MDU01EKW电动机短路保护说明书.docx

1、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

2、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ALL IN ONE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

3、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

4、：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，AC250Vj. 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：80kPa110kPak. 抗干扰与绝缘抗

5、干扰性能符合：GB6162绝缘耐压符合：DL4784 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。 ACB DYB CPU I/OB 图2 插件布置图(正视图)ACB:交流板。由现场CT来的5A1A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

6、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S123短接S323

7、短接故障灯跳线S21-2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；Iz

8、d: 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0.30.5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24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1.31.5 ；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；Fph: 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0.91.2倍额定电流In

9、。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。5.2 CT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

10、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1.2 In）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

11、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

12、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：

13、28ICDA=00.01AICDB=00.01AICDC=00.01A18：28：28: 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 运行监视-1 交流监视3=交流监视=3ICDA=00.02AICDB=00.02AICDC=00.04A3=交流监视=2IA2=03.04A 000IB2=03.02A 245IC2=03.00A 1213=交流监视=1IA1=03.02A 000IB1=03.01A 242IC1=03.0

14、3A 123IA1、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1 0开入2 0开入3 0开入4 0开入5 0复归按钮 0差动保护压板0-2 开入监视开入1 0：端子X502-1开入1开入2 0：端子X502-2开入2开入3 0：端子X502-3开入3开入4 0：端子X502-4开入4开入5 0：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。 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

15、：9009 按“确认”键进入如下画面，6=数值定值1差动速断05.00安-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。-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。-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

16、”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。 其他功能-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-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

17、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。 厂家调试-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。-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。