开封PST-641UX变压器差动保护南京南自

适用范围
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。

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。

保护功能及原理
2.1 相间过电流保护
装置在执行三段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：
1) Iϕ ＞ Idn；Idn 为 n 段电流定值，Iϕ为相电流；
2) T ＞ Tdn ；Tdn 为 n 段延时定值。
2.1.1 低电压闭锁元件
低电压元件在三个线电压中的任意一个低于低电压定值时动作，开放被闭锁保护元件。利用此元件，
可以装置在电动机反馈等非故障情况下不出现误动作。当控制字 KG1.7=1 时，对侧复压闭锁投入，
开入 X2:11 为高电平时，低电压元件动作。
2.1.2 负序过电压闭锁元件
当负序电压大于定值时，开放被闭锁保护元件。同低电压闭锁元件共同构成复合电压闭锁元件，与过
流元件构成复合电压过流保护。本元件也可通过控制字决定闭锁任何一段电流保护元件。当控制字
KG1.7=1 时，对侧复压闭锁投入，开入 X2:11 为高电平时，负序电压元件动作。
2.1.3 相间过流方向元件
采用 90°接线方式，按相起动，电流方向以指向变压器为正方向，可以通过控制字 KG2.0 选择正
方向或反方向动作区。当方向设置为正方向动作区时，动作范围 Arg(U/I)＝－135°～＋45°；当方向设
置为反方向动作区时，动作范围 Arg(U/I)＝45°～225°。各段保护方向元件可由控制字分别投退。
所谓 90°接线方式，是假设三相电压对称且功率因数为 1 时，流入方向继电器的电流和电压相位
相差为 90°的一种接线方式。

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：
a) 启动前某侧大相电流小于该侧额定电流的 20％，则不判该侧；
b) 启动后相电流大值大于该侧额定电流的 120％；
c)
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。
2.1.4 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。
2.2 相间过电流保护
装置在执行三段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下：
1) Iϕ ＞ Idn；Idn 为 n 段电流定值，Iϕ为相电流；
2) T ＞ Tdn ；Tdn 为 n 段延时定值。
其低压闭锁元件、负序电压闭锁元件由相应控制字投退。
2.2.1 低电压闭锁元件
低电压元件在三个线电压中的任意一个低于低电压定值时动作，开放被闭锁保护元件。利用此元件，
可以装置在电动机反馈等非故障情况下不出现误动作。
2.2.2 负序过电压闭锁元件
当负序大于负序过电压定值时，开放被闭锁保护元件。可以同低电压闭锁元件共同构成复合电压闭锁
元件，与过流元件构成复合电压过流保护。

过负荷元件
过负荷元件监视三相的电流，其动作条件为：
MAX (Iϕ)>Ifh，其中 Ifh 为过负荷电流定值。
可通过相应控制字设置为告警或跳闸。
2.4 零序过流保护
装置提供高低压侧各三段零序过流保护，其中高压侧零序Ⅲ段可通过控制字设置为告警，当高压
侧零序电流用作跳闸或告警时，零序电流可以由运行参数中的控制字一的 KG1.1 位选择零序电流由外部专
用的零序 CT 引入，或者由软件自产生成，装置默认为高压侧零序电流外接。
低压侧零序Ⅲ段保护可通过控制字设置为反时限保护，零序保护反时限特性同相间电流反时限元
件。
2.5 零序过压保护
在满足下列条件时，零序过电压元件动作：
1)
零序电压零序过压整定值；
2)
断路器在合位；
3)
延时时间到。
可通过相应控制字设置为告警或跳闸，当零序过压选择为告警时，装置采用自产 3U0 零序电压进行判
别。

整定值自动加倍
为防止电动机起动时，电动机机端和中性点 CT 不平衡电流引起差动保护误动作，本装置提供了整定
值自动加倍功能。在起动过程中，差动保护启动电流定值和比率制动系数加倍运行。起动过程完成后，差
动保护按照原始定值运行。本功能可通过设置 KG2.10 投入或退出。
2.2.3 CT 断线
具有瞬时 CT 断线闭锁或告警功能及差流越限告警功能。
比率差动启动后，将进行瞬时 CT 断线的检测，判断差流是不是由于断线引起。如判为 CT 断线，
则发出告警信号，报告 CT 断线；通过调整控制字 KG2.13 可以决定是否闭锁差动保护；如比率差动保
护功能退出，则瞬时 CT 断线功能将自动退出检测。
1.
瞬时 CT 断线判别在满足下列任何一个条件时，将不进行 CT 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。
2.
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，则判为 CT 断线：
1) 一相或两相电流为零；
2) 其余相电流和启动前相等。
3.
如差流大于 50％的差动定值，经判别超过 10s 后，发出告警信号。并报告差流越限，但不闭
锁差动保护。这一功能可以兼作保护装置交流采样回路的监视功能。