

4、 I i制动电流：HI ( h I i ) / 22.4 差动速断保护2.4.1 保护动作逻辑框图I da>I cdsd I db>I cdsd I dc>I cdsd2.4.2保护动作判据DI max I cdsd式中，Icdsd：差动速断保护动作电流整定值（ A）2.5 比率差动保护装置采用三折线比率差动原理，其动作曲线如下图所示, 保护必须在电动机不在停机态时，方才有效。3折线斜率固定为1。比率差动第3页共12页1.1.1 保护动作逻辑框图HIV0.5I eDI>I cdqd0.5I e<HIV3I eDI-I cdqd>KX (HI -0.5I e)

5、HI>3IeDI-I cdqd-KX2.5Ie>HI -3I eCT断线1.1.2 保护动作判据DIIcdqdHI0.5I eDIIcdqdKHI0.5I e0.5Ie HI3I eDI IcdqdK2.5IeHI3I eHI3I e式中，Icdqd：比率差动保护动作电流整定值( A)Ie：电动机运行额定电流二次值(A)2.6 延时CT断线告警功能0.125倍额定延时CT断线判别逻辑为：电动机任一侧三相电流有一相或两相电流小于 电流，且其它两相或一相电流均大于 0.2倍额定电流，则认为该侧发生CT断线。CT断线 延 时2秒，发出CT断线告警信号，但不闭锁任何保护。2.7 瞬时CT断

6、线闭锁功能CT断线判别是基于以下假设的：(1) CT断线不是所有相同时发生的；(2) CT断线与故障不是同时发生的。满足下述任一条件不进行CT断线判别：(1) 起动前某侧最大相电流小于0.2Ie,则不进行该侧CT断线判别;(2) 起动后最大相电流大于1.2Ie；(3) 起动后任一侧电流比起动前增加；只有在比率差动元件动作后，才进入瞬时CT断线判别程序，这也防止了瞬时CT断线 的 误闭锁。某侧电流同时满足下列条件认为是 CT断线：（1） 只有一相或二相电流为零；（2） 其它二相或一相电流与起动前电流相等；通过控制字投入或退出瞬时CT断线可闭锁比率差动。2.8 磁平衡差动保护 通常的基于电流平衡原

7、理的电动机差动保护，在电动机自起动和外部 短路暂态过程中，由于两侧电流互感器对穿越性暂态电流的传变特性不一致，产生不小的暂态不平衡差动电 流，造成差动保护误动。现场机端CT和中性侧CT二次电缆可能长度不一致， 甚至相差很大，造成CT二次负 载 相差较大，出现电流传变特性不一致，产生一定的不平衡差动电流，造成差动保护误动。磁平衡差动保护三相接线如下所示，电动机每相绕组的始端（机端）和终端（中性侧）引线分别入、出磁平衡电流互感器TA0的环形铁芯。在电动机正常运行或外部短路时，各相始 端和终端电流一进一出，互感器一次安匝为零，二次无输出，保护不动作。由此可见，在电动机没有发生相间短路的情况下，依靠互

8、感器一次励磁安匝的磁平衡，互感器二次侧没有不平 衡电流，从而彻底根除电动机自起动和外部故障短路暂态过程中的误动作。磁平衡差动保护装置需要和专用磁 （自）平衡CT配合使用，从中性侧三相电流接入。此 时传统差动保护不再使用。g.金智科技WDZ-5231电动机差动保护装置（V1.05）2.8.2保护动作判据Il maxI cphttcph式中，I Imax ：磁平衡A、B、C相电流（Ial, Ibl, Icl）最大值（A） Icph： 磁平衡差动保护动彳电流整定值（A）tcph：磁平衡差动保护动作时间整定值（S）2.9 保护定值序号名称及含义符号单位整定范围1电动机额定电流IeA0.20In-1.2

9、01n2差动速断电流IcdsdIe0.20-20.003最小动作电流IcdqdIe0.20-20.004比率制动系数K0.10-0.605CT断线闭锁比率差动退出、投入6磁平衡差动动作电流I cphA0.10-20.007磁平衡差动动作时间tcphs0.00-10.002.10 软压板装置提供软压板功能，在进行软压板投退过程中，会产生软压板虚拟遥信变位信息。序号名称及含义符号整定范围1差动速断保护退出、投入2比率差动保护退出、投入3CT断线告警退出、投入4磁平衡差动保护退出、投入3背板端子和接线原理图3.1 模拟量输入Iah、Ibh、Ich为电动机机端三相保护电流，有额定5A和1A之分。Ial

10、、Ibl、Icl为电动机中性侧三相保护电流，有额定5A和1A之分。如果为磁平衡保护，此电流从磁平衡CT引入，为保证精度，一般选择二次 CT额定为1A。3.2 背板端子从装置前面看，背板端子最左边为插槽1,最右边为插槽5,中间分别为插槽2、搠3、插槽4。从装置背面看，最右边为插槽1,最左边为插槽5。端子编号为3位 数如ABC一位A为插槽序号，第二三位BC为自上而下端子 的序号。如插槽3的第1个端子，编号为301。第#页共12页钟金昌科技WDZ-5231电动机差动保护装置（V1.05）第7页共12页I:5篁三二J祀504,置电总负3J3上 4保学戢魅蕉一置w袁正粕士-15055K3：5 m兆、;开

11、五祗集爻5:/开.口3373无开A?3J8'1开配三509开与309工个子弁，:心开A45L开A53.相451E开M31E1此71开四打#1./515开岭3155LG开1Q316517 _£如靛冕一白3：75H¥.哥总现一316519开入良心营各地315iiF 二T4观遍蛇一&：P3JZ.n匕然用（2B由15EE卜北同小w +3eE523407归炉”-3233E上八山©皙号W3?4开用910第矍W律信事525的W0接5r7：3?71保于希省落号528对22,323529开过3口3329个H傕号1 ) J 1 1枳MJJJJ ,3jl个泄”耨:算&#

12、39;753Pq2nS J kJ-mm#1C_ I103 t.r1C5 chIC/ I1C9 I bl_ Iz.113113二IP匕斤ICih aIcIY .CGI ar108旧,0工工插槽i：模入板端子101102为电动机机端保护 A相电流输入。端子103104为电动机机端保护 B相电流输入。端子105106为电动机机端保护C相电流输入。端子107108为电动机中性侧保护A相电流输入或磁平衡A相电流输入。8室四科技WKOHWDZ-5231电动机差动保护装置（V1.05）为电动机中性侧保护B相电流输入或磁平衡B相电流输入。端子111112为电动机中性侧保护C相电流输入或磁平衡 C相电流输入。插

13、槽2:空板插槽3:出口板端子301304为保护联跳输出。301302为其中一副接点输出；303304为其中 另 一幅接点输出。端子305308为开出2出口。305306为其中一副接点输出；307308为其中另 一 幅接点输出。端子309310为保护跳闸出口。端子311312为开出4出口。 端子313314为开出5出口。端子325326为装置故障告警信号输出。端子327328为保护跳闸信号输出。端子329330为保护告警信号输出。端子331332为动作告警信号输出，当保护动作或保护告警时，此信号输出。插槽4:接口板端子401402为现场总线1输入，401为正极性，402为负极性。可选择CAN、

14、ProfiBus 网络接口。端子403为信号地。端子404405为现场总线2输入，404为正极性，405为负极性。可选择CAN、 ProfiBus 网络接口。端子406407为GPS对时输入端口，接485差分电平。端子408为信号地。装置接地螺柱必须和现场接地网可靠连接。插槽5:电源板端子501为装置电源地，该端子和装置接地螺柱相连后再与现场接地网可靠连接。端子503504为装置电源输入，装置电源可选择交直流220V或直流110V。503为装置电源负输入端，504为装置电源正输入端。端子506530为24路强电直流110V或220V开入。506为开入公共负端，507530为24路开入输入。端子

15、531532为装置闭锁输出，常闭接点。装置24V失电或内部CPU不正常工 作， 接点闭合。3.3端子接线原理图3.3.1 模拟量输入接线原理图第#页共12页机端侧 电保护电 流流中性 回侧保护 路电流g.金智科技WDZ-5231电动机差动保护装置（V1.05）第11页共12页3.3.2 开入、开出、中央信号、网络回路接线原理图-KM +KM314 1QC504503,1-i_j5L5071k.J508一产509510一511一E512.s513jO514Q?.1515516517518519.k-J3一5201TJ-E二.下u.i_Yj1fW52.1S-522523.-n05241X1JL r

16、525一526527528529530506空气开关装L/DC+置电L/DC-源开入1 :入2开入3开 入4遥开入5开入6信开入7开入8开入9量升入10开入11开入12采开入13升入14集开入15入16开入17开入18开入19开入20开入21开人22 开入23开入24开入公共端小母线301r尸：淄3023033041 x：5306307口308309310311罚2D3145百1飞 5 5323253261?3283291/-0-0保护联跳跳合开出2闸-0保护跳闸-0出xjc开出4口-0开出5/*h装置闭锁0JOI装置故障中.保护动作央信-0号保护告警330331动作告警信号3321-A401

17、!I 402403404)*3405心406Np407408NET1-AGPS-信号地NET1-B信号地NET2-ANET2-B'GPS+现场总线1通讯现场总线2网络GPS寸时8金智科技WIKOHWDZ-5231电动机差动保护装置(V1.05)4装置选型WDZ-52312:110V220VIn 1AIn 5A(1)装置网络通讯接口可选配 CAN、ProfiBus ,均为双网配置;特殊说明；如果需要选配RS485(2)装置开入电源有直流110V 分交流和直流；和直流220V之分；装置电源不区分110V和220V,接口，请也不区(3)装置保护电流二次额定值有装置可扩展开入、开出资源,1A和

18、5A之分;请特殊说明；第15页共12页(5)装置无测控功能，不配置 420mA输出和硬件电能板；也不配置操作回路。整定说明5.1重要提示本整定说明仅供参考。5.2差动保护差动速断电流Icdsd按躲过电动机起动时的最大不平衡电流计算:I cdsd K rel I unb max式中，Krel：可靠系数，取2 Iunbmax：电动机起动时最大不平衡电流,般不超过2Ie,取2Ie Ie：电动机额定电流，二次值(A) 可取 Icdsd= (45) I e最小动作电流 Icdqd按躲过电动机正常运行时的最大不平衡电流计算:I cdqd K rel I umb K rel K ap K er I e式中，Krel：可靠系数，取2Kap：