国电南自 PSL691U 线路保护

PSM 692U 电动机综合保护测控装置
1 功能
z 电流速断保护
z 定时限过流保护
z 两段定时限负序过流保护/反时限负序保护
z 过热保护
z 堵转保护
z 单相接地保护
z 低电压保护
z 过负荷保护
z 非电量保护
z F-C 闭锁功能
z 4-20mA 输出
z 9 条故障录波，2 条启动录波
z I，U，P，Q，Cosφ，有功电度，无功电度，14 路开关量采集
z GPS 对时（分脉冲，秒脉冲或 IRIG-B 方式）
2 原理说明
2.1 电流速断保护
异步电动机在启动过程中电流很大，通常能达到 5～8 倍额定电流(Ie)，启动时间能长达几十秒。装
置设两个速断定值，在起机过程中采用“启动中速断定值”，该值按躲过电动机启动电流整定，等电动机
启动过程结束后，自动采用“启动后速断定值”，该值按电动机自启动电流和区外出口短路时电动机较大
反馈电流考虑，取两个电流中的大者。 
a)启动时间 tst 按躲过较长的启动时间整定，tst＞tst.max。 
b)启动时的整定值 Iop.h 按躲过电动机启动电流 Ist 整定，即： 
当 t≤tst 时，Iop.h＝krel×Ist,，为躲过非周期分量的影响，krel 取 1.5,Ist 为（6～8)Ie。 
c)运行时的整定值 Iop.l 按躲过自启动电流和区外出口短路时电动机较大反馈短路整定，自启动电流
的大小与备用电源自投的延时等因素有关，在厂用电源快切成功时，电动机几乎不存在自启动过程，因为
转速还没有明显降低，只有在残压切换或同期捕捉切换时，电动机转速已明显降低，自启动电流会较大，
按传统方法计算，自启动电流 Iast=5Ie，Iop.l= krel ×Iast×Ie =1.3×5×Ie =6.5Ie 。
区外出口三相短路考虑保护(40～60)ms 固有延时，反馈电流 Ifb=6Ie。 
Iop.l = krel ×Ifb=1.3×6 Ie =7.8Ie。
d)速断保护的短延时用于与 F-C 回路配合。 
2.2 定时限过流保护
当电动机三相电流 IA、IB、IC 大于过流保护的整定值时，经延时出口。
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过流定值可根据启动电流整定，一般为（1.2～2）Ie。延时按躲过电动机启动时间整定。
2.3 两段定时限负序过流保护/反时限负序保护
当电动机出现三相电压不平衡、断相、反相、匝间短路时，会产生负序电流。
正序电流为 I1、负序电流为 I2，
若三相电流都接入装置，则：
( )/ 3 . 2 . . 1.I = I A + a I B + a I C ； ( )/ 3 . . 2 . 2 .I = I A + a I B + a I C ； j2π/ 3 a = e
一般电动机保护只接入两相（即 A、C 相）电流，其正负序电流可按下式计算：
( )/ 3 . . 1.I = I A +βI C ； ( )/ 3 . . 2 .I = I C +βI A ； β＝ jπ/ 3 e−
两段定时限负序过流保护中，一段用于跳闸，二段用于告警。
反时限负序保护动作方程为：
( / ) T t 2 I Ied =
其中：T－负序反时限常数
 I2－负序电流值
 Ied－电机二次额定电流值
为防止外部故障或外部供电系统出现不平衡时，电动机的反馈负序电流可能引起负序过流保护误动。
根据区内、区外发生不对称短路时 I2/I1 的比值不同，当下列条件满足时，可将负序过流保护闭锁：
 I2≥1.2I1，其中：I1 为正序电流，I2 为负序电流。
2.4 过热保护
电动机过负荷、启动时间过长、堵转等会产生较大的正序电流；而断相、不对称短路、输入电压不
对称时会同时产生较大的正序和负序电流，根据电动机定子正序和负序电流引起的发热特征，可对上述
故障提供过热保护。
用正、负序综合测量值 Ieq 作为等效电流来模拟电动机的发热效应，即：
2 2 2 1 1 2 Ieq = K × I + 6I
其中：Ieq —等效电流
I1 —正序电流（标幺值）
I2 —负序电流（标幺值）
K1 —正序电流发热系数，在电机启动过程中 K1＝0.5，启动完毕 K1＝1 
根据电动机的发热模型反时限特性，为有效保护电动机，保护的动作时间 t 和等效电流 Ieq 的关系有
如下两条曲线可供选择：
1） 2 2 − ∞ = Ieq I t τ
其中：τ —过热时间常数。
I∞—允许电机长期运行的较大电流值，一般可设为 1.1 
2） 2 2 2 2
ln − ∞ − = Ieq I