LPC2530低压电动机综合保护测控装置lpc2530技术说明书v10.docx
《LPC2530低压电动机综合保护测控装置lpc2530技术说明书v10.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《LPC2530低压电动机综合保护测控装置lpc2530技术说明书v10.docx(38页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
LPC2530低压电动机综合保护测控装置lpc2530技术说明书v10
LPC2-530低压电动机综合保护测控装置
1.产品用途及特点
1.1装置功能
LPC2-530低压电动机综合保护测控装置主要为低压电动机(380V)提供各类启动和停车控制功能、保护和测控功能。
保护功能
装置具有如下标配保护功能:
过热保护
过载保护(定时限、反时限曲线可选)
断相(不平衡)保护
接地保护
堵转过流保护
启动时间过长保护
欠载保护
外部故障连锁保护
可增配以下保护功能:
漏电保护
温度保护
欠功率保护
欠电压保护
过电压保护
相序保护
测量功能
9路遥信开入采集
4路继电器输出控制
遥测量:
三相电流,电流不平衡率,三相电压,P,Q,电能累计,功率因数,频率,漏电流,热敏电阻,三相电流和电压的角度等
控制功能
以下六种控制模式任选一种:
保护模式
直接启动模式
双向启动模式
星三角启动模式
与断路器配合的保护模式
与断路器配合的直接启动模式
另外,装置还提供对电动机的欠压重启动控制功能。
通信功能
可选多种通信接口:
RS485、CAN、PROFIBUS
多种通信协议,并可支持双网
其他功能
1路4~20mA直流模拟量输出,替代变送器作为DCS测量接口(选配)
装置带有GPS时钟同步接口,以确保装置的时钟与系统同步
事件记录等
1.2装置特点
LPC2-530低压电动机综合保护测控装置具有以下显著特点:
采用先进的32位高性能嵌入式处理器ARM作为CPU。
在软件设计上,保护模块与其他模块(遥测、遥控、遥信)完全分开;保护功能不依赖通讯网,网络瘫痪与否不影响保护正常运行。
完备而配置灵活的保护功能,准确、可靠的测控功能。
安全可靠的高速现场总线技术,支持双网,支持多种现场总线接口和通讯协议。
所有输入输出信号及对外通信均采用全隔离方式,对现场环境的适应能力强。
采用全密封嵌入式结构,精心设计抗干扰组件,全面满足IEC255和GB/T14598规定的各种EMC试验要求。
采用汉字液晶显示,人机界面友好,小键盘操作方便,树形菜单,遥信、遥测、跳闸报告、告警报告等装置内部所有的信息都能在液晶上汉化显示,使调试、运行、维护方便。
完善的软、硬件自检功能。
1.3.主要技术数据
1.3.1额定数据
直流电源:
85V~265V
交流电源:
85V~265V
交流电压:
380V、100V
交流电流(等级):
2A、6.3A、25A、100A、250A
频率:
50Hz
1.3.2功率消耗
直流电源回路:
≤10W(正常工作时)
交流电压回路:
<1VA/相(正常工作时)
交流电流回路:
<0.5VA/相(正常工作时)
1.3.3工作环境
环境温度:
-10℃~+55℃保证正常工作
相对湿度:
5~95%
大气压力:
86~106KPa
1.3.4精确工作范围
电流:
0.1In~10In
电压:
1%Un~120%Un
频率:
45Hz~55Hz
1.3.5定值误差
电流及电压定值误差:
<±5%整定值
时间定值误差:
定时限延时段<±1%整定时间+30ms
反时限延时段符合反时限曲线
1.3.6热稳定性
2倍额定电流可连续运行
10倍额定电流可连续运行10秒
40倍额定电流可连续运行1秒
1.3.7DCS测量接口输出
输出范围:
4~20mA
输出精度:
0.5级
1.3.8接点容量
跳、合闸出口(常开接点):
5A,AC250V(吸合)
信号出口(常开接点):
5A,AC250V(吸合)
开关量输入:
空接点输入,导通电流<10mA
1.3.9测量精度
电压、电流:
0.5级
频率:
0.02Hz
P、Q、COSΦ:
1级
遥信分辨率:
≤2ms
电度积分精度:
2级(由保护CT接入计算)
GPS对时精度:
≤1ms
1.3.10通信
RS485:
通信速率9.6~115.2kbps可调,支持双网,通信介质支持屏蔽双绞线
CAN:
通信速率最高可达1Mbps,支持双网,通信介质支持屏蔽双绞线
PROFIBUS:
通信速率最高可达12Mbps,支持单网,高速通信时采用专用高速接口及专用通信电缆,低速通信时采用普通通信端子及屏蔽双绞线
1.3.11抗干扰性能
能承受GB/T14598.13-1998(idtIEC255-22-1)标准规定的严酷等级Ⅲ的1MHz脉冲群干扰试验。
能承受GB/T14598.14-1998(idtIEC255-22-2)标准规定的严酷等级Ⅳ的静电放电试验。
能承受GB/T14598.9-1995(idtIEC255-22-3)标准规定的严酷等级Ⅲ的辐射电磁场干扰试验。
能承受GB/T14598.10-1996(idtIEC255-22-4)标准规定的严酷等级Ⅳ的快速瞬变干扰试验。
1.3.12机械性能
振动
能承受GB/T11287中规定的严酷等级为1级的振动耐久能力试验。
能承受GB/T11287中规定的严酷等级为1级的振动响应能力试验。
冲击
能承受GB/T14537中规定的严酷等级为1级的冲击耐久能力试验。
能承受GB/T14537中规定的严酷等级为1级的冲击响应能力试验。
碰撞
能承受GB/T14537中规定的严酷等级为1级的碰撞试验。
1.3.13耐湿热性能
能承受GB7261第21章规定的湿热试验。
1.3.14重量
不大于1千克。
1.3.15主要遵循标准
GB/T14598.13-1998(idtIEC255-22-1)量度继电器和保护装置的电气干扰试验第一篇:
1MHz脉冲群干扰试验
GB/T14598.14-1998(idtIEC255-22-2)量度继电器和保护装置的电气干扰试验第二篇:
静电放电试验
GB/T14598.9-1995(idtIEC255-22-3)量度继电器和保护装置的电气干扰试验第三篇:
辐射电磁场干扰试验
GB/T14598.10-1996(idtIEC255-22-4)量度继电器和保护装置的电气干扰试验第四篇:
快速瞬变干扰试验
1.3.16其他指标满足DL478-92《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》
2.保护功能及说明
2.1过热保护
装置可以在各种运行工况下,建立电动机的发热模型,对电动机提供准确的过热保护,考虑到正、负序电流的热效应不同,在发热模型中采用热等效电流Ieq,其表达式为:
式中,K1=0.5电动机在启动态
=1电动机在运行态
K2=3~10本装置取6
K1随启动过程变化,K2用于表示负序电流在发热模型中的热效应,由于负序电流在转子中的热效应比正序电流高很多,比例上等于在两倍系统频率下转子交流阻抗对直流阻抗之比。
根据理论和经验,本装置取K2=6。
电动机的积累过热量θΣ为:
式中,Δt:
积累过热量计算间隔时间,本装置取Δt=0.1s。
电动机的跳闸(允许)过热量θT为:
式中,Tfr:
电动机的发热时间常数(s)
当θΣ>θT时,过热保护动作,θΣ=0表示电动机已达到热平衡,无积累过热量。
为了表示方便,电动机的积累过热量的程度用过热比例θr表示:
θr=
θΣ
θT
由此可见,θr>1.0时,过热保护动作,为提示运行人员,当电动机过热比例θr超过过热告警整定值θa时,装置先告警。
电动机在冷态(即初始过热量θΣ=0)的情况下,过热保护的动作时间为:
t=
Tfr
K1(I1/Ie)2+K2(I2/Ie)2-1.052
当电动机停运,电动机积累的过热量将逐步衰减,本装置按指数规律衰减过热量,衰减的时间常数为4倍的电动机散热时间Tsr,即认为该时间到后,散热结束,电动机又达到热平衡。
当电动机因过热保护切除后,本保护即检查电动机过热比例θr是否降低到整定的过热闭锁值θb以下,如否,则禁止电动机再启动,避免由启动电流引起过高温升,损坏电动机,紧急情况下,如在过热比例θr较高时,需启动电动机,可以按装置的“紧急复位”开入,人为清除装置记忆的过热比例θr值为零。
2.2过负荷保护
装置提供过负荷保护,其时间特性可选择定时限、或超常反时限两种动作时间特性之一。
反时限时间特性如图所示。
定时限过负荷保护
其动作判据为:
Imax>Igfh
t>tgfh
电动机在运行态
式中,Igfh:
整定的高压侧过负荷动作值(A)
tgfh:
整定的高压侧过负荷动作时间(s)
超常反时限过负荷保护
动作判据为:
Imax>1.1Igfh
电动机在运行态
2.3断相/不平衡保护
电动机缺相或三相不平衡故障时,本装置通过计算电流的不平衡率对电机提供保护,其动作方程为:
式中,
:
电流不平衡率,计算公式为
=
×100%,分子取两者中的绝对值较大者;
:
整定的电流不平衡率(%);
:
不平衡保护时间整定值;
:
三相电流平均值;
:
电动机额定电流。
2.4堵转(过流)保护
电机因机械故障或负荷过大等原因造成转子卡死时,过大的堵转电流引起的发热效应容易损坏电机。
为此,装置提供堵转(过流)保护,其动作方程为:
Imax>Idzzd
t>
电动机在运行态
式中,
:
堵转保护电流整定值;
:
堵转保护时间整定值;
2.5长启动保护
电机的启动电流比较大,若启动时间过长,容易使电机发热损害。
为此,装置提供了长启动保护,其动作方程为:
Imax>1.125Ie
t>
电动机在启动态
式中,
:
整定的电动机启动时间。
2.6欠载保护
某些如泵类电动机,空载或欠载运行时亦会对电动机造成损坏。
欠载保护及欠电流保护,其动作方程如下:
Iav
t>
电动机在运行态
式中,
:
三相电流平均值;
:
欠载保护电流整定值;
:
欠载保护时间整定值;
2.7接地保护
通过计算电动机的零序电流来实现,其动作判据为:
式中,
:
零序电流计算值,由三相电流的矢量叠加计算
:
接地保护零序电流整定值
:
接地保护时间整定值。
2.8低电压保护
通过测量电动机母线电压来实现,当电动机母线电压降低到整定动作值Uqy以下且时间大于整定值tqy时,对电动机提供跳闸保护。
其动作判据为:
Umax<Uqy
t>tqy
欠压保护启动前,Umax>1.05Uqy
电动机在启动态或运行态
式中,
=max(
)
Uqy:
低电压保护电压动作值(A)
tqy:
低电压保护动作时间(s)
2.9过电压保护
电压过高将造成电动机绝缘损伤,过压保护功能可对电机的一次线路中的过压故障实施保护。
其动作判据为:
式中,
:
max(
)
:
过压保护电压整定值(V)
:
过压保护时间整定值(s)
2.10相序保护
某些电机不允许反向启动运行,为此,设置了相序保护。
通过计算负序电压值来反应电压接入的相序是正向还是反相,其动作判据如下:
式中,
:
负序电压计算值
:
max(
)
:
相序保护时间整定值
:
电动机额定电压
2.11欠功率保护
欠功率也是一种欠载保护。
电动机欠载运行时,由于功率因数较低,电动机的电流不一定小,欠功率保护较之欠电流能对电动机实施更好的欠载保护。
控制器通过计算电机的有功功率进行欠功率保护,其动作判据如下:
电动机在运行态
式中,
:
三相总有功功率
:
欠功率保护功率整定值
:
欠功率保护时间整定值
2.12漏电保护
漏电保护的电流取自外部的漏电互感器,主要用于非直接接地的保护,以保证人身安全。
其动作判据如下:
式中,
:
漏电电流测量值,取自外接的漏电互感器
:
漏电保护电流整定值
:
漏电保护时间整定值
2.13温度保护
电动机定子中预埋的热敏电阻,能够根据温度变化,产生快速的阻值变化,控制器可以接收一个热敏电阻器的输入,在达到阀值时,发出停车或报警指令。
热敏电阻类型为PTC时:
实测电阻值≥动作电阻设定值,延时动作;故障动作后,实测电阻值<返回电阻设定值,则报警或故障输出清除。
热敏电阻类型为NTC时:
实测电阻值≤动作电阻设定值,延时动作;故障动作后,实测电阻值>返回电阻设定值,则报警或故障输出清除。
2.14外部故障保护
外部故障信号可以通过DI输入控制器,当控制器监测到有外部故障发生时,如果电机当前处于运行状态则按照设定时间延时停车,电机处于停车状态则不允许启动。
3.主要控制功能及说明
3.1各种模式下电机启停控制
装置提供保护模式、直接启动模式、双向启动模式、星三角启动模式、与断路器配合的保护模式、与断路器配合的直接启动模式,用户可以任意选择六种模式下的一种。
除保护模式以外,装置提供了电机的启、停功能,对电动机的启动、停车功能有多种方式,用户可以在当地通过键盘进行操作,也可以在远方通过通信进行操作,或者通过DI输入控制端子进行操作(详见8.7各模式下的信号定义)。
保护模式下,装置为电动机提供保护和测量功能,不提供电动机的启停控制功能。
电动机的启动及停车控制由外回路实现。
详细控制过程见本说明书第8节8.1保护模式接线和说明。
直接启动模式下,装置为电动机提供保护和测量功能,并提供电动机的直接启动(全压启动)和停车控制功能。
详细控制过程见本说明书第8节8.2直接启动模式接线和说明。
双向启动模式下,装置为电动机提供保护和测量功能,并提供电动机的双向启动(正,反向全压启动)和停车控制功能。
详细控制过程见本说明书第8节8.3双向启动模式接线和说明。
星三角模式下,装置为电动机提供保护和测量功能,并提供电动机的星三角启动(启动时为星形,启动结束后为三角形)和停车控制功能。
详细控制过程见本说明书第8节8.4星三角启动模式接线和说明。
与断路器配合的保护模式,装置的功能与保护模式相同,只是装置配合的对象是断路器而不是接触器。
详细控制过程见本说明书第8节8.5保护模式(与断路器配合)接线和说明。
与断路器配合的直接启动模式,装置的功能与直接启动模式相同,只是装置配合的对象是断路器而不是接触器。
详细控制过程见本说明书第8节8.6直接启动模式(与断路器配合)接线和说明。
3.2本地/远程选择
用户可以在定值单中设定操作权限。
可以设置为:
本地、远程、根据本地/远程开关。
“本地”表示现在的操作权限在本地(包括本地键盘和本地端子);“远程”表示现在的操作控制权限在远程(包括远程端子和远程通信);“根据本地/远程开关”表示现在的操作权限要通过外部的“本地/远程”DI的状态来设定。
若选择了“根据本地/远程开关”,则外部需接入本地远程转换开关,作为装置的DI输入。
若此DI为常开,没有按下“本地/远程”DI,控制权限在本地,按下了则操作权限在远方;若此DI为常闭,没有按下“本地/远程”DI,控制权限在远方,按下了则操作权限在本地。
3.3欠压重启动功能
低压电动机的控制电源常常直接引自380V电网,当系统电压出现短时故障(俗称“晃电”)时,易导致电机停车。
装置提供电动机的失压重启动功能,使电动机在失电停车而系统电源又恢复正常的情况下,能自动重新启动,维持正常运行。
4.通信功能
装置的智能通信卡支持三种现场总线通信,用户可以根据工程需要选择高速RS485、CAN和PROFIBUS通信接口。
通信的主要内容有:
测量值(模拟量,开关量等)
保护定值查询和修改
装置状态、故障信息等
控制命令的输入
远方复归
5.其他功能
5.1DCS测量接口
装置测量电动机的交流参数,并通过D/A向DCS系统送出1路4~20mA的直流模拟量。
模拟量输出为4~20mA,出厂默认的模拟量为A相电流,20mA对应1倍的额定电流。
需配置的参数如下:
4~20mA对应的模拟量输出的倍数:
0.8~1.2。
4~20mA对应的可选的模拟量:
A相电流,B相电流,C相电流,三相电流平均值,线电压Uab,线电压Ubc,线电压Uca,线电压平均值,频率,功率。
出厂默认的模拟量为A相电流,20mA对应1倍的额定电流。
模拟量输出的倍数:
0.8~1.2。
当模拟量输出倍数设定为1倍时,各种变量输出的对应关系如下:
类别
20mA对应关系
类别
20mA对应关系
A相电流
额定电流
AB 线电压
额定电压
B相电流
额定电流
BC线电压
额定电压
C相电流
额定电流
CA线电压
额定电压
三相电流平均值
额定电流
电压平均值
额定电压
频率
55HZ
功率
额定功率
5.2事件记录等
当某一保护动作后,若故障未切除,则其它保护若满足条件会相继动作。
装置保护动作后,在未复归情况下,若再有故障保护仍能动作。
即保护能多次动作。
装置能自动带时标的记录装置和电动机的各种运行信息,包括:
12个保护SOE事件记录
24个遥信变位SOE记录
12个装置自诊断信息记录
12个遥控记录
24个运行事件记录
8个电动机启动记录
6.定值、参数设定
6.1系统参数整定
序号
名称
单位
范围
缺省值
1
用户密码
0~9999
0
2
通信口1通信协议
无、DBJ2.0、MODBUS
DBJ2.0
3
通信口1通信地址
0~255
1
4
通信口1波特率
Bps
4800、9600、19200、38400、57600、115200
9600
5
通信口2通信协议
无、DBJ2.0、MODBUS
DBJ2.0
6
通信口2通信地址
0~255
1
7
通信口2波特率
Bps
4800、9600、19200、38400、57600、115200
9600
8
4~20mA输出选择
无、Ia、Ib、Ic、Iav、Ua、Ub、Uc、Uav、f、P
无
9
4~20mA输出倍数
0.8~1.2
1
10
时钟设置
11
菜单语言选择
中文,英文
中文
6.2保护定值整定
序号
名称及含义
符号
单位
整定范围
缺省值
1
不平衡率整定值
%Ie
10~60
30
2
不平衡保护动作时间
s
1.00~30.00
5.00
3
不平衡保护动作方式
退出、报警、停车
报警
4
接地保护电流整定值
%Ie
50-800
100
5
接地保护时间整定值
s
0.10-5.00
1.00
6
接地保护动作方式
退出、报警、停车
报警
7
欠载保护电流整定值
%Ie
20~100
30
8
欠载保护时间整定值
s
1.00~60.00
10.00
9
欠载保护动作方式
退出、报警、停车
报警
10
堵转保护电流整定值
%Ie
100~600
300
11
堵转保护时间整定值
s
0.50~50.00
10.00
12
堵转保护动作方式
退出、报警、停车
报警
13
长启动保护动作方式
退出、报警、停车
报警
14
外部故障延时整定值
s
0.00~3.00
1.00
15
外部故障保护动作方式
退出、报警、停车
报警
16
过热告警值
θa
0.50~1.00
0.70
17
发热时间常数
Tfr
Min
1~100
15
18
散热时间常数
Tsr
Min
1~300
30
19
重启动过热闭锁值
θb
0.50~1.00
0.50
20
过热保护动作方式
退出、报警、停车
停车
21
过负荷保护电流整定值
I1gl
%Ie
50~150
120
22
过负荷保护时间整定值
t1gl
s
1.00~100.00
15.00
23
过负荷保护曲线选择
定时限、超常反时限
定时限
24
过负荷保护动作方式
退出、报警、停车
报警
25
漏电保护电流整定值
%Ir
10~100
30
26
漏电保护时间整定值
s
0.00~60.00
5.00
27
漏电保护动作方式
退出、报警、停车
报警
28
欠功率保护功率整定值
%Pn
20~95
30
29
欠功率保护时间整定值
s
1.00-60.00
10.00
30
欠功率保护动作方式
退出、报警、停车
报警
31
电动机额定功率
Pn
KW
0.0-200.0
3.6
32
欠功率保护动作方式
退出、报警、停车
报警
33
温度保护热敏电阻类型
PTC,NTC
PTC
34
温度保护动作电阻值
kΩ
1.00-30.00
20.00
35
温度保护返回电阻值
kΩ
1.00-30.00
10.00
36
温度保护延时时间
s
1.00-10.00
1.00
37
温度保护动作方式
退出、报警、停车
停车
38
欠压保护电压整定值
Uqy
%Un
10-80
70
39
欠压保护时间整定值
tqy
s
0.30-10.00
5.00
40
欠压保护动作方式
退出、报警、停车
停车
41
过电压保护电压整定值
%Un
105-120
110
42
过电压保护时间整定值
s
0.10-10.00
5.00
43
过电压保护动作方式
退出、报警、停车
报警
44
相序保护延时时间
s
0.00-3.00
1.00
45
相序保护动作方式
退出、报警、停车
报警
46
欠压重启动电压整定值
%Un
10-80
70
47
欠压重启动时间
s
0.10-10.00
10.00
48
欠压重启动动作方式
投入、退出
退出
49
电动机额定启动时间
s
1.00-99.99
10.00
50
星三角启动转换时间
s
1.00-99.99
10.00
51
电动机额定电流
Ie
A
0.50~250.00
6.3A
52
开关合跳超时时间
s
0.1-99.9
1.0
53
控制权限
本地,远程,根据外部开入
根据外部开入
6.3精度调整
6.3.1测量精度系数调整
序号
名称
范围
步长
缺省值
1
Ia
0.5~2
0.001
1.000
2
Ib
0.5~2
0.001
1.000
3
Ic
0.5~2
0.001
1.000
4
K(4-20mA)
0.5~2
0.001
1.000
5
B(4-20mA)
-20~20
0.001
0.000
6
Ir(