WDZ-5231电动机差动保护装置1装置功能WDZ-5231电动机差动保护装置主要用于10KV及以下2000KW及以上三相异步电动机的差动保护，与配套的WDZ-5232电动机保护测控装置共同构成大型电动机的全套保护。

WDZ-5200系列电动机保护装置还包括WDZ-5232电动机保护测控装置、WDZ-5233电动机综合保护测控装置，三者在保护、测控功能的区别见下表所示。

2保护功能及原理2.1电动机状态电动机按照运行状态，有停机态、起动态、运行态之分。

如果I max<0.125I e，电动机处于停机态；电动机原本处于停机态，检测到I max>0.125 I e：如果I max>1.125 I e，认为电动机进入起动态；如果I max ≤1.125 I e ，则认为电动机起动结束，直接进入运行态。

如果电动机处于起动态，检测I max ，如果0.125 I e <I max ≤1.125I e ，则电动机进入运行态；I max <0.125 I e ，则电动机进入停机态。

其中I max 为电动机机端电流最大值。

2.2差动起动元件装置差动速断和比率差动采用突变量起动元件和过流起动元件，当差动电流发生突变或者差动电流的最大值大于相应的过流定值时，起动元件动作并展宽10s ，开放起动继电器。

2.3差动电流制动电流计算公式按照同名端同在一侧的原则，进行差动电流的计算，即为两侧电流的矢量和；制动电流按照两侧电流绝对值和的一半计算。

差动电流：l h I I DI ∙∙+=制动电流：2/)(l h I I HI ∙∙+=2.4 差动速断保护 2.4.1保护动作逻辑框图I da >I cdsdI dc >I cdsdI db >I cdsd2.4.2保护动作判据cdsd I DI>max式中，I cdsd ：差动速断保护动作电流整定值（A ） 2.5比率差动保护装置采用三折线比率差动原理，其动作曲线如下图所示，第3折线斜率固定为1。

比率差动保护必须在电动机不在停机态时，方才有效。

DI IsdIcdqd0.5Ie HI3Ie2.5.1 保护动作逻辑框图HI ≤0.5I e DI>I cdqd0.5I e <HI ≤3I eDI-I cdqd >K×(HI-0.5I e CT 断线HI>3I eDI-I cdqd -K×2.5Ie>HI-3I e2.5.2 保护动作判据()⎪⎩⎪⎨⎧>->⨯--≤<-⨯>-≤>ee e cdqd e e e cdqd e cdqd I HI I HI I K I DI I HI I . I HI K I DI I HI I DI 3 35.23 50 5.05.0 式中，I cdqd ：比率差动保护动作电流整定值（A ）I e ：电动机运行额定电流二次值（A ）2.6延时CT 断线告警功能延时CT 断线判别逻辑为：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，且连续超过2秒满足此条件，则发出CT 断线告警信号，但不闭锁比例差动。

2.7瞬时CT 断线闭锁功能 CT 断线判别是基于以下假设的：(1) CT 断线不是所有相同时发生的； (2) CT 断线与故障不是同时发生的。

满足下述任一条件不进行CT 断线判别：(1) 起动前某侧最大相电流小于0.2Ie ，则不进行该侧CT 断线判别； (2) 起动后最大相电流大于1.2Ie ；(3)起动后任一侧电流比起动前增加；只有在比率差动元件动作后，才进入瞬时CT断线判别程序，这也防止了瞬时CT断线的误闭锁。

某侧电流同时满足下列条件认为是CT断线：(1)只有一相或二相电流为零；(2)其它二相或一相电流与起动前电流相等；通过控制字投入或退出瞬时CT断线可闭锁比率差动。

2.8磁平衡差动保护通常的基于电流平衡原理的电动机差动保护，在电动机自起动和外部短路暂态过程中，由于两侧电流互感器对穿越性暂态电流的传变特性不一致，产生不小的暂态不平衡差动电流，造成差动保护误动。

现场机端CT和中性侧CT二次电缆可能长度不一致，甚至相差很大，造成CT二次负载相差较大，出现电流传变特性不一致，产生一定的不平衡差动电流，造成差动保护误动。

磁平衡差动保护三相接线如下所示，电动机每相绕组的始端（机端）和终端（中性侧）引线分别入、出磁平衡电流互感器TA0的环形铁芯。

在电动机正常运行或外部短路时，各相始端和终端电流一进一出，互感器一次安匝为零，二次无输出，保护不动作。

由此可见，在电动机没有发生相间短路的情况下，依靠互感器一次励磁安匝的磁平衡，互感器二次侧没有不平衡电流，从而彻底根除电动机自起动和外部故障短路暂态过程中的误动作。

T A0T A0T A0磁平衡差动保护装置需要和专用磁（自）平衡CT配合使用，从中性侧三相电流接入。

此时传统差动保护不再使用。

2.8.1 保护动作逻辑框图I al >I cphI cl >I cphI bl >I cph2.8.2保护动作判据⎪⎩⎪⎨⎧>>cphcphl t t I I max 式中，I lmax ：磁平衡A 、B 、C 相电流（I al ，I bl ，I cl ）最大值（A ）I cph ：磁平衡差动保护动作电流整定值（A ） t cph ：磁平衡差动保护动作时间整定值（s ）2.9保护定值2.10 软压板装置提供软压板功能，在进行软压板投退过程中，会产生软压板虚拟遥信变位信息。

3 背板端子和接线原理图3.1模拟量输入I ah 、I bh 、I ch 为电动机机端三相保护电流，有额定5A 和1A 之分。

I al 、I bl 、I cl 为电动机中性侧三相保护电流，有额定5A 和1A 之分。

如果为磁平衡保护，此电流从磁平衡CT 引入，为保证精度，一般选择二次CT 额定为1A 。

3.2背板端子从装置前面看，背板端子最左边为插槽1，最右边为插槽5，中间分别为插槽2、插槽3、插槽4。

从装置背面看，最右边为插槽1，最左边为插槽5。

端子编号为3位数，如“ABC”，第一位A为插槽序号，第二三位BC为自上而下端子的序号。

如插槽3的第1个端子，编号为301。

插槽1：模入板端子101～102为电动机机端保护A相电流输入。

端子103～104为电动机机端保护B相电流输入。

端子105～106为电动机机端保护C相电流输入。

端子107～108为电动机中性侧保护A相电流输入或磁平衡A相电流输入。

端子109～110为电动机中性侧保护B相电流输入或磁平衡B相电流输入。

端子111～112为电动机中性侧保护C相电流输入或磁平衡C相电流输入。

插槽2：空板插槽3：出口板端子301～304为保护联跳输出。

301～302为其中一副接点输出；303～304为其中另一幅接点输出。

端子305～308为开出2出口。

305～306为其中一副接点输出；307～308为其中另一幅接点输出。

端子309～310为保护跳闸出口。

端子311～312为开出4出口。

端子313～314为开出5出口。

端子325～326为装置故障告警信号输出。

端子327～328为保护跳闸信号输出。

端子329～330为保护告警信号输出。

端子331～332为动作告警信号输出，当保护动作或保护告警时，此信号输出。

插槽4：接口板端子401～402为现场总线1输入，401为正极性，402为负极性。

可选择CAN、ProfiBus网络接口。

端子403为信号地。

端子404～405为现场总线2输入，404为正极性，405为负极性。

可选择CAN、ProfiBus网络接口。

端子406～407为GPS对时输入端口，接485差分电平。

端子408为信号地。

装置接地螺柱必须和现场接地网可靠连接。

插槽5：电源板端子503～504为装置电源输入，装置电源可选择交直流220V或直流110V。

503为装置电源负输入端，504为装置电源正输入端。

端子506～530为24路强电直流110V或220V开入。

506为开入公共负端，507～530为24路开入输入。

端子531～532为装置闭锁输出，常闭接点。

装置24V失电或内部CPU不正常工作，接点闭合。

3.3 端子接线原理图 3.3.1模拟量输入接线原理图中保流电护侧性机流电回端侧护电流保路3.3.2开入、开出、中央信号、网络回路接线原理图开入16开入21开入公共端开入23开入24开入22开入17开入18开入19开入20小母线开入10开入11开入12采集开入13开入14开入15装置L/DC+L/DC-源遥开入1开入4开入5开入6开入7开入2开入8开入9信量电空气开关装置闭锁中装置故障动作告警信号号信保护动作保护告警央开入3保护联跳开出2开出4开出5保护跳闸跳闸合出口络GPS对时现场总线2通讯网GPS-信号地信号地NET2-AGPS+NET2-BNET1-BNET1-A现场总线14 装置选型1：CAN 网络1：直流电源110V2：直流电源220V1：二次电流In 1A5：二次电流In 5A 2：ProfiBus 网络（1）装置网络通讯接口可选配CAN 、ProfiBus ，均为双网配置；如果需要选配RS485接口，请特殊说明；（2）装置开入电源有直流110V 和直流220V 之分；装置电源不区分110V 和220V ，也不区分交流和直流；（3）装置保护电流二次额定值有1A 和5A 之分；（4）装置可扩展开入、开出资源，请特殊说明；（5）装置无测控功能，不配置4~20mA 输出和硬件电能板；也不配置操作回路。

5 整定说明5.1 重要提示本整定说明仅供参考。

5.2差动保护 5.2.1 差动速断电流I cdsd按躲过电动机起动时的最大不平衡电流计算：max unb rel cdsd I K I =式中，K rel ：可靠系数，取2I unbmax ：电动机起动时最大不平衡电流，一般不超过2I e ，取2I eI e ：电动机额定电流，二次值（A ）可取I cdsd =（4~5）I e5.2.2 最小动作电流I cdqd按躲过电动机正常运行时的最大不平衡电流计算：e er ap rel umb rel cdqd I K K K I K I ==式中，K rel ：可靠系数，取2K ap ：外部短路故障切除时引起电流互感器误差增大的系数，即非周期分量，取1.5K er ：电流互感器综合误差，取0.1可取I cdqd =（0.3~0.4）I e5.2.3 比率制动系数K可取K=0.4~0.55.3磁平衡差动保护 5.3.1 磁平衡差动动作电流I cph按躲过电动机起动时的最大不平衡电流计算： e st er rel unb rel cph I K K K I K I ==max式中，K rel ：可靠系数，取2K er ：电动机两侧磁不平衡误差，取0.5% K st ：电动机起动电流倍数，可取6~7 可取I cph =（0.06~0.12）I e5.3.2 磁平衡差动动作时间t cph一般可取t cph =0。