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。
电流环输出端口 1:AO1+,AG1-
(2) 电流环输出端口 2:AO2+,AG2-
可选装此 DIO 模件的装置型号如下:PSL641UX、PSC641UX、PSM641UX、PSM642UX、PSP641UX、
PST642UX、PST645UX、PST648UX。选装此 DIO 模件时,需将内部控制字 KG1.12 位(智能板投入)
置为 1。
电流环输出比率为 0~1.2,电流环输出下限:4mA,电流环输出上限:24mA。DA 驱动通道为测量模
拟量通道,可选择测量电压、电流、有功或无功,相应测量量除以该通道额定值为该测量通道驱动电流环
输出的比率,标准范围为 0~1,大可至 1.2,对应电流环输出电流标准范围为 4~20mA,特殊需求下
大可以达到 24mA。
1.5.4 TRIP 模件
本模件内包括逻辑回路及操作回路两种功能。本模件为系列保护的通用模件。对在本装置内被定
义为备用输出的触点,可根据需要作为扩展功能用。
装置告警信号分为本地告警及中央告警信号两种方式。如 CPU 自检时发现装置有严重异常情况,
则立即驱动继电器切断 CPU 模件的 24V 跳闸电源,在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,这种情况称为本地告警。此时装置保护功能实际已经退出运行,所以尽快
PS 640UX 系列保护测控装置使用说明书
安排检修,检查装置!
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。
接线
为了不影响该产品的使用寿命和降低其性能,应注意安装方向及周围空间,正确的将其固定。请严格
按照随产品提供的工程设计图的接线规规正确接线。
装置安装在开关柜上与开关柜横排端子连接时,将连接至装置的不同性质的连线分别连接,不得绑扎在
一个线束内。不同性质的连线包括交流回路和直流回路,强电回路和弱电回路(指绝缘电压小于 60V 的回路)。
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为了防止意外事故和装置的正常性能,装置良好接地。接地线采用接地线(黄绿双
色,截面积不小于 4mm2
)经接地铜排接入变电站接地网,不得采用通过槽钢接地的接地方式。按照 GB/T
2887-2000《计算站场地技术要求》和 GB 9361-1988《计算站场地安全要求》接地电阻应小于 0.5 欧姆。
端子接线按以下规范操作
一、导线预处理
1、剥去绝缘层,剥线长度 8mm
2、加装冷压头,多股软线需要,硬线不需要加装。冷压头金属部分尺寸要大于 8mm,见下图
二、接线(以下均以 CPU、DIO、TRIP 模件端子为例,AC 模件端子接线与此类似)
1、将硬线或加装冷压头的多股线直接插入接线孔即可,多股线不得各自单压接冷压头插入端子的
接线孔。
2、确认导线完全插入接线孔内(单根或者两根线确认方法相同);
附 1:工具----起子规格
附 2:装置端子参数
额定电流(I):12A 额定电压(U):250V
接线容量(单根硬导线):0.2~2.5mm2 接线容量(单根软导线):0.2~2.5mm
接线容量(两根硬导线加冷压接头):0.5~1.0mm 接线容量(两根软导线加冷压接头):0.5~1.0mm
额定脉冲耐受电压:4kV
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1.9 屏柜开孔图
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1.10 面板布置
线路保护测控装置 PSL 641UX
过流 I 段压板灯以下类推
过流 I 段信号灯以下类推
液晶显示屏
告警灯
按键区
复归按键
分位灯
合位灯
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装置为背插式机箱结构。X1 为交流模件端子编号, X2 为 CPU 模件端子编号,同时 CPU 模件提
供 2 个 RJ45 以太网接口;X3、X4 为 TRIP 模件端子编号,X5、X6 为 DIO 模件端子编号(可选)。
PS 640UX 系列保护测控装置使用说明书1.11 操作回路示意图
1.12 订货须知
a) 产品型号、名称、订货数量;
b) 交流电流、电压、频率额定值;
c) 直流电压额定值;
d) 特殊的功能要求,包括模拟量输出功能;
e) 组屏要求及屏的尺寸及色标;
f) 收货地址HWJ线圈负端至TQ
至跳闸线圈TQTWJ线圈负端至HQ
跳闸入
手动跳闸入
合闸入
操作电源
合闸位置
至跳圈
跳闸入
手跳入
合闸入
至合圈
防跳
跳闸位置
跳
闸
回
路
合
闸
回
路
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2 菜单说明
低压保护及测控平台装置的键盘操作和液晶显示界面采用对话框结合菜单式的操作方式。液晶为双
色,192*64 点阵图形显示。采用 12*12 点阵字体。
显示画面总体结构示意图
注:有★标记的菜单项负责执行具体的功能!
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。
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。
PS 640UX 系列保护测控装置使用说明书2.2 菜单操作
2.2.1 正常显示画面(点阵:192×64,汉字:12×12,列 16(半角 32),行 5)
装置上电后,装置在正常显示画面中将轮流显示装置名称、当前运行定值区号、远方/就地、GPS/IRIG
对时状态、是否在测试模式,日期及时间信息、电流及电压的有效值及相角、测量值等信息
正常显示画面
在正常显示画面时,可按“>”键暂停在某个界面上,在同一个界面上刷新显示。按“<”键取消暂停。
事件窗口如下:
事件窗口显示画面按时间顺序显示发生的事件,用“∧”键、“∨”键查看不同事件。同时在事件窗口中能
查看同一个报告号的事件。当关闭事件窗口后,有新的事件发生,则事件窗口将自动弹出,显示新发生的
事件信息。
2.2.2 主菜单
进入主菜单后,可以用“∧”键、“∨”键、“<”键或“>”键选择相应的菜单项,按【←┘】键进入相应的子菜单
或执行相应的操作,按【Q】键返回到画面。其它菜单窗口的操作类似与此。
2.2.3 运行状态
【运行状态】
有效值 开入量
测量值 电度量
计算量
【主菜单】
运行状态 事件录波
定值管理 运行设置
出厂设置 装置测试
其 它
低压保护及测控装置
运行定值 00 区
就地
GPS 未对时
测量 Ia 0.001A
测量 Ib 0.001A
测量 Ic 0.001A
测量 Ua 0.001V
测量 Ub 0.001V
13-10-10 20:35:00.000
0ms 保护动作
20ms 过流 I 段动作
2059ms 重合闸动作
PS 640UX 系列保护测控装置使用说明书【测量值】
测量 Ia 0.001 KA
测量 Ib 0.001 KA
测量 Ic 0.001 KA
测量 Ua 0.001 KV
进入运行状态菜单选择窗口后,可以用“∧”键、“∨”键、“<”键或“>”键选择相应的菜单项,按【←┘】键进
入相应的显示窗口。显示窗口中用 “<”键、“>”键翻屏,“∧”键、“∨”键翻行,各显示量 2 秒刷新一次。
注:开入量有 4 种状态:强制合位、强制分位、合位(非强制)以及分位(非强制),强制指的是软件上强行,
非强制指的是硬件上获得的开入,合位指开入量为 1,分位指开入量为 0。
2.2.4 事件录波
事件录波菜单画面
2.2.4.1 保护事件,保护告警,遥信记录
进入“保护事件”菜单后,将显示新报告号的保护事件信息,用“+”键和“-”键查看上一份或下一份报
告,“∧”键和“∨”键查看当前报告的记录或下一记录。
进入“告警”菜单后,将显示新报告号的保护告警信息,用“+”键和“-”键查看上一份或下一份报告,
“∧”键和“∨”键查看当前报告的记录或下一记录。
进入“遥信记录”菜单后,将显示新报告号的遥信事件信息,用“+”键和“-”键查看上一份或下一份报
告,“∧”键和“∨”键查看当前报告的记录或下一记录。
按【←┘】键打印当前显示的报告,假如存在与当前报告对应的录波,则跳出选择打印通道的对话框,
选择完打印通道后,继续按按【←┘】键则可打印相应录波。
2.2.4.2 录波打印
“录波打印选择”窗口中,用“+”键和“-”键选择需打印的报告。按【←┘】键进入“录波打印通道选择”
窗口,用“∧”键、“∨”键翻行选择需打印的通道,用“+”键和“-”键选择特定通道是否用于打印。后按【←┘】
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;
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;
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。
PSL 641UX 线路保护测控装置技术说明书
2.9 过负荷
过负荷监视三相相电流,动作条件为:
2) 时间延时到。
其中 Ifh 为过负荷电流定值。过负荷告警或跳闸由控制字 KG2.13 确定。
2.10 小电流接地选线
当装置用于不接地或小电流接地系统,接地故障零序电流很小时,可以采用接地选线功能来完成
隔离故障。这种情况要求零序电流由外部的零序 CT 引入,当断路器处于合位且 3U0 大于 18V,
经 15s 装置产生 3U0 越限告警。3U0 越限告警功能在 KG2.10=1 时投入。
小电流接地选线功能由本装置和主站共同完成。当系统发生单相接地故障时,主站接收到任何 3U0
越限告警后,调取各装置内记录的 3U0、3I0 采样,计算后给出接地点策略。3U0 越限告警功能在 KG2.10
=1 时投入,当断路器处于合位且 3U0 大于 18V,经 15s 装置产生 3U0 越限告警。
无主站系统时,单装置接地试跳判据为:断路器合位且 3U0 大于 18V,人工试跳后,断路器变为
分位且 3U0 小于 18V,则判本线路接地,本功能由控制字 KG3.10 投退,置 1 时投入。
2.11 母线 TV 断线
当运行参数控制字 KG1.5=0 选择星型接线时,母线 TV 断线判据如下:
1) 相电压均小于 8V,某相电流大于 0.04IN,判为三相失压;
2) 三相电压和大于 8V,小线电压小于 16V;
3) 三相电压和大于 8V,大线电压与小线电压差大于 16V,判为两相或单相 TV 断线。
当运行参数控制字“KG1.5=1”选择角型接线时,对应母线 PT 采取 V-V 接线方式,断线判据如下:
1) 负序电压大于 8V;
2) 一相或两相线电压小于有压值 70V;
3) 三相线电压均小于有压值 70V,某相电流大于 0.04IN。
上述两种 TV 接线方式中,满足断线判据任一条件 9s 后,装置发“母线 TV 断线”信息并点亮告警
灯。
装置在检测到 TV 断线后,可根据控制字选择,或者退出带方向元件、电压元件的各段保护,或
者退出方向、电压元件。TV 断线检测功能可以通过“KG1.14”控制字投退。
2.12 线路 TV 断线
使用检同期或检无压合闸,监视线路抽取电压。如果线路抽取电压低于 0.3 倍额定电压,任
一相有流且断路器在合位时,持续满足条件 9s 后发“线路 TV 断线”告警。当装置判定线路抽取电压断
线后,检同期和检无压逻辑均被闭锁。
“线路 TV 断线”告警动作后,只有线路抽取电压上升到 0.3 倍额定电压以上,告警状态才能返回。
该功能可由“KG3.7”控制字投退。
如不使用重合闸功能,或者重合闸不检同期也不检无压时,线路抽取电压不接入本装置。此时须将控
制字 KG3.7=0,装置退出线路抽取电压断线判别。
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。