CSC 237A数字式电动机保护装置

CSC 237A数字式电动机综合保护测控装置

1装置简介

本装置适用于10kV及以下各种中性点非直接接地系统，作为大中型异步电动机(数百千瓦以上) 相间故障、过负荷、堵转等综合保护。可在开关柜就地安装。

2 主要功能及技术参能

2.1 保护功能

⏹反应相间故障的速断保护

⏹反应堵转的过电流保护

⏹过负荷保护(可选择跳闸或仅告警发信)

⏹长起动保护

⏹过热保护（过热跳闸、过热告警、热积累记忆功能）

⏹不平衡保护（断相/反相，负序过流保护，可选择定时限或反时限）

⏹接地保护（零序过流保护，可选择跳闸或仅告警发信）

⏹低电压保护

⏹F-C过流闭锁

⏹非电量保护

2.2 测控功能

⏹15路开入遥信采集、装置遥信变位、事故遥信

⏹正常断路器遥控分合

⏹Ua、Ub、Uc、Ia、Ic、P、Q、COSф等模拟量的遥测

⏹各种事件SOE等

2.3 技术参数

额定参数直流电压：220V/110V

交流电压：100V或3

/

100V 交流电流：1A/5A

系统频率：50Hz/60Hz

功率消耗直流回路：< 15W

交流电压回路：< 0.15V A/相交流电流回路：< 0.25V A/相

过载能力交流电流：

2In 持续工作20In 允许10s 40In 允许1s 交流电压：

1.2Un 持续工作1.4Un 允许10s

继电器触点容量

跳合闸出口：5A，DC220V（吸合）

信号触点：1A，DC220V（吸合）跳合闸电流

跳闸电流：0.5 ～ 4 A

合闸电流：0.5 ～ 4 A

定时限过流元件电流定值：0.2In～20In 时间定值：0～20S

定值误差：< 5％整定值

精确工作范围

电压：0.4V～120V

电流：0.04In～30In

动作时间过流速断：＜40ms(2倍整定值) 监视报告性能

事件记录分辨率：≤1ms

GPS对时精度：≤1ms

测量表计精度

电流、电压：0.2级

功率、电度：0.5级

通讯端口规范RS485端口：最高速率19200bps，屏蔽双绞线接口

以太网:

10BASE-T端口：UTP5通讯介质，RJ45接口

10BASE-F端口：多模光纤通讯介质，820nm，ST接口

绝缘性能绝缘电阻>100MΩ（500V兆欧表）介质强度GB/T14598.3-1993

冲击电压GB/T14598.3-1993

电磁兼容性能辐射电磁场干扰: GB/T14598.9-1995 Ⅲ级

快速瞬变干扰: GB/T14598.10-1996 Ⅳ级

脉冲群干扰: GB/T14598.13-1998 Ⅲ级

静电放电干扰: GB/T14598.14-1998 Ⅳ级

射频电磁场辐射干扰: GB/T 17626.3－1998 Ⅲ级

浪涌（冲击）干扰: GB/T 17626.5－1999标准III级

机械性能振动GB/T11287-2000 Ⅰ级冲击GB/T14537-1993 Ⅰ级碰撞GB/T14537-1993 Ⅰ级

环境条件保存温度：-25℃～+70℃

工作温度：-10℃～+55℃

相对湿度：最大不超过95％大气压力：86～106kPa

3 保护元件

3.1 长起动保护

装置测量电动机起动时间Tstart的方法：当电动机的最大相电流从零突变到10%Ie时开始计时，直到起动电流过峰值后下降到120%Ie时为止，之间的历时称为Tstart。（Ie为电动机额定电流。）电动机起动时间过长会造成转子过热，当装置实际测量的起动时间超过整定的允许起动时间Tstart时，保护动作于跳闸。

10

120Ie

图1 异步电动机起动电流特性

为了降低起动电流，减少对电网的无功冲击，大型的异步电动机常常串联电抗器或者电阻，以实现降压起动；起动完毕后短接串联电抗器或者电阻。本装置设置了专用的控制字，如果选择“降压起动方式投入”，则装置在起动完毕以后，给出一付“投全压”的接点，以便及时短接分压电抗器，使电动机进入额定电压运行。

为了试验方便，当CSC 237保护装置检测到电动机在“起动过程中”时（即上图中的Tstart 时段），面板MMI 最下一指示绿灯（备用）点亮。

3.2 过热保护

过热保护综合考虑了电动机正序、负序电流所产生的热效应，为电动机各种过负荷引起的过热提供保护，也作为电动机短路、起动时间过长、堵转等的后备。

用等效电流Ieq 来模拟电动机的发热效应，即：

Ieq=

2

22211I K I K ＋ 式中：Ieq －等效电流 I1－正序电流 I2－负序电流

K1－正序电流发热系数，电动机起动过程中取0.5，电动机起动结束后取1.0 K2－负序电流发热系数

根据电动机的发热模型，电动机的动作时间t 和等效运行电流Ieq 之间的特性曲线由下列公式给出：

t ＝τ×ln

22eq 2p

2eq I

I I I ∞

－－

式中：Ip-过负荷前的负载电流，若过负荷前处于冷态，则Ip ＝0；

I ∞－起动电流，即保护不动作所要求的规定的电流极限值，∞I 可按额定电流e I 的1.05～1.15倍整定； τ－时间常数，反映电动机的过负荷能力。

这一判据充分考虑了电动机定子的热过程及其过负荷前的热状态。

I1

I2

跳闸

出口

等效电流

根据电动机可连续起动两次的原则，每次起动其热积累不应大于50%跳闸值，所以当热积累值达到50%以上时，装置合闸闭锁接点动作。过热保护跳闸后，装置的热记忆功能起动，合闸闭锁输出接点一直保持，直到热积累值下降到50％以下，过热合闸闭锁接点才返回，这时电动机可以重新起动。紧急情况，要求立即起动时，可对装置进行热复归操作。

发热时间常数τ应由电机厂提供，如果厂家没有提供，可按下述方法之一进行估算： 1. 如果厂家提供电动机的热限曲线或一组过负荷能力的数据，则按下式计算τ：

τ＝

2

22

I I I ln t

∞

－ 求出一组τ后取较小的值。

2. 如已知堵转电流I 和允许堵转时间t ，也可由下式估算τ：

τ＝

2

22

I I I ln t

∞

－ 3. 按下式计算τ：

τ＝0

2e T K θθstart ⨯⨯

式中：θe 为电动机的额定温升，K 为起动电流倍数，θ0为电动机起动时的温升，Tstart 为电动机的起动时间。