CBZ-6071電動機保護測控裝置

CBZ-6000微機變電站綜合自動化系統(tǒng)CBZ-6071電動機保護測控裝置第12頁第11頁1適用范圍CBZ-6071電動機保護測控裝置適用于10KV及以下等級三相異步電動機的成套保護。2主要功能2.1保護功能1)電流速斷2)過流保護（包括定時限、一般反時限、非常反時限、極端反時限）3)過熱保護（跳閘、告警）4)堵塞保護5)啟動時間過長6)低電壓保護7)負序過流保護8)零序過流保護（跳閘、告警）9)啟動間隔保護10)過負荷告警11)PT、CT斷線報警以上各種保護均有軟件開關(guān)，可分別投入和退出。2.2遠動功能1)遙測：IA、IB、IC、P、Q、COSФ、H，上送量可根據(jù)用戶要求選送2)遙信：一個斷路器（雙位置遙信），六個開關(guān)遙信，彈簧未儲能，壓力異常報警，壓力異常閉鎖3)遙脈：有功，無功電量4)遙控：遙跳、遙合2.3錄波功能裝置具有故障錄波功能，記憶最新8套故障波形，記錄故障前10個周波，故障后10個周波，返回前10個周波，返回后5個周波，可在裝置上查看、顯示故障波形，進行故障分析，也可上傳當?shù)乇O(jiān)控或調(diào)度。3技術(shù)指標3.1額定數(shù)據(jù)交流電流5A、1A交流電壓100V交流頻率50HZ直流電壓220V、110V3.2功率消耗交流電流回路IN=5A 每相不大于0.5VA交流電壓回路U=UN 每相不大于0.2VA直流電源回路正常工作不大于10W保護動作不大于20W3.3過載能力交流電流回路2倍額定電流連續(xù)工作10倍額定電流允許10S40倍額定電流允許1S交流電壓回路1.2倍額定電壓連續(xù)工作直流電源回路80%—110%額定電壓連續(xù)工作3.4測量誤差測量電流電壓不大于±0.3%有(無)功功率不大于±0.5%保護電流不大于±3%3.5溫度影響正常工作溫度：-10℃～55℃極限工作溫度：-25℃～75℃裝置在-10℃～55℃溫度下動作值因溫度變化而引起的變差不大于±1%。3.6安全與電磁兼容=1\*GB3①脈沖干擾試驗?zāi)艹惺茴l率為1MHZ及100KHZ電壓幅值共模2500V，差模1000V的衰減震蕩波脈沖干擾試驗.=2\*GB3②靜電放電抗擾度測試能承受IEC61000-4-2標準Ⅳ級、試驗電壓8KV的靜電接觸放電試驗。=3\*GB3③射頻電磁場輻射抗擾度測試能承受IEC61000-4-3標準Ⅲ級、干擾場強10V/M的幅射電磁場干擾試驗。=4\*GB3④電快速瞬變脈沖群抗擾度測試能承受IEC61000-4-4標準Ⅳ級的快速瞬變干擾試驗。=5\*GB3⑤浪涌(沖擊)抗擾度試驗?zāi)艹惺躀EC61000-4-5標準Ⅳ級、開路試驗電壓4KV的浪涌干擾試驗。=6\*GB3⑥供電系統(tǒng)及所連設(shè)備諧波、諧間波的干擾試驗?zāi)軡M足IEC61000-4-7標準B級、電流和電壓的最大允許誤差不大于測量值的5％。=7\*GB3⑦電源電壓壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗?zāi)艹惺躀EC61000-4-11標準70％UT等級的電壓暫降、短時中斷干擾試驗。=8\*GB3⑧振蕩波抗擾度試驗?zāi)艹惺躀EC61000-4-12標準Ⅳ級阻尼振蕩波干擾試驗，以及電壓幅值共模4KV、差模2KV的Ⅳ級振鈴波干擾試驗。=9\*GB3⑨工頻磁場抗干擾度能承受IEC61000-4-8標準Ⅳ級持續(xù)工頻磁場干擾試驗。=10\*GB3⑩阻尼振蕩磁場抗干擾度能承受IEC61000-4-10標準Ⅳ級阻尼振蕩磁場干擾試驗。3.7絕緣耐壓交流輸入對地：大于100兆歐直流輸入對地：大于100兆歐信號及輸出觸點對地：大于100兆歐開入回路對地：大于100兆歐能承受2KV/1min的工頻耐壓，5KV的沖擊電壓。4保護邏輯原理4.1電流速斷保護本保護反應(yīng)兩相或三相（根據(jù)用戶CT決定）電流的最大值，算法上能判別電動機是否處于啟動狀態(tài)還是正常運行狀態(tài)。在啟動狀態(tài)和正常運行狀態(tài)有兩套不同的整定值，既能保證躲過電動機的啟動電流又能保證電動機正常運行狀態(tài)下故障的靈敏度。Ihset：啟動后速斷電流整定值Isset：啟動時速斷電流整定值Tset：速斷延時以下為電動機的啟動判據(jù)：=1\*GB3①電流在30mS內(nèi)從小于0.05A突變?yōu)?倍額定電流=2\*GB3②開關(guān)位置從跳位變?yōu)楹衔灰陨蟽蓚€條件中任一條件滿足，則認為電動機在啟動狀態(tài)，在啟動延時內(nèi)，保護采用啟動狀態(tài)時的電流定值。4.2過流保護過電流保護分定時限和反時限過電流。定時限過流保護在電動機啟動完畢后自動投入；反時限根據(jù)國際電工委員會標準（IEC255—4）和英國標準規(guī)范（BS142.1996）的規(guī)定，包括以下三種選擇：一般反時限、非常反時限、極端反時限，用戶可根據(jù)實際情況選擇一種投入。Idset：定時限過流整定值，Tdset：定時限延時常數(shù)Iset：反時限過流整定值，Tset：反時限延時常數(shù)對反時限過流保護，當電流大于反時限過流整定值時開始計時。4.3過熱保護過熱是引起電動機損壞的重要原因，特別是轉(zhuǎn)子因負序電流產(chǎn)生的過熱。過熱保護分為過熱保護告警和過熱保護跳閘。過熱保護動作判據(jù)為：式中：t：保護的動作時間（s）；τ：電動機的發(fā)熱時間常數(shù)（s），對應(yīng)于電動機過熱（過負荷）的承受能力；I1：電動機實際運行電流的正序分量（A）；I2：電動機實際運行電流的負序分量（A）；In：裝置的額定電流（電動機實際運行額定電流反應(yīng)到CT二次測的值）；K2：負序電流發(fā)熱系數(shù)在非正常運行情況下，本裝置不斷計算電動機的積累過熱量：H=∑[(I1/In)2+K2(I2/In)2-1.052]△t式中：△t：兩計算點之間的間隔時間；H：等值單位過熱量累加時間（s），表征電動機的過熱程度。一般情況下過熱保護動作條件為H≥τ。Tgrg：熱積累到一定值，須告警的時間常數(shù)Tgrt：熱積累到一定值，須跳閘的時間常數(shù)4.4堵塞保護由于電動機所帶動的負荷過大或其他原因致使電動機不能轉(zhuǎn)動時，為避免損壞電動機，應(yīng)及時將其切除。裝置能正確區(qū)分啟動或正常運轉(zhuǎn)，堵塞保護在電動機啟動過程中并不投入，只在啟動結(jié)束后投入。當實際電流超過堵塞設(shè)定電流并達到整定延時，動作于出口跳閘。該保護在一定意義上可作為速斷保護的后備保護。I1set：運行時堵塞正序電流整定值Tset：堵塞保護啟動延時4.5啟動時間過長正常的啟動完成后電機的運行電流將在額定值的附近，而啟動時間過長（一般因機械原因），則在啟動時間之后電動機的運行電流仍保持較大的值，當整定的啟動時間到達后，電動機的電流仍大于整定值時本保護動作。I1set：正序電流整定值Tset：整定延時，整定值應(yīng)大于啟動時間4.6啟動間隔保護電動機運行過程中不允許頻繁的啟停電動機。啟動時間間隔保護可有效防止太小的時間間隔內(nèi)的重復(fù)啟動而導(dǎo)致電動機過熱。當電動機兩次啟動的時間間隔小于整定值時，第二次啟動時電動機將被跳開。4.7低電壓保護供電系統(tǒng)電壓太低時可引起電動機過電流甚至堵轉(zhuǎn)，而當電動機機端電壓下降到60%時，電動機的自啟動將發(fā)生困難，有時為保證電壓恢復(fù)時重要電動機的自啟動需將不太重要的電動機從系統(tǒng)中切除。故對不重要的電動機要裝設(shè)低電壓保護；一些生產(chǎn)工藝不允許或不需要的電動機也要裝設(shè)低電壓保護。為防止PT斷線時誤動作，采用電流閉鎖低電壓保護。Uset：低電壓整定值，Iset：PT斷線閉鎖電流定值Tset：動作延時4.8負序過流保護本保護由負序電流，正序電流和短延時三部分構(gòu)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(qū)內(nèi)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。1)電動機斷一相啟動時，作用于保護的I1、I2皆約為電動機正常啟動電流的一半，肯定大于整定值，因此可立即作用于跳閘。2)電動機兩相短路，I2為由電源流至故障點的負序電流，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。3)正常運行中一相斷線，斷線后，一般情況下，I1=I2<1.2In,利用I1的整定值可防止保護區(qū)外一相斷線使本保護誤跳閘，而由過熱保護延時跳閘。4)外部兩相短路，故障開始時電動機反饋較大的I1、I2，為防止本保護此時誤動，其動作時間不應(yīng)小于0.2S。反饋過程結(jié)束后，I1約為正常負荷電流的一半，I1≈0.5In，由于轉(zhuǎn)矩減小使滑差增大，I1又趨向于增大。為防止I1增大至大于整定值而誤動，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(jù)。I2set：負序定值；I1set：正序定值；Tset：動作延時4.9零序過流保護零序過流保護分為零序過流報警和零序過流跳閘。本保護整定范圍很寬。在算法上考慮了躲開暫態(tài)過程的影響，它可用于小電流接地系統(tǒng)或經(jīng)電阻接地的系統(tǒng)。在電動機較大的起動電流下，也可能有較大的零序不平衡電流，因此在零序電流保護中加入正序電流作為制動量。其動作特性可用下式描述：I1≤1.05In時I0≥I0setI1＞1.05In時I0≥[1+(I1/In－1.05)×0.25]×I0set式中：I0：零序保護的動作電流I0set：零序保護的整定電流為適應(yīng)各種接地電流水平，裝置設(shè)計為零序電流由專用零序互感器取得的方式。4.10過負荷告警Iset：過負荷告警電流Tset：時間整定值4.11PT斷線告警Uset：PT斷線檢無壓的電壓定值，Iset：CT檢無流定值，U2：單相斷線時的負序電壓值4.12CT斷線告警Iset：CT斷線檢無流的電流定值5整定說明5.1整定清單序號動作類型保護投退定值名稱整定范圍整定步長1電流速斷電流速斷ON/OFF啟動時定值0.5～100A0.01A啟動時定值0.5～100A0.01A速斷延時0～10S0.01S2過流保護定時限過流ON/OFF一般反時限ON/OFF非常反時限ON/OFF極端反時限ON/OFF定時限過流1～100A0.01A定時限延時0～100S0.01S反時限過流1～100A0.01A反時限延時0～100S0.01S3過熱保護過熱保護告警ON/OFF過熱保護跳閘ON/OFF告警時間系數(shù)0～80m0.01m跳閘時間系數(shù)0～80m0.01m負序系數(shù)1～204堵塞保護堵塞保護ON/OFF正序定值0.5～100A0.01A動作延時0～300S0.01S5啟動時間過長啟動時間過長ON/OFF正序定值0.5～100A0.01A動作延時0～300S0.01S6低電壓保護低電壓保護ON/OFFPT斷線閉鎖ON/OFF低電壓定值20～90V0.01V動作延時0～10S0.01SPT斷線閉鎖電流定值0～5A0.01A7負序過流保護負序過流保護ON/OFF負序定值0.5～100A0.01A正序定值0.5～100A0.01A動作延時0.2～0.6S0.01S8零序過流保護零序過流跳閘ON/OFF零序過流告警ON/OFF零序定值0.01～5A0.01A動作延時0.1～300S0.01S9啟動間隔保護啟動間隔保護ON/OFF動作延時1～80m0.01m10過負荷告警過負荷告警ON/OFF告警電流0.5～10A0.01A動作延時0～50S0.01S11機卡保護機卡保護ON/OFF12CT斷線告警CT斷線告警ON/OFFCT斷線無流定值0.1～300A0.01A13PT斷線告警PT斷線告警ON/OFF檢無壓定值0～30V0.01V檢無流定值0～2A0.01A14額定電流0.05～20A0.01A15啟動時間0.1～300S0.01S5.2整定說明1）額定電流In它是正確整定所有保護的基礎(chǔ)，將電動機的額定電流除以電流互感器的變比即為In。2）負序過流保護負序過流保護的I1、I2整定原則已經(jīng)在原理中說明。可以取I2=0.6～0.8In，I1=1.4～1.6In，其整定時間對大容量電動機可取0.15～0.2秒，中小電動機可取0.1～0.15秒。3）堵轉(zhuǎn)保護堵轉(zhuǎn)保護的允許堵轉(zhuǎn)時間t：由于在算法上可區(qū)別堵轉(zhuǎn)和正常起動，可取由試驗所得的啟動時間作為t的整定值。堵轉(zhuǎn)的正序電流定值一般可取為I1=2.5In。4）啟動時間過長保護其整定值包括正序電流定值I1和動作延時T。由于啟動時的電流比較大，可以根據(jù)它和一個時延來判斷它的啟動時間是否過長，所以動作延時T一般取為電機的啟動時間或稍長一點，I1為啟動時的電流的正序分量。5）PT斷線告警PT斷線告警的整定值有檢無壓定值U和檢無流定值I。檢無流定值I要求能躲過裝置的感應(yīng)電流，一般取為0.1A。檢無壓定值U一般取為10—20V6）低電壓保護低電壓定值Uset一般取為額定電壓的60%，動作延時根據(jù)要求來定，不宜過長，PT斷線閉鎖電流定值可取電流允許下限值，一般為0.1A。7）零序過流跳閘（告警）小電流接地系統(tǒng)中零序過流保護一次側(cè)動作電流可按系統(tǒng)總接地電容電流的20%整定，然后按電流互感器變比換算成繼電器的動作電流。由于零序電流互感器的勵磁阻抗較小，如果二次回路電阻較大，由上述方法換算的實際一次動作電流往往偏大，因此應(yīng)以通一次電流實試動作電流為準。10）啟動間隔保護啟動間隔保護的整定值就是啟動的間隔延時：為避免頻繁啟動給電機帶來的危害，間隔延時不宜過短。6廠家設(shè)置該菜單下的內(nèi)容由廠家出廠前根據(jù)用戶技術(shù)協(xié)議已設(shè)置好，用戶無需再設(shè)置，其內(nèi)容如下：1）測量精度調(diào)節(jié)；2）彈簧未儲能常開常閉接點設(shè)置；3）脈沖電度投入退出設(shè)置，投入后D10、