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智能型保护控制器在高压电机保护中的应用分析

罗  斌

建峰化工总厂化肥公司    重庆   408601

摘要：本文以建峰化肥公司301总变6KV高压电机控制保护系统改造为例，介绍SEL---701智能型控制器在6KV电机保护中的成功应用。分析了智能型电机保护控制器的优势，以及灵活可靠的控制方式。

关键词：高压电机  智能控制器  控制方式

1、前言

随着智能微机型电机保护的广泛应用和推广，其这类产品不仅品种繁多，而且产品质量也非常的可靠。针对我公司现使用的SEL---701型高压电机保护控制器，它完全具备完整的感应电动机的保护功能，并且还具有先进的监视、报告、测量和控制等功能。尤其它具有RS-485/232通讯接口，在实现高压电机智能化的管理上，更能充分体现出微机型保护的优越性。

建峰化肥公司化肥装置区共有14台高压电机，原高压电机的保护控制器为IMM7990型，虽该控制器比GL型机械保护控制器先进，但随着301供电系统微机化管理的不断完善，该控制器无标准的通讯接口规约，无法与301微机系统实现时时通讯，且该控制器使用年限已久，元件老化及绝缘故障频繁出现，基于上述的原因，为了进一步提高高压电机的可靠运行，进一步完善301微机化管理的水平。我们逐年对高压电机的保护实施更新改造，充分发挥了301总变微机化管理的优点，应用效果十分显著。

2、原高压电机保护控制器存在的问题提出：

2.1、原高压电机采用的保护控制器IMM7990，具有的保护功能：不平衡（46）、短路（50）、接地保护（51N）、过载（49）、堵转（51LR）限制启动次数等保护功能项。

2.2、通过十几年运行情况来看，无论是从使用寿命，还是从继电器本身的保护功能来看，存在诸多的问题：

 （1）该继电器为分离插入安装方式，由于受我厂环境的影响，继电器底座易吸附尿素粉尘，造成继电器座绝缘下降，经常出现供电系统直流控制、操作电源绝缘报警，对变电所的安全运行构成一定的威胁。

 （2）IMM7990继电器使用年限已久，继电器内部元件老化严重，且多次出现误报警。我公司的高压电机保护在未更换智能型控制器之前，如560PM01A、300PM02A、300PM01B电机的IMM7990继电器已损坏。

 （3）IMM7990继电器虽采用电子元件集成化控制，但该控制器控制逻辑分析技术较落后。

当出现故障报警时，需通过故障显示代码及动作值进行综合分析、判断具体的故障类型，对分析结果影响较大。

 （4） IMM7990的通讯规约为非标准的，无法与301微机系统建立通讯，无法满足301供电系统的微机化管理。

   鉴于上述原因,我们利用2004、2005年大修逐步进行高压电机保护系统的整改，目前已完成了8台高压电机保护控制器的更换改造工作。

3、SEL---701保护控制器的功能介绍：

3.1、SEL—701功能代码概述：

    SEL—701电机保护控制器采用电子集成化控制技术，通过逻辑运算实现智能化控制和管理。它不仅具备完整的感应电动机保护功能，而且还具备很多强大的辅助功能。它可以在线跟踪电动机的负荷及使用情况，通过事件报告和顺序事件记录器报告来减少故障后的分析时间。在测量方面它可以测量电机三相电流、系统电压、功率因数、频率等等参数，能直观的掌握电机运行电流显示、电度计量、电机运行时间的统计、断路器跳合闸次数统计等。SEL—701控制器功能框图见图1：

图1    SEL---701控制功能框图

功能框图中各功能代码描述见表1：

表1     SEL---701控制功能代码说明

    由功能框图看出：SEL—701保护功能非常强大，采用国际标准保护功能代码。继电器内部逻辑运算灵活多样、适应性强，继电器输出的接点具有可编程功能，应用极其方便。

3.2、SEL---701继电器面板介绍：

面板各指示灯、按键含义：

Relay  enabled——继电器投用指示灯

Motor  enerngrized——电动机状态指示灯，灯不亮表示电机处于备用，闪烁表示电机在启动，灯亮表示电机运行

thermal  overload ——表示热元件过负荷，当电机运行时，灯不亮表示运行正常，闪烁表示达到报警值，灯亮表示过负荷

over  current——表示过流，当电机运行时，不亮表示运行正常，灯亮表示过流

unbalance——不平衡，当电机运行时，灯不亮表示运行正常，闪烁表示达到报警值

灯亮表示不平衡

load  loss——负载丢失（轻载）530PM01B未用

voltage——电压，530PM01B未用

frequency——频率，530PM01B未用

trippeed——跳闸指示灯

alarm——报警指示灯

按键：

▲

◢     ◣   上、下、左、右按键

   ▼

ESC——显示器屏保（15分钟未操作屏保），按此键显示器开始显示；也可按此键返回上一级菜单

ENTER——确认

4、SEL—701型电机保护控制器的应用：

4.1、配置简介：

    我公司的14台高压电机经过近两年装置大修，已逐步更换整改了8台高压电机的保护，将原IMM7990多功能保护控制器更换为SEL—701智能型，该保护控制器安装在6KV高压电机开关柜上，只需在原保护的安装位置处按SEL---701安装尺寸扩孔，对开关柜整体外观不受任何影响，各开关柜上新更换SEL—701通讯出口并接，接入微机实现通讯监控。

4.2、SEL—701与微机通讯、监控的管理：

    SEL—701控制器后面板的通讯接口（C10、C11、C12、C13、C15），由一根4芯通讯电缆至原电度表屏内，接入通讯接口转换器485/232，经过通讯控制器和网络服务器，与微机实现通讯管理。运行pestar2.0自动化监控软件，运行“SSET.EXE”程序或在前台机项打开“设备登记系统配置”，添加SEL701保护设备，并在子站进行设备登记以及模拟量、开关量的设置，运行“运行参数整定项“进行相关报警定义。通过微机进入FRONT.EXE程序界面，查看高压电机运行实时值。

4.3、电流、电压采样及控制输出接点设置的实现：

以化肥公司530PM01A高压电机保护整改为例：

    SEL---701电流回路取样来自T1 、T3 (150/5)电流互感器，T1/T3电流CT安装在530PM01A高压电机6KV柜内，在本次整改中电流元件仍采用原保护CT，将CT二次对应接入SEL---701控制器对应端子，接线方式采用两元件监测，端子接线见图3：

在图3中：设置B(08,09)接点为90％Ue电压监测控制，B(14,15)接点为70％Ue电压监测控制，以实现系统电压在70％Ue----90％Ue之间波动时，530PM01A甩负荷后禁止电机自启动，对保护系统电压的稳定性起到了很好的控制作用。

530PM01A控制再启动/卸载控制图修改见图4，在图中设置OUT3-=70％Ue 30S; OUT2=90％Ue  3S，其作用是当供电系统电压低于70％Ue超过30S后解除自启动功能；当系统电压瞬时晃电（低于70％Ue 1S），恢复至90％Ue且稳定3S以上，允许50PM01A实现自启动。

4.4、用户程序配置：

    完成电流、电压回路采样后，通过继电器面板或窜行通讯接口进行参数设置。530PM01A程序整定如下：

【Relay】

PARTNO=0701011xxx

RID=SEL—701

TID=530PM01A

CTR=30   CTRN=1500    INTAP=1   PHROT=ABC   FNOM=50   DATE—F=MDY

DMTC=15  PTR =  60    DELTA—Y =Y      SINGLEV =N       STDALARM =Y

SETMETH  =   Rating    FLA  =  4.00      SF   =  1.05       LRA  =  28.00

LRTHOT   =     7.0     LRTOOLD =10.0     TD  =  1.00       TCAPU  =  95  

TCSTART   =     20     TCLRNEN=  Y     COOLTIME=1350    50PIP  = 39.20

50PID      =    0.08     50P2P  =  OFF     50G1P  =   OFF    50G2P  = OFF

50N1P      =  0.005      50N1D=0.10         50N2P=OFF         50G2P=OFF    

50QP=OFF  MAXSTART=4   TBSDLY=OFF   LJTPU=2.5   LJTDLY=1.00  LLAPU=OFF  46UBA=10   46UBAD=10.00  46UBT=20   46UBTD=2.20   BFD=0.50   RTDOPT=NONE   27P1P=52          27P2P=  40       AOSIG=4---20MA

DM1--1=530PM01A

DM2—1=530PM01A

DM3—1=RTD FAILURE

TRFS=N        OUT1FS=N    OUT2FS=N   OUT3FS=N

TDURD=0.50    ABSDLY=0    FACTLOG=N

SV1= 27P1       SV1PU=0.00   SV1DO=3.00

SV2=27P2       SV2PU=30.00   SV2DO=0

EMRSTR=IN5*STOPPED

ACCESS2=\IN4

TARR=\IN5

OUT1=JAMTRIP+46UBT+49T+50P1T+50P2T+50N1T+47T+NOSLO*IN4

OUT2＝SV1T

OUT3＝SV2T

BF1=0 

   (注：37 、59、 55、81功能保护项在530PM01A电机保护中未利用，均处于OFF位置)

由程序表得出；该继电器完全满足原IMM7990多功能保护继电器的所有功能，由OUT1输出接点实现故障保护跳闸，OUT2/OUT3实现高压电机在低电压情况下禁止自启动，无论是从设备本身安全方面，还是从稳定系统电压方面都起到了很好的保护作用。

5、结束语

    2004.9月完成530PM01A/B/C/D高压电机保护的整改工作，在2005.9月又完成560PM01A、300PM02A/B、100CM05高压电机的保护的整改。整改后投运至今，SEL---701保护控制器运行稳定、监控正常。在保证高压电机安全稳定运行的条件下，为化肥装置的长、满、优运行提供了可靠的保证。在今后装置大修期间将逐步完成其它几台高压电机保护的改造，并充分利用SEL---701的灵活多样的逻辑运算功能，以达到实现简化6KV高压电机的控制回路的目的，真真做到高压电机安全、稳定的运行。

参考文献：

1.        《多功能保护控制器IMM799》用户手册

2.        《智能型电机保护—701保护控制器》用户手册