127146PA100+M技术说明书V0540.docx
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127146PA100+M技术说明书V0540
PA100+-M保护装置
此装置适用于3~10kV电压等级的电动机保护。
1基本保护配置
1)启动保护(启动过长保护)
2)三段电流保护(三段保护均可以选择4种反时限和定时限)
3)过负荷保护
4)堵转保护
5)负序保护(负序Ⅰ段、负序Ⅱ段)
6)接地保护(Ⅰ段I0、Ⅱ段I0)
7)零序过压保护
8)过电压、低电压
9)低频减载(可设低压、滑差闭锁)
10)过热保护(过热告警和过热跳闸)
11)温度保护(温度告警和温度跳闸)
12)大电流闭锁
13)非电量保护
14)TV监测(TV断线和TV相序判断)
15)TA监测(保护TA断线和相序判断、测量TA断线和相序判断)
16)控制回路断线监测
17)装置故障告警
2主要测控功能
1)本地或遥控断路器分合闸。
2)16路开入信号量的采集,除部分有特殊定义外,其余开入量可由用户定义。
本单元开入信号有两种接入方式可供选择:
一种有源接点,外接电源;另一种是无源接点,本装置提供电源。
具体示意见附图5。
用户在订货时需说明。
3)测量数据
✓基本数据——线电压:
Uab、Ubc、Uca;相电压:
Ua、Ub、Uc(三相三线时没有);保护电流:
IA、IB、IC;测量电流:
Ia、Ib、Ic;零序电流I0;零序电压:
U0;A相电压频率:
f(Ua);零序电压频率:
f(U0);滑差:
df/dt;热量:
Qn。
✓对称分量——电压对称分量:
U1、U2、3U0;测量电流对称分量:
I1、I2、3I0;保护电流对称分量:
PI1、PI2、3PI0。
✓谐波数据——测量电流(Ia、Ib、Ic)、测量电压(Ua、Ub、Uc)、保护电流(IA、IB、IC)的有效值、基波、二次、三次、五次谐波。
✓功率数据——二次值显示的有:
有功功率P、无功功率Q、功率因数COS、单相有功功率(Pa、Pb、Pc)、单相无功功率(Qa、Qb、Qc);一次值显示的有:
有功功率P、无功功率Q。
由于本装置功率默认采用两表法来测量功率,故Pb、Qb在默认情况下为零。
✓电量数据——二次有功P;二次无功Q;功率因数Cos;正向有功、无功电度:
Ph、Qh;反向有功、无功电度:
NPh、NQh。
所有电度均为二次电度。
4)两路4~20mA直流输出可选择电压、电流、功率、频率输出。
5)事件顺序记录功能,掉电不丢失。
“保护事件记录”只记录保护动作信息,便于用户快速的查找故障事件。
事件记录可通过“事件记录管理”清除。
6)实时波形图、故障录波图、向量图和启动波形图(记录最近1分钟内模拟量变化的趋势图)。
7)带防跳功能的继电器板,只适用于直流控制回路。
内部有防跳继电器,可取代老式微机保护所用的外部防跳操作箱,但保留了其外接分合闸及就地/遥控切换的功能;另有不带防跳功能的继电器板,以满足目前很多自带防跳功能的断路器使用。
选择防跳或是不防跳在订货时需指明。
3装置整定内容
3.1定值整定清单(在“05.保护定值显示”子菜单中整定)
定值名称
定值
整定范围
整定步长
备注
启动保护
投入/退出
电机额定电流
Ie
0.1~6A
0.01A
见注1
电机启动时间
Tst
0~100s
0.01s
Ⅰ段电流
投入/退出
Ⅰ电流定值
Idz1
0.1In~20In
0.01A
Ⅰ电流时间
T1
0~100s
0.01s
Ⅰ电流曲线
定时限、IEC标准、IEC非常、IEC极端、UK长
Ⅱ段电流
投入/退出
Ⅱ电流定值
Idz2
0.1In~20In
0.01A
Ⅱ电流时间
T2
0~100s
0.01s
Ⅱ电流曲线
定时限、IEC标准、IEC非常、IEC极端、UK长
Ⅲ段电流
投入/退出
Ⅲ电流定值
Idz3
0.1In~20In
0.01A
Ⅲ电流时间
T3
0~100s
0.01s
Ⅲ电流曲线
定时限、IEC标准、IEC非常、IEC极端、UK长
过负荷
投入/退出
过负荷定值
Idz4
0.1In~20In
0.01A
过负荷时间
Tdz4
0.1~100s
0.01s
堵转保护
投入/退出
堵转定值
Idz5
0.1In~20In
0.01A
堵转时间
Tdz5
0.1~100s
0.01s
负序Ⅰ段
投入/退出
负序Ⅰ段定值
Ifxdz1
(0.2~10)A
0.01A
负序Ⅰ段时间
Tfx1
0.1~100s
0.01s
负序Ⅱ段
投入/退出
负序Ⅱ段定值
Ifxdz2
(0.2~10)A
0.01A
负序Ⅱ段时间
Tfx2
0.1~100s
0.01s
Ⅰ段I0
投入/退出
Ⅰ段I0定值
I0dz1
0.1~5A
0.001A
Ⅰ段I0时间
T01
0.1~100s
0.01s
Ⅱ段I0
投入/退出
Ⅱ段I0定值
I0dz2
0.1~5A
0.001A
Ⅱ段I0时间
T02
0.1~100s
0.01s
零序过压
投入/退出
U0电压定值
U0dz
0.1Un~1.2Un
0.01V
U0电压时间
TU0
0.1~100s
0.01s
过电压
投入/退出
过电压定值
Uhdz
0.5Un~1.2*
Un
0.01V
按线电压整定
过电压时间
Th
0.1~100s
0.01s
低电压
投入/退出
见注1
低电压定值
ULdz
0.2Un~
Un
0.01V
按线电压整定
低电压时间
TL
0.1~100s
0.01s
低频减载
投入/退出
低频定值
Fdz
45Hz~50Hz
0.01Hz
低频时间
Tf
0.1~100s
0.01s
Hz低压闭锁
投入/退出
Hz低压定值
ULf
0.2Un~
Un
0.01V
按线电压整定
Hz滑差闭锁
投入/退出
Hz滑差定值
Ft
0.3~10Hz/s
0.01Hz/s
过热告警
投入/退出
过热跳闸
投入/退出
过热电流定值
Iem
0.1In~20In
0.01A
建议:
1.0~1.2Ie
发热时间常数
Kheat
100~6000s
0.1s
建议:
150~200s
散热时间常数
Kcool
100~6000s
0.1s
建议:
4~6倍Kheat
过热报警系数
Kalarm
0.1~1
0.01
建议:
0.75~0.8
发热常数1
K1
0.1~1
0.1
建议:
0.5
发热常数2
K2
1~10
0.1
建议:
6
再启动热系数
Kzq
0.1~1
0.01
建议:
0.5
高温告警
投入/退出
高温告警时间
Tgj
0.1~100s
0.01s
高温跳闸
投入/退出
高温跳闸时间
Ttz
0.1~100s
0.01s
大电流
投入/退出
大电流定值
Ibig
0.1In~20In
0.01A
非电量
投入/退出
TV监测
投入/退出
TV监测时间
TdxU
0.1~100s
0.01s
TA监测
投入/退出
TA监测时间
TdxI
0.1~100s
0.01s
控回断线
投入/退出
合闸回路断线
投入/退出
跳闸回路断线
投入/退出
回路断线时间
Tkhdx
0.1~100s
0.01s
所有的电流定值为电流互感器二次值。
In为电流额定值,默认为5A。
Un为相电压额定值,为57.735V。
注1:
当使用低电压保护时,电机的额定电流必须整定。
3.2开入量参数整定(在“10.出厂设置”子菜单“102.开入量参数”中整定)
本装置共有16个开入量,IN01~IN16这16个开入量对应保护装置背部X2端子的各个量,每个开入量都有各自的控制字,可分别对其进行设置,每个控制字均是16位“0000000000000000”,其中“遥控分闸继电器”、“遥控合闸继电器”不可以设定。
各开入量的控制字是否可设见下表:
打“√”的表示该位可设,否则表示不可设。
控制字
开入量
01开入复归
02开入故障跳闸
03开入告警
04开入闭锁保护
05开入取反
06事件
07开入合闸
08开入分闸
09遥控分闸继电器
10遥控合闸继电器
11信号继电器4
12信号继电器3
13信号继电器2
14信号继电器1
15保护跳闸继电器
16保护合闸继电器
IN01-断路器位置
√
√
IN02-手车试验位置
√
√
IN03-手车工作位置
√
√
IN04-地刀位置
√
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IN05-GPS校时
√
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IN06-开入量
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√
IN07-开入量
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IN08-开入量
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√
IN09-高温告警
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IN10-高温跳闸
√
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IN11-开入量
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√
√
IN12-热量清零
√
√
IN13-开入量
√
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√
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√
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√
√
√
√
√
√
IN14-开入量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
IN15-开入量
√
√
√
√
√
√
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√
√
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√
√
√
IN16-开入量
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
√
注:
开入量IN01~IN05、IN09、IN10、IN12的控制字中只有第5、6位(即“开入取反”、“事件”)可设,即只能对这些开入量进行“开入取反”和“事件”置1的操作,其他位固定为0。
当“开入取反”置1时,装置会对输入的开入量进行取反操作;因本装置默认是需要外接常开接点,但现场如果只有常闭接点也可以接进来,只需要将对应的开入量控制字的“开入取反”位设为“1”。
而“事件”被置1时开入量分合的过程会在“02事件记录”里记录下来,置0时则不记事件记录。
出厂默认所有开入量的“事件”位均被置“1”。
开入量IN06~IN08、IN11、IN013~IN16的控制字只有第9、10、16位(即对应的定义为“遥控分闸继电器”、“遥控合闸继电器”和“保护合闸继电器”)不可设,固定为0,其他均可设。
这8个开入量不仅可以用来实现“非电量保护”和控制断路器的分合闸,还可以结合开出量里相应的设置来实现对装置里的保护进行闭锁。
这点将在“3.3开出量参数整定”介绍开出量控制字后举例说明。
开入量IN06~IN08、IN11、IN013~IN16也可以定义为“开入复归”功能:
即通过开入量可以实现远方对装置进行保护复归。
具体的设置为:
只需要将你定义为保护复归的开入量对应的“开入复归”位设为“1”,当装置保护动作后,可以通过闭合该接点来实现复归功能,而不需要到现场进行复归。
对于开入量IN06~IN08、IN11、IN013~IN16中某一个开入量而言,不可同时实现“开入复归”、“开入闭锁保护”及“非电量保护”。
举例说明非电量保护和开入分合闸的实现:
非标量保护要求:
IN15闭合时发告警信号,同时信号继电器2出口;IN16闭合时发故障信号,同时跳闸继电器和信号继电器4出口。
操作:
首先要进入“05.保护定值显示”里将“非电量保护”投上;再进入“102.开入量参数”选择开入量IN15,将其“开入告警”、“事件”、“信号继电器2”位设为1(即控制字设为0010010000001000);选择开入量IN16,将其“开入故障跳闸”、“事件”、“信号继电器4”、“保护跳闸继电器”位设为1(即控制字设为0100010000100010)。
开入分合闸要求:
IN13闭合时,断路器合闸;IN14闭合时,断路器分闸。
操作:
进入“102.开入量参数”选择开入量IN13,将其“开入合闸”、“事件”位设为1(即控制字设为0000011000000000);选择开入量IN14,将其“开入分闸”、“事件”位设为1(即控制字设为0000010100000000)。
3.3开出量参数整定(在“10.出厂设置”子菜单“103.开出量参数”中整定)
控制字的定义见下表:
(从左向右分别是01~16位)
01
TRIPPEDFLAG
(保护动作过标志)
02
TRIPFLAG
(保护动作标志)
03
ALARMFLAG
(保护告警标志)
04
STARTFLAG
(保护启动标志)
05
NULL
(预留位)
06
OverCurBlock
(大电流闭锁位)
07
INPUTDISABLE
(开入闭锁)
08
ALARMRELAY
(告警继电器)
09
OFFCONTROL
(遥控跳闸继电器)
10
ONCONTROL
(遥控合闸继电器)
11
SIGNALRELAY4
(信号继电器4)
12
SIGNALRELAY3
(信号继电器3)
13
SIGNALRELAY2
(信号继电器2)
14
SIGNALRELAY1
(信号继电器1)
15
OFFPROTECT
(保护跳闸继电器)
16
ONPROTECT
(保护合闸继电器)
注:
对前4位标志着重说明:
对于只需要告警的保护,“ALARMFLAG”和“STARTFLAG”设为1即可;对于要求跳闸的保护,“TRIPEDFLAG”、“TRIPFLAG”和“STARTFLAG”设为1。
各保护出口的控制字是否可设见下表:
打“√”的表示该位可设,否则表示不可设。
控制字
名称
01保护动作过标志
02保护动作标志
03保护告警标志
04保护启动标志
05预留位
06大电流闭锁位
07开入闭锁
08告警继电器
09遥控跳闸继电器
10遥控合闸继电器
11信号继电器4
12信号继电器3
13信号继电器2
14信号继电器1
15保护跳闸继电器
16保护合闸继电器
启动时间过长
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Ⅰ段出口定义
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Ⅱ段出口定义
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Ⅲ段出口定义
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过负荷出口
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堵转保护
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负序Ⅰ段
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负序Ⅱ段
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Ⅰ段I0出口
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Ⅱ段I0出口
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零序过压
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过电压出口
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低电压出口
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低频出口
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过热告警出口
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过热跳闸出口
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温度高告警
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温度高跳闸
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大电流出口
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TV监测告警
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TA监测告警
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控断出口
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√
√
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继电器保持
√
√
√
√
注:
一般情况启动保护、Ⅰ段过流、Ⅱ段过流、Ⅲ段过流、堵转保护、负序Ⅰ段、负序Ⅱ段、I段I0、II段I0、零序过压、过电压、低电压保护、低频保护、过热跳闸、温度跳闸均设置为跳闸继电器动作出口;过负荷、温度告警、过热告警、TV监测告警、TA监测告警、控断出口不设跳闸出口,只发告警信号,可设成由XJ1~XJ4信号继电器出口。
举例说明:
要求:
I段过流保护动作时跳闸继电器有出口。
操作:
将I段过流对应的控制字可设为“1101000000000010”。
要求:
增加通过开入量IN14来闭锁I段过流保护。
操作:
将I段过流对应的控制字可设为“1101001000000010”,并且到“10.出厂设置”子菜单“102.开入量参数”中将IN14对应的控制字设为“0001010000000000”。
当开入量IN14闭合时,I段过流保护不起作用。
4主要保护功能原理
4.1启动保护
本单元根据电机启动电流的变化特点,利用时间和电流的关系判别电机启动。
判断过程为:
当启动保护投入时,保护电流超过0.1Ie(Ie为定值中“电机额定电流”)时认为电机启动,经过“电机启动时间”Tst后,若保护电流小于1.2Ie,则判启动过程结束;若保护电流大于1.2Ie,则判定电机启动时间过长,启动保护动作。
在启动过程中,闭锁II段过流、III段过流、过负荷保护。
在任意时刻,启动保护投入时,电流小于0.1Ie就认为电机停转。
保护逻辑图:
4.2三段式电流保护:
1)保护原理及动作条件:
基本原理:
当电流超过定值,达到延时时间后,保护动作出口。
Ⅱ段过流、Ⅲ段过流在电机启动结束后自动投入。
每段均可以通过电流曲线选择定时限或者反时限。
具体描述如下:
每段保护都可以通过“电流曲线”来选择定时限或者4种反时限。
各反时限公式如下:
(公式中的I为实际所加的电流、Is对应定值中的“电流定值”、k对应定值中的“电流时间”、t为当实际所加电流为I时对应的反时限的动作时间)
IEC标准反时限:
IEC非常反时限:
IEC极端反时限:
UK长反时限:
根据通入电流I大小不同,相应的动作时间t也不同,电流越大动作时间越短。
不同的反时限公式,相应的动作曲线不同。
2)保护逻辑图:
Ⅰ段电流保护逻辑图:
注:
当电流曲线选择反时限时:
图中“Tdz1”为三相保护电流的最大值对应的反时限的动作时间,该动作时间的标准值可根据反时限公式计算得到。
Ⅱ段、Ⅲ段电流保护逻辑图:
注:
①图中Idz为Ⅱ段、Ⅲ段电流保护整定值、Tdz为每段保护动作时间;电流保护的投退对应Ⅱ段、Ⅲ段电流保护相应的投退。
②电流保护投入时,输入状态为“1”。
③当电流曲线选择反时限时:
图中“Tdz”为三相保护电流的最大值对应的反时限的动作时间,该动作时间的标准值可根据反时限公式计算得到。
4.3过负荷保护
1)动作条件:
保护压板投入,当保护电流IA、IB、IC中任一相电流大于设定的电流定值Idz4,经Tdz4后跳闸。
2)保护逻辑图:
4.4堵转保护
1)动作条件:
保护压板投入,当保护电流IA、IB、IC中任一相电流大于设定的电流定值Idz5,经Tdz5后跳闸。
2)保护逻辑图:
4.5两段负序过流保护(负序Ⅰ段、负序Ⅱ段)
1)动作条件:
根据用户所装设3CT或2CT,装置负序电流的算法不同。
用户须根据实际情况在“96.线路参数整定”子菜单中“TA接线形式”中设定是2CT或3CT。
3CT负序电流计算方法:
PI2=(IA+IBej240°+ICej120°)/3
2CT负序电流计算方法:
PI2=(IC+IAe-j60°)/
在负序保护投入时,满足PI2>Ifxdz,则保护经整定时间Tfx1后动作,保护出口。
2)保护逻辑图:
注:
图中PI2保护电流的负序电流、Ifxdz为每段负序电流保护整定值、Tfx为每段负序电流保护的动作时间;负序保护的投退对应每段保护相应的投退,保护投入为“1”。
4.6两段零序过流保护(Ⅰ段I0、Ⅱ段I0)
1)动作条件:
零序电流保护投入时,当I0大于整定值,经整定时间后零序电流保护动作。
2)保护逻辑图:
注:
图中I0dz为每段零序电流保护整定值、T0为每段零序电流保护的动作时间;零序保护的投退对应每段保护相应的投退。
保护投入为“1”。
4.7零序过压保护
1)动作条件:
保护压板投入,当零序电压大于设定的“U0电压定值”U0dz,经“U0电压时间”TUo后跳闸。
2)保护逻辑图:
4.8低电压、过电压
1)动作条件:
当三个线电压Uab、Ubc、Uca中任一个高于过电压整定值Uhdz,经延时Th后过电压动作。
断路器在合闸状态时,当三个线电压Uab、Ubc、Uca同时低于低电压整定值ULdz,经延时TL后低电压动作。
为防止TV断线引起低电压的误动,本保护增加如下逻辑:
当三个线电压中任一相线电压低于42V,同时其他两个线电压大于42时,闭锁低电压保护;如果三个线电压同时低于10V,保护电
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