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WDZ-431EX技术说明书V2.0


WDZ-431EX 电动机差动保护装置

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电动机差动保护 差动保护装置 第四章 WDZ-431EX 电动机差动保护装置
1. 产品用途及特点
WDZ-431EX 电动机差动保护装置(以下简称装置)主要用于大型(2000KW 及以上,或主保 护灵敏度校验不合格)三相异步电动机的差动保护,与配套的 WDZ-43

0EX 电动机综合保护测控 装置共同构成大型电动机的全套保护。 完备的保护功能: 完备的保护功能: 差动速断保护 分相比率差动保护 整定值自动加倍 CT 断线闭锁差动并告警 故障录波 通讯功能(选配) : 通讯功能(选配) 智能通讯卡:常规配置高速 RS485 现场总线,通讯速率可达 115.2Kbps,并支持双网。 也可选配工业以太网 本装置具有如下特点: 本装置具有如下特点: 采用先进的 32 位嵌入式微处理器 汉字液晶显示、操作简便直观 用串行 EEPROM 存放保护定值 可预先设定 5 套定值适应各种运行工况 带掉电保持的 SOE 和自检报告 软、硬件冗余设计,抗干扰性能强 完善的软、硬件自检,二级看门狗 全密封嵌入式机箱设计,体积小,重量轻,可直接安装在开关柜上 安全可靠的高速现场总线技术,支持双网和以太网接口

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2. 主要保护功能及原理
保护原理框图见图 4.1。
差动速断 (投跳) ≥1 BTJ 差动 速断 保护

I da >I sd Idb >I sd I dc >I sd

ACT

IΣ <Ie & Id >I set ≥1 IΣ >Ie Id >I set Id - I set >K( IΣ - Ie ) 注:IΣ Id 参见分相比率差动保护说明其他符号定义参见定值表 BTJ 为保护跳闸继电器 ACT 为保护动作信号继电器 , & 比率差动 (投跳) t dz BTJ ACT 分相 比率 差动 保护

图 4.1 WDZ-431EX 保护原理框图 2.1.差动保护 差动保护 2.1.1.差动速断保护 差动速断保护 当电动机内部发生严重故障的时候,差动电流大于电动机启动时的暂态峰值差流,此时 差动保护应立即动作,故本装置设置了差动速断保护,以提高电动机内部严重短路时保护的 动作速度,可通过控制字投退该保护。 其动作判据为: Ida>Isd 或 Idb>Isd 或 Idc>Isd 式中,Ida:A 相差动电流 Idb:B 相差动电流 Idc:C 相差动电流 Isd:差动速断电流整定值(A) 整定时,应躲过电动机启动开始瞬间最大的不平衡差电流。 2.1.2.分相比率差动保护 分相比率差动保护 装置分相采集电动机的端电流和中性线电流,计算出差动电流和制动电流。

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I Σ = Ih + Il 2 I d = I h I l


式中:

I d :电动机差动电流 I Σ :电动机制动电流 I h :电动机端电流 I l :电动机中性线电流


动作判据为: Id>Iset t>tdz 或者, Id-Iset>K(IΣ-Ie) 当 IΣ>Ie 时 t>tdz 式中,Ie:电动机额定电流值(A) Id:电动机差动电流幅值(A) IΣ:电动机制动电流幅值(A) Iset:整定的差动保护最小动作电流值(A) K:整定的比率制动系数 tdz:整定的差动保护动作时间(s) t:差动保护实际动作时间(s) 从动作判据中可以看出,本保护的动作特性如图 4.2 所示。 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。 当 IΣ≤Ie 时

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Id

K 动作区

Iset

制动区
I∑ Ie 图 4.2 电动机比率差动保护动作特性 2.2.整定值自动加倍 整定值自动加倍 为防止在电动机较大的启动电流下,由于始末端 CT 不平衡电流引起本保护误动作,本 装置提供了整定值自动加倍功能,即在电动机启动过程中将整定的差动保护最小动作电流值 Iset 和比率制动系数 K 值自动加倍。本功能可投入或退出。 2.3.CT 断线检测 装置设有 CT 断线判断功能,当发生 CT 断线时闭锁保护出口。CT 断线判断逻辑为:六 个电流中仅有一个电流小于 0.125 倍额定电流, 且其它五个电流均大于 0.125 倍额定电流但小 于额定电流时,才认为发生了 CT 断线,此时闭锁保护出口并发出 CT 断线信号。当 CT 断线 条件不满足后,CT 断线信号及指示灯自动复归,并自动解除保护出口闭锁。 此功能可通过控制字投入或退出。 2.4.通信 通信 装置的智能通讯卡支持两种现场总线通信,用户可根据工程需要选择高速 RS485 或工业 以太网。通信内容主要有: 测量值(模拟量,开关量,脉冲量等) 保护定值查询和修改 装置状态、故障信息及录波数据等 远方复归

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装置的通信功能请在定货时加以说明。 2.5.辅助功能 辅助功能 2.5.1.当某一保护动作后,若故障未切除,则其它保护若满足条件会相继动作。 2.5.2.装置保护动作后,在未复归情况下,若再有故障保护仍能动作。即保护能多次动作。 2.5.3.装置能自动记录装置和电动机的各种运行信息,包括: 64 个保护 SOE 事件记录 256 个遥信变位 SOE 记录 16 个装置自诊断信息记录 2.5.4.装置故障录波功能能自动记录最近一次故障的所有模拟量和开关量,包括: 故障前 2 个周波、装置跳闸后 4 个周波和故障中数据,最长录波时间为 10S

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参数设定 3. 参数设定
3.1.脉冲电度整定 脉冲电度整定 序号 1 2 3 4 5 6 名称 脉冲电度一初值整数 脉冲电度一初值小数 脉冲电度一每字脉冲数 脉冲电度二初值整数 脉冲电度二初值小数 脉冲电度二每字脉冲数 单位 度 度 脉冲数/度 度 度 脉冲数/度 范围 0~9999 0~99 1~65535 0~9999 0~99 1~65535 缺省值 0 0 100 0 0 100

3.2.系统参数整定 系统参数整定 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 名称 装置地址 密码 屏保时间 网络 N1 通讯 网络 N2 通讯 调试口通讯 电能方式 CT 二次额定 保护电流相数 继电器输出方式 录波调试时间 录波信息上送 S S 单位 范围 1~99 0~9999 0~1800 退出、投入 退出、投入 退出、投入 退出、电能板电能、积分电度 5A、1A 2 相、3 相 I/O 板 0.20~10.00 退出、投入 缺省值 99 1233 30 退出 退出 投入 退出 5A 3相 I/O 板 0.20 投入

3.3.保护定值整定 保护定值整定 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 名称及含义 电动机额定电流 差动速断电流 最小动作电流 比率制动系数 电动机启动时间 差动保护动作时间 差动速断保护投入 比率差动保护投入 定值加倍投入 CT 断线功能投入 符号 Ie Isd Iset K tqd tdz 单位 A A A S S 整定范围 (额定 1A) 整定范围 (额定 5A) 0.20~1.20 1.00~6.00 1.00~16.00 5.00~80.00 0.01~1.60 0.01~8.00 0.01~9.99 0.01~9.99 1.00~99.99 1.00~99.99 0~9.99 0~9.99 退出、投跳 退出、投跳 退出、投跳 退出、投跳 退出、投入 退出、投入 退出、投入 退出、投入

3.4.精度调整 精度调整 序号 名称 范围 步长 备注

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1 2 3 4 5 6

保护 Iah 保护 Ibh 保护 Ich 保护 Ial 保护 Ibl 保护 Icl

0.5~2 0.5~2 0.5~2 0.5~2 0.5~2 0.5~2

0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001

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4. 背板端子及接线原理图
交流回路接线原理图见图 4.3 WDZ-431EX 电动机差动保护装置交流回路原理图。 开入、开出接线原理图见图 4.4 WDZ-431EX 电动机差动保护装置开入、开出原理图。 背板端子图见图 4.5 WDZ-431EX 电动机差动保护装置背板端子图。 4.1.背板信号指示灯 背板信 指示灯 背板 名称 定义 5V 灯(红) 装置内部 5V 正常时常亮 24V 灯(红) 装置内部 24V 正常时常亮 动作灯(黄) 保护跳闸时常亮 故障灯(绿) 装置故障及 24V 失压时常亮 4.2.工作电源 工作电源 端子号 XA1-1 XA1-2 XA1-3 4.3.开入接点 开入接点 端子号 XA2-12 XA2-13 XA2-14 XA2-15 XA2-16 XC2-9 XC2-10 XC2-11 XC2-12 XC2-13 XC2-14 XC2-15 XC2-16 4.4.信号输出接点 信号输出接点 4.4.1.中央信号输出 中央信号输出 中央信号 端子号 XA2-1 XA2-2 XA2-3 XA2-4 XA2-5 端子定义 动作信号 装置故障 信号一 备注 保护跳闸时闭合接点 装置自检故障或 24V 失压时闭合接点 保护告警时闭合接点 端子定义 开入 1 开入 2 开入 3 开入 4 公共端 开入 5 开入 6 开入 7 开入 8 开入 9 开入 10 公共端 备注 24V 开入 24V 开入 24V 开入 24V 开入 24V 开入公共端 24V 开入 24V 开入 24V 开入 24V 开入 24V 开入 24V 开入 24V 开入公共端 端子定义 工作电源+ 工作电源- 大地 备注 工作电源正 工作电源负 大地 名称 定义 RUN 灯 (红) CPU 正常时一秒闪一次 NUL 灯 (红) 未使用 TXD 灯 (黄) 调试口通讯发送灯 RXD 灯 (绿) 调试口通讯接收灯

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XA2-6 XA2-7 XA2-8 4.4.2.现场总线 现场总线 端子号 XB-1 XB-2 XB-3 XB-4 4.4.3.时钟同步信号 时钟同步信号 端子号 XB-11 XB-12 4.5.遥跳/遥合 遥跳/ 遥跳 端子号 XA2-9 XA2-10 XA2-11 4.6.保护跳闸输出 保护跳闸输出 端子号 XC2-1 XC2-2 XC2-3 XC2-4 XC2-5 XC2-6 XC2-7 XC2-8 4.7.交流量输入定义 交流量输入定义 端子号 XDL-1 XDR-1 XDL-2 XDR-2 XDL-3 XDR-3 XDL-7 XDR-7 XDL-8 XDR-8 XDL-9 XDR-9 4.8.调试口 调试口

信号二

保护跳闸或保护告警时闭合接点, 可在相应菜单中选择,详见使用说明书

端子定义 N1-A N1-B N2-A N2-B

备注 网络 N1(高速 RS485) 网络 N2(高速 RS485)

端子定义 时钟同步

备注

端子定义 遥合 遥跳 公共端

备注 通讯遥合 通讯遥跳

端子定义 保护跳闸 备用 保护联跳 1 保护联跳 2

备注 保护跳闸时接点闭合 备用的输出接点 保护跳闸时接点闭合 保护跳闸时接点闭合

端子定义 Iah Iah’ Ibh Ibh’ Ich Ich’ Ial Ial’ Ibl Ibl’ Icl Icl’

备注 机端 A 相保护电流 机端 B 相保护电流 机端 C 相保护电流 中性线 A 相保护电流 中性线 B 相保护电流 中性线 C 相保护电流

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通过 CPU 板上的调试口,可以更新程序。 4.9. 以太网接口 10M 工业以太网接口。可选配。

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图 4.3 WDZ-431EX 电动机差动保护装置交流回路原理图

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图 4.4 WDZ-431EX 电动机差动保护装置开入、开出原理图

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电源板

I/O板

CPU板

模入板

MWEX-300 MWEX-600 MWEX-400

MWEX-759

图 4.5 WDZ-431EX 电动机差动保护装置背板端子图

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