南自綜保PSM642UX保護裝置

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2保護功能及原理
2.1電動(dòng)機起動(dòng)
當控制字KG2.15=0時(shí)，電動(dòng)機起動(dòng)判別投入，當電動(dòng)機滿(mǎn)足起動(dòng)條件時(shí)，過(guò)流Ⅰ段保護的定值采用過(guò)流Ⅰ段電流高值，比率差動(dòng)保護可通過(guò)控制字選擇是否選用“整定值加倍"及“增加50ms延時(shí)"的功能，當控制字KG2.15=1時(shí)，電動(dòng)機起動(dòng)判別退出，過(guò)流Ⅰ段保護的定值采用過(guò)流Ⅰ段電流低值，比率差動(dòng)保護不再具有躲避電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)不平衡電流的附加功能。
當電動(dòng)機起動(dòng)方式為直接起動(dòng)時(shí)，應將控制字KG2.14退出，當電動(dòng)機起動(dòng)方式為降壓起動(dòng)等其他起動(dòng)方式時(shí)，應將控制字KG2.14投入。
電動(dòng)機運行過(guò)程中如需要進(jìn)行自起動(dòng)判別的，應將控制字KG2.4投入，不需要進(jìn)行自起動(dòng)判別的，應將控制字KG2.4退出。當控制字KG2.14=0時(shí)，裝置判別的電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)間為Min Tstart，Tstart0。其中，Tstart為本次實(shí)際起動(dòng)時(shí)間，指的是較大相電流從零突變到10%In時(shí)刻T0開(kāi)始計時(shí)，直到電流過(guò)峰值后下降到120%In（In為電動(dòng)機額定電流，以下同）時(shí)刻為止，這一過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間；Tstart0為“電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)間定值"，表示電動(dòng)機轉速從零到達到額定轉速的時(shí)間，可整定為電動(dòng)機較長(cháng)起動(dòng)時(shí)間的1.2倍。
當控制字KG2.14=1時(shí)，裝置判別的電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)間固定為T(mén)start0，計時(shí)起點(diǎn)為T(mén)0時(shí)刻。裝置將面板上較后一個(gè)軟壓板燈(綠色LED燈)定義為電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)間指示燈，在電動(dòng)機起動(dòng)過(guò)程中長(cháng)亮，從而直觀(guān)指示出電動(dòng)機的起動(dòng)過(guò)程。
電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(cháng)將導致轉子發(fā)熱，危害電動(dòng)機的正常運行。起動(dòng)時(shí)間長(cháng)保護功能可通過(guò)軟壓板投入或者退出。本保護只在電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)投入。起動(dòng)過(guò)程中，任一相電流大于整定電流達到整定時(shí)間，長(cháng)起動(dòng)保護動(dòng)作于出口，動(dòng)作指示燈為面板上較后一個(gè)信號燈（紅色LED燈）。電動(dòng)機起動(dòng)過(guò)程結束后，保護自動(dòng)退出。
2.2過(guò)熱保護
綜合考慮了電動(dòng)機正序、負序電流所產(chǎn)生的熱效應，為電動(dòng)機各種過(guò)負荷引起的過(guò)熱提供保護，也作為電動(dòng)機短路、起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(cháng)、堵轉等的后備。
用等效電流Ieq來(lái)模擬電動(dòng)機的發(fā)熱效應，即：
其中Ieq為等效電流；I1為正序電流；I2為負序電流；
K1為正序電流發(fā)熱系數，在電動(dòng)機起動(dòng)過(guò)程中K1＝0.5，起動(dòng)完畢恢復K1＝1；
K2為負序電流發(fā)熱系數，K2＝3～10，可取K2＝6。
根據電動(dòng)機的發(fā)熱模型，電動(dòng)機的過(guò)熱保護動(dòng)作時(shí)間t和等效電流Ieq之間的特性曲線(xiàn)由下列公式給出：
其中Ip：熱過(guò)載之前的負荷電流，若熱過(guò)載之前處于冷態(tài)，則Ip＝0。
I∞：長(cháng)期允許負載電流，為保護不動(dòng)作所要求的規定的電流極限值，即“過(guò)熱啟動(dòng)電流"?？砂搭~定電流Ie的1.05～1.15倍整定。
τ ：發(fā)熱時(shí)間常數，反映電動(dòng)機的過(guò)負荷能力。
這一判據充分考慮了電動(dòng)機定子的熱過(guò)程及其過(guò)負荷前的熱狀態(tài)。裝置用熱容量來(lái)表示電動(dòng)機的熱過(guò)程，熱容量與定子電流的平方成正比，通過(guò)換算，將其量綱化成反映電動(dòng)機過(guò)負荷能力的時(shí)間常數τ。當熱容量值達到τ時(shí)，裝置即跳閘。當熱容量達到Ka×τ，發(fā)過(guò)熱告警信號，其中，Ka為告警系數。熱報警可整定為過(guò)熱跳閘熱容量值的60%～99.9％，裝置提供實(shí)時(shí)熱容量百分數值顯示，告光指示和信號接點(diǎn)輸出。過(guò)熱告警功能可通過(guò)控制字KG1.0進(jìn)行投入或退出，過(guò)熱告警功能投入后，過(guò)熱保護軟壓板投入后，具有告警功能。
當電動(dòng)機工作時(shí)，散熱時(shí)間常數等于發(fā)熱時(shí)間常數τ。電動(dòng)機停轉后，電動(dòng)機的散熱效果變差。使散熱時(shí)間常數比發(fā)熱時(shí)間常數τ長(cháng)，散熱時(shí)間常數自動(dòng)增加到發(fā)熱時(shí)間常數τ的一定倍數，以正確反映電動(dòng)機的發(fā)熱效應。整定值中散熱時(shí)間倍數可在1到5倍間選擇，默認值選4倍，具體可視環(huán)境條件而定。根據電動(dòng)機在冷狀態(tài)下可連續起動(dòng)兩次的原則，每次起動(dòng)時(shí)耗費的熱容量百分數值不應大于50%跳閘值。過(guò)熱保護跳閘后，裝置的熱記憶功能啟動(dòng)，輸出接點(diǎn)一直斷開(kāi)。直到熱容量百分數值下降到50％以下，過(guò)熱合閘閉鎖接點(diǎn)返回，這時(shí)電動(dòng)機可以重新起動(dòng)。緊急情況，要求立即起動(dòng)時(shí)，可在端子X(jué)2:2加入高電平進(jìn)行熱復歸操作（當運行參數控制字KG1.1=1時(shí)）。此過(guò)熱閉鎖功能可通過(guò)控制字KG1.1進(jìn)行投入或退出，其輸出為常閉接點(diǎn)X3:8，X3:10。
發(fā)熱時(shí)間常數τ 應由電機廠(chǎng)提供，如果廠(chǎng)家沒(méi)有提供，可按下述方法之一進(jìn)行估算：
①如果廠(chǎng)家提供電動(dòng)機的熱限曲線(xiàn)或一組過(guò)負荷能力的數據，則按下式計算τ：
2.3過(guò)電流保護
過(guò)流Ⅰ段（即速斷保護）按躲過(guò)電動(dòng)機起動(dòng)電流整定，其整定范圍為4～12Ie。速斷保護在電動(dòng)機起動(dòng)過(guò)程中采用高定值，起動(dòng)完畢以后自動(dòng)轉為低定值，這樣既可以有效地躲過(guò)電動(dòng)機的巨大起動(dòng)電流，又可以保證電動(dòng)機正常起動(dòng)后提供防備嚴重的過(guò)負荷造成的堵轉保護。動(dòng)作時(shí)間可整定，對于用斷路器控制的電動(dòng)機整定時(shí)間一般較短，而用接觸器控制的電動(dòng)機整定時(shí)間。
PSM642UX電動(dòng)機保護測控裝置技術(shù)說(shuō)明書(shū)
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一般較長(cháng)，可選擇整定為0.3秒。
過(guò)流Ⅱ段在電動(dòng)機起動(dòng)時(shí)自動(dòng)退出，起動(dòng)結束后自動(dòng)投入。當電流大于整定電流且達到整定時(shí)間后，過(guò)流保護出口。過(guò)電流保護功能可通過(guò)控制字KG1.2選擇定時(shí)限方式或反時(shí)限方式。
2.4過(guò)負荷
過(guò)負荷保護反應電動(dòng)機定子電流的大小，可通過(guò)控制字KG1.5選擇告警或者跳閘。當電流大于整定電流達到整定時(shí)間時(shí)，過(guò)負荷保護動(dòng)作出口或發(fā)出告警信號。
2.5非全相運行保護
非全相運行保護由負序電流保護構成，主要針對各種非接地性不對稱(chēng)故障，如：電動(dòng)機發(fā)生某相斷相時(shí)，負序分量的大小因故障前的負荷率而不同，負荷率大于0.7時(shí)，健全相才能引起過(guò)電流，因此常規保護不能有效保護不對稱(chēng)故障。在電動(dòng)機正常運行時(shí)，由于供電電源的不對稱(chēng)，總存在一定的負序電流，該電流不會(huì )超過(guò)30%Ie，負序保護的整定應能躲過(guò)此負序電流，即按0.3Ie整定。裝置配置了兩段兩時(shí)限負序過(guò)電流保護，其中負序Ⅱ段可以通過(guò)控制字KG1.3可選擇該段采用定時(shí)限或反時(shí)限方式（反端反時(shí)限特性）。
2.6反時(shí)限元件
本裝置相過(guò)流和負序電流均帶有定、反時(shí)限保護功能，分別通過(guò)設置控制字KG1.2和KG1.3可選擇定時(shí)限或反時(shí)限方式。反時(shí)限保護由IEC標準中的反端反時(shí)限特性構成。

其動(dòng)作方程為：
其中：tp為時(shí)間系數，范圍是0.05～1；Ip為電流整定值；I為故障電流；t為跳閘時(shí)間。
注意：整定值部分反時(shí)一定時(shí)間為上面表達式中分子80tp的乘積值，單位是秒，整定范圍是0.4s～100.0s。
2.7堵轉保護
本功能可通過(guò)軟壓板選擇投入或者退出。當反映電動(dòng)機轉速的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作時(shí)，任一相電流大于整定電流達到整定時(shí)間后，堵轉保護動(dòng)作于出口。本保護必須引入電動(dòng)機轉速開(kāi)關(guān)量，接入端子為X2:1運行參數控制字KG1.0=1時(shí)。
2.8F-C閉鎖功能
當電動(dòng)機由熔斷器－接觸器F－C控制時(shí)，應躲開(kāi)過(guò)流保護，由熔斷器來(lái)切除短路故障。F-C閉鎖動(dòng)作后，將閉鎖保護跳閘邏輯。建議電動(dòng)機用熔斷器－接觸器F－C控制時(shí)，需要調整過(guò)流保護的動(dòng)作延時(shí)，保證先由后備熔斷器來(lái)切除故障電流。

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