5第五章LPC2530低压电动机综合保护测控装置技术说明书V14 第五章 LPC２-５３0低压电动机综合保护测控装置 1. 产品用途及特点 LPC2-5３0低压电动机综合保护测控装置主要为低压电动机（380V)提供各类启动和停车控制功能、保护和测控功能。装置的结构、特点、技术数据、尺寸等请参见“第一章 概述”。
保护功能 装置具有如下标配保护功能: 过热保护 过载保护（定时限、反时限曲线可选） 断相（不平衡)保护 接地保护 堵转过流保护 启动时间过长保护 欠载保护 外部故障连锁保护
可增配以下保护功能: 漏电保护 温度保护 欠功率保护 欠电压保护 过电压保护 相序保护
测量功能 ９路遥信开入采集 4路继电器输出控制 遥测量:三相电流、电流不平衡率、三相电压、P、Q、电能累计、功率因数、频率、漏电流、热敏电阻、三相电流和电压的角度等 5第五章LPC2530低压电动机综合保护测控装置技术说明书V14 控制功能 以下六种控制模式任选一种： 保护模式 直接启动模式 双向启动模式 星三角启动模式 与断路器配合的保护模式 与断路器配合的直接启动模式 另外，装置还提供对电动机的欠压重启动控制功能。
通信功能 可选多种通信接口：ＲS４8５、CAN、PROＦIBUS 多种通信协议，并可支持双网(ＰROFIBUＳ支持单网)
其他功能 1路4~2０mＡ直流模拟量输出，替代变送器作为DCS测量接口(选配) 装置带有GPS时钟同步接口，以确保装置的时钟与系统同步 事件记录等 5第五章LPC2530低压电动机综合保护测控装置技术说明书V14 2.ﻩ保护功能及说明 2.1 过热保护 装置可以在各种运行工况下,建立电动机的发热模型，对电动机提供准确的过热保护,考虑到正、负序电流的热效应不同，在发热模型中采用热等效电流Ieq，其表达式为：
式中,ﻩＫ10.5=ﻩ ﻩ ﻩ ﻩ电动机在启动态
=1ﻩ ﻩﻩ ﻩ电动机在运行态 K2ﻩ=3~10 ﻩﻩﻩ ﻩ本装置取6 K1随启动过程变化， K2用于表示负序电流在发热模型中的热效应，由于负序电流在转子中的热效应比正序电流高很多,比例上等于在两倍系统频率下转子交流阻抗对直流阻抗之比。根据理论和经验，本装置取Ｋ2=6。 电动机的积累过热量θΣ为:
式中，Δｔ：积累过热量计算间隔时间,本装置取Δt=0.1s。 电动机的跳闸(允许）过热量θT为:
式中，Tｆr:电动机的发热时间常数（s） 当θΣ＞θT时,过热保护动作,θΣ＝０表示电动机已达到热平衡,无积累过热量。为了表示方便,
电动机的积累过热量的程度用过热比例θｒ表示:
θr=
θΣ
θT
由此可见，θr>1.0时,过热保护动作，为提示运行人员，当电动机过热比例θr超过过热告警
整定值θa时，装置先告警。 电动机在冷态(即初始过热量θΣ＝0）的情况下，过热保护的动作时间为:
t＝ Tfr K1(I1／Ｉe）２+K２（I２/Ｉe）2－1.052
当电动机停运，电动机积累的过热量将逐步衰减,本装置按指数规律衰减过热量，衰减的时间常数为4倍的电动机散热时间Tsｒ,即认为该时间到后，散热结束，电动机又达到热平衡。 当电动机因过热保护切除后,本保护即检查电动机过热比例θｒ是否降低到整定的过热闭锁值
22I2K21I1KeqI
fr2eTTIΔtIe1.052I2eqdt0Ie1.052I2eqΣθ
t5第五章LPC2530低压电动机综合保护测控装置技术说明书V14 θb以下,如否，则禁止电动机再启动，避免由启动电流引起过高温升,损坏电动机，紧急情况下，如
在过热比例θr较高时,需启动电动机,可以按装置面板“复归”按钮或闭合“复归”开入，人为清除装置记忆的过热比例θr值为零。
２.２ 过负荷保护 装置提供过负荷保护,其时间特性可选择定时限、或超常反时限两种动作时间特性之一。反时限时间特性如图所示。
2146810
20
0.05
0.10.20.30.40.50123451020305040
100
0.40.81.63.20.050.1
0.2
t[s]超常反时限:t=
定时限过负荷保护 其动作判据为: Imaｘ＞Ｉgfh ｔ>tｇfh
电动机在运行态
式中，Ｉgｆh：整定的高压侧过负荷动作值(Ａ） tgfh:整定的高压侧过负荷动作时间（s） 5第五章LPC2530低压电动机综合保护测控装置技术说明书V14 超常反时限过负荷保护 ﻩ动作判据为: Imax＞1．１Igｆh
电动机在运行态 ２.３ 断相/不平衡保护 电动机缺相或三相不平衡故障时,本装置通过计算电流的不平衡率对电机提供保护,其动作方程为:
unzdeunzdunttIIPP%30av
式中,unP：电流不平衡率，计算公式为unP=avavIIII)(minmax×1００％，分子取两者中的绝对值较大者; unzdP：整定的电流不平衡率（％）；
unzdt：不平衡保护时间整定值；
avI:三相电流平均值;
eI：电动机额定电流。
２.４ 堵转(过流)保护 电机因机械故障或负荷过大等原因造成转子卡死时，过大的堵转电流引起的发热效应容易损坏电机。为此,装置提供堵转（过流)保护,其动作方程为： Imaｘ＞Ｉdzzd
t>dzzd
t
电动机在运行态
gfhgfh
tIIt1802max＞5第五章LPC2530低压电动机综合保护测控装置技术说明书V14 式中, dzzdI：堵转保护电流整定值； ﻩ dzdzt:堵转保护时间整定值；
2.5 长启动保护 电机的启动电流比较大，若启动时间过长,容易使电机发热损害。为此，装置提供了长启动保护，其动作方程为: Imａｘ>１．12５Ｉe
t>qd
t
电动机在启动态 式中，qdt:整定的电动机启动时间。
2.６ 欠载保护 某些如泵类电动机，空载或欠载运行时亦会对电动机造成损坏。欠载保护及欠电流保护，其动作方程如下： Ｉav qzzdI
t>qzzd
t
电动机在运行态 式中，avI：三相电流平均值;
qzzdI:欠载保护电流整定值；
qzzdt:欠载保护时间整定值;
2.7 接地保护 通过计算电动机的零序电流来实现,其动作判据为:
0zd0zd03ttII
式中,30I：零序电流计算值,由三相电流的矢量叠加计算 zdI0：接地保护零序电流整定值
zdt0：接地保护时间整定值。 接地保护可在工程选配中选择跳接触器还是跳断路器。 5第五章LPC2530低压电动机综合保护测控装置技术说明书V14 ２.８ 低电压保护 通过测量电动机母线电压来实现,当电动机母线电压降低到整定动作值Uｑy以下且时间大于整定值tqy时,对电动机提供跳闸保护。其动作判据为: Ｕmaxt>tqｙ 欠压保护启动前，Uｍax>1.０５Uqy
电动机在启动态或运行态
式中，maxU=mａx(abU,bcU,caU) Uｑy：低电压保护电压动作值（Ａ) tqｙ:低电压保护动作时间（s)
2．9 过电压保护 电压过高将造成电动机绝缘损伤,过压保护功能可对电机的一次线路中的过压故障实施保护。其动作判据为：
gyzdgyzdmaxttUU
式中,maxU:max（abU,bcU,caU） gyzdU:过压保护电压整定值(Ｖ)
gyzdt:过压保护时间整定值（s)
2.10 相序保护 某些电机不允许反向启动运行，为此，设置了相序保护。通过计算负序电压值来反应电压接入的相序是正向还是反相，其动作判据如下：
%70*%80*maxxxzdmax2eUUttUU
式中, 2U:负序电压计算值 maxU:ｍax(abU,bcU,caU)
xxzdt：相序保护时间整定值
eU：电动机额定电压