CSC 237A数字式电动机综合保护测控装置1装置简介本装置适用于10kV及以下各种中性点非直接接地系统，作为大中型异步电动机(数百千瓦以上) 相间故障、过负荷、堵转等综合保护。
可在开关柜就地安装。
2 主要功能及技术参能2.1 保护功能⏹反应相间故障的速断保护⏹反应堵转的过电流保护⏹过负荷保护(可选择跳闸或仅告警发信)⏹长起动保护⏹过热保护（过热跳闸、过热告警、热积累记忆功能）⏹不平衡保护（断相/反相，负序过流保护，可选择定时限或反时限）⏹接地保护（零序过流保护，可选择跳闸或仅告警发信）⏹低电压保护⏹F-C过流闭锁⏹非电量保护2.2 测控功能⏹15路开入遥信采集、装置遥信变位、事故遥信⏹正常断路器遥控分合⏹Ua、Ub、Uc、Ia、Ic、P、Q、COSф等模拟量的遥测⏹各种事件SOE等2.3 技术参数额定参数直流电压：220V/110V交流电压：100V或3/100V 交流电流：1A/5A系统频率：50Hz/60Hz功率消耗直流回路：< 15W交流电压回路：< 0.15V A/相交流电流回路：< 0.25V A/相过载能力交流电流：2In 持续工作20In 允许10s 40In 允许1s 交流电压：1.2Un 持续工作1.4Un 允许10s继电器触点容量跳合闸出口：5A，DC220V（吸合）信号触点：1A，DC220V（吸合）跳合闸电流跳闸电流：0.5 ～ 4 A合闸电流：0.5 ～ 4 A定时限过流元件电流定值：0.2In～20In 时间定值：0～20S定值误差：< 5％整定值精确工作范围电压：0.4V～120V电流：0.04In～30In动作时间过流速断：＜40ms(2倍整定值) 监视报告性能事件记录分辨率：≤1msGPS对时精度：≤1ms测量表计精度电流、电压：0.2级功率、电度：0.5级通讯端口规范RS485端口：最高速率19200bps，屏蔽双绞线接口以太网:10BASE-T端口：UTP5通讯介质，RJ45接口10BASE-F端口：多模光纤通讯介质，820nm，ST接口绝缘性能绝缘电阻>100MΩ（500V兆欧表）介质强度GB/T14598.3-1993冲击电压GB/T14598.3-1993电磁兼容性能辐射电磁场干扰: GB/T14598.9-1995 Ⅲ级快速瞬变干扰: GB/T14598.10-1996 Ⅳ级脉冲群干扰: GB/T14598.13-1998 Ⅲ级静电放电干扰: GB/T14598.14-1998 Ⅳ级射频电磁场辐射干扰: GB/T 17626.3－1998 Ⅲ级浪涌（冲击）干扰: GB/T 17626.5－1999标准III级机械性能振动GB/T11287-2000 Ⅰ级冲击GB/T14537-1993 Ⅰ级碰撞GB/T14537-1993 Ⅰ级环境条件保存温度：-25℃～+70℃工作温度：-10℃～+55℃相对湿度：最大不超过95％大气压力：86～106kPa3 保护元件3.1 长起动保护装置测量电动机起动时间Tstart的方法：当电动机的最大相电流从零突变到10%Ie时开始计时，直到起动电流过峰值后下降到120%Ie时为止，之间的历时称为Tstart。
（Ie为电动机额定电流。
）电动机起动时间过长会造成转子过热，当装置实际测量的起动时间超过整定的允许起动时间Tstart时，保护动作于跳闸。
10120Ie图1 异步电动机起动电流特性为了降低起动电流，减少对电网的无功冲击，大型的异步电动机常常串联电抗器或者电阻，以实现降压起动；起动完毕后短接串联电抗器或者电阻。
本装置设置了专用的控制字，如果选择“降压起动方式投入”，则装置在起动完毕以后，给出一付“投全压”的接点，以便及时短接分压电抗器，使电动机进入额定电压运行。
为了试验方便，当CSC 237保护装置检测到电动机在“起动过程中”时（即上图中的Tstart 时段），面板MMI 最下一指示绿灯（备用）点亮。
3.2 过热保护过热保护综合考虑了电动机正序、负序电流所产生的热效应，为电动机各种过负荷引起的过热提供保护，也作为电动机短路、起动时间过长、堵转等的后备。
用等效电流Ieq 来模拟电动机的发热效应，即：Ieq=222211I K I K ＋ 式中：Ieq －等效电流 I1－正序电流 I2－负序电流K1－正序电流发热系数，电动机起动过程中取0.5，电动机起动结束后取1.0 K2－负序电流发热系数根据电动机的发热模型，电动机的动作时间t 和等效运行电流Ieq 之间的特性曲线由下列公式给出：t ＝τ×ln22eq 2p2eq II I I ∞－－式中：Ip-过负荷前的负载电流，若过负荷前处于冷态，则Ip ＝0；I ∞－起动电流，即保护不动作所要求的规定的电流极限值，∞I 可按额定电流e I 的1.05～1.15倍整定； τ－时间常数，反映电动机的过负荷能力。
这一判据充分考虑了电动机定子的热过程及其过负荷前的热状态。
I1I2跳闸出口等效电流根据电动机可连续起动两次的原则，每次起动其热积累不应大于50%跳闸值，所以当热积累值达到50%以上时，装置合闸闭锁接点动作。
过热保护跳闸后，装置的热记忆功能起动，合闸闭锁输出接点一直保持，直到热积累值下降到50％以下，过热合闸闭锁接点才返回，这时电动机可以重新起动。
紧急情况，要求立即起动时，可对装置进行热复归操作。
发热时间常数τ应由电机厂提供，如果厂家没有提供，可按下述方法之一进行估算： 1. 如果厂家提供电动机的热限曲线或一组过负荷能力的数据，则按下式计算τ：τ＝222I I I ln t∞－ 求出一组τ后取较小的值。
2. 如已知堵转电流I 和允许堵转时间t ，也可由下式估算τ：τ＝222I I I ln t∞－ 3. 按下式计算τ：τ＝02e T K θθstart ⨯⨯式中：θe 为电动机的额定温升，K 为起动电流倍数，θ0为电动机起动时的温升，Tstart 为电动机的起动时间。
3.3 速断保护速断动作电流高值Isdg，为电动机起动过程中速断整定值,按照躲开电动机正常起动时的最大起动电流整定。
速断动作电流低值Isdd，按最小运行方式下电动机出口两相短路电流除以一定灵敏系数整定。
如果控制字选择“马达起动判别投入”，则电动机起动过程中以速断电流高值Isdg动作，电动机在起动过程结束后，为提高电动机正常运行时速断保护的灵敏度，速动段以速断电流低值Isdd动作。
如果控制字选择“马达起动判别退出”，则电动机不再判别起动过程，速动段以速断电流低值Isdd动作，过流保护也一直投入。
速断保护的动作时间Tsd可整定，对于断路器控制的电动机，动作时间可以整定为极短的延时（如0毫秒）；对于接触器控制的电动机，动作时间可以整定为较长延时，如0.3秒。
I > Isdg电动机起动中&Y跳闸TsdI > Isdd电动机运行中&Y≥Ht注：Isdg为速断动作电流高值（电动机起动过程中速断整定值）；Isdd为速断动作电流低值（电动机起动结束后运行中速断整定值）；本保护在电动机起动时，带有一内部延时t，以避开起动开始瞬间的暂态峰值电流。
3.4 过流保护装置设置一段定时限过流保护，主要为电动机提供堵转保护，动作时间按最大允许堵转时间整定。
过流保护在电动机起动时自动退出，起动结束后自动投入。
对于电动机起动时发生的堵转，长起动保护可以动作，此时实际动作时间可能稍大于堵转整定时间。
当供电电源短时中断或者外部故障，引起电动机机端电压下降时，电动机的转差率逐渐变大，转子转速降低；当电源恢复或者外部故障切除时，电动机机端电压恢复正常，进入自起动过程，如果自起动前的机端电流大于起动判别的最小电流，起动判别将无法判断出自起动过程，对于某些大型电动机或者一般采用降压起动的电动机，此时的起动电流仍然很大（如果机端电压已经下降得很大，则相当于全压起动），往往导致过流保护误动作。
本装置在软件上采用有流时检测电压突变上升沿来判别自起动过程。
3.5 零序电流保护电动机接地电流的大小取决于供电系统接地方式。
在不接地或高阻接地系统中，故障电流仅是几安培，在中阻接地系统中为数百安培，在直接接地系统中将是更大的数值。
对于具有高的接地故障电流水平的系统，如果三相都装有电流互感器，零序电流可由三相电流之和取得。
在大多数情况下，为了检测低的接地电流，常常需要零序电流互感器来取得零序电流。
因此，本保护既可用两相电流互感器加零序电流互感器的方式，也可用三相电流互感器的方式。
T0跳闸I0>I0dz3.6 负序电流保护负序电流保护主要针对各种非接地性不对称故障，如：电动机发生某相断相时，负序分量的大小因故障前的负荷率而不同，负荷率大于0.7时，健全相才能引起过电流，因此常规保护不能有效保护不对称故障。
动作时间特性有两种时限特性可选择，选择定时限和反时限，极端反时限动作方程为：其中：tp 为时间系数，范围是（0.05~1） ⏹ Ip 为负序电流整定值 ⏹ I 为故障负序电流 ⏹ t 为跳闸时间整定值部分“负序过流反时限时间”为上面表达式中分子(80tp)的乘积值，单位是秒。
Ip 整定范围为（0.2～1.7e I ），为了保护电动机断相堵转或反相，宜选的定值为1.0e I 。
外部发生短路故障时，电动机的反馈负序电流可能引起负序电流保护误动。
根据异步电动机区内、外发生不对称短路时I2/I1的比值不同，当满足下列条件时，闭锁负序电流保护：I2≥1.125I1，其中，I1为正序电流，I2为负序电流。
而电动机内部发生短路故障时，本条件不满足，自动解除闭锁，保证了可靠动作。
闭锁条件可由控制字投退，如用作同步电动机保护时可将其退出。
1)(802-=IpI tptI2 >I2FSX > I2 ≥1.2I1≥H1KG1.11"0"&Y跳闸出口T∫1KG选反时限"0"1KG选定时限"0"当外部保护CT为两相式时，因其将影响内部软件的负序电流计算，需通过接线合成B相电流。
3.7 低电压保护为了保证安全生产，对不允许自起动的电动机，在电源电压消失或者降低后，低电压保护动作于跳闸，将电动机从电网中自动断开。
当测量线电压U电压都低于定值时，开关或接触器处于合位时，且有下降沿时，低电压保护动作。
为防止PT断线误切电动机，本保护设置了当单相或两相PT断线时出现的负序电压闭锁低电压保护。
Uab<UdzUbc<Udz Uca<Udz 合位HWJ 任一Ul>Udz&YTd2s&YTd跳闸负序电压>3.8 过负荷保护过负荷元件监视三相的电流，其动作条件为：MAX(I )>Ifh且时间延时到；其中Ifh为过负荷电流定值。