LPC-3531低压电动机综合保护测控装置技 术

式中，U max =max(U ab ,Ubc ,U ca )
Uqy：低电压保护电压动作值（A） tqy：低电压保护动作时间（s）
2.11 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：
⎧U max > U gyzd ⎩⎨t > tgyzd 式中，U max ：max(U ab ,Ubc ,U ca )
t ＞ 80 × t
⎜⎜⎝⎛
I max
I gfh
⎟⎞ 2 ⎟⎠
−1
gfh
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：
⎪⎨⎧IPauvn
> Punzd >I e×30%
⎪⎩t > tunzd
式中， Pun ：电流不平衡率，计算公式为 Pun ＝
通信功能（选配） z 多种通讯方式：RS485、CAN、PROFIBUS，支持双网 z 多种通讯协议：IEC103、MODBUS、PROFIBUS-DP
其他功能 z 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） z 装置带有 GPS 时钟同步接口，以确保装置的时钟与系统同步 z 事件记录，故障录波等
2.9 熔丝断线告警
低压电动机回路通常由三相熔丝将 380V 电压直接接入保护装置。本装置有熔丝断线检测功 能，可通过控制字投退，发出告警信号。另外，还具有将熔丝断线信号闭锁低电压保护功能。熔 丝断线的动作判据为：
三相或两相熔丝断线： Imax>1/4 Ie Umax<5%
一相熔丝Байду номын сангаас线：
⎧⎨⎩(IUmamx ax>−1U/ 4mIien ) /Umax > 30%
1秒
4.00 3.48 3.08 2.76 2.50 2.29 2.11 1.95 1.82 1.70 1.60 1.51 1.43 1.36 1.29 1.23 1.18 1.13 1.08 1.04 1.00 1.00
4.0 秒
16.00 13.91 12.31 11.03 10.00 9.14 8.42 7.80 7.27 6.81 6.40 6.04 5.71 5.42 5.16 4.92 4.71 4.51 4.32 4.16 4.00 4.00
4.3 秒
17.20 14.96 13.23 11.86 10.75 9.83 9.05 8.39 7.82 7.32 6.88 6.49 6.14 5.83 5.55 5.29 5.06 4.85 4.65 4.47 4.30 4.30
5.0 秒
20.00 17.39 15.38 13.79 12.50 11.43 10.53 9.76 9.09 8.51 8.00 7.55 7.14 6.78 6.45 6.00 5.88 5.63 5.41 5.19 5.00 5.00
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，可以闭合“复归”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。过负荷保护只在电动机运行过程中投入。
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
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LPC-3531/3532 低压电动机综合保护测控装置（V1.2） 技术说明书
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
5.5 秒
22.00 19.13 16.92 15.17 13.75 12.57 11.58 10.73 10.00 9.36 8.80 8.30 7.86 7.46 7.10 6.77 6.47 6.20 5.95 5.75 5.5 5.5
6.0 秒
24.00 20.87 18.46 16.55 15.00 13.71 12.63 11.71 10.91 10.21 9.60 9.06 8.57 8.14 7.74 7.38 7.06 6.76 6.49 6.23 6.00 6.00
Imax ( Imin ) − Iav I av
×100％，分子取两者中的绝
对值较大者；
Punzd ：整定的电流不平衡率（％）； tunzd ：不平衡保护时间整定值； I av ：三相电流平均值； I e ：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，其动作方程如下。堵转保护只在电动机运行过程中 投入。
动作时间为反时限特性，见下表。
TE 时间保护特性表，该曲线符合 IEC79-7、GB3836.3-2000 标准。
TE 时间保护在电动机运行过程中投入，在电动机起动过程中退出。保护在电动机额定电流大
于两倍额定电流时启动。
Tep 设定 Ia/Ie 3.0 3.2 3.40 3.60 3.80 4.00 4.20 4.40 4.60 4.80 5.00 5.20 5.40 5.60 5.80 6.00 6.20 6.40 6.60 6.80 7.00 8.00
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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,
I eq =
K 1 I12
保护功能 z 过热保护 z 过负荷保护（定时限、反时限曲线可选） z 断相（不平衡）保护 z 接地保护（自产，外接零序可选） z 堵转过流保护 z 启动时间过长保护 z 欠载保护 z 外部故障连锁保护 z TE 时间保护 z 接触器分断电流保护（溢出故障） z 欠功率保护 z 熔丝断线告警 z 欠电压保护 z 过电压保护 z 相序保护 z 电流速断保护
Imax＞1.125Ie
t＞ tqd
电动机在启动态
式中， tqd ：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 < Iqzzd t＞ tqzzd
电动机在运行态
式中， I av ：三相电流平均值； I qzzd ：欠载保护电流整定值； tqzzd ：欠载保护时间整定值；
θΣ
=
t ∫ 0
⎢⎣⎡Ie2q
−
(1.05
Ie)
2⎥⎦⎤dt
= Σ⎢⎣⎡Ie2q − (1.05 Ie) 2⎥⎦⎤Δt
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：
θT
=
I
2 e
⋅ T fr
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
满足两个条件之一，当发生熔丝断线时，瞬时闭锁欠压保护，并延时 15S 告警。当不满足熔 丝断线条件时，解除熔丝断线闭锁欠压保护。
2.10 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 欠压保护启动前，电动机在启动态或运行态 熔丝断线未闭锁低电压
2.7 接地保护
通过判断电动机的零序电流是否超过预定值来实现，其动作判据为：
⎩⎨⎧3t I>0
>I t 0zd
0zd
式中，3 I0 ：零序电流值；
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I0zd ：接地保护零序电流整定值； t0zd ：接地保护时间整定值。
其中，零序电流可选择自产或外接。选择自产时，零序电流由三相电流的矢量叠加计算；选 择外接时，零序电流由外部零序互感器测量输入。接地保护可在工程选配中选择跳接触器还是跳 断路器。
测量功能 z 12 路遥信开入采集 z 6 路继电器输出控制（可扩展至 7 路） z 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、 三相电流和电压的角度等
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控制功能 提供各种控制模式： z 保护模式 z 直接启动模式 z 双向启动模式 z 星三角启动模式 z 与断路器配合的保护模式 z 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。
2.8 接触器分断电流保护
判断最大相电流是否大于整定的接触器允许分断电流，若否，则所有保护出口均动作于触器 控制出口；若是，则所有保护出口均动作于断路器分励脱扣控制出口。