5第五章LPC2530低压电动机综合保护测控装置技术说明书V14

第五章LPC２-５３0低压电动机综合保护测控装置

1. 产品用途及特点

LPC2-5３0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

可增配以下保护功能:

●漏电保护

●温度保护

●欠功率保护

●欠电压保护

●过电压保护

●相序保护

⏹测量功能

●９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、

漏电流、热敏电阻、三相电流和电压的角度等

⏹控制功能

以下六种控制模式任选一种：

●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

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.ﻩ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,ﻩＫ10.5=ﻩ ﻩ ﻩ ﻩ电动机在启动态

=1ﻩ

ﻩﻩ ﻩ电动机在运行态 K 2ﻩ=3~10 ﻩﻩﻩ ﻩ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Ｋ2=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

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／Ｉe ）２+K ２（I ２/Ｉe ）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 s ｒ,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22I 2K 21I 1K eq

I +=fr

2e 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,可以按装置面板“复归”按钮或闭合“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。 21

46810200.05

0.10.2

0.30.4

0.50

1

2

3

4

5

10

20

30

50

40

100

0.4

0.8

1.6

3.20.050.10.2t[s]超常反时限:

t=

定时限过负荷保护

其动作判据为:

I ma ｘ＞Ｉgfh

ｔ>t ｇfh

电动机在运行态

式中，Ｉg ｆh ：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

ﻩ动作判据为:

I max ＞1．１I g ｆh

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:

⎪⎩

⎪⎨⎧>⨯>>unzd e unzd 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; unzd P ：整定的电流不平衡率（％）；

unzd 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 ma ｘ＞Ｉdzzd

t>dzzd t

电动机在运行态

g fh

g fh t I I t ⨯-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛180

2

max

＞