LPC1530技术说明书V10.docx

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LPC1530技术说明书V10

LPC1-530低压电动机综合保护测控装置

1.产品用途及功能

1.1装置功能

LPC1-530低压电动机综合保护测控装置主要用于380V低压电动机的保护和测控。

装置具有以下功能：

⏹保护功能

●电流速断保护

●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

⏹测控功能

●8路的开入采集、装置遥信变位、事故遥信

●1路遥控跳、合控制

●交流量采集：

三相电压、三相电流、零序电流、有功功率、无功功率、功率因数

●装置自诊断报警

●2路脉冲量输入实现外部电度表自动抄表

●电度积分功能，完成电能计量

⏹通信功能

●可选多种通讯接口：

RS485、CAN、PROFIBUS

●多种通讯协议，并可支持双网

⏹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、事故追忆等

1.2装置特点

LPC1-530低压电动机综合保护测控装置具有以下显著特点：

●采用先进的32位高性能嵌入式处理器ARM作为CPU。

在软件设计上，保护模块与其他模块（遥测、遥控、遥信）完全分开；保护功能不依赖通讯网，网络瘫痪与否不影响保护正常运行。

●完备而配置灵活的保护功能，准确、可靠的测控功能。

●安全可靠的高速现场总线技术，支持双网，支持多种现场总线接口和通讯协议。

●所有输入输出信号及对外通信均采用全隔离方式，对现场环境的适应能力强。

●采用全密封嵌入式结构，精心设计抗干扰组件，全面满足IEC255和GB/T14598规定的各种EMC试验要求。

●采用汉字液晶显示，人机界面友好，小键盘操作方便，树形菜单，遥信、遥测、跳闸报告、告警报告等装置内部所有的信息都能在液晶上汉化显示，使调试、运行、维护方便。

●完善的软、硬件自检功能。

1.3．主要技术数据

1.3.1额定数据

●直流电源：

85V～265V

●交流电源：

85V～265V

●交流电压：

380V、100V

●交流电流（等级）：

1A、5A

●频率：

50Hz

1.3.2功率消耗

●直流电源回路：

≤5W

●交流电压回路：

＜1VA/相（额定380V时）

＜0.5VA/相（额定100V时）

●交流电流回路：

＜0.5VA/相（额定5A时）

＜0.1VA/相（额定1A时）

1.3.3工作环境

●环境温度：

-10℃～+55℃保证正常工作

●相对湿度：

5～95%

●大气压力：

86～106KPa

1.3.4精确工作范围

●电流：

0.1In～20In

●电压：

5V～456V

●频率：

45Hz～55Hz

1.3.5定值误差

●电流及电压定值误差：

＜±5％整定值

●频率定值误差：

＜0.01Hz

●时间定值误差：

✧定时限延时段＜±1％整定时间+30ms

✧反时限延时段符合反时限曲线

1.3.6热稳定性

●2倍额定电流可连续运行

●10倍额定电流可连续运行10秒

●40倍额定电流可连续运行1秒

1.3.7DCS测量接口输出

●输出范围：

4～20mA

●输出精度：

0.5级

1.3.8接点容量

●跳、合闸出口（常开接点）：

5A，AC250V（吸合）

●信号出口（常开接点）：

5A，AC250V（吸合）

●开关量输入：

空接点输入，导通电流＜10mA

1.3.9测量精度

●电压、电流：

0.5级

●频率：

0.02Hz

●P、Q、COSΦ：

1级

●遥信分辨率：

≤2ms

●电度积分精度：

2级

●GPS对时精度：

≤1ms

1.3.10通信

●RS485：

通信速率9.6～115.2kbps可调，支持双网，通信介质支持屏蔽双绞线

●CAN：

通信速率最高可达1Mbps，支持双网，通信介质支持屏蔽双绞线

●PROFIBUS：

通信速率最高可达12Mbps，采用专用高速接口及专用通信电缆，通信介质也支持屏蔽双绞线

1.3.11抗干扰性能

●能承受GB/T14598.13-1998（idtIEC255-22-1）标准规定的严酷等级Ⅲ的1MHz脉冲群干扰试验。

●能承受GB/T14598.14-1998（idtIEC255-22-2）标准规定的严酷等级Ⅲ的静电放电试验。

●能承受GB/T14598.9-1995（idtIEC255-22-3）标准规定的严酷等级Ⅲ的辐射电磁场干扰试验。

●能承受GB/T14598.10-1996（idtIEC255-22-4）标准规定的严酷等级Ⅳ的快速瞬变干扰试验。

1.3.12机械性能

●振动

能承受GB/T11287中规定的严酷等级为1级的振动耐久能力试验。

能承受GB/T11287中规定的严酷等级为1级的振动响应能力试验。

●冲击

能承受GB/T14537中规定的严酷等级为1级的冲击耐久能力试验。

能承受GB/T14537中规定的严酷等级为1级的冲击响应能力试验。

●碰撞

能承受GB/T14537中规定的严酷等级为1级的碰撞试验。

1.3.13耐湿热性能

●能承受GB7261第21章规定的湿热试验。

1.3.14重量

●不大于2千克。

1.3.15主要遵循标准

●GB/T14598.13-1998（idtIEC255-22-1）量度继电器和保护装置的电气干扰试验第一篇：

1MHz脉冲群干扰试验

●GB/T14598.14-1998（idtIEC255-22-2）量度继电器和保护装置的电气干扰试验第二篇：

静电放电试验

●GB/T14598.9-1995（idtIEC255-22-3）量度继电器和保护装置的电气干扰试验第三篇：

辐射电磁场干扰试验

●GB/T14598.10-1996（idtIEC255-22-4）量度继电器和保护装置的电气干扰试验第四篇：

快速瞬变干扰试验

1.3.16其他指标满足DL478-92《静态继电保护及安全自动装置通用技术条件》

2.功能及原理介绍

2.1保护功能

图1LPC1-530保护原理框图

2.1.1电流速断保护

其动作判据为：

Imax=max（Ia，Ib，Ic）

Imax＞Isdg在电动机启动过程中

或Imax＞Isdd在电动机运行过程中

t＞tsd

式中，Imax：

A、B、C相电流（Ia，Ib，Ic）最大值（A）

Isdg：

速断动作电流高值（电动机启动过程中速断电流动作值）（A）

Isdd：

速断动作电流低值（电动机运行过程中速断电流动作值）（A）

tsd：

整定的速断保护动作时间（s）

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。

2.1.2负序过流一段保护

其动作判据为：

I2＞I21dz

t＞t21dz

式中，I2：

负序电流（A）

I21dz：

负序过流一段电流动作值（A）

t21dz：

负序过流一段保护动作时间（s）

2.1.3负序过流二段保护

其动作判据为：

I2＞I22dz

t＞t22dz

式中，I22dz：

负序过流二段电流动作值（A）

t22dz：

负序过流二段保护动作时间（s）

2.1.4接地保护

接地保护即零序过流保护，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（A）

t0：

接地保护动作时间（s）

2.1.5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=0.5电动机启动过程中

=1电动机运行过程中

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=0.1s。

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。

2.1.6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。

2.1.7堵转保护

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。

2.1.8长启动保护

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。

2.1.9正序过流保护

其动作判据为：

I1＞I1gl

t1＞t1gl

电动机在运行态

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）

2.1.10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和反时限之一。

动作判据为：

⏹定时限过负荷保护：

Imax＞Igfh

t＞tgfh

电动机在运行过程中

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）

⏹超常反时限过负荷保护

Imax＞1.1Igfh

电动机在运行过程中

2.1.11欠压保护

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。

欠压保护在电动机运行或启动过程中投入。

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2.12。

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

电动机在启动或运行态

PT断线未闭锁

式中，Uqy：

低电压保护电压动作值（V）

tqy：

低电压保护动作时间（s）

2.1.12PT断线

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8%Ue，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。

2.2测控功能

2.2.1交流量测量

三相电压，三相电流，零序电流，有功功率，无功功率，功率因数，频率。

2.2.2开关量输入

装置可采集多达8路开关量（空接点输入）。

2.2.3开关量输出

装置提供1对遥控接点输出。

2.2.4电度量采集

装置可提供2路脉冲量输入（开入7、8），实现外部脉冲电度表的自动抄表。

另外，装置可以通过电度积分功能，对测控线路进行电能计量，节省外部电度表。

2.2.5DCS测量接口

装置测量线路的交流参数，并通过D/A向DCS系统送出1路4～20mA的直流模拟量。

模拟量输出为4～20mA，出厂默认的模拟量为A相电流，20mA对应1倍的额定电流。

需配置的参数如下：

●4～20mA对应的模拟量输出的倍数：

0.8～1.2。

●4～20mA对应的可选的模拟量：

A相电流，B相电流，C相电流，三相电流平均值，A相电压，B相电压，C相电压，三相电压平均值，频率。

例如，当模拟量输出倍数设定为“1”，各种变量输出的对应关系如下：

类别

20mA对应关系

类别

20mA对应关系

A相电流

额定电流

A相电压

额定电压

B相电流

额定电流

B相电压

额定电压

C相电流

额定电流

C相电压

额定电压

三相电流平均值

额定电流

三相电压平均值

额定电压

频率

55Hz

2.3通信功能

装置的通讯卡支持多种通信接口，用户可根据工程需要选择高速RS485、CAN、PROFIBUS。

通信内容主要有：

●测量值（模拟量，开关量）

●装置状态、带时标的故障信息等

●遥控

●远方复归

装置的通信功能请在定货时加以说明。

2.4其他功能

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

●12个遥控记录

●24个运行事件记录

3.参数设定

3.1系统参数整定

序号

名称

单位

范围

缺省值

1

用户密码

0～9999

0

2

CT变比

0.1-999.9

1.0

3

PT变比

0.1-999.9

1.0

4

零序CT变比

0.1-999.9

1.0

5

调试口通信协议

无、DBJ2.0、MODBUS

DBJ2.0

6

调试口通信地址

0～255

1

7

调试口波特率

Bps

4800、9600、19200、38400、57600、115200

9600

8

通信口1通信协议

无、DBJ2.0、MODBUS

DBJ2.0

9

通信口1通信地址

0～255

1

10

通信口1波特率

Bps

4800、9600、19200、38400、57600、115200

9600

11

通信口2通信协议

无、DBJ2.0、MODBUS

DBJ2.0

12

通信口2通信地址

0～255

1

13

通信口2波特率

Bps

4800、9600、19200、38400、57600、115200

9600

14

4～20mA输出选择

无、Ia、Ib、Ic、Iav、Ua、Ub、Uc、Uav、f

无

15

4～20mA输出倍数

0.8～1.2

1

16

脉冲1每字脉冲数

1～65535

100

17

脉冲2每字脉冲数

1～65535

100

18

LED1（X1）对应开入

无（0）、开入1～8

无

19

LED2（X2）对应开入

无（0）、开入1～8

无

20

LED3（X3）对应开入

无（0）、开入1～8

无

21

LED4（X4）对应开入

无（0）、开入1～8

无

22

语言选择

中文、English

中文

23

屏保时间

s

0-9999

30

3.2保护定值整定

3.3.1电流速断保护：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

速断电流高值

Isdg

%Ie

120～2000

800

2

速断电流低值

Isdd

%Ie

120～2000

600

3

整定时间

tsd

s

0.06～9.99

0.10

4

动作方式

退出、投信、投跳

投跳

3.3.2负序一段保护：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

电流整定值

I21dz

%Ie

10～100

70

2

整定时间

t21dz

s

0.10～20.00

0.50

3

动作方式

退出、投信、投跳

投跳

3.3.3负序二段保护：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

电流整定值

I22dz

%Ie

10～100

40.00

2

整定时间

t22dz

s

0.10～20.00

0.50

3

动作方式

退出、投信、投跳

投信

3.3.4接地保护：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

电流整定值

I0dz

%Ie

50～800

100

2

整定时间

t0dz

s

0.10～5.00

1.00

3

动作方式

退出、投信、投跳

投信

3.3.5过热保护：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

过热告警定值

θa

0.50～1.00

0.70

2

重启动过热闭锁值

θb

0.50～1.00

0.50

3

发热时间常数

Tfr

Min

1.00～100.00

15.00

4

散热时间

Tsr

Min

1.00～300.00

30.00

5

动作方式

退出、投信、投跳

投跳

3.3.6堵转保护：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

电流整定值

Iddz

%Ie

100～600

300

2

整定时间

tddz

s

0.50～50.00

10.00

3

动作方式

退出、投信、投跳

投信

3.3.7长启动保护：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

动作方式

退出、投信、投跳

投跳

3.3.8正序过流保护：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

电流整定值

I1gl

%Ie

100～2000

800

2

整定时间

t1gl

s

0.50～99.99

12.00

3

动作方式

退出、投信、投跳

投信

3.3.9过负荷保护：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

电流整定值

Igfh

%Ie

50～150

120

2

整定时间

tgfh

s

1.00～100.00

15.00

3

曲线选择

定时限

超长反时限

定时限

4

动作方式

退出、投信、投跳

投跳

3.3.10欠压保护：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

电压整定值

Uqy

%Ue

50～80

70

2

整定时间

tqy

s

0.30～10.00

5.00

3

PT断线闭锁低电压

退出、投入

退出

4

动作方式

退出、投跳

投跳

3.3.11PT断线：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

动作方式

退出、投信

退出

3.3.12参数设置：

序号

名称及含义

符号

单位

整定范围

缺省值

1

电动机额定电流

Ie

A

0.20～6.00

1.00

2

电动机启动时间

tqd

s

1.00～99.99

10.00

3

开关跳合超时

tkg

0.10-99.99

1.00

3.4保护精度调整

序号

名称

范围

步长

缺省值

1

Ia

0.5～2

0.001

1.000

2

Ib

0.5～2

0.001

1.000

3

Ic

0.5～2

0.001

1.000

4

I0

0.5～2

0.001

1.000

5

Ua

0.5～2

0.001

1.000

6

Ub

0.5～2

0.001

1.000

7

Uc

0.5～2

0.001

1.000

8

角度

-30.0～30.0

0.1

0.0

3.4测量精度调整

序号

名称

范围

步长

缺省值

1

Ia

0.5～2

0.001

1.000

2

Ib

0.5～2

0.001

1.000

3

Ic

0.5～2

0.001

1.000

4

I0

0.5～2

0.001

1.000

5

4～20mAK

0.5～2

0.001

1.000

6

4～20mAB

-20.000～20.000

0.001

0.000

7

Ua

0.5～2

0.001

1.000

8

Ub

0.5～2

0.001

1.000

9

Uc

0.5～2

0.001

1.000

10

角度

-30.0～30.0

0.1

0.0

4.背板端子及接线原理

●交流回路接线原理图见图2LPC1-530低压电动机综合包含测控装置交流回路原理图。

●开入、开出接线原理图见图3LPC1-530低压电动机综合保护测控装置开入、开出原理图。

●背板端子图见图4LPC1-530低压电动机综合保护测控装置背板端子图。

●面板示意图见图5LPC1-530低压电动机综合保护测控装置面板示意图。

●外形和开孔尺寸图见图6LPC1-530低压电动机综合保护测控装置外形和开孔尺寸图

4.1工作电源

端子号

端子定义

备注

XA1-1

工作电源＋

工作电源正

XA1-2

工作电源－

工作电源负

XA1-3

大地

大地

4.2开入接点

端子号

端子定义

端子号

XB-1

开入1

24V开入

XB-2

开入2

24V开入

XB-3

开入3

24V开入

XB-4

开入4

24V开入

XB-5

开入5

24V开入

XB-6

开入6

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XB-7

开入7

24