NS 941S电动机综合保护说明书 V11.docx

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NS941S电动机综合保护说明书V11

NS941S电动机综合保护说明书V1.1

NS941S

电动机综合保护测控装置

说明书

V1.1

南京南自科技发展有限公司

2003年12月

*本说明书可能会被修改,请注意最新版本资料

目录

1．概述?

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2．主要技术参数?

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3．保护功能?

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4．测量、控制以及事件记录功能?

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5．硬件结构说明?

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6．使用操作说明?

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7．装置参数一览?

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·概述·

1概述

NS941S电动机综合保护测控装置适用于大型及中型三相异步电动机的保护、测量及控制。

可以在开关柜就地安装，也可以集中组屏安装。

1.1装置主要特点

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高速的DSP处理器

采用高性能DSP芯片，提供了高速的数据处理能力，保证了高性能实时算法的实现，提高了装置的可靠性和整体性能。

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快速、高精度采样

采用快速14位高精度采样芯片，并采用频率自动跟踪技术，保证了很高的保护和测量计算精度。

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强大的通讯功能

采用CAN网作为主通讯接口，传输速率可达1Mb/s，系统响应速度快。

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可靠的操作箱功能

独立的跳、合闸启动和保持回路设计。

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高可靠的电磁兼容设计

标准背插式工业机箱，电路板采用表面贴装技术以及多层板工艺，选用快速瞬变电压抑制器件，使装置具有很强的电磁兼容能力。

1.2保护功能配置

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电流速断保护

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正序过流保护

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负序过流保护

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零序过流保护

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过热保护

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启动时间过长保护

1

·概述·

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低电压保护

1.3数据采集功能

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实时采集电流、电压、有功、无功、功率因数、频率?

8路遥信量

1.4事件记录

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保护动作记录

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告警事件记录

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遥信变位记录

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操作命令记录

1.5控制功能

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就地/远方分闸、合闸控制

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远方定值修改

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远方保护投/退

1.6操作箱功能

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跳位、合位指示

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可靠的自保持及防跳设计

1.7通信功能

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CAN总线

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RS-485总线

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·主要技术参数·

2主要技术参数

2.1额定参数

2.1.1直流电源

额定电压：

允许偏差：

纹波系数：

功耗：

2.1.2交流参数

交流电压：

交流电流：

频率：

交流电流功耗：

交流电压功耗：

交流电流过载能力：

交流电压过载能力：

2.2保护参数

2.2.1电流元件

动作电流：

级差：

误差：

2.2.2电压元件

动作电压：

220V或110V（订货说明）－20％～15％＜5％＜15W100V5A或1A（订货说明）50HZ＜0.5VA/相（额定电流5A）＜0.1VA/相（额定电流1A）＜0.1VA/相2倍额定电流连续工作20倍额定电流连续工作10秒40倍额定电流连续工作1秒1.2倍额定电压连续工作0.1～20In0.01A＜3％0.5～120V3

·主要技术参数·

级差：

误差：

0.1V＜3％

2.2.3整组动作时间（包括继电器固有时间）

1.2倍整定值：

2.2.4跳合闸电流

0.4A～4.5A（订货说明）

2.3测量精度

电流、电压：

有功、无功：

0.2级0.5级30ms

2.4绝缘性能

2.4.1绝缘电阻

装置的带电部分和非带电部分及外壳之间，以及电气上无联系的各电路之间，用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，均大于100MΩ。

2.4.2介质强度

在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，历时1min的工频耐压试验而无击穿闪络及元器件损坏现象，试验电压2kV。

2.4.3冲击电压

在正常试验大气条件下，装置的直流电源输入回路、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，装置应无绝缘损坏。

2.5机械性能

2.5.1振动

技术条件：

装置能承受GB7621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

技术条件：

装置能承受GB7621中17.5规定的严酷等级为Ⅰ级的冲击耐久能力试验。

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·主要技术参数·

2.5.3碰撞

技术条件：

装置能承受GB7621第18章规定的严酷等级为Ⅰ级的冲击耐久能力试验。

2.6气候条件

2.6.1环境温度

工作温度：

－20℃～＋55℃

存储温度：

－25℃～＋70℃

2.6.2相对湿度：

≤95％，无凝露

2.6.3大气压力：

70～106KPa

2.7电磁兼容

2.7.1静电放电抗干扰度

通过GB/T14598.14－1998标准、静电放电抗干扰4级试验。

2.7.2电快速瞬变脉冲群抗扰度

通过GB/T14598.10－1996标准、电快速瞬变脉冲群抗扰度3级试验。

2.7.3浪涌（冲击）抗扰度

通过GB/T17626.5－1999标准、浪涌（冲击）抗扰度3级试验。

2.7.4脉冲群抗扰度

通过GB/T14598.13－1998标准、脉冲群抗扰度3级试验。

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·保护功能·

3保护功能

3.1速断保护

速断保护作为电动机绕组及引出线发生相间短路时的主保护。

为了提高电流速断保护在正常运行状态下的灵敏度，本装置速断保护设置了两个整定值：

电动机启动状态下的定值和正常运行状态下的定值。

考虑到电动机启动时以及外部短路会产生较大的瞬态电流，建议速断保护带一短延时，对于中小型电动机该延时可取0.10～0.15秒，对于大型电动机可取0.15～0.20秒。

3.2正序过流保护

本装置的正序过流保护对电动机在启动结束后的堵转及对称过负荷提供快速保护。

若在电动机启动过程中发生堵转，启动时间过长保护会动作，虽然动作时间可能大于允许的堵转时间，但考虑到堵转前电动机处于冷却状态，允许适当延长跳闸时间。

3.3负序电流保护

负序电流保护用于反应电动机的不对称故障、断相、反相、匝间短路、不对称过负荷。

本装置反时限特性是一条设置了最小时限的反时限曲线。

设置最小定时限是为了防止电动机外部两相短路时的误动作，或电动机出口采用FC回路时防止负序保护先于熔丝熔断前动作。

动作判据：

1.t=TI2?

1I2dz当1<I2<2时；I2dz

2.t=T当I2?

2时I2dz

其中，I2：

电动机的负序电流

I2dz：

负序电流动作值T：

负序动作时间常数

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·保护功能·

3.4零序过流保护

本装置采用零序互感器获取电动机的零序电流，作为电动机的单相接地保护。

3.5过热保护

考虑正、负序电流的综合发热效应，本装置采用以下发热模型实现电动机的过热保护。

t?

?

K1（I1/In）2?

K2（I2/In）2?

1.052

其中，τ：

发热时间常数；

In：

电动机的额定电流；

I1：

正序电流；

I2：

负序电流；

K1：

正序电流发热系数，电动机启动中K1=0.5,启动结束K1=1；

K2：

负序电流的发热系数，K2=3～10，一般取K2=6；

过热保护启动后，当热积累值达到热积累告警定值时发热告警信号；当热积累值达到热积累定值时发跳闸命令切除电动机。

电动机过热保护跳闸后，积累的热量即按指数规律衰减，当电动机仍处于过热状态时，禁止电动机再次起动。

需要紧急起动时，通过装置菜单“手动操作”里的“热复位”命令强行将热模型恢复到冷态，方可紧急起动。

3.6启动时间过长保护

电动机启动时间过长会造成转子过热，当装置实际测量的启动时间超过整定的允许启动时间时，保护动作于跳闸。

3.7低电压保护

为防止电动机在低电压状态下运行时，负荷电流增加而烧坏设备，以及保障重要电机的自启动，本装置设置了低电压保护。

为防止电动机停运时低电压保护动作，本保护在断路器在合位，且装置检测到PT电压正常时间超过3秒后才投入。

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·测量、控制以及事件记录功能·

4测量、控制以及事件记录功能

4.1测量功能

4.1.1交流量

装置可实时采集电压、电流、有功功率、无功功率、频率及功率因数。

4.1.2状态量

装置设有8路外部开关量接口，用于保护投退、闭锁接点、刀闸等开关量的采集；装置还设有4路内部状态量的采集，用于操作回路如跳位、合位等信号的采集。

4.2控制功能

装置可接收遥控命令实行开关的远方分、合控制。

还可通过菜单手动命令对开关进行手动分合操作。

保护定值的修改、保护功能的投退均可由远方控制。

4.3事件记录功能

装置的事件记录保存了在运行时发生的重要事件，失电后不丢失。

共有四类记录：

动作事件记录、告警事件记录、遥信变位事件记录和操作命令记录。

每一类记录均为16条，采用循环覆盖的保存方式。

动作事件记录的内容为作用于跳闸的保护动作时间、保护名称。

告警事件记录的内容为作用于告警信号的保护动作时间，名称，以及装置自检出错告警等。

遥信变位事件记录的内容为接入装置的遥信量发生变位时的状态和时间。

操作命令记录的内容为在本机或遥控修改定值、就地或遥控分、合闸等操作的发生时间和操作名称。

事件记录中的操作命令记录是不可删除的，其他事件记录可以手动删除。

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·硬件结构说明·

5硬件结构说明

5.1机箱结构

装置采用标准5U机箱，由模拟量模件、DSP模件、信号出口模件、电源模件、显示面板组成。

装置机箱采用背插式结构，各模件功能相对独立，便于调试和维护工作。

机箱示意和开孔尺寸见附图。

5.2模拟量模件

模拟量模件包括交流电流输入回路、交流电压输入回路和直流量输入回路。

交流电流输入回路由电流互感器和滤波电路组成，交流电压输入回路由电压互感器和滤波回路组成，直流量输入回路由光耦和滤波回路组成。

模拟量模件将系统二次侧的电流、电压以及直流量变换为装置可以使用的模拟量，提供给DSP模件。

同时模拟量输入回路还具有很强的隔离屏蔽和滤波功能，可以隔离和抑制系统中可能出现的干扰信号。

5.3DSP模件

DSP模件是装置的核心部分，模件内包括高效的DSP芯片和大规模可编程器件，配合高速存储器和高精度采样芯片，保证了装置的可靠性和先进性。

插件采用多层印制板及表面贴装工艺，提高了装置的稳定性及抗电磁干扰能力。

5.4信号出口模件

信号出口模件由信号继电器、出口继电器及开关操作回路组成，对外提供信号空接点、跳闸空接点，以及开关的防跳回路和位置信号。

其中开关操作回路部分完全独立，简化了设计和调试工作，进一步提高了装置可靠性。

5.5电源模件

电源模件提供装置的工作电源。

该模件还包括8路遥信量回路（可扩展到16路），为提高遥信回路的抗干扰能力，遥信采用强电（DC220V或DC110V）输入，完善、周到的设计

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·硬件结构说明·

可防止回路电缆接地引起的遥信状态变位。

5.6面板

显示面板包括液晶屏、键盘和信号灯。

其中液晶显示为全中文菜单，空闲状态时显示屏背光和显示可以自动关闭。

5.7指示灯

装置面板上有指示灯，其中“运行”和“跳位”灯为绿色，其它为红色，具体意义如下。

表2.1面板指示灯意义

5.8键盘

表2.2面板键盘意义

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·使用操作说明·

6使用操作说明

6.1上电运行

装置在上电前，信号端子中的“装置故障”信号接点处于闭合状态。

上电后，该接点打开。

正常情况下面板上的“运行”指示灯会连续闪烁，周期大约为1秒。

装置上电后自动进行自检，如果在运行中出现故障，“运行”指示灯会停止闪烁，保持常亮或熄灭状态，同时信号端子中的“装置故障”信号接点会自动闭合。

装置的液晶显示可以设置为常开或者自动关闭，为了延长液晶的使用寿命，建议设定为自动关闭。

6.2菜单说明

装置采用中文菜单，可以完成电量显示、参数设定、信息读取等。

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·使用操作说明·

表2.3菜单选项意义6.3菜单内容详细说明

6.3.1系统基本信息菜单

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·使用操作说明·

6.3.2实时数据显示菜单

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·装置参数一览·

7装置参数一览

7.1保护定值和装置参数

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·装置参数一览·

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·附图·

图意示面背、面正箱机置装图附16

·附图·

架

托装

安需

图

图部视孔底侧开置

装：

明

图图视视正俯

图寸尺孔开箱机置装图附17

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·附图·

·附图·

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