ST智能型控制器说明书zz.docx
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ST智能型控制器说明书zz
目录
1概述1
2产品型号分类2
2.1型号说明2
2.2功能配置2
2.3分类2
3技术性能3
3.1适用环境3
3.2工作电源3
3.3开关量接点输出（DO）触点容量3
3.4抗干扰性能3
3.5符合标准4
4.功能说明5
4.1保护特性5
4.1.1过载长延时保护5
4.1.1.1过载长延时保护相关设定参数5
4.1.1.2过载长延时保护动作特性5
4.1.1.3特性曲线5
4.1.2热记忆特性6
4.1.3短路短延时保护6
4.1.3.1短路短延时保护相关设定参数6
4.1.3.2短路短延时保护动作特性6
4.1.4短路瞬时保护7
4.1.4.1短路瞬时保护相关设定参数7
4.1.4.2短路瞬时保护动作特性7
4.1.5N相保护7
4.1.6接地保护7
4.1.6.1接地保护相关设定参数8
4.1.6.2接地保护动作特性8
4.1.7MCR和模拟脱扣保护（可选功能）8
4.1.7.1MCR和模拟脱扣保护相关设置参数8
4.1.7.2MCR和模拟脱扣保护动作特性9
4.1.8负载监控9
4.1.8.1负载监控相关设定参数9
4.1.8.2负载监控动作特性9
4.1.8.3负载监控特性公式9
4.2测量功能10
4.2.1电流测量10
4.2.1.1测量方式10
4.2.1.2测量范围10
4.2.1.3测量精度10
4.2.2电压测量（可选功能）10
4.2.2.1测量方式10
4.2.2.2测量范围10
4.2.1.3测量精度10
4.2.3测量设置10
4.3其他辅助功能10
4.3.1自诊断功能10
4.3.2故障记录功能10
4.3.3试验功能11
4.3.4DO信号报警功能（可选功能）11
5ST智能控制器的面板结构、使用操作、接线方式及注意事项12
5.1ST-L型控制器的面板结构、使用操作、接线方式及注意事项12
5.1.1ST-L型控制器面板结构说明12
5.1.2ST-L型控制器使用操作说明13
5.1.3ST-L型控制器参数设置说明13
5.1.4ST-L型控制器接线方式13
5.2ST-M型控制器的面板结构、使用操作、接线方式及注意事项14
5.2.1ST-M型控制器面板结构说明14
5.2.2ST-M型控制器使用操作说明15
5.2.2.1ST-M型控制器测量察看说明15
5.2.2.2ST-M型控制器保护参数查询和设置说明16
5.2.2.3ST-M型控制器试验功能操作说明18
5.2.2.4ST-M型控制器故障检查操作说明20
5.2.3ST-M型控制器接线方式20
5.3运行维护及注意事项21
6相关附件22
6.1电源模块Ⅰ和电源模块Ⅱ22
6.2ST电源模块（Ⅳ）23
6.3ST201继电器模块23
6.4外接N相互感器的安装固定23
附录A：
保护特性曲线25
附录B：
订货规范标31
1概述
ST智能控制器是框架式空气断路器的核心部件，适用于50~60Hz电网，主要用作配电、馈电或发电保护，使线路和电源设备免受过载、短路和接地等故障的危害，可通过负载监控功能实现电网的合理运行。
同时也用作电网节点的电流、电压等电网参量的测量，故障参数的记录等功能。
2产品型号分类
2.1产品型号
2.2功能配置
表1：
L型功能配置
基本功能
增选功能
保护功能
测量功能
维护功能
人机界面
L2
L3
L4
最大相电流光柱指示
1.故障记录
2.自诊断功能
3.脱扣试验功能
1.LED灯指示
2.按键操作
3.保护参数分档设定
1.DO信号报警功能
2.MCR和越限跳闸保护
过载
✓
✓
✓
短延时
✓
✓
瞬时
✓
✓
✓
接地
✓
✓
表2：
M型功能配置
基本功能
增选功能
保护功能注1
测量功能
维护功能
人机界面
1.负载监控（方式一）注2
2.过载长延时
3.短延时
4.瞬时
5.接地
四相电流及接地电流测量
1.故障记录
2.自诊断功能
3.特性试验功能
1.数显
2.LED灯状态指示
3.按键操作
4.保护参数数字设定
1.DO信号报警功能
2.MCR和越限跳闸保护
3.电压测量
注1：
保护特性缺省为配电保护特性，可选择发电机保护特性，定货时指明。
注2：
可选择方式二，定货时指明。
2.3分类
a.按所配断路器型号分类
表3：
配套断路器识别号
断路器型号
DW45
DW40
DW48
DK5
DW15HH
DW50
DW450
控制器型号
ST45
ST40
ST48
ST30
ST15
ST50
ST450
b.按保护特性分类
配电、电机保护用；发电机保护用。
c.按额定电流分类
250、400A、630A、800A、1000A、1250A、1600A、1900A、2000A、2500A、2900A、3150A,3200A、3900A、4000A、4900A,5000A、5900A、6300A。
e.按辅助电源分类
AC400V、AC230V，50HZ；
DC110V、DC220V、DC24V。
f.按所配断路器的极数分类
3P；4P；3P＋N。
g.按框架等级分类
框Ⅰ、框Ⅱ、框Ⅲ。
3技术性能
3.1适用环境
工作温度:
－10℃～＋70℃（24h内的平均值不超过＋35℃）
储存温度:
－25℃~～＋85℃
安装地点最湿月的月平均最大相对湿度不超过90%，同时该月的月平均最低温度不超过+25℃，允许由于温度变化产生在产品表面的凝露。
污染等级3级。
（在和断路器装配在一起的情况下）
安装类别Ⅲ。
（在和断路器装配在一起的情况下）
3.2工作电源
由辅助电源和电源互感器同时供电，保证负载很小和短路情况下控制器都可以可靠工作,有下面3种供电方式：
a.电源CT供电
单相不低于0.8In，三相不低于0.4In时控制器能正常工作。
额定电流小于等于400A时,单相不低于In，三相不低于0.6In时控制器正常工作.
b.辅助电源供电
额定电压：
DC24V，允许变动范围：
±5%；
DC110V,DC220V,AC230V，AC400V允许变动范围：
±15%；
额定功耗：
＜7W。
注：
（1）对于辅助电源为直流时控制器1、2脚输入只能为DC24V，当用户要求为DC110V/DC220V时必须外配电源模块变换为DC24V；
（2）对于须在断路器断开或电源CT无法满足供电的情况下工作的功能（如：
信号单元、接地保护和热记忆等功能）必须配置辅助电源。
c.面板电源
额定电压：
DC24V，允许变动范围：
±5%。
3.3开关量接点输出（DO）触点容量
AC250V5A阻性
DC110V0.5A阻性
3.4抗干扰性能
满足GB14048.2-2001附录F要求。
EMC电磁兼容试验参数如下：
（1）谐波引起的非正弦电流抗扰度；
电流导通时间≤42%；
峰值系数≥2.1；
（2）电流暂降和中断的抗扰度；
（3）快速瞬变脉冲群抗扰度；
信号回路，电源回路都按等级4；
频率5KHz，共模4KV；
（4）浪涌抗扰度；
等级4，共模6KV，差模3KV；
（5）静电放电；
等级4，空气放电8KV，接触放电8KV；
（6）射频电磁场辐射抗扰度；
频率26MHZ~1000MHz，场强10V/m；
（7）射频辐射发射试验；
30~1000MHz30~230MHz30db（uV/m）
230~1000MHz
3.5符合标准
●IEC60947－1，GB14048.1－2001低压开关设备和控制设备总则
●IEC60947－2，GB14048.2－2001低压开关设备和控制设备低压断路器
4.功能说明
4.1保护特性
4.1.1过载长延时保护
过载长延时保护功能一般用来对电缆过负荷进行保护，保护基于电流的真有效值（RMS）。
4.1.1.1过载长延时保护相关设定参数
表4：
过载保护设定参数
参数名称
型号
设定范围
动作电流设定值：
Ir1
L型
0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1.0In+OFF（最小为100A）
M型配电保护
0.4~1.0In+OFF（最小为100A）
设定步长：
框I1A,框II,III2A
M型发电保护
0.4~1.25In+OFF（最小为100A）
设定步长：
框I1A,框II,III2A
动作时间设定值：
tL
L型
30s、60s、120s、240s
M型配电保护
15s、30s、60s、120s、240s、480s、OFF
M型发电保护
15s、20s、30s、40s、50s、60s、OFF
热记忆保护
30min、OFF
4.1.1.2过载长延时保护动作特性
表5：
配电和电机保护过载长延时动作特性
特性
电流倍数（I/Ir1）
脱扣时间
延时允许误差
不动作特性
＜1.05
＞2h不动作
动作特性
＞1.2
＜1h动作
动作延时
≥1.2
按保护特性公式计算（见4.1.1.3）
±10%（固有绝对误差±40mS）
表6：
配电特性过载保护动作延时时间典型值
故障电流
延时时间（s）
tL
15
30
60
120
240
480
1.5×Ir1
15
30
60
120
240
480
2×Ir1
8.4
16.9
33.8
67.5
135
270
7.2×Ir1
0.65
1.3
2.6
5.2
10
21
表7：
发电机过载长延时动作特性
特性
电流倍数（I/Ir1）
约定脱扣时间
延时允许误差
不动作特性
＜0.95
＞2h不动作
动作特性
＞1.05
＜1h动作
动作延时
≥1.05
按保护特性公式计算（见4.1.1.3）
±10%（固有绝对误差±40mS）
表8：
发电机特性过载保护动作延时时间典型值
故障电流
延时时间（s）
tL
15
20
30
40
50
60
1.2×Ir1
15
20
30
40
50
60
6×Ir1
0.6
0.8
1.2
1.6
2
2.4
4.1.1.3特性曲线
保护特性曲线见附录A。
过载长延时为反时限特性，特性曲线公式为:
（配电和电机保护）
（发电机保护）
其中：
N----故障电流除以设定电流的倍数I/Ir1；
t----故障动作延时时间；
tL---长延时时间设定值。
注：
（1）发电机保护为可选功能，请在订货时指明，出厂默认为配电和电机保护；
（2）可输出DO报警信号详见4.3.4，需订DO信号报警功能。
4.1.2热记忆特性
反复的过负荷会引起导体发热，在一次线路中有过载、短路短延时故障产生时，控制哭有模拟双金属片特性的热记忆特性;热记忆30min释放结束;
过载、短路短延时故障跳闸后，在此30min内如再次闭合断路器发生过载、短路等故障，则延时动作时间变短，可使线路或设备得到合适的保护。
控制器断电复位一次可清除积累热效应，该特性根据需要可关断。
预报警和负载监控均和过载保护特性相关联，其热记忆时间为30min。
控制器未接入辅助电源时，若在开关动作后立即合闸由先前电流所产生热容都被忽略。
即重分闸使控制器断电，热容恢复为零。
控制器接入辅助电源时，在断路器动作后热容减少，断路器合闸后先前电流所产生热容被记忆。
即动作分闸后热容减少，重合闸后热容按照此时电流继续变化。
注：
热记忆特性出厂默认为打开，如需关闭请在订货时指明。
4.1.3短路短延时保护
短延时保护防止配电系统的阻抗性短路，此类短路一般是由于线路局部短路故障产生的，一般电流会超出过载的范围，但短路电流又不是很大。
短路短延时的跳闸延时是为了实现选择性保护。
短路延时保护是基于电流真有效值（RMS）的保护，分成两段：
反时限段，定时限段；进一步加强了与下级保护装置的配合。
ST－L型控制器短路短延时保护只有定时限保护，ST－M型控制器短路短延时保护有两种方式：
一种为定时限保护，当故障电流大于整定值按整定延时定值延时动作，延时时间与电流值无关；另一种为反时限加定时限保护，低倍电流（指I>Ir2且I≤8Ir1）按反时限保护，延时动作时间与故障电流值有关，电流值越大，延时时间越短，但反时限动作时间不会小于短延时定时限的延时设定值，高倍故障电流（指I>Ir2且I>8Ir1）时控制器自动转换为定时限保护。
针对具有热记忆特性的控制器热效应是积累的。
4.1.3.1短路短延时保护相关设定参数
表9：
短路短延时保护设定参数
参数名称
设定范围
整定步长
备注
动作电流设定值：
Ir2
3、4、5、6、7、8、10In+OFF
L型
0.4~15Ir1+OFF
10KA以下：
1A，10KA以上：
10A
M型
动作时间设定值：
ts
0.2s、0.4s
见设定范围
L型
0.1s、0.2s、0.3s、0.4s
见设定范围
M型
反时限I²T
ON、OFF
M型
热记忆保护
30min、OFF
4.1.3.2短路短延时保护动作特性
表10：
短路短延时动作特性
特性
电流倍数（I/Ir2）
脱扣时间
延时允许误差
不动作特性
≤0.9
不动作
动作特性
＞1.1
延时动作
动作延时
＞1.1
参见表11
±15%
表11：
短路短延时保护定时限动作延时时间
故障电流
延时时间
ts（s）
0.1
0.2
0.3
0.4
I²T：
OFF
最小延时（ms）
60
160
255
340
最大延时（ms）
140
240
345
460
I²T：
ON
I＞8Ir1
最小延时（ms）
60
160
255
340
最大延时（ms）
140
240
345
460
I²T：
ON
I≤8Ir1
反时限延时
注：
（1）反时限功能出厂默认为OFF，如需打开请订货时指明；
（2）可输出DO报警信号，需订DO信号报警功能。
4.1.4短路瞬时保护
瞬时保护功能防止配电系统的固体短路，此类故障一般为相间故障，短路电流比较大，需要快速断开。
此保护是基于电流真有效值（RMS）进行的保护。
4.1.4.1短路瞬时保护相关设定参数
表12：
短路瞬时保护设定参数
参数名称
设定范围
整定步长
备注
动作电流设定值：
Ir3
3、4、5、6、7、8、10In+OFF
L2型
10、11、12、14、16、18、20In+OFF
L型框I、II
7、8、9、10、11、12、14In+OFF
L型框III
1.0In~50KA+OFF
10KA以下：
1A，10KA以上：
10A
M型框I
1.0In~75KA+OFF
M型框II
1.0In~100KA+OFF
M型框III
4.1.4.2短路瞬时保护动作特性
表13：
短路瞬时动作特性
特性
电流倍数（I/Ir3）
脱扣时间
延时允许误差
不动作特性
≤0.85
不动作
动作特性
＞1.15
瞬时动作
固有绝对误差40mS
注：
可输出DO报警信号，需订DO信号报警功能。
4.1.5N相保护
控制器对N相和其他三相一样有过载长延时、短路短延时和短路瞬时保护，保护特性同其他三相。
4.1.6接地保护
接地保护指故障电流较大在几百安培以上的金属性接地保护，一般用于中性点直接接地系统。
接地保护为内部互感器矢量和方式，控制器根据三相或四相电流矢量和进行保护，控制器保护为定时限保护，根据断路器极数分为3PT、4PT和（3P+N）T三种形式见图1。
3P4P3P+N
图1差值型接地保护检测原理
注：
（1）接地保护一般适用于平衡负载，不平衡负载不适用接地保护，须将此功能关闭；
（2）当为（3P+N）T时,互感器和断路器的最大距离不超过10米。
4.1.6.1接地保护相关设定参数
表14：
接地保护设定参数
参数名称
设定范围
整定步长
备注
动作电流设定值：
Ir4
0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8In+OFF
最小为100A
见设定范围
L型
0.2~1.0In+OFF最小为100A
1A
M型
动作时间设定值：
tG
0.2s、0.4s、0.6s、0.8s
见设定范围
L型
0.1s、0.2s、0.3s、0.4s、OFF
见设定范围
M型
4.1.6.2接地保护动作特性
表15：
接地动作特性（L型）
特性
电流倍数（I/Ir4）
脱扣时间
延时允许误差
不动作特性
≤0.85
不动作
动作特性
＞1.15
延时动作
±10%（固有绝对误差±40mS）
表16：
接地动作特性（M型）
特性
电流倍数（I/Ir4）
脱扣时间
延时允许误差
不动作特性
≤0.9
不动作
动作特性
＞1.1
延时动作
±10%（固有绝对误差±40mS）
表17：
接地保护定时限动作延时时间
延时时间
tG（s）
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6
0.8
最小延时（ms）
60
160
255
340
510
680
最大延时（ms）
140
240
345
460
690
920
注：
可输出DO报警信号，需订DO信号报警功能。
4.1.7MCR和模拟脱扣保护（可选功能）
MCR和模拟脱扣保护是针对断路器本身进行的高速瞬时保护；当越限故障电流产生时，控制器会在10mS内发出跳闸指令。
MCR保护对断路器的接通能力进行保护，防止断路器接通超过接通极限能力的电流而导致开关损坏，保护在断路器合闸瞬间（100ms内）起作用；模拟脱扣保护是对断路器的极限承载能力进行保护，防止开关承载超过级限分断能力的电流，在断路器合闸100ms后起作用。
4.1.7.1MCR和模拟脱扣保护相关设置参数
表18：
MCR和模拟脱扣保护动作值
框架等级
MCR
模拟脱扣
框Ⅰ
50KA
65KA
框Ⅱ
65KA
80KA
框Ⅲ
80KA
100KA
注：
MCR和模拟脱扣保护用户不可调整关闭，如有特殊需求请订货时特别指明。
4.1.7.2MCR和模拟脱扣保护动作特性
动作特性：
动作值精度为-20%～0，延时时间：
<20ms。
4.1.8负载监控
控制器可输出两个无源触点，可用于报警，亦可用于控制支路负荷。
有两种工作方式：
方式一，可控制两路负荷的分断，当运行电流超过设定值时按反时限特性延时分别发出信号触点，可用于报警，也可用于控制分断两路负荷，保证主系统供电；方式二，可控制一路负荷的分断和闭合，当运行电流超过Ic1设定值后，按反时限延时发出触点信号用于分断支路负荷，若分断后运行电流恢复正常，当运行电流值低于Ic2设定值，并且持续60s后，控制器再发出另一个触点信号用于接通已分断的支路负荷，恢复支路系统供电。
注：
（1）当方式二时，控制器分断支路负荷后，必须将控制手动复位，否则当运行电流恢复正常后不能自动接通分断的支路负荷。
（2）L型控制器负载监控功能，如未订DO信号报警功能控制器只有界面报警而不能控制支路负荷。
4.1.8.1负载监控相关设定参数
表19：
负载监控设定参数
工作坊式
参数名称
设定范围
整定步长
备注
方式一
动作电流设定值：
Ic1
0.2～1.0In+OFF
1A
动作时间设定值：
tc1
0.5tL
动作电流设定值：
Ic2
0.2～1.0In+OFF
1A
动作时间设定值：
tc2
0.25tL
方式二
动作电流设定值：
Ic1
0.2～1.0In+OFF
1A
动作时间设定值：
tc1
0.5tL
动作电流设定值：
Ic2
0.2～1.0In+OFF
1A
动作时间设定值：
tc2
固定60s
方式一、二
热记忆
30min、OFF
4.1.8.2负载监控动作特性
表20：
负载监控动作特性
工作坊式
特性
电流倍数
脱扣时间
延时允许误差
方式一
不动作特性
≤0.9I/Ic1
不动作
动作特性
＞1.1I/Ic1
延时动作
±10%
不动作特性
≤0.9I/Ic2
不动作
动作特性
＞1.1I/Ic2
延时动作
±10%
方式二
不动作特性
≤0.9I/Ic1
不动作
动作特性
＞1.1I/Ic1
延时动作
±10%
不动作特性
≤0.9I/Ic2
不动作
动作特性
＞1.1I/Ic2
延时动作
±10%
4.1.8.3负载监控特性公式
表21：
负载监控特性公式
工作坊式
负载
电流倍数
特性曲线
方式一
Ic1
1.5Ic1
Ic2
1.5Ic2
方式二
Ic1
1.5Ic1
4.2测量功能
控制器实时测量四相和接地电流和线电压。
4.2.1电流测量
4.2.1.1测量方式
控制器测量瞬时电流值（RMS）包括：
I1、I2、I3和IN，接地电流Ig，适用于50/60Hz电网。
4.2.1.2测量范围
四相电流I1、I2、I3和IN大于0.1In小于50KA（框I）/75KA（框II）/100KA（框III），接地电流Ig大于0.1In（最小100A）小于10KA（框I）/20KA（框II）/30KA（框III）。
4.2.1.3测量精度
0.1In到2In以内误差为±2%，2In以上误差为±5%。
4.2.2电压测量（可选功能）
4.2.2.1测量方式
控制器测量线电压：
UAB、UBC、UCA和UMAX，适用于50/60Hz电网。
4.2.2.2测量范围
线电压（相—相之间的电压）：
0V～1200V。
4.2.1.3测量精度
±1%。
4.2.3测量设置
断路器极数：
三极或四极。
4.3其他辅助功能
4.3.1自诊断功能
控制器的自诊断功能主要用于对自身工作运行的检查和维护。
E2ROM数据出错、断路器拒动等故障出现时显示对应出错信息。
自诊断信息为实时检测，故障排除时自动退出，但若出现自诊断故障时需查看故障代码后方可退出清除故障指示，以提醒用户进行相关处理工作。
故障代码如下：
（1）E2ROM数据出错，当控制器的整定值丢失或出错，显示“E0”；
（2）A/D采样出错，显示“E1”；
（3）环境温度超过+85℃,显示“E2”。
注：
（1）自诊断功能无故障记忆；
（2）自诊断功能断电自动复
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