智能马达保护器使用手册新

智能马达保护器使用手册一、概述1.1用途ZNB-200型智能低压电动机保护装置（以下简称装置）是我公司研制的低压智能配电产品，该产品针对交流380V的低压电动机设计，集保护、测量、信号等功能于一体，集中实现了低压电动机的综合保护、测量及操作与控制。1.2使用环境a)环境温度：-10℃～+55℃，b)贮存温度：-25℃～+70℃，在极限值下不施加激励量，装置不出现不可逆变化，温度恢复后，装置应能正常工作；c)相对湿度：不超过85％；d)大气压力：86kPa～106kPa；e)使用地点不允许有爆炸危险的介质，周围介质中不应含有腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质，不允许充满水蒸气及有严重的霉菌存在；f)使用地点应具有防御雨、雪、风、沙、灰的设施。1.3技术特点本装置具有如下主要技术特点：a）集保护、测量、信号等功能于一体；b）具有接地保护、过流保护、过压保护、低压保护、堵转保护、适合增安电机的TE保护、缺相保护、逆序保护、过热保护、不平衡保护、启动时间过长保护、轻载保护共12种保护。各种保护功能均可选择投/退（启动时间过长保护始终投入）。除启动时间过长保护、堵转保护、缺相保护和逆序保护只能动作于跳闸外，其余都可编程为动作于报警或跳闸。c）能够测量的电气参数有：电压（Uab,Ucb）、三相电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、正序电流、负序电流、零序电流；d）有一个事件报警出口；e）小型化外形尺寸，适合于各种开关柜型；f）采用先进的32位ARM芯片，运算速度快，抗干扰能力强。g）保护原理成熟可靠，能够经历长时间的现场运行考验；h）大屏幕LCD汉字显示，全中文菜单操作；二、主要技术参数2.1工作电源a）额定电源电压：220V，允许偏差：直流-20%～+10%。交流-15%～+10%b）直流电源纹波系数：不大于5%。c）额定频率：50Hz，允许偏差：-5%～+5%；2．2交流回路a)交流电流：1～75KW电机使用我公司的CT1-CT7(根据电动机功率选配)，大于75KW则需外配互感器和我公司提供的互感器配合使用。b)额定频率：50HZ2.3温度影响装置在-10℃～+55℃温度下动作值因温度变化而引起的误差不大于±5%。2.4、触点容量装置的出口继电器触点容量为8A/AC250V。2.5抗电磁干扰性能2.5.1承受脉冲群干扰能力。装置能承受GB/T14598.13规定的严酷等级为Ⅲ级的频率为1MHz及100kHz脉冲群干扰试验，共模为2.5kV，差模为1.0kV，试验期间及试验后的产品的性能应符合该标准的规定。2.5.2承受静电放电干扰能力。装置能承受GB/T14598.14中规定的严酷等级不低于Ⅲ级的静电放电干扰试验，试验期间及试验后的产品的性能应符合该标准的规定。2.5.3承受辐射电磁场干扰能力。装置能承受GB/T14598.9中规定的严酷等级为Ⅲ级的辐射电磁场干扰试验，试验期间及试验后的产品的性能应符合该标准的规定。2.5.4承受快速瞬变干扰能力。装置能承受GB/T14598.10中规定的严酷等级不低于Ⅲ级的快速瞬变干扰试验，试验期间及试验后的产品的性能应符合该标准的规定。2.5.5承受浪涌（雷击）干扰的能力。装置能承受IEC60255-22-5中规定的严酷等级不低于Ⅲ级的浪涌（雷击）干扰试验，试验期间及试验后的产品的性能应符合该标准的规定。2.5.6承受射频场感应的传导干扰的能力。装置能承受IEC60255-22-6中规定的严酷等级不低于Ⅲ级的射频场感应的传导抗干扰试验，试验期间及试验后的产品的性能应符合该标准的规定。2.5.7承受工频干扰的能力。装置能承受IEC60255-22-7中规定的严酷等级为A级的工频抗扰度试验，试验期间及试验后的产品的性能应符合该标准的规定。2.5.8电磁发射试验。装置能符合GB/T14598.16中规定的电磁发射限值的规定。三、装置功能说明3.1控制功能需要降压启动时，装置的接触器切换继电器将在启动时间到达后，发出切换接触器的脉冲。脉冲长度是2S(继电器闭合2S后自动断开，因此电动机控制回路需要加自保持电路)。3.2保护功能3.2.1接地保护装置设置了单相接地保护，以保证当中性点为大电流接地系统的低压电机机端发生单相接地时的保护灵敏度。零序电流通过装置内部计算所得。当计算所得的零序电流大于整定值时，装置动作。判据如下：3.2.2过电流保护装置过电流保护的判据如下所示：3.2.3过压保护装置中设置了过压保护。当发生严重过电压时会导致电动机铁芯的饱和，大大增加电动机的励磁电流，从而烧毁电动机。装置判据如下所示：3.2.4低压保护装置中设置了低压保护。当发生低电压故障时，一方面电动机转拒不足，长期运行会过压保护=(投入)时间≥过压延时跳闸或报警(Uab&Ubc)定值接地保护=(投入)时间≥接地延时跳闸或报警I0定值过电流保护=(投入)时间≥过流延时跳闸或报警(Ia&Ib&Ic)定值导致电机的烧毁，因此需要在发生低电压故障时，及时停止电机运行；另一方面为保证重要负荷电动机的连续工作而需要断开次要的电动机，维持系统的稳定性。3.2.5堵转保护由于各种原因（机械故障，负荷过大，电压过低）使转子处于堵转状态。在全电压下堵转的电动机，散热条件极差，电流很大，特别容易烧坏，所以装置设置了堵转保护堵转保护的逻辑图如下所示：电动机堵转时，装置动作于跳闸。3.2.6TE时间保护tE时间保护功能考虑了电动机负荷电流与标称电流之比及相应环境等级允许的最高电动机温度。tE时间保护功能符合GB3836.3-2000标准的相关规定，适用于连续运行工作状态下，包括容易起动和不频繁起动不会产生明显的附加温升，允许采用反时限过载保护装置的增安型防爆电动机（如：YA、YA2系列等），不适用于困难起动或起动频繁的电动机。此保护功能将按照如下曲线对电动机进行tE时间保护。故障电流到7倍以上额定电流时，保护动作时间为TE设定时间，故障电流小于7倍额定电流时动作时间为反时限特性3.2.7缺相保护电动机缺相时导致严重的转子发热，从而烧毁电动机。缺相保护的灵敏度高于热保护，它是在前期发现潜在的导致电机烧毁的故障，有效的提前保护电动机。装置采用的判据如下：任一相电流小于10%的额定电流，另外两相的电流大于20%的额定电流，判定为缺相。电动机缺相时，装置动作于跳闸。3.2.8相序保护当相序接反后，负序电流对比正序电流大很多，因此本装置以负序电流/（正序电流+负序电流）80%为判据，装置动作于跳闸3.2.9过热保护装置用数学方法建立电动机的发热模型，在各种运行工况下，对电动机提供准确的过热保护。具体如下：根据正序电流和负序电流计算出等效电流Ieq，从而获得正序电流和负序电流总的热效应电流，Ieq的表达式如下：Ieq2=K1*I12+6*I22，电动机的运行时间/电流曲线由下式表示t=τ1/(（Ieq2/Ie2）-1.052)，其中Ieq运行的等效电流，I1为正序电流分量，I2为负序电流分量，Ie为额定电流，K1在启动时为0.25，正常运行时为1，τ1为发热时间常数。一旦电动机过热，装置可以按整定的发热常数动作于跳闸或报警。如果电动机因过热被切除后，本装置按指数规律衰减过热量，直至热积累为零。复归低压保护=(投入)时间≥低压延时跳闸或报警(Uab&Ubc)定值Ibp，Icp)I堵转定值堵转保护=(投入)时间≥堵转延时跳闸出口I堵转定值(启动中或启动后)系统可清除热积累值。3.2.10电流不平衡保护由于供电变压器原方或副方一相断线以及电源电压三相不平衡，都将使电动机三相电流不平衡而产生负序电流，长时间不平衡运行将烧坏电动机，为此装设不平衡保护。采用以下公式计算不平衡度：%100三相电流平均值最小单相电流最大单相电流电流不平衡度当计算得电流不平衡度大于设定值时装置延时跳闸或告警。3.2.11启动时间过长保护电动机启动时，当启动状态时间达到启动延时时，若启动后电流设定值max(Iap&Ibp&Icp)，则判定电机进入运行状态，否则判定为启动时间过长。电动机启动时间过长时装置动作于跳闸。3.2.12轻载保护轻载保护判据如下：3.3通讯功能本装置采用RS485通讯接口。以MODBUS@RTU通讯协议实现系统组网。3.44—20mA输出装置4—20mA输出是可编程的。可以选择A相电流、B相电流、C相电流、电压Uab、电压Ucb、有功功率、无功功率、视在功率作为4—20mA输出对象。它们满足如下关系：Iout=4162输出对象额定值输出对象；Iout是装置输出的模拟量电流实际值。3.5其它当事故或报警出现时，装置可实时显示报警或事故信息，同时报警继电器的触点闭合。特别地当装置因事故跳闸后，电机合闸出口将被闭锁。只有复归事故信息，然后才可以重新启动电机。以下是关于装置保护功能的3张图表。轻载保护=(投入)时间≥欠功率延时跳闸或报警实际有功功率≤整定值表3.1：电动机过载时过热保护的几组动作时间（单位：秒）：动作时间过载倍数发热时间常数1002003004005001.193018602790372146511.31703405106808501.5871742613484351.756112168224280234681021361703132639526546.713.420273454.28.412.6172162.95.88.711.614.572.14.26.38.410.581.63.24.86.48表3.2Te保护特性曲线表3.3Te保护特性表四、装置的参数整定及操作装置上电后循环显示1—3屏。在第1—3屏下，按ESC或ENT键，可进入第4屏。在第4屏下，按UP或DOWN键选择条目，按ENT键进入下级菜单，按ESC键返回上级菜单。在第4屏下，选择“装置整定”按确认键进入第5屏。在第5屏下，按ESC键移动光标，按UP、DOWN键修改数值。当输入密码0001时，按ENT键可进入装置整定选项菜单(共19项),即第6屏。在第6屏下，按UP、DOWN键移动光标，选择要设定的项目(项目较多采取翻页显示)；按ENT键进入选定的项目菜单，按ESC键返回上一级菜单。在第6屏下，选择“接地保护”，按ENT键进入”接地保护设置”菜单(第7屏)。在第7屏下，首先设置“零序电流”，按ESC键移动光标，按UP、DOWN键修改设定值，按ENT键确认当前的零序电流值并进入“保护方式”的设置；此时按UP、DOWN键选择保护方式(报警或跳闸)，按ENT键确认当前选择并进入“保护投退”的设置；此时按UP、DOWN键选择保护投退(投入或退出)，按ENT键确认当前选择并进入“动作延时”的设置；此时按ESC键移动光标，按UP、DOWN键修改设定值，按ENT键确认当前的动作延时值并进入”是否保存设定值”菜单(第8屏)。在第8屏下，按ESC键移动光标选择是否保存以上的整定值，按ENT键确认当前的选择并返回第6屏。其它项目的设置和接地保护类似，用户可参考“接地保护设置”进行整定。在第4屏下，选择“事件记录”并按ENT键，可以查看事件记录，如第9屏所示。在第9屏下，按UP、DOWN键可依次查阅21笔事件。按ESC键返回第4屏。在第4屏下选择“清空记录”并按ENT键，显示如第10屏所示。在第10屏下，按ESC键选择是否清空，按ENT键确认当前选择并返回第4屏。在第4屏下，选择“系统状态”，按下ENT键，进入第11屏。如果通讯正常，则11屏中的网络符号将被显示，否则隐去。按ESC键返回第4屏。在第4屏下，选择“量值查看”，并按ENT键进入量值查看页面，按UP、DOWN键可依次查看1—3屏的内容(不循环显示)。在事故跳闸的情况下，在第4屏选择“系统复归”并按ENT键进入第12屏。按ESC键选择是否复归，按ENT键确认当前选择，并返回第4屏。在选择“是”的情况下，可使装置的跳闸继电器重新闭合，电动机可以重新启动。五、装置的显示器、装置端子及典型接线5.1装置显示器5.2装置的端子分布5.3装置的典型接线5.3.1直接启动接线图5.3.2星三角启动接线图5.3.3自耦变压器启