SPAM150C电动机保护继电器1.docx
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SPAM150C电动机保护继电器1
SPAM150C
电动机保护继电器
用户手册和技术说明
1MRS750637-MUMEN
出版日期：
97.3.5
版本：
A
审核：
GLSPAM150C
批准：
JS电动机保护继电器
目录特性
应用范围
简要操作说明
接线图
连接
模块间的控制信号
信号名缩写
操作指示
电源和输出继电器模块
技术数据
维护与修理
备件
订货号
尺寸和安装说明
订货需知
完整的用户手册包括下面几个分册：
电动机保护继电器，一般说明1MRS750637-MUMEN
D型继电器模块的一般特性1MRS750066-MUMEN
SPCJ4D34型电动机保护继电器模块1MRS750476-MUMEN
特性
电路跳闸器或接触器控制的交流电动机保护用通用型多功能继电器。
灵活的单相、两相或三相保护继电器，可供给料器等设备用。
热过载保护，监视整个三相，对有过热点或无过热点的被保护对象，热复制都是可调的。
瞬时或具有一定时间特性的高设定值过流保护操作。
带反时特性的相不平衡和单相保护。
快速操作的相序错保护。
带跳闸或只具有发出信号功能的定时或瞬时灵敏的接地故障保护。
具有宽启动电流和动作时间设定范围的欠流保护。
启动管理具有Is2×ts特性，带有低设定值过流装置或类似于启动时间计时器的装置。
启动管理也可以同ExE型电动机轴上的速度开关配合使用。
硬软件连续自管理。
处理的电流范围符合1区ExE电动机驱动的要求。
有两种型号；一种具有常开跳闸触点，用于跳闸器控制的驱动，另一种具有常闭跳闸触点，用于接触器控制的驱动。
通过SPA总线，光纤串行通信可以访问任何的继电器数据。
强有力的支持软件，可实现继电器参数化和记录测量值、记录值、事件等。
SPACOM产品家族成员和部分PYRAMIDâ，ABB负责协调其间的保护和控制概念。
应用范围
基于微处理器的SPAM150C电动机保护继电器是一种集成设计的，电流测量多功能继电器，可实现交流电动机的完全保护。
主要应用覆盖着用传统接触器或电路跳闸器控制的各种型号的大中型三相电动机。
电动机保护继电器有两种型号，一种是闭合跳闸触点，另一种是切断跳闸触点。
这种继电器还可以用于其他要求实现单相、两相或三相过流及/或过载保护和不定向接地故障保护的应用中。
简要操作说明
组合型多功能电动机保护继电器是一种辅助继电器装置，它与被保护的电动机驱动回路的电流互感器相连。
它连续地测量被保护驱动回路的三相电流和中线电流，并在此测量的基础上，计算出电动机的热状态，并检测电网中的故障。
在发生故障的状态下，这个继电器的保护装置发出报警或使跳闸器跳闸。
通过对输出继电器矩阵适当的编程，可以得到启动、优先报警或禁止启动信号等各种触点功能。
这些触点信息例如可以用来闭塞上游联合保护继电器，用来连接信号装置等。
电动机保护继电器有一个外部逻辑控制输入，它由辅助电压级的控制信号驱动。
这个控制输入对继电器的影响由测量模块上的编程开关决定。
这个控制输入可以用来闭塞一个或多个保护级，执行外部跳闸指令，也可以用来禁止重启动的企图，或在手动复位方式中用来复位锁存输出继电器。
图1.SPAM150C型电动机保护继电器的保护功能。
圆圈内的号请参见ANSI保护功能编号。
接线图
图2.SPAM150C型电动机保护继电器的接线图。
所给的是带常开跳闸触点的一种，即带辅助电源和SPTU240R2或SPTU48R2型输出继电器模块。
Uaux辅助电压
A，B，C，D，E，F输出继电器
IRF自管理
SGB配置闭塞或控制信号用的开关组
TRIP跳闸输出继电器，输出65-66
SIGNAL跳闸信号
PRIORALARM开始进入过载状态的提前警告
START从电动机上来的启动信息
RESTARTENABLE启动在故障状态中被禁止的电动机
U1电动机保护模块SPCJ4D34
U2电源和带常开跳闸触点的SPTU240R2或SPTU48R2，带常闭跳闸触点的SPTU240R3或SPTU48R3输出继电器模块
U3输入模块SPTE4E3
SPA-ZC－总线连接模块
SERIALPORT串行通信口
Rx，Tx总线连接模块的接收总线端子（Rx）和发送总线端子（Tx）
STALL外部停车控制输入
RESTARTINHIBIT外部禁止重启动控制信号
LATCHING跳闸继电器的锁存功能
图3.继电器SPAM150C后视图
连接
当副边电路的额定电流为In=5A时，三相电流接到1-2，4-5和7-8端子上。
当采用额定电流为1A的电流互感器时，用1-3，4-6和7-9端子。
热过载保护也可以在单相或两相上采用，这时不用的输入可以不接。
为了在两相应用中得到正确的不平衡和相序错保护，这两相电流应该加到第三相电流输入上。
在单相应用中，把相电流通过两个或三个电流输入串联起来可以明显地增加继电器的操作速度和热单元的操作可靠性。
接地故障保护中，当额定电流为5A时，中线电流应连到25-26端子上，当额定电流为1A时，应接到25-27端子上。
控制输入10-11可以有5种不同的使用方法：
-在Ex型应用中，可以作为电动机速度开关控制的控制输入。
-可以作为外部闭塞信号的控制输入，用来闭塞不平衡或接地故障保护装置的操作。
-可以作为外部跳闸信号的控制输入。
-可以作为解开跳闸继电器锁存的控制输入。
-可作为重启动允许继电器的控制输入。
所需要的功能由保护继电器模块主菜单上的SGB开关组的1...8开关来选择。
继电器的辅助电源电压接到61-62端子上，对于直流辅助电源，正极引线接到端子61上。
可接受的输入电压范围取决于电源的类型和插在继电器箱内的输出继电器模块的型号。
更详细的情况请见关于电源模块的说明。
可接受的继电器辅助电压范围在前面板上指示出来。
当保护装置动作时间过去后，输出继电器A给出CB跳闸命令。
接地故障装置可以不发生跳闸，即只通过SGR1开关组的开关8发出信号。
出厂时所有保护装置都选择执行跳闸状态。
用开关SGB/7和SGB/8可以选择输出继电器A的锁存功能。
开关SGB/7在短路，接地故障或不平衡跳闸后给出锁存功能。
开关SGB/8在任何跳闸操作后都给出锁存功能。
在锁存后，继电器必须手动复位或通过远程控制复位。
通过继电器B和C可以得到继电器模块发出的跳闸报警信号。
要发送给继电器这些信号，应通过继电器模块开关组SGR1的开关1...7和开关组SGR2的开关4...8来选择。
一般情况下，输出继电器B和C被配置成通过继电器C得到热优先报警，保护装置的跳闸信号连到输出继电器B上，产生一个辅助跳闸信号。
这也是继电器出厂时的默认设定。
连到输出继电器D上的信号用继电器模块主菜单上的开关组SGR2的软件开关1，2和3来选择。
开关SGR2/1接到热优先报警上，开关SGR2/2连接电动机的启动信息，开关SGR2/3将高设定值过流级接到输出继电器D上。
输出继电器E，端子74-75，是个大负荷继电器，和主跳闸继电器A一样可以控制电路断路器。
继电器E用来控制电动机的重启动。
如果热容量超过了设定的热装置禁止重启动级，如果超过了允许的最大累积启动次数或外部禁止重启动信号有效，输出继电器E将阻止电动机重启动尝试。
这个继电器也可以用于保护继电器辅助电源断电或继电器出现故障的情况。
输出继电器F，端子70-71-72，作为集成自管理系统的输出继电器操作。
这个继电器在闭合电路原则下操作，即在正常工作状态下，触点间隙70-72是闭合的。
如果自管理系统发现了故障，或辅助电源出现故障，输出继电器回动，通过闭合常开触点71-72产生一个报警信号。
这个继电器通过SPA-ZC17或SPA-ZC21总线连接模块接到SPA数据总线上。
总线连接模块接到继电器后面板上标有SERIALPORT的D型接插件上。
光纤电缆接到总线连接模块的Tx和Rx接插件上。
总线连接模块上的通信方式选择开关设定在“SPA”位置。
模块间的控制信号
下图给出了启动、跳闸、控制和闭塞信号如何编程才能得到要求的保护继电器功能。
图4.SPAM150C型电动机保护继电器模块间的控制信号。
闭塞和启动信号功能用开关组SGF，SGB和SGR的开关来选择。
这些开关的检查和在测量继电器模块的设定菜单中可以找到。
各开关的功能在测量模块用户手册SPCJ4D34中说明。
信号名称缩写
IL1，IL2，IL3相电流
I0中线电流
BS闭塞或控制信号
SS1启动信号1
SS2启动信号2
SS3启动信号3
TS1跳闸信号1
TS2跳闸信号2
AR1...3自动重合闸启动信号（在SPAM150C中
不用）
IRF内部继电器故障信号
SGF功能开关组
SGB闭塞开关组
SGR1...2继电器配置开关组
操作指示灯
A）当一个保护级动作时，操作指示灯TRIP亮。
当保护级复位时，这个红色的指示灯仍保持亮着。
B）当保护级I>，I>>或I0>中有一个动作时，若显示黑屏，则黄色LED指示出有故障的相或中线。
例如，如果TRIP指示灯发出红光，而且IL1和IL2同时闪亮，则表明L1和L2相上出现了过载。
C）在数据显示上除了有数字代码外，显示上最左边的红色数字为目视操作指示。
只有红色数字被点亮才表明这是一个操作指示。
通常指示出第一个出现的事件。
但对于热单元，如果发生跳闸的话，优先报警信号过一会后被跳闸指示所取代。
为了能够实际读出热的程度等，可以在这个热单元还有效的时候确认这个单元的指示。
这同样也可以用来发出接地故障信号，这时，这个指示被存起来，当显示变黑时再重现出来。
当电动机重启动时，所有操作指示都自动复位。
下表称为操作指示表，位于继电器的前面板上，是所用的操作指示代码数字中比较重要的一些。
指示
说明
1
q>qa=热的程度超过了设定的优先报警级
2
q>qt=热单元跳闸
3
q>qi，åtsi，=禁止热重启动级被超过，启动时间计时器装满，EINH或外部禁止信号启动。
4
I>>=过电流装置的高设定值级已经跳闸。
5
DI=不平衡/相序错保护装置已经跳闸。
6
I2xt=启动停车保护装置已经跳闸。
7
I0=接地故障装置已经跳闸。
8
I<=欠流装置已经跳闸。
9
EXT.TRIP=发生了外部跳闸。
D）当保护级返回正常状态后，TRIP指示仍然存在。
按RESET/STEP按钮指示复位。
电动机自动重启动将使操作指示复位。
另外指示也可以通过控制输入10-11复位，方法是在这个输入上加上一个控制电压，但开关SGB/6必须在位置1上。
保护继电器的主要功能与操作指示，即是复位的还是非复位的无关。
继电器始终都是有效的。
E）在内部自管理系统发现永久性的继电器故障后2分钟，红色IRF指示亮，自管理系统的输出继电器动作。
另外，在大多数情况下，显示器上将给出自诊断故障代码。
故障代码由红色的数字1和绿色的数字代码组成，它指示出故障的类型。
只要故障仍然存在，故障代码就不能被复位。
当显示器上出现故障代码时，应将数字代码记在一张纸上，在大修时送交授权的修理厂。
电源和输出继电器模块
为了能够操作这个继电器需要一个稳定的辅助电源。
电源模块通过测量继电器模块和辅助继电器产生所需要的电压。
可抽出的电源和继电器模块位于系统前面板的后面，由4个十字头螺钉固定住。
电源和输出继电器模块包括电源，所有输出继电器，输出继电器的控制回路和外部控制输入的电子电路。
在拿掉系统前面板后可以将电源和输出继电器模块抽出来。
电源的初级侧用模块电路板上的保险F1保护，保险管的规格为1A（慢熔型）。
电源装置是一个与变压器相连，即原边和副边电隔离的回馈型dc/dc变换器。
它通过测量继电器模块产生所需要的dc副边电压，即+24V，±12V，和+8V。
输出电压±12V和+24V在这个电源模块上稳压，而测量继电器模块所需要的+5V逻辑电压是通过继电器模块的稳压器产生的。
图5.电源模块的电压等级
当电源模块工作时，系统前面板上的绿色LED指示灯Uaux亮。
向电子电路供电的电压管理由测量模块完成。
如果副边电压偏离其额定值太多，将产生一个自管理报警。
当电源模块从继电器壳内抽出时，或当向继电器供电的辅助电源中断时也将产生报警。
有两种型号的电源和输出继电器模块可供选择。
两种型号在副边侧和继电器配置上是相同的，只是输入电压范围不同。
电源模块的电压范围：
-SPTU240R2或SPTU240R3Uaux=80...265Vdc/ac
-SPTU48R2或SPTU48R3Uaux=18...80Vdc
模块SPTU240R2或SPTU240R3可以用于交流或直流电压。
模块SPTU48R2和SPTU48R3只能用于直流电压。
继电器组件的电源模块其辅助电压范围在系统前面板上指示出来。
模块SPTU240R2和SPTU48R2有常开跳闸触点，而模块SPTU240R3和SPTU48R3有常闭跳闸触点。
技术数据
通电输入
相和中线电流输入，端子1-2,4-5,7-8,25-261-3,4-6,7-9,25-27
额定电流In5A1A
耐热能力
-连续20A4A
-1秒钟500A100A
动态电流承受能力，半波值1250A250A
输入阻抗<20mΩ<100mΩ
相电流监视范围0...63×In
中线电流监视范围0...210%In
额定频率fn50Hz/60Hz
输出触点定额
跳闸触点和重启动允许触点
触点类型*）常开常闭
端子65-66,74-7565-66
-额定电压250Vdc/ac250Vdc/ac
-连续承载能力5A5A
-持续0.5秒接通并承受30A10A
-持续3.0秒接通并承受15A8A
-直流跳闸能力，当控制电路
时间常数L/R≤40ms时，在
48/110/220Vdc下5A/3A/1A1A/0.25A/0.15A
交流跳闸能力5A5A
触点材料AgCdO2AgCdO2
信号发射触点端子70-71-72,68-69,77-78,80-81
-额定电压250Vdc/ac
-额定电流5A
-持续0.5秒接通并承受10A
-持续3.0秒接通并承受8A
直流跳闸能力，当控制回路
时间常数L/R≤40ms，并在
48/110/220dc控制回路电压下1A/0.25A/0.15A
触点材料AgCdO2
外部控制输入
闭塞，远程复位或远程设定输入10-11
外部控制电压等级18...265Vdc或80...265Vac
输入回路的典型控制电流2...20mA
电源和输出继电器模块
SPTU240R2/-R3电源和继电器模块80...256Vdc/ac
SPTU48R2/-R3电源和继电器模块18...80Vdc
静态和操作下的功率消耗~4W/~6W
注！
*）跳闸触点65-66根据它是常开触点（SPTU240R2或SPTU48R2）还是常闭触点（SPTU240R3或SPTU48R3）有不同的触点容量。
SPCJ4D34型电动机保护继电器模块
热过载装置
满载电流设定值，Iθ0.5...1.50×In
电流设定值的分辨率0.01×In
最大停止时间设定值，t6x2.0...120秒
停止时间设定值的分辨率0.5秒
零电流下（停车）冷却时间常数Kc1...64×升温时间常数
热优先报警级θa，如果使用的话50...100%热跳闸级θt
重启动禁止级θi20...80%热跳闸级θt
辅助电源跳闸后热装置初始化*）70％热跳闸级θt（即热态
电动机）
低设定值过流装置**）
I>的设定范围1.0...10.0×In
操作时间t>0.3...80秒
基于电流的启动管理**）
启动电流设定范围Is1.0...10.0×In
启动时间设定范围ts0.3...80秒
短路试验操作时间t>~300ms
高设定值过流装置
I>的设定范围0.5...20.0×In和无限大
操作时间t>0.04...30秒
接地故障保护装置
I0设定范围1.0...100%In
操作时间t00.05...30秒
三次谐波衰减量，典型值-20dB
相不平衡装置
稳定到I以下相电流级的基波灵敏度DI10...40%×IL和无穷大
在最低设定表始动级上的操作时间，10％20...120秒，反时
在完全不平衡（单相）下的操作时间1秒
在相序错保护下的操作时间600ms
欠流装置
启动电流<满载电流设定值的百分比30...80％I或退出操作
禁止操作的上限值12％I
操作时间2...600ms
基于时间的禁止启动计时器
设定范围åtsi5...500秒
启动时间计时器递减率Dts/Dt2...250s/h
注！
*）如果热优先报警设定在70％以下，将辅助电源与继电器相连将产生热优先报警信号。
**）可以将操作定义为低设定值固定时间过流功能（SGF/7=0），或设定为基于电流的启动管理功能（SGF/7=1）。
两种功能不可同时使用。
在任何一种情况中，通过向速度开关输入一个控制信号（SGB/1=1）就可以停止计时。
数据传输
传输方式光纤串行总线
数据代码ASCII
可选择的数据传输率4800或9600比特
光纤总线连接模块，由主继电器供电
-对塑料芯光缆SPA-ZC21BB
-对玻璃纤维光缆SPA-ZC21MM
光纤总线连接模块，由单独的电源供电
-对塑料芯光缆SPA-ZC17BB
-对玻璃纤维光缆SPA-ZC17MM
介电强度试验*
绝缘试验电压，按IEC255-52kV，50Hz，1分钟
冲击试验电压，按IEC255-55kV，1.2/50ms，0.5J
绝缘电阻，按IEC255-5>100MW,在500Vdc下
抗干扰试验*
抗高频干扰试验，按IEC255-22-1，III级
-共模2.5kV,1MHz,400脉冲/秒
-差模1kV,1MHz,400脉冲/秒
静电放电试验，按IEC801-2，IV级
-空气放电15kV，150pF
-电磁场测试，按IEC801-3，III级10V/m,150kHz...1000MHz
快速瞬间试验，按IEC801-4，III/IV级
-共模4kV
-差模2kV
机械测试（根据SPAJ140C测试）
地震试验，按ANSI/IEEEC37.98-1987
-操作基础地震试验（OBE）0.5...5.25g
-安全停止地震试验（SSE）0.5...7.5g
振动试验，按IEC255-21-22...13.2Hz，±1.0mm
13.2...100Hz，±0.7g
冲击/减振试验，按IEC255-21-220g，1000次冲击/定向
环境条件
耐腐蚀试验Battelle试验
规定的工作环境温度范围-10...+55℃
长期耐湿热试验，按IEC68-2-3<95％，在40℃下56天
运输和储存温度范围-40...+70℃
外壳防护，按IEC529
当继电器为面板安装时IP54
包括齐平安装的继电器外壳在内的
继电器质量~3.5kg
*）只用于总线连接模块的串行口不做介电试验和抗干扰试验。
维护与修理
当保护继电器在“技术数据”一节规定的条件下操作时，继电器实际上是不需要维护的。
在正常操作条件下，继电器模块的零部件不会有物理和电气方面的损坏。
如果继电器工作现场的环境条件与规定的不同，如温度和湿度，或如果继电器周围的大气中含有化学活性物质或灰尘，应在继电器副边测试时或当继电器模块从壳内抽出来时，用眼睛进行检查。
在目检中要注意下面几个方面：
-继电器模块，触点和继电器外壳有没有损坏的痕迹。
-继电器盖或壳内是否有灰尘堆积，如果有应将其吹净。
-去除端子，外壳或继电器内部的锈点或蚀痕。
根据要求，可以采取专门的处理方法来消除由于环境条件不正常在印刷线路板材料上产生的应力。
如果继电器不能正常工作，或其操作值明显偏离技术条件中规定的值，应对继电器进行大修。
局部检测可由客户公司仪器车间的人员来完成，如更换辅助继电器模块。
所有重要的检修，包括电子电路方面的大修，都应由制造厂家进行。
关于继电器检查，大修和重校方面更详细的信息，请与制造厂或距你最近的厂家代理联系。
注！
数字保护继电器有一个电子电路很容易因静电放电造成严重损坏。
在拆卸含有电子电路的模块之前，一定要保证你与设备有相同的静电电位，例如，可以摸一下继电器的外壳。
注！
静电保护继电器是一种测量仪器，在操作中要格外小心，注意防潮，避免受到机械应力，尤其是在运输过程中。
备件
电动机保护继电器模块SPCJ4D34
电源和输出继电器模块
Uaux=80...265Vac/dcSPTU240R2常开跳闸触点
Uaux=18...80VdcSPTU48R2常开跳闸触点
Uaux=80...265Vac/dcSPTU240R3常闭跳闸触点
Uaux=18...80VdcSPTU48R3常闭跳闸触点
带输入模块的继电器箱SPTK4E3
作为独立部件的输入模块SPTE4E3
总线连接模块SPA-ZC17或SPA-ZC21
订货号
带接通型跳闸触点的电动机保护继电器
SPAM150CRS641014-AA,CA,DA,FA
带断开型跳闸触点的电动机保护继电器
SPAM150CRS641015-AB,CB,DB,FB
订货号中最后几个字母表示继电器的额定频率fn和辅助电压范围Uaux，具体含意如下：
AA或AB代表fn=50Hz和Uaux=80...265Vac/dc
CA或CB代表fn=50Hz和Uaux=18...80Vdc
DA或DB代表fn=60Hz和Uaux=80...265Vac/dc
FA或FB代表fn=60Hz和Uaux=18...80Vdc
带接通型跳闸触点的电源和输出继电器模块
SPTU240R2RS941021-AA
SPTU48R2RS941021-BA
带断开型跳闸触点的电源和输出继电器模块
SPTU240R3RS941022-AA
SPTU48R3RS941022-BA
尺寸和安装说明
继电器一般装在齐平安装的壳体内。
继电器也可以采用半齐平安装，使用凸出40mm，80mm或120mm的框架，在同样的尺寸下这可以降低面板后面的深度。
凸出框架的设计类型有凸出40mm的SPA-ZX111，凸出80mm的SPA-ZX112和凸出120mm的SPA-ZX113。
也可供应表面安装的壳体SPA-ZX110。
继电器壳体由成型铝材制成，表面涂成米色。
带有橡胶垫的铸铝合金安装框架，在继电器为面板安装时，继电器壳体与面板面之间的防护等级为IP54。
继电器壳体带有悬挂式衬垫，清洁，抗紫外线的聚碳酸脂盖，用可密封的高强度螺栓固定。
壳体的防护等级也是IP54。
在壳体后面装有一个端子条和两个多极接插件，可以方便地进
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