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7289PA150M技术说明书

PA150-M微机综合保护测控装置

1基本功能

1.1基本保护配置

1）两段电流保护（Ⅰ段电流保护、Ⅲ段电流保护；其中Ⅲ段电流保护可设为定时限或3种反时限之一）；2）过负荷；3）低电压；4）过电压；5）零序过流；6）负序过流；7）电机堵转保护；8）电机过热保护；9）温度高；10）PT断线告警；11）非电量保护；12）断路器控制回路断线监测；13）装置故障告警。

1.2主要测控功能

1）本地或遥控断路器分合闸。

2）16路开入信号量的采集（其中12路开入量为有源接点，需外接电源；另外四路开入量MC1-MC4为装置内部12V供电，请勿接入外接电源），除部分有特殊定义外，其余开入量可由用户定义。

3）母线相电压：

Ua、Ub、Uc（三相三线时没有）；母线线电压：

Uab、Ubc、Uca；负序电压：

U2；计量电流：

Ia、Ib、Ic；保护电流：

IaB、IbB、IcB；零序电流：

I0B；零序电压：

Uo；功率因数：

COSφ；母线频率：

f；有功功率：

P；无功功率：

Q；脉冲电度Pwh、Qvh；积分电度APh、AQh模拟量的测量显示以及遥测功能。

4）4路信号量的输出、1路装置失电故障信号输出。

5）事件顺序记录功能。

6）波形显示及故障录波功能。

7）带防跳功能继电器板，内部有防跳继电器，可取代老式微机保护所用的外部防跳操作箱并予留有外接分合闸及就地/遥控切换功能。

如用户控制回路为交流或不需要装置内部带防跳，在定货时需指明。

1.3通讯功能

采用RS485/RS422通讯接口，各功能单元可与主控计算机（或通信管理机）进行通讯，从而实现信息的远方传送和交换。

通过主控计算机（或通信管理机）还可实现对保护装置定值的远方查询、整定功能以及对装置的远方控制功能。

2技术数据

2.1电源

类型

电压

波形

频率

功耗

纹波

波形失真

直流

100V~250V

直流

———

<20W

<5%

———

交流

85V~265V

交流

50±5Hz

<20W

———

<5%

2.2实时性

内容

开关动作分辨率

数据采集

通讯

画面刷新

调画面时间

接口报警时间

上位机到下位机命令

参数

＜2ms

模拟量

≤1s

波特率

1200～9000

（默认4800）

≤1s

2.3计量精度

内容

条件

精度

电流

（10%～120%）×In

<±0.2%

电压

（20%～120%）×Un

<±0.2%

有功功率

————

<±0.5%

无功功率

————

<±0.5%

频率

45～55Hz

<±0.02Hz

2.4保护性能参数

内容

参数

内容

参数

Ⅰ段电流动作值误差

<±3%

Ⅰ段电流动作时间误差

<35ms

Ⅲ段电流动作值误差

<±3%

Ⅲ段电流动作时间误差

<±15ms

过负荷动作值误差

<±3%

过负荷动作时间误差

<±15ms

电机堵转动作值误差

<±3%

电机堵转动作时间误差

<±15ms

低电压动作值误差

<±3%

低电压动作时间误差

<±15ms

过电压动作值误差

<±3%

过电压动作时间误差

<±15ms

零序电流动作值误差

<±3%

零序电流动作时间误差

<±15ms

负序电流动作值误差

<±3%

负序电流动作时间误差

<±15ms

开入量跳闸时间误差

<±15ms

温度高动作时间误差

<±15ms

2.5定值整定（在“3.3定值显示整定”子菜单中整定）

序号

名称

单位

符号

整定值范围

分辨率

000

电流Ⅰ段定值

Izd1

（0.2～20）×In

0.01A

001

电流Ⅰ段时间

0～100s

0.01s

002

（注1）电流Ⅲ段定值

Izd3

（0.2～20）×In

0.01A

003

（注1）电流Ⅲ段时间

0.1～100s

0.01s

004

过负荷定值

Izd3

（0.2～20）×In

0.01A

005

过负荷时间

0.1～100s

0.01s

006

低电压定值

ULzd

（0.2～

）Un

0.01V

007

低电压时间

0.1～100s

0.01s

008

过电压定值

UHzd

（0.2～

）Un

0.01V

009

过电压时间

0.1～100s

0.01s

010

零序电流定值

I0zd

0.1～5A

0.01A

011

零序电流时间

0.1～100s

0.01s

012

负序电流定值

Ifxzd

（0.2～10）×In

0.01A

013

负序电流时间

Tfx

0.1～100S

0.01s

014

电机堵转定值

Izd5

（0.2～20）×In

0.01A

015

电机堵转时间

0.1～100s

0.01s

016

发热电流定值

1～10

0.01

017

发热时间常数

τ1

100～6500

0.1

018

散热时间常数

τ2

100～6500

0.1

019

热报警系数

0.5～1

0.01

020

发热正序常数K1

0.1～1

0.1

021

发热负序常数K2

1～10

0.1

022

再启动热系数

0.1～1

0.01

023

高温动作时间

Ttz

0.1～100s

0.01

024

PT断线时间值

Tdx

0.1～100s

0.01s

025

非电量动作时间

TIN2

0.1～100s

0.01s

注1

该段电流保护可根据需要设定为定时限或3种反时限之一,当设定为反时限时定值整定如下:

IEC1定值

1～10A

0.01A

IEC1K值

0.1～20

0.01

IEC2定值

1～10A

0.01A

IEC2K值

0.1～20

0.01

IEC3定值

1～10A

0.01A

IEC3K值

0.1～20

0.001

注2

各段电流定值为电流值（CT二次侧定值）

注3

In为电流额定值，默认为5A。

2.6控制变量整定（在“3.4控制变量整定”子菜单中整定）

序号

名称

单位

符号

整定值范围

分辨率

000

反时限选择

000000～000003

001

反时限延时

0.0～9999.9s

0.01s

002

启动Ⅰ段倍数

1.0～2.0

0.01

注1

000、001可设置反时限选择方式及断路器合闸时Ⅲ段电流保护延时投入功能。

具体参见3.2条说明。

002可设置当电动机启动时I段电流的抬高倍数。

3主要保护功能原理

3.1Ⅰ段定时限过流保护

1）动作条件

在保护压板投入时，当任一相电流I大于整定值时，保护动作。

I＞Izd1，保护经过时间T1后动作，跳开断路器；

另Ⅰ段电流保护还可实现当启动时抬高定值的功能。

用户如果想在启动时抬高Ⅰ段动作值，只需要将“3.2辅助保护投退”中的“启动抬高Ⅰ段”压板投入，并在“3.4控制变量设定”中设定抬高的倍数（一般取1.0～2.0之间）即可，当经过启动延时之后Ⅰ段过流定值恢复为设定定值。

2）保护逻辑

≥1

IaB告警

＞Izd1×启动

倍数

IbB

IcB显示、录波事件记录

Ⅰ段电流投入出口

启动抬高Ⅰ段投入

断路器由

分至合

3.2可设过流保护

3.2.1说明：

该段电流保护可设为第Ⅲ段定时限过流保护或3种反时限之一。

IEC/UK曲线

K=1

各反时限公式如下：

IEC1标准反时限

IEC2非常反时限

IEC3极端反时限

该设定可在“3.4控制变量整定”的“反时限选择”中进行设定。

3.2.2设定为000001～000003以外的数值为第Ⅲ段定时限过流

1）动作条件

在保护压板投入时，当任一相电流I大于整定值时，保护动作。

I＞Izd3，保护经过时间T3后动作，跳开断路器。

2）保护逻辑

Ⅲ段电流投入

≥1＞Izd3

IaB显示、录波事件记录

IbB出口

IcB

断路器由

分至合

y告警

3.2.3设定为000001为IEC标准反时限；设定为000002为IEC非常反时限；设定为000003为IEC极端反时限。

另装置设置了启动延时功能，断路器闭合Ty时间后反时限保护才会投入。

Ty时间设定可在“3.4控制变量整定”的“启动延时”中进行设定，如装置控制回路所带负载为电动机，可将Ty时间设定为电动机的启动时间，以免在电动机启动时装置告警。

如不需要启动延时功能，可将Ty时间设定为0。

1）动作条件

根据通入电流I大小不同，相应的动作时间Tfs不同，电流越大动作时间越短。

根据设定的公式不同，相应动作曲线不同。

2）保护逻辑

≥1＞Ie

IaB告警

Tfs

IbB

IcB出口

反时限过流投入录波、显示、事件记录

断路器由

分至合

3.3过负荷

1）动作条件

在保护压板投入时，当任一相电流I大于整定值时，保护动作。

I＞Izd4，保护经过时间Tzd4后动作，保护出口。

2）保护逻辑

≥1＞Izd4

IaB

Tzd4

IbB

IcB出口

过负荷投入显示、事件记录

告警

3.4低电压、过电压保护

1）动作条件：

本单元设置了电动机低电压保护。

对于不需要或不允许自启动的电动机：

ULzd整定为（60%～70%）Ue；对于需要自启动的电动机，ULzd为50%Ue（Ue为电动机额定电压）。

断路器合闸状态时，当线电压Uab、Ubc、Uca同时低于低电压整定值ULzd并且没有PT断线时，如低电压保护投入则保护经延时TL动作于跳闸。

当任一线电压大于过电压整定值Uhzd时，如过电压保护投入则保护经延时Th动作于跳闸。

2）保护逻辑动作条件：

≥1

PT断线投入

PT断线闭锁投入

U2>10

&＜ULzd

Uab告警

Ubc

≥1

Uca显示、事件记录

低电压保护投入

过电压保护投入跳闸

≥1＞Uhzd

Uab

Ubc

Uca告警

3.5零序电流保护：

1）动作条件：

为使系统中发生三相电流不平衡或接地故障时能使电动机开关跳闸和报警，本装置装设了零序电流保护。

零序保护投入时，满足I0＞I0zd1，经整定时间T01后动作跳闸出口；

2）保护逻辑

零序I段投入

T01

＞I0zd1

显示、录波

Io事件记录

出口

告警

3.6负序过流保护

1）动作条件

当电动机三相电流有较大不对称，出现较大的负序电流，而负序电流将在转子中产生2倍工频的电流，使转子发热大大增加，危及电动机的安全运行。

根据用户所装设3CT或2CT，装置负序电流的算法不同。

用户须根据实际情况在“1.2系统参数设定”子菜单中“CT类型”中设定是2CT或3CT。

3CT负序电流计算方法：

IfB=（IA+IBej240°+ICej120°）/3

2CT负序电流计算方法：

IfB=（IC+IAe-j60°）/

在保护压板投入时，当负序电流IfB大于整定值时，保护动作。

IfB＞Ifxzd，保护经过时间Tfxzd后动作。

2）保护逻辑

负序电流投入

Tfxzd

＞Ifxzd

显示、录波

IfB事件记录

出口

告警

3.7电机堵转保护

1）动作条件：

在保护压板投入时，当任一相电流I大于整定值时，同时转速开关触点闭合，经过延时后保护动作。

2）保护逻辑

≥1＞Izd5

IaB告警

出口

显示、事件记录

Tfs

IbB

IcB

转速开关闭合

堵转保护投入

3.8电机过热保护

过热保护主要是为了防止电动机各种过负荷引起的过热，因此在装置中设置了一个模拟电动机发热的模型，综合考虑了电动机正序、负序电流所产生的热效应。

为此引入了等值发热电流Ieq，其表达式为：

Ieq2=K1*I12+K2*I22

式中：

K1在电动机启动时间内可在0～1之间整定，建议选0.5，防止电动机正常启动中保护误动。

在整定的启动时间Tqd以后，K1自动按1计算；

K2在3～10之间设定，模拟I22的增强发热效应，一般可取为6。

热量累加的方程式:

式中：

为最终的热积累值，

为上一时刻的热积累值，

为此时电流值在时间无穷大时最大的发热量。

。

τ电机发热时间常数，dt为热量计算间隔时间。

Ie：

为保护不动作所要求的电流极限值。

当热积累值达到过热报警水平时发报警信号；

当热积累值达到100%热量时发跳闸信号。

对于用户，保护动作时间可由下式求出：

热过载保护以热效应时间常数为基础的曲线，可表示为规定的动作时间和电流之间的特性曲线。

由下公式给出

式中：

Ie—基本电流，即保护不动作所要求的电流极限值，A；

一般取1.0～1.2倍额定电流。

τ—时间常数，反映电动机的过负荷能力，s；

过热时为过热时间常数τ1，散热时为散热时间常数τ2。

t—动作时间，s；

装置需要整定的定值如下：

启动时K1的值（范围0.1～1）、K2的值（范围1～10）、过热时间常数τ1（范围100～6500s）、散热时间常数τ2（范围100～6500s），过热告警系数（范围0.1～1），再启动热系数（如果需要连续启动2次，则设为0.5，如果需要连续启动3次则设为0.3）。

τ是电动机的过热时间常数，反映电动机的过负荷能力。

该常数应由电机厂家提供，如果厂家没有提供，可按下述方法之一进行估算：

1、如果厂家提供电动机的热限曲线或一组过负荷能力的数据，则按下式计算：

求出一组τ后取较小的值。

2、如已知堵转电流I和允许堵转的时间T，也可由下式估算τ：

或者按照下式计算：

式中：

为电动机的额定温升；K为启动电流倍数；

为电动机启动时的温升；

为电动机的启动时间。

闭合MC4（X4—18）复归信号开入量可对热量清零。

3.9温度高

1）动作条件：

温度保护主要是为了防止电动机过热。

温度保护是通过外接温度继电器提供给装置的开入量启动的。

当电动机温度上升至温度继电器接点闭合时，装置先发出告警信号，经过整定时间Tcw后跳开断路器。

2）保护逻辑：

告警

高温接点闭合显示、事件记录

Tcw

温度保护投入跳闸

3.10PT断线告警

1）动作条件：

当PT断线告警投入后，在装置检测到负序电压大于10V时判PT一相或两相断线；当Uab+Ubc+Uca（标量和）小于50V且断路器在合位，当保护电流大于0.4A或者计量电流大于0.05A时判PT三相断线。

告警

2）保护逻辑：

PT断线

Tdx

U2>10V

PT断线投入

Uab+Ubc+Uca<50V

≥1

≥1>0.4A

IaB

IbB

IcB

告警

≥1>0.05A

PT三相断线

Tdx

断路器在合位

3.11非电量保护

1）动作条件

当投入非电量保护软压板后，本装置的IN11、IN12分别对应为非电量告警输入、非电量跳闸输入。

当装置检测到IN11闭合后，告警信号；当装置检测到IN12闭合后，先发告警信号，经过非电量跳闸延时TIN2后发跳闸指令。

当非电量保护压板没有投入时，IN11、IN12可做为普通开入量使用。

2）保护逻辑

非电量告警接点闭合显示、事件记录

≥1

告警

非电量保护投入

TIN2

显示、事件记录

非电量跳闸接点闭合跳闸

3.12控制回路断线报警：

1）动作条件：

装置是通过监测断路器位置及控制回路电压来判断控制回路是否断线。

装置在合闸状态下判断跳闸回路是否有电压，若无电压则延时20s发告警信号，并在事件记录中记“跳闸回路断线”；在分闸状态下判断合闸回路是否有电压，若无电压则延时20s发告警信号，并在事件记录中记“合闸回路断线”。

2）保护逻辑：

跳闸回路无电压

20s

显示、事件记录

跳闸回路断线告警

断路器位置

合

20s

显示、事件记录

合闸回路断线告警

分

合闸回路无电压

3.13装置故障告警

当装置失电、装置内部故障时单元通过X3-01、02出口。

当装置失电时X3-01、02一直有出口；当装置内部RAM、ROM、定值、继电器、A/D通道、测量通道系数出错时单元X3-01、02发间断的告警信号。

4装置背板端子定义及接线示意

4.1装置背板端子定义图见附图1“PA150-M端子定义图（带防跳AT板、不带防跳C板）”和附图2“PA150-M端子定义图（无防跳分合闸出口独立C1板）”

4.2X1端子定义说明

端子X1—01～06：

保护电流互感器二次电流A相、B相、C相输入。

如无B相电流将03～04端子悬空。

端子X1—07～12：

测量电流互感器二次电流A相、B相、C相输入。

如无B相电流将09～10端子悬空。

端子X1—13～14：

零序电流互感器二次电流输入。

端子X1—17、19、21、23：

电压互感器二次电压输入，互感器为星形接法；如无N线将23端子应和19端子短接。

端子X1—18、20：

零序电压互感器二次电压输入。

端子X1—15、X1—16、X1—22、X1—24：

空端子。

4.3X3端子定义说明

4.3.1X3端子定义（带防跳AT板、不带防跳C板）说明

端子

编号

定义说明

X3—01、02

ALARM

装置故障告警（常闭接点）

X3—03、04

XJ1

信号继电器1（常开接点）

X3—05、06

XJ2

告警信号继电器

X3—07、08

XJ3

故障信号继电器

X3—09、10

XJ4

信号继电器4（常开接点）

X3—11、12

空

X3—13

SDHJ

外部合闸入口

X3—14

SDTJ

外部跳闸入口

X3—15

合闸回路断线监测

X3—16

分闸回路断线监测

X3—17

合闸线圈

X3—18

跳闸线圈

X3—19

+KM

控制电源

X3—20

-KM

控制电源

注：

控制回路为直流电源。

如控制回路为交流电源或不需要内部带防跳功能，定货需特殊说明。

对于该板，防跳和不防跳的端子定义相同，但内部接线是不一样的。

4.3.2X3端子定义（无防跳分合闸出口独立C1板）说明

端子

编号

定义说明

X3—01、02

ALARM

装置故障告警（常闭接点）

X3—03、04

XJ1

信号继电器1（常开接点）

X3—05、06

XJ2

告警信号继电器

X3—07、08

XJ3

故障信号继电器

X3—09、10

XJ4

信号继电器4（常开接点）

X3—11、12、13

空

X3—14

HJ+

合闸出口

X3—15

HJ-

合闸出口

X3—16

合闸回路断线监测

X3—17

空

X3—18

TJ+

分闸出口

X3—19

TJ-

分闸出口

X3—20

分闸回路断线监测

注：

控制回路为直流电源。

如控制回路为交流电源，定货需特殊说明。

该板内部不带防跳分合闸出口独立，即分闸和合闸之间没有公共端。

IN1

断路器位置

IN2

断路器位置

IN3

手车试验位置/隔离刀位置

IN4

手车工作位置/开关量输入

IN5

接地刀位置

IN6

温度继电器接点

IN7

转速开关接点输入

IN8

开关量输入

IN9

开关量输入

IN10

开关量输入

IN11

非电量告警输入

IN12

非电量跳闸输入

INCOM

开入量公共端

空

MC1

有功脉冲电度输入

MC2

无功脉冲电度输入

MC3

GPS校时输入

MC4

复归/复位

MC_COM

MC开入量公共端

空

电源＋

装置供电端口

电源－

装置供电端口

4.4X4端子定义说明

IN1-IN12路开入量默认为有源接点，需外接直流电源，如用户要求为空接点输入，定货时说明；另外四路开入量MC1-MC4为装置内部12V供电，请勿接入外接电源。

4.5带防跳功能AT板控制回路原理图：

附图3

4.6不带防跳功能C板控制回路原理图：

附图4

4.7无防跳功能分合闸出口独立C1板控制回路原理图：

附图5

4.8交流及开关量输入接线示意图：

附图6

0111X1X1X1

保

护

电

流

IA*

保

护

电

流

IB*

IC*

计

量

电

流

Ia*

计

量

电

流

Ib*

Ic*

I0*

电

压

互

感

器

零

序

电

压

U0n

TX+

TX-

RX+

RX-

ALARM+

装置故障告警（常闭接点）

ALARM-

XJ1+

信号继电器1

（常开接点）

XJ1-

XJ2+

告警信号继电器

XJ2-

XJ3+

故障信号继电器

XJ3-

XJ4+

信号继电器4

（常开接点）

XJ4-

空

SDHJ

外部合闸入口

SDTJ

外部跳闸入口

合闸回路断线监测

分闸回路断线监测

合闸线圈

跳闸线圈

+KM

控制电源

-KM

控制电源

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