南自綜保PSM642UX保護裝置

2保護功能及原理
2.1電動機起動
當(dāng)控制字KG2.15=0時，電動機起動判別投入，當(dāng)電動機滿足起動條件時，過流Ⅰ段保護的定值采用過流Ⅰ段電流高值，比率差動保護可通過控制字選擇是否選用“整定值加倍"及“增加50ms延時"的功能，當(dāng)控制字KG2.15=1時，電動機起動判別退出，過流Ⅰ段保護的定值采用過流Ⅰ段電流低值，比率差動保護不再具有躲避電動機起動時不平衡電流的附加功能。
當(dāng)電動機起動方式為直接起動時，應(yīng)將控制字KG2.14退出，當(dāng)電動機起動方式為降壓起動等其他起動方式時，應(yīng)將控制字KG2.14投入。
電動機運行過程中如需要進行自起動判別的，應(yīng)將控制字KG2.4投入，不需要進行自起動判別的，應(yīng)將控制字KG2.4退出。當(dāng)控制字KG2.14=0時，裝置判別的電動機起動時間為Min Tstart，Tstart0。其中，Tstart為本次實際起動時間，指的是較大相電流從零突變到10%In時刻T0開始計時，直到電流過峰值后下降到120%In（In為電動機額定電流，以下同）時刻為止，這一過程所經(jīng)歷的時間；Tstart0為“電動機起動時間定值"，表示電動機轉(zhuǎn)速從零到達到額定轉(zhuǎn)速的時間，可整定為電動機較長起動時間的1.2倍。
當(dāng)控制字KG2.14=1時，裝置判別的電動機起動時間固定為Tstart0，計時起點為T0時刻。裝置將面板上較后一個軟壓板燈(綠色LED燈)定義為電動機起動時間指示燈，在電動機起動過程中長亮，從而直觀指示出電動機的起動過程。
電動機起動時間過長將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)熱，危害電動機的正常運行。起動時間長保護功能可通過軟壓板投入或者退出。本保護只在電動機起動時投入。起動過程中，任一相電流大于整定電流達到整定時間，長起動保護動作于出口，動作指示燈為面板上較后一個信號燈（紅色LED燈）。電動機起動過程結(jié)束后，保護自動退出。
2.2過熱保護
綜合考慮了電動機正序、負(fù)序電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，為電動機各種過負(fù)荷引起的過熱提供保護，也作為電動機短路、起動時間過長、堵轉(zhuǎn)等的后備。
用等效電流Ieq來模擬電動機的發(fā)熱效應(yīng)，即：
其中Ieq為等效電流；I1為正序電流；I2為負(fù)序電流；
K1為正序電流發(fā)熱系數(shù)，在電動機起動過程中K1＝0.5，起動完畢恢復(fù)K1＝1；
K2為負(fù)序電流發(fā)熱系數(shù)，K2＝3～10，可取K2＝6。
根據(jù)電動機的發(fā)熱模型，電動機的過熱保護動作時間t和等效電流Ieq之間的特性曲線由下列公式給出：
其中Ip：熱過載之前的負(fù)荷電流，若熱過載之前處于冷態(tài)，則Ip＝0。
I∞：長期允許負(fù)載電流，為保護不動作所要求的規(guī)定的電流極限值，即“過熱啟動電流"。可按額定電流Ie的1.05～1.15倍整定。
τ ：發(fā)熱時間常數(shù)，反映電動機的過負(fù)荷能力。
這一判據(jù)充分考慮了電動機定子的熱過程及其過負(fù)荷前的熱狀態(tài)。裝置用熱容量來表示電動機的熱過程，熱容量與定子電流的平方成正比，通過換算，將其量綱化成反映電動機過負(fù)荷能力的時間常數(shù)τ。當(dāng)熱容量值達到τ時，裝置即跳閘。當(dāng)熱容量達到Ka×τ，發(fā)過熱告警信號，其中，Ka為告警系數(shù)。熱報警可整定為過熱跳閘熱容量值的60%～99.9％，裝置提供實時熱容量百分?jǐn)?shù)值顯示，告光指示和信號接點輸出。過熱告警功能可通過控制字KG1.0進行投入或退出，過熱告警功能投入后，過熱保護軟壓板投入后，具有告警功能。
當(dāng)電動機工作時，散熱時間常數(shù)等于發(fā)熱時間常數(shù)τ。電動機停轉(zhuǎn)后，電動機的散熱效果變差。使散熱時間常數(shù)比發(fā)熱時間常數(shù)τ長，散熱時間常數(shù)自動增加到發(fā)熱時間常數(shù)τ的一定倍數(shù)，以正確反映電動機的發(fā)熱效應(yīng)。整定值中散熱時間倍數(shù)可在1到5倍間選擇，默認(rèn)值選4倍，具體可視環(huán)境條件而定。根據(jù)電動機在冷狀態(tài)下可連續(xù)起動兩次的原則，每次起動時耗費的熱容量百分?jǐn)?shù)值不應(yīng)大于50%跳閘值。過熱保護跳閘后，裝置的熱記憶功能啟動，輸出接點一直斷開。直到熱容量百分?jǐn)?shù)值下降到50％以下，過熱合閘閉鎖接點返回，這時電動機可以重新起動。緊急情況，要求立即起動時，可在端子X2:2加入高電平進行熱復(fù)歸操作（當(dāng)運行參數(shù)控制字KG1.1=1時）。此過熱閉鎖功能可通過控制字KG1.1進行投入或退出，其輸出為常閉接點X3:8，X3:10。
發(fā)熱時間常數(shù)τ 應(yīng)由電機廠提供，如果廠家沒有提供，可按下述方法之一進行估算：
①如果廠家提供電動機的熱限曲線或一組過負(fù)荷能力的數(shù)據(jù)，則按下式計算τ：
2.3過電流保護
過流Ⅰ段（即速斷保護）按躲過電動機起動電流整定，其整定范圍為4～12Ie。速斷保護在電動機起動過程中采用高定值，起動完畢以后自動轉(zhuǎn)為低定值，這樣既可以有效地躲過電動機的巨大起動電流，又可以保證電動機正常起動后提供防備嚴(yán)重的過負(fù)荷造成的堵轉(zhuǎn)保護。動作時間可整定，對于用斷路器控制的電動機整定時間一般較短，而用接觸器控制的電動機整定時間。
PSM642UX電動機保護測控裝置技術(shù)說明書
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一般較長，可選擇整定為0.3秒。
過流Ⅱ段在電動機起動時自動退出，起動結(jié)束后自動投入。當(dāng)電流大于整定電流且達到整定時間后，過流保護出口。過電流保護功能可通過控制字KG1.2選擇定時限方式或反時限方式。
2.4過負(fù)荷
過負(fù)荷保護反應(yīng)電動機定子電流的大小，可通過控制字KG1.5選擇告警或者跳閘。當(dāng)電流大于整定電流達到整定時間時，過負(fù)荷保護動作出口或發(fā)出告警信號。
2.5非全相運行保護
非全相運行保護由負(fù)序電流保護構(gòu)成，主要針對各種非接地性不對稱故障，如：電動機發(fā)生某相斷相時，負(fù)序分量的大小因故障前的負(fù)荷率而不同，負(fù)荷率大于0.7時，健全相才能引起過電流，因此常規(guī)保護不能有效保護不對稱故障。在電動機正常運行時，由于供電電源的不對稱，總存在一定的負(fù)序電流，該電流不會超過30%Ie，負(fù)序保護的整定應(yīng)能躲過此負(fù)序電流，即按0.3Ie整定。裝置配置了兩段兩時限負(fù)序過電流保護，其中負(fù)序Ⅱ段可以通過控制字KG1.3可選擇該段采用定時限或反時限方式（反端反時限特性）。
2.6反時限元件
本裝置相過流和負(fù)序電流均帶有定、反時限保護功能，分別通過設(shè)置控制字KG1.2和KG1.3可選擇定時限或反時限方式。反時限保護由IEC標(biāo)準(zhǔn)中的反端反時限特性構(gòu)成。

其動作方程為：
其中：tp為時間系數(shù)，范圍是0.05～1；Ip為電流整定值；I為故障電流；t為跳閘時間。
注意：整定值部分反時一定時間為上面表達式中分子80tp的乘積值，單位是秒，整定范圍是0.4s～100.0s。
2.7堵轉(zhuǎn)保護
本功能可通過軟壓板選擇投入或者退出。當(dāng)反映電動機轉(zhuǎn)速的開關(guān)量動作時，任一相電流大于整定電流達到整定時間后，堵轉(zhuǎn)保護動作于出口。本保護必須引入電動機轉(zhuǎn)速開關(guān)量，接入端子為X2:1運行參數(shù)控制字KG1.0=1時。
2.8F-C閉鎖功能
當(dāng)電動機由熔斷器－接觸器F－C控制時，應(yīng)躲開過流保護，由熔斷器來切除短路故障。F-C閉鎖動作后，將閉鎖保護跳閘邏輯。建議電動機用熔斷器－接觸器F－C控制時，需要調(diào)整過流保護的動作延時，保證先由后備熔斷器來切除故障電流。

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