2 原理說明
2.1 電流速斷保護
異步電動機在啟動過程中電流很大，通常能達到 5～8 倍額定電流(Ie)，啟動時間能長達幾十秒。裝
置設(shè)兩個速斷定值，在起機過程中采用“啟動中速斷定值”，該值按躲過電動機啟動電流整定，等電動機
啟動過程結(jié)束后，自動采用“啟動后速斷定值”，該值按電動機自啟動電流和區(qū)外出口短路時電動機大
反饋電流考慮，取兩個電流中的大者。
a)啟動時間 tst 按躲過最長的啟動時間整定，tst＞tst.max。
b)啟動時的整定值 Iop.h 按躲過電動機啟動電流 Ist 整定，即：
當 t≤tst 時，Iop.h＝krel×Ist,，為躲過非周期分量的影響，krel 取 1.5,Ist 為（6～8)Ie。
c)運行時的整定值 Iop.l 按躲過自啟動電流和區(qū)外出口短路時電動機大反饋短路整定，自啟動電流
的大小與備用電源自投的延時等因素有關(guān)，在廠用電源快切成功時，電動機幾乎不存在自啟動過程，因為
轉(zhuǎn)速還沒有明顯降低，只有在殘壓切換或同期捕捉切換時，電動機轉(zhuǎn)速已明顯降低，自啟動電流會較大，
按傳統(tǒng)方法計算，自啟動電流 Iast=5Ie，Iop.l= krel ×Iast×Ie =1.3×5×Ie =6.5Ie 。
區(qū)外出口三相短路考慮保護(40～60)ms 固有延時，反饋電流 Ifb=6Ie。
Iop.l = krel ×Ifb=1.3×6 Ie =7.8Ie。
d)速斷保護的短延時用于與 F-C 回路配合。
2.2 定時限過流保護
當電動機三相電流 IA、IB、IC 大于過流保護的整定值時，經(jīng)延時出口。
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過流定值可根據(jù)啟動電流整定，一般為（1.2～2）Ie。延時按躲過電動機啟動時間整定。
2.3 兩段定時限負序過流保護/反時限負序保護
當電動機出現(xiàn)三相電壓不平衡、斷相、反相、匝間短路時，會產(chǎn)生負序電流。
正序電流為 I1、負序電流為 I2，
若三相電流都接入裝置，則：
一般電動機保護只接入兩相（即 A、C 相）電流，其正負序電流可按下式計算：
兩段定時限負序過流保護中，一段用于跳閘，二段用于告警。
反時限負序保護動作方程為：
其中：T－負序反時限常數(shù)
I2－負序電流值
Ied－電機二次額定電流值
為防止外部故障或外部供電系統(tǒng)出現(xiàn)不平衡時，電動機的反饋負序電流可能引起負序過流保護誤動。
根據(jù)區(qū)內(nèi)、區(qū)外發(fā)生不對稱短路時 I2/I1 的比值不同，當下列條件滿足時，可將負序過流保護閉鎖：
I2≥1.2I1，其中：I1 為正序電流，I2 為負序電流。
2.4 過熱保護
電動機過負荷、啟動時間過長、堵轉(zhuǎn)等會產(chǎn)生較大的正序電流；而斷相、不對稱短路、輸入電壓不
對稱時會同時產(chǎn)生較大的正序和負序電流，根據(jù)電動機定子正序和負序電流引起的發(fā)熱特征，可對上述
故障提供過熱保護。
用正、負序綜合測量值 Ieq 作為等效電流來模擬電動機的發(fā)熱效應(yīng)，即：
Ieq2 = K1 × I1 2 + 6I 2 2
其中：Ieq —等效電流
I1 —正序電流（標幺值）
I2 —負序電流（標幺值）
K1 —正序電流發(fā)熱系數(shù)，在電機啟動過程中 K1＝0.5，啟動完畢 K1＝1
根據(jù)電動機的發(fā)熱模型反時限特性，為有效保護電動機，保護的動作時間 t 和等效電流 Ieq 的關(guān)系有
t τ Ieq·PSM 692U 電動機綜合保護測控裝置·
其中：τ —過熱時間常數(shù)。
I∞—允許電機長期運行的大電流值，一般可設(shè)為 1.1
Ip —過負荷前的負載電流，若過負荷前處于冷態(tài)，則 Ip=0
選擇上述兩曲線之一進行計算，當熱積累值達到τ時，裝置跳閘。
2.5 堵轉(zhuǎn)保護
由于機械故障、負荷過大、電壓過低等原因可能使轉(zhuǎn)子處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)。在全電壓下堵轉(zhuǎn)的電動機，
電流很大，特別容易燒壞。
裝置根據(jù)采集的各相電流計算出正序電流，當正序電流大于堵轉(zhuǎn)電流定值時，保護經(jīng)過延時跳閘。
堵轉(zhuǎn)保護在啟動時不退出運行，所以堵轉(zhuǎn)保護延時要大于電動機啟動時間。
2.6 單相接地保護
零序過流測量范圍為 0.050~30A（二次值），用于非直接接地系統(tǒng)。
當 3I0 大于零序過流整定值，保護經(jīng)延時跳閘。
2.7 低電壓保護及 PT 斷線閉鎖
當電動機電源電壓短時降低或短時中斷后又恢復(fù)時，為保證重要電動機的自啟動而需要切除次要的
電動機。
當輸入裝置的三個線電壓 Uab、Ubc 及 Uca 同時低于低電壓定值時，低電壓保護動作，經(jīng)延時作用
于出口。為防止因 PT 斷線使保護誤動，設(shè)置有 PT 斷線閉鎖。當發(fā)生 PT 斷線時，裝置將發(fā)告警信號并
閉鎖低電壓保護。
低電壓保護定值的設(shè)定按躲過成組電動機自啟動時的電壓來整定。
當母線未送電時，低電壓保護會動作，未了避免這種情況，裝置設(shè)有低電壓開放條件，必須先滿足
開放條件，低電壓保護才投入。該條件可由用戶設(shè)定投入(使用)或退出(不使用)。
低電壓開放條件：三個線電壓有一個大于 80V，且延時 100ms。該條件一旦成立，低電壓保護有效。
當?shù)碗妷罕Ｗo動作跳閘后，經(jīng)過 10S 延時，裝置自動使低電壓開放條件無效，低電壓保護同時返回。
裝置采用兩種方法識別 PT 斷線。
方法一：
當三個線電壓中大與最小之差大于 30V，延時 3S，發(fā) PT 斷線信號；當三個線電壓中大與最
小之差小于 30V，且 Uab 大于 80V，PT 斷線信號返回。
方法二：
電壓突變同時電流不突變，認為 PT 斷線，發(fā) PT 斷線信號。
電壓突變：100mS 內(nèi)三個線電壓中任一個由大于 90V 變?yōu)樾∮?/span> 60V。
電流不突變：Ia，Ic 均大于 0.2A，且變化小于 0.1A。
三個線電壓都大于９０Ｖ，PT 斷線信號返回。
2.8 過負荷保護
當電動機三相電流 IA、IB、IC 大于過負荷保護的整定值時，經(jīng)過延時，裝置發(fā)信或跳閘出口（可由
控制字選擇）。過負荷定值應(yīng)小于過流保護定值。由于電機在啟動過程中電流較大，所以過負荷延時定值
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應(yīng)躲過電機自啟動時間。
2.9 非電量保護
裝置帶有 2 個非電量保護，用于變壓器電動機組或工藝故障需要跳閘等情況。每個非電量保護可以
整定為跳閘或發(fā)信或退出。如不作為非電量保護，整定為退出時，這些點可以作為普通開入量使用。
2.10 4-20mA 直流輸出
裝置端子(3X2，3X3)輸出一路 4-20mA 直流，用于接至 DCS 系統(tǒng)的模擬量采集卡件（AI）。
該直流輸出可在裝置設(shè)置中由用戶選擇對應(yīng)為 Ia 或 Uab 或 P。
2.11 F-C 閉鎖功能
當變壓器三相電流 IA、IB、IC 任一個大于 FC 閉鎖電流定值時，經(jīng) FC 閉鎖延時，閉鎖所有跳接觸
器的保護元件，以保證熔斷器首先熔斷。當三相電流 IA、IB、IC 均小于 FC 閉鎖電流定值時，經(jīng) 100ms
延時，開放跳接觸器的保護元件。
2 技術(shù)性能及指標
2.1 額定電氣參數(shù)
— 電源
直流額定電壓：220V 或 110V；（對于直流 220V 和交流 220V，裝置電源模塊可以自適應(yīng)）
允許偏差：-20% ～ ＋15%；
波紋系數(shù)：不大于 5％。
— 額定電流、電壓
交流電流：5A 或 1A；
交流電壓：100V 或 100/ 3 V。
2.2 主要技術(shù)指標
— 精確工作范圍
電流：0.04In～20In (In =5A 或 In=1A)；
電壓：1V～140V；
頻率：45Hz～55Hz。
— 測量精度
電流：0.2 級（含諧波）；
電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)：0.5 級（含諧波）；
頻率：≤±0.01Hz；
4-20mA 輸出：0.5 級。
— 定值誤差
整定值誤差：不超過±3%；
動作時間誤差：定時限保護，不超過(±1%整定值＋40)ms；反時限保護，不超過±5%整定值或±40ms。
— 遙信分辯率
小于 2ms。
— GPS 對時
分脈沖或秒脈沖：要求 GPS 裝置提供接口為空光耦，耐壓大于 50V；
IRIG-B：DC 時碼，RS485 接口。·裝置概述·
4
— 接點容量
操作回路的跳閘電流與合閘電流：0.5A~5A 自適應(yīng)；
跳閘空接點：5A （DC220V 閉合容量）；信號空接點：5A （DC220V 閉合容量）。
2.3 環(huán)境條件
環(huán)境溫度： -25℃～＋55℃；
相對濕度：5％～95％（產(chǎn)品內(nèi)部不凝露，不結(jié)冰）；
大氣壓力：66kPa～106kPa
2.4 功率消耗
交流電流回路：當 In=5A 時，每相不大于 0.5VA；當 In=1A 時，每相不大于 0.3VA。
交流電壓回路：當額定電壓時，每相不大于 0.5VA。
直流電源回路：當正常工作時，不大于 10W；當裝置動作時，不大于 20W。
2.5 過載能力
交流電流回路： 2 倍額定電流，連續(xù)工作；10 倍額定電流，允許 10s；40 倍額定電流，允許 1s。
交流電壓回路： 1.4 倍額定電壓，可連續(xù)工作。
2.6 絕緣性能
— 絕緣電阻
在正常試驗大氣條件下，裝置的外引帶電回路部分和外露非帶電金屬部分及外殼之間，以及電氣上
無聯(lián)系的各回路之間，用 500V 的兆歐表測量其絕緣電阻值不小于 100 MΩ。
— 介質(zhì)強度
在正常試驗大氣條件下，裝置能承受頻率為 50Hz，歷時 1min 的工頻耐壓試驗而無擊穿閃絡(luò)及元件
損壞現(xiàn)象。試驗過程中，任一被試回路施加電壓時，其余回路等電位互聯(lián)接地。
— 沖擊電壓
在正常試驗大氣條件下，裝置的直流輸入回路、交流輸入回路、輸出觸點等各回路對地，以及電氣
上無聯(lián)系的各回路之間，能承受 1.2/50µs 的標準雷電波的短時沖擊電壓試驗，開路試驗電壓為 5kV。
2.7 耐濕熱性能
裝置能承受 GB/T 7261 第 20 章規(guī)定的交變濕熱試驗。試驗溫度＋40℃±2℃、相對濕度（93±3）％，
試驗時間為 48h（每一周期時間為 24h），在試驗結(jié)束前 2h 內(nèi)，測量各外引帶電回路部分對外露非帶電金
屬部分及外殼之間、以及電氣上無聯(lián)系的各回路之間的絕緣電阻應(yīng)不小于 1.5MΩ；介質(zhì)強度不低于規(guī)定介
質(zhì)強度試驗電壓值的 75％。
