GY-851S电动机综合保护测控装置技术说明书.讲义

1装置配置.

1.1基本配置

GY-851S电动机综合保护测控装置主要用于电动机的保护和测控。

保护功能：             

电流速断保护 过流定时限保护 过流保护 负序过流一段保护 负序过流二段保护 接地保护 过热保护

过热禁止再启动保护 堵转保护 长启动保护 正序过流保护 过负荷保护 欠压保护

 

PT断线告警 4路非电量保护

测控功能：  

12路遥信开入采集、装置遥信变位、事故遥信

遥测：UA、UB、UC、IA、IB、IC、P、Q、COSΦ、F、3U0、3I0、

UAB、UBC、UCA

1.2 可选配置

 RS485通信

2. 保护原理

2.1电流速断保护

Ia>IsdgIb>IsdgIc>Isdg电动机在启动态t>70ms≥1&速断保护(投跳/退出)BTtsdACTtsdACT速断保护(投信/退出)速断保护(电动机启动过程中)图6-1A 电机启动过程中

速断保护(投跳/退出)≥1tsd&BTACTtsdACTIa>IsddIb>IsddIc>Isdd电动机在运行态速断保护(投信/退出)速断保护(电动机运行过程中)图6-1B 电机启动结束后

注：Umax=max(Uab, Ubc, Uca), Imax=max(Ia, Ib, Ic), U2 为负序电压，

其他符号定义参见定值表

BT: 保护跳闸继电器、 ACT: 保护动作信号继电器，同时为保护告警继电器

其动作判据为：Imax=max（Ia，Ib，Ic）

Imax＞Isdg

定启动时间内

或Imax＞Isdd 定启动时间后

t＞tsd

本保护在电动机启动时，可以避开启动开始瞬间的暂态峰值电流。

在电动机额

在电动机额

2.2 过流定时限保护

过流定时限保护(投跳/退出)≥1tgl2&BTACTtgl2ACTIa>Igl2Ib>Igl2Ic>Igl2电动机在运行态过流定时限保护(投信/退出)过流定时限保护(电动机运行过程中)图6-2 过流定时限保护原理框图

其动作判据为：Imax=max（Ia，Ib，Ic）

Imax＞Igl2 t＞tsd

2.3 过流保护

过流保护Ia>Igl3(投跳/退出)BTIb>Igl3≥1tgl3&IACTc>Igl3过流保护(投信/退出)电动机在运行态tgl3ACT图6-3 过流保护原理框图

其动作判据为：Imax=max（Ia，Ib，Ic）

Imax＞Igl3

t＞tsd

2.4 负序过流一段保护

负序一段(投跳/退出)BTI2>I21dzt21dz负序一段ACT(投信/退出)t21dzACT图6-4 负序一段保护逻辑框图

其动作判据为：

I2＞I21dz

t＞t21dz

式中，I2：负序电流（A）

过流保护(电动机运行过程中) 负序一段保护2.5 负序过流二段保护

负序二段(投跳/退出)I2>I22dz负序二段(投信/退出)t21dzACTt22dzACTBT负序二段保护图

6-5 负序二段保护逻辑框图

其动作判据为：

I2＞I22dz t＞t22dz

2.6 接地保护

接地保护(投跳/退出)BTt0dz接地保护(投信/退出)t0dzACTACTI0>I0dz接地保护 图6-6 接地保护逻辑框图

采用零序电流互感器获取电动机的零序电流，构成电动机的单相接地保护。其中零序电流可采自电动机的零序互感器，也可以由电动机的三相电流计算出来。

I0＞I0dz t0＞t0dz

式中，I0：电动机的零序电流倍数、t0：接地保护动作时间（s）

2.7 过热保护

（投信）（投跳）≥1&θr>θaθr>1.0（投跳）&ACTBTACT过热保护图6-7 过热保护逻辑框图

装置可以在各种运行工况下，建立电动机的发热模型，对电动

IeqKI2KI21122机提供准确的过热保护，考虑到正、负序电流的热效应不同，在发热模型中采用热等效电流Ieq，其表达式为：

式中,

K1 =0.5

=1

额定启动时间内 额定启动时间后 本装置取6

K2 =3～10

K1随启动过程变化， K2用于表示负序电流在发热模型中的热效应，由于负序电流在转子中的热效应比正序电流高很多，比例上等于在两倍系统频率下转子交流阻抗对直流阻抗之比。根据理论和经验，本装置取K2=6。

t21.05I2dtI21.05I2Δt θIeqeeeqΣ0电动机的积累过热量θΣ为：

式中，Δt：积累过热量计算间隔时间，本装置取Δt=0.1s。

2TIeTfr电动机的跳闸（允许）过热量θT为： 式中，Tfr：电动机的发热时间常数（s）

当θΣ＞θT时，过热保护动作，θΣ=0表示电动机已达到热平衡，无积累过热量。为了表示方便，电动机的积累过热量的程度用过热比例θr表示：

θr=

θΣ θT

由此可见，θr＞1.0时，过热保护动作，为提示运行人员，当电动机过热比例θr超过过热告警整定值θa时，装置先告警。

电动机在冷态（即初始过热量θΣ=0）的情况下，过热保护的动作时间为：

t=

Tfr

K1（I1/Ie）2+K2（I2/Ie）2-1.052

当电动机停运，电动机积累的过热量将逐步衰减，本装置按指数规律衰减过热量，衰减的时间常数为4倍的电动机散热时间Tsr，即认为Tsr时间后，散热结束，电动机又达到热平衡。

2.8 电动机过热禁止再启动保护

当电动机因过热保护切除后，本保护即检查电动机过热比例θr是否降低到整定的过热闭锁值θb以下，如否，则保护出口继电器不返回，禁止电动机再启动，避免由启动电流引起过高温升，损坏电动机，紧急情况下，如在过热比例θr较高时，需启动电动机，可以按装置面板上的“复归”键，人为清除装置记忆的过热比例θr值为零。

2.9 堵转保护

Ia>IddzIb>IddzIc>Iddz转速开关触点闭合≥1&堵转保护(投跳/退出)BTtddzACTtddzACT堵转保护(投信/退出)堵转保护图6-8 堵转保护逻辑框图

用电动机转速开关和相电流构成堵转保护。 其动作判据为：

Imax＞Iddz t＞tddz

转速开关触点闭合

式中，Iddz：堵转保护动作电流整定值（A）、tddz：堵转保护动作时间（s）

本保护需引入电动机转速开关信号。

2.10 长启动保护

Ia>1.125IeIb>1.125IeIc>1.125Iet>tqd电机在启动态≥1&长启动保护(投信/退出)长启动保护(投跳/退出)BTACTACT长启动保护图6-9 长启动保护逻辑框图

在电动机启动时间tqd内，Imax＜1.125Ie，则，电动机正常启动成功，长启动保护算法结束；若在计算启动时间tqd后，Imax＞1.125Ie，则，电动机未能正常启动，长启动保护动作。

2.11 正序过流保护

正序过流电动机在运行态&(投跳/退出)BTt1glACTt1glACT正序过流I1>I1gl(投信/退出)正序过流保护图6-10 正序过流保护逻辑框图

正序过流保护必须满足下列条件之一方才投入：  电动机长启动算法结束；  启动时间超过整定启动时间tqd；

如果满足下列条件之一，则认为电动机长启动算法结束：  如果长启动保护投入：参照长启动保护逻辑；  如果长启动保护未投入：Imax＜1.125Ie； 其动作判据为：

I1＞I1gl t1＞t1gl

式中，I1gl：正序过流保护正序电流动作值（A）

t1gl：整定的正序过流保护动作时间（s）

2.12 过负荷保护

过负荷保护Ia>IgfhIb>IgfhIc>Igfh≥1&(投跳/退出)BTtgfhACTtgfhACT过负荷保护(投信/退出)过负荷保护电动机在运行态图6-11 过负荷保护逻辑框图

装置提供过负荷保护，其时间特性可选择定时限和反时限之一。 动作判据为：

2.12.1.定时限过负荷保护：

Imax＞Igfh t＞tgfh

式中，Igfh：过负荷保护动作电流值（A）

tgfh：整定的过负荷保护动作时间（s） 2.12.2.超常反时限过负荷保护

Imax＞1.1Igfh

t＞80Imax1Igfh2tgfh2.13 欠压保护

Uab1.05UqyPT断线闭锁低电压&&欠压保护(投跳/退出)tqyBTACT欠压保护 图6-12 欠压保护逻辑框图

通过测量电动机母线电压来实现，当电动机母线电压降低到整定动作值Uqy以下且时间大于整定值tqy时，对电动机提供跳闸保护。

为防止PT断线误切电动机，本保护设置了当PT断线时瞬时闭锁欠压保护动作，PT断线逻辑见图6-12。

其动作判据为：

Umax=max（Uab，Ubc，Uca）

Umax＜Uqy t＞tqy

欠压保护启动前，Umax＞1.05Uqy

式中，Uqy：低电压保护电压动作值（A）、tqy：低电压保护动作时间（s）

为了保证发电厂电气联锁的可靠进行，当母线无压、电动机无流、开关在合位，如果上面的动作判据无法启动低电压，则通过下面辅助判据启动低电压跳闸：

Umax＜5V Imax＜Ie/8 开关在合位 t＞tqy

欠压保护启动前，Umax＞1.05Uqy

2.14 PT断线

Imax>Ie/4U1<30%UeImax>Ie/4U2>8%Ue&&PT断线告警(投信/退出)≥15SACTPT断线告警图6-13 PT断线告警逻辑框图

装置有PT断线检测功能，可通过控制字投退。在满足判据：

 正序电压小于30％Ue，而最大相电流大于25％Ie  负序电压大于8V，而最大相电流大于25％Ie 其中，Ue为电动机额定电压等级。

满足两个条件之一，当发生PT断线时，瞬时闭锁欠压保护，并延时15S告警。当不满足PT断线条件时，解除PT断线闭锁欠压保护。

2.15 非电量保护

非电量保护也就是开关量保护。作为常开接点的开关量输入，驱动电源由装置提供(+24V)。外部接点闭合时启动相应的非电量保

护。装置提供2路常开接点的非电量开关量输入，每种非电量保护可通过控制字控制投退，当控制字选择为“投信”时，只发告警信号，当选择“投跳”时，则跳闸并且发告警信号。

非电量保护逻辑框图如图6-13所示：

非电量保护(投跳/退出)tKI非电量保护(投信/退出)tKIACTACTBT非电量保护非电量输入图6-14 非电量保护逻辑框图

4. 参数设定

装置能自动记录装置和各种运行信息，包括：12个保护SOE

记录、24个遥信变位SOE记录、12个装置自诊断信息记录、6个遥控记录、24个运行事件记录。

4. 参数设定

4.1 保护定值整定

4.1.1.电动机额定参数

序号 1 2 3 名称及含义 电动机额定电流 开关跳合超时 符号 Ie tkg 单位 A S 整定范围 5 1.00～99.99 0.10-99.99 电动机启动时间 tqd 4.1.2 .电流速断保护

序号 1 2 3 4 名称 速断电流高值 速断电流低值 速断动作时间 动作方式 符号 Isdg Isdd tsd 单位 A A S 整定范围 0～100 0～100 0.00～9.99 退出、投跳、投信 缺省值 8 5 0.00 退出 4.1.3 过流定时限保护

序号 1 3 4 名称 电流定值 动作时间 动作方式 符号 Igl2 tgl2 单位 A S 整定范围 0～100 0.00～99.99 退出、投跳、投信 缺省值 5 1.00 退出 4.1.4 过流保护

序号 1 3 4 名称 电流定值 动作时间 动作方式 符号 Igl3 Tgl3 单位 A S 整定范围 0～100 0.00～99.99 退出、投跳、投信 缺省值 5 1.00 退出 4.1.5 负序过流一段保护

序号 1 2 3 名称 负序过流一段 动作时间 动作方式 符号 I21dz t21dz 单位 A S 整定范围 0～100 0.20～20.00 退出、投跳 缺省值 5 1 退出 4.1.6 负序过流二段保护 序号 1 名称 负序过流二段 符号 I22dz 单位 A 整定范围 0～100 缺省值 5 2 3 动作时间 动作方式 t22dz S 0.50～20.00 退出、投跳 1 退出 4.1.7 接地保护 序号 1 2 3 名称 动作电流 动作时间 动作方式 符号 I0dz t0dz 单位 A S 整定范围 0～100 0.06～9.99 退出、投信、投跳 缺省值 5 0.06 退出 4.1.8 过热保护 序号 1 2 3 4 5 名称 过热告警定值 重启动过热闭锁值 发热时间常数 散热时间 动作方式 符号 θa θb Tfr Tsr 单位 Min Min 整定范围 0.50～1.00 0.50～1.00 1.00～80.00 1.00～300.00 退出、投信、投跳 缺省值 0.50 0.50 5.00 5.00 退出 4.1.9 长启动保护 序号 1 名称 长启动保护投入 符号 单位 整定范围 退出、投信、投跳 缺省值 退出 4.1.10 堵转保护 序号 1 2 3 名称 堵转保护电流 堵转保护时间 动作方式 符号 Iddz tddz 单位 A S 整定范围 0～100 1.00～99.99 退出、投信、投跳 缺省值 5 1.00 退出 4.1.11正序过流保护 序号 名称 符号 单位 整定范围 缺省值 1 2 3 正序过流动作电流 正序过流动作时间 动作方式 I1gl t1gl A S 0～100 0.50～99.99 退出、投信、投跳 5 12.00 退出 4.1.12过负荷保护 序号 1 2 3 4 名称 过负荷保护电流 过负荷动作时间 过负荷动作曲线 动作方式 符号 Igfh tgfh 单位 A S 整定范围 0～100 1.00～100.00 定时限 超长反时限 退出、投信、投跳 缺省值 5 15.00 定时限 退出 4.1.13欠压保护 序号 1 2 3 4 名称 欠压保护动作值 动作时间 PT断线闭锁 欠压保护投入 符号 Uqy tqy 单位 V S 整定范围 50～80 0.30～10.00 退出、投入 退出、投跳 缺省值 70 5.00 退出、投入 退出 4.1.14 非电量保护 序号 1 2 名称及含义 整定时间 动作方式 符号 tKI 单位 s 整定范围 0.06～650.00 退出、投信、投跳 缺省值 5.00 退出 4.1.15 PT断线告警 序号 1 名称 PT断线告警投入 符号 单位 整定范围 退出、投信 缺省值 退出 4.1.16 参数设置

序号 3 2 1 5. 接线原理

开入公共端远方/就地1KK651nGY-851SD1324V公共端开入1开入2开入3开入4信号采集开入5开入6开入7开入8开入9开入10开入11开入12D1D2D3D4D5D6D7D8D9D10D11D12DL合位1nGY-851S跳位1LHaIAA1A2非电量1保护额定电流 1LH1LHbIB保 护测 量系统复归电流非电量2保护未储能2LH名称及含义 1LHcICA3A4回堵转节点转速开关触点手车工作位置手车试验位置接地刀位置电机启动时间 开关合跳超时 INLH0LH0I0*A5零 序路A6I0Ie 符号 tkg +KM1nGY-851SN1KKHC12-KM1nGY-851S2ZKQF1nGY-851S2ZK1ZKLC1F1E41LP电源母线手动合闸保护合闸遥控合闸操保护跳闸遥控跳闸作YMaC2E6E9E52LP3ZKB1装置电源1ZK电F2E8F3C3接大地E1034YMb通信接口3ZKB2保 护485s YMc3ZKB3压485S A YMnB4回GND单位 YMLB5B6零 序路TQ回手动跳闸故障信号告警信号路E1E3E2信号GY-851S 电动机保护测控装置接线原理图 设计审定校核南京歌阳电力科技有限公司整定范围 0.20～6.00 0.10-99.99 5 缺省值 1.00 5.00