SAI348D数字式电动机综合保护装置
一、概述
SAI348D数字式电动机后备保护装置，适用于10kV及以下电压等级的各种系统接线 (中性点不接地系统，小电流接地系统) 中高压异步电动机综合保护，作为大中型异步电动机 (数百千瓦以上) 内部故障、过负荷等的保护。可在开关柜就地安装，也可组屏安装于控制室。
保护功能配置
反映相间故障的速断保护
反映堵转的过电流保护
过负荷保护（告警、跳闸）
启动时间过长保护
不平衡保护（包括断相和反相）：定时限或反时限负序过电流保护
过热保护（过热跳闸、过热告警、热积累记忆功能）
低电压保护
过电压保护
非电量保护
接地保护（零序过流保护，可整定跳闸或发信号，可选择定时限或反时限）
F-C 过流闭锁
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保护原理说明
2.1、过电流
装置实时计算并进行三段过流判别，每段均为一个时限，各段电流及时间定值可立整定，可通过压板分别控制各段电流保护的投退。
装置在执行三段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：
Ij > In ；In为n段电流定值，Ij为相电流
T > Tn ；Tn 为n段延时定值
具体逻辑见下图：
2.2、低电压
利用这一元件，可以实现低压控制，当系统电压低于整定电压时，此元件就能自动判定是否切除负荷。
低压元件的判据为：
三个线电压均低于欠电压定值且10V；
本线路三相电流均小于欠电压闭锁电流整定值，且无PT断线信号；
断路器在合位；
延时时间到。
其动作逻辑如下：
其中，Iabc为相电流Ia和Ib和Ic，Ibs为欠电压闭锁电流定值
2.3、高压侧零序过电流
检测变压器中性点CT或变压器高压侧零序滤过器的零序电流，在变压器负载熔断器拒绝熔断时，作为其后备保护。其逻辑如下：
其中，I0Gn为高压侧零序电流定值，跳闸、告警由控制字选择。
2.4、过负荷
过负荷元件监视三相的电流，其动作条件为：
MAX(IF)>Ifh
过负荷是否跳闸可由控制字控制。
其中，Ifh为过负荷电流定值，Ia,b,c为相电流
2.5、低压侧零序过电流
检测变压器中性点CT或变压器低压侧零序滤过器的零序电流，在变压器负载熔断器拒绝熔断时，作为其后备保护。为了与熔断器熔断地时间特性相配合，中性点或低压侧零序电流保护采用反时限特性曲线如下：
t=τ×Ied/(Iod- Ip)
其中，Ied为变压器低压侧的额定电流，计算二次值时以中性点CT变比折算。
Iod为当前的零序电流。
Ip为低侧零序反时限基准。通常取0.25倍的低压侧额定电流。
τ为零序保护动作，与熔断器相配合的时间常数。
如果不采用反时限特性，可通过控制字选择使用定时限方式的零序过流元件。
低周减载
利用这一元件，可以实现分散式的频率控制，当系统频率低于整定频率时，此元件就能自动判定是否切除负荷。
低频减载功能逻辑中设有一个滑差闭锁元件以区分故障情况、电机反充电和真正的有功缺额。
考虑低频减载功能只在稳态时作用，故取AB相间电压进行计算，试验时仍需加三相平衡电压。当此电压（UAB）低于闭锁频率计算电压时，低周减载元件将自动退出。
说明：现场试验条件不具备时，该试验可免做。模拟量正确，则精度由软件。
2.10 低压解列
适用于发电厂和系统间的联络线保护，可以实现低压控制，当系统电压低于整定电压时，此元件就能自动判定是否切除负荷。
低压解列的判据为：
1)三相平衡电压，U相
2)dV/dt3)T>Tudy
4)负序线电压<5V
5)本线路有载(负荷电流>0.1In)
本功能通过控制字实现投退,PT断线时闭锁低压保护。
2.11 过负荷元件
过负荷元件监视三相的电流，其动作条件为：
1)MAX(IF)>Ifh
2)T>Tgfhgj：告警
3)T>Tgfhtz：跳闸
其中Ifh为过负荷电流定值。
本功能通过压板实现投退,过负荷告警与跳闸的选择由控制字选定。
装置主要特点
装置采用双CPU结构，保护模块和通信模块选用32位CPU，人机对话模块选用CPU，使产品的稳定性和运算速度得到充分
保护模块采用14位的A/D转换器
配置大容量的RAM和Flash Memory，可记录8至50个录波报告，记录的事件数不少于1000条，具有掉电保持功能
面板配置RS232串行接口，可以联接至计算机进行调试和分析
可立整定32套保护定值，定值切换安全方便
的时钟芯片，并配置有GPS硬件对时电路，便于全系统时钟同步
配备高速以太网络通信接口，并集成了IEC870-5-103标准通信规约
精心的电气设计，整机无可调节器件，实现了免调试概念设计
高等级、的元器件选用
强弱电前后布置、立模块设计，使装置具有的抗干扰性能，组屏时不需其它抗干扰模件
完善的自诊断功能
防潮、防尘、抗振动的机箱设计
1．2 保护功能的主要配置：
差动速断保护
二次谐波制动的比率差动保护
CT断线
高，低侧过流
电流启动通风
电流闭锁调压
非电量保护，此保护在电气上与差动保护完全立，仅借用差动的机箱。（非标准配置，如需要，订货请注明）
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开关位置不对应启动
在不对应启动重合闸回路中，仅利用TWJ触点监视断路器位置。考虑许多新设计的变电站，尤其是综合自动化站，可能没有手动操作把手，本装置在设计中注意避免使用手动操作把手的触点，手跳时利用装置内部的STJ动合触点来实现重合闸的闭锁。
2.7、电流加速
变压器手动或自动投入至故障时，检测任一相电流大于电流加速定值时，经电流加速延时定值延时后，跳开相应开关。
2.8 PT断线检测
功能同SAI318D。
PT断线检测功能可以通过控制字投退。
2.9非电量保护
从变压器本体来的非电量接点，经强电220V至装置的开关量输入端子。接收到非电量信号后，跳闸与否由软压板决定。如软压板退出，则只发出告警信号，否则同时跳开相应开关。装置跳闸或发出告警信号后，进行事件记录，并可通过MMI将记录上传至后台计算机。
各非电量的具体意义，应根据各工程的具体端子接入情况而定。一般情况下，默认非电量1为重瓦斯输入端，非电量2为轻瓦斯输入端，非电量3为温度过高输入端，非电量4为温度偏高输入端。
零序过流保护
电动机接地电流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，微机式电动机保护设计为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。
其动作逻辑如下：
其中I0为零序电流，I0d为零序电流定值
2.7、负序过流保护
负序电流保护主要针对各种非接地性不对称故障，对电动机反相、断相、匝间短路以及较严重的电
压不对称等异常运行工况提供保护。当电动机三相电流有较大不对称，出现较大的负序电流，而负序电流将在转子中产生 2 倍工频的电流，使转子附加发热大大增加，危及电动机的安全运行。在电动机正常运行时，由于供电电源的不对称，总存在一定的负序电流，该电流不会超过30%Is，负序保护的整定应能躲过此负序电流，即按0.3Is整定。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
注意：整定值部分反时间为上面表达式中分子的乘积值，单位是秒，整定范围是（0.4～80）。
其动作逻辑如下：
其中I2为负序电流，I2d为负序电流定值
2.8、低压保护
为了安全生产，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。当三个线电压都低于定值，开关或接触器处于合位，且A、C相电流都为零时，低电压保护动作。为防止 PT 断线误切电动机，当单相或两相 PT 断线时会出现负序电压，装置通过负序电压（内部门槛 8V）自动闭锁低电压保护。
其动作逻辑如下：
2.9、过电压保护
电源的过电压会引起铁耗和铜耗的增大，使电动机温度上升。当任一相间电压大于整定电压，保护经整定的延时动作。
2.10、非电量保护
从电动机本体来的非电量接点，至装置的开关量输入端子，跳闸与否由软压板决定。如软压板退出，则只作普通遥信用，否则将跳开相应所有开关。装置跳闸后，进行事件记录，并可通过MMI将记录上传至后台计算机。
2.11、F-C 过流闭锁
对于熔断器-高压接触器（F-C）控制的电动机，如果任一相故障电流超过了接触器的遮断电流时，保护出口被闭锁，接触器不能断开，此时，应由熔丝熔断来切除故障。
当电动机三相电流突变为零，电压正常且接触器在合位时发熔断器熔断告警信号。
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