IP防护等级说明
IP防护等级说明（按照EN60529/IEC529）
防护等级IP54，IP为标记字母，数字5为第一标记数字，4为第二标记数字
第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级，第二标记数字表示防水保护等级
限91d428aa生命值全满43b24753隐形模式
MMP-I系列智能保护装置在电力系统中的应用
2002-7-22
MMP-I系列智能保护装置在电力系统中的应用
传统的电力系统继电保护功能的实现要用许多继电器，如过电流保护、速断保护及接地保护要用电流继电器，差动保护要用电流继电器或差动继电器。测量功能的实现要用有功功率表、无功功率表、有功电度表、无功电度表和功率因数表等测量仪表，变电所往往有许多继电保护屏，要占很大空间。本文介绍的MMP—Ⅰ系列智能保护装置是一种微机型综合保护装置，它综合了这些功能，具有体积小(宽×高×厚2 00mm×260mm×175mm)、重量轻(6 5kg)、功能强以及保护灵敏等特点，既可单台独立运行，也可以联接成网，组成变电站综合自动化系统，对电力系统的改造具有一定的参考价值。
附表〖BHDFG2，WK20 ZQ2，K10ZQ2，K10ZQ2W〗名称整定范围级差
额定电流0～5 9A0 1
起动时速断倍数 K 0～9 90 1
欠压整定值0～129V1V
零序电流整定值0～1 29A0 01A
零序保护延时整定值0～59 9s0 1s
起动时间0～59 9s0 1s
起动时间间隔0～599s1s
负序系数 K 20～91
发热时间常数0～9991
散热系数 K ′0～161
差动保护动作电流0～59 9A0 1A
差动保护制动系数0～10 1
自起动时间0～599s0 1s
1 保护装置功能简介
(1)装置特点
1)完成主设备所需的各种组合方式配置的保护功能，保护配置方便、保护动作迅速、准确。
2)保护和测量精度高，能实现开关柜电量的测量。
3)大屏幕汉化液晶显示，人机界面友好，信息量大。
4)键盘操作灵活，整定方便，能实现定值的快速整定。
5)测量显示为一次值，能适应各种变比的互感器。
6)具有通信功能，可实现远程/本地实时监控，满足无人值班和综合自动化的需要。
(2)通用功能
1)保护功能用于线路的保护功能有：速断、限时速断、过流、零序低周减载，三相一次自动重合闸；用于电动机的保护有：速断、过热(过流)、欠压、负序(不平衡)、零序、起动过长、自起动和差动保护。
2)测量功能可测有功功率、无功功率、有功电度、无功电度及功率因数等。
3)报警功能PT断线报警：当有电流而二次电压突变为零时发PT断线报警信号，同时低电压闭锁。
CT断线报警：当有电压而二次相电流某相突变为零时，发CT断线报警信号。4)控制功能本地/远程跳合闸及通信控制跳合闸。
5)通信功能本装置具有通信联网功能，通信端口采用RS422标准接口，装置内置有通信程序，可联CK2000变电站综合自动化系统，支持遥控、遥测和遥信功能。
6)主要参数整定范围及级差见附表。
2 原料动力厂5#变电所系统介绍
5#变电所为单母线分段运行，进线电压为6kV，其电源来自化肥厂0#变32#、60#柜，电缆为YJV—6kV，3×240mm 2，沿新建桥架敷设。改造中5#变新安装了11台KYN18C型高压柜，该柜采用一种新研制的MMP—Ⅰ系列智能保护装置，作为线路、电动机、电容器等的保护装置。5 #变主要是为催化裂化装置的2500kW主风机电动机供电。
3 综合保护装置参数的计算
现以6kV、2500kW异步电动机为例说明参数的计算。
(1)电流速断保护
1)带时限电流速断原理：当电动机在起动过程中(起动过程由所设定的起动时间决定)，针对A、C相电流(或A、B、C)基波最大值，当任一相电流大于或等于 K 倍的整定值时，则定时器起动；若在整定时限内电流恢复正常，则终止计时器；若持续到整定时限，且保护出口处于投入状态，则出口动作。 K 为整定的起动系数。当电动机起动过程完成后，针对A、C相电流(或A、B、C)基波最大值，当任一相电流大于或等于 K 倍的整定值时，则计时器起动；若在整定时限内电流恢复正常则终止计时器，若持续到整定时限，且保护出口处于投入状态则出口动作。
2)电流速断保护计算
I dz j= K k K jx K q I ed/ n 1
=1 6×1×5 32×277 1/(500/5)
=23 59(A)取24A，可取速断12A， K =2。
式中 I dz j——保护装置的动作电流；
K k——可靠系数；
K jx——接线系数；
K q——电动机起动电流倍数，5 32；
I ed——电动机额定电流277 1；
n 1——电流互感器变比500/5。
I dz= I dz j n 1/ K jx=24×100/1=2400(A)
式中 I dz——保护装置一次动作电流
K m=3 69＞2灵敏度满足要求(计算公式略)。
(2)纵联差动保护
规程规定2500kW异步电动机应装设纵联差动保护。
1)纵联差动保护原理
采用比率制动原理，能可靠而有效地对大型电动机绕组内及引出线上的相间短路故障提供灵敏的保护。
差动保护的判断依据
｜
I i -I o＞ I cdmin且 I i- I o＞ K ｜( I i+ I o)/2
式中 I i——进线电流；
I o——出线电流；
I cdmin——设定差动电流；
K ——设定比率制动系数。
2)差动保护参数计算
纵联差动保护应躲过以下两种情况下的最大不平衡电流。
①躲过电动机起动电流
n 1
I dz j= K k K txΔ f K jx K q I ed/
=1 3×0 5×0 1×1 0×5 32×277 1/100
=0 96(A)
式中 K k——可靠系数，用于差动保护时取1 3；
K tx——电流互感器的同型系数；取0 5；
Δ f——电流互感器的允许误差，取0 1；
K jx——接线系数，接于相电流时取1 0；
K q——电动机起动电流倍数，取5 32。
②按躲过电流互感器二次回路断线考虑
所以
I dz j= K k K jx I ed/ n 1=1 3×1×277 1/1 00≈3 6A 取4A。
(3)低电压保护
电动机正常运行时，如由于短路或其他故障使电动机母线电压降低，此时电动机
的转矩会成倍地下降，造成电动机严重过载而电流增加不大，通常情况下，当
母线电压降低至60%时，电动机的自起动将产生困难，所以电动机需进行欠电
压保护。2500kW电动机欠压整定值取60 V,0 5s。
(4)接地保护
零序过流保护：取零序电流的最大值，当零序电流大于或等于整定值时，则定时
器起动，若在整定时限内电流恢复正常则终止计时器，若持续到整定时限，且
保护出口处于投入状态则出口动作。2500kW电动机取0 1A，时限为0 5s，
动作于信号。
(5)过热保护
过热是电动机损坏的重要原因，特别是负序电流产生的过热，该装置采用热积分
的办法，考虑了发热与散热的动态过程，当发热大于散热时，热量进行积累，
当发热小于散热时，热量散失，公式如下
-1］(1)
T=τ/［(I eq/ I e) 2
I eq=( K 1I 2 1+K 2I 2 2) 1/2(2)
式中 T ——出口动作时间；
τ ——时间常数；
I e——电动机额定电流；
I 1——正序电流；
I eq——等效电流；
I 2——负序电流；
K 1——正序电流系数(固定为1)；
K 2——负序电流系数。
由于负序电流在转子中的热效应比正序电流高得多，等于两倍系统频率下转子交流阻抗与直流阻抗之比，对于大多数电动机，厂家推荐选取 K 2=6。
根据电动机运行规程(冷态下可连续起动三次，热态下可连续起动两次)，按保守的连续起动两次考虑，由
τ≤2(K q-1) T star(式中 K q和 T star分别表示实测起动电流倍数和起动时间)，求出τ取整后整定。对2500kW电动机
τ ≤2×(5 32 ２-1)×15=819取 τ =800
如散热环境好，电动机容量小，厂家推荐选取 K ′=1;如电动机容量大，散热不好，推荐选取 K ′=4，本工程中取散热系数 K ′=4。
过热报警：当电动机运行电流大于额定电流时，电动机开始发热，当热量累积大于跳闸热量累积的30%时，此时本装置即发出过热报警。
4 综合保护装置的定值
通过计算可见2500kW电动机带主风机起动时综合保护装置输入数据如下：
1)额定电流，取2 8；
2)速断12A，取 K =2；
3)差动4A，取 K =0 8；
4)欠压60V，取0 5s后动作于信号；
5)零序0 1A，0 5s后动作于信号；
6)过热时间常数，取τ=800；
7)起动时间，取15s；
8)散热系数，取4；
9)过热负序系数，取 K 2=6。
5 结论及建议
以上定值输入综合保护装置后，经过8个月的运行，设备运行可靠，动作准确，说明改造是成功的。2001年3月10日，2500kW电动机星侧出线端子松动，电缆头击穿后，差动保护及时动作，保护了机组，避免了事故扩大。
现阶段，许多工矿企业变电所的继电保护采用传统的保护方式，保护的实现要用许多继电器，继电保护屏占地面积大，定值输入繁琐，不利于现代微机化的管理，若改造中采用综合保护装置，不仅可节约厂地，降低劳动强度，而且电气系统的可靠性、准确性也将迈上一个新的台阶。
工业与民用电力装置的继电保护和自动装置设计规
范
中华人民共和国国家标准
GBJ62－83
（试行）
主编部门：中华人民共和国水利电力部
批准部门：中华人民共和国国家计划委员会
试行日期：1984年6月1日
目录
第一章总则
第二章一般规定
第三章电力变压器的保护
第四章 3－35千伏电力线路的保护
第五章电力电容器的保护
第六章 3千伏及以上电动机的保护
第七章用高压熔断器的保护
第八章自动重合闸
第九章备用电源和备用设备的自动投入装置
第十章自动低频减载装置
第十一章二次回路
附录本规范用词说明
第一章总则
第1．0．l条电力装置的继电保护和自动装置设计，必须认真执行国家的技术经济政策，并应做到保障人身安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理。
第1．0．2条电力装置的继电保护和自动装置设计，应根据工程特点、规模和发展规划，合理地确定设计方案。
第1．0．3条电力装置的继电保护和自动装置的回路设计中，应节约有色金属，并应节约用铜。
第1．0．4条本规范适用于工业、交通、电力、邮电、财贸、文教等各行业新建工程的设计。
第1．0．5条电力装置的继电保护和自动装置设计，尚应符合现行的有关国家标准和规范的规定。
第二章一般规定
第2．0．1条本章运用于3－35千伏电力设备和线路的继电保护和自动装置。
第2．0．2条继电保护和自动装置应尽快地切除短路故障和恢复供电，以保证电力系统安全运行，限制故障设备的损坏程度和减少停电报失。第2．0．3条动作于跳闸的继电保护，应有选择性，但本章另有规定者除外。带阶段特性和反时限特性的保护，前后两级之间的灵敏性和动作时限均应相互配合。
根据电力系统运行要求，须缩短切除故障时限时，保护装置可无选择地动作，但应尽量用自动重合闸或备用电源自动投入装置来补充。
第2．0．4条保护装置和自动装置应力求简单可靠，使用的元件和触点尽量少，接线简单，维护方便。
第2．0．5条各电力设备和线路的保护装置除作为本身的主保护外，如果可能，还应尽量作为相邻设备和线路的后备保护。当按动作原理不能保护相邻设备和线路时，例如纵联差动保护和横联差动保护等，则应装设单独的后备保护。
第2．0．6条保护装置的灵敏系数，应根据不利的运行方式和故障类型进行计算，必要时，还应计及短路电流衰减的影响。
各类保护装置的灵敏系数，应符合下列要求：
一、电流电压保护的灵敏系数，一般不低于1．5。如满足此要求将使保护复杂化时，灵敏系数可为1．25。
二、距离保护起动元件的灵敏系数，一般不低于1．5：作为线路末端主保护的第二段距离元件，一般不低于l．25；线路末端短路电流应为阻抗元件精确工作电流的1．5倍以上。
三、平行线路的横联差动方向保护和电流平衡保护，其电流和电压起动元件的灵敏系数，在故障线路两侧均未断开前，其中一侧按线路中点短路计算，一般不低于2；一侧断开后，另一侧按对端短路计算，一般不低于1．5。
四、中性点非直接接地电力网中的单相接地保护，采用零序电流保护时的灵敏系数，对于电缆线路一般不低于l．25，对于架空线路一般不低于1．5：采用零序功率保护时的灵敏系数，一般不低于2．0。
五、变压器和电动机的差动保护，以及送电线路的带辅助导线的纵联保护，灵敏系数一般不低于2。
六、变压器和电动机的电流速断保护，当保护装置安装处短路时，灵敏系数一般不低于2。
七、后备保护的灵敏系数一般不低于1．2。如满足此要求将使保护过份复杂或在技术上难以实现时，可仅按常见的运行方式和故障类型校验灵敏系数，或在相邻长线路、变压器后短路时允许缩短后备作用范围。第2．0．7条保护装置用的电流互感器，其误差不应大于10％。当技术上难以满足要求，且不致使保护装置不正确动作时，可允许有较大的误差。
第2．0．8条在电力设备正常运行情况下，当电压互感器的二次回路断线或发生其他故障时，应有防止继电保护误动作的措施。
第2．0．9条在保护装置回路内应装设指示信号，包括信号继电器、带动作指示的继电器、带指针的时间继电器及带自保持的灯光信号等。指示信号应能显示保护装置各组成部分的动作情况。
第2．0．l0条采用交流整流电源作为继电保护用直流电源时，应符合下列要求：
一、如采用复式整流，应保证各种运行方式下，在不同故障点和不同相别短路时，保护装置均能可靠动作。
二、如采用电容储能装置，应保证在失去交流电源的情况下，保护装置应能在最不利条件下以不同的时限断开放性元件的各断路器。对集中储能的电容器，应设有便于值班人员对电容器进行定期检查的装置。
第2．0．ll条采用交流操作的保护装置时，短路保护一般由被保护元件的电流互感器取得操作电源。变压器的瓦斯保护和中性点非直接接地电力网的接地保护，一般由电压互感器或变电所所用变压器取得操作电源。
第三章电力变压器的保护
第3．0．l条 800千伏安及以上的油浸式变压器和400千伏安及以上车间内油浸式变压器应装设瓦斯保护。当壳内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，应瞬时作用于信号；当产生大量瓦斯时，宜瞬时断开变压器电源侧的断路器。如变压器安装处电源侧无断路器或短路开关时，可作用于信号。
第3．0．2条对变压器引出线、套管及内部的故障，应按下列规定装设保护装置：
一、10000千伏安及以上的单独运行变压器和6300千伏安及以上的并列运行变压器，应装设纵联差动保护。6300千伏安及以上单独运行的重要变压器，必要时，也可装设纵联差动保护。
二、10000千伏安以下的变压器且过电流保护时限大于0．5秒时，一般装设电流速断保护。2000千伏安及以上的变压器，如电流速断灵敏性不符合要求，则宜装设差动保护。
纵联差动保护和电流速断保护动作后，应瞬时断开变压器电源侧断路器。
第3．0．3条对变压器外部相间短路，一般采用过电流保护。如灵敏性不符合要求，可装设复合电压（包括负序电压及线电压）或低电压起动的过电流保护。保护装置应带时限动作于跳闸。
第3．0．4条 400千伏安及以上，绕组为星形一星形连接，低压侧中性点接地的变压器，对低压侧单相接地短路应采用下列保护之一：
一、利用高压侧的过电流保护，此时，保护装置应采用三相式以提高灵敏性。
二、接于低压侧中性线上的零序电流保护。
三、接于低压侧的三相电流保护。
第3．0．5条 400千伏安及以上变压器，当数组并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应根据可能过负荷的情况装设过负荷保护。
保护装置应接于一相电流上，带时限作用于信号。
第四章 3－35千伏电力线路的保护
第4．0．l条对电力线路的相间短路，应按下列规定装设保护装置：
一、3－10千伏单回线路一般采用带速断或不带速断的过电流保护。当过电流保护动作时限不大于0．5－0．7秒时，可不装设瞬时动作的电流速断，但线路短路使电力系统主要母线电压低于50－60额定电压时，应快速切除短路。
35千伏单回线路一般采用一段或两段式电流电压速断和过电流保护。电流保护应接于两相电流互感器上，并在同一网络的线路上均装于相同的两相，以保证当发生不在同一处的两点或多点接地时，切除短路。
双侧电源线路的电流保护，必要时，应增设方向元件。
二、35千伏的复杂网络中，如电流电压保护不能满足选择性和灵敏性的要求，可采用距离保护。
三、双侧电源或环形网络中的电缆线路和架空短线路。当采用电流电压保护不能满足选择性、灵敏性要求时，宜采用带辅助导线的纵联差动保护作为主保护，以电流保护作为后备。
四、平行线路一般采用横联差动保护（横联方向差动保护或电流平衡保护）作为主保护，以电流保护作为后备。
注：电流电压速断一般指电流速断或电流闭锁电压速断。
第4．0．2条对3－35千伏中性点非直接接地电力网中的单相接地故障，一般在变电所母线上装设接地监视信号。条件时，宜在线路上装设有选择性的单相接地保护。
保护装置一般作用于信号。根据人身和设备安全的要求，必要时，保护装置应动作于跳闸。
第4．0．3条按运行方式可能经常出现过负荷的电缆线路，宜装设过负荷保护。
保护装置一般作用于信号，必要时可动作于跳闸。
第五章电力电容器的保护
第5．0．1条整组电力电容器装置应装设无时限或带短时限的相间短路保护并动作于跳闸。保护装置动作值应躲开投入电容器时的冲击电流。
第5．0．2条对并列运行电容器的内部故障，如果电容器内部没有保护措施时，宜采用下列保护方式之一：
一、可在每台电容器上装设熔断器或将电容器分为若干组，每组装设熔断器。
二、可将电容器分成两组，装设横联差动保护，保护装置动作于跳闸。当电容器组按星形连接时，保护继电器接于两个中性点的连线上；当电容器组按三角形连接时，保护继电器接于相电流之差。
第5．0．3条安装于大型整流设备附近的电容器组，如无限制高次谐波的措施而可能使电容器过负荷时，宜装设过负荷保护。
第5．0．4条电容器组安装处的电压可能时常超过1l0％额定值时，宜装设过电压保护。保护装置可作用于信号或带3～5分钟时限动作于跳闸。
第5．0．5条 3－35千伏电容器组的单相接地故障，如单相接地电流大于20安时应装设动作于跳闸的保护装置。但安装于绝缘支架上的电容器组可不装设。
第六章 3千伏及以上电动机的保护
第6．0．1条对电动机绕组及引出线的相间短路，应采用下列保护方式：
一、2000千瓦以下的电动机，一般采用电流速断保护，保护装置宜采用两相式。
二、2000千瓦及以上的电动机，或2000千瓦以下，但电流速断保护不能满足灵敏性要求的电动机，一般采用纵联差动保护。
上述保护装置应动作于跳闸。对于具有自动灭磁装置的同步电动机，保护装置并应动作于灭磁。
第6．0．2条对单相接地故障，当接地电流大于5安时，应装设单相接地保护。
单相接地电流为10安及以上时，保护装置一般动作于跳闸；单相接地电流为10安以下时，保护装置动作于跳闸或信号。
第6．0．3条生产过程中易发生过负荷的电动机，应装设过负荷保护。保护装置应根据负荷特性带时限作用于信号、跳闸或自动减负荷。
起动或自起动条件严重，需要防止起动或自起动时间过长的电动机应装设过负荷保护。保护装置应带时限动作于跳闸。
第6．0．4条当电源电压短时降低或短时中断后，根据生产过程不允许或不需要自起动的电动机，以及为了保证重要电动机自起动而需要断开的次要电动机，应装设低电压保护。保护装置一般带0．5－l．5秒时限动作于跳闸。不要求连续工作的电动机也可瞬时动作。
需要自起动，但为保证人身和设备安全，在电源电压长时间消失后，须从电网中自动断开的电动机，应装设低电压保护，保护装置一般带5－10秒时限动作于跳闸。
第6．0．5条对同步电动机的失步故障，应采用带时限动作的失步保护。
重要电动机的保护装置宜作用于再同步控制回路；不能再同步或根据生产过程不需要再同步的电动机，保护装置应动作于跳闸。
第6．0．6条大容量同步电动机当不允许非同步冲击时，宜装设防止电源短时中断再恢复时造成非同步冲击的保护。
保护装置应确保在电源恢复前动作。重要电动机的保护装置宜作用于再同步控制回路；不能再同步或根据生产过程不需要同步的电动机，保护装置应动作于跳闸。
第七章用高压熔断器的保护
第7．0．1条单侧电源放射式线路、降压变压器（包括分支连接变压器和线路变压器组）、不经常操作的电力电容器组，可采用高压熔断器作为短路保护，但应符合下列条件：
一、熔断器的上限断流容量不小于短路电流的最大值，下限断流流容量不大于短路电流的最小值。
二、能保证灵敏性的要求，并尽量满足选择性的要求。
三、利用负荷开关、隔离开关及其他方法能可靠断开最大负荷电流、线路空载电流、变压器空载电流和电容器电容电流等。
第7．0．2条熔断器应装设在被保护回路的所有各相上。
第7．0．3条熔断器的熔体，应符合可靠性的要求。熔体的额定电流应有足够的强度，以保证运行中可能出现的冲击电流（如自起动电流、励磁电流以及投入电容器的暂态电流等）不致使熔体熔断。
第八章自动重合闸
第8．0．1条 3千伏及以上的架空线路（包括电缆与架空线路的混合线路），如用电设备允许且无备用电源自动投入时，应装设自动重合闸，但厂区内部的短线路可按需要确定。当用高压熔断器时，可采用自动重合熔断器。
1000千伏安以上的单台变压器，如断开后将使重要用电设备断电，可装设变压器重合闸，但变压器内部故障时应将重合闸闭锁。
第8．0．2条单侧电源线路的自动重合闸，一般采用一次重合闸。
当电力网由几段串联线路构成时，宜采用重合前加速保护动作的重合闸或零序重合闸。
第8．0．3条双侧电源线路的自动重合闸，可按下列规定装设：
一、当双侧电源之间具有两个联系或三个弱联系时，线路上装设同步检定或无电压检定的三相重合闸；当具有三个以。上联系或三个紧密联系时，装设不检查同步的重合闸。
二、双侧电源平行线路装设检查另一回线路有电流的重合闸。