NS 941S 电动机综合保护说明书(V1.3)[策划]

1、NS 941S电动机综合保护测控装置说 明 书南京南自科技开展2006年6月地 址：南京市江宁开发区天元中路128号诚基大厦2-213联系方式：*本说明书可能会被修改,请注意最新版本资料目 录1概述12主要技术参数33保护功能64测量、控制以及事件记录功能95硬件结构说明106使用操作说明127装置参数一览141 概述NS 941S电动机综合保护测控装置适用于大型及中型三相异步电动机的保护、测量及控制。本装置分直流操作回路和交流操作回路两种。可以在开关柜就地安装，也可以集中组屏安装。1.1 装置主要特点高速的DSP处理器采用高性能DSP芯片，提供了高速的数据处理能力，保证了高性能实时算法的实现

2、，提高了装置的可靠性和整体性能。快速、高精度采样采用快速14位高精度采样芯片，并采用频率自动跟踪技术，保证了很高的保护和测量计算精度。强大的通讯功能采用CAN网作为主通讯接口，传输速率可达1Mb/s，系统响应速度快。可靠的操作箱功能独立的跳、合闸启动和保持回路，可靠的防跳回路设计。控制电压可选交流或直流。高可靠的电磁兼容设计标准背插式工业机箱，电路板采用外表贴装技术以及多层板工艺，选用快速瞬变电压抑制器件，使装置具有很强的电磁兼容能力。1.2 保护功能配置电流速断保护过电流保护正序过流保护负序过流保护零序过流保护启动时间过长保护低电压保护1.3 数据采集功能实时采集电流、电压、有功、无功、功率

3、因数、频率16路遥信量1.4 事件记录保护动作记录告警事件记录遥信变位记录操作命令记录1.5 控制功能就地/远方分闸、合闸控制远方定值修改远方保护投/退1.6 操作箱功能跳位、合位指示可靠的自保持及防跳设计1.7 通信功能CAN总线1.8 故障波形记录功能2 主要技术参数2.1 额定参数.1 直流电源额定电压：220V或110V订货说明允许偏差：2015纹波系数：5功耗：15W2.1.2 交流参数交流电压：100V交流电流：5A或1A订货说明频率：50HZ交流电流功耗：VA/相 额定电流5A0.1VA/相 额定电流1A交流电压功耗： 0.1VA/相交流电流过载能力：2倍额定电流连续工作20倍额

4、定电流连续工作10秒40倍额定电流连续工作1秒交流电压过载能力：1.2倍额定电压连续工作2.2 保护参数2.2.1 电流元件动作电流 ：0.120In 级差：0.01A误差 ：32.2.2 电压元件动作电压：0.5120V级差：0.1V误差：32.2.3 整组动作时间包括继电器固有时间倍整定值：30ms2.2.4 跳合闸电流0.4A4.5A订货说明2.3 测量精度电流、电压：级有功、无功：2.4 绝缘性能.1 绝缘电阻装置的带电局部和非带电局部及外壳之间，以及电气上无联系的各电路之间，用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，均大于100M。.2 介质强度在正常试验大气条件下，装置能承受频率

5、为50Hz，历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元器件损坏现象，试验电压2kV。.3 冲击电压在正常试验大气条件下，装置的直流电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地以及回路之间，能承受的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5KV，装置应无绝缘损坏。2.5 机械性能.1 振动级的振动耐久能力试验。.2 冲击级的冲击耐久能力试验。.3 碰撞技术条件：装置能承受GB7621第18章规定的严酷等级为级的冲击耐久能力试验。2.6 气候条件2.6.1 环境温度工作温度：2055存储温度：25702.6.2 相对湿度：95，无凝露2.6.3 大气压力：70106 KPa2.7 电磁兼容2.

6、静电放电抗干扰度通过GB/T 14598.141998标准、静电放电抗干扰4级试验。2.7.2 电快速瞬变脉冲群抗扰度通过GB/T 14598.101996标准、电快速瞬变脉冲群抗扰度4级试验。2.7.3 浪涌冲击抗扰度通过GB/T 17626.51999标准、浪涌冲击抗扰度3级试验。2. 脉冲群抗扰度通过GB/T 14598.131998标准、脉冲群抗扰度3级试验。3 保护功能按照运行状态不同，将电动机状态划分为“待机、“启动、“运行三个时间段。 速断保护速断保护作为电动机绕组及引出线发生相间短路时的主保护。为了提高电流速断保护在正常运行状态下的灵敏度，本装置速断保护设置了两个整定值：电动机

7、启动状态下的高定值和正常运行状态下的低定值。考虑到电动机启动时以及外部短路会产生较大的瞬态电流，建议速断保护带一短延时，对于中小型电动机该延时可取秒，对于大型电动机可取0.20秒。速断保护在电动机所有状态时间段均提供保护作用。3.2 过电流保护过电流保护用于电动机绕组及引出线发生相间短路时的保护。与速断保护相似，保护设置了两个整定值：电动机启动状态下的高定值和正常运行状态下的低定值。过电流保护在电动机所有状态时间段均提供保护作用。3.3 正序过流保护 本装置的正序过流保护对电动机在启动结束后的堵转及对称过负荷提供快速保护。假设在电动机启动过程中发生堵转，启动时间过长保护会动作，虽然动作时间可能

8、大于允许的堵转时间，但考虑到堵转前电动机处于冷却状态，允许适当延长跳闸时间。正序过流保护在电动机启动阶段自动退出保护功能，启动结束后自动投入保护。3.4 负序电流保护负序电流保护用于反响电动机的不对称故障、断相、反相、匝间短路、不对称过负荷。本装置反时限特性是一条设置了最小时限的反时限曲线。设置最小定时限是为了防止电动机外部两相短路时的误动作，或电动机出口采用FC回路时防止负序保护先于熔丝熔断前动作。动作判据：t= 当1 2时；t=T 当 2时其中，I2： 电动机的负序电流 I2dz：负序电流动作值 T： 负序动作时间常数负序电流保护在电动机所有状态时间段均提供保护作用。3.5 零序过流保护本

9、装置采用零序互感器获取电动机的零序电流，作为电动机的单相接地保护，在电动机所有状态时间段均提供保护作用。3.6 启动时间过长保护电动机启动时间过长会造成转子过热，当装置实际测量的启动时间超过整定的允许启动时间时，保护动作于跳闸。3.7 转子堵转保护转子堵转保护主要对运行中堵转提供保护，同时对电动机绕组及引出线发生相间短路也可以提供保护。转子堵转保护只在电动机运行阶段投入保护，待机或者启动阶段保护功能自动退出。3.8 低电压保护为防止电动机在低电压状态下运行时，负荷电流增加而烧坏设备，以及保障重要电机的自启动，本装置设置了低电压保护。为防止电动机停运时低电压保护动作，本保护在断路器在合位，且装置

10、检测到PT电压正常时间超过3秒后才投入。3.9两相式CT的控制字投退当现场只装设有A、C两相电流互感器CT时，应将“保护选项投退中的“自产B相电流控制字设为投入，这时装置中用于保护判别的B相电流由软件计算得到。4 测量、控制以及事件记录功能4.1 测量功能4.1.1 交流量装置可实时采集电压、电流、有功功率、无功功率、频率及功率因数。4.1.2 状态量装置设有8路外部开关量接口，用于保护投退、闭锁接点、刀闸等开关量的采集；装置还设有4路内部状态量的采集，用于操作回路如跳位、合位等信号的采集。4.2 控制功能装置可接收遥控命令实行开关的远方分、合控制。还可通过菜单手动命令对开关进行手动分合操作。

11、控制回路的电源KM分为直流和交流AC 220V两种，端子定义和原理各不相同，请参阅附图3附图6。保护定值的修改、保护功能的投退均可由远方控制。4.3 事件记录功能装置的事件记录保存了在运行时发生的重要事件，失电后不丧失。共有四类记录：动作事件记录、告警事件记录、遥信变位事件记录和操作命令记录。每一类记录均为16条，采用循环覆盖的保存方式。动作事件记录的内容为作用于跳闸的保护动作时间、保护名称。告警事件记录的内容为作用于告警信号的保护动作时间，名称，以及装置自检出错告警等。遥信变位事件记录的内容为接入装置的遥信量发生变位时的状态和时间。操作命令记录的内容为在本机或遥控修改定值、就地或遥控分、合闸

12、等操作的发生时间和操作名称。事件记录中的操作命令记录是不可删除的，其他事件记录可以手动删除。4.4 故障录波功能本装置故障录波功能，记录的模拟量为Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、I0等，记录的状态量为保护跳闸命令。5 硬件结构说明5.1 机箱结构装置采用标准5U机箱，由模拟量模件、DSP模件、信号出口模件、电源模件、显示面板组成。装置机箱采用背插式结构，各模件功能相对独立，便于调试和维护工作。机箱示意和开孔尺寸见附图。5.2 模拟量模件模拟量模件包括交流电流输入回路、交流电压输入回路和直流量输入回路。交流电流输入回路由电流互感器和滤波电路组成，交流电压输入回路由电压互感器和滤波回路组成，直

13、流量输入回路由光耦和滤波回路组成。模拟量模件将系统二次侧的电流、电压以及直流量变换为装置可以使用的模拟量，提供应DSP模件。同时模拟量输入回路还具有很强的隔离屏蔽和滤波功能，可以隔离和抑制系统中可能出现的干扰信号。5.3 DSP模件DSP模件是装置的核心局部，模件内包括高效的DSP芯片和大规模可编程器件，配合高速存储器和高精度采样芯片，保证了装置的可靠性和先进性。插件采用多层印制板及外表贴装工艺，提高了装置的稳定性及抗电磁干扰能力。 信号出口模件信号出口模件由信号继电器、出口继电器及开关操作回路组成，对外提供信号空接点、跳闸空接点，以及开关的防跳回路和位置信号。其中开关操作回路局部完全独立，简

14、化了设计和调试工作，进一步提高了装置可靠性。5.5 电源模件电源模件提供装置的工作电源。该模件还包括16路遥信量回路，为提高遥信回路的抗干扰能力，遥信采用强电DC220V或DC110V输入，完善、周到的设计可防止回路电缆接地引起的遥信状态变位。5.6 面板显示面板包括液晶屏、键盘和信号灯。其中液晶显示为全中文菜单，空闲状态时显示屏背光和显示可以自动关闭。 指示灯装置面板上有指示灯，其中“运行和“跳位灯为绿色，其它为红色，具体意义如下。指示灯意 义运行正常运行时，每秒闪烁一次告警事故总告警信号动作保护动作及合闸信号跳位开关跳位绿灯合位开关合位红灯表 面板指示灯意义5.8 键盘键 盘意 义上移方向

15、键/加1，上移一行或一屏下移方向键/减1，下移一行或一屏左移方向键，左移一列或一屏右移方向键，右移一列或一屏确认确认当前操作取消取消当前操作并返回上一级菜单复归信号继电器复归表 面板键盘意义6 使用操作说明 上电运行装置在上电前，信号端子中的“装置故障信号接点处于闭合状态。上电后，该接点翻开。正常情况下面板上的“运行指示灯会连续闪烁，周期大约为1秒。装置上电后自动进行自检，如果在运行中出现故障，“运行指示灯会停止闪烁，保持常亮或熄灭状态，同时信号端子中的“装置故障信号接点会自动闭合。装置的液晶显示可以设置为常开或者自动关闭，为了延长液晶的使用寿命，建议设定为自动关闭。 菜单说明装置采用中文菜单

16、，可以完成电量显示、参数设定、信息读取等。菜单项选择项内 容实时数据显示通过“左、“右键翻页显示所有交流量的有效值、方向元件的计算结果、频率、滑差、开入量等信息，数据自动实时刷新，按“确认键暂停或继续刷新。保护动作记录通过“左、“右键翻页显示所有保护动作记录，按“确认键可以选择删除记录。告警事件记录通过“左、“右键翻页显示所有保护告警、自检告警记录，按“确认键可以选择删除记录。开入事件记录通过“左、“右键翻页显示所有开入遥信变位记录，按“确认键可以选择删除记录。操作命令记录通过“左、“右键翻页显示定值修改、手动分合闸、遥控分合闸等操作记录。保护数据定值通过“左、“右键翻页显示电流、电压、时间等

17、数值型保护定值，按“确认键可以修改定值。保护选项投退通过“左、“右键翻页显示保护投退，保护选项等，按“确认键可以修改投退或选项。系统参数设置通过“左、“右键翻页显示装置的主要配置选项和参数，按“确认键可以修改选项和参数。通道系数设置通过“左、“右键翻页显示装置交流通道的微调系数，按“确认键可以修改系数。该系数在出厂前已经调好，用户不必改动。实时时钟校对通过“上、“下、“左、“右键可以设定当前时钟。手动命令合闸通过键盘操作，当开关在跳位时，启动合闸继电器手动命令分闸通过键盘操作，当开关在合位时，启动跳闸继电器表2.3 菜单项选择项意义 菜单内容详细说明6.3.1 系统根本信息菜单序号菜单内容意

18、义备 注1装置型号、软件版本号软件版本有可能更新2Ia、Ib、Ic三相保护电流3Uab、Ubc、Uca线电压4Can Port StateCAN接口通讯状态On ：通讯正常Off：通讯异常5Breaker State开关状态Wrong ：位置异常Open ：分闸状态Close ：合闸状态6Moto State电动机运行状态Ready ：停机Rise ：电流上升，启动开始Top ：电流到达峰值Run ：正常运行状态6.3.2 实时数据显示菜单序号菜单内容意 义备 注1Ia、Ib、Ic三相保护电流及2I1、I2、I0正序电流、负序电流、零序电流3Ua、Ub、Uc、U2三相保护相电压、负序电压4Ua

19、b、Ubc、Uca三相保护线电压5Freq频率6Iam、Ibm、Icm三相测量电流7Uam、Ubm、Ucm三相测量电压8Wat、Var、Cos有功、无功、功率因素9Trp1开入直跳1 开入1“0：无开入“1：有开入10Trp2开入直跳1 开入211DI3DI16开入3开入1612YF远方位置开入 开入813TWJ、HWJ跳闸位置、合闸位置 内部开入7 装置参数一览7.1保护定值和装置参数保护数值型定值一览表序号定值名称整定范围说 明1额定电流2长启动时间0.0103速断电流高定值启动期间定值4速断电流低定值启动结束后定值5过电流保护时间0.0106过电流保护高定值启动期间定值7过电流保护低定值启动结束后定值8过电流保护时间0.0109正序过流电流定值10正序过流时间0.01011负序过流电流定值12负序过流时间0.01013零序过流电流定值14零序过流时间0.01015堵转电流定值16堵转时间0.01017低电压定值18低电压时间19过电压定值20过电压时间0.01021过负荷告警电流22过负荷告警时间0.0102