文档介绍：第五章 LPC3-530低压电动机综合保护测控装置
1. 产品用途及特点
LPC3-530低压电动机综合保护测控装置主要为低压电动机(380V)提供各类启动和停车控制功能、保护和测控功能。装置的结构、特点、技术数据、尺寸等请参见“第一章概述”。
保护功能
装置具有如下标配保护功能:
过热保护
过载保护(定时限、反时限曲线可选)
断相(不平衡)保护
接地保护
堵转过流保护
启动时间过长保护
欠载保护
外部故障连锁保护
TE时间保护
接触器分断电流保护
可增配以下保护功能:
欠功率保护
熔丝断线告警
欠电压保护
过电压保护
相序保护
测量功能
8路遥信开入采集,可扩展4路
4路继电器输出控制,可扩展4路
遥测量:三相电流、电流不平衡率、三相电压、P、Q、电能累计、功率因数、频率、三相电流和电压的角度等
控制功能
提供各种控制模式:
保护模式
直接启动模式
双向启动模式
星三角启动模式
与断路器配合的保护模式
与断路器配合的直接启动模式
另外,装置还提供对电动机的欠压重启动控制功能。
通信功能
可选多种通信接口:RS485、CAN、PROFIBUS
多种通信协议,并可支持双网(PROFIBUS支持单网)
其他功能
1路4~20mA直流模拟量输出,替代变送器作为DCS测量接口(选配)
装置带有GPS时钟同步接口,以确保装置的时钟与系统同步
事件记录等

2. 保护功能及说明
过热保护
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 = 电动机在启动态
=1 电动机在运行态
K2 =3~10 本装置取6
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。
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=。
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>,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-
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,即认为该时间到后,散热结束,电动机又达到热平衡。
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,可以闭合“复归”开入,人为清除装置记忆的过热比例θr值为零。
过负荷保护
装置提供过负荷保护,其时间特性可选择定时限、或超常反时限两种动作时间特性之一。反时限时间特性如图所示。过负荷保护只在电动机运行过程中投入。
定时限过负荷保护
其动作判据为:
Imax>Igfh
t>tgfh
电动机在运行态
式中,Igfh:整定的过负荷动作值(A)
tgfh:整定的过负荷动作时间(s)
超常反时限过负荷保护
动作判据为:
Imax>
电动机在运行态
断相/不平衡保护
电动机缺相或三相不平衡故障时,本装置通过计算电流的不平衡率对电机提供保护,其动作方程为:

式中,:电流不平衡率,计算公式为=×100%,分子取两者中的绝对值较大者;
:整定的电流不平衡率(%);
:不平衡保护时间整定值;
:三相电流平均值;
:电动机额定电流。
堵转(过流)保护
电机因机械故障或负荷过大等原因造成转子卡死时,过大的堵转电流引起的发热效应容易损坏电机。为此,装置提供堵转(过流)保护,其动作方程如下。堵转保护只在电动机运行过程中投入。
Imax>Idzzd
t>
电动机在运行态
式中, :堵转保护电流整定值;
:堵转保护时间整定值;
长启动保护
电机的启动电流比较大,若启动时间过长,容易使电机发热损害。为此,装置提供了长启动保护,其动作方程如下。长启