MiCOM P240系列微机保护装置在电动机上的应用

丁纯 姜正兵

[摘要]MiCOM P240系列微机保护装置是新型数字保护装置, 文中首先介绍了P241装置的基础数据整定和故障滤波设定方法，详细介绍了电动机的主要保护--过负荷保护、速断保护、低电压保护，它们所设定值的计算公式、设定方法和在应用中的实例。简要地介绍了装置使用前的调试工作, 最后介绍了装置容易发生的故障及处理方法。对使用此系列保护装置的运行管理人员具有一定的指导意义。

关键词 微机保护设定调试故障处理

中图分类号：C35文献标识码： A

MiCOM P240系列微机保护装置是上海AREVA电力自动化有限公司生产的新型数字保护装置。根据DL400—1991《继电保护和安全自动装置技术规程》的要求，针对我管理所电动机运行的实际情况，决定采用P241型保护装置，额定电压DC220V，辅助电压DC48V，与上位机的通信协议采用Modbus协议。

1、P241的整定

我管理所电动机的主要参数：型号为TL710-20/2150的同步电机，额定电压6000V，额定电流81A，额定功率710KW，电流互感器（CT）变比为150/5。

基础数据整定

（1）整定值组整定。为了保证保护装置可靠动作，保护装置投入运行前，所设整定值都必须进行检验。

（2）缺省显示值设定。为了便于观察电动机的运行情况，应将三相一次电流作为装置的缺省显示。即在默认状态下，优先显示三相一次侧A相的电流值。

（3）互感器变比输入。一次侧电压设置Main VT Primary:6000V；二次侧电压设置Main VT Secondary:100V；一次相电流设置Phase CT Primary:150A; 二次相电流设置Phase CT Secondary:5A。

（4）可编程指示灯设定。LED4励磁故障动作信号；LED5电动机过负荷动作信号；LED6电动机速断动作信号； LED7电动机低电压动作信号。

1.2 故障滤波设定

故障滤波的设定一般取默认值即能满足要求，也可根据具体情况设置。设置时在DISTURB RECORDER子菜单下，单个滤波（Duration）时间设置为1.50s，触发位置（Trigger Position）在30.00%，触发模式（Trigger Mode）为Single，8个模拟通道和32路数字通道均为默认设定值。

1.3 电动机过负荷整定

为防止电机由于过负荷引起转子绕组过电流，设置电动机过负荷保护，其动作电流IOP1按电动机长期允许的负荷电流下能可靠返回的条件整定。

IOP1=K1/ KRE1×ILD·max÷KCT（1）

式中：K1——可靠系数，取1.10

KRE1——返回系数，取0.85∽0.95

ILD·max——电动机长期允许的负荷电流，一般取电动机的额定电流IN

KCT——CT变比，值为30

根据式（1），IOP1=1.1/0.85×81÷30=3.494 为便于设定取值为3.5A。

根据电动机在过负荷条件下允许时间和相间短路后备保护最大延时，报警时间为9s，取动作时间为10s。

设定时在GROUP 1 SHORT CIRCUIT子菜单下，选择过流一段时限3.5A，延时10s动作于跳闸。同时还要注意在配置菜单CONFIGURATION下选设置定值组1使能，即Setting Group1 Enabled,过流Short Circuit下选Enabled，使过负荷功能激活，保护才能动作。

1.4速断保护整定

对于仅反应于电流增大而瞬时动作电流保护，一般按电动机的额定电流整定。

动作电流IOP2为额定电流IN的5∽10倍。我们在实际运用中取7.5左右，折算到CT二次侧为81×7.5÷30≈20（A），

设置时在GROUP 1 SHORT Current子菜单下“I>2 Function”选项下选“DT”，选择过流二段时限20A，延时40ms动作于跳闸。

1.5单相低电压保护整定

在系统中，常由于负载的增大、系统故障或调整不当，就有可能会出现欠压现象。如果电压降落的时间较短，电机可以实现成功的重升速，重新同步。但持续的欠压则会使电机无法同步，因失步产生脉冲振荡电流，因振荡电流所产生的巨大震动会使电机遭到严重损坏，因此设定低电压保护。按正常运行时可能出现的最低电压整定。

UOP=Umin/（K2×KRE2） （2）

式中：K2——可靠系数，取1.1∽1.2

KRE2——返回系数，取1.05∽1.25

Umin——系统最低电压，约为0.83UN（UN为额定相或线电压）

根据式（2），UOP=0.83UN /（1.2×1.25）=0.55UN

考虑到电动机起动的因素，式中K2、K RE2中均取最大值。设置时在CONFIGURATION子菜单下，投入电压保护功能，即在 Volt Protection子项中选Enabled在GROUP1 Volt Protection 子菜单中GROUP 1 UNDER VOLTAGE下，设定低电压一段定时限55.00V，延时40ms动作于跳闸。

1.6失步及失励保护整定

失步及失励保护的整定是通过励磁保护装置发送信号到微机保护装置，再通过微机保护装置延时40ms动作于跳闸。此时LED4励磁故障动作信号灯亮。

2、P241的调试

2.1调试前的准备工作

当保护装置安装接线完毕后，即可对装置进行现场调试。调试所需的设备有0∽5A和0∽800A的交流发生器，容量为1KVA；0∽240V可调的交流电压发生器，测量用电流电压表，500V绝缘兆欧表。准备好线路原理图、装置说明书、定值表、装置整定程序清单等资料。

2.2外观配置及检查

检查装置外观完好，接线牢固，标志清晰，装置可靠接地；断开装置与外部所有连接后，认真按照设计图和保护装置接线图，检查装置电源回路、电流电压回路、开关量输入回路、断路器分合闸控制电路及网络接口通信接线，确认正确无误。再用500V兆欧表测量交流、直流、信号、跳闸回路对地及回路间绝缘电阻不低于10MΩ。

2.3开关量输入回路检验

用微机保护装置的24V电源分别连接各个CPU插件上引入开关量的端子，如灭磁联跳、手车位置、断路器位置、电源监视、闸门位置等开关量，并检查保护装置和后台是否有相应的信号。

2.4输入交流量调试

在装置二次接线端子输入对应模拟量，打开装置的测量菜单，检查装置的测量值与输入量是否相对应。然后将电流、电压模拟量按整定值的数值输入，观察保护装置是否在整定时间内发出保护动作的信息和信号，以检查保护装置是否能在整定值处可靠动作。

2.5整组传动试验

对单独的供电单元，从一次供给与保护动作相对应的模拟一次电流，以检查该供电单元CT和保护装置之间的二次接线是否正确。检查装置的测量是否准确，观察保护装置是否发出保护动作的信息和信号。

2.6系统工作电压及负荷电流的检验，是最后一次检验保护装置二次回路接线是否正确。因此，必须仔细检查装置运行状态是否正常，各相电压电流相位是否正确，每相电压和电流之间的夹角应基本相等，并与系统功率因数一致。否则，说明电压电流的相序、相位不正确，须检查装置交流电压、电流回路接线及屏内连线。

测试完毕，作好记录并将调试所产生的事故动作报告清除，装置准备投入运行。

3、P241的故障处理

（1）若继电器无法接通电源，则需要检查辅助电压和激励电压是否正常，确定外部电源故障还是继电器电源模块故障并作相应处理。

（2）继电器在通电时出现错误信息或代码，继电器将根据LCD上所显示的信息进行自测试。若检测到1个错误，则将显示出这个错误信息，通电程序将被中止，则建立1个维护记录，继电器重新启动。

（3）继电器运行过程中出现错误代码，将连续不断地进行自检。若检测到1个错误，则将显示出这个错误信息，并创建一个维护记录，继电器在延时1.6s后复归。永久性问题（如因硬件故障引起），继电器会显示出错误代码，并停止。若该问题从性质上为瞬时，则继电器能正确地进行重新启动，并继续运行。它所检测出的故障的性质可通过查看维护记录来确定。

（4）在出现电池失效时,时利用菜单中“日期和时间”部分下的整定值，可阻止继电器发出报警。该“电池报警”整定值可设置为“禁用”（ Disabled）方式，这样即使在没有电池的情况下，继电器仍可继续使用，并且不会显示警报信息。

（5）在出现RTD板故障时，将显示出“RTD board fail”（RTD板故障）的报警信息，RTD保护会被停用，但继电器的其余功能仍然正常运行，不会受到影响。

这里需说明的是，在调试和使用过程中，保护装置了出的合闸信号会启动控制电路中的微机合闸中间继电器。为了保证断路器可靠合闸，该中间继电器接有自保持回路，当断路器因各种故障合闸不到位时，合闸线圈将长时间通入直流220V电源，会导致线圈烧坏。因此，在微机合闸中间继电器控制电路中应加入一直流延时模块，当断路器因各种故障合闸不到位时，直流延时模块会延时断开微机合闸中间继电器线圈控制电路，使合闸线圈失电，避免烧坏线圈。

作者简介：

丁纯，女，江苏东台市人，出生于1974年10月23日，1997年12月至今先后在盐城市引江济黄工程管理处工务科、盐城市通榆河枢纽工程处工程管理科、盐城市大套第二抽水站管理所工作。多年来一直从事水利工程管理工作，于2004年9月取得工程师职称。

姜正兵，男，江苏射阳县人。出生于1974年12月10日，自1997年12月进入盐城市大套第二抽水站管理所以来，一直从事泵站运行管理工作。于2007年9月取得工程师职称。