PMC651M电动机保护测控装置使用说明书V160507概述.docx

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PMC651M电动机保护测控装置使用说明书V160507概述

PMC-651M

电动机保护测控装置

操作使用说明书

（V1.6版）

深圳市中电电力技术有限公司

2010年5月5日

1装置简介1

1.1概述1

1.2产品特点1

1.3基本功能1

2技术指标2

2.1工作环境条件2

2.2额定参数2

2.3准确度2

2.4遥信分辨率3

2.5过载能力3

2.6继电器输出3

2.7开关量输入3

2.8电气绝缘性能4

2.9机械性能4

2.10电磁兼容性能4

3功能说明5

3.1保护功能5

3.1.1电动机运行状态识别5

3.1.2起动时间过长5

3.1.3瞬时电流速断5

3.1.4定时限过流6

3.1.5反时限过流6

3.1.6过负荷保护6

3.1.7过热保护6

3.1.8负序过流7

3.1.9堵转保护7

3.1.10负荷丢失7

3.1.11缺相保护8

3.1.12两段式零序过流8

3.1.13过电压保护8

3.1.14低电压保护8

3.1.15绝缘监视9

3.1.16TV断线9

3.1.17控制回路异常9

3.1.18TA断线9

3.2开入量配置10

3.3测量监视功能10

3.3.1测量数据10

3.3.2保护数据11

3.3.3计量数据11

3.3.4遥信功能11

3.3.5AI/AO12

3.4控制功能12

3.5通讯功能12

3.6记录功能13

3.6.1事件记录13

3.6.2起动报告14

3.6.3故障录波记录14

3.7谐波分析功能14

3.8对时功能15

4操作使用说明15

4.1按键操作15

4.2信号指示灯15

4.3装置上电15

4.4默认显示16

4.5事件报告16

4.6显示说明16

4.6.1数据查询17

4.6.2定值查询17

4.6.3定值管理17

4.6.4报告管理19

4.6.5谐波分析22

4.6.6装置维护22

4.6.7装置调试22

4.6.8定值清单23

5安装调试说明1

5.1安装1

5.1.1装置安装图1

5.1.2背板端子布置2

5.2通电试验5

5.3投运前调试5

5.4装置故障分析5

6接线原理图7

6.1装置接线原理图7

6.2操作回路原理图9

7售后服务承诺11

7.1装置升级11

7.2质保范围11

8附录1：

手册变更信息12

1装置简介

1.1概述

PMC-651M是深圳市中电电力技术有限公司精心开发适用于各种高压电动机的保护测控装置。

PMC-651M保护测控装置硬件设计采用高端配置：

高性能32位嵌入式单片机、同步采样的高性能16位AD采样、无穷读写次数的大容量不丢失数据存储芯片,大液晶中文图形化LCD;软件配以专门的电动机保护算法和电动机起动过程报告技术.实现了高可靠性的电机保护、高精度的测量与计量、31次谐波分析、特有在线起动报告和故障录波查看、完备的遥控与中央信号输出等功能。

装置能满足最严酷的应用环境:

符合国家标准中最宽运行温度要求-25℃～+70℃和国家最严电磁兼容要求（快速瞬变IV级±4KV,雷击浪涌IV级±4KV及静电IV级±15KV等EMC要求）。

装置可就地分散安装，也可集中组屏安装。

1.2产品特点

•高可靠性的专有电动机保护功能与自动装置功能；

•高精度的测量与计量功能；

•电流电压31次谐波分析功能；

•完备的遥控与中央信号输出功能；

•大容量支持分类查询的事件记录（分辨率1ms）；

•长时间故障录波（掉电可保持10年）；

•保护出口配置灵活，显示界面图形化和人性化；

•独特的在线电机起动报告和故障录波图示；

•完善的自检功能；

•可选的双通讯接口，可灵活选择MODBUS协议和IEC60870-5-103协议；

•支持软件在线升级。

1.3基本功能

PMC-651M

详细说明

输入和输出

电压输入：

VA、VB、VC、VL

电流输入：

测量电流（Ia、Ib、Ic）、保护电流（IA、IB、IC、IN）

开关量输入：

14路

继电器输出：

9路

AI：

1路（选项）

AO：

1路（选项）

保护配置

起动时间过长、瞬时电流速断、定时限过流、反时限过流、过负荷保护、过热保护、负序过流、堵转保护、负荷丢失、缺相保护、两段零序过流、过电压保护、低电压保护、绝缘监视、TV断线、TA断线、控制回路监视

测量功能

相电压、线电压、相电流、频率、有功、无功、视在功率、电能累计等

谐波分析功能

三相电压31次谐波分析（选项）

三相电流31次谐波分析（选项）

故障录波

保留最近8次故障录波记录，掉电10年不丢失，每次录波总长度为25个周波

事件记录

装置保存的事件记录总量为192个，其中保护事件记录64个，遥信记录64个，装置自检记录32个，装置操作记录32个

通信方式

RS-485通信口：

2路

以太网通信口：

2路（选项，与RS-485串口共用）

RS-232通信口：

1路

2技术指标

2.1工作环境条件

a）环境温度：

-25℃～+70℃

b）大气压力：

70kPa～110kPa

c）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

•直流：

额定220V，110V，电压允许偏差-20%～+20%

•交流：

额定220V，电压允许偏差-20%～+20%

b）额定相电流：

5A、1A

c）额定零序电流:

5A、1A、0.5A

额定交流线电压：

100V

额定零序电压：

100V

d）操作板工作电压：

直流操作板DC220V/110V或交流操作板AC220V

e）额定频率：

50Hz

f）功耗

•交流电流回路：

5A配置，不大于1VA/相；1A配置，不大于0.5VA/相

•交流电压回路：

不大于0.5VA/相

•工作电源回路：

不大于8W

2.3准确度

a）保护定值准确度

•电流定值误差：

<±3%或50mA（5A额定）

<±3%或10mA（1A额定）

<±3%或5mA（0.5A额定）

•电压定值误差：

<±3%或1V

•延时定值误差：

<±3%或45ms

•速断保护动作时间：

<40ms

b）测量准确度

•电压：

误差：

±0.2%，（1V～120V）

•电流：

误差：

±0.2%，（0.01In～1.2In）

•频率：

误差：

±0.02Hz，（45Hz～55Hz）

•谐波分析：

误差：

±5%（A级）

•有功功率：

误差：

±0.5%

•无功功率：

误差：

±2.0%

•有功电能：

误差：

±0.5%

•无功电能：

误差：

±2.0%

c）AI/AO

•AI：

误差：

±0.5%，（4～20mA）

•AO：

误差：

±0.5%，（4～20mA），带载能力300Ω

2.4遥信分辨率

遥信分辨率为1ms

2.5过载能力

a）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

b）交流电压回路：

2倍额定电压，连续工作；3.0倍额定电压，允许10s

2.6继电器输出

a）接通容量：

5A，连续，30A，0.2s

b）动作时间：

<10ms

c）返回时间：

<5ms

d）分断能力：

直流，阻性50W；感性30W（L/R=0.04S），交流，1250VA，最大5A

2.7开关量输入

激励电源：

外接DC220V/110V或AC220V

2.8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的规定；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。

2.9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。

2.10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III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，满足10V/m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：

1992）规定，严酷等级为A级。

e）浪涌干扰：

符合GB/T14598.18-2007（IEC60255-22-5：

2002）规定，严酷等级为Ⅳ级。

f）射频传导干扰：

符合GB/T14598.17-2005（IEC60255-22-6：

2001）规定，严酷等级为Ⅲ级。

g）工频磁场干扰：

符合GB/T17626.81998（IEC61000-4-8：

1993）规定，严酷等级为Ⅳ级。

h）工频抗扰度：

符合GB/T14598.19-2007（IEC60255-22-7：

2003）规定，严酷等级为A级。

i）电磁发射限值：

符合GB/T14598.16-2002（IEC60255-25：

2000）规定。

3功能说明

3.1保护功能

3.1.1电动机运行状态识别

电动机的实际运行状态包含：

停止、起动和运行三种状态，本保护装置能自动识别这三种状态，并在不同的运行状态中有针对性的配置相应的保护。

停止状态识别

•I1<0.1Ie

•T>0.3s

起动状态识别

•电动机处于停止状态，如果突然检测到I1>1.2Ie时，认为是起动；

•或者电动机处于停止状态，突然检测到I1>0.1Ie，持续时间大于1s，也认为是起动。

运行状态识别

•电动机起动后，当检测到电流0.1Ie

注：

Ie为电动机额定电流，I1为电动机正序电流

3.1.2起动时间过长

起动时间过长保护是电动机起动过程保护，当电动机不处于起动状态时，该保护自动退出。

动作条件

•Imax（IФ）>1.2Ie；IФ为相电流，Ie为电动机额定电流

•T>Td；Td为起动时间过长延时定值

软压板投退：

退出/跳闸/报警。

3.1.3瞬时电流速断

电流速断保护主要作为电动机在起动或运行状态时绕组及引出线发生相间短路或三相短路的主保护。

动作条件

•Imax（IФ）>Id；IФ为相电流，Id为瞬时电流速断定值

•起动过程或运行过程（起动过程中电流定值加倍）

软压板投退：

退出/跳闸/报警

3.1.4定时限过流

定时限过流保护是电动机运行过程保护，当电动机不处于运行状态时，该保护自动退出。

动作条件

•Imax（IФ）>Id；IФ为相电流，Id为定时限过流定值

•T>Td；Td为定时限过流延时定值

软压板投退：

退出/跳闸/报警

3.1.5反时限过流

反时限过流保护是电动机运行过程保护，当电动机不处于运行状态时，该保护自动退出。

动作方程：

采用IEC标准反时限方程，共5条，默认为C3极端反时限

曲线名称

动作方程

曲线名称

动作方程

标准反时限：

t=tp*

强反时限：

t=tp*

极端反时限：

t=tp*

长反时限：

t=tp*

短时反时限：

t=tp*

式中，M=I/Ip，tp为时间系数，Ip为电流定值，I为故障电流，t为跳闸时间

软压板投退：

退出/跳闸/报警。

3.1.6过负荷保护

过负荷保护是电动机运行过程保护，当电动机不处于运行状态时，该保护自动退出。

动作条件

•Imax（IФ）>Id；IФ为相电流，Id为过负荷电流定值

•T>Td；Td为过负荷延时定值

软压板投退：

退出/报警/跳闸。

3.1.7过热保护

过热是引起电动机损坏的重要原因，特别是转子中的负序电流会造成电动机严重发热。

过热主要由过负荷、不对称过负荷、定子断线等原因引起的，电动机过热保护也作为电动机短路、起动时间过长、堵转等其它故障的后备保护。

动作方程

式中：

Idzgr－保护的电流定值（A）

Mf－电动机的发热时间系数（s）

Tdzgr－保护动作时间（s）

I1－电动机实际运行电流的正序分量（A）

I2－电动机实际运行电流的负序分量（A）

K1－正序电流发热系数，电动机起动过程取K1=0.5，运行时取K1=1.0

K2－负序电流发热系数，电动机起动过程取K2=6.0，运行时取K2=4.0

散热方式：

分为立即散热和方程散热

软压板投退：

退出/跳闸/报警

3.1.8负序过流

负序过电流保护主要用于反应电动机运行过程中的不对称故障、断相、反相、匝间短路和不对称过负荷。

当电动机不处于运行状态时，该保护自动退出。

动作条件

•I2>I2d；I2为负序电流，I2d为负序过流定值

•I2<1.2I1或I2>6I1，I1为正序电流

•T>Td；Td为负序过流延时定值

软压板投退：

退出/跳闸/报警

3.1.9堵转保护

电动机在运行的过程中，由于负荷骤然变大或自身机械原因造成电动机的轴被卡住，如果不及时切除故障就会出现电机过热导致电机烧坏。

当电动机不处于运行状态时，该保护自动退出。

动作条件

•Imin（IФ）>Id；IФ为相电流，Id为堵转电流定值

•T>Td；Td为堵转保护延时定值

软压板投退：

退出/跳闸/报警

3.1.10负荷丢失

由于机械故障或工艺工程变化等原因，电动机有时会发生负荷丢失的现象，电动机继续运转会危及拖动设备的安全。

当电动机不处于运行状态时，该保护自动退出。

动作条件

•Imax（IФ）

•Imin>0.1Ie,Ie为电动机额定电流

•T>Td；Td为负荷丢失延时定值

软压板投退：

退出/跳闸/报警

3.1.11缺相保护

电机正常运行时由于电源断线或者电机线圈绕组烧断或振动引起脱焊时，本保护均能可靠动作，电机没有运行时，本保护能可靠不动作，国内外许多电机的缺相保护往往只考虑了断线的情况，而没有对电机内部断相进行保护。

并且电机未运行时，保护容易报警，本装置采用更完善逻辑，对电动机能起到更好的保护。

当电动机不处于运行状态时，该保护自动退出。

动作条件

•Imax（IФ）>0.1Ie；IФ为相电流，Ie为电动机额定电流

•Imax（IФ）>1.5Imin（IФ）

•Ulmin（Ul）>70V；Ul为三个线电压

•I0<0.1Ie；I0为计算零序电流，Ie为电动机额定电流

•T>Td；Td为缺相保护延时定值

软压板投退：

退出/跳闸/报警

3.1.12两段式零序过流

动作条件

•IN>INd；IN为零序电流，INd为零序电流定值

•T>Td；Td为零序过流延时定值

•U0>7V（零序电压元件投入时，U0为计算零序电压）

•零序功率方向在动作区（方向元件投入时）

方向元件

零序方向元件动作区为Arg（IN/3U0）＝180°～360°，3U0为自产，IN为采集的零序电流

软压板投退：

退出/报警/跳闸

3.1.13过电压保护

动作条件

•Ulmax（Ul）>Ud；Ul为三个线电压，Ud为过压定值

•T>Td；Td为过电压保护延时定值

软压板投退：

退出/跳闸/报警

3.1.14低电压保护

动作条件

•Ulmax（Ul）

•T>Td；Td为低电压保护延时定值

•TV断线闭锁（投入时判断，退出时不判断）

•曾有压（投入时判断，退出时不判断）

曾有压判断

•Ulmax（Ul）>1.1Ud；Ul为三个线电压，Ud为低压定值

•T>0.1s

软压板投退：

退出/跳闸/报警

3.1.15绝缘监视

动作条件

•UL>ULd；UL为零序电压，ULd为零序电压定值

•T>Td；Td为绝缘监视延时定值

软压板投退：

退出/报警

3.1.16TV断线

TV断线功能可监视TV单相断线、两相断线和三相断线。

判断到断线故障后，装置延时5s发报警信号。

动作条件

•三个线电压均小于18V，某相电流（A相，B相或C相）大于0.04In（In为二次额定电流），判为三相断线

•任意两个线电压之差大于18V，判为两相断线或单相断线

软压板投退：

退出/报警

3.1.17控制回路异常

动作条件

•合位状态监视信号=跳位状态监视信号

•T>5s

软压板投退：

退出/报警

3.1.18TA断线

TA断线功能可监视TA断线。

判断到断线故障后，装置延时10s发报警信号。

动作条件

•负序电流大于0.04In（In为二次额定电流）与0.25Imax（Imax为最大电流）之和，判为断线

软压板投退：

退出/报警

3.2开入量配置

本装置可以对6个开关量进行配置，其中的“联跳”有对应的独立出口，不经过CPU控制，延时不能整定，但报文可以选择，出口（R0~R3）可以配置。

其他开关量可以选择“跳闸、报警、联锁、遥信”，选择“跳闸”即作为一个保护动作，发信号并记录事件；选择“报警”即作为一个告警信号处理，只发信号，不作用于跳断路器；选择“联锁”即作为一个工艺信号处理，不发信号，但可以记录变位信息并可以配置备用出口；选择“遥信”即作为一个普通遥信量处理，上传变位信息，不发信号，不能配置出口。

开入量位置

功能选择

时间定值

可选事件名称

出口配置

联跳入口

不能选择

不能整定

重瓦斯

轻瓦斯

压力释放

压力异常

工艺故障

工艺联锁1

工艺联锁2

储油器故障

DCS联锁

外保护

油位异常

非电量信号

超温动作

温度高

温度越限

冷却故障

紧急停车

R0～R3

IN5

跳闸/报警/联锁/遥信

0～99.9s

IN6

跳闸/报警/联锁/遥信

0～99.9s

IN7

跳闸/报警/联锁/遥信

0～99.9s

IN8

跳闸/报警/联锁/遥信

0～99.9s

未储能

不能选择

10～99.9s

弹簧未储能

3.3测量监视功能

3.3.1测量数据

PMC-651M装置测量监视参数（均为一次值）有

•三相相电压（Ua、Ub和Uc）及角度

•线电压（Uab、Ubc和Uca）

•相电流（Ia、Ib和Ic）及角度

•零序电流（IN）及角度

•有功（P）

•无功（Q）

•视在功率（S）

•功率因数（Pf）

•AI

3.3.2保护数据

PMC-651M装置保护监视参数（均为二次值）有

•三相相电压（UA、UB和UC）及角度

•零序电压（UL）及角度

•线电压（UAB、UBC和UCA）

•正、负序电压（U1、U2），计算零序电压（U0）

•相电流（IA、IB和IC）及角度

•零序电流（IN）及角度

•正、负序电流（I1、I2）

•频率（f）

3.3.3计量数据

•有功电能

•无功电能

电能计量标称电流5A、电压为100V，启动电流小于5毫安、潜动无输出，输出为一次电能值，数据刷新时间小于1秒，掉电不丢失。

通过密码校验后电能数据可以设置底数或者清零。

3.3.4遥信功能

PMC-651M共采集14个开关量，其中部分开关量已经定义，其输入端子定义不能改变。

装置记录64条遥信变位信息，掉电不丢失。

已定义的开关量输入信号有：

•未储能（A-11）：

断路器弹簧未储能监视信号，闭合时为未储能，打开时为正在储能或储能完成

•遥控位置：

从操作板已取信号

•合闸状态监视：

从操作板已取信号

•跳闸状态监视：

从操作板已取信号

•合后位状态监视：

从操作板已取信号（当选直流操作板时才有该信号）

•配置信号：

见3.2说明

自由定义的开关量输入信号有：

IN1～IN4

3.3.5AI/AO

AI：

采集直流模拟量，输入范围：

4-20mA，过载能力1.2倍，AI零刻度和满刻度可以设置。

AO：

装置的一个辅助输出，相当于一个常规的电量变送器，如电压变送器、功率变送器。

输出量可以选择：

U、I、P、PF等。

输出范围：

4-20mA，过载能力1.2倍

负载能力：

300Ω

3.4控制功能

装置共有9个继电器出口，其中5个出口已经定义，其余4个自由配置的出口为（R0～R3），对应出口端子为OUT0～OUT3。

5个已经定义的出口分别为：

遥控跳闸、遥控合闸、装置异常告警、联跳出口（不受CPU控制）和合后位（不受CPU控制，当选交流操作板时，无此出口）。

4个自由配置的出口：

OUT0为常开接点输出，其一端与装置操作板电源的正极相连。

该出口用来跳本体断路器使用，具体接线示意图见6.2节。

OUT1为常闭接点输出（可选常开接点输出）。

OUT2为常开接点输出（可选常闭接点输出）。

该出口作为信号输出时可选配磁保持继电器。

OUT3为常开接点输出。

该出口作为信号输出时可选配磁保持继电器。

（注：

OUT0动作后展宽时间为0.3s；OUT1～OUT3动作后展宽时间装置可以整定，当整定展宽时间为“保持”时，出口动作后不返回，须手动或遥控复归出口）

遥控功能：

遥控由启动继电器、出口继电器联合执行。

当装置接收到上位机遥控命令后，回复返校信号，当上位机收到装置的返校信号后，再次下发控制命令时，装置的出口继电器才能动作。

由于装置在硬件和软件上均考虑了多重防误动措施，遥控具有非常高的可靠性。

可以遥控的出口为：

遥控合闸、遥控跳闸、OUT1～OUT3

（注：

装置处于“就地”控制状态时，闭锁上位机对遥控合闸和遥控跳闸出口的操作；OUT2或OUT3选磁保持继电器时，闭锁上位机对该出口的遥控）

控制操作板分为2种：

直流操作板和交流操作板，用户根据操作电源选用。

3.5通讯功能

PMC-651M标准配置有多种通信口，可以接入各种电力监控网络中，实现遥测、遥信、遥控以及事件记录、故障记录、装置自检信息和故障录波数据的远传。

可以选择两种通信规约:

ModbusASCII/RTU或IEC60870-5-103。

RS485通信口：

同时提供2路通信口。

RS232通信口：

1路，采用B型USB接口,作为装置维护和软件版本升级用。

以太网通信口：

2路，与2路RS4

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