LM500510系列汇编.docx
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LM500510系列汇编
微机电动机保护监控装置
HUAJIAN上海华建电力设备有限公司致力于电气自动化技术的研究与发展
目录
1概述……………………………………………………………………………1
1.1产品特点……………………………………………………………………1
1.2主要功能……………………………………………………………………1
1.3型号说明……………………………………………………………………2
1.4功能配置……………………………………………………………………2
2技术数据……………………………………………………………………
2.1输入/输出…………………………………………………………………
.2环境条件……………………………………………………………………
2.3电气试验…………………………………………………………………
3设备安装图
3.1装置本体外型尺寸图
3.2精密电流互感器外型及安装图
3.3板端子图…………………………………………………………………
3.4端子定义…………………………………………………………………
4输入、输出功能………………………………………………………………
4.1模拟量输入…………………………………………………………………
4.2开关量输入…………………………………………………………………
4.3输出继电器…………………………………………………………………
4.4电力变送输出………………………………………………………………
4.5辅助电源…………………………………………………………………
4.6串行通讯……………………………………………………………………
5电动机保护和控制功能………………………………………………………
5.1热过载保护…………………………………………………………………
5.2堵转保护……………………………………………………………………
5.3TE时间保护（适用于增安型防爆电动机）………………………………
5.4启动时间过长保护…………………………………………………………
5.5单相接地保护………………………………………………………………
5.6断相保护……………………………………………………………………
5.7电流不平衡保护……………………………………………………………
5,8欠电流保护……………………………………………………………
5.9低电压保护………………………………………………………………
5.10工艺联锁保护………………………………………………………………
5.11再起动功能…………………………………………………………………
5.12电动机起停控制……………………………………………………………
5.13报警继电器………………………………………………………………
6面板显示和操作设定…………………………………………………………
6.1操作面板……………………………………………………………………
6.2实时测量显示………………………………………………………………
6.3参数设定……………………………………………………………………
7信号处理…………………………………………………………………
7.1信号灯……………………………………………………………………
7.2跳闸报警窗口……………………………………………………………………
7.3记录查询……………………………………………………………………
8装置接线图……………………………………………………………………
9通讯连接……………………………………………………………………
10低压综合保护装置网络连接图………………………………………………
11定货须知……………………………………………………………………
12附表一TE时间保护特性表………………………………………………
13附表二电动机热保护动作特性K=1…………………………………………
14附表三电动机热保护动作特性K=0.5………………………………………
1概述
LM-500、LM-510系列微机电动机保护监控装置适用于660V及以下低压系统，作为低压电动机馈线终端的保护、监测和控制的新一代智能化综合装置。
本系列产品集保护、监测、控制、总线通讯为一体，取代了原有用分列元件配置的各种保护和辅助继电器、各种电测表及信号灯，同时提供了操作运行记录、启动记录、故障记录等重要信息，为现代化的设备管理和事故分析带来很大的方便。
其总线通讯功能可以同网络上的服务器或工作站进行数据交换，是智能化MCC或工厂DCS系统的终端单元的理想选择。
其系列产品中LM-50□E、LM-51□E具有tE时间保护，适用于连续运行工作状态下，包括容易启动和不频繁启动时不会出现明显的附加温升、允许采用反时限过载保护装置的增安型防爆电机（如：
YA、YA2型等）。
但对于增安型电动机的保护应用应严铬按照本使用说明书中的有关规定选型、安装和调试。
1.1产品特点
①交流采样，三相电源、三相电压输入。
②自动计算零序电流，不需要外接零序电流互感器。
③显示指示清晰，采用中文夜液晶屏，直观显示实时测量，设定参数、故障报警信息等内容。
④多种保护功能，设保护软压板，投退方便，输出跳闸和报警。
⑤“tE时间保护”符合有关增安型防爆电动机过载保护的国家标准（GB3836.3-2000）。
⑥再起动功能可实现低压电动机的分散式再起动，并具有抗晃电功能。
⑦工艺联锁保护，可接入工艺综合联锁接点或其它跳闸接点，以实现开车联锁和工艺故障或其它外部跳闸。
⑧开关量输入可接入二组起动、停止按钮。
⑨三个输出继电器，作用于保护跳闸、遥控、再起动和报警功能。
⑩内置一个4-20mA电流变送输出。
维护管理功能具有电动机的运行时间记录和接触器操作记录。
可查询带时标的事件记录，有跳闸事件记录、再起动记录、起停记录。
具有遥控功能，可实现网络远方控制，并设外部遥控位置选择输入。
对模拟量输入、开关量输入和输出模件，其内部具有完善的电气和安全隔离。
硬件和软件的连续自我检测，以取得最大的可靠性。
标准通讯接口，ModbusRTU、Profibus-DP协议可选。
1.2主要功能
LM-500、LM-510系列微机保护监控装置功能一览表
保护功能
测量功能
控制功能
设备管理
输入/输出
通讯功能
标准配置
起动时间过长
三相电流
网络遥控
电动机累计运行时间
三相电流输入
热过载
三相电压
开关量输入控制
3次起动记录
三相电压输入
MODBUSRTU*
堵转
功率
6次跳闸事件记录
8个开关量输入
单相接地
功率因数
电动机起动电流
3个继电器输出
欠电流
有功电度
电动机起动时间
电流不平衡
零序电流
断相
电流不平衡率
工艺联锁
电流平均值百分数
欠电压
选用配置
tE时间
抗晃电立即再起动
再起动记录
电流变送输出（4-20mA）
ModbusRTU
延时再起动
报警继电器输出
Profibus-DP
1.3型号说明
LM-500、LM-510系列微机电动机保护监控装置型号含义：
LM-5□□□-□
LM：
产品型号
-5：
设计序号
□：
装置结构形式（0：
配通用CT；1：
自带CT）
□：
功能号（0：
基本型；1：
基本型、模拟量变送输出；2：
基本型、再起动；3：
基本型、模拟量变送输出、再起动）
□：
附加功能号（无：
基本型；D：
基本型+通讯；E：
基本型+tE时间保护；A：
基本型+报警继电器）
-□：
CT额定电流（LM-500：
1A、5A“二次电流”；LM-510：
1A、5A、10A、25A、50A、100A、160A“一次电流”）
表1功能号（第三位）
代号
基本型
模拟量变送输出
再起动
0
●
1
●
●
2
●
●
3
●
●
●
表2附加功能号（第四位）
代号
说明
无
基本型
D
基本型+通讯
E
基本型+tE时间保护
A
基本型+报警继电器
注：
附加功能可以多项选择。
附加报警继电器功能不能用于LM-502、LM-503、LM-512、LM-513。
1.4功能配置
LM-500、LM-510系列功能配置表
功能配置
配通用CT
LM-500
LM-501
LM-502
LM-503
LM-50□D
LM-50□E
LM-50□A
自带CT
LM-510
LM-511
LM-512
LM-513
LM-51□D
LM-51□E
LM-51□A
基本
功能
测量数显
保护功能
开关量输入
●
●
●
●
●
●
●
模拟量变送输出
●
●
再起动功能
●
●
通讯功能
●
tE时间保护
●
报警继电器
●
举例说明：
LM-503DE-5A
表示LM-500系列,附加模拟量变送输出、再起动、通讯、tE时间保护，额定电流5A。
2技术数据
2.1输入/输出
LM-500的模拟量输入回路
额定电流In1A或5A
额定电压Un相电压220V
额定频率Fn50Hz
电压回路功率消耗：
额定电压时,每相不大于0.5VA
电压回路过载能力1.2Un连续工作；2Un允许10s
CT回路功率消耗：
每相，当In=1A时≤0.20VA；当In=5A时≤0.75VA
CT回路过载能力：
2In，连续工作；10In10s；30In1s
配保护级电流互感器，在额定二次负荷时，其额定10%误差倍数不小于6
LM-510的模拟量输入回路
输入电流In内部信号
额定电压Un三相输入相电压220V
额定频率Fn50Hz
电压回路过载能力1.2Un连续工作；2Un允许10s
电压回路过载能力1.2Un连续工作；2Un允许10s
精密电流互感器（直接式）
额定电流InLMCⅠ型1、5、10、25、50、100、160A（一次值）
测量范围10～120％
测量误差±0.2％
线性度0.1％额定倍数10
测量范围及准确度
测量显示范围容差
电流Ⅰ0.05In~1.2In ≤±1%In
电压U0.05Un~1.2Un ≤±1%Un
有功功率P∣Cosφ∣=0.707-1
U\Un=（50~120）%≤±2%
Ⅰ\In=（50~120）%
功率因数Cos∣Cosφ∣=0.707-1≤±2%
4-20mA电流变送Ⅰ0.05In～1.2In≤±1%In
保护动作准确度
电流、电压启动值：
设定值的±5%
热累加量：
±10%
不平衡度：
（动作值/整定值）-1，±5%
延时时间：
延时设定值<2s时，±20ms；延时设定值≥2s时，±1%
开关量（二进制）输入
开关量输入数目：
5个无源干接点
内置供电电压：
24VDC
最大外部电阻：
≤1000Ω
输入量变换响应时间：
辅助电源
电源电压（交直流两用）：
80V~250V，AC或90V~240V，DC
功耗：
正常工作时≤3W；保护启动时≤5W
辅助电源允许中断时间：
≤300ms
继电器输出
跳闸继电器R1:
1常开常闭转换接点（保护和遥控跳闸输出）
跳闸继电器R2:
1常开接点（单相接地和漏电保护跳闸输出）
输出继电器R3:
1常开接点（遥控合闸输出）
输出继电器R4:
1常开接点（报警输出）
输出容量：
R1、R3：
AC250V10A；DC30V10A
R2、R4：
AC250V5A；DC30V5A
模拟量变送输出
变送电参量：
电流
对应输出模拟量：
4~20mA
负载电阻：
≤120Ω
输出纹波：
不大于2倍基本误差值
响应时间：
50ms
通讯
通讯接口：
RS485
通讯规约：
ModbusRTU
通讯速率：
9600bsp、19200bsp
2.2环境条件
允许温度：
工作-10℃~+55℃；储存-25℃~+70℃
允许湿度；相对湿度≤95％无凝结
海拔高度：
≤2500m
2.3电气试验
绝缘电阻（标准GB/T14598.3）:
100MΩ/500V
绝缘试验（标准GB/T14598.3）:
介质强度试验24kV（r.m.s）,50Hz,1min
冲击电压试验5kV（峰），1.2/50μs,0.5J
EMC抗干扰（标准GB/T14598）:
公模干扰2.5kV（峰），1MHz,400次/s，持续时间2s
差模干扰1.0kV（峰），100kHz,50次/s，持续时间2s
辐射电磁场干扰频率27MHz~1000MHz；场强10V/m
静电放电干扰8kV
3安装
3.3端子定义
LM-300+系列定义
端子号
端子符号
定义
端子号
端子符号
定义
X1-1
IΔ
漏电流输入
X2-4
R1
继电器R1输出（保护和遥控软操作跳闸）
X1-2
IΔ′
X2-5
X1-3
Ia
A相电流输入
X2-6
X1-4
Ia′
X2-7
R2
继电器R2输出（零序过流保护跳闸）
X1-5
Ib
B相电流输入
X2-8
X1-6
Ib′
X2-9
R3
继电器R3输出（遥控软操作合闸）
X1-7
Ic
C相电流输入
X2-10
X1-8
Ic′
X2-11
R4
继电器R4输出（报警）
X2-1
S1
开关量输入1
X2-12
X2-2
S2
开关量输入2
X3-1
L（AUX+）
辅助电源输入
X2-3
S3
开关量输入3
X3-2
N（AUX-）
X4-4
S4
开关量输入4
X4-1
备用
X4-5
S5
开关量输入5
X4-2
RS485\B
通讯连接端子
X4-6
COM+
开关量输入公共端
X4-3
RS485\A
X4-7
20mA+
电流变送4~20mA输出
X4-8
20mA-
LM-300+系列定义
端子号
端子符号
定义
端子号
端子符号
定义
1
L（AUX+）
辅助电源输入
14
Ia
与LMC1~0.2电流互感器电流信号连接端子
2
N（AUX-）
15
Ib
3
R1
继电器R1输出（保护和遥控软操作跳闸）
16
Ic
4
17
In
5
18
IΔ
漏电流输入
6
R2
继电器R2输出（零序过流保护跳闸）
19
IΔ′
7
20
RS485\A
通讯连接端子
8
R3
继电器R3输出（遥控软操作合闸）
21
RS485\B
9
22
COM+
开关量输入公共端
10
R4
继电器R4输出（报警）
23
S1
开关量输入1
11
24
S2
开关量输入2
12
20mA+
电流变送4~20mA输出
25
S3
开关量输入3
13
20mA-
26
S4
开关量输入4
27
S5
开关量输入5
3.4精密电流互感器
LM-310系列的相电流输入使用LMCⅠ型电流互感器，其额定电流有1A、5A、10A、25A、50A、100A、160A等七种。
LMCⅠ型精密电流互感器的精度可达0.2％,在10倍额定输入范围内线性度为0.1％。
LMCⅠ型精密电流互感器规格选择表：
规格
整定电流范围
电机功率
电缆孔直径
LMCⅠ-1A
0.5~1.0A
0.18~0.55kw
φ14mm
LMCⅠ-5A
1.0~5.0A
0.55~2.2kw
LMCⅠ-10A
5.0~10A
3~4kw
LMCⅠ-25A
10~25A
5.5~11kw
LMCⅠ-50A
25~50A
15~22kw
φ18mm
LMCⅠ-100A
50A~100A
30~45kw
LMCⅠ-160A
100~160A
55~75kw
φ22mm
3.4漏电电流互感器
漏电电流互感器型号为LML型，其用于LM-300+、LM-300+系列使用LMCⅠ型相电流互感器或外配通用相电流互感器的配置。
LML型漏电电流互感器按孔径分为φ65mm、φ125mm，其它型号和孔径尺寸如下表：
3.6复合电流互感器LMF型
复合电流互感器集成了精密电流互感器与漏电电流互感器，型号为LMF。
LMF复合电流互感器为三相一体式。
LMF复合电流互感器型号规格选择表
型号规格
三相电流整定范围
漏电电流整定范围
电机功率
电缆孔直径
LMF-1A\L0.3A
0.5~1.0A
0.03~3.0A
0.18~0.55kW
φ18mm
LMF-1A\L1A
0.1~10.0A
LMF-1A\L10A
1.0~100.0A
LMF-5A\L0.3A
1.0~5.0A
0.03~3.0A
0.55~2.2kW
LMF-5A\L1A
0.1~10.0A
LMF-5A\L10A
1.0~100.0A
LMF-10A\L0.3A
5.0~10A
0.03~3.0A
3~4kW
LMF-10A\L1A
0.1~10.0A
LMF-10A\L10A
1.0~100.0A
LMF-25A\L0.3A
10~25A
0.03~3.0A
4~11kW
LMF-25A\L1A
0.1~10.0A
LMF-25A\L10A
1.0~100.0A
LMF-50A\L0.3A
25~50A
0.03~3.0A
11~22kW
LMF-50A\L1A
0.1~10.0A
LMF-50A\L10A
1.0~100.0A
LMF-100A\L0.3A
50~100A
0.03~3.0A
22~45kW
LMF-100A\L1A
0.1~10.0A
LMF-100A\L10A
1.0~100.0A
4保护功能特性
LM-300+、LM-310+系列微机电动机保护监控装置在电动机运行过程中对采集的模拟量和开关量进行运算处理和逻辑判断，可实现多种保护功能。
对于每一种保护功能，装置内部具有软压板可以设定为投入或退出，装置的部分保护功能的动作方式可选择跳闸或报警（Trip/Alarm以下缩写为T/A）输出。
LM-300+、LM-310+系列有四个输出继电器，其功能定义如下：
R1跳闸继电器
执行保护跳闸（单相接地和漏电保护在R2跳闸=00ms后连跳）、遥控的分闸命令。
输出NC/NO接点，连接于接触器KM控制回路的总线上。
R2跳闸继电器
专用执行单相接地和漏电保护的跳闸命令，输出NO接点作用于断路器。
R3合闸继电器
执行网络遥控的合闸命令，输出NO接点作用于接触器KM。
R4继报警电器
执行保护功能作用于跳闸或报警的命令，输出NO接点作用于报警回路。
4.1热过载保护
热过载保护可防止电动机由于热过负荷而损坏，提供电动机的电流热损失的模型，保护动作于R1和R4继电器。
装置分别选用以下热过载模型：
热过载模型
考虑了电动机的正、负序电流综合热效应，采用下列热过载保护的跳闸时间特性：
t=35*Tp\[（Ieq\Im）2-1.052]
Ieq=（K1I12+K2I22）1\2
式中：
Ieq\Im≥1.05
T跳闸时间
Tp电动机热过载保护整定时间系数
Ieq电动机的发热等效电流
I1负载电流的正序分量
I2负载电流的负序分量
Im电动机的额定电流
K1正序电流发热系数：
在电动机启动时K1=0.25；运行时K1=1
K2负电流发热系数：
K2=4
因使用的热模型考虑了电动机的正、负序电流综合热效应，其计算模型与保护装置的三相电流输入相序有关，如果输入反相序电流，会引起热过载保护误动作。
为保证热过载模型的正常工作，如果装置在首次投入运行后，发生反相序保护动作，则应把保护装置的模拟量输入接线改正。
热过载模型的工作曲线是一蔟反时限曲线，Tp的选择应低于电动机在冷态6倍额定电流下所允许的过载时间TA,可通过选择Tp确定运行的特性曲线。
电动机发热时间常数τ=35*TA；热过载保护时间常数Ttrip=35*Tp。
电流发热系数K1在电动机启动时取0.25,是在电动机启动时把热过载的动作时间增大四倍，以防止因启动电流而使热过载保护误动。
当电动机发热等效电流超过启动值（1.05Im）时，热过载功能启动并计算跳闸时限，当该时限过去之后，发出跳闸命令，保护动作于R1和R4。
保护动作后的复位方式，可选择自动或手动复位（Automatic\Mannul以下缩写为A\M），考虑热过载跳闸后，电动机再次启动需要冷却时间，由热过载功能块使用“热过载复位延时tTrs”来决定，如热过载复位延时tTrs=0，则由操作人员手动（按“RESET”键）复位；如热过载复位延时tTrs≠0，则在跳闸后计时，当t=tTrs时自动复位，在自动复位前按“RESET”键可强制复位。
热过载保护电流-时间特性曲线的对应数据可参见附表二和附表三。
4.2堵转保护
堵转保护是防止电动机在运行时，由于转子堵塞而发生电流突然生高，以致烧毁电动机。
这种情况可能出现在滚动轴承碎裂、负载转矩突然升高等情况。
堵转保护仅是在电动机启动完成后投入，保护动作于R1和R4。
堵转功能块提供一个定时限保护，在电动机在运行电流超过“堵转保护定值ILR”后，堵转保护功能启动并计时，在设定的延时（tLR）结束时发出跳闸命令。
4.3tE时间保护（适用于增安型防爆电动机）
tE时间特性曲线：
tE保护延时与堵转电流比IA/IN的电流-时间特性曲线
其中：
tEptE时间保护定值即7倍额定电流时允许堵转时间
tPtE时间保护的动作值
IA堵转电流
IN电动机额定电流（即Im）
tE时间保护适用于连续运行工作状态下，包括容易启动和不频繁启动时不会出现明显的附加温升、允许采用反时限过载保护装置的增安型防爆电动机（如YA、YA2型等）。
“tE时间保护”符合有关增安型防爆电动机过载保护的国家标准（GB3836.3-2000）。
增安型防爆电动机铭牌数据中“tE”时间为交流绕组在最高环境温度下达到额定运行稳定温度后，从开始通过堵转电流IA时计起直至上升到极限温度所需的时间。
以上所列特性曲线为增安型防爆电动机tE时间最小值与启动电流倍数（IA/IN）的关系。
tE时间保护的动作值tp应满足tp≤tE，tE时间保护的定值tEp为动作值tp所定曲线在IA/IN=7时的动作时间。
tE时间保护仅在电动机启动完成后投入，保护动作于R1和R4。
当至少有一相电流超过极限值I≥2IN时，tE时间保护功
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