2 保護功能及原理
2.1 電動機起動
當控制字 KG2.15=0 時，電動機起動判別投入，當電動機滿足起動條件時，過流Ⅰ段保護的定值采用
過流Ⅰ段電流高值，比率差動保護可通過控制字選擇是否選用“整定值加倍"及“增加 50ms 延時"的功能，當
控制字 KG2.15=1 時，電動機起動判別退出，過流Ⅰ段保護的定值采用過流Ⅰ段電流低值，比率差動保護
不再具有躲避電動機起動時不平衡電流的附加功能。
當電動機起動方式為直接起動時，應將控制字 KG2.14 退出，當電動機起動方式為降壓起動等其他起
動方式時，應將控制字 KG2.14 投入。
電動機運行過程中如需要進行自起動判別的，應將控制字 KG2.4 投入，不需要進行自起動判別的，應
將控制字 KG2.4 退出。
當控制字 KG2.14=0 時，裝置判別的電動機起動時間為 Min（Tstart，Tstart0）。其中，Tstart 為本次實際
起動時間，指的是較大相電流從零突變到 10%In 時刻（T0）開始計時，直到電流過峰值后下降到 120%In
（In 為電動機額定電流，以下同）時刻為止，這一過程所經歷的時間； Tstart0 為“電動機起動時間定值"，
表示電動機轉速從零到達到額定轉速的時間，可整定為電動機最長起動時間的 1.2 倍。
當控制字 KG2.14=1 時，裝置判別的電動機起動時間固定為 Tstart0，計時起點為 T0時刻。
裝置將面板上后一個軟壓板燈(綠色 LED 燈)定義為電動機起動時間指示燈，在電動機起動過程中長
亮，從而直觀指示出電動機的起動過程。
電動機起動時間過長將導致轉子發(fā)熱，危害電動機的正常運行。起動時間長保護功能可通過軟壓板投
入或者退出。本保護只在電動機起動時投入。起動過程中，任一相電流大于整定電流達到整定時間，長起
動保護動作于出口，動作指示燈為面板上后一個信號燈（紅色 LED 燈）。電動機起動過程結束后，保護
自動退出。
2.2 過熱保護
綜合考慮了電動機正序、負序電流所產生的熱效應，為電動機各種過負荷引起的過熱提供保護，也作
為電動機短路、起動時間過長、堵轉等的后備。
用等效電流 Ieq來模擬電動機的發(fā)熱效應，即：
其中 Ieq為等效電流；I1為正序電流；I2為負序電流；
K1為正序電流發(fā)熱系數(shù)，在電動機起動過程中 K1＝0.5，起動完畢恢復 K1＝1；
K2為負序電流發(fā)熱系數(shù)，K2＝3～10，可取 K2＝6。
根據(jù)電動機的發(fā)熱模型，電動機的過熱保護動作時間 t 和等效電流 Ieq 之間的特性曲線由下列公式給
出：
其中 Ip：熱過載之前的負荷電流，若熱過載之前處于冷態(tài)，則 Ip＝0。
I∞：長期允許負載電流，為保護不動作所要求的規(guī)定的電流極限值，即“過熱啟動電流"?？砂搭~定電
流 Ie的 1.05～1.15 倍整定。
τ ：發(fā)熱時間常數(shù)，反映電動機的過負荷能力。
這一判據(jù)充分考慮了電動機定子的熱過程及其過負荷前的熱狀態(tài)。裝置用熱容量來表示電動機的熱過
程，熱容量與定子電流的平方成正比，通過換算，將其量綱化成反映電動機過負荷能力的時間常數(shù)τ 。當
熱容量值達到τ 時，裝置即跳閘。當熱容量達到 Ka×τ ，發(fā)過熱告警信號，其中，Ka為告警系數(shù)。
熱報警可整定為過熱跳閘熱容量值的(60～99.9)％，裝置提供實時熱容量百分數(shù)值顯示，告警燈光指
示和信號接點輸出。過熱告警功能可通過控制字 KG1.0 進行投入或退出，過熱告警功能投入后，過熱保護
軟壓板投入后，具有告警功能。
當電動機工作時，散熱時間常數(shù)等于發(fā)熱時間常數(shù)τ 。電動機停轉后，電動機的散熱效果變差。使散
熱時間常數(shù)比發(fā)熱時間常數(shù)τ 長，散熱時間常數(shù)自動增加到發(fā)熱時間常數(shù)τ 的一定倍數(shù)，以正確反映電動
機的發(fā)熱效應。整定值中散熱時間倍數(shù)可在 1 到 5 倍間選擇，默認值選 4 倍，具體可視環(huán)境條件而定。
根據(jù)電動機在冷狀態(tài)下可連續(xù)起動兩次的原則，每次起動時耗費的熱容量百分數(shù)值不應大于 50%跳閘
值。過熱保護跳閘后，裝置的熱記憶功能啟動，輸出接點一直斷開。直到熱容量百分數(shù)值下降到 50％以下，
過熱合閘閉鎖接點返回，這時電動機可以重新起動。緊急情況，要求立即起動時，可在端子 X2:2 加入高
電平進行熱復歸操作（當運行參數(shù)控制字 KG1.1=1 時）。此過熱閉鎖功能可通過控制字 KG1.1 進行投入或
退出，其輸出為常閉接點(X3:8，X3:10)。
發(fā)熱時間常數(shù)τ 應由電機廠提供，如果廠家沒有提供，可按下述方法之一進行估算：
①如果廠家提供電動機的熱限曲線或一組過負荷能力的數(shù)據(jù)，則按下式計算τ ：
2.3 過電流保護
過流Ⅰ段（即速斷保護）按躲過電動機起動電流整定，其整定范圍為(4～12)Ie。速斷保護在電動機起
動過程中采用高定值，起動完畢以后自動轉為低定值，這樣既可以有效地躲過電動機的巨大起動電流，又
可以保證電動機正常起動后提供防備嚴重的過負荷造成的堵轉保護。
動作時間可整定，對于用斷路器控制的電動機整定時間一般較短，而用接觸器控制的電動機整定時間
PSM 642UX 電動機保護測控裝置技術說明書
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一般較長，可選擇整定為 0.3 秒。
過流Ⅱ段在電動機起動時自動退出，起動結束后自動投入。當電流大于整定電流且達到整定時間后，
過流保護出口。過電流保護功能可通過控制字 KG1.2 選擇定時限方式或反時限方式。
2.4 過負荷
過負荷保護反應電動機定子電流的大小，可通過控制字 KG1.5 選擇告警或者跳閘。當電流大于整定電
流達到整定時間時，過負荷保護動作出口或發(fā)出告警信號。
2.5 非全相運行保護
非全相運行保護由負序電流保護構成，主要針對各種非接地性不對稱故障，如：電動機發(fā)生某相斷相
時，負序分量的大小因故障前的負荷率而不同，負荷率大于 0.7 時，健全相才能引起過電流，因此常規(guī)保
護不能有效保護不對稱故障。在電動機正常運行時，由于供電電源的不對稱，總存在一定的負序電流，該
電流不會超過 30%Ie，負序保護的整定應能躲過此負序電流，即按 0.3Ie 整定。
裝置配置了兩段兩時限負序過電流保護，其中負序Ⅱ段可以通過控制字 KG1.3 可選擇該段采用定時限
或反時限方式（反端反時限特性）。
2.6 反時限元件
本裝置相過流和負序電流均帶有定、反時限保護功能，分別通過設置控制字 KG1.2 和 KG1.3 可選擇
定時限或反時限方式。反時限保護由 IEC 標準中的反端反時限特性構成，其動作方程為：
其中：tp為時間系數(shù)，范圍是（0.05～1）；Ip為電流整定值；I 為故障電流；t 為跳閘時間。
注意：整定值部分反時一段時間內為上面表達式中分子(80tp)的乘積值，單位是秒，整定范圍是 0.4s～100.0s。
2.7 堵轉保護
本功能可通過軟壓板選擇投入或者退出。當反映電動機轉速的開關量動作時，任一相電流大于整定電
流達到整定時間后，堵轉保護動作于出口。
本保護必須引入電動機轉速開關量，接入端子為 X2:1（運行參數(shù)控制字 KG1.0=1 時）。
2.8 F-C 閉鎖功能
當電動機由熔斷器－接觸器（F－C）控制時，應躲開過流保護，由熔斷器來切除短路故障。F-C 閉鎖
動作后，將閉鎖保護跳閘邏輯。建議電動機用熔斷器－接觸器（F－C）控制時，需要調整過流保護的動作
延時，保證先由后備熔斷器來切除故障電流。