国电南自微机综保,PSC-641UX

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）。
PS 640UX 系列保护测控装置使用说明书
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。

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。

1：POWER 模件端子中 L+、L-为装置电源正端、负端；DYGJ1、DYGJ2 为装置失电输出接点；Ia1、Ia1’， Ib1 、
Ib1’， Ic1 、Ic1’分别为一侧 A 相、B 相、C 相电流输入的极性端和非极性端；Ia2、Ia2’， Ib2、Ib2’， Ic2、Ic2’分别为
二侧 A 相、B 相、C 相测量电流输入极性端和非极性端；Ia3、Ia3’， Ib3、Ib3’， Ic3、Ic3’分别为三侧 A 相、B 相、C 相
测量电流输入极性端和非极性端。
注 2：开入 X2:6～开入 X2:13 固定定义为图中输入；开入 X2:14 可通过运行参数控制字 1 设置为相关信号输入端；
注 3：GPS 为 RS485 对时方式，GPS 地须和 GPS 装置 485 接口的 GND 连接，防止共模干扰，但不能与大地相连。
注 4：X3:8-9/10 为冷却故障接点，经跳线器 JUMP1 选择是否经 QDJ 闭锁。当 JUMP1=1-2 时，选择不经 QDJ 闭锁；
JUMP1=2-3 时，选择经 QDJ 闭锁(默认设置)；
注 5：X3:11-X3:12 为跳闸重动接点，经跳线器 JUMP2 选择是否经 QDJ 闭锁。当 JUMP2=1-2 时，选择不经 QDJ
闭锁；JUMP2=2-3 时，选择经 QDJ 闭锁(默认设置)；
PST 641UX 变压器差动保护装置技术说明书4 定值整定说明
4.1 保护定值清单及说明
4.1.1 保护定值清单
序号 定值名称 范围 单位 整定值 备注
1 控制字一 0000～FFFF 无 参见定值控制字 1（KG1）定义
2 控制字二 0000～FFFF 无 备用
3 差动速断电流 0.04In～20In A
4 差动启动电流 0.04In～20In A
5 拐点电流 0.04In～20In A
6 比率差动制动系数 0.1～1.0 无
7 二次谐波制动系数 0.01～0.5 无
8 变压器容量 0.01～65536 MVA
9 一侧额定电压 0～110.0 kV
10 二侧额定电压 0～110.0 kV
11 三侧额定电压 0～110.0 kV
12 一侧 TA 额定值 0～9999 A
13 二侧 TA 额定值 0～9999 A
14 三侧 TA 额定值 0～9999 A
15 一侧接线方式 0～1 无 详见 4.1.3 说明
16 二侧接线钟点数 1～12 无 详见 4.1.3 说明
17 三侧接线钟点数 1～12 无 详见 4.1.3 说明
18 冷却故障跳闸延时 0～9000 S
4.1.2 定值控制字 1（KG1）定义：
位 置 1 时的含义 置 0 时的含义 位 置 1 时的含义 置 0 时的含义
0 冷却故障跳闸投入 冷却故障跳闸退出 3～14 备用 备用
1 TA 断线闭锁差动投入 TA 断线闭锁差动退出 15 TA 额定电流 1A TA 额定电流 5A
2 二次谐波制动投入 二次谐波制动退出
4.1.3 变压器接线方式设置说明
实际应用中，一侧通常指高压侧，二侧、三侧根据实际需要匹配应用，如内桥侧、低压侧或低压分支
侧等。
一侧接线方式 0 表示，星型接线；1 表示角型接线。
二侧、三侧的钟点数，表示相对于一侧的钟点数，同时不同的钟点数实际匹配不同的接线方式。
下表以一侧、二侧接线情况说明，三侧同二侧方式上完全相同。
二侧钟点数 一侧、二侧接线方式 二侧钟点数 一侧、二侧接线方式
1 Y-ᇞ -1 接线 1 ᇞ-Y-1 接线
2 Y-Y-2 接线 2 ᇞ-ᇞ -2 接线
3 Y-ᇞ -3 接线 3 ᇞ-Y-3 接线
4 Y-Y-4 接线 4 ᇞ-ᇞ -4 接线
5 Y-ᇞ -5 接线 5 ᇞ-Y-5 接线
6 Y-Y-6 接线 6 ᇞ-ᇞ -6 接线
7 Y-ᇞ -7 接线 7 ᇞ-Y-7 接线
8 Y-Y-8 接线 8 ᇞ-ᇞ -8 接线
9 Y-ᇞ -9 接线 9 ᇞ-Y-9 接线
一侧接线方式为
一侧接线方式为
PST 641UX 变压器差动保护装置技术说明书
10 Y-Y-10 接线 10 ᇞ-ᇞ -10 接线
11 Y-ᇞ -11 接线 11 ᇞ-Y-11 接线
12 Y-Y-12 接线 12 ᇞ-ᇞ -12 接线
4.1.4 定值整定计算方法及步骤
4.1.4.1 计算变压器各侧额定电流：
In =Sn * NCT /（1.732*Ue×Nn）
其中：Sn 为变压器额定容量，单位 kVA；Ue 为计算侧额定电压，单位 kV；NCT为保护装置二次 CT
额定变比。
4.1.4.2 变压器各侧 CT 二次电流由软件校正。
1) 一侧接线方式有两种，分别为 Y 和ᇞ 接线，程序中对一侧电流校正作固定处理。以 Y-ᇞ -11 点接线
为例，
校正方法如下：
Y 侧： IA’=(IA-IB) / 1.732
侧： IA’=IA
其中，IA、IB、IC 为 Y 侧 CT 电流，IA’、IB’、IC’为 Y 侧校正后进行差动保护计算的电流。二侧、三
侧的二次 CT 电流，随着一侧接线方式和钟点数变化而不同。
下表以二侧钟点数为例，说明二侧 CT 电流的换算方式，表中仅以 A 相为例。
二侧钟点数 二侧 CT 电流换算 二侧钟点数 二侧 CT 电流换算
2) 平衡系数计算
以一侧为基准，二侧、三侧平衡系数分别为 Kphxs2=(Un2*N2)/(Un1*N1)，Kphxs3=(Un3*N3)/(Un1*N1)；
其中，Un2 、Un3为二侧额定电压，N2、N3为二侧、三侧的一次 CT 额定电流；Un1为一侧额定电压，
N1为一侧的一次 CT 额定电流。
例：已知变压器参数为：额定容量 Sn＝20MVA，各侧额定电压 35、10.5、6kV。
名 称 各侧数值
额定电压（kV） 35 10.5 6
一次 CT 额定值（A） 600 1200 2000

注 1：POWER 模件端子中 Ia1、Ia1’， Ib1 、Ib1’， Ic1 、Ic1’分别为高侧 A 相、B 相、C 相电流输入的极性端和非
极性端； I0、 I0’ 分别为零序电流输入的极性端和非极性端；Iac、Iac’， Ibc、Ibc’， Icc、Icc’分别为 A 相、B 相、C 相
测量电流输入极性端和非极性端；Ia2、Ia2’， Ib2 、Ib2’， Ic2 、Ic2’分别为低侧 A 相、B 相、C 相电流输入的极性端和
非极性端；U0、 U0’ 分别为零序电压输入的极性端和非极性端；Ua、Ub、Uc 分别为 A、B、C 相电压输入极性端，Un
为电压输入公共端；
注 2：开入 X2:5～开入 X2:14 可以通过软件设置为相关保护或测控功能输入，详见运行参数控制字说明部分；
注 3：GPS 为 RS485 对时方式，GPS 地须和 GPS 装置 485 接口的 GND 连接，防止共模干扰，但不能与大地相连。
注 4：备用出口 1(X3:8-9) 经跳线器 JUMP1 选择是否经 QDJ 闭锁。当 JUMP1=1-2 时，选择不经 QDJ 闭锁；JUMP1=2-3
时，选择经 QDJ 闭锁(默认设置)；
注 5：备用出口 2(X3:11-12)跳线器 JUMP2 选择是否经 QDJ 闭锁。当 JUMP2=1-2 时，选择不经 QDJ 闭锁；JUMP2=2-3
时，选择经 QDJ 闭锁(默认设置)；
注 6: 出口 12(X6:9-10)经跳线器 JUMP1 选择是否经 QDJ 闭锁。当 JUMP1=1-2 时，选择不经 QDJ 闭锁；JUMP1=2-3
时，选择经 QDJ 闭锁(默认设置)。
注 7: 出口 13(X6:13-14)经跳线器 JUMP2 选择是否经 QDJ 闭锁。当 JUMP2=1-2 时，选择不经 QDJ 闭锁；JUMP2=2-3
时，选择经 QDJ 闭锁(默认设置)。