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NS941电动机综合保护测控装置说明书V1.10南京电力自动化设备总厂南京南自科技发展有限公司2005年6月本说明书可能会被修改，请注意最新版本资料南自科技电网事业部监制第一部分技术说明书目录1装置概述…………………………………………………………………………………………12装置特点…………………………………………………………………………………………13主要功能…………………………………………………………………………………………23.1保护功能配置………………………………………………………………………………23.2数据采集功能………………………………………………………………………………23.3事件记录……………………………………………………………………………………23.4控制功能………………………………………………………………………………………23.5操作箱功能……………………………………………………………………………………33.6通信功能……………………………………………………………………………………33.7故障记录功能………………………………………………………………………………34主要技术条件……………………………………………………………………………………44.1额定参数……………………………………………………………………………………44.2保护参数……………………………………………………………………………………44.3测量精度……………………………………………………………………………………54.4绝缘性能……………………………………………………………………………………54.5机械性能……………………………………………………………………………………54.6气候条件………………………………………………………………………………………64.7电磁兼容……………………………………………………………………………………65硬件说明…………………………………………………………………………………………75.1机箱结构………………………………………………………………………………………75.2交流模件……………………………………………………………………………………75.3CPU模件……………………………………………………………………………………75.4信号出口模件…………………………………………………………………………………75.5电源模件……………………………………………………………………………………75.6显示面板……………………………………………………………………………………86保护功能…………………………………………………………………………………………96.1速断保护………………………………………………………………………………………96.2正序过流保护………………………………………………………………………………96.3负序电流保护………………………………………………………………………………96.4零序过流保护（出口方式可选报警或跳闸）………………………………………………106.5过热保护（包括过热报警和过热跳闸）……………………………………………………106.6启动时间过长保护…………………………………………………………………………116.7低电压保护………………………………………………………………………………116.8过负荷保护……………………………………………………………………………………116.9遥信开入跳闸功能…………………………………………………………………………116.10PT断线检测………………………………………………………………………………117测量、控制以及事件记录功能………………………………………………………………127.1测量功能……………………………………………………………………………………127.2控制功能……………………………………………………………………………………127.3事件记录功能………………………………………………………………………………127.4故障录波……………………………………………………………………………………137.5打印设置……………………………………………………………………………………13·装置概述·装置特点·11装置概述NS941型数字式电动机综合保护测控装置是在消化吸收国内外同类产品先进经验的基础上研制的基于DSP（数字信号处理器）技术的新一代保护测控产品。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。既可以分散在开关柜就地安装，也可以集中组屏安装。完善、周到的软硬件设计使装置在恶劣环境下可以长期、可靠运行；现场总线技术以及标准通信传输规约的使用，提高了自动化系统通讯的可靠性、快速性和通用性；人性化的界面设计，完善的自诊断功能，使得操作更方便、维护更简单。2装置特点双处理器结构及高速的保护计算处理器采用双处理器结构，分担保护测控和人机界面功能。采用32位高性能DSP芯片（硬件乘法器、大容量快速闪存、并行结构及多级流水线技术），提供了高速的数据处理能力，保证了实时高性能算法的实现，提高了装置的可靠性和整体性能。快速、高精度采样采用新型的高精度采样芯片，并采用频率自动跟踪技术，保证了很高的采样精度和保护测量计算精度。电能质量监测功能采用FFT等算法，实时计算分析电流、电压的2～15次谐波。强大的通讯功能传输速率可达1Mb/s，系统响应速度快，标准的通讯规约满足自动化系统的需要。完整的操作箱功能断路器跳、合闸电流自适应。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。·主要功能·23主要功能3.1保护功能配置电流速断保护正序过流保护负序过流保护过负荷保护零序过流保护过热保护启动时间过长保护低电压保护3.2数据采集功能实时采集电流、电压、有功、无功、功率因数、频率16路遥信量谐波测量故障录波电度采集3.3事件记录保护事件告警事件遥信变位事件操作记录事件3.4控制功能就地/远方分闸、合闸控制·主要功能·3远方定值修改远方保护投/退3.5操作箱功能跳位、合位指示可靠的自保持及防跳设计跳、合闸电流自动适应控制回路断线告警3.6通信功能CAN总线RS485总线3.7故障记录功能·主要技术条件·44主要技术条件4.1额定参数4.1.1直流电源额定电压：220V或110V（订货说明）允许偏差：－20％～15％纹波系数：＜5％功耗：＜15W4.1.2交流参数交流电压：100V交流电流：5A或1A（订货说明）频率：50HZ交流电流功耗：＜0.5VA/相（额定电流5A）＜0.1VA/相（额定电流1A）交流电压功耗：＜0.1VA/相交流电流过载能力：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秒交流电压过载能力：1.2倍额定电压连续工作4.2保护参数4.2.1电流元件动作电流：0.1～20In级差：0.01A误差：＜3％4.2.2电压元件动作电压：0.5～120V·主要技术条件·5级差：0.1V误差：＜3％4.2.3零序电流动作电流：0.1～20In（或0.01～1.2In）级差：0.01A误差：＜3％4.2.4整组动作时间（包括继电器固有时间）1.2倍整定值：40ms4.3测量精度电流、电压：0.2级有功、无功：0.5级4.4绝缘性能4.4.1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。4.4.2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。4.4.3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，应能承受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。4.5机械性能4.5.1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。4.5.2冲击·主要技术条件·6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。4.5.3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。4.6气候条件4.6.1环境温度工作温度：－20℃～＋55℃存储温度：－25℃～＋70℃4.6.2相对湿度：≤95％，无凝露4.6.3大气压力：70～106KPa4.7电磁兼容4.7.1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。4.7.2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。4.7.3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。4.7.4脉冲群抗扰度通过GB/T14598.13－1998标准、脉冲群抗扰度3级试验。·硬件说明·75硬件说明5.1机箱结构装置采用标准6U机箱结构，由交流模件、CPU模件、信号出口模件、电源模件、显示面板组成。5.2交流模件交流模件包括电流输入回路和电压输入回路。电流输入回路由电流互感器和滤波电路组成，电压输入回路由电压互感器和滤波回路组成。交流模件将系统二次侧的电流和电压变换为装置可以使用的模拟量，提供给CPU模件。同时交流输入回路还具有很强的屏蔽和滤波功能，可以隔离和抑制系统中可能出现的干扰信号。5.3CPU模件CPU模件是装置的核心部分，模件内包括两个独立的CPU，分别完成人机界面管理和保护测控功能。其中保护测控功能是以高速DSP芯片为核心，配合高速存储器、大规模逻辑电路和高精度采样芯片，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、出口继电器及断路器操作回路组成，对外提供信号空接点、跳闸空接点，以及断路器的防跳回路和位置信号。其中操作回路采用分合闸电流自适应设计，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。为提高数字信号处理回路的可靠性，装置通讯回路工作电源由单独的带隔离的DC/DC模块供给。此外该模件还包括八路遥信量回路，为提高遥信回路的抗干扰能力，遥信采用强电输入·硬件说明·8（220V或110V），完善、周到的设计可防止直流接地引起的遥信状态变位。5.6显示面板显示面板包括液晶屏、键盘以及压板和操作把手。其中液晶显示为全中文菜单，空闲状态时显示屏背光可以自动关闭。面板上提供有跳闸压板和合闸压板，远方/就地位置切换开关以及分合闸把手，操作方便可靠。跳闸压板和合闸压板是保护动作和遥控操作出口回路的压板，正常运行时必须在投入的位置，否则保护动作跳闸、遥控操作时不能正确出口。此压板与手动操作回路没有关系，不管压板在“投入”还是“退出”位置，都可以进行手动分合闸操作。“远方/就地”切换开关是就地操作和远方遥控操作的选择开关，在就地位时只能就地分合闸操作，在远方时可以进行遥控分合闸操作，同时切断就地操作回路；“远方/就地”切换开关不影响后台对装置上装和下载定值等其它操作。·保护功能·96保护功能6.1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。6.2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