UFit-M電動機(jī)保護(hù)裝置

1、UFit-M電動機(jī)保護(hù)測控裝置一、 概述 適用范圍 本裝置適用于10kV及以下電壓等級的電動機(jī)保護(hù)測控，可集中組屏，也可在開關(guān)柜就地安裝，全面支持變配電綜合自動化系統(tǒng)。 功能及特點(diǎn) 1 保護(hù)功能 二段式定時限過流保護(hù) （限時速斷、過電流） 二段式定時限負(fù)序過流保護(hù) （負(fù)序限時速斷、負(fù)序過電流） 二段式反時限過流保護(hù) 二段式反時限負(fù)序過流保護(hù) 堵轉(zhuǎn)保護(hù) 過負(fù)荷告警 低電壓、過電壓保護(hù) 零序過流保護(hù)（報警可選擇跳閘） 零序過壓保護(hù)（報警可選擇跳閘） 過熱保護(hù) 非電量保護(hù) （溫度過高、溫度升高）2 輔助功能 PT斷線告警 控制回路斷線告警 裝置故障告警 故障錄波 保護(hù)定值和時限的獨(dú)立整定 自檢和自診

2、斷3 測控功能 電量測量（遙測量）：電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率等 遙信量：裝置共有14路開入量，其中：12路為采集外部遙信，2路為內(nèi)部開關(guān)量信號 遙控量：完成1臺斷路器就地或遙控分合閘操作4 閉鎖功能 斷路器就地和遙控操作互為閉鎖且具有防跳功能5 通訊功能 標(biāo)準(zhǔn)的RS485多機(jī)通訊接口二、基本原理 二段式過流保護(hù)（過流I段、過流II段） 過流段保護(hù)按躲過啟動電流整定,時限可整定為速斷或帶極短的時限,該保護(hù)主要對電動機(jī)短路提供保護(hù)。當(dāng)任一相達(dá)到整定值，且過流段保護(hù)的投退控制字處于投入狀態(tài)，則定時器啟動，若持續(xù)到整定時限，則立即跳閘。圖1 過流I段保護(hù)邏

3、輯圖過流II段保護(hù)，又稱堵轉(zhuǎn)保護(hù)，它是在電動機(jī)啟動完畢后自動投入,該保護(hù)可根據(jù)啟動電流或堵轉(zhuǎn)電流整定,主要對電動機(jī)啟動時間過長和運(yùn)行中堵轉(zhuǎn)提供保護(hù)。在超過電動機(jī)啟動時間后，當(dāng)任一相達(dá)到整定值，且過流段保護(hù)的投退控制字處于投入狀態(tài)，則定時器啟動，若持續(xù)到整定時限，則立即跳閘。過流II段還可以通過控制字選擇該段采用定時限還是反時限特性。圖2 過流II段保護(hù)邏輯圖 負(fù)序過流保護(hù) 當(dāng)電動機(jī)三相電流有較大不對稱,會出現(xiàn)較大的負(fù)序電流,而負(fù)序電流將在轉(zhuǎn)子產(chǎn)生2倍工頻電流,使轉(zhuǎn)子的附加發(fā)熱大大增加,危及電動機(jī)的安全運(yùn)行。本裝置具有兩段定時限負(fù)序過流保護(hù),分別對電動機(jī)反相,斷相,匝間短路以及較嚴(yán)重的電壓不對稱

4、等異常工況提供保護(hù). 其中負(fù)序過流II段作為靈敏的不平衡電流保護(hù),可通過控制字來選擇該段跳閘或報警,選擇報警時該段可作為負(fù)序過負(fù)荷報警使用,也可通過控制字來選擇該段采用定時限還是反時限特性。根據(jù)國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)(IEC60255-4)的規(guī)定, 本裝置采用其標(biāo)準(zhǔn)反時限特性方程中的極端反時限特性方程(extreme IDMT):Ip為電流基準(zhǔn)值,取負(fù)序過流II段定值,為時間常數(shù), 取負(fù)序過流II段時間定值。圖3 負(fù)序過流I段保護(hù)邏輯圖圖4 負(fù)序過流II段保護(hù)邏輯圖 過負(fù)荷保護(hù) 過負(fù)荷保護(hù)反映定子電流的大小,有一定時限段,可通過控制字選擇報警或跳閘。圖5過負(fù)荷保護(hù)邏輯圖 過熱保護(hù) 過熱保護(hù)主要為防

5、止電動機(jī)過熱,因此在裝置中設(shè)置了一個模擬電動機(jī)發(fā)熱的模型,綜合考慮電動機(jī)正序電流和負(fù)序電流的熱效應(yīng),引入等值發(fā)熱電流Ieq，其方程表達(dá)式為: 在整定的電動機(jī)啟動時間內(nèi),，在整定的電動機(jī)啟動時間后,310,用于模擬的增強(qiáng)發(fā)熱效應(yīng)，一般可取6 ，保護(hù)動作方程為: 式中r為電動機(jī)熱積累定值，即發(fā)熱時間常數(shù)Tfrl，當(dāng)熱積累值達(dá)到（過熱報警水平，可整定為熱積累跳閘的6099.9%）時發(fā)出報警信號，當(dāng)熱積累值達(dá)到Tfrl時發(fā)出跳閘信號。電動機(jī)過熱保護(hù)跳閘后，不能立即再啟動，要等到允許啟動的溫度時才能再啟動。在需要緊急啟動的情況下，可以通過復(fù)歸鍵在信號復(fù)歸的同時強(qiáng)制將熱模型恢復(fù)到“冷態(tài)”。圖6 過熱保護(hù)邏

6、輯圖 零序過流保護(hù) 零序過流保護(hù)反映電動機(jī)定子接地,當(dāng)零序電流測量值大于零序電流動作值時，則定時器啟動，若持續(xù)到相應(yīng)的整定時限，且相應(yīng)保護(hù)投退控制字處于投入狀態(tài)，則發(fā)出報警信號。如保護(hù)跳閘投退控制字也處于投入狀態(tài)，則給出保護(hù)動作，事故音響，并記錄和上傳相應(yīng)的SOE事件。若在整定時限內(nèi)電流返回則復(fù)位計時器。 圖7零序過流保護(hù)邏輯圖 定子零序電壓保護(hù) 定子零序電壓保護(hù)反映電動機(jī)定子接地引起的零序電壓，基波零序電壓保護(hù)電動機(jī)85%95%的定子繞組單相接地?？赏ㄟ^控制字選擇報警或跳閘，零序電壓保護(hù)經(jīng)TWJ閉鎖。保護(hù)用零序電壓可通過控制字決定取自機(jī)端PT開口三角形電壓輸出還是由三相電壓自產(chǎn)零序電壓，若自

7、產(chǎn)零序電壓，裝置能自動識別PT斷線并閉鎖零序電壓保護(hù)。圖8零序電壓保護(hù)邏輯圖 低電壓保護(hù) 三個相間電壓均小于低電壓保護(hù)定值,時間超過整定時間時,低電壓保護(hù)動作。低電壓保護(hù)經(jīng)TWJ閉鎖,裝置能自動識別PT斷線并閉鎖低電壓保護(hù)（此時PT斷線需投入）。圖9低電壓保護(hù)邏輯圖 過電壓保護(hù) 三個相間電壓中任一相大于過電壓保護(hù)定值,時間超過整定時間時,過電壓保護(hù)動作。圖10過電壓保護(hù)邏輯圖 PT斷線檢查 裝置具有 PT斷線檢查功能，可通過控制字投退。PT斷線判據(jù)如下:a. 最大相間電壓小于30v,且任一相電流大于0.3A;b. 負(fù)序電壓大于8v;滿足以上任一條件斷線10秒報PT斷線，PT斷線期間自動退出低電

8、壓保護(hù)。 非電量保護(hù) 本裝置設(shè)置 了溫度過高跳閘和溫度升高報警兩路非電量保護(hù),分別通過控制字選擇經(jīng)延時跳閘或報警。 異常告警 控制回路斷線：斷路器在合位時檢測跳閘回路，斷路器在分位時檢測合閘回路。裝置異常：電源消失或自檢出錯（ROM、RAM、EPROM定值檢驗出錯），閉鎖開出繼電器。 測 量 測量系統(tǒng)頻率f，母線電壓Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc,3U0，電流Ia、Ib、Ic、3I0及有功功率、無功功率、功率因數(shù)，另外可接收電度脈沖輸入，計數(shù)值上傳給上位機(jī)。 控 制 裝置可接受遙控命令對所保護(hù)的線路開關(guān)實(shí)行遠(yuǎn)方跳、合閘控制，還可以在面板上設(shè)置對開關(guān)進(jìn)行手動跳合閘，每次須間隔10S。

9、事件記錄 可以存儲不少于60次的各項記錄，包括事件日期、時間、事故電流（電壓）、保護(hù)動作類型等，并可傳送到管理系統(tǒng)或監(jiān)控系統(tǒng)。 故障錄波 可以保存事故發(fā)生時的電流電壓波形。三、操作說明裝置的面板由LCD顯示器、LED指示燈及簡易鍵盤組成。Uab=10.0 kVIa= 260 AIc= 260 Af= 50.00 HzLED 指示燈指示裝置的工作狀態(tài)及保護(hù)信號。其中 “24V”指示燈指示裝置工作電源是否正常，正常運(yùn)行時這個燈應(yīng)常亮?！斑\(yùn)行”指示燈指示裝置運(yùn)行狀態(tài)，正常運(yùn)行時運(yùn)行指示燈應(yīng)有規(guī)律地閃動。故障指示燈有3個，其中“事故”和“告警”指示燈分別表示有未復(fù)歸的保護(hù)信號，“故障”指示燈指示裝置通

10、過自檢發(fā)現(xiàn)有故障。當(dāng)保護(hù)動作或裝置發(fā)生故障時，面板上相應(yīng)的“事故”、“告警”、“故障”信號指示燈會亮，并在LCD顯示器的最后一行顯示保護(hù)動作或裝置故障的類型。請注意：此時顯示的內(nèi)容不表示事件發(fā)生的順序。若要進(jìn)一步了解詳細(xì)情況，可在主菜單中選擇“事件記錄”來查看事件順序記錄（SOE）。 01保護(hù)投退 02保護(hù)定值03事件記錄04輸入輸出05采樣數(shù)值06實(shí)時時鐘07電能脈沖08出廠設(shè)置09設(shè)備信息10退 出裝置的當(dāng)?shù)乇O(jiān)控功能通過面板上的LCD顯示器及簡易的鍵盤操作實(shí)現(xiàn)。LCD顯示器為帶背光的8*4漢字字符液晶顯示模塊，簡易鍵盤由“”、“”、“”、“”、“退出”、“確認(rèn)”及“復(fù)歸”七個觸摸鍵組成。

11、正常運(yùn)行時液晶顯示器自動循環(huán)顯示各遙測量及一些保護(hù)模擬量的一次值。若需查看未顯示的項目，可按“”、“”鍵選擇。需要顯示的項目可在“出廠設(shè)置”菜單下設(shè)定。若需要復(fù)歸保護(hù)動作或裝置故障信號，可按下“復(fù)歸”鍵，選擇“是”后再按“確認(rèn)”鍵即可。按下 “”、“”或“確認(rèn)”鍵，LCD顯示器則顯示上圖所示的主菜單。通過“”、“”鍵可選擇任一種功能，按“確認(rèn)”鍵后進(jìn)入該菜單的功能，按“退出” 鍵或選擇“退出”菜單則回到自動循環(huán)顯示界面。 保護(hù)投退 過流I段RLP01 投入過流II段RLP02 退出將光標(biāo)移至“保護(hù)投退”并按“確認(rèn)”鍵后，進(jìn)入保護(hù)投退設(shè)置功能。保護(hù)投退設(shè)置的界面如下圖所示。此時光標(biāo)位于第1個投退

12、項目即“速斷”的投退設(shè)置。通過按“”、“”鍵可選擇其它投退項目。當(dāng)光標(biāo)位于某一項目時，可通過“”、“”鍵來改變設(shè)置。當(dāng)全部投退項目設(shè)置完成后，可按“確認(rèn)”鍵來保存這些設(shè)置。PASSWORD1：0000按下“確認(rèn)”鍵后，進(jìn)入輸入PASSWORD界面，如下圖所示。通過按“”、“”鍵可改變PASSWORD各位數(shù)字的值，通過按“”、“”鍵可選擇要改變的位。若用戶沒有修改過PASSWORD，則出廠默認(rèn)的PASSWORD為1000或0000均可（修改PASSWORD的方法見“保護(hù)定值”的使用方法）。當(dāng)輸入正確的PASSWORD后，就將所修改的保護(hù)投退設(shè)置保存好了。 保護(hù)定值 進(jìn)入保護(hù)定值功能后，即可對裝置

13、整定值進(jìn)行當(dāng)?shù)匦薷摹１狙b置可存貯三套定值?！?”號定值為當(dāng)前使用的定值套號（1、2或3），其余號定值為裝置對應(yīng)于0號定值的本套定值。顯示格式如下圖。保護(hù)定值套數(shù) 00：001.00一次電壓系數(shù)Kv1 01：035.00通過“”“”鍵可選擇顯示或要修改的定值，按下“”鍵進(jìn)入光標(biāo)所在定值的編輯狀態(tài)。在編輯狀態(tài)下，通過“”“”“”“”鍵可對定值進(jìn)行編輯。編輯完成后按“確認(rèn)”鍵，在核實(shí)輸入正確的口令后，再按“確認(rèn)”鍵后本號定值修改有效，按“退出”鍵無效。整定值定義及說明詳見后面“定值清單”。注：一次電壓、電流系數(shù)*10后為實(shí)際的一次PT、CT變比。 事件記錄 No.00 02-06-26時間11:21

14、:22.525開關(guān)變位：開入3 分-合本單元可存儲不少于60次事件記錄，其中第0號為最新記錄，第1號為上一次記錄，依次類推。該記錄存放在非易失性存貯器中，具有掉電長期保存功能，事件記錄分開關(guān)變位、保護(hù)動作和裝置故障三種類型。事件記錄顯示格式如下圖。其中，No.后為記錄號，02-06-26 為該事件發(fā)生的日期，即2002年6月26日。11:21:22.525該事件發(fā)生的時間，即11時21分22秒525毫秒。通過按“”、“”鍵可選擇顯示其余的事件。當(dāng)事件類型為保護(hù)動作時，可按“確認(rèn)”鍵去查看該保護(hù)的動作值，再按“退出”鍵返回。 輸入輸出 1開入 2開出選擇輸入輸出菜單后將顯示以下內(nèi)容。開入量010

15、8：0916：通過“”、“”鍵可選擇查看開入量還是進(jìn)行開出操作。當(dāng)選擇開入時，屏幕顯示如下：其中“0”表示輸入的開關(guān)未閉合，“1”表示輸入的開關(guān)已閉合，在上圖中，第7個和第13個開入量為1，其余為0。開出FEDCBA 00000按“退出” 鍵可退出并返回上一級菜單。當(dāng)選擇開出時，屏幕顯示如下：通過“”、“”鍵可選擇“OUT1”或“OUT2”。按“”進(jìn)入開出編輯狀態(tài)。在編輯狀態(tài)，通過“”、“”、“”、“”鍵可對開出量進(jìn)行編輯。“1”對應(yīng)輸出繼電器閉合或指示燈亮，“0” 對應(yīng)輸出繼電器斷開或指示燈滅。編輯完成后按“確認(rèn)”鍵，在核實(shí)輸入正確的口令后，再按“確認(rèn)”鍵后，相應(yīng)的繼電器就能出口。 采樣數(shù)值

16、 0 5.00 5.012 56.80 57.024 56.87 4.986 4.78 5.11在主菜單中選擇“采樣數(shù)值”后屏幕顯示以下內(nèi)容：由于屏幕只能顯示4行，需要查看屏幕外的數(shù)據(jù)時，可通過按“”、“”鍵來選擇。其中大部分裝置的0通道為A相測量電流，1通道為B相測量電流，2通道為A相測量電壓，3通道為B相測量電壓，4通道為C相測量電壓，5通道為A相保護(hù)電流，6通道為B相保護(hù)電流，7通道為C相保護(hù)電流。812通道在不同類型的裝置中各不相同（見采樣實(shí)時顯示）。 實(shí)時時鐘 日期 04年06月26日時間 15時36分50秒本單元具有掉電運(yùn)行的實(shí)時時鐘功能，進(jìn)入實(shí)時時鐘模塊后，LCD顯示器將顯示裝置

17、的實(shí)時時鐘，如下圖所示：通過簡易鍵盤可對時鐘進(jìn)行修正。按“確認(rèn)”鍵后進(jìn)入時鐘編輯狀態(tài)。在編輯狀態(tài)下，通過“”、“”、“”、“”鍵可對時鐘進(jìn)行編輯。編輯完成后按“確認(rèn)”鍵，修改完成。若此時不想修改時鐘，可按“退出”鍵退出時鐘編輯狀態(tài)。該時鐘也可由通信網(wǎng)統(tǒng)一校時（精確到2ms），以使整個系統(tǒng)保持同一時基。實(shí)時時鐘主要作為事件順序記錄的時間依據(jù)。 電能脈沖 進(jìn)入電能計量模塊后，可對脈沖電度表脈沖計數(shù)進(jìn)行初值設(shè)定，初值設(shè)定后，該值將隨著電能脈沖的累積而變化，直到下一次重新設(shè)定初值。每個裝置共安排了2路脈沖計數(shù)輸入。 出廠設(shè)置 出廠設(shè)置在裝置出廠前已設(shè)置完成，用戶通常不必更改。出廠設(shè)置項目如下表所示：序

18、號代 號名 稱整 定 范 圍0Kv2二次電壓比例系數(shù)11.80(12)1Kic二次測量電流比例系數(shù)235.50(140)2Kib二次保護(hù)電流比例系數(shù)14.20(14.8)3Ki0二次零序電流比例系數(shù)235.20(14.8)4Kv0二次零序電壓比例系數(shù)4.75(14.8)5Imp/kWh 1脈沖電能表常數(shù)1每千瓦(乏)時脈沖數(shù)/10006Imp/kWh 2脈沖電能表常數(shù)2每千瓦(乏)時脈沖數(shù)/10007Imp/kWh 3脈沖電能表常數(shù)3每千瓦(乏)時脈沖數(shù)/10008Imp/kWh 4脈沖電能表常數(shù)4每千瓦(乏)時脈沖數(shù)/10009Inalarm開關(guān)量報警設(shè)定(2(n-1) )/10010PU0

19、PT零序系數(shù)11Disp滾動顯示項目選擇12Address裝置通訊地址124313Baud Rate裝置通訊波特率14Realy Check自檢出口繼電器設(shè)置其中，二次電壓比例系數(shù)、二次測量電流比例系數(shù)、二次保護(hù)電流比例系數(shù)、二次零序電流比例系數(shù)、二次零序電壓比例系數(shù)由二次互感器類型及滿量程值確定。PT零序系數(shù)：為PT主繞組與開口三角形繞組額定電壓不同時的修正系數(shù)。設(shè)置值為：PU0 = PT開口三角形繞組額定電壓 PT主繞組額定電壓開關(guān)量報警設(shè)定：當(dāng)某些開入量發(fā)生變化時，若需要啟動報警信號，可通過設(shè)置該項來實(shí)現(xiàn)。設(shè)置值=(2(n-1)/100)。式中，n為第n個開入量。例如，當(dāng)需要第3個開入量

20、變位時發(fā)出報警信號，則設(shè)置值=2(3-1)/100=0.04?？梢酝瑫r設(shè)定多個開關(guān)量報警，只要分別算出個開入量的設(shè)置值并將它們相加即可。滾動顯示項目選擇：選擇顯示項目時，大部分可按下表的設(shè)置值確定，將所選的各項目設(shè)置值相加。顯示項目設(shè)置值顯示項目設(shè)置值過熱時間0.01Uc0.64Uab0.02Ia1.28Ubc0.04Ic2.56Uca0.08P5.12Ua0.16Q10.24Ub0.32cos20.48裝置通訊地址：裝置通訊地址的設(shè)置范圍為1243。裝置通訊波特率：裝置通訊波特率的單位為kbps。例如要設(shè)置通訊波特率為9600bps，其設(shè)定值為9.60。自檢出口繼電器設(shè)置：設(shè)定值為2(n-1

21、)，式中n為第n路開出。例如，某裝置有J1、J2、J3、J4共4個開出繼電器，自檢設(shè)定值應(yīng)為20+21+22+23=15。 設(shè)備信息 設(shè)備信息將顯示裝置的一些基本信息，如版本、裝置類型及型號，程序存貯器校驗碼等。 采樣實(shí)時顯示 采樣實(shí)時顯示通道00測量電流Ia （C7,D7）通道06保護(hù)電流Ib（C10,D10）通道01測量電流Ic （C8,D8）通道07保護(hù)電流Ic（C11,D11）通道02母線電壓Ua（C1,D1）通道08零序電流3Io（C12,D12）通道03母線電壓Ub（C2,D2）通道09零序電壓3Uo（C4,D4）通道04母線電壓Uc（C3,D3）通道10通道05保護(hù)電流Ia（C9

22、,D9）通道11 定值清單 定值序號代 號定 值 名 稱整 定 范 圍01Kv1一次電壓比例系數(shù)實(shí)際變比/1002Ki1一次電流比例系數(shù)實(shí)際變比/1003Idz1過流I段定值0.5100A04tzd1過流I段延時020S05tqd電動機(jī)啟動時間0200S06Idz2過流II段定值0.5100A07tzd2過流II段延時020S08I2dz1負(fù)序過流I段定值0.5100A09tzd3負(fù)序過流I段延時020S10I2dz2負(fù)序過流II段定值0.5100A11Tzd4負(fù)序過流II段延時020S12Idz3過負(fù)荷電流定值0.5100A13Tzd5過負(fù)荷延時020S14I0zd零序過流定值0.5100A

23、15tI0zd零序過流延時020S16U0dz零序過壓定值0250V17tU0dz零序過壓延時020S18Udz1低電壓定值2100V19tUudz1低電壓延時020S20Udz2過電壓定值100120V21tUudz2過電壓延時020S22K2負(fù)序電流發(fā)熱系數(shù)31023Tfr1發(fā)熱時間常數(shù)0200S24Cool散熱時間常數(shù)020 25GRBJ過熱報警水平099% 26Tfdl1溫度升高延時020S27Tfdl2溫度過高延時020S28Ie電動機(jī)額定電流05A 保護(hù)投退 保護(hù)序號代 號保 護(hù) 名 稱整 定 方 式01RLP1過流I段投入/退出02RLP 2過流II段投入/退出03RLP 3負(fù)序過流I段投入/退出04RLP 4負(fù)序過流II段投入/退出05RLP 5負(fù)序II段反時限投入：負(fù)序II段反時限退出：負(fù)序II段定時限06RLP 6負(fù)序II段跳閘投入：負(fù)序II段跳閘退出：負(fù)序II段報警07RLP 7