MDU01EKW电动机短路保护说明书.docx

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MDU01EKW电动机短路保护说明书

附录三MDU-01e外回路接线图14

附录四MDU-01E背板图15

附录五MDU-01E正面布置及柜上安装开孔图16

附录六MDU-01E保护原理逻辑框图17

本说明书仅供参考，如有修改恕不另行通知，具体工程请以设计文件为准！

1概述

MDU-01E单元是针对大型（2000kW以上）电动机的内部短路而设计的新一代微机电动机差动保护，本装置可根据现场接线情况选择两相式或三相式差动保护。

装置按照变电站综合自动化系统的原则设计，抗干扰能力强，性能稳定可靠。

2装置的功能简介

2.1保护配置

a.电动机差动保护（比率制动和差动速断）

b.CT断线告警

c.非电量保护

2.2通信功能

装置提供RS-422通讯口与通信管理单元实现保护信息的交流，也可与公共测控单元MDU-725或分布测控单元MDU-722连接，实现信息在CANBUS的上传和下发。

2.3装置的主要特点

a．CPU采用INTEL公司高性能16位单片机8OC196，运算速度快。

b．全优化硬件设计，CPU系统采用ALLINONE结构，总线不外引，与外部的任何电气联系均通过光电隔离，有效防止外界干扰。

装置采用MAXIM公司的电源管理及“看门狗”芯片，结合CPU本身的监视定时器WDT，使CPU在电源电压不稳定、有大干扰程序异常跑飞时，能够快速自恢复。

整套装置采用模块化硬件设计，调试简单，维护方便。

c．软件具有完善的自检功能，可快速准确地定位至继电器出口前的硬件故障并发告警信号，同时闭锁保护出口，方便装置的运行检修。

d．装置采用大屏幕液晶显示，全中文菜单，各项操作及动作、故障信息均有完整的中文显示和事件记录，信息详细直观，操作、调试方便。

e．装置具有强大的事故报告在线追忆功能，可动态存储16次事故详细报告，且具有掉电保持功能，即使在装置直流电源消失情况下，仍然保存完好，方便了事故分析。

f．装置结构新颖、美观，全封闭结构，抗干扰能力强，可就地安装也可集中组屏。

3主要技术指标

d.额定数据

直流电压：

220V或110V（订货时说明）

交流电流：

5A或1A（订货时说明）

e.功率消耗

直流回路：

正常工作时＜12W、保护动作时＜15W

交流电流回路：

IN=1A时＜0.5VA／相、IN=5A时＜1.0VA／相

f.保护定值

定值范围：

参见附录二：

MDU-01E保护定值一览表

动作误差：

电流动作＜3％

瞬时动作时间＜45ms（1.5倍动作电流下）

g.交直流回路过载能力

交流电流回路：

2倍额定电流，长期工作。

10倍额定电流，允许10秒。

40倍额定电流，允许2秒。

直流电源回路：

80%～115%额定电压时正常工作

h.通讯接口标准：

RS422串行口

i.输出接点容量：

5A，AC250V

j.适用条件

环境温度：

-25℃～＋50℃

相对湿度：

5%～95%，不凝露，不结水。

大气压力：

80kPa～110kPa

k.抗干扰与绝缘

抗干扰性能符合：

GB6162

绝缘耐压符合：

DL478

4装置硬件说明

4.1硬件原理

交流信号经CT及滤波整形电路变为弱电信号，经多路模拟开关送A/D转换，由CPU采样计算而得到电流，CPU进行电流的故障计算，结合开关量输入做动作逻辑判断，经光电隔离后出口。

装置硬件原理框图如图1所示。

图1装置硬件原理框图

4.2电路板布置

MDU-01E电动机差动保护单元由6块电路板组成，其插件布置见图2所示。

ACBDYBCPUI/OB

图2插件布置图（正视图）

ACB:

交流板。

由现场CT来的5A／1A交流信号经隔离、变换以及信号调理后形成标准交流信号供单片机系统进行转换分析。

DYB:

电源板。

直流220V或110V输入，经DC/DC变换后提供+5V,±15V，+24V给装置使用。

CPU:

保护CPU板。

采用INTEL高速16位单片机80C196加以适当扩展完成所有保护功能。

I/OB:

开关量输入输出板。

装置的跳闸出口、信号输出及外部开关量输入接口。

MB:

装置面板。

采用大屏幕带背光液晶显示屏和薄膜式触摸按键，实现人机对话。

BB:

装置背板。

外部端子接入及信号转接。

其中面板和背板未在图中标识，它们分别位于装置的前面和后面，安装方向垂直于装置内部的插件板。

4.3电路板跳线设置

电路板的跳线设置见下表所列。

表1：

MDU-01E装置电路板跳线设置表

电路板

跳线名称

编号

用法

MB面板

“复归”键跳线

S1

2－3短接

S3

2－3短接

故障灯跳线

S2

1-2断开

保护CPU板

液晶显示跳线

SW2

置为OFF。

面板跳线布置见图3所示。

图3面板跳线布置图

5保护功能

5.1电动机差动保护

电动机差动保护采用比率制动差动保护原理，还包括不带比率制动的差流速断保护。

本装置采用CT二次的全Y型接法，进线侧与中性点侧的CT二次额定电流可独立整定，不要求两侧CT变比相同，内部自动完成计算转换。

5.1.1比率制动

装置比率制动原理为：

其中：

I1：

为进线侧电流；

I2：

为中性点侧电流；

K：

为比率制动系数。

注：

参与差流计算的电流I1、I2为经额定值转换，折算到进线侧的电流。

比率制动特性曲线如图4所示。

图4比率制动特性曲线图

Icd:

差动电流；

Izd:

制动电流；

Ii:

差动门坎定值；

Isd:

差动速断定值；

Ip:

差动拐点定值；

K:

比率制动系数定值。

注意：

l.差动门坎整定值Ii的整定应躲过电动机最大负荷情况下的不平衡电流，一般取0.3～0.5倍额定电流In。

m.差动速断整定值的整定应躲过电动机启动时引起的最大不平衡电流，一般取2～4倍额定电流In。

n.比率制动系数K的整定可按下式计算：

K:

制动系数；

K1:

可靠系数，一般取1.3～1.5；

Ktx:

同型系数，一般取1.0；

Fi:

电流互感器最大相对误差，一般取0.1；

ΔFph:

因电流互感器引起电流不平衡而产生的相对误差，一般取0.1。

o.差动拐点定值整定一般取0.9~1.2倍额定电流In。

5.1.2差动速断

差动速断保护不带比率制动，当差流大于差动速断定值时，直接出口跳闸。

差动速断保护逻辑图如图5所示。

图5差动速断逻辑图

注：

Isd为差动速断定值。

5.2CT断线告警

装置的CT断线检测功能分为延时断线（差流越限）告警和瞬时断线告警功能。

其中瞬时断线告警可选择是否闭锁差动保护。

5.2.1延时差流越告警

装置检测到任一相差流大于差动门坎定值Ii/2的时间超过10秒时，发“差流越限”告警信号，但不闭锁差动保护。

5.2.2瞬时CT断线告警

CT断线只判断一相断线（电流小于0.1In（某侧额定电流整定值））,超过一相便不判断CT断线。

在差动保护投入条件下，任一相差流大于0.5倍差动门坎Ii且有一相电流为零（小于0.1In），其它两相大于0.1In，才认为该侧CT断线，发“CT断线”预告信号，同时根据“CT断线闭锁差动保护”定值的投退决定是否闭锁差动保护；但若某侧相电流大于设定值“CT断线投入上限”（一般可整定为1.2In）则认为发生了故障，不再进行该侧CT断线判别。

瞬时CT断线告警逻辑图如图6所示。

图6瞬时CT断线告警逻辑图

注：

1.IC为CT断线投入上限定值;2.SW为CT断线闭锁差动保护投退定值；

3。

In为某侧额定电流；4。

Ii为差动门槛定值。

5.3非电量保护

在电动机保护装置中还设有独立的非电量保护或工艺连锁，装置采集从其它外部来的接点（主要包括同步电动机的失、励磁故障等跳闸、工艺连锁跳闸、油泵跳闸信号，DCS跳闸信号等）通过光耦隔离后由CPU将信号读入，作事件记录并通过串口通信向监控系统传送。

对于需直接跳闸的则经重动压板，不经过CPU判断直接出口跳闸，并发保护动作信号，出口采用独立的中间继电器，与差动保护无任何联系。

6装置通信功能

本装置为满足变电站综合自动化的需要，可以使用RS-422通信接口与MDU系列测控单元或MDU-710通信管理单元通信。

装置RS-422口的通讯规约均采用本公司自定义的规约。

ME700系统的网络结构图如图7所示。

图7综合自动化系统网络结构图

7装置面板及操作说明

7.1面板说明

MDU-01E单元面板采用MDU系列统一的模式面板，面板上设有大屏幕液晶显示器、指示灯、键盘等，其布置见图8所示。

图8面板布置图

p.液晶显示屏

液晶显示屏用于显示系统信息、整定参数或执行控制命令。

q.指示灯

[运行]灯:

装置正常运行时，该灯闪烁。

[故障]灯:

装置正常运行时，该灯熄灭，装置故障时，该灯长亮。

r.键盘

[复归]键:

对“保护动作”、“预告”信号进行复归。

[取消]键:

取消键盘输入或返回上一级菜单。

[确认]键:

确认数据或进入下一级菜单。

[△]键:

光标上移一行，或上翻一页。

[▽]键:

光标下移一行，或下翻一页。

[]键:

光标左移一位。

[]键:

光标右移一位。

[+]键:

数据加1。

[-]键:

数据减1。

7.2操作说明

装置的正常运行时显示画面如下：

18：

28：

28

ICDA=00.01A

ICDB=00.01A

ICDC=00.01A

[18：

28：

28]:

表示时间18时28分28秒

[ICDA=00.01A]:

A相差流

[ICDB=00.01A]:

B相差流

[ICDC=00.01A]:

C相差流

在此画面下按“确认”键进入主菜单“操作功能”，具体菜单及操作步骤见图9所示。

图9操作菜单图解

Ⅰ运行监视

Ⅰ-1交流监视

3==交流监视==3

ICDA=00.02A

ICDB=00.02A

ICDC=00.04A

3==交流监视==2

IA2=03.04A000ْ

IB2=03.02A245ْ

IC2=03.00A121ْ

3==交流监视==1

IA1=03.02A000ْ

IB1=03.01A242ْ

IC1=03.03A123ْ

[IA1、IB1、IC1]：

进线侧三相电流

[IA2、IB2、IC2]：

中性点侧三相电流

[ICDA、ICDB、ICDC]：

三相差流

==开入监视==

开入10

开入20

开入30

开入40

开入50

复归按钮0

差动保护压板0

Ⅰ-2开入监视

[开入10]：

端子X502-1开入1

[开入20]：

端子X502-2开入2

[开入30]：

端子X502-3开入3

[开入40]：

端子X502-4开入4

[开入50]：

端子X502-5开入5

[复归按钮0]：

复归按钮

[差动保护压板0]：

差动保护压板

注：

“0”表示无开入，“1”表示有开入。

Ⅱ定值整定

在“操作功能”菜单下，按“▽”把光标移至“定值整定”，输入正确密码，按“确认”键进入如下画面：

[输入密码]：

9009按“确认”键进入如下画面，

6=数值定值＝1

差动速断

05.00安

Ⅱ-1数值定值

[6＝数值定值＝1]：

“6”表示数值定值总数量为6个，“1”为第一个整定值，按“△”或“▽”键翻阅不同定值。

[差动速断]：

定值名称。

[018.0安]：

定值数值，按“+”或“-”键更改数值，按“确认”键确认修改。

如果整定值越限，显示“定值越限”，按“取消”键重新整定。

Ⅱ-2系数定值

[1＝系数定值＝1]：

前一个“1”表示总系数定值数量为1个，后一个“1”为第一个整定值。

[比率制动系数]：

系数定值名称。

[50%]：

系数定值数值，按“+”或“-”键更改数值，按“确认”键确认修改。

Ⅱ-3投退定值

[1＝投退定值＝1]：

前一个“1”表示总投退定值数量为1个，后一个“1”为第一个投退定值。

[CT断线闭锁差动]：

保护定值名称。

[投/退]：

投退定值，有黑背景者为选中，按“”或“”键更改，按“确认”键确认修改。

Ⅲ其他功能

Ⅲ-1事件追忆

[13：

30：

03：

015]：

表示事件发生时间为13时30分03秒015毫秒

[1]：

第一条事件

[03-12-2001]：

表示事件发生日期为2001年3月12日

[CT断线]：

事件名称

Ⅲ-2时间调整

按“△”、“▽”、“v”、“w”、“+”、“-”或“确认”键任意一键，进入时间调整状态，按“△”或“▽”换行，按“v”或“w”左右移动光标，按“+”或“-”更改时间，按“确认”键确认修改，按“取消”键放弃修改并返回上一级菜单。

-3传动调试

选“是”按“确认”后进入传动调试：

按“△”、“▽”选择传动操作，按“确认”，变“1”或“0”进行出口发出和取消试验。

Ⅳ厂家调试

Ⅳ-1通讯地址

[16]：

通讯地址号（十进制数），按“+”或“-”更改数值，按

“确认”键确认修改。

Ⅳ-2事件清零

按“△”或“▽”选“是”，按“确认”键，把事件记录清零。

8装置背板布置及端子接线

详见附录四：

MDU-01E背板图。

8.1背板端子

s.模拟量

本装置模拟量输入进线侧三相电流、中性点侧三相电流，具体接线详见附录三：

MDU-01E外回路接线图。

t.开入量

开入量均为直流220V/110V正电平，以空接点方式输入的开关量,接点一端应取本装置保护正电源+KM，（电源-KM接X501-1端子）另一端接入开关量输入回路,不允许空接点就近取其它装置的正电源。

u.信号接点输出

本装置中央信号输出接点有“动作信号”、“预告信号”、“装置故障”信号，其中“动作信号”和“预告信号”继电器为磁保持继电器，其余继电器均不保持。

v.装置出口

本装置配备有4路动作跳闸出口，均为空接点，可接MDU-01D电动机保护与测控单元的操作板控制回路跳开电动机开关，也可作为联锁出口控制其它工艺相关电机。