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973電動機保護測控裝置（異步）

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杭州繼保南瑞電子科技有限公司

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產品簡介

973電動機保護測控裝置適用于10kV、6KV、3KV等電壓等級的經消弧線圈接地或不接地系統中的電動機保護測控，該保護裝置功能強大、采樣精確、可以滿足10KV、6KV、3KV各種容量的高壓電動機的保護要求、產品可以全面的支持各種復雜的工程項目的配套、可集中組屏，也可在開關柜就地安裝，全面支持變配電綜合自動化系統。

詳細介紹

保護功能

過流I段（電動機啟動時間內也不閉鎖）
過流II段（電動機啟動間閉鎖，啟動后正常投入運行，以設定啟動時間為準）
負序過流I段
過負荷（電動機啟動間閉鎖，啟動后正常投入運行，以設定啟動時間為準）；
零序過流（零序過流、零序電壓閉鎖、零序方向、零序跳閘）；
零序過壓（零序過流、零序跳閘）；
過熱報警；過熱跳閘；
過電壓（跳閘）；
低電壓（跳閘）；
PT斷線（告警）；
非電量保護－
溫度升高－告警；
溫度過高－跳閘；

測控功能

母線電壓：Uab、Ubc、Uca；Ua、Ub、Uc；
測量電流：Ia、 Ib、 Ic、
功率：P、Q、cosФ；
頻率：f；

輔助功能

控制回路斷線；
手動分、合閘
遙控分、合閘；
故障錄波；

通訊方式

485通訊；
以太網通訊；
光纖通訊；

采樣數值通道

0 測量Ia相電流、   (1) 測量Ic相電流；
2 母線Ua電壓、     (3) 母線Ub電壓；
4 母線Uc電壓、     (5) 保護IA相電流；
6 保護IB相電流、   (7) 保護IC相電流；
8 零序3Io電流、    (9) 零序3Uo電壓；
A 計算正序電流I1、 (B)計算負序電流I2（軟件計算）；
C 測量Ib相電流；

保護動作原理

過流I段
1．RLP1 過流I段－“投”；
2．保護電流IA（IB）IC任何一相采樣值≧ 過流I段定值（Idz1）
3．加入電流時間≧過流I段延時 tzd1
保護立即出口C7/C8，同時驅動事故信號繼電器C1/C3（10s后返回）。面板事故燈亮。
注：電動機啟動時間內不閉鎖。

過流II段
1．RLP2 過流II段－“投”；
2．保護電流IA（IB）IC任何一相采樣值≧ 過流II段定值（Idz2）
3．加入電流時間≧過流II段延時 tzd2
保護立即出口C7/C8，同時驅動事故信號繼電器C1/C3（10s后返回）。面板事故燈亮。
注：電動機啟動間閉鎖，啟動后正常投入運行，以設定啟動時間為準。
附:過流II段保護，又稱堵轉保護，它是在電動機啟動完畢后自動投入,該保護可根據啟動電流或堵轉電流整定,主要對電動機啟動時間過長和運行中堵轉提供保護。在超過電動機啟動時間后，當任一相達到整定值，且過流Ⅱ段保護的投退控制字處于投入狀態，則定時器啟動，若持續到整定時限，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。

電動機過流二段保護原理圖

其中：
t為計算出來的動作時間（也就是保護定值中整定的時間）；
為設定時間常數（比如說用戶要求2Ie2 動作時間為1秒，tp就是1）；
I為保護采集到的電流值（此值必須大于Ip）；
Ip為電流設定初始動作值（也就是過流II段設定的保護動作定值）。

舉例說明：
用戶要求：6A時，反時限動作為1秒（比如電動機過電流初始設定值為：3A）
則：tp就是1，Ip為3A，I為6A，
則保護過電流輸入動作時間為：t＝80×1/[（6/3）2－1]＝80/3＝16.67秒

過負荷
1．RLP4 過負荷－“投”；
2．保護電流IA（IB）IC任何一相采樣值≧ 過負荷定值（Idz3）
3．加入電流時間≧過負荷延時 tzd3
保護立即驅動告警信號繼電器C2/C3（10s后返回）。面板告警燈亮。

說明：過負荷若需要跳閘，則需要
1．RLP4 過負荷－“投”；
2．RLP5 過負荷跳閘－“投”
3．保護電流IA（IB）IC任何一相采樣值≧ 過負荷定值（Idz3）
4．加入電流時間≧過負荷延時 tzd5
保護立即出口C7/C8，同時驅動事故信號繼電器C1/C3（10s后返回）。面板事故燈亮。
注：電動機啟動間閉鎖，啟動后正常投入運行，以設定啟動時間為準。

負序過流I段（電動機啟動時間內不閉鎖）
1．RLP6 負序過流I段－“投”；
2．通過保護電流的幅值與相位計算出負序電流值≧負序過流I段定值（I2dz1）
加入電流時間≧負序過流I段延時tzd3
保護立即出口C7/C8，同時驅動事故信號繼電器C1/C3（10s后返回）。面板事故燈亮。
負序過流I段作為過電流I段的輔助保護，主要考慮到電動機的缺相運行

負序過流及短路情況說明：
本保護由負序電流和短延時二部分構成。它在電動機一相斷線情況下啟動時和匝間短路時可迅速作用于跳閘，它對保護區內非對稱故障的靈敏度高于相電流速斷。下面對其在各種故障情況下的行為稍作分析。
．三相電流互感器
正常情況下，電動機在啟動及運行時，負序電流都幾乎為0。考慮到電動機在運行過程中的斷相狀況，可設定：負序過電流I段定值為：過流I段定值/3即可。延時時間為0秒。
負序過電流II段定值為：過流II段定值/2即可。延時時間為0.50秒。
．兩相電流互感器
正常情況下，電動機在啟動及運行時，負序電流都幾乎為采樣電流的/3。可設定：
負序過電流I段定值為：過流I段定值/3即可。延時時間為0.20秒。
負序過電流II段定值為：過流II段定值×2/3即可。延時時間為電動機啟動時間的1/3。
．對于電動機兩相短路：
Ｉ２為由電源流至故障點的負序電流Ｉ２ｃ，而Ｉ１＝Ｉ１ｋ＋Ｉ１ｍ
Ｉ１ｋ為故障點的正序電流，Ｉ１ｍ為電動機的正序負荷電流，保護有足夠的靈敏度。
．對于電動機的外部兩相短路：
故障開始時電動機反饋較大的Ｉ１與Ｉ２，為防止本保護此時誤動，其動作時間不應小于0.2s。反饋過程結束后，Ｉ１約為正常負荷電流的一半，為防止Ｉ１增大而誤動，保護的動作時間又不宜太長。這就是本保護延時定為0.2s或0.6s的根據。
實際運行中, 相位在周圍相應地變化 , 因而在斷相時正序和負序有些變化。

負序過流II段（電動機啟動時間內不閉鎖）
1．RLP7 負序過流II段－“投”；
2．通過保護電流計算負序電流值≧負序過流II段定值（I2dz2）
加入電流時間≧負序過流II段延時tzd4
保護立即驅動告警信號繼電器C2/C3（10s后返回）。面板告警燈亮。
說明：負序過流II段若需要跳閘，則需要
1．RLP7 負序過流II段－“投”；
2．RLP9 負序II段跳閘－“投”；
加入電流時間≧負序過流II段延時tzd3
保護立即出口C7/C8，同時驅動事故信號繼電器C1/C3（10s后返回）。面板事故燈亮。
負序過流II段若需要反時限動作，則需要
1．RLP7 負序過流II段－“投”；
2．RLP8 負序II段反時限－“投”；
加入電流時間≧負序過流II段反時限延時tzd3（經過反時限計算得到）
負序過流II段動作

零序過流
1．RLP11 零序過流－“投”；
2．零序電流3Io采樣值≧ 零序過流定值（Iodz）
加入電流時間≧零序過流延時tozd
保護立即驅動告警信號繼電器C2/C3（10s后返回）。面板告警燈亮。

說明：零序過流若需要跳閘，則需要
1．RLP11 零序過流－“投”；
2．RLP12 零序過流跳閘－“投”；
加入電流時間≧零序過流延時tozd
保護立即出口C7/C8，同時驅動事故信號繼電器C1/C3（10s后返回）。面板事故燈亮。

零序過壓
1．RLP14 零序過壓－“投”；
2．零序電壓3Uo采樣值≧ 零序過壓定值（Uodz）
加入電壓時間≧零序過壓延時tuozd
保護立即驅動告警信號繼電器C2/C3（10s后返回）。面板告警燈亮。

說明：零序過壓若需要跳閘，則需要
1．RLP14 零序過壓－“投”；
2．RLP15 零序過壓跳閘－“投”；
加入電壓時間≧零序過壓延時tuozd
保護立即出口C7/C8，同時驅動事故信號繼電器C1/C3（10s后返回）。面板事故燈亮。
零序過壓若要采用自產零序電壓，則只要多投RLP13 自產零序電壓，即可。

低電壓
1．RLP16 低電壓－“投”；開關在合位狀態下
2．任何兩相線電壓采樣值≦ 低電壓定值（Udz1）
3．低電壓采樣延時時間≧低電壓延時（tuzd1）
保護立即出口C7/C8，同時驅動事故信號繼電器C1/C3（10s后返回）。面板事故燈亮。

過電壓
1．RLP17 過電壓－“投”；開關在合位狀態下
2．任何兩相線電壓采樣值≧ 過電壓定值（Udz2）
3．過電壓采樣延時時間≧過電壓延時（tuzd2）
保護立即出口C7/C8，同時驅動事故信號繼電器C1/C3（10s后返回）。面板事故燈亮。

PT斷線報警
1．RLP18 PT斷線報警－“投”；
2．a、相與最小相之差大于30V，且任一相保護電流大于0.3A；
b、保護裝置零序電壓計算值≧8V
滿足上面任一個條件裝置延時10s發生PT斷線
同時驅動告警信號繼電器C2/C3（10s后返回）。面板告警燈亮。

過熱保護
過熱保護主要為防止電動機過熱,因此在裝置中設置了一個模擬電動機發熱的模型,綜合考慮電動機正序電流和負序電流的熱效應,引入等值發熱電流Ieq，其方程表達式為:

在整定的電動機啟動時間內, 在整定的電動機啟動時間后,＝3~10,用于模擬的增強發熱效應，一般可取6 ，保護動作方程為:

電動機過熱保護方程

式中r為電動機熱積累定值，即發熱時間常數Tfrl，當熱積累值達到（過熱報警水平，可整定為熱積累跳閘的60～99.9%）時發出報警信號，當熱積累值達到Tfrl時發出跳閘信號。
電動機過熱保護跳閘后，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，可以通過復歸鍵在信號復歸的同時強制將熱模型恢復到“冷態”。
注：過熱保護系數 K 一般可取為4-6。時間常數 T 應當由電動機制造廠家給出。如果沒有廠家數據，定子繞組時間常數 Ts 可由下式估算：Ts = 2.5τＨ / (ｊ2ＳＨ)
式中： τＨ —— 在額定電流下穩定運行時定子繞組的過熱，即超過冷卻介質的溫升，一般為60-65度；
ｊＳＨ —— 定子繞組的額定電流密度。
應當指出，在有較大負序電流情況下，作為 T 的整定依據應為轉子的發熱時間常數，而轉子的時間常數比定子要小得多。如無可靠數據，可取 T＝Ts/3。
．非電量保護（包括溫度過高跳閘R5、溫度升高R6）
1．RLP21 溫度升高－“投”；
2．R6開入；
3．開關合位
4、經過延時
5．告警，并開出C2/C3（10s后返回）。面板告警燈亮。
注：溫度過高事故燈亮，可選擇是否跳閘。

973保護投退菜單

保護序號	代號	保護名稱	整定方式	投退說明
01	RLP1	過流I段	投/退	相當于“速斷”
02	RLP2	過流II段	投/退	相當于“過電流”
03	RLP3	過流II段反時限	投/退	根據情況選用
04	RLP4	過負荷	投/退
05	RLP5	過負荷跳閘	投/退	根據情況選用
06	RLP6	負序過流I段	投/退	根據情況選用
07	RLP7	負序過流II段	投/退	根據情況選用
08	RLP8	負序II段反時限	投/退	根據情況選用
09	RLP9	負序II段跳閘	投/退	根據情況選用
10	RLP10	控制回路斷線	投/退
11	RLP11	零序過流	投/退	有零序電流互感器時才用
12	RLP12	零序過流跳閘	投/退	根據情況選用
13	RLP13	自產零序電壓	投/退
14	RLP14	零序過壓	投/退	一般不用
15	RLP15	零序過壓跳閘	投/退	一般不用
16	RLP16	低電壓保護	投/退	根據情況選用
17	RLP17	過電壓保護	投/退	根據情況選用
18	RLP18	PT斷線	投/退	比較零序電壓時才用
19	RLP19	過熱報警	投/退	一般不用
20	RLP20	過熱跳閘	投/退	一般不用
21	RLP21	溫度升高	投/退	根據情況選用
22	RLP22	溫度過高	投/退	根據情況選用
23	RLP23	溫度過高跳閘	投/退	根據情況選用
32	RLP32	錄波	投/退

973保護定值菜單

定值序號	代號	定值名稱	整定菜單	整定說明
01	Kv1	PT變比	0.01~300	PT變比/10，輸入電壓等級值（單位kV）
02	Ki1	CT變比	0.01~300	CT變比/10，200/5的整定4即可
03	tqd	電動機啟動時間	0.01~300s	按電動機（實際啟動時間＋2秒）整定
04	Ie	電動機額定電流	1~6A	電動機一次電流/N1整定
05	Idz1	過電流I定值	0.1~99A	一般整定為：1.2Ie2
06	tzd1	過電流I延時	0~99s	一般整定為：1.2Ie2
07	Idz2	過電流II定值	0.1~99A	一般整定為：1.2Ie2
08	tzd2	過電流II延時	0~99s	一般整定為：1.2Ie2
09	Idz3	過負荷定值	0.1~99A	一般整定為：1.2Ie2
10	Tzd5	過負荷延時	0~99s	一般整定為：10.00 s
11	I2dz1	負序過流I段定值	0.1~99A	若用，一般整定為：1A
12	tzd3	負序過流I段延時	0~99s	一般整定為：2.0 s以內
13	I2dz2	負序過流II段定值	0.1~99A	若用，一般整定為：1A
14	tzd4	負序過流II段延時	0~99s	一般整定為：2.0 s以內
15	tzd3	控制回路斷線延時	0~300s	一般整定為：10.00 s
16	Iodz	零序過流定值	0.1~10A	根據實際情況整定
17	Tozd	零序過流延時	0~99s	根據實際情況整定
18	Uodz	零序過壓定值	0~99V	若用，一般整定為：15V
19	Tuozd	零序過壓延時	0~99s	根據實際情況整定
20	Udz1	低電壓定值	3~99V	若用，一般整定為：70V
21	Tuzd1	低電壓延時	0~99s	一般整定為：2.0 s以內
22	Udz2	過電壓定值	15V ~120V	若用，一般整定為：120V
23	Tuzd2	過電壓延時	0~99s	一般整定為：2.0 s以內
24	K2	負序電流發熱系數	0~10	見保護說明
25	tfr1	發熱時間常數	0.1~99	見保護說明
26	Cool	散熱時間常數	0~99	見保護說明
27	GRBT	過熱報警水平	0~99	見保護說明
28	tfdi1	溫度升高延時	0~99s	一般整定為：0.00 s
29	tfdi2	溫度過高延時	0~99s	一般整定為：0.00 s

備注：
1．Ie2 ＝Ie1/N1
Ie2為電動機二次額定電流值；Ie1為電動機一次額定電流值；N1為電流互感器變比值。
2．電動機啟動時間一般是由電動機廠家提供；若廠家沒有提供，可進行啟動三次試驗，取的啟動時間，然后再增加2秒做為電動機啟動時間的整定值。
3．正序電流、負序過流、零序電流：
正序、負序、零序的出現是為了分析在系統電壓、電流出現不對稱現象時，把三相的不對稱分量分解成對稱分量（正序、負序）及同向的零序分量。只要是三相系統，就能分解出上述三個分量（有點象力的合成與分解，但很多情況下某個分量的數值為零）。
下面用作圖法簡單得出各分量幅值與相角的方法，先決條件是已知三相的電壓或電流（矢量值），當然實際工程上是直接測各分量的。
從已知條件畫出系統三相電流（用電流為例，電壓亦是一樣）的向量圖
     求零序分量：把三個向量相加求和。即A相不動，B相的原點平移到A相的頂端（箭頭處），注意B相只是平移，不能轉動。同方法把C相的平移到B相的頂端。此時作A相原點到C相頂端的向量（這些是箭頭對箭頭），這個向量就是三相向量之和。最后取此向量幅值的三分一，這就是零序分量的幅值，方向與此向量是一樣的。
    求正序分量：對原來三相向量圖先作下面的處理：A相的不動，B相逆時針轉120度，C相順時針轉120度，因此得到新的向量圖。按上述方法把此向量圖三相相加及取三分一，這就得到正序的A相，用A相向量的幅值按相差120度的方法分別畫出B、C兩相。這就得出了正序分量。
    求負序分量：注意原向量圖的處理方法與求正序時不一樣。A相的不動，B相順時針轉120度，C相逆時針轉120度，因此得到新的向量圖。按上述方法把此向量圖三相相加及取三分一，這就得到負序的電流。
     通過上述方法可以分析出各種系統故障的大概情況，如為何出現單相接地時零序保護會動作，而兩相短路時基本沒有零序電流。