DMP31A电动机保护说明书.docx

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DMP31A电动机保护说明书

DMP-31A

使用说明书

阿城继电器股份有限公司

ACHENGRELAYCO.,LTD,

目录

1装置简介1

2技术指标2

3装置结构6

4装置硬件6

5保护原理12

6安装调试18

7运行维护19

8贮存保修20

9供应成套性20

10订货须知20

11附录21

12附图29

注:

本资料版权为阿城继电器股份有限公司所有，受版权法的保护，使用仅限于阿城继电器股份有限公司的用户，未经本公司书面许可，不得以任何形式和方式提供给第三者，同时本公司保留对资料的修改和解释权。

2004年11月

1装置简介

DMP-31A数字电动机保护测控装置是由阿城继电器股份有限公司自主研发生产的新一代数字保护测控装置，产品采用国际先进的DSP和表面贴装技术，工艺成熟可靠，DMP-31A数字电动机保护测控装置适用于10KV或6KV小电流接地系统的高压异步电动机为间隔层设备，完成保护、测控、通讯等功能。

装置主要特点：

Ø先进的设计理念保证了装置的优良性能；

Ø采用DSP和串行的双14位A/D同步采样技术；

Ø软硬件设计标准化、模块化，便于现场维护和装置功能的升级；

Ø现场总线（CAN-BUS）通讯方式。

保护测控功能配置：

Ø速断保护、过流保护及电流反时限保护；

Ø负序速断保护和负序反时限保护；

Ø过负荷保护：

出口跳闸或告警可选择；

Ø零序过流保护：

出口跳闸或告警可选择；

Ø过电压保护；

Ø低电压保护；

Ø本体保护功能；

Ø过热保护；

Ø长启动保护；

Ø小电流接地选线功能：

可选用基波或5次谐波判断，选线后发告警信号；

ØCT断线监视功能；

Ø监控功能：

遥测、遥信、脉冲电度采集的功能；

ØGPS时钟同步输入；

Ø具有操作回路、故障录波、信号、PT断线检测和母线绝缘监察功能；

Ø面板上具有汉字液晶显示和简易的键盘，还具有运行、告警、跳位、合位、保护动作指示灯；

Ø装置通过现场总线与DSM（数字变电站管理系统）通讯，可完成远方监视、控制和操作功能。

2技术指标

2.1额定工作电源

ØDC220V或DC110V。

2.2额定交流数据

Ø额定交流电流In：

5A或1A；

Ø额定交流电压Un：

100V；

Ø频率fn：

50Hz。

2.3交流回路过载能力

Ø施加1.2Un装置可持续工作；

Ø施加2In装置可持续工作；

Ø施加10In持续１0s；

Ø施加40In持续１s后无绝缘损坏。

2.4功率消耗

Ø直流回路不大于15Ｗ；

Ø交流回路不大于0.5VA／相。

2.5出口触点

在电压不超过250Ｖ，电流不超过0.5A，时间常数为5±0.75ms的直流有感回路中，装置输出触点的断开容量为50W，长期允许接通电流不超过5Ａ。

2.6主要技术数据

2.6.1速断保护、过流保护、负序速断保护、长启动保护

2.6.1.1动作电流整定值

Ø整定范围：

0.2In~10In（电流速断保护整定范围0.2In~20In）；

Ø整定级差：

0.01A；

Ø动作值的准确度：

一致性不大于整定值的5%；平均误差不超过±5%。

2.6.1.2动作时间整定值

Ø整定范围：

0.0~9.99s（长启动为0.0~40.00s）；

Ø整定级差：

0.01s；

Ø动作时间的准确度：

在1.2倍的动作电流下，测得动作时间一致性不大于20ms（长启动保护为40ms），动作时间平均误差不超过±35ms（长启动保护为±60ms）。

2.6.2电流反时限和负序反时限

2.6.2.1动作电流整定值

Ø整定范围：

0.1In~4In；

Ø整定级差：

0.01A。

2.6.2.2动作时间整定值

Ø时间常数整定范围：

0.0~9.99s；

Ø整定级差：

0.01s；

动作时间的准确度：

动作时间与计算时间平均误差不超过±5%或±50ms。

2.6.3零序过流保护及小电流接地选线

2.6.3.1动作电流整定值

Ø小电流接地选线零序电流整定范围：

0.02~2.00A；

Ø零序过流整定范围：

0.05~6A；

Ø整定级差：

0.01A；

Ø动作值的准确度：

一致性不大于整定值的5%或0.02A；平均误差不超过±5%或

±0.02A。

2.6.3.2动作时间整定值

Ø整定范围：

0.0~9.99s

Ø整定级差：

0.01s；

Ø动作时间的准确度：

在1.2倍的动作电流下，测得动作时间一致性不大于20ms，动作时间平均误差不超过±40ms。

2.6.4低压保护、过压保护

2.6.4.1过电压整定值

Ø整定范围：

20V~140V；

Ø整定级差：

0.1V；

Ø动作值的准确度：

一致性不大于整定值的5%；平均误差不超过±5%。

2.6.4.2低压整定值

Ø整定范围：

10V~100V；

Ø整定级差：

0.1V；

Ø动作值的准确度：

一致性不大于整定值的5%；平均误差不超过±5%。

2.6.4.3电流闭锁整定值

Ø整定范围：

0.2In~2In；

Ø整定级差：

0.01A；

Ø动作值的准确度：

一致性不大于整定值的5%；平均误差不超过±5%。

2.6.4.4动作时间整定值

Ø整定范围：

0.1~999.9s，级差0.1s；

Ø动作时间的准确度：

在1.2倍的动作电压（低压为0.8倍）下，测得动作时间平均误差不超过±1%或±0.2s。

2.6.5过负荷保护

2.6.5.1动作电流整定值

Ø整定范围：

0.2In~2In；

Ø整定级差：

0.01A；

Ø动作值的准确度：

一致性不大于整定值5%，平均误差不超过±5%。

2.6.5.2动作时间整定值

Ø整定范围：

0.1~999.9s，级差0.1s；

Ø动作时间的准确度：

在1.2倍的动作电流下，测得动作时间平均误差不超过±1%或±0.2s。

2.6.6热保护功能

2.6.6.1动作电流整定值

Ø二次额定电流整定范围：

0.1In~2In，级差0.01A；

Ø动作值的准确度：

一致性不大于整定值的5%，平均误差不超过±5%；

Ø过热告警整定范围：

0.10~0.99，级差0.01，误差不大于±10%。

2.6.6.2动作时间整定值

Ø时间常数整定范围：

0.1~999.9s，级差0.1s；

Ø动作时间的准确度：

在1.2倍的动作电流下，动作时间平均误差不超过±5%或±0.1s。

2.6.7本体保护

Ø设有四路本体保护，跳闸或告警可选；

Ø延时整定范围：

0.0~999.9s，级差为0.1s，动作时间平均误差不超过±1%或±0.2s。

2.6.8遥测精度

Ø电流和电压0.2级，有功功率和无功功率0.5级。

2.6.9遥信分辨率

Ø不大于2ms。

2.7绝缘性能

2.7.1绝缘电阻

Ø装置所有电路与外壳之间绝缘电阻在标准实验条件下，不小于100MΩ。

2.7.2介质强度

Ø装置所有电路与外壳的介质强度能耐受交流50Hz，电压2KV（有效值），历时1min试验，而无绝缘击穿或闪络现象。

当复查介质强度时，试验电压值为规定值的75%。

2.8冲击电压

Ø装置的导电部分对外露的非导电金属部分及外壳之间，在规定的试验大气条件下，能耐受幅值为5KV的标准雷电波短时冲击检验。

2.9抗干扰能力

Ø装置能承受GB/T14598.13规定的频率为1MHz及100KHz衰减振荡波（第一个半波电压幅值共模为2.5KV，差模为1KV）脉冲干扰试验；

Ø装置能承受GB/T14598.14规定的严酷等级为IV级的静电放电干扰试验；

Ø装置能承受GB/T14598.9规定的严酷等级为III级的辐射电磁场干扰试验；

Ø装置能承受GB/T14598.10规定的严酷等级为IV级的快速瞬变干扰试验。

2.10机械性能

Ø工作条件：

装置能承受严酷等级为1级的振动响应、冲击响应检验；

Ø运输条件：

装置能承受严酷等级为1级的振动耐久、冲击耐久及碰撞检验。

2.11环境条件

Ø环境温度

工作：

－10℃~＋50℃；

贮存：

－25℃~＋70℃在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后装置应能正常工作；

Ø大气压力：

86~106kＰa（相当于海拔高度2km及以下）；

Ø相对湿度：

不大于95%，无凝露；

Ø其它条件：

装置周围的空气中不应含有带酸、碱、腐蚀或爆炸性的物质。

3装置结构

本装置采用插件式结构，外壳封闭；机箱采用嵌入式安装方式，箱后接线，外形及开孔（见图3-1），端子具体定义见附图3。

图3-1装置外形尺寸图

4装置硬件

4.1

装置命名规则

4.2装置重量

Ø装置净重5千克。

4.3硬件说明

装置内部由CPU主板、继电器出口板、人机对话（MMI）板及工作电源构成。

4.3.1CPU主板

CPU主板采用40MIPS的嵌入式数字信号处理器（DSP）构成简洁高效的数据采集和处理系统，独特的设计和先进的表面贴安装工艺大大提高了系统的可靠性和抗干扰能力；硬件具有两级看门狗保证系统在异常时能及时复位；完善的软硬件自检还能使系统在运行时保证各种参数完好无损；用具有多重写闭锁功能的串行E²PROM保存定值、系数和配置，确保这些参数不被误修改；模数转换采用14位A/D，除2个通道用于电压自检，其余14个通道用于对外部输入量的模数转换；有16路开关量输入（引到外部14个）和10路输出（包括告警、复归、启动和7个出口命令）；CPU通过RS232口与液晶MMI板通讯，并通过CAN-BUS通讯与DSM数字变电站管理系统交换数据。

CPU主板上共有11个模拟量输入变换器，用于将二次交流信号（三相电压、三相保护电流、三相测量电流、一个零序电流、一个零序电压）隔离变换为小电压信号，在CPU主板上经调整后输入到A/D，其原理如附图1。

4.3.2出口板

出口板接收CPU下发的命令并完成控制命令的输出。

该出口板共有7个独立的命令输出，其中有二个配有信号继电器，完成信号灯指示和信号输出。

装置故障或失电时该出口板装置故障继电器返回发出装置故障信号，详见附图2所示。

4.3.3工作电源

电源采用220V交直流两用的开关电源，可输出+5V/1A、+24V/0.2A。

其中+5V用于CPU系统、24V用于开入量和开出量。

4.3.4人机对话板（MMI板）使用说明

本装置设计为便捷的键盘操作和128×64汉化液晶显示，为用户提供了友好的使用界面。

用户借助该界面可以很方便地浏览测量数据、修改定值及系数、进行传动实验。

除此之外，系统还提供了详尽的故障告警信息和追忆SOE的功能，帮助用户及时准确地处理问题。

4.3.4.1键盘功能

装置键盘（如图4-1-1），各功能键的含义如下：

↑

键：

命令菜单选择，显示光标上移或数字“加”，

以下简称“上移”键;

↓键：

命令菜单选择，显示光标下移或数字“减”，

以下简称“下移”键；

←键：

显示光标左移，以下简称“左移”键；

→键：

显示光标右移，以下简称“右移”键；

退出键：

命令退出，返回上级菜单，以下简称“退出”键；

确认键：

命令菜单或数据确认，以下简称“确认”键。

4.3.4.2静态工作界面

Ø模块上电后即进入静态工作界面，在无用户操作且无故障告警情况下，界面保持2~3分钟后，熄灭液晶灯。

再2~3分钟后，转入屏幕保护状态，屏保为黑屏。

Ø静态工作界面循环显示电流、电压、软压板等信息，每屏显示2~3秒，切换下一屏。

当控制字三中选择“角度显示”时，静态工作界面即循环显示二屏角度信息。

注：

具体显示测量数据、告警、故障状态等信息详见装置的测量功能和附录说明。

Ø用户按任意键时，由该界面进入用户操作界面，用户操作界面主菜单（见图4-1-2）；系统有故障出现时，由该界面进入故障告警界面。

4.3.4.3用户操作界面

用户操作界面是一个多级菜单结构，其主菜单共有7个选项：

测量值、软压板、设置、传动、打印、报告及版本。

用户可通过按“上移”键、“下移”键、“左移”键或“右移”键在其中做循环选择，黑色条块和“手形图标”指示了所选的项，选项完成后按“确认”键进入相应项的下一级内容。

当界面为静态工作界面时，用户可按任意键进入用户操作界面主菜单；当界面为用户操作界面主菜单时，用户可按“退出”键或一分钟无操作返回静态工作界面。

Ø测量值：

用于测量包括电流、电压、功率和遥信状态、系统故障、告警状态、装置故障、软压板状态共8项内容的数据，用户可通过按“上移”键或“下移”键循环选择；对于电流、电压和功率还可通过按“左移”键或“右移”键选择显示其一次值（①）或二次值（②）；也可按“退出”键返回主菜单。

注：

其中系统故障、告警状态、装置故障、软压板状态、遥信状态（见图4-2-1——4-2-5）5个状态信号字的L1—H8位对应的意义见附录1。

其中测量数据中的电流、电压等分多屏显示。

Ø软压板：

用于在装置上操作软压板的投退。

软压板密码必须与配置中的保持一致。

密码由四位十进制数字组成，用下划线“_”标注编辑位，编辑位可通过按“左移”键或“右移”键左右循环移动；编辑位的值可通过按“上移”键或“下移”键改变。

输入结束后按“确认”键确认，只有密码正确方可进行软压板操作，否则需重新输入密码（见图4-3-1）或按“退出”键返回主菜单。

密码验证通过后进入软压板操作界面（见图4-3-2），黑色条块标注了选择的实验项目，

表示软压板在退出状态，——表示软压板在投入状态，实验项目可通过按“上移”键或“下移”键循环选择；按“确认”键对所选项进行投退。

投退成功在相应位置显示“OK”，同时压板状态翻转，失败则显示“ER”（见图4-3-3）。

实验完毕按“退出”键返回主菜单。

软压板具体内容及顺序详见附录。

Ø设置：

用于阅读和修改时间、定值、系数、配置、电度等数据。

只有设置密码输入正确，才能进行设置项中的写操作，否则只能读取数据，设置密码分两级权限密码。

一级权限设置密码为9958，能够修改设置中全部项内容；二级权限密码只能够修改时间和定值，二级权限密码为配置中的设置密码。

设置菜单（见图4-4-1），共有6个选项，可通过按“上移”键或“下移”键在其中做循环选择，黑色条块标示了所选的项；选好项后按“确认”键进入相应项的下级工作内容；按“退出”键返回主菜单。

1）读内存：

在设置菜单中选择第一项“内存”进入界面（见图4-4-2）。

用户可输入读取内存段的起始地址和数据长度（一个字含两个字节），输入方法如下：

用下划线“_”标注编辑位，编辑位可通过按“左移”键或“右移”键左右循环移动；编辑位的值可通过按“上移”键或“下移”键改变。

输入结束后按“确认”键确认。

内存地址和字数输入确认后进入界面（见图4-4-3）。

这是从8888H开始20个字长度的内存，ADDR表示黑块所标数据的地址，按“上移”键或“下移”键黑块顺次移动，其地址也相应改变，按“退出”键返回上级菜单。

2）读写时间：

在设置菜单中选择第二项“时间”进入界面（见图4-4-4）。

黑块指示了要编辑的项，按“上移”键或“下移”键黑块顺次循环移动，按“确认”键后进入相应项的编辑状态：

黑块消失，用下划线“_”标注编辑位，编辑位可通过按“左移”键或“右移”键在本项数据的所有位间循环移动；编辑位的值可通过按“上移”键或“下移”键改变，输入结束后按“确认”键确认并退出编辑状态（输入数据不合法则拒绝退出，如平年2月超过28日或分钟超过60等），此时黑条块出现可继续选项修改，修改结束可按“退出”键退出（如在数据编辑状态按“退出”键则相应项的修改作废）。

如数据无改变则返回设置菜单，否则进入界面（见图4-4-6），按“退出”键作废修改直接退出；按“确认”键确认修改，修改成功显示“OK”，失败则显示“ER”，再按“退出”键返回设置菜单。

3）读写定值：

在设置菜单中选择第三项“定值”进入界面（见图4-4-7）。

该界面提供了两项操作功能：

修改当前定值组号和修改某组定值，用户可通过按“上移”键或“下移”键选择。

修改当前组号在当前状态即能完成，读定值需先输入组号。

定值一般有多项，需要先选择后修改，方法与修改时间类同。

4）读写系数：

在设置菜单中选择第四项“系数”进入操作界面，修改方法与修改时间类同。

5）读写配置：

在设置菜单中选择第五项“配置”进入操作界面，修改方法与修改时间类同。

注：

定值、系数、配置的具体内容见装置的附录说明。

6）读写电度：

在设置菜单中选择第六项“电度”进入界面（见图4-4-8），修改方法与修改时间类同（无电度脉冲采集功能此项无效）。

注：

表底1显示电度表的4位整数部分；表底2显示电度表的2位小数部分；倍率显示电度表的倍率，其计算方式是：

（电度表转数/kwh）×（脉冲数/转）。

采集脉冲电度时,通用控制字的14位、15位置“0”，详见附录通用控制字的意义。

Ø传动：

用于检验装置出口是否正常。

传动密码必须与配置中的一致才能进行传动实验。

密码由四位十进制数字组成，用下划线“_”标注编辑位，编辑位可通过按“左移”键或“右移”键左右循环移动；编辑位的值可通过按“上移”键或“下移”键改变。

输入结束后按“确认”键确认，只有密码正确才能进行实验，否则需重新输入密码或按“退出”键返回主菜单。

密码验证通过后进入传动实验界面（图4-5-1），黑色条块标注了选择的实验项目，实验项目可通过按“上移”键或“下移”键循环选择；对所选项按“确认”键。

实验成功在相应位置显示“OK”，失败则显示“ER”（见图4-5-2）。

实验完毕按“退出”键返回主菜单。

Ø打印：

在主菜单中选第五项进入打印操作界面（见图4-6-1），打印操作并非装置本身打印，而是CAN网打印盒的定值、事故、录波打印。

选择任一项后，进入具体操作页面（如定值打印）。

先选组号（见图4-6-2），选好后，在定值打印项上按“确认”键，如命令执行后显示“ok”。

其它二项同上。

Ø报告：

在主菜单中选择第六项，就可看见事件、告警、事故报告（见图4-7-1）。

选择一项进入报告内容，事件可以记录64条，告警、事故各记录32条内容。

若选事件报告，当无事件报告时显示“无事件”（见图4-7-2）；当有事件报告时则显示具体事件条号、事件动作的时间和类型（见图4-7-3）。

告警、事故报告同上，特别：

当有事故动作时，还显示其相关量数值。

用“左移”键或“右移”键切换保护数据和报告内容，用“上移”键或“下移”键循环翻阅报告条目。

Ø版本：

在主菜单中选择第七项，就可看见本装置的类型和软件的版本（见图4-8-1）。

4.3.4.4故障告警状态

当系统发生了故障，系统进入故障告警状态，用类似界面（见图4-9-1）的方式向用户报警。

用户收到告警，可按“退出”键返回操作界面对系统做相应处理，2分钟后如故障仍未排除则重新进入故障告警界面，报警状态或处理故障期间，如有更严重的故障或更重要的动作，则用新告警信息进入故障告警状态。

故障复归：

在非静态工作界面下，按任意键时间长达4秒钟（运行灯闪8次）再弹起，可使系统故障复归，可瞬间显示界面（见图4-9-2）。

4.3.4.5屏幕保护状态

为延长液晶显示器的使用寿命，当无键盘操作且无故障告警超过3分钟时，背景光显示关闭，进入屏幕保护状态；当有键盘操作或新的故障告警时，系统立即退出保护状态开始正常显示工作。

5保护原理

5.1保护启动

采用突变量启动和有效值辅助启动两种方式。

5.2电动机状态监视

电动机状态监视功能完成对电动机停机状态、电动机启动状态、电动机运行状态的监视，根据电动机的状态调整电流保护、电流反时限的定值。

当最大相电流小于0.1A时认为电动机处于电动机停机状态；在电动机处于停机状态时最大相电流大于3Ie或最大相电流大于1.5Ie且断路器在合位则判电动机处于启动状态；在电动机处于启动状态且经0.2S后若最大相电流小于Ie则判电动机处于运行状态，Ie为电动机的额定电流。

5.3长启动（启动堵转）保护功能

长启动保护逻辑框图如下：

T为堵转保护的延时时间定值。

5.4速断保护、过流保护功能

速断和过流保护功能原理相同。

速断保护逻辑框图如下：

上图中I为三相电流的最大值，T为速断时间定值。

5.5电流反时限保护功能

电流反时限逻辑框图如下：

上图中I为三相电流最大值，K为电动机启动电流倍数，T1为电流反时限在电动机启动状态计算的累积延时，T2为电动机运行状态下计算的累积延时，反时限公式符合IEC255-3标准第三部分定义的三种反时限特征曲线，整定时需明确使用何曲线，曲线选择由相应控制字整定，具体定义参见附录2。

其公式为：

t——动作时间T——反时限时间常数整定范围：

0.05-40s，步长0.01s

I——施加的动作电流IS——整定的反时限动作电流门坎定值

对IEC255-3（1989-05）标准第三部分定义的三种反时限，见下表：

类型

标准反时限

非常反时限

极端反时限

K

0.14

13.5

80

a

0.02

1

2

5.6负序电流保护功能

负序电流根据IAP和ICP计算出，负序电流保护为二段二时限逻辑，一段为定时限，二段为反时限，一段保护的逻辑框图如下：

负序电流反时限保护逻辑框图与上图相似，不同的是反时限公式符合IEC255-3标准第三部分定义的三种反时限特征曲线。

5.7零序过流保护功能

零序过流保护为一段一时限，其逻辑框图如下：

图中3I0为零序电流，T为零序过流保护时间定值。

5.8

PT断线监视及母线绝缘监察功能

ØPT断线监视的逻辑框图如下：

其中U2为负序电压，Umax为三个线电压中最大的线电压，Imaxp为三相中最大的保护电流。

Ø母线绝缘监察功能

零序电压取PT开口三角电压；，其逻辑框图如下：

U0为母线绝缘监察定值，T为母线绝缘监察延时定值。

5.9小电流接地选线功能

小电流接地选线采用零序功率方向原理，可选五次谐波电压、电流或基波电压、电流计算，故障相的电容电流落后于U090°，而非故障相电容电流超前U090°，以此决定零序功率方向的接地选线原理，可准确的选出接地线路。

Ø小电流接地选线的逻辑框图如下：

注：

T：

为母线绝缘监察延时定值；

3I0：

当选用基波判接地时为基波零序电流，当选用5次谐波判接地时为5次谐波零序电流；

3U0：

为PT开口三角基波电压，U0母线绝缘监察电压定值。

Ø

方向动作范围如下：

当选用基波判接地时上图为基波零序方向动作范围，当选用5次谐波判接地时为5次谐波零序方向动作范围。

5.10过负荷保护

过负荷保护在启动状态下自动退出，在运行状态自动投入。

跳闸或告警可选，其逻辑框图如下：

图中T为过负荷延时定值，当CTL2-1=1过负荷动作跳闸，当CTL2-1=0过负荷动作告警。

5.11过压保护

过压保护为一段一时限，其逻辑框图如下：

图中T为过压保护延时定值，CTL1-7=1投入电流闭锁功能。

5.12低压保护

低压保护为一段一时限，其逻辑框图如下：

图中T为低压保护延时定值，C