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1、 西安同创电力设备自动控制工程有限公司 TJ03B-3000一、TJ03B-3000DJ微机电动机保护测控装置功能详述1、适用范围TJ03B-3000DJ微机电动机保护测控装置是将保护功能及远动功能综合在一个装置中，该装置即所谓的“四合一”保护（保护、遥测、遥控、遥信）。TJ03B-3000DJ适用于310KV电压等级、2MW及以下容量的高压异步电动机的综合保护测控装置。2、装置功能保护功能启动速断保护三段过流保护反时限过流保护过电压保护低电压保护负序过流保护零序过压保护小电流接地告警零序过流保护过负荷告警过热保护非电量保护CT断线告警PT断线告警故障录波测控功能遥测U、I、Q、Fr、EQ等电
2、气量采集远传。遥信15路外部遥信开入量，多路软遥信，包括保护动作、自检、运行状态等。控制独立操作回路，控制电源交直流通用、开关跳合闸电流自适应，支持就地应急操作及遥控操作。通讯CAN或RS485，DL/T667-1999标准规约。对时上位机软件对时，GPS分脉冲、秒脉冲及IRGB码对时，可接脉冲或差分信号。3、保护动作原理3.1 四段过流保护过流保护包括四段过流保护，每段均要通过控制字投退。过流段相当于速断，主要用于对电动机的短路保护，其中过流段定值分为两个：启动速断保护定值：用于电动机启动过程中保护；运行过流段定值：保护在电动机启动后才投入，用于电动机运行过程中的短路保护。起动过流段定值值的
3、整定应能可靠躲过电动机启动的最大电流；运行过流段定值的整定应能可靠躲过外部短路故障切除电压恢复时电动机的最大自启动电流，还应躲过外部三相短路故障电动机向外供出的最大反馈电流。过流段主要用于堵转保护，详见堵转保护。过流段主要用于反时限。过流保护动作条件a.过流元件定值满足；b.过流元件时间延时到。3.2 反时限过流保护根据国际电工委员会(IEC255)和英国标准规范(BS142)的规定，本装置采用下列三个标准特性方程，供用户选择使用；(1) 一般反时限：(2) 非常反时限：(3) 极端反时限：式中：Ip为电流基准值，取最后一段过流定值；tp为时间系数，取最后一段过流时限；3.3 负序过流保护幅值
4、相同的定子正序电流和负序电流在电动机内部产生的热量并不相同，负序电流对于转子铜耗（即发热）的增大作用非常显著。对于电源电压轻度不平衡等原因造成的小的负序电流，过热保护已能提供保护，但对于严重的不平衡，如定子绕组一相断线或相序接反，必须提供专门的快速保护，否则急剧增大的负序电流将会使电动机因过热而烧毁。当电动机三相电流有较大不对称，出现较大的负序电流，而负序电流将在转子中产生2倍工频的电流，使转子附加的发热大大增加，危及电动机的安全运行。装置设有二段负序过流保护，主要针对电动机断相、反相、匝间短路及较严重的电流不对称故障。其中：负序过流段可选择无时限或带时限保护，动作于跳闸；负序过流段，可以通过
5、相应的投退定值选择定时限或反时限。根据国家电工委员会标准（IEC255-4）和英国标准规范（BS142.1966）的规定，本装置采用标准反时限特性方程中的极端反时限特性方程（extreme IDMT）: Ip为电流基准值，取负序过流段(IFX2ZD)定值；tp为时间常数，取负序过流段(TIFX2) 时限定值,范围为01S；动作判据为：由于负序电流的计算方法和电流互感器有关，故对于只装设A、C两相电流互感器的情况，交流参数中的测量方式必须整定为0（两相式）。3.4 零序过流保护反应电动机定子接地的零序过流保护，零序过流保护包括三段过流保护，通过整定投退定值可选择各段过流是否投入。其中零序过流一段
6、直接动作于跳闸，零序过流二段、三段可选择动作于告警或跳闸。在动作判据为：3.5 低电压保护当供电电压降低或短时中断后，为防止电动机自启动时使供电电压进一步降低，以致造成重要电动机自启动困难，所以在一些次要电动机或不需要自启动的电动机上装设低电压保护装置配低电压保护，可通过控制字UL选择投入或退出，装置能自动识别三相PT断线并及时闭锁低电压保护，同时并配备无流闭锁功能，可通过IBSUL控制字投退。动作判据为： 需要指出，重要厂用电动机的低压保护动作时限，应能躲过发电厂与系统发生振荡时的最长振荡周期。3.6 过电压保护供电电压过高时，会引起电动机铜耗和铁损的增大，使电动机温升增大。为此电动机应设有
7、过电压保护。装置配过电压保护，可通过控制字UH选择投入或退出。动作判据为： 3.7 过负荷保护过负荷保护反应电动机定子电流的大小，装置设定了一段定时限段可通过控制字ILOAD选择投入或退出过负荷告警。动作判据为：3.8 过热保护装置配过热保护，可通过控制字UL选择投入或退出。本微机保护的过热保护数学模型如下式所示：t- 保护动作时间(s)- 发热时间常数- 电动机运行电流的正序分量（A）- 电动机运行电流的负序分量（A）- 电动机的额定电流（电动机实际运行额定电流反应到CT二次侧的值）- 正序电流发热系数，启动时间内为0.5，启动时间过后自动变为1- 负序电流发热系数，可在310的范围内整定，
8、若无特殊说明，出厂时整定为6。K2的整定：由于一般情况下电动机负序阻抗与正序阻抗之比为6，故一般情况下设为6。也可根据具体实例正序阻抗之比来整定。由于电动机已跳闸，故H（积累的热量）值以散热时间常数t衰减(如下图)，H值逐渐减小，当H值减小到H2（过热报警系数）以下时，禁止再启动回路解除，此时电动机可以再次启动，当然启动时电动机过热积累不会超过允许值。通常H2取50HT，即h=0.5。在紧急情况下，如在H 较高时需启动电动机，则可人为按热复归按钮来强制清除记忆的过热积累。注意，实际电动机的过热积累是存在的，并非为零！电动机在过热与散热时积累过热量的变化3.9 堵转保护当电动机在启动过程中或在运
9、行过程中发生堵转，因为转差率s1，所以电流将急剧增大，容易造成电动机烧毁事故。本装置配备的堵转保护与正序过流段保护是同一保护，在电动机启动结束后自动投入，即启动时间过长保护退出后自动计算正序电流。正序电流的动作值一般取1.31.5倍的额定电流；动作时限即允许堵转时间应躲过电动机自启动的最长启动时间，可取：式中：电动机的最长启动时间。当电动机在启动过程中发生堵转时，由启动时间过长保护起堵转保护作用。3.10 定子零序电压保护定子零序电压保护反应电动机定子接地引起的零序过电压，基波零序电压保护电动机8595的定子绕组单相接地。定子零序电压为装置自动投入的反应机端PT三相电压自产零序电压。可通过控制
10、字U0选择投入或退出。动作判据为：3.11 小电流接地选线本装置当地分散式接地选线功能主要通过零序功率方向元件的动作判据实现：式中：I03zd为零序过流定值， 建议按照最长线路单相接地电流的1.3倍进行整定；TI03为零序3段过流时限。此方法在线路较短，接地零序电流很小时，选线的灵敏性降低。3.12 两路非电量保护本装置提供两路非电量保护，其中非电量1控制字FDL1投入时，经延时后直接动作于跳闸；非电量2控制字FDL2TZ为0时经延时后发告警信号，当FDL2TZ为1时延时后动作于跳闸。动作条件为：3.13 PT断线的判据和对策本装置分别对母线PT电压进行实时监测。母线PT断线监测设有专门的控制
11、字PTDX，在起动元件未动作时，按以下判据检查母线PT是否断线。(1) U28V；(2) 三相电压均小于10V，且至少有一相有电流(0.06In)；3.14 报警和闭锁当装置检测到如下故障，将在发出呼唤信号并在液晶显示器上显示出相应报警的内容的同时闭锁保护出口；a）直流电源消失(由于装置失电，液晶显示器将无法显示任何内容)；b）RAM、EPROM、EEPROM、A/D等硬件自检出错。3.15保护逻辑框图4、参数设置与定值管理4.1 TJ03B-3000DJ微机电动机保护测控装置的装置参数：A.交流参数CT变比PT变比CT额定电流测量方式一次电流/5A(1A)一次电压/100V5A 或 1A1:
12、三元件;0:两元件出厂值200 100订货参数 1B.遥信、遥控确认时间遥信参数：防止接点抖动，时间建议整定为120ms(出厂设置)遥控时间：时间整定为300ms(出厂设置)。C通讯参数序号名 称整定范围默认值1通讯地址112712通讯规约1(103),0(MODBUS)1（103）3CAN波特率5K,10K，20K,50K，125K可选125K4RS485波特率4800B，9600B,19200B可选9600D电度参数序号名 称整定范围默认值1脉宽时间0.0009.9990.1002电表常数1999910003P+0.0099999.0000000.004Q+0.0099999.000000
13、0.005P-0.0099999.0000000.006Q-0.0099999.0000000.007MC00.009999999900000.008MC10.009999999900000.00 输入电能表的参数与表底数。4.2 TJ03B-3000DJ微机电动机保护测控装置的定值清单：序 号名称整定范围单 位说明1电动机额定电流0.1In2In安2电动机启动时间030秒3启动过流1段定值0.1In30In安4启动过流1段时限030秒5运行过流1段定值0.1In30In安6运行过流1段时限030秒7过流2段定值0.1In30In安8过流2段时限030秒9过流3段定值0.1In30In安10过流3段时限030秒11过流反时限特性类号1、2、312过负荷报警定值0.1In3In安13过负荷报警时限030秒14负序过流1段定值0.1In30In安15负序过流1段时限030秒16负序过流2段定值0.1In30In安17负序过流2段时限030秒18零序过流1段定值0.1In30In安19零序过流1段时限030秒20零序过流2段定值0.1In30In安21零序过流2段时限030秒22零序过流3段定值0.1In30In安23零序过流3段时限030秒24零序过压定值1120伏25零序过压时限030秒26过电压定值1120伏27过电压时限030秒2
