5-第五章LPC3-530低压电动机综合保护测控装置技术说明书V1.4

第五章LPC3-530低压电动机综合保护测控装置

1. 产品用途及特点

LPC3-530低压电动机综合保护测控装置主要为低压电动机（380V）提供各类启动和停车控制功能、保护和测控功能。装置的结构、特点、技术数据、尺寸等请参见“第一章概述”。

⏹保护功能

装置具有如下标配保护功能：

●过热保护

●过载保护（定时限、反时限曲线可选）

●断相（不平衡）保护

●接地保护

●堵转过流保护

●启动时间过长保护

●欠载保护

●外部故障连锁保护

●TE时间保护

●接触器分断电流保护

可增配以下保护功能：

●欠功率保护

●欠电压保护

●过电压保护

●相序保护

⏹测量功能

●8路遥信开入采集

●4路继电器输出控制

●遥测量：三相电流、电流不平衡率、三相电压、P、Q、电能累计、功率因数、频率、

三相电流和电压的角度等

⏹控制功能

提供各种控制模式：

●保护模式

●直接启动模式

●双向启动模式

●星三角启动模式

●与断路器配合的保护模式

●与断路器配合的直接启动模式

以及双速启动、自耦降压启动等启动控制功能。

另外，装置还提供对电动机的欠压重启动控制功能。

⏹通信功能

●可选多种通信接口：RS485、CAN、PROFIBUS

●多种通信协议，并可支持双网（PROFIBUS支持单网）

⏹其他功能

●1路4～20mA直流模拟量输出，替代变送器作为DCS测量接口（选配）

●装置带有GPS时钟同步接口，以确保装置的时钟与系统同步

●事件记录等

2. 保护功能及说明

2.1 过热保护

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,

K 1 =0.5

电动机在启动态 =1

电动机在运行态 K 2 =3～10

本装置取6

K 1随启动过程变化， K 2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K 2=6。

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

T

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 ）2

+K 2（I 2/I e ）2-1.052

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 ，即认为该时间到后，散热结束，电动机又达到热平衡。

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

2

2I 2K 21I 1K eq I

+=

fr

2

e T T I ⋅=θ()()Δt I e 1.052I 2eq dt 0

I e 1.052I 2eq Σθ ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-∑=⎰⎥⎦⎤⎢⎣⎡

-=t

θb 以下，如否，则禁止电动机再启动，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，可以闭合“复归”开入，人为清除装置记忆的过热比例θr 值为零。

2.2 过负荷保护

装置提供过负荷保护，其时间特性可选择定时限、或超常反时限两种动作时间特性之一。反时限时间特性如图所示。

2

1

4

6

8

10

20

0.05

0.1

0.2

0.3

0.40.501

2

3

4510

20

30

5040

100

0.4

0.8

1.6

3.2

0.05

0.1

0.2

t[s]

超常反时限:

t=

定时限过负荷保护 其动作判据为：

I max ＞I gfh t ＞t gfh

电动机在运行态

式中，I gfh ：整定的高压侧过负荷动作值（A ）

t gfh ：整定的高压侧过负荷动作时间（s ）

超常反时限过负荷保护 动作判据为：

I max ＞1.1I gfh

电动机在运行态

2.3 断相/不平衡保护

电动机缺相或三相不平衡故障时，本装置通过计算电流的不平衡率对电机提供保护，其动作方程为：

⎪⎩

⎪

⎨⎧>⨯>>u n z d e u n z d un t

t I I P P %30av 式中，un P ：电流不平衡率，计算公式为un P ＝av

av

I I I I -)(min max ×100％，分子取两者中的绝

对值较大者；

u n z d P ：整定的电流不平衡率（％）； u n z d t ：不平衡保护时间整定值； av I ：三相电流平均值； e I ：电动机额定电流。

2.4 堵转（过流）保护

电机因机械故障或负荷过大等原因造成转子卡死时，过大的堵转电流引起的发热效应容易损坏电机。为此，装置提供堵转（过流）保护，其动作方程为：

I max ＞I dzzd t ＞dzzd

t

电动机在运行态

gfh

gfh t I I t ⨯-⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛1802

ma x

＞