南自綜保PSM642UX保護(hù)裝置

2保護(hù)功能及原理
2.1電動(dòng)機(jī)起動(dòng)
當(dāng)控制字KG2.15=0時(shí)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)判別投入，當(dāng)電動(dòng)機(jī)滿足起動(dòng)條件時(shí)，過(guò)流Ⅰ段保護(hù)的定值采用過(guò)流Ⅰ段電流高值，比率差動(dòng)保護(hù)可通過(guò)控制字選擇是否選用“整定值加倍"及“增加50ms延時(shí)"的功能，當(dāng)控制字KG2.15=1時(shí)，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)判別退出，過(guò)流Ⅰ段保護(hù)的定值采用過(guò)流Ⅰ段電流低值，比率差動(dòng)保護(hù)不再具有躲避電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)不平衡電流的附加功能。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式為直接起動(dòng)時(shí)，應(yīng)將控制字KG2.14退出，當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)方式為降壓起動(dòng)等其他起動(dòng)方式時(shí)，應(yīng)將控制字KG2.14投入。
電動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中如需要進(jìn)行自起動(dòng)判別的，應(yīng)將控制字KG2.4投入，不需要進(jìn)行自起動(dòng)判別的，應(yīng)將控制字KG2.4退出。當(dāng)控制字KG2.14=0時(shí)，裝置判別的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間為Min Tstart，Tstart0。其中，Tstart為本次實(shí)際起動(dòng)時(shí)間，指的是較大相電流從零突變到10%In時(shí)刻T0開(kāi)始計(jì)時(shí)，直到電流過(guò)峰值后下降到120%In（In為電動(dòng)機(jī)額定電流，以下同）時(shí)刻為止，這一過(guò)程所經(jīng)歷的時(shí)間；Tstart0為“電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間定值"，表示電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)牧愕竭_(dá)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間，可整定為電動(dòng)機(jī)較長(zhǎng)起動(dòng)時(shí)間的1.2倍。
當(dāng)控制字KG2.14=1時(shí)，裝置判別的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間固定為Tstart0，計(jì)時(shí)起點(diǎn)為T0時(shí)刻。裝置將面板上較后一個(gè)軟壓板燈(綠色LED燈)定義為電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間指示燈，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中長(zhǎng)亮，從而直觀指示出電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程。
電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子發(fā)熱，危害電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行。起動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)保護(hù)功能可通過(guò)軟壓板投入或者退出。本保護(hù)只在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)投入。起動(dòng)過(guò)程中，任一相電流大于整定電流達(dá)到整定時(shí)間，長(zhǎng)起動(dòng)保護(hù)動(dòng)作于出口，動(dòng)作指示燈為面板上較后一個(gè)信號(hào)燈（紅色LED燈）。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程結(jié)束后，保護(hù)自動(dòng)退出。
2.2過(guò)熱保護(hù)
綜合考慮了電動(dòng)機(jī)正序、負(fù)序電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)，為電動(dòng)機(jī)各種過(guò)負(fù)荷引起的過(guò)熱提供保護(hù)，也作為電動(dòng)機(jī)短路、起動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、堵轉(zhuǎn)等的后備。
用等效電流Ieq來(lái)模擬電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱效應(yīng)，即：
其中Ieq為等效電流；I1為正序電流；I2為負(fù)序電流；
K1為正序電流發(fā)熱系數(shù)，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中K1＝0.5，起動(dòng)完畢恢復(fù)K1＝1；
K2為負(fù)序電流發(fā)熱系數(shù)，K2＝3～10，可取K2＝6。
根據(jù)電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱模型，電動(dòng)機(jī)的過(guò)熱保護(hù)動(dòng)作時(shí)間t和等效電流Ieq之間的特性曲線由下列公式給出：
其中Ip：熱過(guò)載之前的負(fù)荷電流，若熱過(guò)載之前處于冷態(tài)，則Ip＝0。
I∞：長(zhǎng)期允許負(fù)載電流，為保護(hù)不動(dòng)作所要求的規(guī)定的電流極限值，即“過(guò)熱啟動(dòng)電流"?？砂搭~定電流Ie的1.05～1.15倍整定。
τ ：發(fā)熱時(shí)間常數(shù)，反映電動(dòng)機(jī)的過(guò)負(fù)荷能力。
這一判據(jù)充分考慮了電動(dòng)機(jī)定子的熱過(guò)程及其過(guò)負(fù)荷前的熱狀態(tài)。裝置用熱容量來(lái)表示電動(dòng)機(jī)的熱過(guò)程，熱容量與定子電流的平方成正比，通過(guò)換算，將其量綱化成反映電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷能力的時(shí)間常數(shù)τ。當(dāng)熱容量值達(dá)到τ時(shí)，裝置即跳閘。當(dāng)熱容量達(dá)到Ka×τ，發(fā)過(guò)熱告警信號(hào)，其中，Ka為告警系數(shù)。熱報(bào)警可整定為過(guò)熱跳閘熱容量值的60%～99.9％，裝置提供實(shí)時(shí)熱容量百分?jǐn)?shù)值顯示，告光指示和信號(hào)接點(diǎn)輸出。過(guò)熱告警功能可通過(guò)控制字KG1.0進(jìn)行投入或退出，過(guò)熱告警功能投入后，過(guò)熱保護(hù)軟壓板投入后，具有告警功能。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，散熱時(shí)間常數(shù)等于發(fā)熱時(shí)間常數(shù)τ。電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)后，電動(dòng)機(jī)的散熱效果變差。使散熱時(shí)間常數(shù)比發(fā)熱時(shí)間常數(shù)τ長(zhǎng)，散熱時(shí)間常數(shù)自動(dòng)增加到發(fā)熱時(shí)間常數(shù)τ的一定倍數(shù)，以正確反映電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱效應(yīng)。整定值中散熱時(shí)間倍數(shù)可在1到5倍間選擇，默認(rèn)值選4倍，具體可視環(huán)境條件而定。根據(jù)電動(dòng)機(jī)在冷狀態(tài)下可連續(xù)起動(dòng)兩次的原則，每次起動(dòng)時(shí)耗費(fèi)的熱容量百分?jǐn)?shù)值不應(yīng)大于50%跳閘值。過(guò)熱保護(hù)跳閘后，裝置的熱記憶功能啟動(dòng)，輸出接點(diǎn)一直斷開(kāi)。直到熱容量百分?jǐn)?shù)值下降到50％以下，過(guò)熱合閘閉鎖接點(diǎn)返回，這時(shí)電動(dòng)機(jī)可以重新起動(dòng)。緊急情況，要求立即起動(dòng)時(shí)，可在端子X(jué)2:2加入高電平進(jìn)行熱復(fù)歸操作（當(dāng)運(yùn)行參數(shù)控制字KG1.1=1時(shí)）。此過(guò)熱閉鎖功能可通過(guò)控制字KG1.1進(jìn)行投入或退出，其輸出為常閉接點(diǎn)X3:8，X3:10。
發(fā)熱時(shí)間常數(shù)τ 應(yīng)由電機(jī)廠提供，如果廠家沒(méi)有提供，可按下述方法之一進(jìn)行估算：
①如果廠家提供電動(dòng)機(jī)的熱限曲線或一組過(guò)負(fù)荷能力的數(shù)據(jù)，則按下式計(jì)算τ：
2.3過(guò)電流保護(hù)
過(guò)流Ⅰ段（即速斷保護(hù)）按躲過(guò)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流整定，其整定范圍為4～12Ie。速斷保護(hù)在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)過(guò)程中采用高定值，起動(dòng)完畢以后自動(dòng)轉(zhuǎn)為低定值，這樣既可以有效地躲過(guò)電動(dòng)機(jī)的巨大起動(dòng)電流，又可以保證電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)后提供防備嚴(yán)重的過(guò)負(fù)荷造成的堵轉(zhuǎn)保護(hù)。動(dòng)作時(shí)間可整定，對(duì)于用斷路器控制的電動(dòng)機(jī)整定時(shí)間一般較短，而用接觸器控制的電動(dòng)機(jī)整定時(shí)間。
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一般較長(zhǎng)，可選擇整定為0.3秒。
過(guò)流Ⅱ段在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)自動(dòng)退出，起動(dòng)結(jié)束后自動(dòng)投入。當(dāng)電流大于整定電流且達(dá)到整定時(shí)間后，過(guò)流保護(hù)出口。過(guò)電流保護(hù)功能可通過(guò)控制字KG1.2選擇定時(shí)限方式或反時(shí)限方式。
2.4過(guò)負(fù)荷
過(guò)負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)電動(dòng)機(jī)定子電流的大小，可通過(guò)控制字KG1.5選擇告警或者跳閘。當(dāng)電流大于整定電流達(dá)到整定時(shí)間時(shí)，過(guò)負(fù)荷保護(hù)動(dòng)作出口或發(fā)出告警信號(hào)。
2.5非全相運(yùn)行保護(hù)
非全相運(yùn)行保護(hù)由負(fù)序電流保護(hù)構(gòu)成，主要針對(duì)各種非接地性不對(duì)稱故障，如：電動(dòng)機(jī)發(fā)生某相斷相時(shí)，負(fù)序分量的大小因故障前的負(fù)荷率而不同，負(fù)荷率大于0.7時(shí)，健全相才能引起過(guò)電流，因此常規(guī)保護(hù)不能有效保護(hù)不對(duì)稱故障。在電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由于供電電源的不對(duì)稱，總存在一定的負(fù)序電流，該電流不會(huì)超過(guò)30%Ie，負(fù)序保護(hù)的整定應(yīng)能躲過(guò)此負(fù)序電流，即按0.3Ie整定。裝置配置了兩段兩時(shí)限負(fù)序過(guò)電流保護(hù)，其中負(fù)序Ⅱ段可以通過(guò)控制字KG1.3可選擇該段采用定時(shí)限或反時(shí)限方式（反端反時(shí)限特性）。
2.6反時(shí)限元件
本裝置相過(guò)流和負(fù)序電流均帶有定、反時(shí)限保護(hù)功能，分別通過(guò)設(shè)置控制字KG1.2和KG1.3可選擇定時(shí)限或反時(shí)限方式。反時(shí)限保護(hù)由IEC標(biāo)準(zhǔn)中的反端反時(shí)限特性構(gòu)成。

其動(dòng)作方程為：
其中：tp為時(shí)間系數(shù)，范圍是0.05～1；Ip為電流整定值；I為故障電流；t為跳閘時(shí)間。
注意：整定值部分反時(shí)一定時(shí)間為上面表達(dá)式中分子80tp的乘積值，單位是秒，整定范圍是0.4s～100.0s。
2.7堵轉(zhuǎn)保護(hù)
本功能可通過(guò)軟壓板選擇投入或者退出。當(dāng)反映電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作時(shí)，任一相電流大于整定電流達(dá)到整定時(shí)間后，堵轉(zhuǎn)保護(hù)動(dòng)作于出口。本保護(hù)必須引入電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速開(kāi)關(guān)量，接入端子為X2:1運(yùn)行參數(shù)控制字KG1.0=1時(shí)。
2.8F-C閉鎖功能
當(dāng)電動(dòng)機(jī)由熔斷器－接觸器F－C控制時(shí)，應(yīng)躲開(kāi)過(guò)流保護(hù)，由熔斷器來(lái)切除短路故障。F-C閉鎖動(dòng)作后，將閉鎖保護(hù)跳閘邏輯。建議電動(dòng)機(jī)用熔斷器－接觸器F－C控制時(shí)，需要調(diào)整過(guò)流保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，保證先由后備熔斷器來(lái)切除故障電流。

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