CMMP 型微机电动机综合保护装置使用说明书

CMMP 型微机电动机综合保护装置使用说明书1. 概述本装置主要由16位单片机80C196和快速模数变换器等构成。

装置中含有过热及热闭锁保护、速断保护、电流不平衡保护、接地保护、堵转和启动时间过长保护和低电压保护，可作为三相异步电动机的全套保护用。

2MW以上的电动机可加装与之配套的CMDP型微机差动保护装置。

装置中设有非易失性存储器(EEPROM)，除存放整定值及作为投入、退出各保护的切换开关外，还可自动存储多达50组作用于跳闸时的主要故障量，供事后调出分析故障之用。

此存储器中存储的信息在直流电源消失后也不会丢失。

2. 保护功能附图1为本装置的面板图。

上部的七只红色指示灯分别代表一种保护。

正常运行中投入运行的保护相应的指示灯循环发亮。

保护发信号时，其指示灯闪烁，保护动作于跳闸时，其指示灯持续点亮。

2.1 过热保护和热闭锁保护过热保护的动作判据为：t = T/[（I1/IN）2+K（I2/IN）2-1.052]-----------------------------(1)式中：t－保护的动作时间(S)T－被保护电动机的升温时间常数(S)IN－电动机的额定电流I1－定子回路的正序电流I2－定子回路的负序电流K－负序电流过热系数当（1）式分母大于0时，说明电动机已处于非正常运行情况，本装置即开始计算积累过热量H：H＝∑[(I1/IN)2＋K(I2/IN)2－1.052]×Δt-----------------------------(2)式中：△t—两计算点之间的间隔时间过热保护的动作行为可分为三个阶段：a．开始按（2）式进行热积累计算时，说明电动机运行已不正常，此时过热保护指示灯开始快速闪烁，但其它保护的指示灯还继续正常的循环发亮。

b.当积累过热量H值达到0.8T时,信号继电器动作，发出中央音响及灯光信号，同时装置面板上其它保护的指示灯停止循环发亮，此情况说明电动机很快将被切除，应采取跳闸前的紧急措施。

c.当H值大于相应的整定T值时即作用于跳闸。

b，c两项动作时的T值与电动机当时的状态有关。

当电动机停止运行20分钟以上到再启动后5分钟（实为5分46秒）以内称为电动机的冷状态，否则为热状态。

在电动机热状态下，保护动作值即为整定的T值，在其冷状态下T值自动增大25%。

热闭锁保护的作用是当电动机仍处于过热状态下，禁止电动机再启动，避免由启动电流引起过高温升，如果是过热保护动作跳闸，且热闭锁保护是处于投运状态，则在跳闸后出口继电器并不返回；如果是其它保护作用于跳闸，甚至在电动机启动后的正常切除时，热闭锁保护即检查过热值H是否在其整定HGS以下，否则就使出口继电器动作，断开断路器的合闸回路。

当故障或电动机启动电流消失后，其积累过热量H即按指数律衰减，衰减时间常数在电动机转动时为2T ，在电动机静止时为4T 。

当H 值降至H GS 整定值以下时，热闭锁保护即断开出口继电器，解除合闸闭锁。

2.2 电流速断保护本保护反应A 、C 相电流之较大者I MAX 。

为了提高在正常运行状态下的灵敏度，本保护的动作电流有两个整定值：正常整定值I S 和电动机启动状态下的整定值I ST 。

当I MAX 在100ms 内由0升至2I N 以上时即判为电动机启动状态，此时速断保护动作电流为I ST 。

当I MAX ≤1.5I N 后即认为其启动状态已终止。

由于正常动作电流I S 不需考虑躲过启动电流，因而可以大大提高灵敏度。

电动机启动之初有短暂的较大的瞬态电流，在电动机正常运行中外部短路时，电动机也会反馈类似的瞬态电流。

为了不影响灵敏度，I S 和I ST 皆按稳定情况整定，上述瞬态电流皆用短延时躲过之。

因此本保护带有可整定的延时t S 。

短延时也有利于提高本保护的抗干扰性能和可靠性。

当电动机采用F —C （熔断器—接触器）控制回路时，应当由控制字解除速断保护的跳闸功能，这也连带解除在I MAX 很大时，接地保护的跳闸功能（参看2.4）。

2.3 不平衡保护本保护反应负序电流对正序电流的比值I 2*=I 2/I 1，I 2*称为电流不平衡度。

其动作 判据为：当1+I 2*S ≥I 2*> I 2*S 时： t ≥t 2/（I 2*- I 2*S ）（S ）-----------------------------------------（3a ） 当I 2*>1+I 2*S 时：t ≥t 2（s ）---------------------------------------------------（3b ） 式中： I 2*=I 2/I 1，当I 1<0.2I N 时取I 1=0.2I N I 2*S —I 2*整定起动值 t 2—整定延时，S除了判据(3)以外，还有一个限制条件，即最长动作延时不超过20S 。

综合起来看，本保护的动作特性是一条带最大和最小定延时的反时限曲线，如图1所示。

最大延时为20s ，最小延时为整定延时t 2。

设置最小定延时是为了防止在外部非对称故障时误动作。

为防止电动机在正常运行时因CT 二次回路断线引起热保护和不平衡保护误动作，本装置在同时满足下列条件时闭锁热保护和不平衡保护，并且发出故障告警信号。

1. I N ＞I MAX ≥0.3I N2. I MIN ≤0.05I N3. I E ＜I ES4. 持续时间≥20mS图1 不平衡保护动作特性50 0.2 0.4 0.8 1.00.6 1.3t 2I 2*StI 2/I 12.4 接地保护IE当接地电流大于整定电流IES 持续达整定延时tE，本保护即动作。

但对于用熔断器—接触器控制的电动机，如在接地保护动作的同时，相电流IMAX ≥4IN，且速断保护控制字在解除跳闸状态，则本保护自动解除跳闸功能。

因此情况多为两相短路接地，短路电流超过接触器的遮断能力，应该由熔断器切除故障。

在输入回路印制板上有切换用的跳线，可切换本保护的动作电流为整定值的1或10倍。

2.5 堵转和启动时间过长保护本保护能自动识别电动机的正常启动，如电动机不能转动（即堵转），本保护在整定延时tLR后即作用于跳闸；如果因负载太大等原因，电动机转速上升很慢，致使启动时间太长，本保护将以大于tLR的延时动作。

在电动机正常启动时，即使启动时间等于或稍大于tLR，本保护也不会动作。

本保护动作的必要条件是电动机定子回路正序电流 I1大于整定电流ILR。

2.6•低电压保护部分电动机因工艺过程的原因或为保证重要电动机的自启动，需要在电压降低一定时间后由系统切除。

低电压保护动作的条件是：a．必须是从其返回电压值以上降低至低于整定电压US ，且持续时间大于tU。

b.为防止电压回路断线引起的误跳闸，应满足IMAX =0（无电压）或IMAX>1.05IN（低电压）。

c.IMAX=0后15秒以内。

满足上述三条件时，本保护发一次性持续时间为200ms的跳闸脉冲。

条件b、c之一不满足时只作用于发信号。

热闭锁保护和低电压保护由控制字退出运行时，其全部功能取消；其它保护退出运行即为仅作用于发信号。

附图2为本装置的原理图，出口继电器K2的常闭接点是作热闭锁保护闭锁合闸之用。

K2的常开接点作用于跳闸的回路中设有电流自保持继电器K4，如果用户希望在本装置外另加接点容量更大的出口继电器，可用跳线将K4线圈短路。

3. 主要技术数据3.1 额定数据3.1.1 直流电源：220V或110V3.1.2 交流电流：5A或1A3.1.3 交流电压：100V3.1.4 额定频率：50Hz3.2 功率消耗3.2.1 直流回路：不大于10W3.2.2 交流电流回路：每回路不大于1VA3.2.3 交流电压回路：不大于0.5VA3.3 极限工作能力3.3.1 直流电压允许波动范围：-20～+10％允许纹波系数: 5%3.3.2 交流电流回路：2倍额定电流下可持续运行10倍额定电流下可持续运行10S40倍额定电流下可运行1S3.3.3 交流电压回路可在120％额定电压下持续运行3.3.4 继电器接点可长期接通5A；通断30W，τ=5mS感性负荷105次3.4 电动机额定电流IN整定范围：2～6A，级差：0.01A3.5 过热保护升温时间常数T整定范围：0～80Min，级差：0.1Min(6S)负序电流过热系数K整定范围：0～10，级差：0.13.6 电流速断保护正常运行动作电流IS 整定范围：1～25IN，级差：0.1IN电动机启动状态下动作电流IST 整定范围:1～25IN,级差0.1IN动作延时tS整定范围：0～9.99S，级差：0.01S3.7 不平衡保护不平衡度动作值I2*S整定范围：0.15～0.5，级差：0.01延时t2整定范围：0～20S, 级差：0.1S3.8 接地保护动作电流IES整定范围：20～250mA，级差：1mA10×(20～500)mA，级差：10mA动作时间tE整定范围：(0～99.9)S，级差：0.1S3.9 堵转和启动时间过长保护正序电流动作值ILR 整定范围：(1.00～9.99)IN，级差：0.01IN动作时间tLR整定范围：(0～99.9)S，级差：0.1S3.10 热闭锁保护积累过热量动作值HGS整定范围：0～70Min，级差：0.1Min(6S)3.11 低电压保护动作电压US整定范围：10～99.9V，级差：0.1V动作时间tU整定范围：0～9.99S，级差：0.01S3.12 整定误差：动作电流、电压为5％；动作时间误差：对于定时限为1％+20mS，对于反时限为5%3.13 返回系数：过电流为0.95，低电压为1.053.14 工作环境温度：-10～55℃相对湿度：5%～95%大气压力：80KPa～110KPa3.15 绝缘强度：符合GB48583.16 抗干扰能力：符合GB61623.17 体积：宽×高×深＝222×173×220(mm)3.18 重量：≤10Kg4. 设计和安装4.1 结线附图3为由零序电流互感器取得零序电流的主结线图。

对于不需要低电压保护的电动机，其交流电压回路可以不接线。

为了节省电缆及设备，可将继电器K1和K3接点并联形成单一信号回路。

图2为由三相电流互感器构成零序电流过滤器的电流回路结线图。

装置的其它结线图同附图3。

图2的结线方式不宜用于中性点不接地和经消弧线圈接地的系统，因为由相电流产生的零序不平衡电流很大，容易导致接地保护误动作。

4.2 相电流互感器额定电流的选择相电流互感器的一次侧额定电流应为电动机额定电流的1.3～2.0倍。

对于启动电流特别大的电动机，应选用较大一次额定电流的电流互感器，以保证归算至二次侧的电动机启动电流不超过40A。