PSM 692U 電動機(jī)綜合保護(hù)測控裝置
1 功能
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電流速斷保護(hù)
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定時限過流保護(hù)
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兩段定時限負(fù)序過流保護(hù)/反時限負(fù)序保護(hù)
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過熱保護(hù)
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堵轉(zhuǎn)保護(hù)
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單相接地保護(hù)
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低電壓保護(hù)
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過負(fù)荷保護(hù)
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非電量保護(hù)
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F-C 閉鎖功能
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4-20mA 輸出
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9 條故障錄波，2 條啟動錄波
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I，U，P，Q，Cosφ，有功電度，無功電度，14 路開關(guān)量采集
z GPS 對時（分脈沖，秒脈沖或 IRIG-B 方式）
2 原理說明
2.1 電流速斷保護(hù)
異步電動機(jī)在啟動過程中電流很大，通常能達(dá)到 5～8 倍額定電流(Ie)，啟動時間能長達(dá)幾十秒。裝
置設(shè)兩個速斷定值，在起機(jī)過程中采用“啟動中速斷定值”，該值按躲過電動機(jī)啟動電流整定，等電動機(jī)
啟動過程結(jié)束后，自動采用“啟動后速斷定值”，該值按電動機(jī)自啟動電流和區(qū)外出口短路時電動機(jī)最大
反饋電流考慮，取兩個電流中的大者。
a)啟動時間 tst 按躲過最長的啟動時間整定，tst＞tst.max。
b)啟動時的整定值 Iop.h 按躲過電動機(jī)啟動電流 Ist 整定，即：
當(dāng) t≤tst 時，Iop.h＝krel×Ist,，為躲過非周期分量的影響，krel 取 1.5,Ist 為（6～8)Ie。
c)運行時的整定值 Iop.l 按躲過自啟動電流和區(qū)外出口短路時電動機(jī)最大反饋短路整定，自啟動電流
的大小與備用電源自投的延時等因素有關(guān)，在廠用電源快切成功時，電動機(jī)幾乎不存在自啟動過程，因為
轉(zhuǎn)速還沒有明顯降低，只有在殘壓切換或同期捕捉切換時，電動機(jī)轉(zhuǎn)速已明顯降低，自啟動電流會較大，
按傳統(tǒng)方法計算，自啟動電流 Iast=5Ie，Iop.l= krel ×Iast×Ie =1.3×5×Ie =6.5Ie 。
區(qū)外出口三相短路考慮保護(hù)(40～60)ms 固有延時，反饋電流 Ifb=6Ie。
Iop.l = krel ×Ifb=1.3×6 Ie =7.8Ie。
d)速斷保護(hù)的短延時用于與 F-C 回路配合。
2.2 定時限過流保護(hù)
當(dāng)電動機(jī)三相電流 IA、IB、IC 大于過流保護(hù)的整定值時，經(jīng)延時出口。
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過流定值可根據(jù)啟動電流整定，一般為（1.2～2）Ie。延時按躲過電動機(jī)啟動時間整定。
2.3 兩段定時限負(fù)序過流保護(hù)/反時限負(fù)序保護(hù)
當(dāng)電動機(jī)出現(xiàn)三相電壓不平衡、斷相、反相、匝間短路時，會產(chǎn)生負(fù)序電流。
正序電流為 I1、負(fù)序電流為 I2，
I2－負(fù)序電流值
Ied－電機(jī)二次額定電流值
為防止外部故障或外部供電系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡時，電動機(jī)的反饋負(fù)序電流可能引起負(fù)序過流保護(hù)誤動。
根據(jù)區(qū)內(nèi)、區(qū)外發(fā)生不對稱短路時 I2/I1 的比值不同，當(dāng)下列條件滿足時，可將負(fù)序過流保護(hù)閉鎖：
I2≥1.2I1，其中：I1 為正序電流，I2 為負(fù)序電流。
2.4 過熱保護(hù)
電動機(jī)過負(fù)荷、啟動時間過長、堵轉(zhuǎn)等會產(chǎn)生較大的正序電流；而斷相、不對稱短路、輸入電壓不
對稱時會同時產(chǎn)生較大的正序和負(fù)序電流，根據(jù)電動機(jī)定子正序和負(fù)序電流引起的發(fā)熱特征，可對上述
故障提供過熱保護(hù)。
用正、負(fù)序綜合測量值 Ieq 作為等效電流來模擬電動機(jī)的發(fā)熱效應(yīng)，即：
Ieq2 = K1 × I1
2
+ 6I 2
2
其中：Ieq —等效電流
I1 —正序電流（標(biāo)幺值）
I2 —負(fù)序電流（標(biāo)幺值）
K1 —正序電流發(fā)熱系數(shù)，在電機(jī)啟動過程中 K1＝0.5，啟動完畢 K1＝1
根據(jù)電動機(jī)的發(fā)熱模型反時限特性，為有效保護(hù)電動機(jī)，保護(hù)的動作時間 t 和等效電流 Ieq 的關(guān)系有
其中：τ —過熱時間常數(shù)。
I∞—允許電機(jī)長期運行的最大電流值，一般可設(shè)為 1.1
Ip —過負(fù)荷前的負(fù)載電流，若過負(fù)荷前處于冷態(tài)，則 Ip=0
選擇上述兩曲線之一進(jìn)行計算，當(dāng)熱積累值達(dá)到τ時，裝置跳閘。
2.5 堵轉(zhuǎn)保護(hù)
由于機(jī)械故障、負(fù)荷過大、電壓過低等原因可能使轉(zhuǎn)子處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。在全電壓下堵轉(zhuǎn)的電動機(jī)，
電流很大，特別容易燒壞。
裝置根據(jù)采集的各相電流計算出正序電流，當(dāng)正序電流大于堵轉(zhuǎn)電流定值時，保護(hù)經(jīng)過延時跳閘。
堵轉(zhuǎn)保護(hù)在啟動時不退出運行，所以堵轉(zhuǎn)保護(hù)延時要大于電動機(jī)啟動時間。
2.6 單相接地保護(hù)
零序過流測量范圍為 0.050~30A（二次值），用于非直接接地系統(tǒng)。
當(dāng) 3I0 大于零序過流整定值，保護(hù)經(jīng)延時跳閘。
2.7 低電壓保護(hù)及 PT 斷線閉鎖
當(dāng)電動機(jī)電源電壓短時降低或短時中斷后又恢復(fù)時，為保證重要電動機(jī)的自啟動而需要切除次要的
電動機(jī)。
當(dāng)輸入裝置的三個線電壓 Uab、Ubc 及 Uca 同時低于低電壓定值時，低電壓保護(hù)動作，經(jīng)延時作用
于出口。為防止因 PT 斷線使保護(hù)誤動，設(shè)置有 PT 斷線閉鎖。當(dāng)發(fā)生 PT 斷線時，裝置將發(fā)告警信號并
閉鎖低電壓保護(hù)。
低電壓保護(hù)定值的設(shè)定按躲過成組電動機(jī)自啟動時的電壓來整定。
當(dāng)母線未送電時，低電壓保護(hù)會動作，未了避免這種情況，裝置設(shè)有低電壓開放條件，必須先滿足
開放條件，低電壓保護(hù)才投入。該條件可由用戶設(shè)定投入(使用)或退出(不使用)。
低電壓開放條件：三個線電壓有一個大于 80V，且延時 100ms。該條件一旦成立，低電壓保護(hù)有效。
當(dāng)?shù)碗妷罕Ｗo(hù)動作跳閘后，經(jīng)過 10S 延時，裝置自動使低電壓開放條件無效，低電壓保護(hù)同時返回。
裝置采用兩種方法識別 PT 斷線。
方法一：
當(dāng)三個線電壓中最大與最小之差大于 30V，延時 3S，發(fā) PT 斷線信號；當(dāng)三個線電壓中最大與最
小之差小于 30V，且 Uab 大于 80V，PT 斷線信號返回。
方法二：
電壓突變同時電流不突變，認(rèn)為 PT 斷線，發(fā) PT 斷線信號。
電壓突變：100mS 內(nèi)三個線電壓中任一個由大于 90V 變?yōu)樾∮?60V。
電流不突變：Ia，Ic 均大于 0.2A，且變化小于 0.1A。
三個線電壓都大于９０Ｖ，PT 斷線信號返回。
2.8 過負(fù)荷保護(hù)
當(dāng)電動機(jī)三相電流 IA、IB、IC 大于過負(fù)荷保護(hù)的整定值時，經(jīng)過延時，裝置發(fā)信或跳閘出口（可由
控制字選擇）。過負(fù)荷定值應(yīng)小于過流保護(hù)定值。由于電機(jī)在啟動過程中電流較大，所以過負(fù)荷延時定值
應(yīng)躲過電機(jī)自啟動時間。
2.9 非電量保護(hù)
裝置帶有 2 個非電量保護(hù)，用于變壓器電動機(jī)組或工藝故障需要跳閘等情況。每個非電量保護(hù)可以
整定為跳閘或發(fā)信或退出。如不作為非電量保護(hù)，整定為退出時，這些點可以作為普通開入量使用。
2.10 4-20mA 直流輸出
裝置端子(3X2，3X3)輸出一路 4-20mA 直流，用于接至 DCS 系統(tǒng)的模擬量采集卡件（AI）。
該直流輸出可在裝置設(shè)置中由用戶選擇對應(yīng)為 Ia 或 Uab 或 P。
2.11 F-C 閉鎖功能
當(dāng)變壓器三相電流 IA、IB、IC 任一個大于 FC 閉鎖電流定值時，經(jīng) FC 閉鎖延時，閉鎖所有跳接觸
器的保護(hù)元件，以保證熔斷器首先熔斷。當(dāng)三相電流 IA、IB、IC 均小于 FC 閉鎖電流定值時，經(jīng) 100ms
延時，開放跳接觸器的保護(hù)元件。
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