ST570技术说明书发电.docx

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ST570技术说明书发电

一概述

ST570系列电动机保护控制器适用于额定频率50/60Hz、额定电压至660VAC低压电动机应用场所。

该产品集保护、测量、控制、管理、通信为一体，实现电动机的多种起动控制方案，确保电动机安全运行，是智能化MCC或生产DCS系统终端单元的最佳选择。

该产品采用了模块化设计，产品由主体、专用电流互感器、显示模块、附件模块等组成，产品体积小，结构紧凑，安装方便，可在1/4模数及以上各种抽屉柜中直接安装使用。

ST570系列电动机保护控制器可广泛用于石化、石油、电力、冶金、轨道交通等行业。

1.1型号说明

注：

通信协议①、开入工作电源②、控制方式③、额定电流④、显示模块⑥、功能模块⑦为单选项；增选功能⑤为复选项。

①.通信协议,ST571表示不带通信功能；ST573表示一路Modbus-RTU；ST575表示二路Modbus-RTU；如带Profibus-DP见序号⑦解释。

②.开关量工作电源：

内置电源指开关量（光电隔离输入）电源由装置内部提供；外置AC220V/DC110V/DC220V指开关量电源需由外部回路提供，开关量才能正常工作。

③.控制方式：

订货时只能选择一种。

④.互感器额定电流[电动机额定电流选择范围]：

2（0.2A～2A）、5（0.5A～5A）、25（2.5A～25A）、100（10A～100A）,电动机额定电流大于100A时，采用外加一次CT间接接入的方式，保护级别为5P10，此互感器推荐用户自购，也可由本公司配套；

本公司配套外置CT提供等级如下：

250（外置CT250A+1A）、500（外置CT500A+5A）、820（外置CT820A+5A）；电流选择范围：

250（75～250）、500（150～500）、820（250～820）；每台电动机配三只互感器；

⑤.增选功能,装置带第二路4～20mA模拟量输出和T1温度保护（PT100）功能两者选择其一，其它为复选项；

V1再（重）起动功能（抗晃电、失压/欠压重起动）-AC220V电压

V2再（重）起动功能（抗晃电、失压/欠压重起动）-AC380V电压

V3再（重）起动功能（抗晃电、失压/欠压重起动）-AC660V电压

L150～500mA漏电流保护（配漏电互感器ZT30-I）

L20.5～5A漏电流保护（配漏电互感器ZT30-II）

L33～30A漏电流保护（配漏电互感器ZT100）T1温度保护（PT100）T2温度保护（PTC/NTC/热敏开关）

M1第一路4～20mA模拟量输出

M2第二路4～20mA模拟量输出

⑥.显示模块分类：

DST522D显示模块（带控制键）

FST522F显示模块（无控制键）

额定电流等级小于等于25A时，串口线长标配1米；

额定电流等级大于25A时，串口线长标配1.5米

⑦.通信模块：

DPST570-DP1路Profibus-DP通信模块,最多可选2路Profibus-DP；

DNST570-DN1路DeviceNet通信模块,只能选1路DeviceNet；

DP与DN不可以复选。

如：

带1路Profibus-DP通信时，型号表示为ST571…+DP；带2路Profibus-DP通信时，型号表示为ST571…+DP+DP；带1路Modbus-RTU和1路Profibus-DP通信时，型号表示为ST573…+DP；带1路DeviceNet通信时，型号表示为ST571…+DN。

互

2注：

装置标配继电器输出为5路输出，如果需要可以再扩展2路继电器输出，请单独说明订货。

31.2功能配置

4ST570系列电动机保护控制器功能一览表

注1：

如果要使用模拟量输出功能，必须配置“4～20mA模拟量输出”增选功能。

注2：

如果要实现重（再）起动相关功能，必须配置“重（再）起动功能”增选功能。

注3：

如果需漏电保护功能，必须配置“漏电保护”增选功能。

二性能参数

2.1输入/输出

模拟量输入回路互感器额定电流In直接接入：

2A、5A、25A、100A；间接接入（推荐）：

250A、500A、820A额定频率50Hz额定漏电流I△n0.5A、5A、30A交流电流回路过载能力2倍额定电流下，连续工作；10倍额定电流下,允许运行10s；40倍额定电流下，允许运行1s交流电流回路功率消耗无交流电压回路过载能力1.2倍额定电压下，连续工作；1.4倍额定电压下，允许运行10s交流电压回路功率消耗额定电压时，每相不大于1VA测量范围及准确度范围容差电流I0.1In～1.2In≤±1%In电压U0.1Un～1.2Un≤±1%Un有功功率P∣Cosφ∣≥0.707≤2%U/Un=（50-120）%I/In=（50-120）%功率因数COS∣Cosφ∣≥0.707≤2%电度∣Cosφ∣≥0.707≤2%U/Un≥50%I/In≥50%漏电流I△0.2I△n～10I△n≤±1%I△n电流谐波Ih/In=（5-50）%≤±1%InI/In=（50-120）%电压谐波Uh/Un=（5-50）%≤±1%UnU/Un=（50-120）%保护动作准确度

电流定值±3%整定值

电压定值±3%整定值不平衡度±3%热累加量±5%tE时间±3%或±50ms延时时间延时整定值<0.05s<60ms2s>延时整定值≥0.05s±20ms延时整定值≥2s±1%整定值返回系数过量保护0.95欠量保护1.05辅助电源电源电压（交直流两用）65V-265VAC/90V-300VDC/165V-450VAC功耗正常工作时3W保护动作时5W辅助电源允许中断时间0.1s开关量输入开关量输入数量11路隔离方式光隔离供电方式内置大功率电流源，适用于ST570F；外置AC220V方式，适用于ST570M;外置DC110V方式，适用于ST570H1;外置DC220V方式，适用于ST570H2;响应时间≤50ms继电器输出跳闸继电器R1常闭接点（跳闸输出）跳闸继电器R2常开接点（断路器跳闸输出）合闸继电器R3常开接点（合闸输出）合闸继电器R4常开接点（备用输出）报警继电器R5常开接点（报警输出）扩展自诊断继电器R6常闭接点（装置故障输出）

扩展报警继电器R7常开接点（报警输出）输出接点额定负载R1、R2、R3、R4AC250V10A；DC30V10AR5、R6、R7AC250V5A；DC30V5A模拟量变送输出变送电参量三相电流，三相电压，漏电电流，有功功率对应输出模拟量4～20mA满度值电流变送0.5~8.0可整定电压变送1.5倍额定电压有功功率变送1.5倍额定功率负载电阻≤600Ω变送精度≤±0.2mA响应时间30ms

2.2环境条件

允许温度工作温度-10℃～+55℃存储温度-25℃～+70℃允许湿度5%～95%（装置内部既无凝露，也无结冰）允许大气压力86kPa～106kPa

2.3电气试验

绝缘电阻100MΩ/500V介质强度额定绝缘电压大于63V2kV,50Hz,1min额定绝缘电压不大于63V500V,50Hz,1min冲击电压额定绝缘电压大于63V峰值5kV,1.2/50us额定绝缘电压不大于63V峰值1kV,1.2/50usEMC电磁兼容

振荡波抗扰度符合GB/T14598.13III级（最高级）静电放电抗扰度符合GB/T14598.14III级射频电磁场辐射抗扰度符合GB/T14598.9III级（最高级）电快速瞬变脉冲群抗扰度符合GB/T14598.10A级（最高级）浪涌抗扰度符合GB/T14598.18Ⅳ级（最高级）工频抗扰度符合GB/T14598.19A级（最高级）射频场感应的传导骚扰抗扰度符合GB/T14598.17III级（最高级）传导发射限值符合GB/T14598.16合格（标准只分合格与不合格）辐射发射限值符合GB/T14598.16合格（标准只分合格与不合格）

2.4机械性能

振动响应能力符合GB/T11287I级振动耐久能力符合GB/T11287I级冲击响应能力符合GB/T14537I级冲击耐久能力符合GB/T14537I级碰撞能力符合GB/T14537I级

2.5产品标准

GB14048.1低压开关设备和控制设备总则GB14048.4低压开关设备和控制设备低压机电式接触器和电动机起动器GB14048.5控制电路电器和开关机电式控制电路电器GB3836.3爆炸性气体环境用电气设备第3部分：

增安型“e”GB/T14598.303数字式电动机综合保护装置通用技术条件GB/T20540.1-6测量和控制数字通信工业控制系统用现场总线类型3：

PROFIBUS规范JB/T10736交流电动机保护器

三产品功能

3.1保护功能

3.1.1热过载保护

热过载保护可防止电动机由于过负荷运行而发热致使电机损坏，还可作为起动过程中闭锁的阻塞保护和tE时间保护的后备保护。

此保护起动后投入，保护根据等效电流与额定电流的比值作为判断依据，按照如下特性方程计算，当时间满足时，热过载保护动作。

本装置设置的热过载保护考虑了电动机的正、负序电流综合热效应，采用下列热过载保护的热积累时间特性：

==式中：

t保护动作时间Tc保护整定时间系数Ieq等效电流In额定电流I1正序电流I2负序电流K1正序电流发热系数，起动时K1=0.5，运行时K1=1K2负序电流发热系数，K2=6因为热模型公式考虑到了正、负序电流综合热效应，其计算方法与三相电流输入的相序有关系。

如果输入电流与装置定义的相序不同，就会引起等效电流计算错误，导致热过载保护误动作。

因此，要保证三相电流接入的相序、电流的方向和装置定义的相序方向完全相同。

热过载保护起动条件为三相电流都达到1.05倍电动机额定电流或者单相电流达到1.2倍电动机额定电流。

热过载模型的工作曲线是一簇反时限曲线，式中Tc的选择应该低于电动机在冷态6倍额定电流下所允许的过载时间，可以选择合适的Tc确定运行的特性曲线。

如图5.1所示。

热过载保护等效电流—动作时间曲线的对应数据可参照附表一和附表二，热积累允许误差相比理论计算值不超过±5%，起动后保护即投入。

tTcInIeq2205.135Ieq222211IKIK

热过载保护复位方式，热过载保护跳闸后提供了自动和手动两种复位方式，便于用户的选择。

“自动复位”方式在电动机热过载保护跳闸后，热容量下降到热过载复位热容值以下，故障自动复位，不需要经过复位操作即可再次起动操作；“手动复位”方式在电动机热过载保护跳闸后，热容量下降到热过载复位热容值以下，故障状态不能自动清除，需要通过人工手动复位，否则不允许电动机起动。

3.1.2阻塞保护

阻塞保护是防止电机在运行过程中，由于转子堵塞而引发电流突然升高，导致电动机损坏。

阻塞保护在电机运行后投入，根据最大相电流与额定电流的比值作为判断依据，当电流比值大于整定值时，阻塞保护启动，并按照定时限方式执行。

3.1.3tE时间保护

tE时间保护适用于连续运行工作状态下，包括容易起动和不频繁起动时不会出现明显附加温升、允许采用反时限过载保护装置的增安型防爆电机。

tE时间保护符合有关增安型防爆电动机过载保护的国家标准（GB3836.3-2010）。

增安型防爆电动机铭牌数据中“tE”时间为交流绕组在最高环境温度下达到额定运行稳定温度后，从通过堵转电流计时起到上升至极限温度所需要的时间。

图5.2列出的特性曲线为增安型防爆电动机“tE”时间与堵转电流的关系。

tE时间保护的动作值tETrip应该满足tETrip≤tE。

tE时间保护在电机运行后投入，启动电流为2In。

tE时间保护对应表可参照附表三。

图5.2tE时间保护动作时间与堵转电流比（Id/In）的电流—时间特性曲线tE为堵转电流下电动机极限时间Td为电动机在7倍额定电流下允许的堵转时间Id为电动机堵转电流In为电动机额定电流

3.1.4起动超时保护

起动超时保护是为了防止电动机由于起动时间超过正常起动时间而导致过热损伤绝缘。

其还可以掌握负载起动条件的不正常变更，起动超时保护在电动机转子阻塞或负载转矩过高时有可能发生动作。

控制器在电动机起动后自动监测三相电流，自动识别电动机起动状态，以限定电动机起动时间来达到保护要求。

对于增安型电动机的起动超时时间不应该超过1.7倍tE时间，即对增安型电动机起动时间最大设置为1.7tE。

控制器自动判断电动机从起动转入运行的过程。

如果控制器检测到电动机起动电流超过1.2In后回落到In以下，则认为电动机进入运行状态，如图5.3所示；如果电动机电流没有符合正常起动运行过程，则控制器等待起动超时时间后，认为电动机进入运行状态。

如图5.4所示；

起动超时保护投入的情况下，如果电动机未能够在设定的时间内进入运行状态，并检测到电流超过所设定的电流值，起动超时保护动作。

电动机进入运行状态后，起动超时保护自动退出。

3.1.5单相接地保护

根据GB50054-95，对于低压TN配电系统，当线路中的过流保护不能满足单相接地故障保护的切除时间要求时，应采用零序电流保护方式。

控制器根据电动机三相电流矢量和计算接地电流，通过接地电流来判断单相接地故障。

这样可以在低压TN配电系统中，有效地检测出三相电动机回路的单相接地故障，防止产生单相接地故障时的人身间接电击、电气火灾等事故。

单相接地保护可以选择在电动机起动开始后闭锁该保护一段时间，在起动闭锁时间后，单相接地保护正常工作。

当检测到接地电流大于定值后，单相接地保护启动，并按照定时限方式执行。

跳闸对象用户可选择跳接触器或断路器；当选择跳断路器设置时，装置首先跳断路器延时200ms再跳接触器。

3.1.6漏电保护

当电动机电气回路中的绝缘水平降低或发生了非直接接地故障时，需要通过高灵敏接地电流检测来反映绝缘水平和故障的情况。

漏电保护需配置外接漏电互感器，其一次漏电额定电流有0.5A、5A和30A三种。

漏电保护可以选择在电动机起动开始后闭锁该保护一段时间，在起动闭锁时间后，漏电保护正常工作。

当检测到漏电电流大于定值后，漏电保护启动，并按照定时限方式执行。

跳闸对象用户可选择跳接触器或断路器；当选择跳断路器设置时，装置首先跳断路器延时200ms再跳接触器。

3.1.7电流断相保护

电流断相保护是为了防止电动机在运行过程中发生断线而导致电动机二相运行过热而烧毁。

电动机在起动和运行过程中，控制器计算电动机三相电流不平衡度，当检测到电流不平衡度大于80%时，电流断相保护启动，并按照定时限方式执行。

3.1.8电流不平衡保护

电流不平衡保护防止因三相电流不平衡而引起的电动机过热。

控制器计算三相电流不平衡度，当不平衡度大于整定值时，电流不平衡保护延时动作。

电流不平衡度计算公式：

其中，Δ%为电流不平衡度，Imax为最大相电流，Imin为最小相电流，Imean为平均电流。

电动机起动和运行过程中，控制器计算电动机三相电流不平衡度，当检测到电流不平衡度大于定值后，电流不平衡保护启动，并按照定时限方式执行。

3.1.9电流反相序保护

电流反相序保护可以识别电动机的三相电流相序错误，避免电动机反转，损坏机械设备。

因为控制器的热过载保护采用的热模型是正序、负序电流共同的热效应，其计算模型和控制器的三相电流输入相序有关，如果输入电流和控制器定义的电流相序不同，会引起热过载保护误动作。

因此，为了保证电动机的正常运行，如果发生了电流反相序保护动作，则应该把相应的接线改正。

电流反相序保护在电动机起动和运行时投入，当检测到三相电流的相序错误时，延时200ms后保护动作。

3.1.10欠载保护

欠载保护是一种防止电动机负载过低的保护，其可反映工作机械的不正常状态。

例如，水泵失去吸水，风扇因关闭风门而失去气流，皮带运输系统皮带断裂等。

欠载保护可整定为欠电流或欠功率。

欠载保护在电动机进入运行状态后投入，控制器计算电动机电流或功率，在电流或功率小于整定值时，欠载保护启动，并按照定时限方式执行。

3.1.11欠电压保护

欠电压保护识别系统的电压跌落，从而避免电动机在不允许的低电压条件下运行。

对于交流接触器起动的电动机回路，接触器吸持后的释放电压在40%Un～65%Un，该特性与欠电压保护特性类似。

因此，系统掉电时接触器本身具有欠电压释放功能，可以作为电动机不带延时的欠电压保护。

欠电压保护在电动机就绪和运行状态下投入，控制器计算电动机各个线电压值，当检测到最大线电压小于整定值时，欠电压保护启动，并按照定时限方式执行。

3.1.12过电压保护

过电压保护识别系统的电压过高，从而避免电动机不允许的高电压条件下运行。

过电压保护在电动机就绪和运行状态下投入，控制器计算电动机各个线电压值，当检测到最大线电压大于整定值时，过电压保护启动，并按照定时限方式执行。

3.1.13电压不平衡保护

电压不平衡保护防止因系统不平衡电压而引起的电动机过热。

控制器计算三相电压不平衡度，当不平衡度大于整定值时，电压不平衡保护延时动作。

电压不平衡度计算公式：

其中，Δ%为电压不平衡度，Umax为最大线电压，Umin为最小线电压，Umean为平均线电压。

电动机在起动和运行过程中，控制器计算电动机三相电压不平衡度，当检测到电压不平衡度大于定值后，电压不平衡保护启动，并按照定时限方式执行。

3.1.14电压反相序保护

电压反相序保护可以识别电动机的三相电压相序错误，避免电动机反转，损坏机械设备。

为了避免所投入的热过载保护误动作，如果发生了电压反相序保护动作，应该立刻将相应的接线改正过来，保证电动机安全可靠运行。

电压反相序保护在电动机就绪、起动和运行状态时投入，当检测到三相电压的相序错误时，延时200ms后保护动作。

3.1.15外部故障保护

外部故障保护提供给用户由外部接入的快速保护，以开关量输入作为外部故障信号的输入点。

接入工艺合闸和跳闸综合连锁接点，可用于工艺连锁功能；接入断路器跳闸信号接点可用作断路器故障跳闸报警。

用户可以根据电动机控制的需要，利用外部故障保护取得跳闸或报警功能。

外部故障保护接入开关量输入可选择“常开”或“常闭”方式。

控制器上电以后，不断检测开关量输入状态，根据输入状态提供定时限保护。

3.1.16接触器故障保护

当控制器检测到电动机回路存在故障而发生保护跳闸时，由于接触器回路因某些原因拒动，这样会造成电动机失去保护而损坏。

接触器故障保护在保护动作时投入，当控制器检测到因接触器回路故障而发生保护跳闸拒动后，延时500ms动作于断路器，以避免电动机受到更严重的损坏。

3.1.17溢出保护

当电动机回路发生了较大短路电流的故障，如金属性单相接地故障。

故障时流过接触器的电流很大，甚至超过接触器能承受的分断电流，如果强行跳开接触器，可能会导致接触器损坏。

此时，应直接控制本回路里的断路器跳闸，以达到安全切除大短路电流故障的目的。

控制器在保护跳闸出口时，不断检测三相故障电流，如果故障电流大于所设定的接触器分断电流，则不对接触器执行跳闸操作，而直接跳开断路器，之后再对接触器执行跳闸。

溢出保护设置有独立压板，可根据现场电气配置投退。

3.1.18PT断线报警

PT断线作为电力系统中一种常见的故障，能否及时有效地进行判别，是继电保护装置正确动作的前提条件。

控制器的PT断线报警检测，在任一相电流大于25%额定值时保护投入；当检测到正序电压小于等于PT断线正序电压值或者负序电压大于等于PT断线负序电压值时，PT断线报警功能启动经过延时时间报警输出（注意这里的正负序电压全部为相电压的正负序分量，整定值也是相电压额定值的百分比；Ux=Un/1.732）；当PT断线闭锁设置为投入时，PT断线报警功能满足启动条件后经过延时时间闭锁欠压保护和失压再起动功能，PT断线报警功能返回后，自动解除闭锁。

注意：

PT断线报警发生时，继电器R5输出；同时保护记录存储报警信息，继电器需复归操作才能返回。

3.1.19温度保护

温度保护是电动机最直接的一种保护。

根据选择传感器类型不同，保护逻辑为：

（1）PTC开关量类型，当检测的电阻值大于2900欧时，保护动作，电阻值小于1575欧时，保护返回；

（2）PT100类型，当检测的温度值大于整定值时，保护动作；（3）PTC模拟量类型，当检测的电阻值大于整定值，保护动作；（4）NTC模拟量类型，当检测的电阻值小于整定值时，保护动作。

3.1.20堵转保护

堵转保护是防止电机在起动过程中，由于转子卡死停止转动，而引发电流升高，导致电动机损坏。

堵转保护在电机起动过程中投入，根据最大相电流与额定电流的比值作为判断依据，当电流比值大于整定值时，堵转保护启动，并按照定时限方式执行。

3.1.21电流速断保护

电流速断保护是防止电机出现大电流短路的一种保护。

电流速断保护在电机起动和运行过程中投入，根据最大相电流与额定电流的比值作为判断依据，当电流比值大于整定值时，电流速断保护启动，并按照定时限方式执行。

3.1.22负序电流保护

装置设有两段负序电流保护：

负序电流一段和负序电流二段。

两段保护相互独立，互不影响。

负序电流保护是为工作中出现不对称故障的电动机提供保护。

负序电流保护在电机起动和运行过程中投入，保护以负序电流作为判断依据，当负序电流大于整定值时，负序电流保护启动，并按照定时限方式执行。

3.2测量功能

三相电流、三相电压…具体见1.2功能配置表。

3.3控制功能

3.3.1失压再起动

对于连续运行的电动机回路，系统出现短暂失电时，为尽快恢复工艺流程，需要电动机在电源恢复时自动重新起动。

再起动功能提供系统短暂失电时电动机的自动重新起动功能，并设置有“立即起动”和“延时起动”两种再起动功能。

两种再起动功能可分别投退。

其中，立即再起动具有抗晃电功能。

再起动功能检测母线电压，当母线最小相电压降低到“跌落电压”定值以下时，再起动功能启动。

再起动功能块自动记忆电动机原来运行的状态，对失电前在运行的电动机，当母线电压恢复到“恢复电压”时，如果在“立即M时间”限定时间以内，控制器立即合闸，并维持电动机状态在运行状态。

如果超过“立即M时间”，而在“延时M时间”限定时间以内，则经过“延时”的时间延时后，再次判断电压大于“恢复电压”后合闸。

为了避免电动机工作电压出现连续不稳定的情况，可通过控制器提供的二次晃电功能对电动机运行管理。

当控制器在一秒钟时间内检测到电动机工作电压发生两次跌落，则第一次执行立即再起动，第二次执行“延时再起动”方式起动。

二次晃电功能可根据需要投退。

控制器提供再起动记录，可查询再起动功能启动后的结果。

对于连续运行的电动机机群，通过对再起动功能中的参数合适地配置，可组成动态的分散的电动机群再起动。

注意：

交流接触器的辅助点状态必须按照实际情况正确接入，相应的开关量电平也要正确设置；否则此功能无法正确工作。

3.3.2多种起动控制方式

ST570系列电动机保护控制器能够提供电动机的多种起动控制方式，用户在