SCR-8105 异步电动机保护测控单元使用说明书.DOC
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1、 SCR-8105 异步电机保护装置说明书及调试手册 1 SCR-8105SCR-8105 异步电动机保护测控单元使用说明书异步电动机保护测控单元使用说明书一、一、 概述概述适用范围 本装置适用于 66kV 及以下电压等级的经消弧线圈接地或不接地系统中的异步电动机保护测控,可集中组屏,也可在开关柜就地安装,全面支持变配电综合自动化系统。功能及特点 1 保护功能 差速断保护 比率制动差动保护 CT 断线告警及断线闭锁差动保护 电流速断保护 定反时限过流保护 定反时限负序过流保护 过负荷报警 堵转保护 低电压保护 过电压保护 定子接地保护 低频保护 过热保护 非电量保护2 辅助功能 PT 断线告警
2、 控制回路断线告警 装置故障告警 故障录波 保护定值和时限的独立整定 自检和自诊断3 测控功能 电量测量(遥测量):电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、功率因数、电网频率等 遥信量:装置共有 14 路开入量,其中:12 路为采集外部遥信,2 路为内部开关量信号 遥控量:完成 1 台断路器就地或遥控分合闸操作4 闭锁功能SCR-8105 异步电机保护装置说明书及调试手册 2 断路器就地和遥控操作互为闭锁且具有防跳功能5 通讯功能 CAN 总线,以及标准的 RS485 多机通讯接口6 特点 采用分层分布式设计,可组屏安装或直接安装于开关柜上 封闭、加强型单元机箱,抗强干扰设计,适用
3、于恶劣环境,可靠性高、抗干扰能力强,符合 IEC 电磁兼容标准 可以实现远方定值整定与修改 事件顺序记录并上传 SOE 事件 汉字液晶显示,键盘操作 设有独立的起动元件用来开放继电器电源,提高装置的安全性SCR-8105 异步电机保护装置说明书及调试手册 3 二、二、 基本原理基本原理差动速断保护 保护设有一速断段,在电动机内部严重故障时快速动作,任一相差动电流大于差动速断整定值 Isdzd 时瞬时动作于出口继电器。Id Isdzd式中 Id 为差动电流,Isdzd 为差动速断电流定值。三相差流中任一相满足 Id Isdzd,保护即出口动作。11RLP1A相差流IsdzdB相差流IsdzdC相
4、差流Isdzd差动速断(3 )图图 1 1 差动速断动作逻辑图差动速断动作逻辑图比例差动 为了防止电动机起动时,电动机机端和末端 TA 不平衡电流引起的差动保护误动作,本装置提供了整定值自动加倍功能,在起动过程中将差动保护起动电流定值和比例制动系数放大一倍运行。在起动完成之后,差动保护按原定值运行,本功能可通过保护投退控制字进行投入或退出。采用常规比例差动保护,能可靠地躲过外部故障时的不平衡差动电流。其动作方程如下:|IT+IN| Icdqd 当|IT-IN|/2 Ie 时|IT+IN|-Icdqd Kbl|IT-IN|/2-Ie 当|IT-IN|/2 Ie 时式中IT为电动机机端电流,IN为
5、中性点电流,Kbl 为比率制动系数,Icdqd 为差动电流起动定值。图图 2 2 纵差保护动作曲线纵差保护动作曲线 比率差动保护能保证外部短路不动作,内部故障时有较高灵敏度,动作曲线如图 2。 上图中 Id 为差动电流|IT+IN|,Ir 为制动电流|IT-IN|/2 ;任一相比率差动保护动作即出口 3K 跳闸。CT 断线判别 装置设有延时 CT 断线报警,以及瞬时 CT 断线闭锁功能,其动作原理如下。 延时 CT 断线报警在保护每个采样周期内进行。当任一相差流大于延时 CT 断线报警定值的时间 超过 10 秒时发出 CT 断线报警信号,此时不闭锁比率差动保护。这也兼作保护装置交流采样回路的
6、自检功能。 瞬时 CT 断线报警或闭锁功能在比率差动元件动作后进行判别。为防止瞬时 CT 断线的误闭锁,速动区动作区制动区KblIcdqdIsdzdIrIdIeSCR-8105 异步电机保护装置说明书及调试手册 4 满足下述任一条件不进行瞬时 CT 断线判别: 1)起动前各侧最大相电流小于启动前定值 qd1; 2)起动后最大相电流大于启动后定值 qd2; 3)起动后电流比起动前增加。 机端、中性点的两侧六路电流同时满足下列条件认为是瞬时 CT 断线: 1)一侧 CT 的一相或两相电流减小至差动保护起动; 2)其余各路电流变化不大于 0.05In。 通过控制字投退选择瞬时 CT 断线发报警信号的
7、同时是否闭锁比率差动保护。 如果装置中的比率差动保护退出运行,则瞬时 CT 断线的报警和闭锁功能自动取消。速断、过流保护 速断保护定值按躲过启动电流整定,该保护主要对电动机短路提供保护。当任一相达到整定值, 且电流速断保护的投退控制字处于投入状态,则定时器启动,若持续到整定时限,则立即跳闸。IbIdz1IcIdz1IaIdz11RLP7tzd1电流速断跳闸(3 )图图 3 速断保护逻辑图速断保护逻辑图 过流保护,又称堵转保护,它是在电动机启动完毕后自动投入,该保护可根据启动电流或堵转 电流整定,主要对电动机启动时间过长和运行中堵转提供保护。在超过电动机启动时间后,当任一 相达到整定值,且过流保
8、护的投退控制字处于投入状态,则定时器启动,若持续到整定时限,则立 即跳闸。过流还可以通过控制字选择该段采用定时限还是反时限特性。tzd2RLP09RLP09IDMT.IaIdz2IcIdz2IbIdz2电机启动1tqdRLP8过流保护跳闸(J3)图图 4 过流保护逻辑图过流保护逻辑图过负荷保护 过负荷保护反映定子电流的大小,有一定时限段,可通过控制字选择报警或跳闸。tzd5IcIdz3IaIdz3IbIdz31过负荷跳闸(3K)过负荷报警RLP10RLP11RLP11图图 5 过负荷保护逻辑图过负荷保护逻辑图负序过流保护 当电动机三相电流有较大不对称,会出现较大的负序电流,而负序电流将在转子产
9、生 2 倍工频 电流,使转子的附加发热大大增加,危及电动机的安全运行。 本装置具有定时限和反时限负序过流保护,分别对电动机反相,断相,匝间短路以及较严重的电SCR-8105 异步电机保护装置说明书及调试手册 5 压不对称等异常工况提供保护,可通过控制字来选择该段跳闸或报警,选择报警时该段可作为负序 过负荷报警使用,也可通过控制字来选择该段采用定时限还是反时限特性。 根据国际电工委员会标准(IEC60255-4)的规定, 本装置采用其标准反时限特性方程中的极端反 时限特性方程(extreme IDMT):ptIpIt 1802 Ip 为电流基准值,取负序过流定值,为时间常数, 取负序过流时间定值
10、。ptI2I2dz2IDMT.tzd4负序过流II段报警RLP14RLP15RLP15RLP16RLP16负序过流II段跳闸(3 )图图 4 负序过流保护逻辑图负序过流保护逻辑图零序过流保护 零序过流保护反映电动机定子接地,当零序电流测量值大于零序电流动作值时,则定时器启动, 若持续到相应的整定时限,且相应保护投退控制字处于投入状态,则发出报警信号。如保护跳闸投 退控制字也处于投入状态,则给出保护动作,事故信号,并记录和上传相应的 SOE 事件。若在整定 时限内电流返回则复位计时器。 tIozdIoIodz零序过流跳闸(3 )零序过流报警RLP17RLP18RLP18图图 6 零序过流保护逻辑
11、图零序过流保护逻辑图定子零序电压保护 定子零序电压保护反映电动机定子接地引起的零序电压,基波零序电压保护电动机 85%95%的定子绕组单相接地。 当零序电压测量值大于零序电压动作值时,则定时器启动,若持 续到相应的整定时限,且相应保护投退控制字处于投入状态,则给出保护动作,事故信号,并记录 和上传相应的 SOE 事件。若在整定时限内电流返回则复位计时器。(Ua+Ub+Uc)Uodz跳闸位置UoUodztUozdtUozd零序过压(3 )零序过压报警RLP21RLP21RLP19RLP19RLP20RLP20图图 7 零序电压保护逻辑图零序电压保护逻辑图SCR-8105 异步电机保护装置说明书及
12、调试手册 6 低电压保护 三个相间电压均小于低电压保护定值,时间超过整定时间时,低电压保护动作。低电压保护经 TWJ 闭锁,装置能自动识别 PT 断线并闭锁低电压保护。RLP12PT断线1UbcUdz2跳闸位置UbcUdz21过电压保护跳闸(3 )tUuzd2UabUdz2图图 10 过电压保护逻辑图过电压保护逻辑图低频保护 当检测到系统的频率低于低频减载频率值,延时后动作。f RLP22低频保护(3 )图图 8 低频保护逻辑低频保护逻辑过热保护 过热保护主要为防止电动机过热,因此在装置中设置了一个模拟电动机发热的模型,综合考虑电 动机正序电流和负序电流的热效应,引入等值发热电流 Ieq,其方
13、程表达式为: 2 222 112IkIkIeq在整定的电动机启动时间内,,在整定的电动机启动时间后,310,用于模拟的5 . 01k2k2 2I增强发热效应,一般可取 6 ,保护动作方程为: 122 )05. 1 ( t IeIeq式中 r 为电动机热积累定值,即发热时间常数 Tfrl,当热积累值达到(过热报警水平,SCR-8105 异步电机保护装置说明书及调试手册 7 可整定为热积累跳闸的 6099.9%)时发出报警信号,当热积累值达到 Tfrl 时发出跳闸信号。 电动机过热保护跳闸后,不能立即再启动,要等到允许启动的温度时才能再启动。在需要紧急 启动的情况下,可以通过复归键在信号复归的同时
14、强制将热模型恢复到“冷态” 。过热报警1/热复归K1I1+K2I22 2 tfr1*GRBJtfr1tfr1*GRBJRLP24RLP25过热跳闸(3 )禁止再启动(1K)图图 11 过热保护逻辑图过热保护逻辑图非电量保护 本装置设置了五路非电量保护,分别为非电量 1 到非电量 5。五路非电量都可以通过保护投退 控制字选择,相应的非电量投入跳闸,不投入报警。PT 断线检查 装置具有 PT 断线检查功能,可通过控制字投退。PT 断线判据如下: a. 最大相间电压小于 30v,且任一相电流大于 0.3A; b. 负序电压大于 8v; 满足以上任一条件断线 10 秒报 PT 断线,PT 断线期间自动
15、退出低电压保护。Ib0.3AIa0.3AU28VIc0.3APT断线10SUab 合合1 1开开入入 2 2开开出出开开入入量量 0 01 10 08 8:0 00 00 00 00 00 01 10 0 0 09 91 16 6:0 00 00 00 01 10 00 00 0SCR-8105 异步电机保护装置说明书及调试手册 11 其中“0”表示输入的开关未闭合,“1”表示输入的开关已闭合,在上图中,第 7 个和第 13 个开入量为 1,其余为 0。 按“退出” 键可退出并返回上一级菜单。 当选择开出时,屏幕显示如下:通过“” 、 “”键可选择“OUT1”或“OUT2” 。按“”进入开出编
16、辑状态。在编辑 状态,通过“” 、 “” 、 “” 、 “”键可对开出量进行编辑。“1”对应输出继电器闭合或指 示灯亮, “0” 对应输出继电器断开或指示灯灭。编辑完成后按 “确认”键,在核实输入正确 的口令后,再按 “确认”键后,相应的继电器就能出口。采样数值 在主菜单中选择 “采样数值”后屏幕显示以下内容:由于屏幕只能显示 4 行,需要查看屏幕外的数据时,可通过按 “” 、 “”键来选择。 其中大部分装置的 0 通道为 A 相测量电流,1 通道为 B 相测量电流, 2 通道为 A 相测量电压, 3 通道为 B 相测量电压,4 通道为 C 相测量电压,5 通道为 A 相保护电流, 6 通道为
17、 B 相保护 电流,7 通道为 C 相保护电流。 812 通道在不同类型的装置中各不相同(见采样实时显示) 。实时时钟 本单元具有掉电运行的实时时钟功能,进入实时时钟模块后, LCD 显示器将显示装置的 实时时钟,如下图所示:通过简易键盘可对时钟进行修正。按 “确认”键后进入时钟编辑状态。在编辑状态下,通开开出出 F FE ED DC CB BA A9 98 87 76 65 54 43 32 21 10 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0 5 5. .0 00 0 5 5. .0 01 1 2 2 5 56 6. .8 8
18、0 0 5 57 7. .0 02 2 4 4 5 56 6. .8 87 7 4 4. .9 98 8 6 6 4 4. .7 78 8 5 5. .1 11 1日日期期0 04 4 年年 0 06 6 月月 2 26 6 日日 时时间间1 15 5 时时 3 36 6 分分 5 50 0 秒秒SCR-8105 异步电机保护装置说明书及调试手册 12 过“” 、 “” 、 “” 、 “”键可对时钟进行编辑。编辑完成后按 “确认”键,修改完成。若 此时不想修改时钟,可按 “退出”键退出时钟编辑状态。 该时钟也可由通信网统一校时(精确到 2ms) ,以使整个系统保持同一时基。 实时时钟主要作为事
19、件顺序记录的时间依据。电能脉冲 进入电能计量模块后,可对脉冲电度表脉冲计数进行初值设定,初值设定后,该值将随着 电能脉冲的累积而变化,直到下一次重新设定初值。每个装置共安排了2 路脉冲计数输入。出厂设置 出厂设置在装置出厂前已设置完成,用户通常不必更改。出厂设置项目如下表所示:序号代 号名 称整 定 范 围0Kv2二次电压比例系数11.80(12)1Kic二次测量电流比例系数235.50(140)2Kib二次保护电流比例系数14.20(14.8)3Ki0二次零序电流比例系数235.20(14.8)4Kv0二次零序电压比例系数1188(14.8)5Imp/kWh 1脉冲电能表常数 1每千瓦(乏)
20、时脉冲数/10006Imp/kWh 2脉冲电能表常数 2每千瓦(乏)时脉冲数/10007Imp/kWh 3脉冲电能表常数 3每千瓦(乏)时脉冲数/10008Imp/kWh 4脉冲电能表常数 4每千瓦(乏)时脉冲数/10009Inalarm开关量报警设定(2(n-1) )/10010PU0PT 零序系数11Disp滚动显示项目选择12Address装置通讯地址124313Baud Rate装置通讯波特率14Realy Check自检出口继电器设置其中,二次电压比例系数、二次测量电流比例系数、二次保护电流比例系数、二次零序电 流比例系数、二次零序电压比例系数由二次互感器类型及满量程值确定。 PT
21、零序系数:为 PT 主绕组与开口三角形绕组额定电压不同时的修正系数。设置值为: PU0 = PT 开口三角形绕组额定电压 PT 主绕组额定电压 开关量报警设定:当某些开入量发生变化时,若需要启动报警信号,可通过设置该项来实 现。设置值=(2(n-1)/100)。式中,n 为第 n 个开入量。例如,当需要第 3 个开入量变位时发出 报警信号,则设置值 =2(3-1)/100=0.04。可以同时设定多个开关量报警,只要分别算出个开入量 的设置值并将它们相加即可。 滚动显示项目选择:选择显示项目时,大部分可按下表的设置值确定,将所选的各项目设 置值相加。显示项目设置值显示项目设置值SCR-8105
22、异步电机保护装置说明书及调试手册 13 DIa0.01IA0.64DIb0.02IC1.28DIc0.04P2.56Ua0.08Q5.12Ub0.16cos10.24Uc0.32f20.48装置通讯地址:装置通讯地址的设置范围为1243。 装置通讯波特率:装置通讯波特率的单位为kbps。例如要设置通讯波特率为 9600bps, 其设定值为 9.60。 自检出口继电器设置:设定值为 2(n-1),式中 n 为第 n 路开出。例如,某装置有 J1、J2、J3、J4 共 4 个开出继电器,自检设定值应为 20+21+22+23=15。设备信息 设备信息将显示装置的一些基本信息,如版本、装置类型及型号
23、,程序存贮器校验码等。采样实时显示 采样实时显示通道 00测量电流 Ia通道 07机端侧保护电流 Ic通道 01测量电流 Ic通道 08零序电流 I0通道 02母线电压 Ua通道 09中点侧保护电流 Ia通道 03母线电压 Ub通道 10中点侧保护电流 Ib通道 04母线电压 Uc通道 11中点侧保护电流 Ic通道 05机端侧保护电流 Ia通道 12零序电压 U0通道 06机端侧保护电流 IbSCR-8105 异步电机保护装置说明书及调试手册 14 定值清单 定值序号代 号定 值 名 称整 定 范 围01Kv1一次电压比例系数实际变比/1002Ki1一次电流比例系数实际变比/1003In电动机
24、额定电流0.1-10A04Isdzd差动速断定值1-100A05Icdqd差动电流启动定值0.1-2.5A06Kb1比率差动制动系数0.2-0.8507Ct延时ct断线定值0-655A08Qd1启动前电流0-655A09Qd2启动后电流0-655A10Idz0电流速断定值0.1100A11Idz1过流定值0.1100A12Tzd1过流延时0100S13Tqd电动机启动时间0300S14Udz2过电压定值100120V15TUuzd2过电压延时0100S16Idz3过负荷定值0.1100A17Tzd3过负荷延时0100S18Udz1低电压定值3100V19tUuzd1低电压延时0100S20I0
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