永诺电气YN-851A电动机保护测控装置技术说明书

YN-851A电动机综合保护测控装置1装置配置.
1.1基本配置
YN-851A电动机保护测控装置主要用于电动机的保护和测控。

保护功能：
●三段式电流保护●负序过流一段保护●负序过流二段保护●接地保护
●过热保护
●堵转保护●长启动保护
●正序过流保护●过负荷保护
●欠压保护
●PT断线告警
●2路非电量保护
通讯功能：
●多种通讯接口：RS485，可支持双网
●装置带有GPS时钟同步接口，以确保装置的时钟与系统同步
测控功能：
●14路遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信
●遥测：U A、U B、U C、I A、I B、I C、P、Q、COSΦ、F、3U0、3I0、U AB、U BC、U CA
●2路脉冲输入
2. 保护原理
2.1电流速断保护
I a>I sdg I b>I sdg I c>I sdg
速断
保护
(电动
机启
动过
程中)图2.1A 电机启动过程中
I c >I sdd
I b >I sdd I a >I sdd 图2.1B 电机启动结束后
注：U max =max(U ab , U bc , U ca ), Imax=max(I a , I b , I c ), U 2 为负序电压，其他符号定义参见定值表
BT: 保护跳闸继电器
ACT: 保护动作信号继电器，同时为保护告警继电器
其动作判据为： I max =max （I a ，I b ，I c ）
I max ＞I sdg
在电动机额定启动时间内 或I max ＞I sdd
在电动机额定启动时间后
t ＞t sd
式中，I max ：A 、B 、C 相电流（I a ，I b
，I c ）最大值（A ）
I sdg ：速断动作电流高值（电动机启动过程中速断电流动作值）（A ） I sdd ：速断动作电流低值（电动机启动结束后速断电流动作值）（A ） t sd ：整定的速断保护动作时间（s ）
本保护在电动机启动时，可以避开启动开始瞬间的暂态峰值电流。

2.2限时速断过流保护
I c >I gl2
I b >I gl2I a >I gl2
图2-2 过流定时限保护原理框图
其动作判据为：I max =max （I a ，I b ，I c ）
I max ＞I gl2
t ＞t sd
I c >I gl3
I b >I gl3I a >I gl3
图2-3 过流保护原理框图
其动作判据为：I max =max （I a ，I b ，I c ）
I max ＞I gl3 t ＞t sd
2.4 负序过流一段保护
I 2>I 21dz
图2.2 负序一段保护逻辑框图
其动作判据为：
I 2＞I 21dz t ＞t 21dz
式中，I 2：负序电流（
A ）
I 21dz ：负序过流一段电流动作值（A ） t ：负序过流一段保护动作时间（s ）
2.5 负序过流二段保护
I 2>I 22dz
负序二段
保护
图2.3 负序二段保护逻辑框图
其动作判据为：
I 2＞I 22dz t ＞t 22dz
式中，I 22dz ：负序过流二段电流动作值（A ）；t 22dz ：负序过流二段保护动作时间（s ）
>I0dz
I0
图2.4 接地保护逻辑框图
采用零序电流互感器获取电动机的零序电流，构成电动机的单相接地保护。

其中零序电流可采自电动机的零序互感器，也可以由电动机的三相电流计算出来。

I0＞I0dz
t0＞t0dz
式中，I0：电动机的零序电流倍数；t0：接地保护动作时间（s）
2.7 过热保护
图2.5 过热保护逻辑框图
装置可以在各种运行工况下，建立电动机的发热模型，对电动机提供准确的过热保护，考虑到正、负序电流的热效应不同，在发热模型中采用热等效电流I eq，其表达式为：
式中, K1 =0.5 额定启动时间内
=1 额定启动时间后
K2=3～10 本装置取6
K1随启动过程变化，K2用于表示负序电流在发热模型中的热效应，由于负序电流在转子中的热效应比正序电流高很多，比例上等于在两倍系统频率下转子交流阻抗对直流阻抗之比。

根据理论和经验，本装置取K2=6。

2
2
I
2
K
2
1
I
1
K
eq
I+
=
电动机的积累过热量θΣ为：
式中，Δt ：积累过热量计算间隔时间，本装置取Δt=0.1s 。

电动机的跳闸（允许）过热量θT 为： 式中，T fr ：电动机的发热时间常数（s ）
当θΣ＞θT 时，过热保护动作，θΣ=0表示电动机已达到热平衡，无积累过热量。

为了表示方便，电动机的积累过热量的程度用过热比例θr 表示：
θr =
θΣ θT
由此可见，θr ＞1.0时，过热保护动作，为提示运行人员，当电动机过热比例θr 超过过热告警整定值θa 时，装置先告警。

电动机在冷态（即初始过热量θΣ=0）的情况下，过热保护的动作时间为：
t=
T fr
K 1（I 1/I e ）+K 2（I 2/I e ）-1.05
当电动机停运，电动机积累的过热量将逐步衰减，本装置按指数规律衰减过热量，衰减的时间常数为4倍的电动机散热时间T sr ，即认为T sr 时间后，散热结束，电动机又达到热平衡。

2.8 电动机过热禁止再启动保护
当电动机因过热保护切除后，本保护即检查电动机过热比例θr 是否降低到整定的过热闭锁值θb
以下，如否，则保护出口继电器不返回，禁止电动机再启动，避免由启动电流引起过高温升，损坏电动机，紧急情况下，如在过热比例θr 较高时，需启动电动机，可以按装置面板上的“复归”键，人为清除装置记忆的过热比例θr 值为零。

2.9 堵转保护
I b >I ddz I c >I ddz
I a >I ddz 图2.6 堵转保护逻辑框图
fr
2
e T T I ⋅=θ()()Δt I e 1.052I 2eq dt 0
I e 1.052I 2eq Σθ ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∑=⎰⎥⎦⎤⎢⎣⎡
-=t
用电动机堵转节点和相电流构成堵转保护。

其动作判据为：
I max ＞I ddz t ＞t ddz 堵转节点闭合
式中，I ddz ：堵转保护动作电流整定值（A ）；t ddz ：堵转保护动作时间（s ）；本保护需引入电动机堵转节点信号。

2.10 长启动保护
I b I c I a
图2.7 长启动保护逻辑框图
在电动机启动时间t qd 内，I max ＜1.125I e ，则，电动机正常启动成功，长启动保护算法结束；若在计算启动时间t qd 后，I max ＞1.125I e ，则，电动机未能正常启动，长启动保护动作。

2.11 正序过流保护
I 1>I 1gl
图2.8 正序过流保护逻辑框图
正序过流保护必须满足下列条件之一方才投入： ✧ 电动机长启动算法结束； ✧ 启动时间超过整定启动时间t qd ；
如果满足下列条件之一，则认为电动机长启动算法结束： ✧ 如果长启动保护投入：参照长启动保护逻辑； ✧ 如果长启动保护未投入：I max ＜1.125I e ； 其动作判据为：
I 1＞I 1gl t 1＞t 1gl
式中，I 1gl ：正序过流保护正序电流动作值（A ）
t 1gl ：整定的正序过流保护动作时间（s ）
2.12 过负荷保护
I a >I gfh I c >I gfh
I b >I gfh
图2.9 过负荷保护逻辑框图
装置提供过负荷保护，其时间特性可选择定时限和反时限之一。

动作判据为：
2.12.1.定时限过负荷保护：
I max ＞I gfh t ＞t gfh
式中，I gfh ：过负荷保护动作电流值（A ）
t gfh ：整定的过负荷保护动作时间（s ）
2.12.2.超常反时限过负荷保护
I max ＞1.1I gfh
2.13 欠压保护
保护启动前U max >1.05U qy
PT 断线闭锁低电压
U bc <U qy U ab <U qy U ca <U qy
电机运行态图2.10 欠压保护逻辑框图
通过测量电动机母线电压来实现，当电动机母线电压降低到整定动作值U qy 以下且时间大于整定值t qy 时，对电动机提供跳闸保护。

为防止PT 断线误切电动机，本保护设置了当PT 断线时瞬时闭锁欠压保护动作，PT 断线逻辑见
gfh
gfh
t I I t ⨯-⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛1802
max ＞
图13--10。

其动作判据为：
U max=max（U ab，U bc，U ca）
U max＜U qy
t＞t qy
欠压保护启动前，U max＞1.05U qy
式中，U qy：低电压保护电压动作值（A）
t qy：低电压保护动作时间（s）
为了保证发电厂电气联锁的可靠进行，当母线无压、电动机无流、开关在合位，如果上面的动作判据无法启动低电压，则通过下面辅助判据启动低电压跳闸：
U max＜5V
I max＜I e/8
开关在合位
t＞t qy
欠压保护启动前，U max＞1.05U qy
2.14 零序过压保护
3U0＞U0zd
图2.11零序过压保护逻辑框图
零序过流保护，可采自线路的零序互感器，也可以由线路的三相电流计算出来。

U0＞U0dz
t0＞t0dz
式中，U0：线路的零序电压（V）
t0：接地保护动作时间（s）
2.15 PT 断线
U 1<30%Ue Imax>Ie/4U 2>8%Ue
Imax>Ie/4
图2.12 PT 断线告警逻辑框图
装置有PT 断线检测功能，可通过控制字投退。

在满足判据： ● 正序电压小于30％U e ，而最大相电流大于25％I e ● 负序电压大于8%Ue ，而最大相电流大于25％I e 其中，Ue 为电动机额定电压等级。

满足两个条件之一，当发生PT 断线时，瞬时闭锁欠压保护，并延时15S 告警。

当不满足PT 断线条件时，解除PT 断线闭锁欠压保护。

2.16 非电量保护
非电量保护也就是开关量保护。

作为常开接点的开关量输入，驱动电源由装置提供(+24V)。

外部接点闭合时启动相应的非电量保护。

装置提供2路常开接点的非电量开关量输入，每种非电量保护可通过控制
字控制投退，当控制字选择为“投信”时，只发告警信号，当选择“投跳”时，则跳闸并且发告警信号。

非电量保护逻辑框图如图13-12所示：
非电量输入
图2.13 非电量保护逻辑框图
3. 其他功能
1) 三相电压，三相电流，零序电流，有功功率，无功功率，功率因数。

2) 装置可采集多达14路开关量（空接点输入）。

3) 装置可提供2路脉冲量输入（开入13、14），实现外部脉冲电度表的自动抄表。

另外，装置可以通
过电度积分功能，对测控线路进行电能计量，节省外部电度表。

4) 装置能自动记录装置和各种运行信息，包括：
● 12个保护SOE 记录；24个遥信变位SOE 记录；12个装置自诊断信息记录；6个遥控记录；24个运行事件记录
4. 参数设定
4.1 保护定值整定4.1.1.电动机额定参数
4.1.2 速断过流保护
4.1.3 限时速断过流保护
4.1.4 .过流保护
4.1.5 负序过流一段保护
4.1.6 负序过流二段保护
4.1.7 接地保护
4.1.9 长启动保护
4.1.10 堵转保护
4.1.11正序过流保护
4.1.12过负荷保护
4.1.13欠压保护
4.1.14零序过压保护
4.1.16 PT断线告警
5.接线原理图
1LH
2LH
LH0DL
1n
保 护
测 量
零 序
电
流
回
路
1LH
2LH
LH0DL
1n
保 护
测 量
零 序
电
流
回
路
公共端远方/就地跳位合位弹簧未储能非电量1保护非电量2保护系统复归堵转节点转速开关触点手车工作位置手车试验位置接地刀位置非电量3保护
开
输关
量
非电量4保护
入
保 护
零 序
电
压
回
路
1n
YMb YMa
YMc
YMn
YML
防跳闭锁遥合
合闸入口手动合闸合闸回路跳闸回路手动跳闸跳闸入口保护跳闸遥跳装置故障动作信号告警信号直流电源母线
开
关
操
路作
回
中
央
信
号
时钟同步信号接大地装置电源现场总线1现场总线23相CT接法
2相CT接法。