ABB 保护脱扣器及脱扣曲线 PR122.doc

ABB 保护脱扣器及脱扣曲线 PR122/P
时间：2012/7/21 10:32:00
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特　性
　　PR122/P 是一种基于微处理器设计和 DSP 技术的一种成熟而灵活的保护系统。并装有可选性内部 PR120/D-M 对话单元，可实现基于 Modbus？ 协议的智能保护、测量和通讯。通过 PR120/D-M，PR122/P 也可被连接到 ABB EP010 Fieldbus plug 适配器上，可实现与不同网络之间进行联接。例：Profibus 和 DeviceNet。
　　新的 PR122/P 是 ABB 在设计保护脱扣器过程中的经验成果。
　　由于具有宽广的设定范围，因此可使用在任何电气装置的保护上，从配电到电机保护、变压器保护、变频器保护和发电机保护。使用键盘  (Keyboard) 及液晶显示器来读取资料和编程不仅操作简单，而且相当直观。为了最方便用户使用，这个界面对 PR122/P 和PR123/P 均通用。
　　除保护功能外，尚具有电流表及其它功能。如外加对话、信号、测量和无线通讯单元，便可增加这些附加功能。
　　根据要求，S 和 G 功能可设定为定时限 (t = k) 或反时限 (允通能量曲线：I2t = k) 接地故障保护可通过连接 PR122/P 到一个外部传感器完成，这个外部传感器安装在变压器星形点与地之间的导体上。
　　所有保护功能的门限值和脱扣曲线均被存储在一个特殊记忆体内，纵使电源消失亦可保存。

　　图示
　　1 LED 预报警指示
　　2 LED 报警指示
　　3 背景灯图表显示
　　4 光标向上移动按钮
　　5 光标向下移动按钮
　　6 通过一个外部装置  (PR030/B 供电单元、BT030 无线连接单元以及PR010/T 单元) 来连接或测试脱扣器的测试连接器
　　7 输入数据确认键或页面切换
　　8 退出次级菜单或取消操作键 (ESC)
　　9 额定电流插件
　　10 保护脱扣器的序列号

基本的保护功能
　　PR122/P 脱扣器提供以下保护功能(根据脱扣器的类型)：
　　过载保护 (L)
　　选择性短路保护 (S)
　　瞬时短路保护 (  I  )
　　接地故障保护 (G)
　　相不平衡保护 (U)
　　超温自我保护 (OT)
　　L和S的热记功能
　　S和G的区域选择功能
　　配外部传感器时的剩余电流保护 (Rc)
　　有外部传感器的SGR保护 

中性线的设定
　　在PR122/P和PR123/P 中，标准类型的中性线保护电流设定为相保护的   50%，但对于E 1、E 2、E 3、E4/f  和  E6/f  也可设置为100%。当安装位置有很高谐波发生时，中性线的电流将高于三相的电流。因此，有必要设置中性线保护为三相保护设定值的  150%或200%。在这种情况下，也必须相应地减小L保护设定值(1)。
　　在断路器类型和门限I1设定值之间，下表列出了中性线设定值各种各样可能的组合。

起动功能
　　在起动阶段，起动功能允许 S、I 和 G 功能在更高的脱扣门限下运行。这将避免由某种负载  (电机、变压器、电灯) 的高冲击电流导致的脱扣。
　　起动阶段以  0.05 的间隔从1 0 0m s   持续到  1 . 5 s。PR122/P 脱扣器自动识别如下：
　　- 当自供电脱扣器的断路器合闸时；
　　- 如果脱扣器由外部电流供电，当最大峰值电流超过0.1xIn 时。电流降到门限值的 0.1xIn 以下后，将可能产生一个新的起动阶段。

　　(*) 设定值  I1=1 显示了最大过载保护设定。可允许的正确的最大设定值必须考虑任何由于温度、使用的端子以及高度而引起的降容 (可参见“安装”这个章节)。
　　(1) 当使用带有外部中性线电流传感器的三极断路器时，中性线的 100% 设定值不需要减少任何相线的L设定值。

相不平衡 (U)
　　相不平衡功能主要应用于对电流缺相  / 相不平衡控制要求很高的场合，这功能也可被关闭。

超温保护
　　PR122/P 脱扣器在不正常高温下运行时，可出现暂时性或持续性的误动作情况，为提醒用户，脱扣器上有以下两种信号指示或动作：
      －  当温度高于 70℃ 时“Warning”LED 灯亮 (微处理器仍然能够正常工作)
      －  当温度高于 85℃ 时“Emergency”LED 灯亮 (这时脱扣器不能保证正常工作)。同时断路器脱扣并在显示器上显示，此功能同其它保护功能一样，需要在脱扣器设置阶段进行设置。

S 或 G 保护功能的区域选择
　　区域选择性是最先进的协调保护的方法之一：有效地利用这种保护，与预置的时间选择性比较，它能使离故障点最近的断路器保护动作时间缩短，可见区域选择性保护是一种进步。区域选择性可适用于保护功能 S 和 G，是 PR122/P 上的标准功能。区域是指  2 个串联断路器之间的电气部分  (参看左图)。区域选择性保护是将选择性区域内所有脱扣器输出端与供电侧脱扣器输入端相连接，区域内脱扣器的输出信号立即上传到供电侧脱扣器的输入端。
　　检查到故障的每一个断路器均可通过一个简单的连接线将信号传递到供电侧断路器，故障区域就是指检查到故障，但又不会从其负载侧断路器中得到任何信号的断路器负载侧区域。此时，此断路器将立即分闸，勿须延时时间。
　　ABB 提供了一些有用的计算工具来简化设计者在协调保护装置方面的工作。例如：滑动尺工具、DOCWin 和CAT 软件包和更新的协调表。
　　S 或 G 功能的区域选择性功能可通过键盘激活或关闭。

自身诊断
　　PR122/P 脱扣器拥有自身诊断的电子线路，周期性地对内部连接的可靠性进行检测  (分闸线圈或每个电流传感器，包括 SGR)。
　　当功能失效的时候，一个报警信号将直接出现在显示器上，同时也通过 LED 警报显示。

剩余电流
　　一体化的剩余电流保护有不同的解决方案，基本的选择是使用PR122/P-LSIRc，它具有PR122/P-LSI的所有保护特性和剩余电流功能。当需要增加附加特性时，可选择带有一个附加PR120/V测量模块（可参见下节）的PR122/P-LSIG，此时，它具有PR122/P-LSI的所有保护特性和剩余电流功能。同时，也将具有PR120/V的所有测量功能，如：电压保护和先进测量功能等。
　　此外，剩余电流保护必须通过一个外部传感器（需要单独订购 ）和一个特殊的额定插件实现。

测试功能
　　当在“Control”菜单中选中“TEST”功能时，测试过程便开始，包括微处理、分闸线圈及断路器脱扣机构的系列测试活动。
　　在“Control”菜单内，可以选择测试显示器、LED 信号和 PR120/K 电气触点的运行是否正确。
　　利用脱扣器前端的多针连接器，可使用 PR010/T 测试单元对 PR121/P、PR122/P 及 PR123/P 进行测试和检查。

用户界面
　　人机界面 (HMI) 由宽屏显示器，LED 及浏览按钮组成，可给用户带来很多方便。有多种语言可供选择。
　　与上一代的脱扣器产品一样，”阅读”或“编辑”模式是通过密码来进行管理的。默认密码是 0001，当然，用户可自己更改密码。
　　保护参数的设置 (曲线和脱扣门限值) 可通过人机界面直接完成操作。
　　保护参数的改变只能在“编辑”状态实现，但脱扣器中的信息和设定参数都可在“阅读”状态进行检查。
　　当连接了通讯装置  (内部 PR120/D-M 和 PR120/D-BT 模块或外部 BT030 装置) 时，可非常方便的进行参数设置  (通过 PR120/D-M 网路，依靠使用 SD-Pocket 软件和通过为 PR120/D-BT 和 BT030 配备的掌上电脑或笔记本电脑)，然后可通过 DocWin 进行准确无误的确定。

LEDs 指示
　　脱扣器前面盘的 LED 分别担任“预报警”(WARNING) 及“报警”(ALARM) 的指示，显示器上指示的信息可明确指出发生何种事件。
　　预报警 (“WARNING”LED) 指示的事件：
      － 相不平衡
      － 过载预报警 (L1>90%)
      － 超过第一段温度设定 (70℃)
      － 主触头磨损超过80%
      － 逆相 (配有 PR120/V)；

　　报警指示的事件：
      － 过载 (按照 IEC 60947-2 标准；1.05 x I1 < I < 1.3 x I1)
      － 保护功能 (L) 已处于计时状态
      － 保护功能 (S) 已处于计时状态
      － 保护功能 (G) 已处于计时状态
      － 超过第二段温度设定(85℃)
      － 触头磨损 100%
      －  逆功率保护已处于计时状态 (配有 PR120/V)；

　　数据记录仪
　　PR122/P 和 PR123/P 已标配提供数据记录功能，可自动地存储大量的记录。此缓冲存储器可记录所有的电流和电压的瞬时值。通过使用一个蓝牙技术的  SD-Pocket 或TestBus2，数据能很容易地从脱扣器单元中下载，同时，它也能传到任何个人电脑上，便于详细分析。
不管脱扣什么时候发生，都能被记录下来，使分析故障变得非常简单。此外，SD-Pocket 和 TestBus2 也能阅读和下载所有其它脱扣信息。
　　数范记录仪参数如下：
　　信道数：8
　　最大采样频率：4800 Hz
　　最大采样时间：27s (@采样频率600 Hz)
　　可追踪 64 个事件

　　脱扣信息和脱扣数据
　　当脱扣发生的时候，PR122/P 和 PR123/P 可存储所有需要的信息：
　　脱扣保护
　　脱扣数据 (电流)
　　时间标志 (确保在 48 小时内辅助供电或持续自供电)
　　按“info/Test”按钮，脱扣器可直接在显示器上显示所有的数据。
　　不需要辅助供电电源，在断路器分闸或没有电流流通的情况下，用户也可在 48 小时内获取信息。脱扣器可存储最近 20 次脱扣的信息。
　　如果要求信号能在  48 小时后仍然保留，就必须连接一个  PR030/B 供电单元或一个BT030 无线通讯单元。

　　负载控制
　　在过载保护  (L) 脱扣之前，负载控制功能能够控制负载侧单个负载的连接与断开，因而避免了供电侧断路器不必要的脱扣。PR122/P 通过对 PR120/K 或 PR021/K 内部触头的控制，从而进一步对接触器或隔离开关进行控制 (通过外部连线与脱扣器相连)。
　　可执行以下 2 种不同的负载控制功能：
　　－ 2 个独立负载的断开，设置 2 个不同的电流门限
　　－ 1 个负载的连接及断开，通过设置滞后曲线完成
　　门限值电流和脱扣时间比保护功能 ( L  ) 的值低，这样可预防过载脱扣。
　　负载控制要求内置 PR120/K 或外置 PR021/K 附件单元，这个功能只有在辅助供电电源存在时才能被激活。

PR120/V测量模块
　　PR120/V  (是 PR123/P 的标准配置) 是可选配的内部模块，安装在 PR122/P上，可用来测量相电压和中性线电压，从而实现一系列的保护或测量功能。
　　PR120/V 不需要任何外部连接或连接电压传感器，因为它已与 Emax 的低端子内部连接。如果有需要，通过使用位于端子盒上的不同连接，电压的连接可被移到任何其它点上  (例如：上端子)。这个模块提供了一个可密封的隔离开关来用于绝缘测试。当线电压大于  85V 时，PR120/V 可激活 PR122/P。但如果额定电压高于 690V，那么就必须使用电压传感器。
　　电压传感器的容量应该达到 10VA，精度等级达到 0.5 及以上。
　　PR120/V 附加保护如下：
　　 - 欠压保护 UV
　　 - 过压保护 OV
　　 - 剩余电压保护 RV
　　 - 逆功率保护 RP
　　 - 低频保护 UF
　　 - 高频保护 OF
　　 - 相序保护 (仅报警)
　　以上所有功能都能被关闭，但根据需要也可仅使报警功能激活。
　　当断路器处于合闸时，这些保护功能可在自供电状态下运行。
　　当断路器处于分闸时，这些保护功能只能通过辅助电源  (直流 24V 或 PR120/V) 实现，而且在这种情况脱扣器将处于“报警”指示状态。

电压保护 UV、OV、RV
　　安装PR120/V后，PR122/P可提供许多保护功能，如：欠电压保护、过电压保护和剩余电压保护。剩余电压保护适用于带独立中性线的系统，它能确认中性线有无断开和是否存在转移系统星型中心点的故障。在带有接地中性线的系统中，可检测接地导体是否断开。

逆功率保护 RP
　　逆功率保护主要应用于大型机器如电动机和发电机，带有PR120/V 模块的 PR122/P 可分析有功功率的方向是否与正常运行时相反，以便判断是否分断断路器。逆功率保护的脱扣门限值与脱扣时间都是可调的。

频率保护 UF、OF
　　当频率保护功能监测到各种高于可调门限值频率波动时，就会产生一个报警信号或使断路器分闸，这种保护特别适用于保护独立电网，例如：发电机供电。

可订购的类型
　　下列所示为可订购的类型：