UNTMMI技术说明书.docx
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UNTMMI技术说明书
第一章:
装置简介
1.1概述
1.2装置特点
第二章:
功能原理描述
2.1装置原理逻辑图
2.2基本控制功能
2.3可编程输入、输出控制功能
2.4测量功能
2.5保护功能
2.6监测功能
2.7通讯功能
第三章:
装置设计选型
第四章:
显示器面板和主机端子布置图
第五章:
装置的安装及外形尺寸图
第六章:
装置技术参数
第七章:
装置订货需知
附录A:
装置典型设计原理图
附录B:
组网方案介绍
第一章:
装置简介
1.1装置概述
UNT-MMI智能MCC控制保护管理装置是保定市尤耐特电气有限公司在研究国外同类产品、总结国内大量MCC电气系统典型设计经验的基础上,为适应电气系统二次设备终端智能化的趋势,针对MCC回路的设计特点推出的新一代数字式、强抗干扰型智能MCC控制保护管理装置。
产品主要用于一次回路为塑壳断路器+接触器的电动机回路,实现对电动机的各种控制、保护和监测,并能通过现场总线,实现对电动机回路的远程监控。
UNT-MMI智能MCC控制保护管理装置采用通用化设计理念,在简化一次回路的基础上(省却了传统的热继电器、热保护器、欠压过压保护器等多种保护器;取消了时间继电器、中间继电器、辅助继电器、电流互感器、仪表、转换开关、指示灯、可编程逻辑控制器等多种二次分立元件),完成了二次回路的控制、保护、联锁、测量、信号、通讯等功能,极大提高了设计与生产效率,同时降低了用户现场调试及维护工作量,缩短了项目设计及调试周期,具有明显的综合效益。
经过多年的工程实践,UNT-MMI系列产品已经广泛服务于电力、化工、造纸、冶金、市政、煤炭、核工业等众多领域,运行稳定可靠。
1.2装置特点
⏹采用32位工业级微处理器,速度快、精度高。
⏹全金属外壳设计,有效屏蔽外界电磁干扰。
⏹通过了“国家继电器质量监督检验中心”的15项电磁兼容检验,严酷等级为Ⅳ级。
⏹内置光电隔离的4~20mA输出接口,输出电量可选,且范围可调。
⏹装置一体化集成设计,选型简单,无需外加附件。
⏹装置小型化设计,安装方式灵活,可以安装于1/4MCC抽屉单元中。
⏹通过了“国家防爆电气产品质量监督检验中心”的检验,适用于增安型防爆电动机。
⏹三地控制方式更灵活,可以通过软硬件两种方式实现。
⏹开关量输入回路(可编程输入回路和固定输入回路)采用强电源控制,传输距离远,可靠性高。
⏹可选择汉字液晶或数码管显示,人机界面友好。
⏹装置内部控制触点带有触点保护电路,无需外加浪涌吸收器即可有效保护触点。
⏹装置内带自记忆回路,无需外配单独电源模块即可实现“抗晃电”功能及电压恢复自启动功能。
⏹解决了热继电器和MCCB过载部分不能模拟MCC负荷的电特性和热特性的缺憾,在节省热继电器、简化MCCB构造的基础上,能更好地保护用电设备。
⏹解决了MCCB瞬时脱扣器对长距离供电电动机端单相接地保护灵敏度不够的问题,省却了以往针对该问题单独加装单相接地保护的手段。
⏹可以解决复杂的工艺联锁(如电动机间的联锁、电动机与液位、温度等物理量的联锁),现场在不使用继电器搭接逻辑的前提下,可以实现非常复杂的联锁,提高了设计效率。
⏹采用工业现场总线技术(PROFIBUS/MODBUS/CAN)可以快捷地与监控系统、PLC通讯联网,实现了远方高级管理功能。
⏹双网络接口设计,可实现网络冗余,可靠性高。
第二章:
功能原理描述
2.1装置原理逻辑图
2.2基本控制功能
控制功能简介
装置面板上设有就地控制按键,通过面板上的控制按键可以在开关柜上方便的对电动机实施就地控制;另外通过装置的固定输入(X2-9,X2-10,X2-11),可以实现电动机的远方硬手操控制;通过现场通讯总线方式,也可以实现对电动机的远方软手操控制,三地操作互为闭锁,既可通过软件方式设定来实现,也可以通过外加转换开关来实现。
工程设计时,要求正转接触器的1个常闭接点接入装置的X2-7,反转接触器的1个常闭接点接入装置的X2-8(如果有反转情况),用作电机启停状态的识别。
控制功能原理图
此图适用于单转电机运行方式,其它请参见附录A:
装置典型设计原理图。
详细的启动方式和控制方案
完善的启动方式
启动方式
内部继电器控制方式
附录A:
典型设计原理图
直接启动(单相运行)
单继电器控制
UNT-FT01
直接启动(可逆运行)
双继电器控制
UNT-FT02
电阻降压启动
启动
双继电器控制
UNT-FT03
星三角启动
双继电器控制
UNT-FT04
自耦变压器启动
双继电器控制
UNT-FT05
完善的控制方案
具体控制地点
闭锁方式
方法
附录A
两
地
控
制
就地
远方
低压开关柜(装置面板)
机旁操作箱
面板软件设定
UNT-FT06
外接转换开关
UNT-FT07
低压开关柜(装置面板)
DCS硬接线
面板软件设定
UNT-FT08
外接转换开关
UNT-FT09
机旁操作箱
DCS硬接线
转换软件开关
UNT-FT10
三
地
控
制
就地
远方
低压开关柜(装置面板)
机旁操作箱
DCS硬接线
外接转换开关
UNT-FT11
低压开关柜(装置面板)
机旁操作箱
通讯操作
面板软件设定
UNT-FT12
外接转换开关
UNT-FT13
低压开关柜(装置面板)
DCS硬接线
通讯操作
面板软件设定
UNT-FT14
外接转换开关
UNT-FT15
2.3可编程输入、输出控制功能
UNT-MMI智能控制保护管理装置有5路可编程输入和2路可编程输出。
可编程输入输出功能可以方便地实现装置控制权限设定、远方合跳闸以及工程设计中复杂的工艺联锁,如电动机的一工一备自投逻辑;电动机的两工一备自投逻辑;与温度、水位、转速等物理量(无源开关量方式)的联锁等,取代了传统回路中的继电器搭接方式,极大地方便了工程的设计。
可编程输入输出的优点:
⏹只需要在显示面板中进行简单的设定即可完成复杂的逻辑关系
⏹所有的输入/输出接口电路均采用光电隔离,抗干扰能力强
⏹接点类型灵活,可以为常开、常闭、脉冲接点等类型,方便工程设计
可编程输入回路可选择不同的接点类型,可选择执行不同的功能,并可以通过内部控制字来选择实现此功能的关联条件。
具体参见下表:
可编程输入接点类型表
端子号
说明
输入类型
可设定延时
X2-1
输入公共端
X2-2
可编程输入1
常开、常闭、脉冲可设定
0—999.9秒
X2-3
可编程输入2
常开、常闭、脉冲可设定
0—999.9秒
X2-4
可编程输入3
常开、常闭、脉冲可设定
0—999.9秒
X2-5
可编程输入4
常开、常闭、脉冲可设定
0—999.9秒
X2-6
可编程输入5
常开、常闭、脉冲可设定
0—999.9秒
可编程输入功能及关联条件表
序号
功能
关联条件
1
启动A
就地控制方式
远方控制方式
通讯控制方式
工作状态
备用状态
2
启动B
3
停止A
4
停止B
5
停止
6
事故按钮或事故跳闸
7
复归
8
远方/就地状态选择
9
通讯有效(远方、就地操作无效)
10
工作/备用状态选择
11
退出所有保护
可编程输出接点类型表
端子号
方式
延时
输出类型
长脉冲
方式1
0~600S
长期闭合
方式2
0~600S
长期断开
短脉冲
方式3
0~600S
闭合
0~600S
断开
方式4
0~600S
断开
0~600S
闭合
可编程输出条件表
序号
动作输出条件
1
可编程输入1闭合
2
可编程输入2闭合
3
可编程输入3闭合
4
可编程输入4闭合
5
可编程输入5闭合
6
就地控制状态
7
远方控制状态
8
通讯控制状态
9
工作状态
10
报警信号
11
事故信号
12
报警和事故总信号
13
低电压保护
14
接地保护
15
缺相保护
16
Te时间保护
17
主回路电流超过接触器分断电流,闭锁接触器动作,输出跳塑壳断路器。
使用此项功能时,请接可编程输出2(带有触点保护,大容量继电器)输出。
2.4监测功能
2.4.1常规信息采集
装置内部有高速数据采集芯片,通过高档32位处理器对采集的各相电压,电流数据进行滤波计算之后,可以通过装置面板的液晶或数码管显示IA、IB、IC、I0、Uab、Ucb、正序电流、负序电流、过热百分比、功率、电度、功率因数等的测量。
对电压和电流的测量精度达到0.5%,其它电量的测量精度达到1%。
电度的测量是很多用户较为关心的问题,装置内部有EEPROM存储空间可达2MB,可长期保存数据,即使装置掉电也不会消失,很大的方便了用户的查询。
2.4.24-20mA远传功能
装置内置光电隔离的4-20mA输出接口,可将所选择的IA、IB、IC、I0、Uab、Ucb、功率等物理量的任意一项传送至远方控制中心,实现遥测功能。
本公司4-20mA的模拟量输出模块内置,无需外加任何附件,节省了安装空间,并且可以根据不同功率电机对4-20mA进行整定,改变以往不同功率电机只对应一个4-20mA上下限从而导致精度不高,DCS无法准确显示的局面。
2.4.3事故记录功能
装置具有事故记录功能,可记录最近5次的事故信息。
2.5保护功能
MMI控制保护管理装置对电动机运行过程中的各种数据进行采集,经32位工业级微处理器处理,精确可靠的实现电流、电压、功率等多种保护功能,保证了工业生产的安全性和可靠性。
每项保护均可投退
完善的保护功能
保护类型
相关参数
范围
动作
方式
过流保护
Igl:
过流保护动作电流设定值
0-12Ie
跳闸
tgl:
过流保护动作延时
0-60s
堵转保护
Idz:
堵转保护动作电流设定值
0-10Ie
跳闸
tdz1:
启动过程内堵转保护动作延时
0-60s
tdz2:
启动完成后堵转保护动作延时
0-60s
启动时间过长保护
Igc:
启动完成时后的正常工作电流
0~5Ie
跳闸
tqd:
启动时间
0-60s
过热保护
Tfr:
发热常数
0-400
跳闸
Tsr:
散热常数
100-1500
不平衡保护
bph%:
电流不平衡度设定值
10%-60%
跳闸/
报警
tbph:
不平衡保护动作延时
0-60s
接地保护
Ijd:
接地电流设定值
0-10Ie
报警/
跳闸
tjd:
接地保护动作延时
0-60s
相序保护
跳闸
缺相保护
跳闸
过电压保护
Ugdy:
过电压保护动作设定值
380V--500V
报警/
跳闸
tgdy:
过电压保护动作延时
0-60s
低电压保护
Uddy:
低电压保护动作值
0~380V
报警/
跳闸
tddy:
低电压保护动作延时
0-60s
Te时间保护
按特性曲线反时限动作
跳闸
欠功率保护
Pqgl:
欠功率保护动作整定值
0~Pe
报警/
跳闸
tqgl:
欠功率保护动作延时
0~60s
接触器最大分断电流保护
Ifd:
接触器最大分断电流
0~4000A
跳
塑壳
主回路电压恢复分批自启动功能
t1:
主回路电压失压限制时间
0~100s
t2:
自启动功能执行的延时时间
0~600s
2.5.1过流保护
概述:
智能MCC控制保护管理装置具有过流保护功能,可以实现本回路的过流保护,此保护为塑壳开关的后备保护,延时定值可在0—60秒内自由整定。
过电流保护在启动时间内自动闭锁,启动完成后自动投入,当实际三相中任意一项电流大于装置整定过流保护动作值Igl时,并且达到装置设定延时tgl,动作于跳闸。
逻辑图:
逻辑表:
过流保护:
整定范围
Igl:
过流保护动作电流设定值:
0-12Ie
tgl:
过流保护动作延时:
0~60s
动作条件
启动过程完成后
主回路任意一相电流>Igl
过流时间>tgl
2.5.2堵转保护
概述:
本装置堵转保护分为两个区间,一个为启动过程之内tdz1,一个为启动完成后tdz2。
电机的堵转电流由于电机类型和工矿的不同往往差异较大,因此堵转电流的设定应该依据现场实际情况进行整定。
下图假设堵转电流为电机正常工作电流的4Ie,在电机启动过程由于启动电流较大,因此为了防止装置误判为堵转保护导致电机跳闸,同时又希望在电机启动过程中进行电机的堵转保护,因此需要我们合理设置时间参数tdz1。
当电机启动完成后,如果发生堵转故障时,此时对电机危害最大,因为堵转时电动机可能已经达到热平衡了,没有多少热容量剩余,更容易烧毁。
因此要求堵转保护动作时间迅速,因此需要我们合理设定时间tdz2。
示意图:
逻辑表:
堵转保护:
整定范围
动作条件
Idz:
堵转保护动作电流设定值:
0-10Ie
tdz1:
堵转保护动作延时:
0~60s
tdz2:
堵转保护动作延时:
0~60s
动作条件1
启动过程中
在tdz1时刻,如果三相电流>Idz
动作条件2
启动过程完成后
如果三相电流>Idz
堵转时间>tdz2
2.5.3启动时间过长保护
概述:
电机启动电流一般为工作电流的5~8倍,发热则是正常工作状态的25~64倍,因此启动时间过长对于电机的危害是很大的,造成启动时间过长的原因有很多种,如低电压、堵转等。
启动时间过长保护需设定两个参数:
启动时间tqd、启动时间过长保护电流Iqd。
如下图所示,在设定的启动时间tqd到达后,如果实际电流大于设定值Iqd,则动作于跳闸;如果电机正常启动成功,则装置自动退出启动时间过长保护。
示意图:
逻辑表:
启动时间过长保护:
整定范围
Iqd:
启动完成时后的正常工作电流:
0-5Ie
动作条件
启动过程完成时刻
主回路任意一相电流>Iqd
2.5.4过热保护
概述:
采用综合电流保护,采用定时限过负荷、反时限过负荷保护的综合保护。
装置用数字方法建立电动机的发热模型,在各种运行工况下,对电动机提供准确的过热保护。
考虑到正、负序电流的热效应不同,在发热模型中采用热等效电流Ieq,其表达式为:
式中,K1=0.25(电动机启动时间内)
K1=1(电动机启动结束后)
K2=6
K1随电动机启动过程变化,为的是躲过电动机的启动电流,K2用于改变负序电流在发热模型中的热效应,由于负序电流在转子中的热效应比正序电流高很多,比例上等于在两倍系统频率下转子交流阻抗对直流阻抗之比。
根据理论和经验,本装置取K2=6。
电动机的积累过热量
为:
式中,
:
积累过热量计算间隔时间,本装置取
=0.1S。
电动机的跳闸过热量
为:
式中,
:
电动机的发热时间常数
当
时,过热保护动作。
=0表示电动机已达到热平衡,无积累过热量。
电动机在冷态(即初始过热量
=0)的情况下,过热保护的动作时间为:
当电动机停运,电动机积累的过热量将逐步衰减,本装置按指数规律衰减过热量,散热时间常数Tsr一般为4倍的电动机发热时间常数Tfr,即认为Tsr时间后,电动机又达到热平衡。
当电动机因过热被切除后,本保护即检查电动机的过热状态,当
70%
时,保护出口继电器不返回,禁止电动机再次启动,避免由启动电流引起过高温声,损坏电动机。
紧急情况下,如在过热状态下须启动电动机,可以按装置面板上的“ESC”键,人为清除热记忆值。
根据采集的各相电流及正、负序电流的数值,装置能正确指示出电动机缺相、堵转等故障。
表一:
电动机过载时过热保护的几组动作时间(单位:
秒)。
(整定发热时间常数可以获得更多的动作曲线)
动作时间
过载倍数
发热时间常数
100
200
300
400
500
1.1
930
1860
2790
3721
4651
1.3
170
340
510
680
850
1.5
87
174
261
348
435
1.7
56
112
168
224
280
2
34
68
102
136
170
3
13
26
39
52
65
4
6.7
13.4
20
27
34
5
4.2
8.4
12.6
17
21
6
2.9
5.8
8.7
11.6
14.5
7
2.1
4.2
6.3
8.4
10.5
8
1.6
3.2
4.8
6.4
8
逻辑表:
过热保护:
整定范围
Tfr:
发热常数:
0~1000
Tsr:
散热常数:
0~9000
动作条件
热积累量达到100%
2.5.5电流不平衡保护
概述:
本装置通过采集三相电流后,计算出最大相电流、最小相电流、三相电流平均值,采用以下公式计算不平衡度
电流不平衡度=
装置可设定电流不平衡度,当电流不平衡度实际计算值大于装置设定值bph%时,并且达到延时后,装置动作于跳闸或报警。
逻辑图:
电流不平衡保护:
整定范围
bph%:
电流不平衡度设定值:
10%~90%
tbph:
不平衡保护动作延时:
0-60s
动作条件
电流不平衡度>bph%
达到不平衡保护延时tbph
2.5.6接地保护
概述:
对于较长距离供电、中性点为大电流接地系统的低压电机机端发生单相接地时,MCCB瞬时脱扣器的保护灵敏度往往不够,为此本装置设置了接地保护功能。
装置通过IA+IB+IC=I0原理,由装置内部计算出接地电流Io,当接地电流Io大于用户设定值Ijd时,装置动作,切除故障,停止电动机工作。
切除时间可在0—60秒内由用户整定。
逻辑图:
逻辑表:
接地保护:
整定范围
Ijd:
接地保护动作设定值:
0~10Ie
tjd:
接地保护动作延时:
0~60s
动作条件
实际零序电流>Ijd
达到接地保护延时tjd
2.5.7相序保护
概述:
本装置采用电流判断,当相序接反后,负序电流会明显增大,正序电流明显减少,因此本装置以负序/(正序+负序)>80%为判据,如果大于80%,并且达到设定延时后,则装置动作于跳闸。
逻辑图:
逻辑表:
相序保护:
动作条件
负序/(正序+负序)大于80%
2.5.8缺相保护
概述:
电动机缺相时导致严重的转子发热,从而烧毁电动机。
它的动作灵敏度高于过热保护,缺相更是在前期发现了潜在的导致电机烧毁的故障,很有效的提前保护了电机。
本装置采用计算正、负电流,判断运行时电机是否缺相,防止了靠电压判断时电压取值地点不准确的问题,缺相保护动作于跳闸。
逻辑图:
逻辑表:
缺相保护:
动作条件
任意一相电流<5%额定电流;并且其他两项电流>15%额定电流
2.5.9过压保护
概述:
一般的电压比额定电压高一些,没有多少问题的,但是严重的过电压会导致电动机铁芯的饱和,大大增大电动机的励磁电流,从而烧毁电动机。
本装置采用电压判断方式,当电压高于过压保护设定值,并且达到设定延时后,则过压保护动作,装置动作于分闸。
逻辑图:
逻辑表:
过电压保护:
整定范围
Ugdy:
过电压保护动作设定值:
380V~1000V
tgdy:
缺相保护动作延时:
0~60s
动作条件
Uab和Ucb线电压均>Ugdy
达到过电压保护延时tgdy
2.5.10低电压保护
概述:
当三相电压均低于设定值时,并且达到设定延时,装置自动分闸。
低电压保护主要有两个方面的功效:
一是当发生低电压故障时,电机转矩不足,长期运行会导致电机的烧毁,因此需要在发生低电压故障时,及时停止电机运行;另外一方面当系统发生低电压时,通过切断不重要负荷,有效的保证了重要负荷的连续工作,维持了系统的稳定性。
逻辑图:
逻辑表:
低电压保护:
整定范围
Uddy:
低电压保护动作设定值:
0~660V
tddy:
低电压保护动作延时:
0~60s
动作条件
Uab和Ucb线电压均小于设定值Uddy
达到低电压保护延时tddy
2.5.11欠功率保护
概述:
当实际功率低于整定值,并达到整定延时后,保护动作。
逻辑图:
逻辑表:
欠功率保护:
整定范围
Pqgl:
欠功率保护动作设定值:
0~Pe
tqgl:
欠功率保护动作延时:
0~60s
动作条件
实际功率 达到欠功率保护延时tqgl 2.5.12接触器最大分断电流保护 概述: 当出现超过接触器分断能力的故障电流时,为了保护接触器的触点,装置闭锁接触器分闸,并从可编程输出2输出接点(此接点采用大容量继电器,带触点保护)用于跳塑壳断路器。 逻辑图: 逻辑表: 接触器最大分断电流保护: 整定范围 Ifd: 接触器最大分断电流: 0~14Ie 动作条件 故障回路电流>Ifd 2.5.13电压恢复分批自启动功能 概述: 此项保护功能主要考虑的当一次回路发生短暂失压故障后,电压恢复正常,装置设有记忆芯片,可以维持电机原先的运行状态。 电压恢复自启动功能可以有效的解决系统失压及晃电等现象对系统运行造成的影响。 此功能有两个整定时间,一个为失压限制时间t1,此时间限制了电压恢复时间;一个为自启动功能执行的延时时间t2,此时间的设定主要解决了电机分批自启动的问题,可有效保证系统运行的稳定性和连续性。 另外除了重要负荷装置电源采用直流电源外,很多场合装置有时采用交流电源,如果主回路失压后,装置也将失电,将无法判断主回路三相电压的情况,但本装置内部带有自记忆回路,当装置电源恢复后,仍可回复电机的初始运行状态。 逻辑关系: 2.5.12Te时间保护 Te时间保护 Te时间保护适用于增安型电动机的保护. 当3≤Ia/Ie≤8时,te时间保护动作公式为: Tep=K/(0.187*Ia/Ie+0.312) Tep: 保护动作时间 K: Te时间曲线保护系数K=4.3 Ia: 最初起动电流 Ie: 额定电流 te时间保护动作系数设定为4.3时的反时限保护特性可用于增按型防爆电动机te时间保护。 当te时间保护被打开,过热保护和过流保护功能将被自动关掉。 te时间保护功能符合GB3836.3-2000标准的相关规定,适用于连续运行工作状态下,包括容易启动和不频繁启动不会产生明显的附加温升,允许采用反时限过载保护装置的增安型防爆电动机te时间保护,根据被控制(保护)电动机铭牌上的额定电流IN值设置保护装置上的额定电流值。 例如: 某增按型电动机额定电流为8A,设定4L=8,投入时间保护功能,即可对该电动机进行保护。 电动机启动后,当电动机过电流倍数达到一定程度,UNT-MMI智能MCC控制保护管理装置按照附表的“te时间保护特性曲线”和“te时间保护特性表”(见附表)进行保护,自动断开电动机电源。 电动机的te时间保护功能应从电动机启动是投入。 注意事项: 1.本产品为非防暴产品,不得在爆炸危险场所安装与接
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