工程科技PMC550S说明书V22.docx

工程科技PMC550S说明书V22.docx

《工程科技PMC550S说明书V22.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程科技PMC550S说明书V22.docx（48页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

工程科技PMC550S说明书V22

PMC-550S

低压电动机保护测控装置

用户手册

（V2.2）

深圳市中电电力技术有限公司

本说明书版权属深圳市中电电力技术有限公司所有，未经书面许可，不得复制，传播或使用本文件及其内容，违犯者将要对损坏负责。

深圳市中电电力技术有限公司保留所有版权。

我们已经检查了本手册关于描述硬件和软件保持一致的内容，由于不可能完全消除差错，本手册中的数据将定期审核，欢迎提出修改建议，以后版本如有变动，恕不另行通知。

1装置简介

1.1概述

PMC-550S低压电动机保护测控装置是在吸收国内外先进技术的基础上自主研发的电动机保护控制装置。

PMC-550S融合先进的网络通讯技术、测控技术和分布式智能技术构建电动机控制中心（MCC），全面实现电动机的保护、测量、控制和操作等功能。

1.2产品特点

•小型化全密封设计，适用于各种安装方式，可就地安装在操作箱、控制台和各种开关柜上（MNS、GCS、GCK、GGD等）。

为了便于实际安装，专门设计成显示和主机一体，外置电流传感器的型式；

•具有起动超时保护、短路保护、堵转保护、反时限过热保护、定时限过电流保护，缺相保护、漏电流保护、电流不平衡保护、欠功率保护、工艺联锁跳闸等保护功能，保证电动机安全可靠运行，对于增安型电动机具有tE时间保护功能；

•欠功率保护可以取代防干转保护装置，对磁力泵电动机等实现有效的保护；

•具有漏电流保护功能，可以提供更精确的接地故障检测，充分保证电动机的安全运行以及人身安全。

•具有失压再起动功能，可以取代常规的集中式的分批再起控制屏，实现电动机的分批再起动和晃电再起动功能；

•提供4路开关量输入，用于起停信号、普通状态信号以及联锁跳闸信号的接入。

•具有AO输出功能，可以方便的将电动机的测量量（三相电流，有功功率）转换为4~20mA的直流电流量，实现常规全隔离变送器的功能。

•具有电动机管理维护功能，记录电动机的起动电流、起动时间、累计

脱扣次数、接触器脱扣电流的功能；

•具有远方通讯功能。

采用RS-485通讯接口，使用标准MODBUS通讯规约。

图1.2PMC-550S低压电动机保护测控装置功能示意图

2技术指标

2.1环境条件

a）环境温度：

-25℃～+70℃

b）储存温度：

-40℃～+80℃

c）大气压力：

70kPa～106kPa

d）相对湿度：

5%～95%（产品内部不凝露，不结冰）

2.2额定参数

a）装置工作电源：

交流：

额定220，允许偏差-20%～+20%

直流：

额定220V，110V，电压允许偏差-20%～+20%

b）交流电输入

电流回路（外置电流传感器（MTA））：

400A、300A、200A、150A、100A、75A、50A、25A、15A、10A、5A、1A

交流电压（相电压）：

220V/380V

频率：

50Hz/60Hz

c）继电器接点输出容量

常闭继电器（交流400V/直流250V，允许断开的最大电流：

交流10A，长期允许闭合电流：

8A）

常开继电器（交流250V/直流30V，允许断开的最大电流：

交流5A，长期允许闭合电流：

5A）

d）开关量输入

装置的开关量输入为24V内激励，为干节点输入。

e）功率消耗

交流电压回路：

小于0.75VA/相（额定220V时）

装置电源回路：

小于6W

f）过载能力

交流电压回路：

1.2倍额定电压，连续工作；2.0倍额定电压，允许10s。

交流电流回路：

2倍额定电流，连续工作，10倍额定电流，允

许10s，40倍额定电流，允许1s。

2.3测量范围及准确度

a）测量范围

电压：

6V～480V

电流：

（0.05～1.2）倍的额定电流，漏电流（10mA~500mA）。

b）测量准确度：

三相电流：

±1.0%

单相电压：

±0.5%

有功功率：

±1.0%

功率因数：

±2.0%

漏电流：

±2.0%

c）AO输出

输出范围：

（4～20）mA

输出精度：

±2.0%

最大负载：

500

2.4保护定值误差

a）动作值

电流：

±50mA或定值的±3%

电压：

±2V或定值的±3%

b）动作时间

定时限：

0s～3s（含3s）范围内不超过±60ms；3s～99.9s范围内不超过整定值的±2%

反时限：

0s～3s（含3s）范围内不超过±100ms；3s以上不超过计算值的±5%

2.5保护参数表

表2.5保护参数表

保护配置

项目

技术参数

额定功率

Pe

（0.0～999.9）kW

起动超时保护

时间整定范围

0.1s～60.0s

堵转保护

整定时间

0.1s～99.9s

整定值范围

3.0Ie

短路保护

整定时间

0.0s～99.9s

整定值范围

（3.0～10.0）Ie

接地保护

整定时间

0.1s～99.9s

整定值范围

（0.1～7.0）Ie

反时限过热/tE时间保护

时间因子

1.0s～99.9s

曲线选择

1（反时限过热）或2（tE）

电流不平衡保护

整定时间

0.1s～99.9s

百分比

30%

缺相保护

整定时间

0.1s～99.9s

欠功率保护

整定时间

0.5s～99.9s

功率定值

（0.10～0.90）Pe

工艺联锁保护

动作延迟时间

0.1s～99.9s

定时限过流保护

整定值

（1.0～10.0）Ie

整定时间

（0.1～99.9）s

漏电流保护

告警电流定值

（0.020～0.500）A

跳闸电流定值

（0.020～0.500）A

告警动作延时

0.0s～99.9s

跳闸动作延时

0.0s～99.9s

接触器分断保护

整定值

（4.0～10.0）Ie

失压再起动

立即再起动时间

0.0s～9.9s

延时起动允许失电时间

0.5s～99.9s

起动延时

0.0s～99.9s

失压定值

（0.30～0.95）Ue

恢复电压定值

（0.80～1.60）Ue

2.6电气绝缘性能

a）介质强度

符合GB/T14598.3-2006规定；

工频电压2kV，时间1分钟。

b）绝缘电阻

符合GB/T14598.3-2006规定；

500V兆欧表测试，绝缘电阻值不小于100MΩ。

c）冲击电压

符合GB/T14598.3-2006规定；

承受1.2/50μs峰值为5kV的标准雷电波的冲击。

2.7机械性能

a）振动

振动响应：

符合GB/T11287-2000标准规定，严酷等级为1级；

振动耐久性：

符合GB/T11287-2000标准规定，严酷等级为1级。

b）冲击

冲击响应：

符合GB/T14537-1993标准规定，严酷等级为1级；

冲击耐久性：

符合GB/T14537-1993标准规定，严酷等级为1级。

c）碰撞

符合GB/T14537-1993标准规定，严酷等级为1级。

2.8电磁兼容性能

a）振荡波干扰

符合GB/T14598.13-2008（IEC60255-22-1：

2007）规定，严酷等级为Ⅳ级。

b）静电放电干扰

符合GB/T14598.14-1998（IEC60255-22-2：

1996）规定，严酷等级为Ⅳ级。

c）射频电磁场辐射干扰

符合GB/T14598.9-2002（IEC60255-22-3：

2000）规定，可以通过10V/m的最严酷等级。

d）电快速瞬变脉冲群干扰

符合GB/T14598.10-2007（IEC60255-22-4：

2002）规定，严酷等级为Ⅳ级。

e）浪涌干扰

符合GB/T17626.5-2008（IEC61000-4-5：

2005）规定，严酷等级为Ⅳ级。

f）射频传导干扰

符合GB/T17626.6-2008（IEC61000-4-6：

2006）规定，严酷等级为Ⅳ级。

g）工频磁场干扰

符合GB/T17626.82006（IEC61000-4-8：

2001）规定，严酷等级为Ⅳ级。

3功能说明

3.1保护功能

根据电动机起动过程和运行过程的不同工况，PMC-550S在原理设计中进行了相关保护功能逻辑处理。

起动过程和运行过程中各保护控制功能配置情况如下表：

表3.1PMC-550S装置保护控制功能配置表

保护控制功能

PMC-550S

起动过程

运行过程

起动超时保护

√

--

堵转保护

--

√

短路保护

√

√

接地保护

√

√

反时限过热

√

√

tE时间保护

--

√

电流不平衡保护

√

√

缺相保护

√

√

欠功率保护

--

√

工艺联锁保护

√

√

定时限过流保护

--

√

漏电流保护

√

√

失压再起动功能

--

√

正反转控制

--

√

3.1.1起动超时保护

电机起动超时保护的判断条件：

电流从0突变到2Ie以上时，认为电机开始起动，此时记录起动时间，用于保护判断。

电机起动完成的判断条件：

电机起动后，当三相电流都小于1.2倍额定电流时，认为电机起动过程结束。

在设定的起动时间内，电动机没有完成起动，则保护动作。

正常情况下，电动机起动时，三相电流从零突变到最大的起动值后电流会逐渐减小，起动过程完成后，电流会小于1.2倍额定电流。

不论本保护是否投入，在电机起动过程结束后，装置都会记录最大的起动电流和相应的起动时间，起动次数累加一次。

如果电机起动超时，本保护投入的情况下，装置判断电动机起动失败，保护出口动作于跳闸，装置此时记录三相脱扣电流，脱扣次数累加一次。

3.1.2堵转保护

电动机在运行过程中，如果由于负荷过大，或者自身机械原因，造成电动机轴被卡住（俗称“抱闸”），根据其过载能力不同，允许短时间运行，但如果不能及时切除故障，将造成电动机绕组过热，绝缘降低而烧毁电动机。

堵转保护只在电动机处于运行状态时有效，堵转保护与短路保护不同，它的特征是电动机在正常负荷电流的基础上快速上升。

发生堵转后，装置能自动识别并判断，经过设定延时时间后，保护出口动作于跳闸。

堵转保护电流定值固定为3倍电机额定电流，堵转保护时间的整定可参考电动机的允许堵转时间，一般整定为允许堵转时间的0.9倍。

3.1.3反时限过热保护

采用数字式热元件取代常规热元件对电动机过载发热实现保护，具有反时限特性。

在电动机的起动过程中和运行时采用不同的热元件模型，防止保护在电动机起动过程中误动作。

起动过程中数字式热元件的模型如下式：

t=80×TOV/（（I/IOV）2/2–1.052）；

运行时数字式热元件的模型如下式：

t=80×TOV/（（I/IOV）2–1.052）；

（式中：

t表示反时限保护的动作延时时间，TOV表示曲线的时间因子，IOV表示保护定值电流，I表示装置检测到实际运行电流）。

当运行电流大于1.1倍的电机额定电流时，数字式热元件开始进行热累积过程，当热累积时间大于反时限过热保护动作延时，保护出口动作于跳闸。

本保护还具有反时限过热预警的功能，当电动机的累计热量大于其允许热容量的30%时，过热预警在界面显示距离跳闸或者告警的剩余时间，功能可以进行单独投退。

PMC-550S中IOV默认为1.0倍的电机额定电流（不可整定），可以根据电动机的铭牌数据来设置相应的TOV值。

例如，某电动机铭牌规定7.2倍额定电流时，允许运行时间为8s，则按照电动机运行时的数字热元件模型，代入以上公式可计算得TOV<=5.07，或者查本说明书推荐的“反时限动作特性速查表”，得TOV=5.0。

注意：

反时限过热保护与tE时间保护不能同时选择。

3.1.4tE时间保护

该保护适用于增安型电动机，增安型防爆电气设备是在正常运行条件下不会产生电弧、火花或可能点燃爆炸性混合物的高温的设备结构上，采取措施提高安全程度，以避免在正常和认可的过载条件下出现这些现象的电气设备。

tE时间：

交流绕组在最高环境温度下达到额定运行稳定温度后，从开始通过最初起动电流Is时计起直至上升到极限温度所需的时间（最初起动电流Is：

交流电动机在静止状态，从供电线路输入额定电压和额定频率时的最大电流有效值），此数据由电动机制造商提供。

tE保护属于反时限的过电流保护，其计算公式为：

1.2Ie

I>2Ie时选择曲线t=16×tP/（3×Is/Ie-5）

tP指起动电流比为7时的tE时间，此定值需要用户整定，整定范围：

1.0s～99.9s。

保护起动的门槛值为1.2倍电机额定电流，保护出口动作于跳闸。

动作特性曲线如图所示，用户可以根据电动机制造商或者电动机铭牌提供的数据，选择合适的动作曲线。

建议选取tE时间保护的整定值：

增安型电动机一般给定了7倍额定电流或额定堵转电流的允许时间，此允许时间即为tE时间保护中的tP定值，例如某增安电动机额定堵转时间为6.0s，整定此保护时tP=6.0。

注意：

tE时间保护与反时限过热保护不能同时选择。

图3.1.4时间特性曲线

3.1.5电流不平衡保护

电动机运行一般要求三相电流不平衡度不超过5%，当三相电流有较大不对称时，会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，使转子附加发热大大增加，危及电动机的安全运行。

电流不平衡保护就是针对电动机以上的运行情况而设定的。

当检测到电流不平衡度超过允许值30%（不可整定）时，经设定延时，保护动作。

不平衡度计算公式如下：

其中，Imax：

三相最大电流；Imin：

三相最小电流；Iav：

三相平均电流

3.1.6缺相保护

低压电动机损坏事故近三分之一是缺相运行造成的，缺相保护就是针对此种情况设定的。

当电动机两相电流正常，另外有一相电流很小或消失时缺相保护动作。

出口方式可以选择跳闸、告警、告警+跳闸三种方式。

动作条件：

三相最小电流≤0.125Ie，且三相最大电流≥0.25Ie。

3.1.7欠功率保护

当电机负载功率低于欠功率定值时，经过所设定的延时时间，保护出口动作，出口方式可以选择跳闸、告警、告警+跳闸三种方式。

欠功率保护功能只在电动机处于运行状态时投入，而且无流或者低电压时闭锁该项功能，低电压闭锁的门槛值为0.6Ue。

装置有流的门槛值下限为6%Ie，上限为7%Ie。

注意：

投入该项功能时，须保证装置A相电压的极性正确，三相电流应确保为正序，避免出现负功率。

3.1.8工艺联锁保护

本保护用于工艺联锁动作。

由用户提供给PMC-550S装置一对无源接点，接至“工艺联锁”开入接点上，经设定的延时后动作。

3.1.9定时限过电流保护

电动机长期超过其额定值运行时，将造成电动机过热，绝缘降低而烧毁电动机。

电动机允许过载倍数一般在1.8～2.5之间，过负荷的整定值可以根据现场的具体运行要求来进行设置，一般取1.1~1.2倍，只作用于信号，取1.2~1.3倍，出口方式可以选择跳闸、告警、告警+跳闸三种方式。

定时限过电流保护只在电动机处于运行状态时投入，处在起动或者停止状态时闭锁该保护。

3.1.10短路保护

短路保护是为防止电动机相间短路及绕组匝间短路时造成严重后果而设置的一种保护功能。

当三相的任一相电流超过设定值时，经设定延时，保护动作。

短路保护按可靠躲过电动机的起动电流为判断标准，以保护供电系统安全。

短路保护定值一般可以整定为起动电流的1.2～1.6倍。

保护可以选择跳闸、告警、告警+跳闸三种出口方式。

短路有比较大的电流，请慎重考虑接触器的参数。

3.1.11接地保护

接地保护用于保护相线对电动机金属外壳的短路故障。

本保护采用三相电流传感器二次输出的矢量和计算零序电流，不需要另配零序电流传感器。

当零序电流大于整定值并达到设定延时后保护出口，可以选择跳闸、告警、告警+跳闸三种出口方式。

3.1.12漏电流保护

漏电流保护需外配专用漏电流传感器，根据取样的剩余电流值和设定的漏电流动作值比较判断是否起动漏电保护功能。

漏电流保护功能可以提供更精确的接地故障检测，主要用于非直接接地保护，以确保人身安全。

PMC-550S的漏电流保护为两段式保护，可以分别设定告警动作电流以及跳闸动作电流，动作的延时也可分别整定，充分满足用户的需要。

3.1.13接触器分断能力保护

一般接触器的允许分断能力在额定电流的6~8倍，若回路电流超出该范围操作时将导致触点烧死或拉弧现象，导致事故的进一步扩大。

短路故障发生时，装置通过判断电动机回路的故障电流是否大于接触器最大分断电流来决定是否断开接触器：

若故障电流小于接触器最大分断电流，保护动作通过断开接触器来执行；若故障电流大于接触器最大分断电流，则不断开接触器，而是通过另外输出信号驱动塑壳开关的分励线圈来断开电动机回路，从而实现更可靠的保护。

装置的接触器分断能力保护可以投退，接触器的最大分断电流用户可整定。

3.2失压再起动功能

当由于电动机供电电压降低或短时中断（“晃电”），引起接触器跳闸以后，如果在设定时间内电压重新恢复正常，PMC-550S就可以根据用户设定的时间重新起动电动机运行（合闸出口动作）。

只有处于运行状态的电动机才可以实现分批再起动功能，对于冷备用和热备用的电动机没有此功能。

现场一般有很多台电动机，不可能同时再起动，这就需要设定不同的再起动时间来实现分批再起动。

实现再起动需要整定的参数有五个：

失压定值U1、恢复电压定值U2、立即再起动时间T1，延时起动最大掉电时间T2、再起动延时T3。

T3决定了电动机起动的批次。

注：

要实现失压再起动功能，装置需要配置UPS电源。

3.3正反转控制功能

在许多情况下，电动机需要频繁的控制正反转，本装置设计了这种控制功能。

当起动A按钮或起动A开入接点闭合时，则起动A出口闭合，使正向起动接触器得电闭合，电动机开始正转。

当起动B按钮或起动B开入节点闭合时，则起动B出口闭合，使反向起动接触器得电闭合，电动机开始反转。

按停止按钮时，则接触器跳闸出口动作，电动机停止运行。

为了防止出现相间短路，在任何情况下，起动A出口和起动B出口不会同时闭合。

3.4直接起动控制功能

本装置可以通过无源节点或面板按钮来控制电动机的起停，当起动A命令接点闭合或按下起动A按钮时，装置检测电动机处在停止状态后，装置的起动A出口闭合，则起动接触器得电闭合，电动机开始起动。

当停车命令接点闭合或按下停车按钮时，停车出口动作，电动机停止运行。

3.5AO输出功能

交流变送器是一种能将被测交流量转换为按线性比例输出的直流电流（或电压）的装置，其在测量控制系统的应用很广。

本装置的AO输出功能可以代替常规的隔离变送器，将电动机的测量电流和有功功率转换为4~20mA的直流电流。

可以选择的交流量为A相电流、B相电流、C相电流、三相总有功功率。

实现AO功能需要整定的参数有三个：

输出参数配置、AO输出4mA所对应的测量值、AO输出20mA所对应的测量值。

注意：

装置的AO输出为内激励电源，输出4~20mA信号，外部不需要

回路供电，请在接入DCS系统的AI模块时注意。

3.6装置自检功能

PMC-550S上电或工作中可以对各关键部件检查，判断是否正常，如某部件不正常则告警灯常亮，并在界面弹出自检出错信息，并退出所有保护功能。

3.7电动机维护管理功能

控制器可提供实时的状态信息，故障分析参数，丰富的电动机日常维护管理信息，便于了解电动机的运行情况，统计生产效能，了解接触器的操作寿命。

协助管理人员实现更经济合理的维护管理。

管理信息

脱扣次数

总运行时间

最近一次的三相脱扣电流

起动次数

最近一次的起动时间

最近一次的起动电流

故障/报警指示

输入/输出状态监视

3.8测量功能

PMC-550S能够测量单相电压（Ua）、相电流（Ia、Ib、Ic）、有功功率（kW）、功率因数（Cosφ）、漏电流等实时数据。

3.9开入/开出功能

PMC-550S采用可编程的开入开出，可以在出厂时进行整定，最大

可能的满足用户的需要。

可编程DI的可选功能如下：

普通状态信号：

状态信号

远动控制：

本地以及远程权限的选择控制

工艺联锁：

联锁跳闸信号

停车：

停车信号，受DI权限的影响。

紧急停车：

停车信号，不受DI权限的影响。

起动A：

起动控制信号，在正反转中为正转控制信号。

起动B：

在正反转中为反转控制信号，在直接起动中无此选项。

可编程DO的可选功能如下：

跳闸出口：

接触器跳闸出口

空开跳闸出口：

空气开关跳闸出口

告警信号出口：

保护告警信号出口

起动A出口：

合闸出口，在正反转中为正转合闸出口

起动B出口：

在正反转中为反转合闸出口，在直接起动中无此选项。

备用：

备用出口

3.10通信功能

PMC-550S采用RS-485通讯接口，使用标准MODBUS通信规约。

3.11电动机控制权限

PMC-550S可以通过通信方式、DI实现对现场电动机的控制。

其中通信遥控方式的权限为“远程”，需要装置远动控制DI闭合才允许操作；DI的控制权限可以设置为“本地”、“远程”或者“禁止”，选择“禁止”则不受远动控制DI的影响。

4典型接线

图4.1直接起动原理接线图

图4.2正反转控制原理接线图

5安装和使用

5.1安装

5.1.1环境

PMC-550S应安装在干燥、清洁、远离热源和强电磁场的地方。

5.1.2安装尺寸

a）PMC-550S装置尺寸

b）MTA外置穿芯式电流传感器

1）MTA-1A/5A/10A/15A，穿孔直径为10mm

2）MTA-25A/50A，穿孔直径为20mm

3）MTA-75A/100A/150/200/300A，穿孔直径为30mm

这几种规格的MTA有两种外形可供选择（2009年10月份以后发货的MTA都为第一种外形）:

1.品字形

2.

4）MTA-400A

这种MTA有两种外形可供选择（2009年10月份以后发货的MTA一般都为第一种外形）：

1.穿孔直径40mm，单个品字形。

2.穿孔直径为55mm，每组有3只

c）外置漏电流传感器

1）MIR-35，穿孔直径为35mm

2）MIR-50，穿孔直径为50mm

3）MIR-75，穿孔直径为75mm

4）MIR-120，穿孔直径为120mm

注：

所选的漏电流传感器额定电流都为1000mA。

5.2端子接线

PMC-550S的后面板上有两排接线端子，接线时应注意交流电压电流的相序和极性连接正确，否则直接影响测量结果。

5.2.1工作电源

PMC-550S正常工作电源为220V交流电源。

5.2.2接地线的连接

为了保证设备的正常运行和人身安全，PMC-550S必须与大地相连，可通过后面板接地GND端子用导线接到开关柜接地端子。

5.2.3电压电流输入接线

a）单相电压输入（VA）

对于有功功率及功率因数的测量，相位均以VA输入为参考，所以VA与A相电流IA相对应）输入必须正确连接才能保证功率及功率因数的正确读数。

b）三相电流输入（IA、IB、IC）

电动机一次侧电流经CT转换后接入PMC-550S，CT的精度也会影响PMC-550S总的测量精度，建议用户选用高于0.5级的CT。

采用我公司配套的MTA时，电动机的一次电流穿芯接入，MTA的引出线接入PMC-550S。

CT的规格可以整定，修改规格后，应同时修改相应的额定电流。

外接穿芯电流传感器引线接线说明：

外接穿芯电流传感器输出4芯带屏蔽软导线，每芯线径为Ф0.5mm，引线长度1.5m，黄色线头对应MTA一次侧A相，接PMC-550S装置的IA端子；绿色线头对应MT