HN2402低压马达保护器说明书.docx
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HN2402低压马达保护器说明书
目录
1概述1
1.1用途及适用范围1
1.2技术指标………………………………………………………………………………….2
1.3功能配置2
2测控功能原理阐述3
2.1模拟量采集功能3
2.2开入量采集功能5
2.3控制功能5
2.3.1电机控制模式5
2.3.2控制命令的执行9
2.4电能计量功能10
2.54~20mA输入功能10
2.64~20mA输出功能11
2.7通信功能11
3保护功能原理阐述11
3.1起动状态下的保护功能12
3.2运行状态下的保护功能12
3.3定值清单14
4人机操作说明15
4.1面板说明15
4.2人机交换指南16
4.2.1待机屏幕：
16
4.2.2主菜单：
16
4.2.3实时测量子菜单17
4.2.4开入状态子菜单17
4.2.5电能计量子菜单18
4.2.6运行统计子菜单18
4.2.7手动控制子菜单18
4.2.8保护定值子菜单19
4.2.9系统参数子菜单20
4.2.10清除统计子菜单25
4.2.11查看时间子菜单26
5装置外形图27
6端子定义28
7定货说明30
1概述
1.1用途及适用范围
HN-2402低压电动机测控保护装置，适用于交流50Hz、电压最高至660V的各种额定功率的交流异步电动机，为其提供完善的电动机控制和保护功能；支持接触器或断路器控制方式，内部集成有直接、双向、降压、星三角等多种电动机的起动控制方案；配置有短路、堵转、过载、过热、不平衡、过电压、低电压、欠电流、欠功率、接地等多种保护功能；并具有测量、统计、通讯（遥测、遥信、遥控）等功能。
装置基于32位微处理器设计而成，产品体积小，结构紧凑，安装方便，实现了分散控制保护和集中管理，为用户提供完善的自动化解决方案。
装置采用分体式结构设计，由“测控主体、显示单元、互感器盒”三部分组成，其中：
“测控主体”负责完成数据采集与运算分析、保护控制、网络通信、输入输出等功能；“显示单元”属用户选配单元，主要负责完成人机交互操作，可查看“测控主体”所有的采集信息，可以设置各种参数，并可以向“测控主体”发出各种控制命令；“互感器盒”负责将电流电压转换为弱电信号并传送给“测控主体”。
三者连接方式如下：
1.2技术指标
工作电源：
AC/DC220V或DC110V功耗<15W
工作环境：
工作温度-20℃~+65℃
相对湿度≤95%且无凝露
周围无爆炸介质，无腐蚀金属和破坏绝缘的气体与导电尘埃，无雨雪
模拟量输入回路：
电流电压0.5级
电压额定输入AC100V或AC380V1.5倍过载
电流额定输入1A、5A、20A、50A、100A10倍过载
零序额定输入1A、5A10倍过载
漏电电流输入300mA、600mA
继电器输出容量：
5A/250VAC1A/110VDC
1.3功能配置
型式
功能
功能配置
标准配置
增选配置
保护功能
起
动
状
态
起动短路保护
√
起动堵转保护
√
起动低压保护
√
起动时间超长
√
运
行
状
态
短路保护
√
堵转保护
√
过负荷保护
√
过电压保护
√
低电压保护
√
不平衡保护
√
零序保护I段（单独出口）
√
零序保护II段
√
漏电保护
√
反时限过热保护
√
欠电流保护
√
反时限过流保护
√
直流量保护
√
非电量保护
√
失压跳闸及自起动功能
√
FC检测功能
√
控制模式
注①
断路器
仅保护功能
√
（选一种）
保护+控制功能
接触器
仅保护功能
保护+控制功能
直接起动
双向起动
模拟量
注②③
三相电流、三相电压
√
零序电流
√
通讯功能
Profibus－DP通讯协议
√
CAN总线，企业通迅规约
开入量输入
标准输入配置（8路）
√
扩展输入配置（4路）
√
继电器输出
注④
四路标准配置
√
两路扩展配置
√
直流量输出
一路4~20mA输出，参数可编程
√
直流量输入
可配置一路或两路4~20mA输入
√
注①通过软件设置，装置可以支持交流接触器或断路器控制；接触器模式下具有多种控制方式可以选择。
可以通过人机界面、开入量传动以及通信功能控制合闸或分闸。
注2装置使用穿心电流互感器，保护电流共有1A、5A、20A、50A与100A五种额定电流等级可以选择，用户可以根据需要指定电流电压采集的数量，额定电流大于100A时需要配置一次CT，小于100A时可以直接接入装置的电流互感器。
注3装置测量并显示三相电压、三相电流与零序电流，分析电流的序分量及不平衡度，并计算负荷功率、电网频率与负荷电量等参数。
注4四路标准配置的继电器分别为“起动A/合闸、起动B/分闸、保护跳闸与告警”。
详细说明请参见后面的相关章节。
2测控功能原理阐述
2.1模拟量采集功能
装置测量并显示三相电压、三相电流与零序电流，分析电流的序分量及不平衡度，并计算负荷功率、电网频率与负荷电量等参数。
装置使用穿心电流互感器，保护电流共配置有1A、5A、20A、50A与100A五种额定电流等级；零序电流共配置有1A、5A两种额定电流等级；漏电电流共配置有300mA、600mA两种电流等级（如需要订货时请做详细备注），每种等级的过载能力均为长时间10倍过载。
电压互感器有100V与380V两种电压等级，每种等级的过载能力均为长时间1.5倍过载。
若电机额定工作电流在100A以内，则电流可直接输入到我方20A、50A或100A等级的专用互感器，不需要一次电流互感器。
额定工作电流大于100A时外部应配置一次CT（二次侧为1A或5A），再将其输出输入到我方1A或5A等级的互感器。
若电机存在双向运行情况时，只能将A相与C相交换以实现反向旋转，并将“反转指示”信号接入装置的开入量，唯有这样装置才能自动调整计算功率及正负序电流的方法。
若工程应用中只采集单路电压则请将Uab输入到互感器盒，若只采集单相电流则请将Ia输入到互感器盒。
按上述要求接入电压电流后，无论接入了三相电压电流还是只接入单相电压电流，装置都可以正确计算出功率，计算方法如下：
平衡条件下功率三相计算公式：
有功功率：
无功功率：
视在功率：
平衡条件下功率单相计算公式：
有功功率：
；无功功率：
；
视在功率：
（U用Uab代替，I用IA代替）
U为线电压，I为线电流，Ua为相电压，IA为相电流，a为Ua与IA的相位差
2.2开入量采集功能
开入量电路采用光电隔离技术，设计为无源接点。
装置默认情况下提供8路开关量输入（K1~K8），并可扩展4路开关量（K9~12）。
工程应用中将“开关量接点”的一端接装置的开关量输入端Kx，另一端接装置的开入公共端。
当开关接点闭合时，对应开入量显示为动作状态。
开入公共端为装置的开入量电路电源输出端，故不可将有源信号输入到装置的开关量接点，否则将损坏装置。
“系统参数”菜单下可设置开入接点为常开或常闭状态。
开入量可以与控制功能或非电量保护功能关联。
2.3控制功能
2.3.1电机控制模式
（1）接触器模式电动机直接起动控制功能的应用
接触器模式电动机直接起动控制回路如上，此时应将“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内起动A继电器设置为“电平”输出方式，跳闸出口1继电器设置为“脉冲”输出方式，将“系统参数”子菜单“起动方式”菜单内机构类型整定为“接触器直接起动”。
起动A（13-15）为常开触点，在合闸时（通信命令,菜单操作，开入量控制）使起动A（13-15）常开触点发电平信号闭合，使接触器合闸，同时与装置端子13、16并联的接触器常开触点C闭合，形成自保持回路，在装置电源出现失电的情况下，控制回路接触器始终处于合闸位置，保证生产工艺的连续性。
在分闸时（通信命令，菜单操作，开入量控制）和保护动作时（除零序保护I段外和低电压I段保护外），使跳闸出口1（16-19）常闭触点发脉冲信号打开（装置固定脉冲宽度为500ms），同时闭合的起动A（13-15）也释放打开，使接触器分闸。
零序保护I段保护动作时，单独使跳闸出口2（18-19）常开继电器动作，可以跳分励线圈等机构。
此时应将“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内跳闸出口2继电器设置为“脉冲”输出方式。
低电压保护I段保护动作时，单独使跳闸出口3（17-19）常开继电器动作，可以跳分励线圈等机构。
此时应将“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内跳闸出口3继电器设置为“脉冲”输出方式。
所有保护动作都使保护跳闸信号继电器（20-22）动作，提供硬接点电平信号开出，此时应将“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内保护动作信号继电器设置为“电平”输出方式。
在保护动作后需通过通信命令、菜单操作或开入量控制对保护跳闸信号进行复归，并通过通信命令、菜单操作或开入量控制分闸操作一次方能再次合闸。
（2）接触器模式电动机双向起动控制功能的应用
接触器模式电动机双向起动控制回路如上，正转由起动A控制，反转由起动B控制。
在“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内起动A、起动B继电器设置为“电平”输出方式，跳闸出口1继电器设置为“脉冲”输出方式，将“系统参数”子菜单“起动方式”菜单内机构类型整定为“接触器双向起动”。
正转时，合闸命令（通信命令,菜单操作，开入量控制）使起动A（13-15）常开触点发电平信号闭合，使接触器1C合闸，同时与装置端子13、16并联的接触器常开触点1C闭合，形成自保持回路，在装置电源出现失电的情况下，控制回路接触器始终处于合闸位置，保证生产工艺的连续性。
反转时，合闸命令（通信命令,菜单操作，开入量控制）使起动B（14-15）常开触点发电平信号闭合，使接触器2C合闸，同时与装置端子14、16并联的接触器常开触点2C闭合，形成自保持回路，在装置电源出现失电的情况下，控制回路接触器始终处于合闸位置，保证生产工艺的连续性。
在分闸（通信命令，菜单操作，开入量控制）和保护动作时（除零序保护I段外和低电压I段保护外），使跳闸出口1（16-19）常闭触点发脉冲信号打开（装置固定脉冲宽度为500ms），同时闭合的起动A（13-15）或起动B（14-15）也释放打开，使接触器分闸。
注意：
改变电机旋转方向时必须先停止电机，再起动电机；改变电机旋转必须通过交换AC两相实现，否则装置将无法正确计算功率与电流的序分量。
零序保护I段保护动作时，单独使跳闸出口2（18-19）常开继电器动作，可以跳分励线圈等机构。
此时应将“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内跳闸出口2继电器设置为“脉冲”输出方式。
低电压保护I段保护动作时，单独使跳闸出口3（17-19）常开继电器动作，可以跳分励线圈等机构。
此时应将“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内跳闸出口3继电器设置为“脉冲”输出方式。
所有保护动作都使保护跳闸信号继电器（20-22）动作，提供硬接点电平信号开出，此时应将“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内保护动作信号继电器设置为“电平”输出方式。
在保护动作后需通过通信命令、菜单操作或开入量控制对保护跳闸信号进行复归，并通过通信命令、菜单操作或开入量控制分闸操作一次方能再次合闸。
（3）断路器模式电动机直接起动控制功能的应用
断路器模式电动机直接起动控制回路如上，此时应将“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内起动A、起动B、跳闸出口继电器、接地保护跳闸、低压保护跳闸继电器设置为“脉冲”输出方式，将“系统参数”子菜单“起动方式”菜单内机构类型整定为“断路器直接起动”。
合闸时，合闸命令（通信命令,菜单操作，开入量控制）使起动A（13-15）常开触点发脉冲信号闭合，使断路器合闸线包带电合断路器。
分闸时，分闸命令（通信命令，菜单操作，开入量控制）使起动B（14-15）常开触点发脉冲信号闭合，使断路器分闸线包带电跳断路器。
在所有保护动作时，使跳闸出口1（16-19）或跳闸出口2（17-19或跳闸出口1（18-19）常开触点发脉冲信号闭合，使断路器分闸线包带电跳断路器。
零序保护I段保护动作时，单独使跳闸出口2（18-19）常开继电器动作，可以跳分励线圈等机构。
此时应将“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内跳闸出口2继电器设置为“脉冲”输出方式。
低电压保护I段保护动作时，单独使跳闸出口3（17-19）常开继电器动作，可以跳分励线圈等机构。
此时应将“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内跳闸出口3继电器设置为“脉冲”输出方式。
所有保护动作都使保护跳闸信号继电器（20-22）动作，提供硬接点电平信号开出，此时应将“系统参数”子菜单“开出方式”菜单内保护动作信号继电器设置为“电平”输出方式。
在保护动作后需通过通信命令、菜单操作或开入量控制对保护跳闸信号进行复归，并通过通信命令、菜单操作或开入量控制分闸操作一次方能再次合闸。
2.3.2控制命令的执行
装置可以通过人机界面、开入量传动、定时触发以及通信功能进行合闸或分闸控制。
下面重点介绍开入量传动控制与定时控制。
（1）开入量传动控制
低压电机就地手动控制方法通常是将分合闸等控制信号接入装置的开入量，由装置检测相应信号后再执行对应的控制操作。
因此，可以将外部分闸、合闸、禁止起动与远方就地等信号接入装置的开入量，然后设置相应的软件功能即可完成各种控制功能。
本装置提供可灵活设置的具有优先级的分合闸控制功能，包括“紧急停止、紧急起动、传动起动、反向起动”控制与“禁止合闸与远方就地”闭锁功能，详细使用方法阐述如下：
◆远方就地：
该功能投入后，装置在执行分合闸命令前会检测当前若处于就地状态再执行命令，否则将不执行任何分合闸命令。
使用该功能时需要将“远方”状态接入装置的开入量，为了简化处理装置并未检测“就地”状态。
若装置检测到当前为非远方状态时允许“传动控制”功能，为远方状态时允许遥控。
若“远方就地”功能不投入，则可以直接进行下面的控制。
下面的描述均基于“就地”状态。
◆紧急停止：
优先级最高的控制命令，与之关联的开入量“动作”时则装置立即发出分闸（停止）命令。
该项功能推荐使用电平信号，这样可以有效防止再次误起动。
◆紧急起动：
与之关联的开入量“动作”时，且当前时刻“紧急停止”未保持有效，则装置立即以设置的起动类型执行起动命令。
“紧急起动”可以使用脉冲信号。
◆传动起动：
与之关联的开入量“动作”时，且当前时刻“紧急停止”与“禁止合闸”均未保持有效，则装置立即以设置的起动类型执行起动命令。
“传动起动”可以使用脉冲信号。
◆反向起动：
是专为配合“双向起动”类型设置的，在该起动方式下，“传动起动”固定由“起动A”出口发出合闸控制，与反向起动关联的开入量“动作”时，装置固定由“起动B”出口发出合闸控制，可满足电机双向旋转控制。
◆禁止合闸：
与之关联的开入量“动作”时，将闭锁“传动起动”控制，但不会闭锁“紧急起动”。
“禁止合闸”需要使用电平信号。
◆传动复归：
与之关联的开入量“动作”时，装置将继电器与事件指示灯复归。
注意，若装置有保护事件发生，装置会自动闭锁合闸控制，此时必须复归后装置才接受控制命令。
（2）菜单控制
在主菜单“手动控制”下可通过“就地起动”、“就地停止”和“信号复归”等子菜单进行分合闸及信号复归等功能操作。
（3）远程遥控
通过电气自动化监控后台通信命令对装置进行分合闸及信号复归等功能操作。
本装置支持Canbus和Profibus两种通信协议。
2.4电能计量功能
装置具有电量计量功能，并配置有3个“可设置时间段”的电量计量功能。
装置会将运行过程中的有功电量与无功电量统计到“总电量”计量中，而只将发生在指定的时间段内的有功电量与无功电量统计到“相应时间段的电量”中。
使用时间段电量计量功能时需要设置“系统参数”菜单下的“电量计量”菜单内的统计开始时间与截止时间，时间范围显示形式如“HH：
MM—hh：
mm”所示，HH：
MM为时间段起始时刻的时：
分；hh：
mm为时间段截止时刻的时：
分。
电能量由功率积分得来，装置显示的功率为一次侧值，若装置当前显示的电流电压值为二次侧值则“显示的功率=显示的电流*显示的电压*变比”。
2.54~20mA输入功能
装置配置有两路4~20mA信号输入接口，可与各种变送器连接。
装置内采用隔离技术将4~20mA转变为电压信号，有效防止线路上串扰对装置的影响。
装置为4~20mA输入信号配置有保护功能，可对温度、湿度超限等事件提供快速的保护。
2.64~20mA输出功能
装置具有一路4~20mA输出，可以选择以电压或电流量作为输出的参考，输出值满足公式
，其中，X为参考量的当前值，M为所选参考的最大范围，M根据电流电压互感器配置有所不同。
参考量与直流满量程输出的对应关系如下：
参考量
额定值
M范围
参考量为IA
参考量为Uab
电流额定等级
电压额定等级
1A
5A
20A
50A
100A
100V
380V
M
1A
5A
20A
50A
100A
150V
600V
2.7通信功能
装置支持两路CAN或一路Profibus－DP现场总线（由用户选择）。
CAN总线下用户可配置一路或两路通道（选用两路通道时可实现互为备份功能）。
（1）选用Profibus－DP总线
选用Profibus－DP总线时装置支持Profibus－DP通信规约。
设置“系统参数”菜单下“通信参数”菜单的“通信方式”为Profibus，设置装置地址（范围1~247）。
（2）选用CAN总线
选用CAN总线时装置支持企业通信规约。
设置“系统参数”菜单下“通信参数”菜单的“通信方式”为CAN，设置装置地址（范围1~127），设置通信速率（范围25K~250K）。
CAN总线下用户可配置一路或两路通道（选用两路通道时可实现互为备份功能）。
3保护功能原理阐述
装置为电机“起动”与“运行”两种运行状态均配置了多种保护功能，能自动检测电机起动事件，判断电机“起动”状态向“运行”状态的转化，并能自动切换保护定值。
若IaIbIc的值全部小于Ie的20%则装置判定为当前无电流，当有一相或多相的值大于Ie的20%时装置判定电机发生了起动，并从该时刻开始计时，装置执行“起动”状态下的保护功能，经过Ts时间后装置认为电机转入“运行”状态，执行“运行”状态下的保护功能。
若在Ts时间内电流消失，则装置自动退出当前“起动/运行”状态的判断，并重新开始监视电机起动。
3.1起动状态下的保护功能
◆起动短路：
若电流i（i为IaIbIc三中的1相或多相）大于保护整定值I，状态持续时间大于动作时间T则保护动作，动作出口位置为跳闸出口1（端子20-22）同时使闭合的起动A（13-15）或起动B（14-15）释放打开。
另外保护跳闸信号（20-22）开出。
以下除零序I段和低电压1段保护外，其他保护出口位置同此。
◆起动堵转：
原理及判据同“起动短路”。
◆起动低电压：
当UabUbcUca3相线电压全小于保护整定值U，且IaIbIc三相电流中的任何1相电流i>Ie/5，状态持续时间大于动作时间T则保护动作。
◆起动超长：
从装置判定电机发生起动开始（见上），若持续时间到达动作时间T时3相电流依然全部大于保护整定值则保护动作。
3.2运行状态下的保护功能
◆短路/堵转/过负荷：
若电流i（i为IaIbIc三相中的1相或多相）大于保护整定值I，状态持续时间大于动作时间T则保护动作。
◆过电压：
若UabUbcUca三相电压中的1相或多相大于保护整定值U，状态持续时间大于动作时间T则保护动作。
◆低电压I段：
当UabUbcUca三相线电压全小于保护整定值U，状态持续时间大于动作时间T则保护动作。
动作出口位置为跳闸出口2（端子17-19），同时保护跳闸信号开出。
◆低电压II段：
当UabUbcUca三相线电压全小于保护整定值U，状态持续时间大于动作时间T则保护动作。
◆电流不平衡：
装置采集三相电流时才执行本保护。
IaIbIc三相中至少要有1相电流>Ie/5，并满足Imin/Imax小于设定的不平衡定值A%，状态持续时间大于动作时间T则保护动作。
Imin为三相中的最小值，Imax为三相中的最大值。
保护出口方式可设置。
◆零序I段：
若零序电流i0大于保护整定值I，状态持续时间大于动作时间T则保护动作，动作出口位置为跳闸出口3（端子18-19），同时保护跳闸信号开出。
零序电流为外部输入电流。
◆零序II段：
若零序电流i0大于保护整定值I，状态持续时间大于动作时间T则保护动作。
零序电流为外部输入电流。
◆漏电保护：
配置小电流互感器以实现电流接入，出口方式可设置（可选报警或出口）。
◆反时限过热：
装置采集三相电流时才执行本保护。
本保护综合考虑电机的正、负序电流的发热效应，模拟电动机的发热与散热过程，保护动作后必须经散热才允许再次起动。
“紧急起动”开入信号可以清除热累积并执行起动命令。
反时限过热保护是一个积分过程，其动作时间t由下面的公式确定：
公式中1．05为散热系数，保护动作后散热时间（Tsr=T/1．052）也由其确定，i1、i2分别为装置根据IaIbIc三相电流计算的正序、负序电流值，T为反时限过热保护设置的时间常数，I为反时限过热保护的整定值。
注：
当电机存在双向旋转情况时必须将电机的选择方向指示信号接入到开入量，并通过交换A相与C相实现电机的反向旋转控制（正常为ABC接线顺序），否则装置将无法正确调整序分量并最终导致“反时限过热”保护不能正确执行。
◆欠电流：
装置采集三相电流时才执行本保护。
若IaIbIc三相电流全部小于保护整定值，且至少有一相电流>Ie/5，状态持续时间大于动作时间T则保护动作。
◆反时限过流：
本保护是一个积分过程，选取三相电流中的最大值进行保护判断。
电流大于基准电流设定值，持续时间大于所选特性方程计算出的动作时间则保护动作。
四种特性曲线方程如下：
K1对应
K2对应
K3对应
K4对应
i为装置采集计算的相电流最大值；I为保护整定值；T为时间常数
◆直流量保护：
任何一路4~20mA输入的值大于保护整定值，状态持续时间大于动作时间则保护动作。
◆非电量保护：
装置共提供4路独立的可以灵活设置的开入量保护功能。
当选定的开入量有效，持续时间大于动作时间则保护动作。
◆失压跳闸及自起动：
当UabUbcUca3相线电压全小于失压保护整定值U1，状态持续时间超过100mS，则装置执行跳闸命令，并开始记录失压状态持续的时间，若在设置的“失压时间”范围内系统电压恢复到允许电机自起动的电压门限以上，则装置开放电机自起动功能；若系统电压在超过设置的“失压时间”后仍然未恢复到允许电机自起动的电压门限以上，则装置禁止电机自起动功能。
满足电机自起动条件后，装置经设置的“延时起动时间”等待后自动发出合闸命令。
将“延时起动时间”设置不同后可以实现多台电机的分批起动。
◆FC闭锁功能：
本功能仅在接触器模式下有效。
设置接触器的最大分断电流If，装置在跳闸前会将当前的最大电流与接触器的最大分断电流If进行比较，若小于则直接执行跳闸，若大于则闭锁跳
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