P211保护装置在石化企业的应用

1、P211保护装置在石化企业的应用潘 飞（大连西太平洋石油化工有限公司116600）摘 要 本文根据对MiCOM P211电动机综合保护控制装置的试验及运行摸索，在设计、安装、整定、检验及事故异常处理方面，通过实例做出了较为详细的叙述，并提供了一些实用数据，为该保护装置在石化企业低压电动机保护的应用提供了一定的实践经验。关键词 石化企业 综合保护 电动机 微机保护1 引言MiCOM P211电动机保护装置1（以下简称保护装置）是AREVA公司的综合保护装置系列之一，可控制断路器或交流接触器，不但有常规的过负荷、过电流、接地故障保护，而且还具有启动超时、运行堵转、缺相及不平衡保护，而且具有允许启动

2、次数控制功能，并可将投入的保护和控制功能分配至输出继电器。利用前面板上的LED指示灯、液晶显示屏或键盘，运行人员可以获取各相电流、发热状态、运行时间等各种数据。连接后部的RS485通讯端子能与自动化系统交换信息，包括测量值、装置状态及开关控制等，而且远方运行人员也能阅读存储在保护装置中的数据、分配各输出继电器不同的功能、修改整定值及传输远端跳闸命令。该保护装置在设计、安装、整定、检验及运行管理方面都很简单，从经济性和重要性等方面考虑，宜作为石化企业30KW以下重要低压电动机，以及30KW及以上低压电动机的综合保护。2 设计安装2.1 设计安装注意事项保护装置分为A、B和C三个硬件版本。A型为标

3、准版，整定仅能采用前面板输入方式；B型是在A型基础上增加了零序电流输入和RS485通信接口；C型则在B型的基础上又增加了数字量输入V1，V2和输出继电器P3，P4。在设计安装前必须认真阅读AREVA提供的保护装置使用说明书2。设计安装时应当注意：n 当电动机台数小于10台时宜采用A型，否则宜采用B型或C型；n 保护装置辅助电源的电压范围，并应接至A1-A2端子；n 保护装置应与电动机的控制引自同一电源，但由于保护装置辅助电源的丧失可引起部分运行数据丢失，因此，应与电动机控制电源分开控制，而且各电源控制元件应分别布置在端子排的两端，以防误操作；n 当整定电流大于80A时，应采用三相保护装置专用的

4、TA，并应分别接至保护装置L1:1-2；L2:3-4；L3:5-6端子，如极性错误将引起误动；n 接触器控制回路应串接1314（P1）输出端子；n 报警回路应接与2324（P2）输出端子；n 安装时必须严格按设计图配线。保护装置具有35mmDIN轨道或嵌入式两种安装方式。对于DIN轨道或嵌入式安装端子定义是基本相同的，不同之处是轨道安装时电流输入是通过导向孔，而不是端子接线。2.2 投入保护该保护装置在石化企业应投入如下保护：n 热过载保护；n 启动超时/堵转保护；n 缺相保护；n 不平衡保护。宜投入允许启动次数控制。2.3 整定计算该保护装置功能繁多但整定计算非常简单，只需计算热过载保护、热

5、时间常数及堵转保护整定时间，其它保护均可采用同样的数据设置即可。热过载保护基准电流整定应按下式计算：（1）式中，Krel为可靠系数，可取1.051.08，石化企业普通电动机宜取1.05，重要电动机宜取1.083；IrM为电动机额定电流值，A；Ki为电流互感器变流比。考虑到电动机再起动等因素，石化企业电动机的热时间常数计算如下：（2）式中，tst为电动机组启动时间，s；Kst为电动机启动电流倍数。对于增安型电动机tE时间应大于Kreltst。考虑电动机启动和再启动过程在TA二次可能造成较大的不平衡电流，因此，启动超时、堵转、缺相及不平衡保护的动作时间均取相同，并应按下式计算：（3）石化企业宜取K

6、rel1.2。通常机泵类的启动超时等保护动作时间可取6s，风机宜取12s18s。2.4 整定计算实例催化裂化装置P1206A一中回流泵电动机，IrM280A，Ki80，Kst6.8，tst5s。取热过载保护的Krel1.05。热过载（基准）电流整定计算：（4）取I>=3.7。热时间常数整定计算：17.955（5）取t618s。启动超时等保护动作时间计算，取Krel1.2：（6）取tIstarttIstalltIph.lotIph.as6s。3 保护装置设置以下通过上述实例说明P211保护装置的设置。3.1 基础数据设置只有在离线模式下才能修改保护装置的数据。保护装置切换至离线模式时，保护

7、跳闸状态复归，并闭锁所有保护功能。选择窗口，然后按键，再按或键，菜单显示，再按键，此时所有的LED灯将会闪烁，进入离线模式。反之则可恢复在线模式。当装置有外部的TA连接时，在窗口下可输入电流互感器的变比。修改TA变比并不会影响保护的整定值，因为保护整定值通常采用二次值来表示。本例应设置为80。在窗口可以激活或修改密码。出厂密码是“000”。3.2 开入开出设置在菜单下窗口可设置P1输出继电器。对于交流接触器应将P1设为1。其他开入开出宜采用默认值。3.3 热过载保护设置4根据整定计算设置如下：n 基准电流值（）I>为3.7；n 热报警值（）设置为90；n 热状态闭锁启动值（）设置为80；

8、n 热时间常数（）设置为18；n LED指示灯、P1输出接点状态以及跳闸信号的复归方式选项（）宜整定为1（手动）；n 热过负荷保护的投退选项（）应设为1。3.4 过电流保护设置对于采用交流接触器控制电动机的方式，过电流保护的投退选项应设为0。3.5 启动超时/堵转保护设置n 启动超时/堵转保护的整定电流倍数（）宜设为25；n 启动超时/堵转保护的整定时间tIstart/tIstall均输入6s；n 启动超时/堵转保护的投退选项应设为1。3.6 低电流保护设置通常石化企业不宜采用低电流保护功能。低电流保护的投退选项宜设为0。3.7 缺相保护设置缺相保护仅需设置动作时间即可。n 缺相保护动作时间（

9、）tIph.lo宜设为6s；n 缺相保护的投退选项应设为1。3.8 不平衡保护设置不平衡保护是缺相保护的补充，当出现较大的电流不平衡或TA接线极性错误时动作。n 不平衡的比率（）宜设为40（最小值）；n 不平衡保护动作时间（）tIph.as也宜设为6s；n 不平衡保护的投退选项也应设为1。3.9 允许启动次数设置为了防止违章操作应作下列设置：n 允许启动次数（）宜设为3；n 启动次数计数时间（）宜设为600；n 闭锁时间（）宜设为1200；n 启动次数的投退选项宜设为1。保护装置投用后应向操作人员详细说明操作要求。3.10 温度超限保护设置温度超限保护的投退选项可设为0。4 保护装置检验4.1

10、 检验前的准备首先应将启动超时、堵转、缺相、不平衡及起动次数保护投退选项设为0。在检验前请务必检查输入的电流是否与相应端子的极性要求相符。保护装置送电，在保护装置的每个电流输入端子加入电流，在LCD液晶显示屏上检查数值是否正确。检验保护装置各设置值是否正确，并将检验结果写入检验报告中。4.2 热过载保护检验断开保护装置电源，将热状态值清零。给保护装置加入6×I>电流，动作时间误差不应超过整定热时间常数的±10%。当热状态值小于热状态闭锁80%时，在菜单下按键可复归，I>的LED指示灯熄灭。给保护装置加入1.8×I>电流，并观察热状态值，当热状态值

11、大于热报警整定值90%时，I>的LED指示灯闪烁；此时，将电流降至I>以下，当热状态值小于90%时，I>的LED指示灯应熄灭。4.3 启动超时保护检验将菜单下的设为1，投入启动超时/堵转保护功能。给保护装置加入1.8×I>电流，经过tIstart后保护装置不应动作。将热状态值清零，加入2.2×I>电流，经过tIstart后P1输出接点应动作，I>的LED指示灯亮，显示跳闸原因。4.4 堵转保护检验给保护装置加入2.2×I>三相电流使电动机状态从转到，在tIstart内使电流降至I>以下，且超过，转入状态，且保护装置不

12、应动作。然后，加入2.2×I>电流，经过tIstall后P1输出接点应动作，I>的LED指示灯亮，显示跳闸原因。4.5 缺相保护检验将菜单下的设为1，投入缺相保护功能。给保护装置加入三相电流转入状态，且保护装置不应动作。然后，取消某相电流，经过tIstart/tIstall后P1输出接点应动作，©的LED指示灯亮，显示跳闸原因。4.6 不平衡保护检验将菜单下的设为1，投入不平衡保护功能。给保护装置加入三相电流转入状态，且保护装置不应动作。然后，降低某相电流使©LED指示灯闪烁，经过tIstart/tIstall后P1输出接点应动作，©的LED

13、指示灯亮，显示跳闸原因。4.7 允许启动次数检验将菜单下的设为1，投入允许启动次数功能。给保护装置加入三相电流转入状态两次保护装置不应动作。在600秒内加入第三次电流结束后，P1输出接点应动作，I>的LED指示灯亮，显示跳闸原因。1200秒后，P1输出接点、I>指示灯及显示器自动复归。5 事故异常处理当出现I>的LED指示灯闪烁时，应查看电动机是否有过载现象，并应立即联系操作人员及时处理。表1 跳闸后事故种类显示表指示灯显示跳闸原因事故种类I>热状态值热过载I>超过启动次数I>启动超时I>堵转©缺相©不平衡事故跳闸后，应首先观察LE

14、D指示及跳闸显示内容，确定故障原因，通知操作人员及有关部门。在得到允许后，首先记录LED指示及跳闸显示内容，然后再在菜单下按键复归，此时LED指示灯可熄灭。最后应详细记录下跳闸设备的位号、发生时间、事故原因、处理过程及结果。经常出现的跳闸故障是超过启动次数动作停机。此时，应立即通知操作人员停止操作。如有非常紧急的情况，可将保护装置断电，既而快速复归。但此操作可能会对电动机造成较大危害，不宜采用！热过载跳闸后必须非常认真地查明其原因，检查供配电系统电压是否过低，向操作人员了解操作情况，是否有过载现象。只有在热状态值小于热状态闭锁值（80%）时，电动机才能重新启动。当电动机首次带载启动时出现了启动

15、超时事故后，应检查启动超时整定值是否合理，是否存在机械故障；若在运设备出现了启动超时事故，应检查供配电系统电压是否过低，了解被拖动设备“盘车”是否正常，必要时可解开对轮检查。当出现堵转事故时，应检查电动机及被拖动设备是否有“抱轴”现象，向操作人员了解工艺生产有何变化。当发生缺相事故时，首先了解供配电系统供电情况，检查断路器和交流接触器是否因接点烧毁而缺相，主回路熔断器是否熔断，TA二次是否有“虚接”现象，最后再用钳形电流表检查主回路是否确实缺相，如主回路确实缺相，应将电动机接线盒打开，用万能表查明是动力电缆故障还是电动机问题。不平衡是极少发生的故障，此时应检查供配电系统电压是否正常，电动机主回路和TA二次回路是否有接触不良或局部过热等现象。6 结束语本文根据对P211综合保护控制装置的实验及运行摸索，在设计、安装、整定、检验及事故异常处理方面做出了较为详细的叙述，并通过实例提供了一些应用的数据。望本文能够对石化企业的电气设计、安装、调试、维护及管理人员，在P211保护装置低压电