培训材料fPDS740系列保护原理及应用.ppt

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1、PDS740系列数字式保护测控装置系列数字式保护测控装置第一节装置型号及适用范围第一节装置型号及适用范围 型号适用范围PDS-741A数字式线路保护测控装置35KV及以下电流式线路保护PDS-742A数字式线路保护测控装置光纤差动为主保护，电流保护为后备PDS-743A数字式电容器保护测控装置单相差压或单相差流的电容器保护PDS-743B数字式电容器保护测控装置三相差压的电容器保护PDS-743C数字式电容器保护测控装置三相差流的电容器保护PDS-745A数字式厂用/接地变保护测控装置厂变/接地变保护装置PDS-746A数字式电动机保护测控装置异步电动机保护装置PDS-746B数字式电动机保护

2、测控装置同步电动机保护装置PDS-747A数字式电动机差动保护装置电动机差动保护装置第二节第二节 PDS741A数字式线路保数字式线路保护测控装置护测控装置 电电流流速速断断保保护护 定定时时限限过过电电流流保保护护 定定时时限限或或反反时时限限过过电电流流保保护护 零零序序过过流流保保护护 一一次次/二二次次重重合合闸闸功功能能 手手合合、重重合合加加速速 低低周周/低低压压保保护护 过过负负荷荷保保护护 小小电电流流接接地地选选线线功功能能 分分散散式式母母线线保保护护功功能能 事事件件记记录录和和故故障障录录波波 TV断断线线检检测测 2.1 电流电流I段保护段保护本保护设置独立的电流I

3、段压板。三相电流的最大值 电流I段动作电流定值（A）电流I段动作时间定值（S）过流保护低电压定值（V）低电压闭锁或经方向闭锁可通过控制字来投入/退出 其动作判据为：2.2 电流电流II段保护段保护 本保护设置独立的电流II段压板 三相电流的最大值 电流II段动作电流定值（A）电流II段动作时间定值（S）过流保护低电压定值（V）低电压闭锁或经方向闭锁可通过控制字来投入/退出 其动作判据为：2.3 电流电流III段保护段保护 本保护设置独立的电流III段压板。电流III段可通过控制选择为定时限或反时限保护。装置提供下列三个标准特性方程：1)一般反时限：2)非常反时限：3)极端反时限：上式中，为电流

4、基准值 为时间常数，均可整定 2.3 电流电流III段保护段保护三个反时限不选择时，即为定时限保护。本保护设置独立的电流III段压板 三相电流的最大值 电流III段动作电流定值（A）电流III段动作时间定值（S）过流保护低电压定值（V）低电压闭锁或经方向闭锁可通过控制字来投入/退出 其动作判据为：2.4 零序过流保护零序过流保护 零序保护总共设置了两块压板，分别是I段压板及其他段压板。零序电流的选取可通过控制字选用自产零序电流(软件自产）或从外部接入。三段零序电流保护均可通过控制字选择经/不经方向元件闭锁，零序电压采用软件自产3U0。对于不接地系统灵敏角为90度，对直接接地系统或小电阻接地系统

5、，灵敏角为225度(指3U0和3I0之间的角度)。因此必须在控制字中整定接地方式(不接地系统或接地系统)。零序III段可选择跳闸或告警方式。零序保护动作判据为：式中：零序电流n段作电流定值（A）零序电流n段动作时间定值（A）2.4 小电流接地选线功能小电流接地选线功能 不接地系统发生单相接地后，需要选出故障的线路。接地选线用的零序电流从专用零序CT引入。本装置提供两种方案，一种是分散采集，分散判别，即利用本装置的零序电流和零序电压，进行综合判别，若判断为本线路接地，则上送监控系统，由系统进行试跳以确认。二种是分散采集，集中判别。即当线路间隔在检测到3U0越限后，采集零序电流、电压的幅值、相位，

6、谐波等信息上送判别器，由集中判别器判断接地线路。集中器判别出接地线路后可通过遥控下发试跳令，在跳闸后装置检测3U0是否消失，以判别选线的正确性。可通过控制字选择分散或集中判别方式。2.5 三相一次三相一次/二次重合闸二次重合闸1:本装置设有重合闸退出压板，投入该压板后，重合闸元件退出。2:重合闸充电的条件：1）开关在合闸位置；2）保护未启动；满足以上条件，充电计数器计满15s后，重合闸充电完成，面板上“未充电”灯灭。3:重合闸放电的条件：1）有手动(遥控）合闸或分闸开入；2）有外部闭锁重合闸开入(压板或其他保护闭锁）；3）重合闸未充满电时，开关位置为分位；4）重合闸动作出口后(若为一次重合闸方

7、式）；5）重合闸检同期方式下，不满足同期条件；6）保护未启动时有弹簧未储能开入；以上任一条件满足，则清重合闸充电计数器，重合闸放电。4:重合闸逻辑考虑到某些情况下重合闸的开放时间可能很长，所以本保护的重合闸逻辑与保护功能模块完全独立，重合闸逻辑设有单独的启动元件，与保护的启动元件无关，同时重合闸开放时间与保护的整组复归时间也无关。5:重合闸启动重合闸充满电后，满足以下两个条件，重合闸启动，并展宽至重合闸开放时间或出口后立即返回。1、不对应启动方式，即线路无电流且开关分位；2、保护启动方式，即保护动作后启动重合闸；重合闸的计时元件在判断出开关跳开后开始。6:重合闸方式可通过控制字选择如下的重合闸

8、方式：检同期方式；检无压方式；非同期方式；其中，检无压电压门槛和检同期的角度可整定。在检无压方式下，若线路有压(70%Un），则自动转入检同期。在检同期方式下，若母线三相均无压，可经控制字选择“母线无压允许合闸方式”，重合闸仍可动作。重合闸满足条件后，经重合闸延时后出口，同时，重合闸放电。出口脉冲展宽120ms。重合闸若在开放时间内不满足重合闸条件，开放时间到后，报”重合闸无法重合“，重合闸放电返回。2.6 后加速保护后加速保护 当开关合闸于故障线路时，需有专门的合闸于故障线路元件来保护。合闸于故障线路保护分为手合加速元件和重合加速元件，分别设置手合加速电流段和重合加速电流段保护。手合加速保护

9、为一段纯电流保护。重合加速保护分为一段过流保护和一段零序加速保护。重合后的电流加速保护可选择经电压闭锁。手合加速保护电流、时间可独立整定，重合加速电流元件电流、时间、闭锁电压门槛可独立整定。手合、重合加速功能可由控制字选择投/退。手合、重合加速时，常规电流保护和零序保护功能仍投入。手合和重合加速开放时间展宽为3s。2.7 低周和低压元件低周和低压元件 1:低周减载元件针对本线路的低周减载功能，设有低周减载压板。本装置利用硬件测频回路测量频率，精度很高。频率动作精度能达到0.02Hz。设有如下闭锁条件：1）三相电流均小于0.1 倍额定电流；2）线路正序电压小于闭锁电压门槛，内部固定为25V；3）

10、频率滑差(df/dt)大于低周减载滑差闭锁定值，滑差元件动作后保持直到频率恢复到低周减载频率定值以上后复归；4）负序电压U25V 或TV 断线；无以上任一闭锁条件，且频率在延时到之前一直低于频率定值后动作于跳闸出口，并闭锁重合闸。2:低压减载元件针对本线路的低压减载功能，设有低压减载压板。设有如下闭锁条件：1）三相电流均小于0.1 倍额定电流；2）任一相电压低于12V；3）电压变化率(dU/dt）大于闭锁电压变化率定值，电压变化率元件动作后保持直到电压恢复到低压减载电压定值以上后复归。4）负序电压U25V 或TV断线；无以上任一闭锁条件，且电压在延时到之前一直低于电压定值后动作于跳闸出口，并闭

11、锁重合闸。2.7 过负荷保护过负荷保护 过负荷元件可通过控制字投入/退出，并可选择跳闸或告警方式。其动作判据为：式中：过负荷动作电流定值（A）过负荷动作时间定值（S）2.7 TV断线判别断线判别 1:可由控制字来选择TV断线检测投入/退出2:TV断线需考虑一相或两相断线及三相断线(或称交流失压)的情况。TV单相或两相断线判据1）2）或 或以上两个判据中同时满足时，判为单相或两相TV断线，延时告警，报告“TV断线”。三相交流失压的判据 且任一相有电流(）。判据满足时，判定为交流失压，延时告警，报告“三相交流失压”。3:线路TV断线判别判据：线路电压Ux，母线任一相有电压，且线路有电流或断路器在合

12、闸位置，延时5s发出“线路TV断线”告警，在重合闸方式为检无压或检同期时闭锁重合闸。4:TV断线消失后，延时10s自动恢复正常状态。5:TV断线的判别只是在正常运行状态下投入。保护启动后就退出，并将断线闭锁标志固定。6:TV断线后的保护行为TV断线时，可根据控制字选择“退出所有带电压、方向的保护元件”或“将带电压、方向的保护元件改为纯过流”。第三节第三节 PDS743A数字式电容数字式电容器保护测控装置器保护测控装置 电电流流速速断断保保护护 定定时时限限或或反反时时限限过过电电流流保保护护 零零序序过过流流保保护护 过过电电压压保保护护 欠欠电电压压保保护护 单单元元件件不不平平衡衡电电压压

13、保保护护 单单元元件件不不平平衡衡电电流流保保护护 自自动动投投切切功功能能 小小电电流流接接地地选选线线功功能能 分分散散式式母母线线保保护护功功能能 事事件件记记录录和和故故障障录录波波 非非电电量量保保护护 操操作作回回路路和和防防跳跳回回路路 TV断断线线检检测测 3.1 电流电流I段保护段保护本保护设置独立的电流I段压板。三相电流的最大值 电流I段动作电流定值（A）电流I段动作时间定值（S）其动作判据为：3.2 电流电流II段保护段保护 本保护设置独立的电流II段压板。电流II段可通过控制选择为定时限或反时限保护。装置提供下列三个标准特性方程：1)一般反时限：2)非常反时限：3)极端

14、反时限：上式中，为电流基准值 为时间常数，均可整定 3.2 电流电流II段保护段保护三个反时限不选择时，即为定时限保护。本保护设置独立的电流II段压板 三相电流的最大值 电流III段动作电流定值（A）电流III段动作时间定值（S）反时限电流基准值(A)其动作判据为：3.3 零序过流保护零序过流保护 应用于经小电阻接地系统中，接地零序电流相对较大，有必要采用直接跳闸的方式，故装置配置了两段式零序电流保护，其中零序II段通过控制字选用动作跳闸/告警。零序保护总共设置了两块压板，分别是零序电流I、II段保护压板。零序电流的选取可通过控制字选用自产零序电流(软件自产）或从外部接入。零序保护动作判据为：

15、式中：零序电流n段作电流定值（A）零序电流n段动作时间定值（A）3.4 小电流接地选线功能小电流接地选线功能 不接地系统发生单相接地后，需要选出故障的线路。接地选线用的零序电流从专用零序CT引入。本装置提供两种方案，一种是分散采集，分散判别，即利用本装置的零序电流和零序电压，进行综合判别，若判断为本线路接地，则上送监控系统，由系统进行试跳以确认。二种是分散采集，集中判别。即当线路间隔在检测到3U0越限后，采集零序电流、电压的幅值、相位，谐波等信息上送判别器，由集中判别器判断接地线路。集中器判别出接地线路后可通过遥控下发试跳令，在跳闸后装置检测3U0是否消失，以判别选线的正确性。可通过控制字选择

16、分散或集中判别方式。3.5 TV断线判别断线判别 1:可由控制字来选择TV断线检测投入/退出2:TV断线需考虑一相或两相断线及三相断线(或称交流失压)的情况。TV单相或两相断线判据1）2）或 或以上两个判据中同时满足时，判为单相或两相TV断线，延时告警，报告“TV断线”。三相交流失压的判据 且任一相有电流(）。判据满足时，判定为交流失压，延时告警，报告“三相交流失压”。3:TV断线消失后，延时10s自动恢复正常状态。4:TV断线的判别只是在正常运行状态下投入。保护启动后就退出，并将断线闭锁标志固定。3.6 过电压保护过电压保护 本保护设置独立的过电压保护压板。三相电流的最大值 过电压动作电压定

17、值（V）过电压动作时间定值（S）过压保护动作可通过控制字选择跳闸/告警。其动作判据为：3.7 欠电压保护欠电压保护 本保护设置独立的欠电压保护压板。为三个线电压的最大值 欠电压动作电压定值（V）欠电压动作时间定值（S）电容器额定电流定值（A）欠电压保护经电流闭锁由控制字整定投/退。其动作判据为：3.8 不平衡电压保护不平衡电压保护 本保护设置独立的不平衡电压保护压板。本保护配置单元件的不平衡电压保护，适用于单Y或接线，反映零序电压，或适用于双Y接线，反映两中性点差压。不平衡电压动作电压定值（V）不平衡电压动作时间定值（S）其动作判据为：3.8 不平衡电流保护不平衡电流保护 本保护设置独立的不平

18、衡电流保护压板。本保护配置单元件的不平衡电流保护，适用于单接线的电容器组，反映零序电流，或适用于双Y接线，反映中性点连线的差流。不平衡电流动作电流定值（A）不平衡电流动作时间定值（S）其动作判据为：3.9 自动投切功能自动投切功能 1 自动投切功能是反应母线电压偏高时自动切除电容器组，偏低时自动投入电容器组。2 自动投切可经控制字整定投/退。3 自动投切电容器功能必须经充电后才能投入，充电条件为断路器在分/合位5分钟后，充满电。4 放电条件如下：有闭锁自动投切开入；远方/就地开关在“就地”位置；弹簧未储能，延时150ms；自动投切动作；电容器保护动作；以上任一条件满足，充电计数器清0，闭锁自动

19、投切功能。电容器自动投入动作判据为：电容器自动切除动作判据为：式中：自切电压定值（V）过电压动作电压定值（V）自切时间定值（S）第四节第四节 PDS745A数字式厂用数字式厂用/接地变保护测控装置接地变保护测控装置 电电流流速速断断保保护护 (带带复复合合电电压压闭闭锁锁的的电电流流I I段段)定定时时限限过过电电流流保保护护 (带带复复合合电电压压闭闭锁锁的的电电流流I II I段段)高高压压侧侧零零序序过过流流保保护护 低低压压侧侧零零序序电电流流保保护护 过过负负荷荷告告警警 零零序序电电压压保保护护 模模糊糊数数字字模模型型的的小小电电流流接接地地选选线线功功能能 分分散散式式母母线线

20、保保护护功功能能 事事件件记记录录和和故故障障录录波波 非非电电量量保保护护 操操作作回回路路和和防防跳跳回回路路 T TV V断断线线检检测测 4.1 电流电流I段保护段保护其动作判据为：4.2 电流电流II段保护段保护 本保护设置独立的电流II段压板 三相电流的最大值 电流II段动作电流定值（A）电流II段动作时间定值（S）过流保护低电压定值（V）低电压闭锁或经方向闭锁可通过控制字来投入/退出 其动作判据为：4.3 高压侧零序电流保护高压侧零序电流保护 1 在厂变高压侧接于中性点直接接地系统中，接地故障时零序电流较大，故配置三段式定时限零序电流保护作为接地故障时的保护。零序电流可选择采用软

21、件自产3I0或外接3I0。当小电流接地选线功能和零序保护功能同时存在时，零序保护的电流只能软件自产，选线用的零序电流从外部接入。2 共设置三个压板，为高压侧零序电流I段、II段及III段保护压板。3 三段式定时限保护，I、II段动作直接跳闸，其中I段两时限，II、III段各一时限。III动作后可选择跳闸/告警方式。高压侧零序电流保护动作判据为：式中：高压侧零序电流n段动作电流定值（A）高压侧零序电流n段动作时间定值（S）4.4 小电流接地选线功能小电流接地选线功能 1 不接地系统发生单相接地后，需要选出故障的线路。接地选线用的零序电流从专用零序CT引入。本装置提供两种方案，一种是分散采集，分散

22、判别，即利用本装置的零序电流和零序电压，进行综合判别，若判断为本线路接地，则上送监控系统，由系统进行试跳以确认。二种是分散采集，集中判别。即当线路间隔在检测到3U0越限后，采集零序电流、电压的幅值、相位，谐波等信息上送判别器，由集中判别器判断接地线路。集中器判别出接地线路后可通过遥控下发试跳令，在跳闸后装置检测3U0是否消失，以判别选线的正确性。2 可通过控制字选择分散或集中判别方式。4.5 低压侧零序电流保护低压侧零序电流保护 当变压器低压侧中性点直接接地时，配置零序电流保护用于保护变压器低压侧单相接地故障。本保护设置一个独立的低压侧零序电流保护压板，带三个定时限，一时限为定时限或反时限（由

23、控制字选择反时限时，定时限保护退出），二、三时限为定时限方式。反时限特性采用如下四种特性：一般反时限：非常反时限：极端反时限：动作判据为：式中：低压侧零序电流动作电流定值（A）低压侧零序电流n时限动作时间定值（S）低压侧反时限零序电流基准值(A)4.6 零序电压保护零序电压保护 本保护针对接地变设置，设置一块零序电压压板。保护配置为一段一时限，可选择跳闸或告警。其动作判据为：式中：零序过压保护动作电压定值（V）零序过压保护动作时间定值（S）4.7 高压侧正序反时限保护高压侧正序反时限保护本保护设置一个独立的高压侧正序电流保护压板，带三个标准反时限方程，该保护可与变压器的过载曲线配合。一般反时限

24、：非常反时限：极端反时限：高压侧正序电流保护动作判据为：式中：反时限正序电流基准值(A)4.7 过负荷告警过负荷告警 过负荷元件反映高压侧三相过电流，可通过控制字投入/退出，保护动作为告警。其动作判据为：式中：过负荷动作电流定值（A）过负荷动作时间定值（S）4.8 TV断线判别断线判别 1:可由控制字来选择TV断线检测投入/退出2:TV断线需考虑一相或两相断线及三相断线(或称交流失压)的情况。TV单相或两相断线判据1）2）或 或以上两个判据中同时满足时，判为单相或两相TV断线，延时告警，报告“TV断线”。三相交流失压的判据 且任一相有电流(）。判据满足时，判定为交流失压，延时告警，报告“三相交

25、流失压”。3:TV断线后的保护行为TV断线时，可根据控制字选择“退出所有带电压的保护元件”或“将带电压的保护元件改为纯过流”。第五节第五节 PDS746A数字式电动数字式电动机保护测控装置机保护测控装置 电电流流速速断断保保护护 负负序序电电流流保保护护 (包包括括断断相相和和反反相相)零零序序过过流流保保护护 TV断断线线检检测测 过过热热保保护护 低低电电压压保保护护 过过电电压压保保护护 过过热热禁禁止止再再启启动动保保护护 长长启启动动保保护护 正正序序电电流流保保护护 堵堵转转保保护护 过过负负荷荷保保护护 模模糊糊数数字字模模型型的的小小电电流流接接地地选选线线功功能能 分分散散式

26、式母母线线保保护护功功能能 非非电电量量保保护护 操操作作回回路路和和防防跳跳回回路路 事事件件记记录录和和故故障障录录波波 5.1 电流速断保护电流速断保护 本保护设置独立的电流速断压板。本保护根据电动机启动和正常运行设置了两个电流定值：电动机启动过程中选用高电流定值，电动机启动后正常运行过程中选用高、低电流定值，启动过程中速断时间最短延时为70ms，以躲开启动开始瞬间的暂态峰值电流。需独立整定电动机启动时间定值。其动作判据为：式中：为三相电流的最大值 电流速断动作高电流定值（A）电流速断动作低电流定值（A）电流速断动作时间定值（S）5.2 负序电流保护负序电流保护 本保护设置负序保护压板。

27、对电动机的断相运行，反相运行，供电电压不平衡，以及各种不对称故障提供保护。保护配置为两段负序电流保护，其中第二段选择定时限时，采用带最大相电流制动的特性，也可选择极端反时限特性，可通过控制字整定为跳闸/告警方式。极端反时限特性方程如下：上式中，为电流基准值，为时间常数，均可整定。其I、II段动作判据为：式中：负序电流保护n段动作电流定值（A）负序电流保护n段动作时间定值（S）反时限电流基准值(A)5.3 零序电流保护零序电流保护 针对高阻接地系统的接地保护，设有独立的零序电流保护压板。零序电流的选取可通过控制字选用自产零序电流(软件自产)或从外部接入。为防止故障电流较大时，零序电流保护误动，采

28、取由电流最大相作为制动量的自适应的比例制动特性，零序电流保护动作后可通过控制字选择跳闸/告警方式。其动作判据为：式中：零序电流保护动作电流定值（A）电动机额定电流(A)零序电流保护制动系数，一般整定为0.5.零序电流保护动作时间定值（S）5.4 零序电压保护零序电压保护 针对定子接地保护，零序电压保护反映85%95%定子绕组单相接地故障。本保护可通过控制字选择投入/退出，动作方式也可通过控制字选择跳闸/告警。其动作判据为：式中：零序电压保护动作电流定值（V）零序电压保护动作时间定值（S）5.5 小电流接地选线功能不接地系统发生单相接地后，接地选线用的零序电流从专用零序CT引入。本装置提供两种方

29、案，一种是分散采集，分散判别，即利用本装置的零序电流和零序电压，进行综合判别，若判断为本线路接地，则上送监控系统，由系统进行试跳以确认。二种是分散采集，集中判别。即当线路间隔在检测到3U0越限后，采集零序电流、电压的幅值、相位，谐波等信息上送判别器，由集中判别器判断接地线路。集中器判别出接地线路后可通过遥控下发试跳令，在跳闸后装置检测3U0是否消失，以判别选线的正确性。可通过控制字选择分散或集中判别方式。5.6 TV断线判别断线判别 1:可由控制字来选择TV断线检测投入/退出2:TV断线需考虑一相或两相断线及三相断线(或称交流失压)的情况。TV单相或两相断线判据1）2）或 或以上两个判据中同时

30、满足时，判为单相或两相TV断线，延时告警，报告“TV断线”。三相交流失压的判据 且任一相有电流(）。判据满足时，判定为交流失压，延时告警，报告“三相交流失压”。5.7 过电压保护过电压保护 置过电压保护压板，可通过控制字选择跳闸/告警。过电压保护动作判据为：式中：为三个线电压的最大值 过电压动作电压定值（V）过电压动作时间定值（S）5.8 低电压保护低电压保护本保护设置独立的低电压保护压板。低电压保护主要适用于如下情况：1）为保证重要电动机自启动而需要切除次要的电动机；2）电源电压短时降低或短时中断后，根据工艺或生产过程的要求，不允许或不需要自启动的电动机；3）需要自启动，但为了保证人身和设备

31、安全，在电源电压常时间消失后，需从电网中自动断开的电动机；4）属I类负荷并装有自动投入装置的备用机械的电动机。低电压保护动作判据为：式中：为三个线电压的最大值 为三个线电压记忆值的最大值。低电压动作电压定值（V）低电压动作时间定值（S）5.9 长启动保护长启动保护 本保护设置独立的长启动保护压板。需整定电动机额定启动电流Iqde，电动机的允许堵转时间Tyd.计算电动机在启动过程中的计算启动时间Tqdj.式中：本次启动中的最大启动电流。其次判断，若在计算启动时间Tqdj内，则电动机正常启动成功，长启动算法结束。若在Tqdj后，则电动机未能正常启动，长启动保护动作跳闸。5.10 正序过流保护正序过

32、流保护 装置设有独立的正序过流保护压板。若长启动保护投入，正序过流保护在长启动保护结束后投入。若长启动保护未投入，首先计算电动机在启动过程中的计算启动时间Tqdj：其次判断，1）若在计算启动时间Tqdj结束时，则电动机正常启动；2）启动时间超过允许启动时间，tTyq；上述条件满足其一，正序过流保护投入。动作判据为：其中：正序过流保护电流定值（A）正序过流保护时间定值（S）5.11 过负荷保护过负荷保护 过负荷元件可通过控制字选择投入/退出和动作于跳闸/告警。其动作判据为：式中：过负荷动作电流定值（A）过负荷动作时间定值（S）5.12 过热保护过热保护 装置设置独立的过热保护压板。通过装置内部的电动机发热模型分析，得到电动机的运行时间/电流曲线之间的关系表达式为：其中：R：电动机发热倍数。Ieq：最大相电流Imax/Ie。Tfr：电动机过热时间常数，由具体电动机定。Ip：过热前电动机运行的有效电流。A：电动机过热门坎值，由控制字选择。t：电动机实际过热时间。上式中，当电动机发热倍数R时电动机保护动作跳闸；当Ra(过热告警发热倍数时电动机保护告警以提醒运行人员。5.12 堵转保护堵转保护 本保护由电动机转速开关和相电流构成。其动作判据为：式中：堵转保护动作电流定值（A）堵转保护动作时间定值（S）本保护需引入电动机转速开关接点。