线路保护国电南自保护装置

PS 640UX 系列保护测控装置是国电南京自动化股份有限公司针对电力、石化、钢铁、冶金等行业研
发的保护测控一体化装置，它适用于 110kV 以下电压等级的非直接接地或者小电阻接地系统的地方电力及
工业系统。
PS 640UX系列保护测控装置基于国电南自自主研发的EDP保护平台，采用了多项创新技术，集保护、
控制、测量、通信和监视功能于一体，资源丰富配置完善、运行维护灵活方便、稳定可靠安全性高，整体
技术性能指标处于国内水平，为工业电力系统的安全、稳定、经济运行提供了坚实的基础。
1.2 主要特点
资源丰富、功能完善：实时钟系统，支持 RS485 IRIG-B 方式 GPS 对时；灵活的组网方式及
规约配置；能提供完善的保护、测量、控制功能。
技术成熟、可靠性高：将国电南自国际的高压保护的技术及思想，应用到低压保护中，保护原理
可靠，性更强；产品硬件电磁兼容水平符合国家标准。
配置灵活、针对性强：装置插件配置简单易用，出口可灵活组态，方便了现场的各种应用要求；充分
考虑钢铁冶金企业的特点。
通信强大、记录全面：提供双以太网通信口或者双 RS-485 通信口，支持 IEC60870-5-103 通信规约
和 MODBUS 通信规约；可查询至少 100 次跳闸记录，200 次自检记录，后 200 次开关量及状态变位记
录，全面记录装置运行信息；可记录 8~100 个报告及变位标志集。

1.3 主要型号及功能
本系列产品包括下列装置：
1.3.1 线路保护测控装置
PSL 641UX 线路保护测控装置，过流保护为主保护，适用于输电或配电线路的保护及测控。
1.3.2 变压器保护测控装置
a) PST 641UX 变压器差动保护装置，适用于 6.3MVA 及以上容量变压器或工业企业的重要变压器；
b) PST 642UX 变压器保护测控装置，适用于 6.3MVA 及以上容量变压器或工业企业重要变压器的
后备保护；
c) PST 645UX 变压器保护测控装置，过流保护为主保护，适用于所用变/接地变压器/厂用变。
1.3.3 电容器保护测控装置
PSC 641UX 电容器保护测控装置，适用于变电所内并联电容器组保护及测控，配置差压（或差流）、
不平衡电压（或电流）输入。
1.3.4 电抗器保护测控装置
PST 648UX 电抗器保护测控装置，适用于 35kV 及以下电压等级串并联电抗器保护及测控。
1.3.5 备用电源自投装置
PSP 641UX 备用电源自投装置，装置具备 7 种典型接线方式备投，适用于不同电压等级各种接线方
式的备用电源自投。

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。

1.5.5 人机对话（MMI）模件
人机对话模件的核心为总线不出芯片的微控制器，其主要功能是显示保护 CPU 输出的信息，扫描
面板上的键盘状态并实时传送给保护 CPU。具有高度的可靠性。采用此种配置方式，既避免了保护
CPU 大量的总线外引，提高了保护装置的可靠性，又几乎不增加产品成本，提升了装置的性能价格比。
本模件上的显示窗口采用五行，每行十二个汉字的液晶显示器，人机界面清晰易懂。液晶显示正
常在 5 分钟内无键盘操作时，背光能够自动熄灭。面板上配置的 PS 系列保护装置通用的键盘操作方
PS 640UX 系列保护测控装置使用说明书
式，使得人机对话操作方便、简单。同时，考虑到低压保护运行的特点，在本模件上还配置了丰富的
灯光指示信息，使本装置的运行信息更为直观。

2.1 菜单结构
2.1.1 运行状态
有效值：实时显示各模拟量通道的有效值和相角；
开入量：实时显示各开入量状态；
测量值：实时显示各测量量的大小；
电度量：保留；
计算量：实时显示与保护相关的模拟量或中间量。
2.1.2 事件录波
保护事件：显示保护相关历史事件；
保护告警：显示保护相关历史告警；
遥信记录：显示遥信历史事件；
操作记录：显示操作后记录的操作日志信息。包括定值相关，压板，开入强制操作记录；
录波打印：选择录波文件，并选择特定通道进行打印。
正常显示画面
主菜单
运行状态 事件录波 定值管理 运行设置 其它
★有效值
★开入量
★测量值
★电度量
★计算量
★定值显示
★定值修改
★定值切换
★定值打印
★定值删除
★ 压板设置
★ 时间调整
★ 设备标识
★ 运行参数
★ 电度清零
HMI 设置
★ 开出传动
★ 开入检查
★ 交流测试
★ 灯光测试
综自功能
★程序版本
★装置工况
★文件传输
★码表打印
系统测试
★保护事件
★保护告警
★遥信记录
★操作记录
★录波打印
出厂设置
★ 开入强制
★ 内部定值
★ 测量调校
★ 保护调校
★通信口 1
★通信口 2
★串口 1
★其它设置
★保护事件
★告警事件
★保护压板
★遥信
★遥控
★遥测
PS 640UX 系列保护测控装置使用说明书
2.1.3 定值管理
定值显示：显示各个定值区的整定值；
定值切换：从一个定值区切换到另一个定值区运行（只能在已整定的有效定值区之间相互切换）；
定值修改：修改选定定值区中的整定值；
定值打印：选择的定值区与的定值页进行打印；
定值删除：删除特定定值区的相应文件。
2.1.4 运行设置
压板设置：各种功能软压板投退；
时间调整：调整装置时间，显示的系统时钟来源为时钟芯片；
设备标识：设置装置名称，的标识此装置，可通过 SGVIEW 方便地进行设置；
运行参数：与运行相关的参数设置；
电度清零：保留。
HMI 设置：设置人机交互相关的信息，包括通信口，串口 1，其他 HMI 相关的设置。
2.1.5 出厂设置
开入强制：强制保护程序的开入量输入状态；
内部定值：保留；
测量调校：对测量通道进行调校；
保护调校：对保护通道进行调校；
2.1.6 装置测试
开出传动：各输出开关量手动控制输出或返回；
交流测试：各模拟量通道的有效值和相角的实时显示。显示条目与输入监视菜单的有效值显示的条目
相同。
开入检查：开入量实时显示；
灯光测试：测试面板上的压板灯，信号灯亮、灭。
综自功能：用于与后台监控及远动主站信息对点使用。
保护事件：逐条发送保护事件报文；
遥信：逐条发送 SOE 或开入量报文；
告警事件：逐条发送装置异常，保护告警或呼唤信息报文；
遥控：逐条发送压板变位信息报文。
保护压板：逐条发送压板变位信息报文。
遥测：逐条发送测量量变位信息报文。
2.1.7 其它
程序版本：显示装置的总版本号与总 CRC；
装置工况：监视装置工作状况，包括电路板温度和各电源电压。与运行状态菜单中显示的内容相同；
文件传输：保留；
码表打印：打印码表信息。

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。