MMPR620H型微机电动机保护装置用户手册.docx
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MMPR620H型微机电动机保护装置用户手册
珠海万力达电气股份有限公司
MMPR-620H型微机电动机保护装置
用户手册
文件编号：
WLD[K]-JY-01-216-20052005年8月
前言
1.版本说明
1.1硬件版本：
V1.0
1.2软件版本：
V1.0
1.3通讯发码表：
《MMPR-620H微机电动机保护装置通讯发码表》
2.引用标准
《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》DL478-2001
1.产品说明
MMPR-620H型微机电动机保护适用于3kV～10kV电压等级的中高压异步电动机保护测控，既可用于2000kW以下中小型异步电动机的综合保护，也可用于2000kW及以上大型异步电动机的主保护和后备保护。
既可以直接安装在开关柜上，也可组屏安装。
装置具有以下特点：
●采用MCU+DSP双微控制器，计算速度快，保护功能齐全，动作可靠。
●可适用于大型异步电动机的纵联差动保护，也可适用于大型异步电动机的磁平衡差动保护。
●具有检测PT及CT断线功能，当PT及CT断线时，装置面板报警，且显示信息。
●装置可以记录32次故障数据。
当保护动作时，可以记录故障发生的时刻（精确到毫秒）、故障类别、保护动作情况以及动作时各相电压电流值等。
●装置有8个保护出口，每种保护可以自由选择其中的1个或多个保护出口，便于现场调试。
●具有掉电记忆芯片存储保护定值；具有掉电实时时钟；可准确记录32次保护动作信息；
●具有完善的自检功能。
●采用大屏幕汉化液晶显示，通过键盘对各项菜单进行操作，操作简便，显示直观。
●该装置带有高速的CAN、RS485及光纤通讯接口，所有保护动作信息可通过CAN网、RS485通讯、光纤网上传到后台计算机监控系统。
●装置完成保护功能的同时把远动三遥功能集成于机箱内，保护、测量电流分别从不同CT引入，所有的保护动作信息、遥信、遥测、遥控均可通过通讯网实现。
●装置具有2路DCS接口和GPS卫星同步时钟接口。
●该装置为后插件结构，体积小，接线简单，防震、防电磁干扰能力强，可组屏或直接安装于开关柜，是变电站自动化系统的理想设备。
2.功能描述
2.1启动时间过长保护
电动机正常启动时，电流由零突然增大，当电动机的最大相电流从零突变到超过10%Ie时开始计时直到启动电流过峰值后下降到120%Ie（Ie为电动机额定电流）时为止之间的历时称为Tstart,电动机启动结束。
电动机启动时间过长会造成转子过热，当装置实际测量的启动时间Tstart超过整定的电动机启动时间时保护动作于跳闸。
电动机启动结束后，电动机启动时间过长保护退出。
电动机启动过程如图2-1。
电动机启动时间过长跳闸由控制字投退。
电动机启动过长保护原理框图如图2-2。
图2-1电动机启动过程示意图
图2-2电动机启动时间过长保护原理框图
2.2两段式定时限过电流保护
装置设有两段定时限过流保护，由控制字投退。
Ⅰ段为电流速断保护，用于保护电动机相间短路保护。
电动机启动过程中，速断保护定值采用过流Ⅰ段电流1定值（速断启动内定值）躲过电动机的启动电流；当电动机启动结束后，速断保护定值恢复过流Ⅰ段电流2定值（速断启动后定值）。
这样可有效防止启动过程中因启动电流过大而引起误动，同时还能保证运行中保护有较高的灵敏度。
Ⅱ段为过流保护，作为电流速断保护的后备保护，为电动机的堵转提供保护。
Ⅱ段定时限过流保护在电动机启动过程中自动退出。
两段定时限过流保护原理框图如图2-3所示。
图2-3定时限过流保护动作逻辑图
2.3两段式负序过电流保护
电动机三相电流有较大不对称，会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，使转子附加发热大大增加，危及电动机的安全运行。
装置设置两段负序过流保护，分别对电动机反相、断相、匝间短路以及较严重的电流不对称等异常运行状况提供保护。
其中，Ⅰ段负序过流保护为负序定时限过流保护；Ⅱ段负序过流保护为负序反时限过流保护。
负序定时限过流保护原理框图如图2-4。
负序反时限过流保护采用的反时限曲线方程为：
式中：
I为负序故障电流（A）；Ip为负序反时限电流启动定值（A）；τ为电动机负序反时限时间常数。
图2-4负序过电流保护动作逻辑图
2.4零序过电流保护
装置设有零序过流保护功能，由控制字投退。
零序过流保护由控制字选择跳闸或告警。
装置配置零序互感器测量零序电流3I0，零序过电流保护原理框图如图2-5。
图2-5零序过电流保护动作逻辑图
2.5过热保护
过热是引起电动机损坏的重要原因，特别是转子因负序电流产生的过热，装置充分考虑了负序电流的影响。
模拟电动机发热的模型，综合电动机正序电流和负序电流的热效应，引入了反时限保护判据。
采用的过热保护动作判据为：
式中：
t——保护的动作时间（S）；
τ1——电动机的过热时间常数（S），对应于电动机的过负荷能力；
I1——电动机实际运行电流的三相最大值（A）；
I2——电动机实际运行电流的负序分量（A）；
Ie——过热保护启动电流定值（电动机实际运行额定电流反应到CT二次侧的值）；
K1——电动机正序发热系数，启动过程中可在0～1范围内以0.01为级差整定用以躲启动，启动结束后自动变为1；
K2——电动机负序发热系数，可在0～10范围内以0.01为级差整定，一般可取为6；
过热保护具有过热告警、过热跳闸，有独立的控制字可分别投退。
过热告警是一种预告信号。
可在跳闸值的50％～100％范围内以1％为级差整定。
当电动机被过热跳闸后，装置的出口继电器保持在闭合状态，而装置则按设定的散热时间常数散热，直到到电动机散热至跳闸值的40％时出口继电器返回，允许电动机再启动。
在需要紧急启动的情况下，通过装置设置的复归菜单强制将装置恢复到“冷态”，出口继电器返回。
2.6FC闭锁
对F-C控制的电动机，如果将FC方式投入，当保护电流超过FC闭锁遮断电流整定值时，Ⅰ段定时限过电流保护（速断保护）出口延时增加500mS。
2.7低电压保护
当电源电压短时降低或短时中断时，为保证重要电动机自启动，要断开次要电动机，就需要配低电压保护。
当母线线电压低于电压整定值，并达到整定延时且断路器处于闭合状态低电压保护动作。
低电压保护原理框图如图2-7。
PT断线时闭锁低电压保护（可选择）。
图2-7低电压保护动作逻辑图
2.8过电压保护
当母线任一线电压大于过电压保护定值，并达到整定延时且断路器处于闭合状态过电压保护动作。
过电压保护原理框图如图2-8。
图2-8过电压保护动作逻辑图
2.9差动速断保护
差动速断保护在电动机内部严重故障时快速动作。
任一相差动电流大于差动速断整定值时瞬时动作于出口继电器。
在电动机启动过程中，速断延时T=200ms保护出口，以躲过电动机启动过程中瞬时暂态峰值电流，提高保护可靠性；启动结束后，保护无延时T=0ms。
差动速断保护原理框图如图2-9。
图2-9差动速断保护动作逻辑图
2.10比率差动保护
装置采用常规比率差动原理，其动作方程如下：
当Izd≤Ied时，Icd≥Iop；
当Izd≥Ied时，Icd≥Iop+K*（Izd-Ied）。
满足上述两个方程差动元件动作。
式中：
Icd为差动电流，Iop为差动最小动作电流整定值，
Izd为制动电流，Ied为电动机额定电流，作为最小制动电流。
K为比率制动系数。
动作电流：
Icd=∣I1+I2∣
制动电流：
Izd=I2
式中：
I1、I2分别为机端、中性点电流互感器（TA）二次侧电流。
比率差动保护能保证外部短路不动作，内部故障时有较高的灵敏度，其差动动作曲线如图2-10所示。
图2-10差动动作曲线图
在电动机启动过程中，比率差动保护延时T=200ms保护出口、以躲过电动机启动过程中瞬时暂态峰值电流，提高保护可靠性。
通过控制字可选择瞬时CT断线发告警信号的同时是否闭锁比率差动保护。
2.11磁平衡差动保护
平衡差动保护俗称“小差动保护”，主要用于额定容量在2000kW及以上或2000kW以下电流速断保护灵敏度不够的电动机，作电动机相间短路或匝间短路的主保护。
磁平衡差动保护配有专用磁平衡互感器。
在电动机启动过程中，保护增加延时T＝100ms保护出口，以躲过电动机启动过程中瞬时暂态峰值电流，提高保护可靠性。
磁平衡差动保护原理框图如图2-11。
图2-11磁平衡差动保护动作逻辑图
2.12非电量保护
装置设有四路非电量保护功能，由控制字投退。
每路非电量保护可设置延时定值。
2.13PT断线告警
当PT断线闭锁功能投入，PT断线时，不再判低电压保护。
PT断线判据：
①当三相电压均小于7V且电流大于0.1IN时，用于检测PT三相失压。
②∣UA+UB+UC∣>7V，并且任两个线电压的模值之差大于18V，用于检测一相或两相断线。
2.14CT断线告警
CT断线闭锁电流整定为最大负荷电流。
正常运行时，三相电流之和为零（小于0.1倍的额定电流）。
当一相CT断线时，三相电流和不为零，为了与接地故障相区别，尚须作以下两点判断：
（1）三相电流中，电流最小的一相其值为零（小于0.3A）；
（2）电流较大的两相，其电流值小于最大负荷电流（CT断线闭锁电流）。
2.15故障录波
记录保护机端三相电流、三相电压、零序电流，故障前2个周波、故障后30个周波的数据。
2.16脉冲电度
装置的脉冲电路对外为无源（需外部提供电源），外部输入电度脉冲，由软件完成脉冲电度的累加计数。
2.17积分电度
由软件实时地将有功功率、无功功率累积成有功电度、无功电度。
3．使用与维护
3.1键盘
装置面板上共有8个键：
、、、、取消、-、+、确认。
键：
菜单选择，光标上移。
键：
菜单选择，光标下移。
键：
菜单选择，光标左移。
键：
菜单选择，光标右移。
“取消”键：
取消操作，返回上级菜单。
“-”键：
在口令、系统参数、定值等屏进行数据修改。
“+”键：
在口令、系统参数、定值等屏进行数据修改。
“确认”键：
菜单确认，数据确认。
另：
装置在前背板配有一个“信号复归”键，打开装置的前面板，在前背板上可以找到。
3.2信号灯
装置面板上共有信号灯6只，分别为：
运行、通讯、动作、告警、热告警、故障。
当保护通讯正常时，“运行”、“通讯”灯应该闪烁，当面板MCU和DSP板之间的通讯中断时，“运行”灯闪烁而“通讯”灯常亮或常灭，不再闪烁；当“故障”灯点亮时，说明保护装置自检发现出错。
注：
面板上的“通讯”灯指示的是面板MCU和DSP板的通讯状态。
3.3通电前检查
投运前，应对装置进行外观检查，面板应完好无划痕，紧固螺钉应无松动，装置接地是否可靠，各模块紧固螺丝是否拧紧，端子接触良好。
3.4上电检查
加上直流电源，面板上运行指示灯、通讯灯应点闪烁。
检查各输出电压，误差不应大于5%。
此时LCD液晶显示屏幕上显示一次图及电流、电压。
3.5主菜单显示
按“确认”键，LCD液晶显示如图3-1所示画面。
1.查看数据
1.1保护电流
1.2测量数据
1.3功率/频率
1.4脉冲/积分电度
1.5差动数据
如果一屏显示不完时采用滚屏方式，显示屏右上角有箭头提示，按“、”键可以实现滚屏显示，如下所示：
主菜单↓
1.查看数据
⒉信号复归
⒊查看报告
⒋开入状态
⒌开出试验
⒍系统参数
⒎定值整定
图3-1主菜单显示图3-2查看数据菜单显示
主菜单共有10条，一屏只能显示7条，按“”、“”键，可滚屏显示所有菜单项。
此时“查看数据”作反白显示，按键改变输入项号，再按“确认”键，即弹出相应子菜单。
3.6查看数据菜单
在图3-1中按“确认”键，LCD液晶显示如图3-2所示画面。
在图3-2中按“确认”键，LCD液晶显示如图3-3所示画面。
保护电流：
IA:
000.00A
IB:
000.00A
IC:
000.00A
I0:
000.00A
I2:
000.00A
报告号
01
图3-3保护电流显示图3-4输入报告号
3.7信号复归
在主菜单选择‘2.信号复归’，在故障消失时，按“确认”键，面板上的信号灯会熄灭，否则，信号灯继续亮。
3.8查看报告
在主菜单选择‘3.查看报告’，按“确认”键，LCD显示图3-4提示输入报告号，装置中按事件发生的时间越近，事件报告号越小的顺序排列。
输入报告号按“确认”键，LCD显示将显示对应报告内容。
对电量保护，按“”键LCD将显示故障电流、故障电压。
3.9查看开入
在主菜单选择‘4.开入状态’，按“确认”键，LCD显示如图3-5所示，装置可采集12路开入信号，按“、”键可查看所有的开入状态。
4.查看开入
断路器位置分
小车试验位置分
小车工作位置分
接地刀状态分
弹簧未储能分
备用1分
备用2分
请输入口令
0000
图3-5开入状态图3-6提示输入口令
3.10口令输入
要进行“5.开出试验”、“6.系统参数”、“7.定值整定”时，LCD将提示输入口令，如图3-6所示，只有输入口令正确方可进行以上操作，装置默认超级口令为1000。
3.11开出试验
在主菜单中选中‘5.开出试验’项，正确输入口令后，可进行所有出口继电器单闭合、打开试验。
包括：
启动继电器、信号继电器、保护出口继电器。
进行闭合试验式必须首先闭合启动继电器，然后才能进行其他继电器的试验。
LCD显示如下，在图3-8中按、键进行合分操作切换。
5．1启动继电器
合分
5开出试验↓
5.1启动继电器
5.2保护动作信号
5.3告警信号
5.4信号复归继电器
5.5保护出口1
5.6保护出口2
5.7保护出口3
“确认”
——————〉
图3-7开出试验菜单图3-8继电器合分试验显示
3.12系统参数
在主菜单中选中‘6.系统参数’项，正确输入口令后，可进行系统参数的查看或修改。
系统参数菜单包括‘本机通讯设置’、‘CAN主站地址’、‘通道系数’、‘一次电压等级’、‘一次CT接线方式’、‘一次CT变比’、‘保护出口序列’等内容。
对其进行的修改和确认操作同定值操作相同。
其中‘6.3通道系数’如图3-9所示，显示屏右上角显示的为光标所在通道的模拟量数值，修改通道系数改显示量也会随之改变。
6.3通道系数000.00
通道11.000
通道21.000
通道31.000
通道41.000
通道51.000
通道61.000
通道71.000
6.7保护出口序列
启动时间过长0000
过流I段0000
过流II段0000
负序过流I段0000
负序反时限0000
零序过流0000
电机过热0000
图3-9通道系数调节图3-10保护出口序列
在‘6.7保护出口序列’菜单显示如图3-10，保护类型后相应的数据为16进制数，数据位置1时，该保护动作时相应的出口继电器闭合，数据范围为0—03FFH，各位对应关系如图3-11所示。
图3-11保护出口序列整定定义
3.13定值整定
当输入正确密码后（出厂时密码设定为1000），按“确认”键，即显示如图3-12所示画面。
7定值
7.1电机启动时间过长
7.2过电流保护
7.3负序过电流保护
7.4零序过电流保护
7.5电机过热保护
7.6高低电压保护
7.7非电量保护
7.2过电流保护
过流I段：
I1:
003.00A
I2:
003.00A
T:
002.00S
过流II段:
I:
005.00A
T:
001.00S
图3-12定值菜单显示图3-13定值整定显示
当前日期/时间：
2004-07-16
10-26-58
此时按按、键选中要查看或要修改的定值项按“确认”键，LCD将显示对应定值项内容，如图3-13所示，在该屏内按、、、键，移动光标，按“+、-”，进行相应的定值修改或保护的投退。
修改完按“取消”键，返回图3-12，此时可进行另外的定值修改，也可按“取消”键，如果本次操作中定值有改动，液晶将提示定值修改的确认，如图3-14所示，按、键选中“确认”或“取消”，然后按确认键，确认或取消本次定值修改操作。
7．定值修改
确认取消
图3-14定值修改确认图3-15修改时钟
3.14修改时间
在主菜单中，选中‘8.修改时间’项，LCD将显示DSP板上的时钟数据，每1秒钟时钟自动加1，如图3-15；再按“确认”键，时钟停止加1，并在年位下显示光标，此时可进行时钟的修改。
正确操作后再按“确认”键，装置将提示显示操作人员是否进行本次修改操作。
3.15修改口令
在主菜单中，选中‘9.修改口令’项，LCD将显示图3-16，提示输入原口令和新口令，只有原口令正确输入后才可输入新口令，否则，新口令无法输入。
正确操作后再按“确认”键，装置将提示显示操作人员是否进行本次修改操作。
请输入原口令：
0000
请输入新口令：
0000
10．版本信息
保护MMPR-620H
1.01.0
显示MMPR-620H
1．0
图3-16修改口令图3-17版本信息
3.16版本信息
在主菜单中，选中‘10.版本信息’LCD将显示图3-17，显示装置对应软件和硬件信息（名称、版本号）。
当面板MCU和DSP板之间的通讯中断时，LCD不会出现图3-17的信息。
4．装置设置
装置设置包括系统参数、整定值2项内容。
4.1系统参数
参数名称
范围
说明
本机通讯设置
本机通讯地址
1-99
整定级差:
1（出厂设为1）
光纤通讯波特率
1200-76800
出厂设为76800
485网通讯波特率
1200-19200
出厂设为9600
CAN网通讯波特率
40K-1M
出厂设为40K
CAN主站地址
1-99
整定级差:
1（出厂设为99）
通道系数
通道1
0.5-1.5
调整通道1模拟基准值
通道2
0.5-1.5
调整通道2模拟基准值
通道3
0.5-1.5
调整通道3模拟基准值
通道4
0.5-1.5
调整通道4模拟基准值
通道5
0.5-1.5
调整通道5模拟基准值
通道6
0.5-1.5
调整通道6模拟基准值
通道7
0.5-1.5
调整通道7模拟基准值
通道8
0.5-1.5
调整通道8模拟基准值
通道9
0.5-1.5
调整通道9模拟基准值
通道10
0.5-1.5
调整通道10模拟基准值
通道11
0.5-1.5
调整通道11模拟基准值
通道12
0.5-1.5
调整通道12模拟基准值
通道13
0.5-1.5
调整通道13模拟基准值
通道14
0.5-1.5
调整通道14模拟基准值
通道15
0.5-1.5
调整通道15模拟基准值
通道16
0.5-1.5
调整通道16模拟基准值
DA1调节系数
0.5-1.5
调整D/A通道1（4-20mA）参数
DA2调节系数
0.5-1.5
调整D/A通道2（4-20mA）参数
DA1通道选择
0-19
选择DA1输出对应的参量项:
0:
IA1,1:
IB1,2:
IC1,3:
I0,4:
CLIA,5:
CLIC,6:
UA,7:
UB,8:
UC,9:
UAB,10:
UBC,11:
UCA,12:
P,13:
Q,14:
IA2,
15:
IB2,16:
IC2,17:
IA0,18:
IB0,19:
IC0
DA2通道选择
0-19
选择DA2输出对应的参量项：
0:
IA1,1:
IB1,2:
IC1,3:
I0,4:
CLIA,5:
CLIC,6:
UA,7:
UB,8:
UC,9:
UAB,10:
UBC,11:
UCA,12:
P,13:
Q,14:
IA2,
15:
IB2,16:
IC2,17:
IA0,18:
IB0,19:
IC0
额定电流选择
0、1
1：
1A、0:
5A
PT变比
0-9999
CT变比
0-9999
出口系列
启动时间过长
0-3FF
16进制数，D0—D9分别对应动作、告警及8个保护出口，
其中,D0:
动作信号；
D1:
告警信号；
D2:
保护出口1；
D3:
保护出口2；
D4:
保护出口3；
D5:
保护出口4；
D6:
保护出口5；
D7:
保护出口6；
D8:
保护出口7；
D9:
保护出口8；
过流Ⅰ段
0-3FF
过流Ⅱ段
0-3FF
负序过流Ⅰ段
0-3FF
负序反时限
0-3FF
零序过流
0-3FF
电机过热
0-3FF
低电压保护
0-3FF
过电压保护
0-3FF
非电量1
0-3FF
非电量2
0-3FF
非电量3
0-3FF
非电量4
0-3FF
差动速断
0-3FF
比率差动
0-3FF
磁平衡差动
0-3FF
零序过流告警
0-3FF
热告警
0-3FF
FC闭锁
0-3FF
PT断线
0-3FF
CT断线
0-3FF
4.2定值清单
定值名称
范围
说明
保护投退字1（D15---D0）
启动时间过长
D0
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
过流Ⅰ段
D1
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
过流Ⅱ段
D2
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
负序过流Ⅰ段
D3
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
负序反时限
D4
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
零序过流保护
D5
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
过热保护
D6
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
低电压保护
D7
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
过电压保护
D8
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
非电量1保护
D9
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
非电量2保护
D10
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
非电量3保护
D11
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
非电量4保护
D12
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
差动速断保护
D13
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
比率差动保护
D14
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
磁平衡差动保护
D15
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
保护投退字2（D15---D0）
零序过流告警
D0
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
热告警保护
D1
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
FC闭锁
D2
1/0
1/0：
投入/退出（出厂设为退出）
PT断线告警
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