1、整理KY8160微机电动机保护测控装置KY-8160数字式电动机保护测控装置01 装置简介KY-8160微机电动机保护测控装置适用于10KV及以下电压等级大中型异步电动机（数百千瓦以上），可实现相间故障、过负荷、堵转等综合保护。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。KY-8160A型装置测量、保护共用一组CT；KY-8160B型装置测量、保护各用一组CT。02 主要功能功能 产品型号KY-8160AKY-8160B保护功能三段过流保护启动速断保护反时限过流保护低电压保护长启动保护过电压保护负序过流保护负序反时限过流保护零序过压告警零序过流保护过负荷告警过热
2、保护与告警非电量保护与告警CT 断线告警PT 断线告警测控功能4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次谐波遥信10路外部开入遥信采集，多路软遥信操作防跳回路独立的操作防跳回路，控制电源交、直流220V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，监视控制回路断线控制4路出口空接点，定义为跳闸、合闸出口接点和保护、告警信号接点现场总线eCAN 和RS485，集成IEC-103 、CAN2.0、MODBUS等规约对时专用硬件时钟电路，支持网络对时监视记录功能装置操作记录、遥
3、控操作记录、SOE记录、保护事件记录、遥信变位记录、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 三段过电流保护装置设置三段定时限过流保护。过流段相当于速断保护，主要用于电动机的短路保护。过流段有两个保护定值，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。过流段主要用于堵转保护，
4、详见堵转保护。过流段主要用于反时限。三段过电流保护的动作逻辑相同，动作条件为：AMAX（Ia，Ib，Ic） Iset ；Iset为过流定值BTTset ；Tset为过流元件时间延时定值 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
5、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
6、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。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，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：AI2 Iset ；Iset为负序过流动作定值BT 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，零
7、序过流保护包括三段零序过流保护。零序过流保护动作判据为：A3I0 I0set ；I0set为零序过流动作定值BT 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。中华人民共和国环境保护法和其他相关法律还规定：“建设项目防治污染的设施，必须与主体工程同时设计，同时施工，同时投产使用（简称“三同时”）。防治污染的设施必须经原审批环境影响报告书的环境保护行政部门验收合格后，该建设项目方可投入生产或者使用。”“三同时”制度和
8、建设项目竣工环境保护验收是对环境影响评价的延续，从广义上讲，也属于环境影响评价范畴。低电压保护动作判据为：第1页AMAX（Uab,Ubc,Uca） Uset ；Uset为低压定值 BMAX（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。2）预防或者减轻不良环境影响的对策和措施。主要包括预防或者减轻不良环境影响的政策、管理或者技术等措施。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：2. 环
9、境敏感区的界定AMAX（Uab,Ubc,Uca） Uset ；Uset为低压定值（1）建设项目概况。 B断路器在合位 ；断路器位置闭锁对于不同的评价单元，可根据评价的需要和单元特征选择不同的评价方法。 CT Tset ；Tset为时间定值以上条件为逻辑与关系。新增加的六个内容是：风险评价；公众参与；总量控制；清洁生产和循环经济；水土保持；社会环境影响评价。3.7 过负荷告警过负荷保护反应电动机定子电流的大小，过负荷告警动作判据为：AMAX（Ia,Ib,Ic）Iset ；Iset为过负荷动作定值另外，故障树分析（FTA）和日本劳动省六阶段安全评价方法可用于定性、定量评价。BTTset ；Tset
10、为时间延时定值C、启动过程完成 以上条件为逻辑与关系。3.8 过热保护与告警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；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 电动机的额定电流（实际运行额定电流反应到CT二次侧的值）；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1；K2 负序电流发热系数，可在310的范围内整定，无特殊说明为6。电动机在过热与散热时积累过
11、热量的变化过热保护跳闸后，装置的热记忆功能起动，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上图所示。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。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10%Ie时开始计时，直到起动电流过峰值（1.25Ie）后下降到112%Ie时停
12、止计时，之间历时为Tm。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Tm时，保护动作于跳闸。在启动过程中会显示电池标志。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倍电动机最长的起动时间。异步电动机启动电流特性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
13、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：式中： 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。定子零序电压保护动作判据为：A3U0 U0set ；U0set为低压定值 B断路器在合位 CT 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，其中非电量1控制字投入时，经延时后直接动作于跳闸；非电量2控制字可选择为经延时后发告警信号。非电量
14、保护动作条件为：A 非电量遥信高电平B T Tset ；Tset为非电量时间以上为逻辑与的关系。3.13 PT断线装置对母线PT电压进行实时监测，在保护启动元件没有动作时，按以下条件判断母线PT断线：A)MIN（UAB，UBC，UCA） 70VB）U28VC）MAX（Uab,Ubc,Uca） 0.06In以上条件A必须满足，条件B、C为逻辑或关系。3.14 CT断线检测 装置适时检测CT输入电流，发现异常延时10秒报警CT断线。在启动元件没有动作时按以下条件判断CT断线： AMAX（Ia，Ib，Ic） Iset ；Iset为CT断线定值BMIN（Ia，Ib，Ic） 0.90 Iset 以上为逻
15、辑与的关系。3.15 控制回路断线检测 装置实时监测断路器分闸位置和合闸位置，当同时检到分闸位置和合闸位置，或者同时检测不到分闸位置和合闸位置，装置认为是控制回路断线，经延时装置报控制回路断线信息。3.16 报警闭锁当装置检测到RAM、I2C、A/D等硬件自检出错时，将在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。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1A5
16、07CAN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2S遥信号：09，遥信09对应外部遥信，遥信10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：0305 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0.114In5.00A20零序过流2段定值0.114In4.00A2电动机起动时间030s10.00S21零序过流2段时限030S1.00S
17、3起动过流1段定值0.114In8.00A22零序过流3段定值0.114In3.00A4起动过流1段时限030S0.10S23零序过流3段时限030S2.00S5运行过流1段定值0.114In5.00A24零序过压定值3120V40.00V6运行过流1段时限030S0.10S25零序过压时限030S1.00S7过流2段定值0.114In4.00A26过电压定值3120V110.0V8过流2段时限030S1.00S27过电压时限030S0.5S9过流3段定值0.114In3.00A28低电压定值3120V60.00V10过流3段时限030S2.00S29低压无流闭锁定值0.114In0.80A1
18、1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0.114In2.00A31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0.114In5.00A33发热时限01001015负序过流1段时限030S0.1S34散热时限01002016负序过流2段定值0.114In4.00A35负序电流发热系数030617负序过流2段时限030S1.0S36过热报警系数01.000.7018零序过流1段定值0.114In5.00A37CT断线电流定值0.114In1.
19、00A19零序过流1段时限030S0.10S5.2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9负序过流反时限投入退17非电量备用1投入退2运行过流1段投入退10零序过流1段退18非电量备用2投入退3过流2段投入退11零序过流2段退19过热跳闸投入退4过流3段投入退12零序过流3段退20过热报警投入退5反时限过流投入退13零序过压保护投入退21电动机长起动投入退6过负荷报警投入退14过电压保护投入退22PT断线判别投入退7负序过流1段投入退15低电压保护投入退23CT断线判别投入退8负序过流2段投入退16低压无流闭锁投入退24控制回路断线投入退特殊说明：1、 在电动机启动的
20、过程中，运行过流1段保护、过流2段保护、过流3段保护、过流反时限保护以及过负荷告警将自动闭锁，直到电动机启动过程完成才开放它们。2、 装置配置两种过流1段保护，在电动机启动过程中，启动过流1段保护有效，启动完成后运行过流1段保护有效。06 端子定义图6.1 KY-8160A型装置端子定义图 电压Y型接线，测量、保护共用一组CT。6.2 KY-8160B型装置端子定义图 电压V-V平衡接线，测量、保护各用一组CT。07 接线原理图7.1 KY-8160A型装置接线原理图接线说明：1、电压Y型接线，测量、保护共用一组CT。2、当采用三相电流保护时，请按上图接线；当采用两相电流保护时，可不接入B相电流。3、当需要采用本装置操作防跳回路时，请按上图接线；当不需要本装置操作防跳回路时，可直接将本装置4X端子上提供的跳闸出口、合闸出口空接点引向用户指定的跳合闸机构。7.2 KY-8160B型装置接线原理图接线说明：1、电压V-V平衡型接线，测量、保护各用一组CT。2、当需要采用本装置操作防跳回路时，请按上图接线；当不需要本装置操作防跳回路时，可直接将本装置4X端子上提供的跳闸出口、合闸出口空接点引向用户指定的跳合闸机构。
