GE SR 469中型及大型电动机
功能完备的集成式保护与管理系统
469主要优点
1.独特的保护功能-电动机综合保护加基于电压的过负荷曲线、扭矩测量及保护、转子线棒断裂保护
2.******的热模型特性-包括多个用于定子热保护的RTD输入
3.***的监视功能-振动、轴承温度
4.***的人机接口(MMI)-大尺寸背光显示屏,可显示40个字符,可以在阳光直射条件下查看继电器信息及整定值,全数字小键盘及整定值导航键
5.维护时间缩短至***小程度-抽出式结构
6.完备的监视功能-温度、模拟I/O、齐全的测量功能包括需量和电能测量
7.提高辅助设备的运行时间-通过I/O监视
8.缩短故障排除时间并降低维护成本-事件报告、波形***、数据记录
9.简化试验-内置模拟功能
9.***的信息访问-使用Modbus RTU规约,通过标准的RS232和RS485串行接口,以及可选择的Modbus RTU TCP/IP,通过嵌入式以太网口与10MB以太网局域网或广域网连接
10.与技术发展同步-闪存技术的使用可以进行现场升级
11.长使用寿命-保形涂层的使用使继电器可以应用在化学腐蚀与潮湿的环境中
用 途
三相中型及大型电动机及驱动设备的保护与管理,包括大惯性、双速和电压降低启动电动机的保护与管理
特性
保护和控制
RTD及负序电流反馈热模型偏移
启动监视与制动
机械堵塞
电压补偿加速
欠电压、过电压
欠频率
启动器差动保护
热过负荷
过温度保护
相及接地过流
电流不平衡
功率元件
转矩保护
双速电动机双过负荷曲线
电压降低启动控制
监视与测量
A V W var VA PF Hz Wh varh需量
扭矩、温度
事件记录
录波、数据记录(趋势)
统计信息和已知电动机数据
电动机启动报告-新功能
用户接口
前面板LED,全功能小键盘、背光式LCD显示屏
RS232和RS485接口-***高速率达到19,200pbs
可选择的嵌入式10BaseT,10Mbs以太网口
ModBusTM RTU规约
ModBusTM TCP/IP
可选择设备网络规约(DNP)
配备EnerVista软件
输入与输出
12个RTD,可编程
5个预先定义的和4个可配置的数字输入
6个输出继电器
4个模拟输入
4个可编程模拟输出
保护与控制
469是一种数字式电动机保护系统,它可以用于中型电动机和大型电动机以及驱动设备的保护与管理。该继电器配备了全范围的可选择启用的保护与管理功能。详细的保护与控制功能
过负荷曲线10,000
曲线具有三种形式:标准曲线形式、用户自定义曲线形式以及基于电压的曲线形式。对于所有类型的曲线,
电动机热模型
469的主要保护功能是6个关键元件执行的热模
型功能:
过负荷曲线
不平衡偏移
热/冷安全失速比值
电动机冷却时间常数
启动制动及紧急重启动
RTD偏移
过负荷曲线
曲线具有三种形式:标准曲线形式、用户自定
义曲线形式以及基于电压的曲线形式。对于所
有类型的曲线,469都在热容量寄存器中保留
相应的热记忆,而被保留的热记忆每0.1秒更新
一次。过负荷动作值能够确定运行过负荷曲线
的开始位置。
469的标准过负荷曲线是1~15倍数值的标准曲
线形状。
基于电压的过负荷曲线用于大惯性负荷的电
动机。在这种应用情况中,电动机的加速时间
实际上超过安全失速时间和电动机热限制。在
电动机加速过程中,已经编程的热过负荷曲线
被动态调整,这种调整是根据系统电压水平进
行。过负荷曲线类型和形状的选择需要根据电
动机生产商提供的电动机热限制曲线来进行。
不平衡(负序电流)偏移
在电动机生产商提供的热限制曲线中能够引起
转子过热的负序电流因素未被考虑在内。469
电动机保护系统根据负序与正序电流之比来测
量不平衡情况。在测量之中,热模型被偏移以
反映产生的额外热量。电流不平衡产生的电动
机额定容量降级可以通过设置不平衡k系数来
选择。不平衡电压引起的不平衡约高于电流不
平衡值的6倍(1%的电压不平衡等于电流不平
衡的6%)。应当注意的是k=8曲线几乎与NEMA
减少额定值曲线相同。
电动机冷却时间常数
当469检测到电动机正在以低于过负荷动作整
定值的负荷运行时,或电动机已经停止运行,
那么,继电器将开始降低存储的TCU值,并模
拟实际的电动机冷却过程。TCU以冷却时间常
数整定值所需要的速率做指数下降。正常情况
下,停止后的电动机的冷却过程要比运转时的
冷却过程慢得多,所以,继电器之中有两个不
同的冷却时间常数,即运行冷却时间常数和停
止运行的冷却时间常数,它们反映出两种冷却
时间常数的差异。
运行冷却曲线的TCU低限值由热冷安全失速比
值以及电动机负荷水平决定。停止运行冷却曲
线的TCU低限值是0%,而且它响应环境温度下
电动机工况。
启动制动和紧急重启动
启动制动功能能够在热容量不足时或电动机的
启动监视功能发出启动制动指令时阻止电动机
启动。在紧急情况下,所使用的热容量以及电
动机监视定时器可以复位以允许热电动机启
动。
RTD偏移
继电器热仿形作为一个完整的并且是***的模
式动作。继电器的热过负荷曲线只以被测量电
流为基础,前提是假定环境温度为40°C而且
是正常的电动机冷却条件。实际上,由于异常
的环境温度以及电动机冷却条件的变化,电动
机的温度会升高。所以,如果电动机的定子已
经安装了嵌入式RTD,那么,使用RTD偏移特性
可以使所使用的热容量的计算值增大。
RTD偏移特性是所测量定子温度的反馈。这种
反馈可作为假定热模型的修正。由于RTD的响
应速度相对较慢,所以,RTD的偏移特性特别
适用于温升速度较慢的电动机。如果电动机的
温升速度较快,那么,对于启动和严重过负荷
条件,就应当选择热模型的其他功能。
对于RTD温度低于RTD偏移特性的***小整定值的
情况,偏移特性不能实现。对于定子RTD***高
温度高于RTD偏移***大整定值的情况,热记忆
将充分被偏移并强制其达到100%。在中间值
时,如果RTD偏移所使用的热容量高于热模型
的其他功能使用的热容量,那么,该值即作为
低限值使用。
热/冷安全失速比
热/冷安全失速时间比值能够确定电动机所使
用的热容量(TCU)的稳态值。该值响应满负荷
电动机正常运行温度,而且,如果电动机负荷低
于额定容量,那么,该值可以按照比例调整
启动制动和紧急重启动
启动制动功能能够在热容量不足时或电动机的
启动监视功能发出启动制动指令时阻止电动机
启动。在紧急情况下,所使用的热容量以及电
动机监视定时器可以复位以允许热电动机启
动。
电动机启动监视
电动机启动监视功能由下列特性构成:启动间
隔时间、每小时启动次数、重启动时间。
配备这些元件的主要目的是要保护电动机以防
止过大的启动负荷。启动负荷由电动机生产商
以热损坏曲线为基础确定。
机械故障和加速时间
两个元件均用于防止电动机在异常运行条件下
出现损坏, 异常条件包括过长的加速时间和失
速转子。
相差动保护
该功能的设立是要保护大型电动机的定子绕组
和电源电缆。该保护支持两种方式的电流互感
器接线:
6个CT外部连接,以串联方式连接
3个磁通平衡CT
对于电动机启动和运行条件提供***的跳闸动
作值和时间***。
短路跳闸
该功能用于保护电动机定子绕组以防止相间故
障。
469配备一个过范围滤波器,所以,它可以把
出现故障瞬间或启动瞬间存在于不平衡电流之
中的直流分量去除。
作为该保护功能的一个组成部分,继电器还提
供跳闸后备功能。如果故障在一个规定的时间
***范围内未被清除,那么,跳闸后备功能将
再次发出跳闸指令。
接地故障
该功能用于保护电动机以使其不受到相对地故
障的影响。在继电器之中设有两个专用的接地
电流输入,它们支持下列形式的接地电流检测:
铁心平衡(零序)电流互感器
铁心平衡(零序)50:0.025A(灵敏)电流互
感器
相电流互感器的残余电流方式连接
该保护功能配有超范围滤波器,该滤波器能够
去除故障出现瞬间或电动机启动瞬间存在于不
平衡电流之中的直流分量。对于接地故障检测,
设立两个带有***时间***的动作值(跳闸和
报警)。
作为本保护功能的一部分,继电器还设立跳闸
后备功能。接地故障跳闸后备功能的操作原理
与短路跳闸后备功能的原理相同。
电压和频率保护
使用电压和频率保护功能来检测异常系统电压
和频率条件,这些条件会对电动机造成潜在损
害。该保护使用下列电压元件:
欠电压
过电压
过/欠频率
反相
为了防止给电动机提供电源的母线断电时或在
VT熔断器失灵的情况下可能出现的误操作,
469可以通过设置来闭锁欠电压元件。
功率元件
在469中配备下列功率元件。前4个元件在电动
机启动过程中可以闭锁。
功率因数该元件用于同步电动机,它检测失步
条件。
无功功率该元件用于无功功率限制需要设置的
应用情况。
欠功率用于检测负荷损失。
反向有功功率用于检测电动机变成发电机的条
件。
过转矩该元件用于保护驱动负荷以防止机械断
裂。
电流不平衡
在469中,除配备热模型偏移特性外,还配备
电流不平衡特性。该元件作为一个***的元件
使用,它有两个动作值并具有内置单相检测算
法。
RTD保护
469配备12个可编程的RTD输入。这些输入在通
常情况下用于监视定子温度、轴承温度、环境
温度以及电动机组件中容易产生过热的其他部
件的温度。每个RTD输入具有3个动作值: 报
警、高报警和跳闸。
469继电器支持跳闸表决并提供开路/短路RTD
失灵报警。
附加及特殊功能
两速电动机保护
循环负荷应用中的负荷平均滤波器
电压降低启动监视
变频滤波器的应用实现在VFD应用中模拟值
的***检测和计算
双驱动应用情况下模拟输入差动计算
速度表跳闸和报警
***数字计数器跳闸和报警
脉冲kWh和kvarh输出
跳闸线圈监视
抽出式指示灯,整定值访问和试验允许输入
欠电压自动重启动(特殊订货附加元件)
试验断裂转子线棒检测系统(特殊订货附加
元件)
输入与输出
电流和电压输入
469具有两套3相CT输入,一套用于相电流,另
一套专用于差动保护。
继电器订货时必须指明相电流输入的额定值(1A
或5A),而差动输入的额定值是在现场设置,
它既支持1A也支持5A二次电流。
继电器还配备两个1相接地CT输入,一个为标
准的具有可设置二次额定值功能的输入(5A或
1A),另一个为特殊的灵敏接地电流检测输入,
它用于高阻接地系统。
三相VT输入支持三角形连接和星形连接并为所
有的基于电压和功率的保护与测量提供电压信
号。
RTD输入
469配备12个现场可编程的RTD输入,这些输入
支持4种不同类型的RTD传感器。这些输入用于
RTD温度保护,也用于热模型偏移保护。
数字输入
469配备5个预定义的输入:
启动器状态
紧急重启动
远方复位
整定值访问
试验开关
469还具有4个可编程的数字输入。这些输入可
以通过配置辅助实现下列功能:
远方跳闸与报警
速度开关跳闸与转速表
振动开关跳闸与报警
压力开关跳闸与报警
甩负荷跳闸
万用数字计数器和可配置的通用开关
外部录波器触发及外部继电器故障模拟启动
模拟输入与输出
使用469具有的4个可配置模拟输入可以测量任
何由标准的变送器送入继电器的与电动机运行
相关的各种量。每个输入都可以单独设置为测
量4-20 mA,0-20 mA或0-1 mA变送器信号。469
还可以基于信号门槛值发出跳闸或报警指令。
使用469具有的4个可配置的模拟输出可以给就
地监视设备提供标准的变送器信号。但是,对
于这种情况,469继电器订货时必须考虑订购
相应的辅助硬件,这样,469才能够提供所要
求的输出信号,这些信号或者是4-20 mA,或
者是0-1 mA。469的模拟输出经过配置可以提
供基于任何测量模拟值和任何计算量的适当的
输出。
输出继电器
469配备6个C型输出继电器,其中4个继电器永
远是非自动防故障的,这4个继电器可以用于
执行跳闸或报警功能。此外,469还配有一个
非自动防故障闭锁启动继电器,该继电器受控
于需要闭锁功能的保护元件。控制电源的掉电
或469的内部失灵情况通过具有自动防故障功
能的继电器提供指示。
如果某些状态显示需要保持到通过469前面
板就地手动复位或通过通讯功能远方复位,那
么,跳闸和报警继电器也可以通过配置使其具
有闭锁功能。
监视和测量
469继电器配备用于***数据的监视工具。用
于分析的下列信息以一种适当的形式被显示出
来:
监视
469继电器配备用于***数据的监视工具。下
列信息以一种合适的形式被显示出来:
输入、输出以及报警状态
上次跳闸数据
电动机已知参数:上一次和***大加速时间、
启动电流和启动TCU、 平均电流、RTD***大
值、模拟输入***大值和***小值
跳闸和通用计数器、电动机运行小时数和启
动定时器
事件记录
录波,10个波形(Ia、Ib、Ic、Ig、Iadiff、
Ibdiff、Icdiff、Va、Vb、Vc)
测量
下列实际值被***测量和显示:
相、差动和接地电流、平均电流,电动机负
荷,电流不平衡值
相对地以及相间电压、平均相电压、系统频率
真实功率、无功功率、视在功率、功率因数、
瓦时、扭矩
电流与功率需量
模拟输入和RTD温度
所使用的热容量,闭锁次数、电动机转速
事件记录
每一次事件出现时事件记录将会把电动机信息
和系统信息记录下来,记录数据带日期和时间
标记,事件记录可以***多存储256个事件。
录波
469可以***多记录64个周波,每个周波做12次
采样,每次跳闸出现时波形数据采样10个波形
(Ia,Ib,Ic,Ig,Iad,Ibd,Icd,Va,Vb,Vc),所记录数据
带时间标记。
模拟
模拟试验特性能够在不需要外部输入的情况下
试验功能以及继电器对编程条件的响应。当
469处于模拟状态时,它可以暂停读取实际输
入数据而进行对模拟数据的读取。跳闸前和故
障工况可以模拟。
用户接口
小键盘及显示屏
469配备一个小键盘和一个能够显示40个字符
的显示屏,它们用于在不使用计算机的条件下
进行就地控制和编程。当处于未***状态是,
多达20条用户选择的缺省信息可以被显示出
来。在出现跳闸、报警或启动闭锁时,显示屏
幕将自动缺省显示相关信息,而信息LED指示
灯将开始闪动。
LED指示灯
469在前面板上配备22个LED指示灯。这些指示
灯能够快速显示469的状态,电动机的状态和
输出继电器的状态。
通讯
469配备三个标准的串行通讯接口,一个位于
前面板上的RS232口,两个位于继电器后部的
RS485口。一个可选择订购的10BaseT以太网口
也可以配备。当选择订购以太网口时,它可以
安装在继电器的后部。前面板接口可以与就地
计算机相连接实现就地访问。继电器后部的接
口提供远方通讯或与DCS、SCADA或PLC的配
合。RS232口的波特率是固定值,为9600,而
RS485口的波特率可以从300至19,200pbs。可
选择的以太网口可用于469与10Mbps的以太网
相连接。三个串行接口都支持ModBus® RTU规
约,而以太网口则需要通过TCP/IP协议支持
ModBus® RTU。469通讯系统的设计允许所有
接口同时通讯。使用以太网作为一个物理媒介
可以把469集成于局域网和广域网上,这样,
就代替了多点接线的网络(例如, 串联
Modbus®),也就节省了租用昂贵网络的成本
或使用拨号上网的成本。
软件
随469继电器的供货,提供基于Windows®系统
的EnerVista 469设置软件。该软件可以用于操
作469继电器并显示469继电器的数据。简单的
点击相关界面就能够实现每一台电动机整定值
文件的存储、确认打印并可以把文件***至
469之中,这一***过程可以实现无误差的整
定值输入。完整的469操作手册包括在帮助文
件之中,该文件可以就地访问。
EnerVista软件
随469继电器供货,提供EnerVista软件,该软
件是一套处于工业系统***地位的软件工具,
该软件工具能够简化使用GE Multilin保护继电
器过程中的每一个方面。EnerVista软件是一套
易于使用并且能够提供***功能的软件程序,
使用它可以把您在GE Multilin产品的***效益
发挥到***大程度。
EnerVista Launchpad
EnerVista LaunchPad是一套功能强大的装置设
置与配置软件工具。该软件工具包括在469继电
器之中,不需要付额外的费用。
几分钟之内即可以设置469及其他任何GE
Multilin装置,点击按钮即可以检索、查看录
波和事件数据
对于***新的GE Multilin手册、服务咨询、应用
记录、技术规范或固件,您可以在任何PC机
上建立档案文件进行管理和使用。
通过INTERNET和新发布的详细的E-MAIL通
知,可以自动对文件和软件版本进行升级
EnerVista Viewpoint
EnerVista Viewpoint是一套需要额外付费的基于
工作流程的软件工具,该软件工具提供了工程
师与技术人员对GE Multilin IED装置进行监视、
试验以及故障排除时所需要的必要工具,使用
该软件可以非常容易地对设置文件实施管理。
469供货中包括EnerVista Viewpoint软件的试验
版本。
设置文件更改控制、错误自动检查以及图形
化FlexLogicTM编辑器的使用使整定值的创建、编
辑以及存储变得简单易行
即插即用的监视功能能够为您的469自动创
建符合用户要求的监视屏幕-无需编程
功能强大的试验工具帮助您大大缩短调试时间
当故障出现时可以快速检索录波文件和事件
数据
更详细的信息请参见EnerVista相关章节
