PSL-641UX国电南自危机综保线路保护

交流模件
交流模件包括电压输入和电流输入两个部分，不同型号的装置其电压和电流输入元件的数目不同。
电压输入元件由电压变换器构成，额定输入均为 100V。
电流输入元件有以下规格：
a) 保护电流变换器：额定输入电流为 5A 或 1A，默认 5A，如用 1A，需在订货时说明；
b) 零序电流变换器：额定输入电流为 30A（高侧零序 20A）；
c) 测量电流变换器：额定输入电流为 5A 或 1A，默认 5A，如用 1A，需在订货时说明。
1.5.2 CPU 模件
模件提供以太网 RJ45 接口端子，用于以太网接入。装置与 HUB 应通过屏蔽双绞五类线 STP5 连
接，通信线两端均按照以下颜色排列顺序连线：
RJ45 1 2 3 4 5 6 7 8
线色 白绿 绿 白橙 蓝 白蓝 橙 白棕 棕
屏蔽双绞线两端以带金属屏蔽的 RJ45 连接器（TIA/EIA-568A）作接头的，接头用的 RJ45
压线钳制作，并双绞线与 RJ45 接头的屏蔽层可靠连接。同时，HUB 的交流电源保护地应与与大
地相连，使得双绞线和 RJ45 接头的屏蔽层可靠接地，屏蔽层起作用。
此外，CPU 模件可根据不同通信方式选择单以太网+双 RS485 的选装模件，背板图如下：

中央告警信号主要是反应装置所对应一次设备的异常运行工况（比如 TV 断线），用于提醒运行人
员，称之为呼唤。装置此种情况下点亮装置面板上本地告警信号灯的同时，输出一付触点至中央信号，
但是不切断 24V 电源。由该继电器的接点分别给出当地及中央信号。
跳合闸保持电流的设置方式：设定为自适应 1A～5A 的保持电流，此时与继电器 TBJ 连接的有 R9、
R10、KK1 连通、VD1、VD2、VD3、VD4，与继电器 HBJ 连接的有 R5、R6、KK2 连通、VD5、VD6、
VD7、VD8；如果实际保持电流小于 1A，需将跳闸回路与 R10 串联的 KK1 断开，将合闸回路与 R6
串联的 KK2 断开即可。
如果不使用本模件提供的操作回路，而使用外部其他操作箱，本模件操作回路的部分端子与
外部操作箱相连接，以装置对断路器位置等信号的正确判断。X4:7 接外部操作箱的正控制电源，
X4:16 接入外部操作箱的负控制电源，X4:14 与分位辅助接点相连， X4:8 与断路器合位辅助接点相连，
必要时 X4:9 与外部操作箱的手动跳闸输入端子相连。
需要本模件的防跳回路时，X4:15 接入外部操作箱的负控制电源,不需要本模件的防跳回路时，
X4:15 保持浮空即可。
此外，TRIP 模件可选装为交流模式，即操作回路控制电源为 AC 220V，在选装交流操作回路时，
所有开入均默认为使用 DC 220V 的电源。当需要取消交流 TRIP 模件的防跳功能时，将 KKL1 断开即
可。

1.7.3 自动化系统接入
装置提供单以太网或双以太网通信方式接入各种自动化系统。
通过装置外部配件——远方/就地切换把手，可改变装置开关量输入端子 X2:3 的二进制状态。相
应地，装置分别进入“远方”（高电平）和“就地”（零电平）两种运行模式。装置运行于“远方”模式下，
主站系统通过装置可遥控断路器、投退装置软压板及修改定值。此时这些功能的装置侧当地操作均被
闭锁。装置运行于“就地”模式下，通过装置键盘可就地投退软压板及修改定值。远方/就地切换把手同
时接通断路器就地操作电源，实现装置侧断路器分合操作。此时主站相应功能的下行命令将被闭锁。
1.7.4 通信与规约
a）通信方式
装置标准配置具有 2 个与自动化系统通信的 100BASE-T 标准以太网接口，装置可接入单网系统
或双网系统运行。单以太网运行默认采用 A 网口接入，双以太网运行则 A、B 网口同时接入。在菜单“\
运行设置\HMI 设置”下设置相应通信端口地址。通信介质建议均采用以太网用屏蔽双绞五类线 STP5。
当装置以太网通信接入自动化系统时，多台装置依靠接入集线器（HUB）相对集中，与自动化系
统主站连接。如果不是采用交换式集线器，接入的装置数量好不要超过该集线器可接入数量的 2/3，
以装置上送信息的实时性。

装置采用以太网通信接入自动化系统时，使用 B 类 IP 地址，网络号为 172.20，主机号占 2 字节。
主机号在全站统一分配管理，作为识别子站和主站的标识。后两字节中（00.XX）、(01.XX)、
(255.XX)、(XX.00)、(XX.255)的地址组合作为保留地址，不得使用。当使用路由连接多个 IP 网络时，
主网（172.20 以及 172.21）以外的网络也应该使用 B 类网络地址，并须注意主机号不能重复，建议
使用 172.22、172.23 等网络号。
1.7.5 时钟同步
装置具备两种对时方式。一种由主站通过通信，以报文方式进行对时。建议使用 UDP 报文中的对
时信息来实现对时。另一种通过接收 GPS 硬对时输入，输入端子（X2:16，X2:17）。同时，装置内设
置了具备时钟芯片的硬件时钟回路，与上述任何一种或两种对时方式结合，可确保与自动化系
统时钟的同步。
1.7.6 测控信息上送
装置与主站连接完成后，平时采用变化上送以及循环上送的方式传输实时数据。当发生开入量变
PS 640UX 系列保护测控装置使用说明书
位，测量量的值变化越限，压板状态改变，或装置发生动作、告警事件的时候，装置会将这些变化信
息立即上送到主站。不建议主站频繁使用总召唤命令增加网络负载。

通过“运行参数”中的控制字 KG1.1，把开入端子 X2:11 设置为外部起动同期合闸功能输入端。断
路器开关位置在跳位 30 秒后，当手合同期 X2:11 开入有低电平变高电平或装置接受到遥控合闸命令，
装置开始检查是否满足合闸条件，如在 10s 内不满足合闸条件，则本次合闸操作失败。
准同期或同期电压相别选择同重合闸，由定值“同期相别选择”整定。手合准同期（检同期或检无压）
的出口为“X3:8-9”
检同期或检无压的判据和定值与 2.5.3 所述相同。
检准同期判据如下：
1）母线与线路抽取电压差小于整定值
2）频率差小于整定值
3）频率差加速度小于整定值
4）母线与线路抽取电压的夹角 - 导前角度 ＜ 15 度
注：导前角度＝2π×频率差×合闸导前时间定值＋π×频率差加速度×合闸导前时间定值 2
5）断路器在分闸位置
6）断路器在跳位 30 秒后，手动合闸开入量由低电平变为高电平（输入端子 X2:11）或装置接收
到遥控合闸命令
母线与线路抽取电压可通过控制字 KG2.6 选取线电压或相电压，当 KG2.6＝1 时，为线电压；反
之为相电压。
2.7 低频减载
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、电动机反馈和真正的有功缺额。
考虑低频减载功能只在稳态时作用，取线电压进行计算，且试验时仍需加三相平衡电压。当任一
线电压低于闭锁频率计算电压时，低频减载功能将自动退出。
综上所述，低频减载功能的判据为：
1) 三相平衡电压，且小线电压＞VBF；
2) df/dt＜F/T；
3) f＜F；
4) T＞TDZ；
5) 负荷电流大于“低频保护闭锁电流”定值，此定值可通过控制字 KG3.2 投退。
设置控制字 KG1.12＝1，可实现低频解列功能。此时判据 2)改为：df/dt＞F/T。其余判据同低频
减载元件判据。
现场试验条件不具备时，该功能测试可免做。如模拟量正确，精度由软件。
2.8 低压减载
低压减载的判据为：
1) 平衡电压，电压降低至三个线电压均小于 VDY（低压保护电压定值）；
2) 小线电压大于 30V；
3) 每秒钟的电压变化小于定值“闭锁电压变化率”。如大于该定值，本判据的状态将保持，直到电
压恢复到定值 VDY 以上后复归；
4) T＞TDY；
5) 负荷电流 ＞0.1IN。
测试此功能时，加入的平衡电压应有一个从大到小的变化过程。

2.1 差动速断
当任一相差动电流大于差动速断整定值时，动作于总出口继电器。用于在变压器差动区发生严重
故障情况下快速切除变压器。差动速断定值应能躲过外部故障的大不平衡电流和空投变压器时的励
磁涌流，一般取 6～12 倍的额定电流。
总出口动作后输出 8 副接点，分别为（X3:1,X3:2）、（X3:3,X3:4）、(X3:5,X3:6)、 (X3:11,X3:12)、
（X6:9, X6:10）、（X6:11, X6:12）、(X6:13, X6:14)、(X6:15, X6:16)。(后 4 副接点需选装 DIO 模件)
2.2 比率差动元件
采用常规比率差动原理，其动作方程如下：
Id ＞ Icd （Ir ＜ Ir0）
Id - Icd ＞ Kcd ·(Ir- Ir0) (Ir ≥ Ir0)
同时满足上述两个方程时，比率差动元件动作。其中，Id 为差动电流，Ir 为制动电流，Kcd 为比率
制动系数，Icd 为差动电流门槛定值，Ir0 为拐点电流值。
建议将元件中的拐点电流 Ir0 设定为 0.7 倍的高压侧额定电流 Ie，以匝间短路在制动电流小于
额定电流即 Ir ＜ Ie 时，没有制动作用。
差动电流门槛判据不宜过小，建议取 Icd＝(0.4～0.8) Ie。
比率制动系数的整定可按以下的公式进行:
Kcd = Kk ·(Ktx·Fwc + ᇞU + ᇞFph)
其中，Kk 为可靠系数，取 1.3～1.5；Ktx 为同型系数，取 1.0；
Fwc 为电流互感器的允许误差，取 0.1；
ᇞ
U 为变压器调压抽头引起的误差，取调压范围的一半；
ᇞ
Fph 为因电流互感器引起的电流不平衡产生的相对误差，取 0.05；
比率制动系数 Kcd 建议取值范围为 0.3～0.7，误差范围为±5%或误差 0.05。
对于三圈变：
Id＝|I +I +I |
Ir＝|I |+|I |+|I |/2
式中， 分别为三侧电流，均以流入变压器为正方向。
注：
¾
此处制动电流与两侧差动程序有所区别，通常以 I ₁侧为高压侧，I ₃侧为低压侧。这里的电流是考虑过接线
方式换算后的电流。
¾
当 CT 饱和时，比率差动制动系数 Kcd=0.9。
¾
CT 饱和判别：各相电流的二次或者三次谐波值大于基波的 15%。只要三侧某一相电流满足饱和条件，即判
为整个保护 CT 饱和，差动制动系数按 0.9 处理。
在差动保护装置内，变压器各侧电流存在的相位差由软件自动进行校正。变压器各侧的电流互感
器均采用星形接线，并且以指向变压器为同极性。各差动元件的差电流、制动电流均可在“运行状态\
计算量 ”菜单中实时显示，或在主菜单实时循环显示，以便于装置检测和运行监视。
比例差动动作出口接点输出与差速动作出口一致。
PST 641UX 变压器保护装置技术说明书
2.3 二次谐波制动
利用三相差动电流中的二次谐波作为励磁涌流闭锁的判据。动作方程如下：
Max[Ida2, Idb2, Idc2] ＞ Kxb · Max[Ida, Idb, Idc]
其中 Ida2, Idb2, Idc2 为 A ,B,C 三相差动电流中的二次谐波含量，Ida, Idb, Idc 为 A ,B,C 三相差动电流，
Kxb 为二次谐波制动系数。当满足上述条件时，闭锁三相比率差动保护。Kxb 一般取为 10％～20％之
间，建议取为 0.15，误差范围为±5%或误差 0.05。
各差动元件的二次谐波有效值均可在“运行状态\计算量 ”菜单中实时显示，或在主菜单实时循环显
示，以便于装置检测和运行监视。
2.4 TA 断线
具有瞬时 TA 断线闭锁或告警功能及差流越限告警功能。
TA 断线启动条件为差流大于差动启动电流,在满足下列任何一个条件时，装置退出瞬时 TA 断线判
别：
1） 启动前某侧大相电流小于该侧额定电流的 20％，则不判该侧；
2） 启动后相电流大值大于该侧额定电流的 120％；
3） 启动后任一侧电流比启动前增加。
在上述三个条件均不满足的情况下，如某一侧同时满足以下条件，则延时 9s 判为 TA 断线：
1) 只有一相电流为零；
2) 其余两相电流与启动前电流相等。
如差流大于 15％的差动启动电流，经 10s 延时装置报差流越限，但不闭锁差动保护。这一功能可
兼作保护装置交流采样回路的监视功能。
2.5 非电量保护
从变压器本体来的接点经非电量保护装置重动后，输出一组空接点至 PST 641UX 主保护装置进
行事件记录，并可通过 MMI 将记录上传至后台计算机。
与非电量保护装置相对应，PST 641UX 装置通过投退软压板选择何种非电量信息需要进行记录。
对于“冷却故障”可经控制字 KG1.0 选择是否跳闸，如果选择跳闸，延时时间可整定，当延时到达后，
输出一付跳闸接点“(X3:8,X3:9)”输入至非电量保护装置，起动跳闸总出口。