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1、襄阳赛克斯电气股份有限公司 SPMC3000/SMS 001-2017版本识别号:SPMC3000/SMS 001-2017 SPMC3000保护测控单元使用说明书襄阳赛克斯电气股份有限公司SPMC3000电动机保护测控单元使用说明书一、 概述 适用范围 本装置适用于35kV及以下电压等级的电动机保护测控，可集中组屏，也可在开关柜就地安装，全面支持变配电综合自动化系统。 功能及特点 1 保护功能 二段式定时限过流保护 （限时速断、过电流、过流反时限） 二段式定时限负序过流保护 （负序限时速断、负序过电流） 二段式反时限负序过流保护 堵转保护 过负荷告警 低电压、过电压保护 零序过流保护（报警可
2、选择跳闸） 零序过压保护（报警可选择跳闸） 过热保护 非电量保护 （温度过高、温度升高）2 辅助功能 PT断线告警 装置故障告警 保护定值和时限的独立整定 自检和自诊断3 测控功能 电量测量：电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率等 信号检测：装置共有8路开入量4 特点 采用分层分布式设计，可组屏安装或直接安装于开关柜上 封闭、加强型单元机箱，抗强干扰设计，适用于恶劣环境，可靠性高 可记录64次SOE事件 汉字液晶显示，键盘操作 设有独立的起动元件用来开放继电器电源，提高装置的安全性二、基本原理 二段式过流保护（过流I段、过流II段） 过流段保护定值按躲过启动电流整定,时限可整定为
3、速断或带极短的时限,该保护主要对电动机短路提供保护。当任一相达到整定值，且过流段保护的投退控制字处于投入状态，则定时器启动，若持续到整定时限，则立即跳闸。图1 过流I段保护逻辑图过流II段保护，又称堵转保护，它是在电动机启动完毕后自动投入,该保护可根据启动电流或堵转电流整定,主要对电动机启动时间过长和运行中堵转提供保护。在超过电动机启动时间后，当任一相达到整定值，且过流段保护的投退控制字处于投入状态，则定时器启动，若持续到整定时限，则立即跳闸。过流II段还可以通过控制字选择该段采用定时限还是反时限特性。根据国际电工委员会标准(IEC60255-4)的规定, 本装置采用其标准反时限特性方程中的极
4、端反时限特性方程(IDMT):式中Ip为电流基准值,取过流定值,为时间常数, 取过流时间定值。图2 过流II段保护逻辑图 负序过流保护 当电动机三相电流有较大不对称,会出现较大的负序电流,而负序电流将在转子产生2倍工频电流,使转子的附加发热大大增加,危及电动机的安全运行。本装置具有两段定时限负序过流保护,分别对电动机反相,断相,匝间短路以及较严重的电压不对称等异常工况提供保护. 其中负序过流II段作为灵敏的不平衡电流保护,可通过控制字来选择该段跳闸或报警,选择报警时该段可作为负序过负荷报警使用,也可通过控制字来选择该段采用定时限还是反时限特性。根据国际电工委员会标准(IEC60255-4)的规
5、定, 本装置采用其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II段定值,为时间常数, 取负序过流II段时间定值。图3 负序过流I段保护逻辑图图4 负序过流II段保护逻辑图 过负荷保护 过负荷保护反映定子电流的大小,有一定时限段,可通过控制字选择报警或跳闸。图5过负荷保护逻辑图 过热保护 过热保护主要为防止电动机过热,因此在装置中设置了一个模拟电动机发热的模型,综合考虑电动机正序电流和负序电流的热效应,引入等值发热电流Ieq，其方程表达式为: 在整定的电动机启动时间内,，在整定的电动机启动时间后,310,用于模拟的增强发热效应，一般可取6
6、，保护动作方程为: 式中r为电动机热积累定值，即发热时间常数Tfrl，当热积累值达到（过热报警水平，可整定为热积累跳闸的6099.9%）时发出报警信号，当热积累值达到Tfrl时发出跳闸信号。电动机过热保护跳闸后，不能立即再启动，要等到允许启动的温度时才能再启动。在需要紧急启动的情况下，可以通过复归键在信号复归的同时强制将热模型恢复到“冷态”。图6 过热保护逻辑图 零序过流保护 零序过流保护反映电动机定子接地,当零序电流测量值大于零序电流动作值时，则定时器启动，若持续到相应的整定时限，且相应保护投退控制字处于投入状态，则发出报警信号。如保护跳闸投退控制字也处于投入状态，则给出保护动作，事故音响，
7、并记录和上传相应的SOE事件。若在整定时限内电流返回则复位计时器。 图7零序过流保护逻辑图 定子零序电压保护 定子零序电压保护反映电动机定子接地引起的零序电压，基波零序电压保护电动机85%95%的定子绕组单相接地。可通过控制字选择报警或跳闸，零序电压保护经TWJ闭锁。保护用零序电压可通过控制字决定取自机端PT开口三角形电压输出还是由三相电压自产零序电压，若自产零序电压，装置能自动识别PT断线并闭锁零序电压保护。图8零序电压保护逻辑图 低电压保护 三个相间电压均小于低电压保护定值,时间超过整定时间时,低电压保护动作。低电压保护经TWJ闭锁,装置能自动识别PT断线并闭锁低电压保护（此时PT断线需投
8、入）。图9低电压保护逻辑图 过电压保护 三个相间电压中任一相大于过电压保护定值,时间超过整定时间时,过电压保护动作。图10过电压保护逻辑图 PT断线检查 装置具有 PT断线检查功能，可通过控制字投退。PT断线判据如下:a. 最大相间电压小于30v,且任一相电流大于0.3A;b. 负序电压大于8v;满足以上任一条件断线10秒报PT断线，PT断线期间自动退出低电压保护。 非电量保护 本装置设置了温度过高跳闸和温度升高报警两路非电量保护,分别通过控制字选择经延时跳闸或报警。 测 量 测量系统频率f，母线电压Uab、Ubc、Uca、Ua、Ub、Uc,3U0，电流Ia、Ib、Ic、3I0及有功功率、无功
9、功率、功率因数。 事件记录 可以存储64次的SOE记录，包括事件日期、时间、事故电流（电压）、保护动作类型等。三、操作说明装置的面板由LCD显示器、LED指示灯及简易键盘组成。Uab=10.0 kVIa= 260 AIc= 260 Af= 50.00 HzLED 指示灯指示装置的工作状态及保护信号。其中 “24V”指示灯指示装置工作电源是否正常，正常运行时这个灯应常亮。“运行”指示灯指示装置运行状态，正常运行时运行指示灯应有规律地闪动。故障指示灯有3个，其中“事故”和“告警”指示灯分别表示有未复归的保护信号，“故障”指示灯指示装置通过自检发现有故障。当保护动作或装置发生故障时，面板上相应的“事
10、故”、“告警”、“故障”信号指示灯会亮，并在LCD显示器的最后一行显示保护动作或装置故障的类型。请注意：此时显示的内容不表示事件发生的顺序。若要进一步了解详细情况，可在主菜单中选择“事件记录”来查看事件顺序记录（SOE）。装置的当地监控功能通过面板上的LCD显示器及简易的键盘操作实现。LCD显示器为带背光的8*4汉字字符液晶显示模块，简易键盘由“”、“”、“”、“”、“退出”、“确认”及“复归”七个触摸键组成。 正常运行时液晶显示器自动循环显示各遥测量及一些保护模拟量的一次值。若需查看未显示的项目，可按“”、“”键选择。需要显示的项目可在“出厂设置”菜单下设定。若需要复归保护动作或装置故障信号
11、，可按下“复归”键，选择“是”后再按“确认”键即可。按下“”、“”或“确认”键，LCD显示器则显示下图所示的主菜单。通过“”、“”键可选择任一种功能，按“确认”键后进入该菜单的功能，按“退出” 键或选择“退出”菜单则回到自动循环显示界面。 01保护投退 02保护定值03事件记录04输入输出05采样数值06实时时钟07启动次数08出厂设置09设备信息10退 出 保护投退 速断RLP01 投入速断方向RLP02 退出将光标移至“保护投退”并按“确认”键后，进入保护投退设置功能。保护投退设置的界面如下图所示（以线路保护为例，不同的保护装置可能投退的项目不同）。此时光标位于第1个投退项目即“速断”的投
12、退设置。通过按“”、“”键可选择其它投退项目。当光标位于某一项目时，可通过“”、“”键来改变设置。当全部投退项目设置完成后，可按“确认”键来保存这些设置。PASSWORD1：0000按下“确认”键后，进入输入PASSWORD界面，如下图所示。通过按“”、“”键可改变PASSWORD各位数字的值，通过按“”、“”键可选择要改变的位。若用户没有修改过PASSWORD，则出厂默认的PASSWORD为1000（修改PASSWORD的方法见“保护定值”的使用方法）。当输入正确的PASSWORD后，就将所修改的保护投退设置保存好了。 保护定值 保护定值套数00：001.00一次电压系数Kv1 01：035
13、.00进入保护定值功能后，即可对装置整定值进行当地修改。本装置可存贮三套定值。“0”号定值为当前使用的定值套号（1、2或3），其余号定值为装置对应于0号定值的本套定值。显示格式如下图：通过“”、“”键可选择显示或要修改的定值，按下“”键进入光标所在定值的编辑状态。在编辑状态下，通过“”、“”、“”、“”键可对定值进行编辑。编辑完成后按“确认”键，在核实输入正确的口令后，再按“确认”键后本号定值修改有效，按“退出”键无效。整定值定义及说明详见后面“定值清单”。注：一次电压、电流系数*10后为实际的一次PT、CT变比。 事件记录 本单元可存储不少于60次事件记录，其中第0号为最新记录，第1号为上一
14、次记录，依次类推。该记录存放在非易失性存贮器中，具有掉电长期保存功能，事件记录分开关变位、保护动作和装置故障三种类型。事件记录显示格式如下图。No.00 02-06-26时间11:21:22.525开关变位：开入3 分-合其中，No.后为记录号，02-06-26 为该事件发生的日期，即2002年6月26日。11:21:22.525该事件发生的时间，即11时21分22秒525毫秒。通过按“”、“”键可选择显示其余的事件。当事件类型为保护动作时，可以按“确认”键去查看该保护的动作值，再按“退出”键返回。 输入输出 选择输入输出菜单后将显示以下内容。 1开入 2开出通过“”、“”键可选择查看开入量还
15、是进行开出操作。当选择开入时，屏幕显示如下：开入量0108：00000010其中“0”表示输入的开关未闭合，“1”表示输入的开关已闭合，在上图中，第7个开入量为1，其余为0。按“退出”键可退出并返回上一级菜单。当选择开出时，屏幕显示如下：备用 0 遥控合闸 0保护跳闸 0遥控跳闸 0事故信号 0预告信号 0通过“”、“”、“”、“”键可对开出量进行编辑。“1”对应输出继电器闭合或指示灯亮，“0” 对应输出继电器断开或指示灯灭。编辑完成后按“确认”键，在核实输入正确的口令后，再按“确认”键后，相应的继电器就能出口。 采样数值 在主菜单中选择“采样数值”后屏幕显示以下内容：Iac 4.980.0I
16、cc 57.70 119.8Ua 57.70 0.0Ub 57.70 239.5它们表示09通道的二次采样值以及角度值。在不同类型的装置中各采样通道的含义不相同，具体可参见附录的采样实时显示表。 实时时钟 本单元具有掉电运行的实时时钟功能，进入实时时钟模块后，LCD显示器将显示装置的实时时钟，如下图所示：日期 06年06月26日时间 15时36分50秒通过简易键盘可对时钟进行修正。按“确认”键后进入时钟编辑状态。在编辑状态下，通过“”、“”、“”、“”键可对时钟进行编辑。编辑完成后按“确认”键，修改完成。若此时不想修改时钟，可按“退出”键退出时钟编辑状态。该时钟也可由通信网统一校时（精确到2m
17、s），以使整个系统保持同一时基。实时时钟主要作为事件顺序记录的时间依据。 启动次数 该菜单用来监视装置的重启次数，供调试和监控用。 出厂设置 出厂设置在装置出厂前已设置完成，用户通常不必更改。出厂设置项目如下表所示：序号代 号名 称整 定 范 围0Kv2二次电压比例系数8.421Kic二次测量电流比例系数43.642Kib二次保护电流比例系数20.113Ki0二次零序电流比例系数11.294Kv0二次零序电压比例系数8.475J2J2继电器出口设置(2n )/1006J4J4继电器出口设置(2n )/1007Disp滚动显示项目选择81.918Realy Check自检出口继电器设置9Addr
18、ess装置通讯地址124310Baud Rate装置通讯波特率11Configbit装置功能配置其中，二次电压比例系数、二次测量电流比例系数、二次保护电流比例系数、二次零序电流比例系数、二次零序电压比例系数由二次互感器类型及满量程值确定。（注意：我公司在产品出厂之前已经按相应的PT、CT型号设置好二次系数，请用户勿要擅自修改！）继电器出口设定：当J2和J4不作为遥控继电器使用时，可将其设置为信号继电器。设置值=(2(n-1)/100)。式中，n为事件对照表中对应的bit位。例如，当D0事件和D3事件发生时，需要J2发出报警信号，则设置J2值=（20 +23）/100=0.09。可以同时设定多个
19、事件报警，只要分别算出每个事件的设置值并将它们相加即可。滚动显示项目选择：选择显示项目时，大部分可按下表的设置值确定，将所选的各项目设置值相加。显示项目设置值显示项目设置值Uab0.01Ia0.64Ubc0.02Ic1.28Uca0.04P2.56Ua0.08Q5.12Ub0.16cos10.24Uc0.32f20.48 设备信息 设备信息将显示装置的一些基本信息，如版本、装置类型及型号，程序存贮器校验码等。 采样实时显示 采样实时显示通道00测量电流Ia（A6,A8）通道05保护电流Ia（A9,A12）通道01测量电流Ic（A7,A8）通道06保护电流Ib（A10,A12）通道02母线电压U
20、a（A1,A5）通道07保护电流Ic（A11,A12）通道03母线电压Ub（A2,A5）通道08零序电流Io（A13,A14）通道04母线电压Uc（A3,A5）通道09零序电压Uo（A4,A5） 定值清单 定值序号代 号定 值 名 称整 定 范 围01Kv1一次电压比例系数实际变比/1002Ki1一次电流比例系数实际变比/1003Idz1过流I段定值0.1100A04tzd1过流I段延时0100S05tqd电动机启动时间0300S06Idz2过流II段定值0.1100A07tzd2过流II段延时0100S08I2dz1负序过流I段定值0.1100A09tzd3负序过流I段延时0100S10I2
21、dz2负序过流II段定值0.1100A11Tzd4负序过流II段延时0100S12Idz3过负荷电流定值0.1100A13Tzd5过负荷延时0100S14I0zd零序过流定值0.1100A15tI0zd零序过流延时0100S16U0dz零序过压定值3100V17tU0dz零序过压延时0100S18Udz1低电压定值3100V19tUudz1低电压延时0100S20Udz2过电压定值100120V21tUudz2过电压延时0100S22K2负序电流发热系数01023Tfr1发热时间常数0.1100分24Cool散热时间常数0525GRBJ过热报警水平010026Tfdl1温度升高延时0100S2
22、7Tfdl2温度过高延时0100分28Ie电动机额定电流16A 保护投退 保护序号代 号保 护 名 称整 定 方 式01RLP1过流I段投入/退出02RLP 2过流II段投入/退出03RLP 3负序过流I段投入/退出04RLP 4负序过流II段投入/退出05RLP 5负序II段反时限投入：负序II段反时限退出：负序II段定时限06RLP 6负序II段跳闸投入：负序II段跳闸退出：负序II段报警07RLP 7过负荷投入/退出08RLP 8过负荷跳闸投入：过负荷跳闸退出：过负荷报警09RLP 9零序过流投入/退出10RLP 10零序过流跳闸投入：零序过流跳闸退出：零序过流报警11RLP 11自产零
23、序电压投入：零序电压自行计算退出：零序电压取自零序PT12RLP 12零序过压投入/退出13RLP 13零序过压跳闸投入：零序过压跳闸退出：零序过压报警14RLP 14低电压保护投入/退出15RLP 15过电压保护投入/退出16RLP 16过热报警投入/退出17RLP 17过热跳闸投入/退出18RLP 18温度升高投入/退出19RLP 19温度过高投入/退出20RLP 20温度过高跳闸投入：温度过高跳闸退出：温度过高报警21RLP21PT断线投入/退出22RLP22过流二段反时限投入：过流II段反时限退出：过流II段定时限附录A SPMC3000 电动机保护测控装置接线端子图及开孔尺寸图附录B SPMC3000 电动机保护测控装置原理图18