nep400智能型综合控制器说明书.docx
《nep400智能型综合控制器说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《nep400智能型综合控制器说明书.docx（49页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
nep400智能型综合控制器说明书
NEP400
智能型综合控制器
说明书
国电南京自动化股份有限公司
二ＯＯ七年三月
说明
感谢选用国电南自公司制造的新一代数字式厂用系列保护。
所有的国电南自公司制造的各类保护及自动化产品均符合严格的技术规范和ISO9001质量认证标准。
该产品适用于操作交流50Hz、额定工作电压至660V的交流电动机等控制回路中的接触器，也适用于操作交流电操机构。
将电动机等设备的测量、保护、操作集成在一个机箱内，结构小巧，可在恶劣的工业环境下（如高、低温、震动、有害气体、灰尘、强电磁干扰等）长期可靠地运行。
可直接安装在低压控制终端PC或MCC柜中（1/4模数及以上各种抽屉柜），并具有远传、记忆各种操作或故障信息等功能，同时提供中央信号空接点。
该产品采用优化设计、调试维护极其方便。
本产品具有以下特点：
●采用高性能ARM单片机，主芯片集成度高，功能丰富，使装置可靠性极大提高。
●选用14位的高性能A/D芯片，采样速度快，精度高。
●完善的自我诊断功能，不需人为干预，故障可定位到某芯片。
●最近100条事件记录及4条事故记录（包含6秒录波，故障跳闸前3秒，故障后3秒）。
●集保护、遥测、遥信、遥控功能于一体，可按功能就地安装。
●具备双网通讯功能，每一路CAN或485任意选择。
●采用频率跟踪技术，以利于高测量精度：
I、U精度：
0.2级
P、Q、Cosψ精度：
1.0级
●高抗干扰性能：
GB/T14598.10（IEC60255-22-4）快速瞬变干扰试验Ⅳ级标准
GB/T14598.14（IEC60255-22-2）静电放电试验Ⅲ级标准
GB/T14598.13（IEC60255-22-1）脉冲群干扰试验Ⅲ级标准
GB/T14598.9（IEC60255-22-3）辐射电磁场干扰试验Ⅲ级标准
目次
1装置简介1
2技术参数3
2.1 额定参数3
2.2 主要技术性能3
2.3 绝缘性能3
2.4 抗电磁干扰性能4
2.5 机械性能4
2.6 环境条件4
3装置硬件5
3.1交流部分5
3.2电源部分5
3.3出口部分5
3.4开入部分5
3.5通讯部分5
4保护原理6
4.1速断保护6
4.2堵转保护6
4.3断相不平衡保护6
4.4过负荷保护6
4.5欠流保护7
4.6过载保护7
4.7接地保护7
4.8漏电保护（选配）8
4.8低电压保护8
4.9过电压保护8
4.10电机起动超时保护8
4.11相序保护8
4.12接触器分断闭锁8
4.134～20mA输出功能9
4.14三段式低压闭锁过流保护9
4.15后加速保护9
4.16外部停车9
4.17上电自起动9
4.18失压重起动10
4.19支持多种电机起动模式10
4.20装置操作控制权限说明10
5定值清单11
6NEP420智能操作显示模块14
7订货须知16
8附录（电动机运行方式及典型接线图）17
9附图33
1装置简介
NEP400智能型综合控制器是在消化国内外先进经验基础上研制的。
主CPU为高性能ARM单片机，速度快，集成度高，功能完善。
可以对电动机的过载、堵转过流、外部故障、缺相不平衡、欠压、过压、欠功率、接地或漏电等故障引起的危害予以保护。
并具有测量、通讯、操作控制电机起停等功能。
配上NEP420智能操作显示模块可以显示电动机丰富的测量信息、报警信息、故障信息，可以进行保护定值、系统参数的设定，也可以在面板直接操作电动机起停机。
引用标准：
1）基本性能：
GB/T14048.1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
2）EMC性能
GB/T14598.10（IEC60255-22-4）快速瞬变干扰试验Ⅳ级标准
GB/T14598.14（IEC60255-22-2）静电放电试验Ⅲ级标准
GB/T14598.13（IEC60255-22-1）脉冲群干扰试验Ⅲ级标准
GB/T14598.9（IEC60255-22-3）辐射电磁场干扰试验Ⅲ级标准
基本功能：
◆装置具有记忆保护动作故障信息的功能，事后可调出故障信息进行分析。
装置可滚动存储最近4组故障时间、故障类型及故障前三秒，故障后三秒波形。
◆装置可存储1000条事件记录
◆装置具有测量功率、功率因数、电度的功能
◆装置具有实时自检功能
◆装置具有双路通讯功能（任一路RS485和CAN任意选择）
◆一路4～20mA模拟量输出功能
◆一路4～20mA模拟量采集功能（可选）
配置的主要保护功能有：
对NEP400-M（电动机智能型综合控制器）：
◆速断保护
◆堵转保护
◆断相不平衡保护
◆过负荷保护
◆欠流保护
◆过载保护
◆接地保护
◆漏电保护（选配）
◆低电压保护
◆过电压保护
◆电机起动超时保护
◆相序保护
◆接触器分断闭锁
◆PT断线判别
◆偷跳停车
◆上电自起动功能
◆失压重起动功能
◆多种电机运行模式：
保护方式、直接起动、双向或双速起动、电阻降压起动、星/三角起动、自耦变压器起动、配合软起动起动、配合变频器起动等
对NEP400-L（线路智能型综合控制器）：
◆三段式低压闭锁过流保护功能
◆后加速功能
◆过负荷功能
◆接地保护
◆接触器分断闭锁
◆PT断线判别
对NEP400-P（电压互感器智能型综合控制器）：
◆二段低电压保护
◆零序过压保护
◆PT断线判别
对NEP400-C（测控智能型综合控制器）：
◆测量三相电流、三相电压，计算有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因素等
◆12路遥信输入
◆4路遥控输出
对NEP400-B（仪表智能型综合控制器）：
◆测量三相电流、三相电压，计算有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因素等
◆12路遥信输入
2技术参数
2.1 额定参数
2.1.1工作电源：
AC/DC220/110V（订货注明）
2.1.2交流额定参数：
电动机额定电压：
380V/660V50Hz
电动机额定电流：
1、≤5A （配专用ZMCT306型CT）
2、5～ 50A（配专用ZMCT305型CT）
3、50～100A（配专用ZMCT307型CT）
4、≥100A（配标准CT（5A或1A）
2.1.3功率消耗：
直流＜10W（正常工作）
交流：
＜0.25VA/相
2.1.4过载特性：
电流过载：
2倍额定电流下装置可连续运行
10倍额定电流下装置可连续运行50s
电压过载：
1.5倍额定电压下装置可连续运行
2.2 主要技术性能
2.2.1 采样回路精确工作范围：
保护电流：
0.1A～100A
电压：
1V～600V
2.2.2接点容量：
5A/220V
2.2.3元件精度：
电流元件：
0.5级
电压元件：
0.5级
功率元件：
1.5级
2.3 绝缘性能
2.3.1绝缘电阻：
装置带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无关联的个电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的回路绝缘电阻不小于100MΩ。
2.3.2介质强度
在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压2000V历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。
试验过程中，任一被试回路施加电压时，其余回路等电位互联接地。
2.3.3冲击电压
被试回路施加电压时其余回路等电位，在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地，以及回路之间，能承受1.2/50μs的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV。
2.3.4耐湿热性能
装置能承受GB7261章21规定的湿热试验。
最高试验温度＋40℃、最大湿度95%，试验时间为48小时，每一周期历史24小时的交变湿热试验，在试验结束前2小时内根据绝缘电阻性能的要求，测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ。
介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度试验电压幅值的75%。
2.4 抗电磁干扰性能
2.4.1 脉冲干扰
装置能承受GB6162规定的干扰试验，试验电源频率为100KHz和1MHz，试验电压为共模2500V，差模1000V的衰减振荡波。
试验时给被试装置预先施加电源，按GB6162第3.3的表所列临界条件叠加干扰试验电压，装置不误动、不拒动。
2.4.2快速瞬变干扰
装置能承受IEC255-22-4标准规定的Ⅳ级（4kV±10%）快速瞬变干扰试验。
2.4.3静电放电
装置能承受IEC255-22-2标准规定的Ⅲ级（空间放电8kV，接触放电6kV）的静电放电试验。
2.5 机械性能
2.5.1振动
装置能承受GB7261中16.3规定的严酷等级为Ⅰ级的振动耐久能力试验。
2.5.2冲击
装置能承受GB7261中7.5规定的严酷等级为Ⅰ级的冲击耐久能力试验。
2.5.3碰撞
装置能承受GB7261第18章规定的严酷等级为Ⅰ级的碰撞耐久能力试验。
2.6 环境条件
a）环境温度：
工作：
－30℃～＋75℃。
贮存：
－35℃～＋85℃，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆的变化，温度恢复后，装置应能正常工作。
b）相对湿度：
最湿月平均最大相对湿度为90%，同时该月的月平均最低温度为25℃且表面无凝露。
最高温度为＋40℃，平均最大相对湿度不超过50%。
c）大气压力：
80～110Kpa（相对海拔高度2km以下）。
3装置硬件
本装置在设计时充分地考虑了现场恶劣的运行环境，装置有很高的可靠性和安全性。
本装置在交直流、信号、出口部分上进行±4kV快速瞬变干扰试验，以及进行8kV空间静放电干扰试验和6kV接触静电放电干扰试验时，装置不会出现包括CPU异常及复位、信号异常、及保护拒动误动等不正常的情况。
本装置抗干扰能力强，采用整机箱设计，主要有交流回路、电源回路、出口回路、开入回路以及通讯回路组成。
3.1交流部分
本装置的交流回路包括有反映A、B、C相电流的三个TA，反映电压的两个TV。
3.2电源部分
本装置电源为交直流两用电源，输入电压有220V及110V两种。
电源的输入及输出部分已经采取了抗干扰措施，其输出的电压为直流5V，两路24V，电压不共地。
3.3出口部分
装置的出口部分的继电器均为全进口密封的小型大容量快速继电器，充分地保证了可靠性和快速性。
并其接点容量大，可直接启动跳开关回路。
3.4开入部分
装置有12路开入量输入回路，装置内部提供24V电源，外部开入量应为无源接点。
3.5通讯部分
装置提供一个通讯显示接口。
该接口为9针通用串行口，含：
1、两路通讯回路，任一回路CAN和RS485通讯方式可以任意选择。
2、专用显示接口，通过专用通讯电缆接上NEP420智能操作显示模块，可以显示装置电流、电压、功率、事件信息等丰富的内容，也可以修改装置的定值和软压板等参数，也可以手动操作装置跳合闸。
4保护原理
4.1速断保护
速断保护可以作为电动机相间短路或引出线短路的保护。
当电动机电流大于速断定值，装置将动作出口。
速断定值按躲过电动机起动电流整定，时限可为无延时或极短延时（如10ms）。
在电动机起动过程中电机电流很大，建议起动中速断定值整定为速断定值的2～3倍，这样可防止在起动过程中起动电流过大引起的误动，又可在电机运行过程中保持较高的灵敏度。
速断保护需设定如下参数：
速断定值（Ie）
0．00～20.00
起动中速断定值（Ie）
0．00～20.00
速断延时（s）
0．00～10.00
速断保护投退
退出/投入
4.2堵转保护
由于电动机机械故障、负荷过大、电压过低等原因可能使转子处于堵转状态。
尤其在全电压时堵转的电动机电流很大，特别容易烧坏。
当电动机正序电流大于堵转定值，装置将延时动作出口。
在电动机起动过程中正序电流会很大，堵转保护电机起动过程中自动退出。
堵转保护需设定如下参数：
堵转保护定值（Ie）
1．00～10.00
堵转保护延时（s）
0．00～50.00
堵转保护投退
退出/投入
4.3断相不平衡保护
电动机断相、反相、匝间短路、三相不平衡等情况时负序电流会很大，当电动机负序电流大于断相不平衡定值，装置将延时动作。
为防止外部故障或外部供电系统出现不平衡时，电动机的反馈负序电流可能引起断相不平衡保护误动。
根据区内、区外发生不对称短路时正负序电流的比值不同，当I2≥1.2I1时，可将断相不平衡保护闭锁（I1：
正序电流，I2：
负序电流）。
电机起动过程中该保护退出。
断相不平衡保护需设定如下参数：
断相不平衡定值（Ie）
0．30～10.00
断相不平衡延时（s）
0．00～60.00
断相不平衡投退
退出/投入
4.4过负荷保护
过负荷保护可以作为电动机长时间过负荷运行的保护。
当电动机电流大于过负荷定值，装置将延时动作。
可以选择停车或发信。
过负荷定值应小于堵转定值。
电机起动过程中该保护退出。
过负荷保护需设定如下参数：
过负荷定值（Ie）
0．00～20.00
过负荷延时（s）
0．00～60.00
过负荷措施
停车/发信
过负荷投退
退出/投入
4.5欠流保护
欠流保护可以防止某些电动机在带泵式负载时因长时间空载或欠载运行产生的危害。
当三相电流均低于欠流保护定值时，装置将延时动作。
欠流保护可以选择停车或发信。
电机起动过程中该保护退出。
欠流保护需设定如下参数：
欠流保护定值（Ie）
0．20～1.00
欠流保护延时（s）
0．00～60.00
欠流保护措施
停车/发信
欠流保护投退
退出/投入
4.6过载保护
当电动机在过负载故障运行时，装置根据电动机的发热特性，计算电动机的热容量，模拟电动机的发热特性对电动机进行保护。
用正、负序综合测量值Ieq作为等效电流来模拟电动机的发热效应，即：
其中：
Ieq—等效电流
I1—正序电流（标幺值）
I2—负序电流（标幺值）
K1—正序电流发热系数，在电机启动过程中K1＝0.5，启动完毕K1＝1
根据电动机的发热模型，是反时限特性，电动机的动作时间t和等效运行电流Ieq的特性为如下曲线：
其中：
τ—过载时间常数。
可以按躲过电机两次起动所积累热容整定，如：
起动中I1=8Ie，起动时间为10s，则τ=1.2×2×10×（0.5×82-1.12）≈739，1.2为可靠系数。
设置Ka为过载报警系数{0＜Ka≤1＝，当热含量值达到Ka×τ时，装置发信。
热含量值达到τ时，装置停车。
若在紧急情况下，需起动电机，可复归装置（闭合热复归开入量或长按NEP420智能显示操作模块的退出键3秒），将热含量清零。
过载保护需设定如下参数：
过载时间常数
0～2600
过载报警系数
0．00～1.00
过载保护投退
退出/投入
4.7接地保护
接地保护用于电动机相线对金属外壳的短路保护。
装置其根据ABC三相电流的矢量计算出零序电流3I0，若3I0大于接地保护定值，装置将延时动作。
可以选择停车或发信。
接地保护需设定如下参数：
接地保护定值（A）
0．30～1.00
接地保护延时（s）
0．00～60.00
接地保护措施
停车/发信
接地保护投退
退出/投入
4.8漏电保护（选配）
漏电保护需外接漏电CT，漏电CT灵敏度高，主要用于非直接接地的保护，以保证人身安全。
装置计算漏电电流I0的幅值。
若I0幅值大于定值，装置延时停车或发信。
漏电保护需设定如下参数：
漏电保护定值（A）
0．000～3.000
漏电保护延时（s）
0．00～60.00
漏电保护措施
停车/发信
漏电保护投退
退出/投入
4.9低电压保护
若电动机三组线电压均低于低电压定值时，装置延时动作出口。
可以选择停车或发信。
低电压保护需设定如下参数：
（对电压互感器测控保护装置有二段低电压保护）
低电压保护定值（V）
0．00～1.00
低电压保护延时（s）
0．10～60.00
低电压保护措施
停车/发信
低电压保护投退
退出/投入
4.10过电压保护
若电动机三组线电压中有大于过电压定值时，装置延时动作出口。
可以选择停车或发信。
过电压保护需设定如下参数：
过电压保护定值（V）
0.00～1.00
过电压保护延时（s）
0．10～60.00
过电压保护措施
停车/发信
过电压保护投退
退出/投入
4.11电机起动超时保护
若电动机起动时间到后3秒内，电流仍大于（112.5%×Ie），装置立即停车或发信。
电机起动时间（S）
0.00-50.00
电机起动超时措施
停车/发信
电机起动超时投退
退出/投入
4.12相序保护
当装置检测到电动机相序错误时，立即停车，保护电动机设备的安全。
相序保护投退
退出/投入
4.13接触器分断闭锁
对于接触器控制的电机，如果任一相故障电流超过了接触器的分断电流，则装置跳闸被闭锁，接触器不能断开，待故障电流小于接触器分断电流值再分断接触器。
接触器分断电流值（Ie）
0．00～20.00
接触器分断闭锁
退出/投入
4.144～20mA输出功能
装置有一路4~20mA输出功能。
4mA对应零点，20mA对应满度值（电流为5A，电压为450V）。
4～20mA输出选择
Ia/Ib/Ic/Uab/Ubc/Uca
4.15三段式低压闭锁过流保护
当任一相电流大于过流定值且低电压闭锁功能起动，经延时，装置跳闸。
IA经UAB、UCA起动，IB经UAB、UBC起动，IC经UBC、UCA起动。
三段式低压闭锁过流保护需设定如下参数：
过流一段定值（A）
0．00～100.00
低压起动过流一段（V）
0．00～400.00
过流一段延时（s）
0．00～60.00
过流一段低压起动
退出/投入
过流一段投退
退出/投入
过流二段定值（A）
0．00～100.00
低压起动过流二段（V）
0．00～400.00
过流二段延时（s）
0．00～60.00
过流二段低压起动
退出/投入
过流二段投退
退出/投入
过流三段定值（A）
0．00～100.00
低压起动过流三段（V）
0．00～400.00
过流三段延时（s）
0．00～60.00
过流三段低压起动
退出/投入
过流三段投退
退出/投入
4.16后加速保护
装置监视接触器或断路器的辅助接点，由分位变合位的3秒钟内，如任一相电流大于定值，经延时，装置跳闸。
3秒后后加速功能自动退出。
后加速保护需设定如下参数：
后加速定值（A）
0．00～100.00
后加速延时（s）
0．00～60.00
后加速投退
退出/投入
4.17偷跳停车
当电动机在运行时，若装置检测到接触器未发停车指令就断开且电动机电压低于70%额定电压（即266V），则自动释放装置内部继电器接点，以保证接触器能再次合闸。
4.18上电自起动
装置上电后若“上电自起动”软压板投入，则：
1）若“自起动模式”选为“起动”时，装置按延时自动起动电动机，
2）若“自起动模式”选为“恢复”时，若装置掉电前电动机处于运行状态，则装置自动起动电动机，若掉电前电动机处于停车状态，则装置不自动起动电动机。
上电自起动延时（s）
0.10～60.00
上电自起动模式
起动/恢复
上电自起动投退
退出/投入
4.19失压重起动
当电动机运行时发生失压故障停车后（低电压保护需投停车），若失电时间小于装置“立即重起动时间”，则装置自动重起电动机；若失电时间小于装置“延时重起动时间”，则装置按“失压重起动延时”重起电动机；若失电时间大于装置“延时重起动时间”，则装置不自动重起电动机。
其中失电时间定义为从电动机失压停车即装置发停车指令开始计时到电动机电压恢复到“重起动电压定值”的时间。
重起动电压定值（V）
0.00～1.00
失压重起动延时（s）
0.10～60.00
立即重起动时间（s）
0.10～0.50
延时重起动时间（s）
0.50～10.00
失压重起动投退
退出/投入
4.20支持多种电机起动模式
支持多种电动机起动模式：
保护模式，直接起动模式，双向模式，双速模式，电阻降压模式，星/三角模式，自耦变压器起动模式，配合软起动起动，配合变频器起动等，具体说明和典型接线图见附录。
4.21装置操作控制权限说明
电动机的起停有三种方法：
通过NEP420智能操作显示模块面板上按键操作、无源接点接入开入量操作、通讯接口远方操作。
通过“远方/就地”开入量选择权限。
“远方”时通讯接口可以操作，“就地”时开入量端口和NEP420可以操作。
该开入量断开时默认为“就地”。
5定值清单
序号
定值名称
单位
范围
备注
1
二次额定电流一
A
0．00-20.00
电动机运行方式为双速或双向起动时二次额定电流一为低速或正向绕组，二次额定电流二为高速或反向绕组，其他运行方式时二次额定电流一为电
机二次额定电流值
2
电机起动时间一
S
0.00-50.00
3
二次额定电流二
A
0．00-20.00
4
电机起动时间二
S
0.00-50.00
5
速断定值
Ie
0．00～20.00
6
起动中速断定值
Ie
0．00～20.00
7
速断延时
S
0．00～10.00
8
转换定值
Ie
0．00～20.00
9
转换时间
S
0．00～10.00
10
堵转定值
Ie
1．00～10.00
11
堵转延时
S
0．00～50.00
12
过负荷定值
Ie
0．00～20.00
13
过负荷延时
S
0．00～60.00
14
断相不平衡定值
Ie
0．30～10.00
15
断相不平衡延时
S
0．00～60.00
16
欠流保护定值
Ie
0．20～1.00
17
欠流保护延时
S
0．00～60.00
18
过载时间常数
0～2600
19
过载报警系数
0．00～1.00
20
接地保护定值
Ie
0．30～1.00
21
接地保护延时
S
0．00～60.00
22
低电压保护定值
V
0．00～400.00
23
低电压保护延时
S
0．10～60.00
24
升级会员 