南自线路保护装置危机保护线路保护

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。

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：

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。

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。