DCAP-5010高压电动机监控保护装置使用说明书

1、 DCAP-5010高压电动机监控保护装置使用说明书 湖 南 紫 光 测 控 有 限 公 司HUNAN UNISPLENDOUR M&C CO .,LTD.DCAP-5010高压电动机监控保护装置使用说明书 出版说明:5000系列监控保护装置为 3000(V2.0系列的升级产品,亦定义为 3000(V2.2系列。5000系列装置采用 32位 DSP 数字信号处理技术和以太网通信技术, 在性能指标和功能上较 3000(V2.0系列装置有明显提高。5000系列装置带有 RS485总线通信口和 TCP/IP以太网口,便于实现 双网通信。5000系列装置在外形和接线上与 3000(V2.0系列

2、装置完全兼容。 5000系列装置的通信协议与 3000(V2.0系列装置完全兼容。湖南紫光测控有限公司 2007-2-10目 录1 概述 . 32 主要功能 . 33 装置使用说明 . 3 3.1 交流电压输入回路 . 3 3.2 交流电流输入回路 . 3 3.3 直流电源输入回路 . 3 3.4 开关量输入(遥信回路 . 3 3.5 开关量输出(遥控回路 . 4 3.6 直流模拟量输入回路 . 4 3.7 断路器操作回路 . 43.8 通讯接口 . 44 按键及显示 . 4 4.1 SEL键 . 4 4.2 BIT键 . 4 4.3 INC键 . 44.4 ENT键 . 45 技术指标 .

3、5 5.1 额定参数 . 5 5.2 功率消耗 . 5 5.3 热稳定性 . 5 5.4 装置精度 . 5 5.5 环境条件 . 5 5.6 绝缘性能 . 5 5.7 触点性能 . 6 5.8 抗干扰能力 . 65.9 机械性能 . 66继电保护功能 . 7 6.1 速断保护 . 7 6.2 定时限过流保护 . 7 6.3 反时限过流保护 . 7 6.4 负序过流保护(断相保护 . 9 6.5 负序过压保护 . 10 6.6 低压保护 . 10 6.7 零序过流保护 . 10 6.8 零序过压保护 . 10 6.9 逆功率过流保护 . 11 6.10 过负荷 . 11 6.12 TV断线闭锁

4、. 12 6.13 TA断线报警 . 12 6.14 控制回路断线报警 . 12 6.15 联跳功能 . 126.16 动作及告警报告和录波 . 137 正常运行显示 . 148 菜单说明 . 14 8.1 查看保护 . 15 8.2 查看谐波 . 15 8.3 查看参数 . 168.4 查看定值 . 16 8.5 查看投退 . 16 8.6 查看跳闸 . 16 8.7 查看开入 . 16 8.8 动作记录 . 16 8.9 设置参数 . 17 8.10 设置定值 . 17 8.11 设置投退 . 18 8.12 设置跳闸 . 19 8.13 交流校准 . 20 8.14 直流校准 . 20

5、8.15 联跳设置 . 20 8.16 出口试验 . 21 8.17 出厂设置 . 21 8.18 查看启动 . 23 8.19 通信状态 . 23 8.20 模拟故障 . 23 8.21 时钟校准 . 238.22 查看版本 . 249设计图纸 . 25 9.1 效果图 . 25 9.2 外形及开孔尺寸图 . 26 9.3 托架设计 . 28 9.4 原理接线图 . 29 9.5 底板端子图 . 301 概述该装置基于 32位高性能 DSP(数字信号处理器和高速以太网络通信技术设计,主要用于 6.3kV、10kV 电压等级各种容量电动机的保护测控。2 主要功能(1继电保护功能:速断保护两段定

6、时限过流保护反时限过流保护(一般反时限、非常反时限、极端反时限负序过流保护负序过压保护两段低电压保护(可受 TV 断线闭锁控制两段零序过流保护零序过压保护逆功率过流保护(可受 TV 断线闭锁控制过负荷保护TV 和 TA 断线报警控制回路断线报警四路非电量控制(联跳一、联跳二、联跳三、联跳四(212路开关量输入,9路交流模拟量输入,1路直流模拟量输入,8路开关量输出。(3记录高压电机启动过程中 A 相电流的有效值。(4装置失电告警功能。(5具有故障录波功能,最长可录波 20s。(6对时功能:主机软件对时、脉冲对时。(7装置可掉电保存最新 40次报警记录。(8装置带有 1个 RS485总线通信口和

7、 1个以太网通信口,便于实现双网通信。3 装置使用说明3.1 交流电压输入回路装置内部设置有 3个小 TV 可接受 0100V交流电压的输入,用于测量 Uab、Ubc、Uca、3U0。3.2 交流电流输入回路装置内部设置有 6个小 TA,可接受额定为 5A 或 1A 的交流电流输入,需在订货时注明,用于 测量监控电流 JIa、JIc,和保护电流 BIa、BIb、BIc、3I0。3.3 直流电源输入回路直流电源输入为 DC220V 或 DC110V,需在订货时注明。装置工作电源的接线端子为 P+、P-; 控制回路电源的接线端子为 L+、L-。3.4 开关量输入(遥信回路装置设有 12个遥信开关量

8、信号输入端。 用户在使用本装置并对其分配遥信输入端时必须注意 以下几点:SI1接断路器位置信号。SI2SI9、SP1、SP2为普通开关量信号输入端。SP1和 SP2也可作为脉冲量输入端(需在订货时注明,可以接有功电度脉冲和无功电度 脉冲输入。SGP 为 GPS 对时脉冲输入端,可用于 GPS 脉冲对时,脉冲信号为 DC24V 输入。SI1SI9、SP1、SP2默认为 DC220V/DC110V输入,SP1、SP2做脉冲量输入端时为 DC24V 输入。3.5 开关量输出(遥控回路装置设有 8个开关量输出口 TS1TS8, 面板上 8个出口指示灯分别与之对应。 TS1TS8输出 何种保护(或几种保

9、护的组合跳闸信号由跳闸表来确定,通过跳闸表可灵活使用 TS1TS8出口 (注:1:输出允许,0:输出禁止。装置面板上第 9个指示灯为装置正常工作指示灯。3.6 直流模拟量输入回路装置设有 1路直流模拟量输入端, 用于采集温度或其它直流模拟量。 输入信号为 05V或 4 20mA 标准直流信号。3.7 断路器操作回路装置设有断路器操作回路并内置防跳继电器与跳合闸回路保持继电器。3.8 通讯接口装置带有高速以太网接口和 RS-485(或光纤通讯接口,本装置的各种信号和外部遥信信号 可通过通讯网络上传至综合自动化系统的监控主机。4 按键及显示该装置的面板主要由一块 128×64液晶显示屏、

10、四个按键及出口指示灯组成。对此装置的所有的操作都是通过四个按键来实现的。四个按键的功能如下。4.1 SEL键在正常显示状态下按此键,进入主菜单。在显示与设置参数时,该键用于退出当前的功能状态,进入上一级功能菜单。在设置、修改参数时,按该键退出到正常显示状态后,修改才生效。4.2 BIT键通常状态下为上翻页键,按一次此键,显示屏的轮显进入上一页。在设定或修改定值时,该键用于选择数据位,每按一次该键光标向右移动一位,光标所 在位即被选中并处于闪烁状态。光标移到最右侧数据位时,如再按该键光标将回到最左 边的数据位。在菜单状态下按该键用于选择菜单项,每按一次该键光标将上移一行。4.3 INC键通常状态

11、下为下翻页键,按一次此键,显示屏的轮显进入下一页。在设定或修改定值时,用于光标所在位数值的增加。每按一次该键光标所在位的值将增 加 1。数值范围为 09,当数值增加到最大后,再按一次该键,光标所在位的数值将变 为 0。在菜单状态下按该键用于选择菜单项,每按一次该键光标将下移一行。4.4 ENT键该键是确认键。当光标处于某一菜单项上时,按一次该键即进入该菜单项。当修改完参数后,按一次该键则修改后的参数即得到确认,否则设置或修改无效。 5 技术指标5.1 额定参数交流电压:100V交流电流:5A/1A直流电压:220V或 110V频率:50Hz5.2 功率消耗交流电压回路:不大于 0.5VA/相(

12、额定电压下交流电流回路:不大于 0.5VA/相(额定电流下直流回路:每个保护箱不大于 10W(静态或 15W(动作5.3 热稳定性长期运行 2In,1.5Un短时过载 20In,1s瞬时过载 峰值 50In,10ms5.4 装置精度保护动作精度:动作定值精度 ±1%时间定值精度 ±10ms频 率 偏 差 <±0.02Hz滑 差 定 值 <±5%测量精度:Ia 及 Ic 两相电流准确率为 99.8%;三相电压准确率为 99.8%;三相有功功率及无功功率准确率为 99.5%;三相有功无功电能脉冲记录准确率为 99%。5.5 环境条件工作温度:-2

13、050,24小时日平均温度不高于 35。大气压力:海拔高度 4km 以下。最湿月的月平均最大相对湿度为 90%,同时该月的月平均最低温度为 25,最高温度为 40时,平均最大相对湿度不超过 50%。5.6 绝缘性能各电路分别对地之间及交流回路与直流回路之间的绝缘电阻不小于 100M。各电路分别对地之间,以及交流回路与直流回路之间应能承受 50Hz,2kV(有效值的 交流检验电压,历时 1min 的检验(通信口端子与地之间应能承受 50Hz、500V(有效值 的交流检验电压,历时 1min 的检验并无闪络或绝缘击穿现象。各电路分别对地之间,以及交流回路与直流回路之间应能承受 5kV(峰值标准雷电

14、波 的检验。5.7 触点性能在电压不超过 250V,电流不超过 5A 时连续接通。5.8 抗干扰能力能承受 GB/T 14598.13中规定的频率为 1MHz 及 100 kHz 衰减振荡波(第一个半波电压辐 值共模 2.5kV,差模为 1kV脉冲群干扰。能承受 GB/T 14598.14中规定的严酷等级为级的静电放电干扰。能承受 GB/T 14598.9中规定的严酷等级为级的辐射电磁场干扰。能承受 GB/T 14598.10中规定的严酷等级为级的快速瞬变干扰。5.9 机械性能工作条件:能承受严酷等级为 I 级的振动响应、冲击响应检验。运输条件:能承受严酷等级为 I 级的振动耐久、冲击耐久、碰

15、撞检验。6继电保护功能6.1 速断保护 装置设有速断保护作为主保护,当任一相电流大于整定值时,动作于出口,可快速切断短路 故障。 6.2 定时限过流保护 装置包括两段式定时限过流保护。其中过流一段相当于延时速断保护,过流二段为延时启动 过流保护,即当断路器由分到合时,经延时启动过流二段。 过流一段保护的动作判据为:任一相电流大于过流一段定值。 过流二段保护的动作判据为:断路器由分到合后延时大于启动时间(Qdsj且任一相电流大 于过流二段定值。 6.3 反时限过流保护 装置设有反时限过流保护。反时限设有三种方式可供选择: 极端反时限极端反时限特性曲线的表达式如下:其中, Fs-反时限系数;I-主

16、回路二次电流;Ip-反时限保护启动电流;t-动作时间。 非常反时限 非常反时限特性曲线的表达式如下:t F I I sp (/ 21其中, Fs-反时限系数;I-主回路二次电流;Ip-反时限保护启动电流;t-动作时间。 一般反时限 一般反时限特性曲线的表达式如下:其中, Fs-反时限系数;I-主回路二次电流;Ip-反时限保护启动电流;t-动作时间。 1/(02. 0p SI I F t 1/(p sI I F t实际应用时,可根据电动机的运行曲线选择合适的反时限曲线。由于反时限种类和反时限参 数可设置,可组成无数个反时限曲线供用户选择,适用范围很广。 在计算动作时间 t 时应注意:断路器由分到

17、合后,在启动时间(Qdsj内,反时限特性曲线表 达式中的反时限保护启动电流等于 Ipst(启动时的 Ip 定值;超过启动时间后,反时限保护启 动电流等于 Ip(运行时的 Ip 定值。启动和运行时的 Ip 定值均可在定值表中设定。 保护定值表中只允许设定启动和运行时的电流 Ip 和反时限系数 Fs,如果实际应用中不是直 接给出 Ip 和 Fs,则必须根据给定的参数先求得 Ip 和 Fs,再提供给保护装置。已知启动电流 Ip 和一组动作电流及对应的动作时间值(I1,T1,则 Fs 的计算公式如下: 极端反时限:非常反时限:一般反时限:已知两组动作电流及对应的动作时间值(I1,T1及 I2,T2,I

18、p 和 Fs 的计算公式如下: 极端反时限:非常反时限:一般反时限:6.4 负序过流保护(断相保护用于电动机三相电流不对称保护。当发生断线或反相时,将产生负序电流,当负序电流大于 整定值时,延时动作于出口。21222211T T I T I T I P =222211212221 (I T I T I I T T Fs =1211T Ip I T F S =111T Ip I T F S =102. 011T Ip I T F S =212211T T I T I T I P =22111221 (I T I T I I T T Fs =502102. 02202. 011=T T I T I

19、 T I P 02. 02202. 01102. 0102. 0221 (I T I T I I T T Fs = 6.5 负序过压保护当负序电压 U2大于负序过压定值时,延时动作于出口。 6.6 低压保护装置包括两段式低电压保护。以线电压为判据,当电压 Uab、Ubc、Uca 均低于整定值时,延 时动作于出口。低压保护可被下列条件自动闭锁:TV断线;断路器分状态。 6.7 零序过流保护装置包括两段式零序过流保护,当零序电流大于整定值时,延时动作于出口。零序过流保护检测的零序电流来自线路专用的零序 TA,也可来自三相电流的和电流。对于不 接地系统,和电流中的不平衡电流很可能完全淹没真正的零序电

20、流,因此其零序电流一定要来自 专用零序 TA。 6.8 零序过压保护装置设有零序过压保护功能,当零序电压大于整定值时,延时启动出口或不启动出口而只发 信号。 6.9 逆功率过流保护 装置设有逆功率过流保护功能,其作用是在装置通过计算发现一次回路向系统返送无功功率 时,延时启动出口。逆功率过流保护的电流判据为:I 逆功率过流定值。逆功率过流保护的方向判据为:°<<°27090j e IU Arg& 式中 I &为电流相量, U &为线电压相量, 下标 =a或 b 或 c, =bc或 ca 或 ab, 是方向 角,一般取值 =45°

21、。逆功率过流保护可被下列条件闭锁:TV断线。 6.10 过负荷 当任一相电流大于定值时,延时启动出口或不启动出口而只发信号。 6.11 TV断线报警 检测一相或两相断线:当负序电压大于 TV 断线负序电压定值时,延时 5s 发 TV 断线信号。检测三相断线:当正序电压小于 TV 断线正序电压定值时,若任一相有电流(大于 TV 断线有 流定值则延时 5s 发 TV 断线信号。 6.12 TV断线闭锁检测到 TV 断线延时 5s 发 TV 断线信号后,低压保护、逆功率过流保护被闭锁。TV 断线闭锁 低压和 TV 断线闭锁逆功率可以单独投退。6.13 TA断线报警TA 断线判据:保护电流中至少有一相

22、电流大于 TA 断线有流定值且至少有一相电流小于 TA 断 线无流定值,延时 3s 报 TA 断线信号。 6.14 控制回路断线报警装置设有控制回路断线报警功能。正电源及跳合闸回路负电源信号,经过光电隔离进入 DSP, 如果无正电源或跳、合闸回路两个负电源任一个断线则延时 2s 报控制回路断线信号。6.15 联跳功能4路联锁跳闸具有现场可编逻辑功能,可灵活运用于各种工艺联锁。所谓联跳,就是通过装置开关量输入的状态变化来启动出口继电器动作。联跳功能可在“联 跳设置”菜单中,做如下设置:位选择:第一至第八路开关量均具有联跳功能,设置时 Bit=0:无效,Bit=1:有效。位 07分别代表开关量输入

23、 18。位电平选择:设置开关量打开有效或开关量闭合有效,即可用常开触点或常闭触点来启动 联跳功能。输出方式:“0”代表脉冲方式,出口带保持,保持时间=脉冲宽度;“1”代表电平方式, 出口不带保持。脉冲宽度:设置范围 0127秒。逻辑框图以“联跳一”为例,“联跳二”、“联跳三”、“联跳四”相同。DCAP-5010高压电动机监控保护装置使用说明书 6.16 动作及告警报告和录波保护动作时产生事故报警报告,发生告警事件时产生预告报警报告。每个报告中含事件发生时间,当时的电压电流量等。每个报告都会及时上传到监控主机予以保存,可随时查看最近发生的事件报告。动作或告警时可发出事故或预告信号,需手动复归或远

24、方复归。装置掉电可以保存 40条 SOE 记录。保护动作可启动录波,录波由保护电流突变启动,突变量一定要超过录波启动电流定值。但 有些事件发生时不启动录波,如过负荷、断线报警、联锁跳闸等。录波的长度可整定,装置内部 缓冲区可支持总长最多 20s 的多次录波。录波数据自动上传到监控主机。7 正常运行显示装置在上电后即进入监控模拟量循环显示状态。符号 显示格式 名称 备注 Uab 000.00 kV 电压 UabUbc 000.00 kV 电压 UbcUca 000.00 kV 电压 UcaU0 000.00 kV 零序电压 U0乘以 TV 变比Ia 000.00 A 监控 IaIb 000.00

25、 A 监控 IbIc 000.00 A 监控 Ic乘以 TA 变比I0 000.00 A 零序电流 I0 乘以零序 TA 变比 P 000.00 MW 有功功率 PQ 000.00 Mr 无功功率 Qcos 0.00 功率因数F 00.00 Hz 频率Ia 000.0° 监控 Ia 相角Ic 000.0° 监控 Ic 相角Uab 000.0° 电压 Uab 相角Ubc 000.0° 电压 Ubc 相角以相电压 Ua 为准WD 000.0 温度PH 0000 有功电度QH 0000 无功电度8 菜单说明在装置正常循环显示状态下按 SEL 键,即可进入主菜单

26、显示界面。子菜单名称 密码 备注1. 查看保护 查看装置保护模拟量2. 查看谐波 查看电压 Uab、电流 Ia 的 111次谐波3. 查看参数 查看装置监控参数4. 查看定值 查看装置保护定值5. 查看投退 查看装置保护投退6. 查看跳闸 查看装置跳闸表设置7. 查看开入 查看装置开关量输入状态8. 动作记录 查看装置存储的动作记录值9. 设置参数 1111 设置装置监控参数10. 设置定值 2222 设置装置保护定值11. 设置投退 2222 设置装置保护投退12. 设置跳闸 2275 设置装置保护跳闸表13. 交流校准 2266 校准交流电流电压输入14. 直流校准 1166 校准直流模拟

27、量输入15. 联跳设置 3333 4路联跳设置16. 出口试验 1175 8路出口继电器试验1417. 出厂设置 1122 装置出厂初始化设置18. 查看启动 查看电机启动过程 A 相电流的有效值19. 通信状态 查看装置 2个通信口的工作状态20. 模拟故障 2233 模拟所有事故和预告报警21. 时钟校准 9999 校准装置的实时时钟22. 查看版本 查看装置软件版本8.1 查看保护 8.2 查看谐波在主菜单显示界面选择进入 “查看谐波” 子菜单, 可查看电压 Uab、 电流 Ia 的 111次谐波。 符号 显示格式 名称 备注Uab1 000.00 V Uab 基波Uab3 000.00

28、 V Uab 3次谐波Uab5 000.00 V Uab 5次谐波Uab7 000.00 V Uab 7次谐波Uab9 000.00 V Uab 9次谐波Uab11 000.00 V Uab 11次谐波Ia1 000.00 A Ia 基波Ia3 000.00 A Ia 3次谐波Ia5 000.00 A Ia 5次谐波Ia7 000.00 A Ia 7次谐波Ia9 000.00 A Ia 9次谐波Ia11 000.00 A Ia 11次谐波158.3 查看参数在主菜单显示界面选择进入“查看参数”子菜单,可查看装置监控参数。详见“设置参数” 子菜单。8.4 查看定值在主菜单显示界面选择进入“查看定

29、值”子菜单,可查看装置保护定值。详见“设置定值” 子菜单。8.5 查看投退在主菜单显示界面选择进入“查看投退”子菜单,可查看装置保护投退状况。详见“设置投 退”子菜单。8.6 查看跳闸在主菜单显示界面选择进入 “查看跳闸” 子菜单, 可查看装置保护跳闸表设置状况。 详见 “设 置跳闸”子菜单。8.7 查看开入在主菜单显示界面选择进入“查看开入”子菜单,可查看装置开关量输入状态。序号 名称 备注01 断路器 分/合02 开关量 2 分/合03 开关量 3 分/合04 开关量 4 分/合05 开关量 5 分/合06 开关量 6 分/合07 开关量 7 分/合08 开关量 8 分/合09 开关量 9

30、 分/合10 GPS 分/合11 开关量 11 分/合12 开关量 12 分/合8.8 动作记录在主菜单显示界面选择进入“动作记录”子菜单,可查看装置存储的最新 40条动作记录。动 作记录的内容包括故障类型、动作时间及动作值。故障类型表:序号 故 障 类 型 备注1速断动作2过流一段动作3过流二段动作4反时限过流保护5低压一段保护6低压二段保护7过负荷报警8零序过流一段保护9零序过流二段保护10逆功率过流保护事故报警信号1611零序过压保护12负序电流动作13负序电压动作14联跳一动作15联跳二动作16联跳三动作17联跳四动作18TV 断线报警19TA 断线报警20控制回路断线报警21故障录波

31、启动22事故总信号23预告总信号24装置故障预告报警信号8.9 设置参数在主菜单显示界面选择进入“设置参数”子菜单,输入密码(PASSWORD=1111,可设置装置 监控参数。参数名称 参数范围 备注1. 通讯站号 2-992. IP 地址0IP 地址1IP 地址2IP 地址3以太网 IP 地址3. Submask0Submask1Submask2Submask3以太网子网掩码4. MAC 地址0MAC 地址1MAC 地址2MAC 地址3MAC 地址4MAC 地址5以太网物理地址5. 端口号 0-9996. TV 变比 1-99997. TA 变比 1-99998. 零序 TA 变比 1-99999. 有功电度表底数 0-999910. 无功电度表底数 0-999911. 有功脉冲电度表转数比 1-9999 每度脉冲个数12. 无功脉冲电度表转数比 1-9999 每度脉冲个数8.10 设置定值在主菜单显示界面选择进入“设置定值”子菜单,输入密码(PASSWORD=2222,可设置装置 保护定值。178.11 设置投退在主菜单显示界面选择进入“设置投退”子菜单,输入密码(PASSWORD=2222,可设置装置18 保护功能投退。保护功能名称 保护投退 备注1. 速断保护 投入/退出2. 过流一段保护 投入/退出3. 过流二段保护 投入/