娄底国电南自电动机保护微机保护装置

PS 640U 系列保护测控装置(工业版)使用说明书

章 PS 640U 系列保护测控装置(工业版)使用说明书1 概述1.1 适用范围PS 640U 系列保护测控装置（工业版）是国电南京自动化股份有限公司针对石化、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工业电力系统。PS 640U系列保护测控装置（工业版）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，支持脉冲或 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：装置插件具有多种选配方式，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，提供 4-20mA 及逻辑联锁等功能，可与 DCS 系统或工业系统配合。通 信 强 大 、 记 录 全 面 ： 提 供 以 太 网 通 讯 口 和 RS-485 通 讯 口 ， 支 持 以 太 网 通 讯 规 约 、 专 用IEC60870-5-103 通讯规约和 IEC 61850 通讯规约；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a)

PSL 641U 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。

PSL 642U 线路保护测控装置，含相间距离保护，适用于重要线路。

c)

PSL 643U 母联保护测控装置, 适用于 110kV 以下电压等级的母联保护与测控。

d)

PSL 646U（含基本型和 D 型配置）线路保护测控装置，基本型含光纤电流差动保护，适用于重

要短线路；D 型配置适用于 35kV 及以下电压等级的双圈变压器的线路变压器组光纤差动保护。1.3.2 变压器保护测控装置a)

PST 641U 变压器差动保护装置，配置差动速断和比率差动，作为主保护，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 642U 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，分侧配置。c)

PST 644U 非电量保护装置，适用于 66kV 及以下电力变压器，多可提供 16 路非电量保护，可

与 PST 641U、PST 642U 配套使用。d)

PST 645U（含基本型和 D 型配置）变压器保护测控装置，基本型不含差动保护，过流保护为主

保护，适用于所用变/接地变压器/厂用变；D 型配置含差动保护和 FC 闭锁，适用于厂用变。

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大气压力

66kPa～110kPa

b) 周围环境装置使用地点应无爆炸危险、无腐蚀性气体及导电尘埃、无严重霉菌、无剧烈振动源，不允许有超过发电厂变电站正常运行范围内可能遇到的电磁场存在。有防御雨、雪、风、沙、尘埃及防静电措施。场地安全要求应符合 GB 9361-1988 中 B 类的规定。接地电阻应符合 GB/T 2887-2000 中 4.4 要求。装置使用地点的地震烈度应不大于 8 度。1.4.14

绝缘性能

a）绝缘电阻正常试验大气条件下，装置的带电部分（通信接口回路除外）和非带电金属部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压为直流 1000 V 的兆欧表测量其绝缘电阻值，应不小于 50 MΩ；通信接口回路对地，用开路电压为直流 500 V 的兆欧表测量其绝缘电阻值，应不小于 100 MΩ。b）介质强度在正常试验大气条件下，装置通信接口回路及 24V 弱电输入输出等端子对地能承受 50 Hz、500 V的交流电压，历时 1min 的试验而无击穿闪络及元件损坏现象；电源回路对地能承受 2800 V 的直流电压；其余的各带电导电电路分别对地之间，交流回路和直流回路之间，交流电压回路和交流电流回路之间能承受 50 Hz、2000 V 的交流电压，历时 1min 的试验而无击穿闪络及元件损坏现象。试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。c）冲击电压在正常试验大气条件下，装置通信接口回路及 24V 弱电输入输出等端子对地能承受开路试验电压为 1kV 的标准雷电冲击波试验。其余的各带电导电电路分别对地之间，交流回路和直流回路之间，交流电压回路和交流电流回路之间能承受开路试验电压为 5kV 的标准雷电冲击波试验。1.4.15

耐湿热性能

装置能承受 GB/T 2423.9 规定的恒定湿热试验。试验温度+40 ℃±2 ℃、相对湿度（93±3）％，试验时间为 48 h。在试验结束前 2 小时内根据 2.4.1 的要求，测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于 1.5 MΩ，介质耐压强度不低于 2.4.2 规定的介质强度试验电压幅值的 75％。1.4.16

电磁兼容性能试 验 项 目

HWJ 线圈负端至 TQ

至断路器跳闸线圈，此接入端不应经压力接点的闭锁。

手动跳闸入

手动跳闸、遥控跳闸或外部保护跳闸（闭锁重合闸）输入端

跳闸入

保护跳闸输入（不闭锁重合闸）

至跳闸线圈 TQ

接入断路器跳闸线圈

合闸入

重合闸、手动或遥控合闸输入端

至合闸线圈 HQ

接入断路器合闸线圈

断路器分合闸操作回路

TWJ 线 圈 负 端 至HQ-KM

位置接点

保护跳合闸输出接点

至断路器合闸线圈，此接入端不应经压力或弹簧储能接点的闭锁。控制电源输入负端

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。

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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，见下图。

CPU、DIO、TRIP 模件端子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）；

CPU、DIO、TRIP 模件端子3、分离(单根线或者两根线分离方法相同)a) 分离导线时请采用标准的螺丝刀b) 将螺丝刀插入橙色的操作位，并向内推入c)

将导线从接线孔内拔出即可。14


PS 640U 系列保护测控装置(工业版)使用说明书

CPU、DIO、TRIP 模件端子附 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

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。20


PS 640U 系列保护测控装置(工业版)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、测量值等信息低压保护及测控装置运行定值 00 区就地GPS 未对时2013/10/10 09:09:30

测量 Ia测量 Ib测量 Ic测量 Ua测量 Ub


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：13-10-10 20:35:00.0000ms 保护动作20ms 过流 I 段动作Ia-1 0.1AUa-2 10V2059ms 重合闸动作

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【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

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

【开入量】DI_硬压板分位DI_差动保护压板 合位DI_充电保护压板 强制分位DI_1G1强制合位

【有效值】Ia_1 0.013A-150.6°Ib_1 0.013A-150.6°Ic_1 0.013A-150.6°Ia_2 0.013A-150.6°

测量 Ia测量 Ib测量 Ic测量 Ua

【测量值】0.001 KA0.001 KA0.001 KA0.001 KV

PS 640U 系列保护测控装置(工业版)使用说明书【计算量】01. A 相电压幅值0.002V02. B 相电压幅值0.001V03. C 相电压幅值0.002V04. A 相电压相角0.003V

01. P 脉冲02. Q 脉冲03. +Wh04. arh

【电度量】0.000.000.001.00

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】保护保护告警遥信记录操作记录录波打印

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】名称 edp5f1e.frw ±录波形成时间:2013/10/12 18:05:40录波文件大小: 103105B

【录波打印通道选择】01 Ua ±02 Ub03 Uc04 Ux

“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【←┘】键打印选中的录波通道。2.2.4.3 操作记录进入“操作记录”菜单后，将显示新报告号的操作记录信息，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。目前操作记录来源分为“MMI 操作”，“PC 操作”，“后台操作”，对定值相关操作，压板，开入强制操作进行记录。22


PS 640U 系列保护测控装置(工业版)使用说明书2.2.5 定值管理【定值管理】定值显示定值修改定值切换定值打印定值删除

定值管理菜单画面2.2.5.1 定值显示【定值显示】-定值区选择请选择显示定值区：00 ±当前运行区： 00 区

显示定值区选择画面【定值显示】-通道系数01.kp102.kp203.kp304.kp4
0区无无无无

【定值显示】-保护投退01.V/F 保护投退02.低励保护投退03.过励保护投退

0区投入退出投入

定值显示画面进入定值显示菜单，用“＋”键和“－”键选择显示哪一区的定值，按确认键查看该定值区内容。 使用“∧”键、“∨”键翻行，长按“＞”键将显示出选定定值项的详细信息。长按 “＜”键将切换显示到上一个定值页 ，长按“＞”键将切换显示到下一个定值页。定值项名称：过流 I 段电流归属保护页：公共定值页类型：浮点型单位：A当前值：15.000缺省值：15.000小值：0.000大值：100.00

定值条目详细信息画面 1

01．(1) 电流 I 段不带方向 ±

±03．(1) 电流 III 段带方向 ±04．(1) 电流 II 段电压闭锁 ±05．(1) 电流 III 段电压闭锁 ±02．(1) 电流 II 段带方向

定值条目详细信息画面 2

定值条目详细信息画面 1 显示选中的定值项的详细信息，假如此定值条目类型为控制字，则将显示定值条目详细信息画面 2。可用“∧”键、“∨”键翻行，用“＋”键和“－”键修改控制字的相应位，以供查看。2.2.5.2 定值修改【定值修改】-定值区选择请选择修改定值区：00 ±当前运行区： 00 区

PS 640U 系列保护测控装置(工业版)使用说明书运行定值区时，不能删除。2.2.6 运行设置【运行设置】压板设置时间调整设备标识运行参数电度清零HMI 设置

运行设置菜单画面【压板设置】差动保护投入+↑高压侧复功 I 段退出+高压侧复功 II 段投入+↓低压侧速断投入+

【时间调整】2013-10-18 14:10:482系统时钟： 2013-10-18 14:10:48

“∧”键、

用

“∨” 键

选择不同的压板,用“＋”键或“－”键选择投入或退出。若需放弃设置，按“Q”键退出。按【←┘】键开始设置保护，系统提示输入密码，确认输入。只有压板所属保护投入运行，压板才显示在压板设置窗口中。用“＜”键、“＞”键选择要修改的时间位置，“＋”键或“－”键修改时间的值。若需放弃设置，按“Q”键退出。按【←┘】键开始设置时间。系统时钟为装置时钟芯片的时钟。【设备标识】输入名称：低压保护设备【内码】B5

用“＜”键、“＞”键选择要修改的名称位置，“＋”键或“－”键修改名称的值。若需放弃设置，按“Q”键退出。按【←┘】键开始设置装置名称。装置名称用来标识此装置。通过 SGVIEW “系统”－>“设备标识”同样能够设置设备标识。【运行参数】01.V/F 保护投退02.低励保护投退03.过励保护投退

投入 ±退出 ±投入 ±
PS 640U 系列保护测控装置(工业版)使用说明书运行参数窗口操作与定值操作类似，可参考定值操作章节。【HMI 设置】通信口 1通信口 2串口 1其它设置

【通讯口 2】01. 是否使用：是 ±02. IP 地址： 192.168.000.12303. 子网掩码： 255.255.255.004. 接口选择： 双绞线 ±

【通讯口 1】01. 是否使用：是 ±02. IP 地址： 192.168.000.12303. 子网掩码： 255.255.255.004. 接口选择： 双绞线 ±
【其它设置】对时方式: GPS 秒对时+语言: 简体中文+与后台通讯 : 是+上送事件参数: 是+

进入 HMI 设置，显示通信口 1，通信口 2 设置信息。串口 1 功能保留。进入特定的通讯口设置窗口后，用“∧”键、“∨”键选择不同的设置条目,用“＋”键或“－”键选择不同条目的值。若需放弃设置，按“Q”键退出。按【←┘】键开始设置，系统提示输入密码，选择设置针对的通讯口。设置成功后则将自动重启装置。2.2.7 出厂设置【出厂设置】开入强制内部定值测量调校保护调校

【开入强制】DI_差动保护压板 分位+DI_充电保护压板 分位+DI_1G1强制合位+DI TSFS强制分位+

【测量调校】操作：增益校准 ±

操作：

【保护调校】偏置校准 ±

按确认键执行选中操作按确认键执行选中操作

在“保护设置”显示窗口中，用“∧”键、“∨”键选择不同的保护,用“＋”键或“－”键选择投入或退出。若需放弃设置，按“Q”键退出。按【←┘】键开始设置保护，系统提示输入密码，确认输入。保护投退后，装置需重启才会起作用。在“开入强制”显示窗口中，用“∧”键、“∨”键选择不同的开入量,用“＋”键或“－”键选择强制合、强制分、或非强制。选中某个开入量，按【←┘】，则设置此项开入量状态。按“Q”键退出。2.2.8 系统测试【系统测试】开出传动开入检查交流测试灯光测试综自功能

2.2.8.1 开出传动

PS 640U 系列保护测控装置(工业版)使用说明书选择“系统测试”菜单下的“开出传动”子菜单，系统提示输入密码：

输入密码：

【开出传动】00

系统将进入硬件测试模式!并停止逻辑图扫描功能!

用“＜”键、“＞”键选择输入位置, 用“＋”键和“－”键输入密码, 按【←┘】键进入。若密码错误,显示密码错误消息框：【开出传动】开出传动密码错误!

密码输入正确后，系统将进入硬件测试模式，并停止逻辑图扫描功能，报告警事件。退出告警事件窗口后，系统即进入开出传动操作菜单：【开出传动】名称: 启动 ±操作: 动作±当前状态:返回

用“∧”键、“∨”键选择不同的输

入项, 用“＋”键和“－”键选择开

出量名称、动作方式, 按【←┘】键开始开出操作。当退出窗口，或者键盘闲置延时超过 10 分钟自动退出窗口时，系统将自动收回所有接点并退出硬件测试模式，继续逻辑图扫描功能。2.2.8.2 开入检查选择“系统测试”菜单下的“开入检查”子菜单，系统提示输入密码：

输入密码：

【开入检查】00

系统将进入硬件测试模式!并停止逻辑图扫描功能!

用“＜”键、“＞”键选择输入位置, 用“＋”键和“－”键输入密码, 按【←┘】键进入。若密码错误,显示密码错误消息框：【开入检查】进入开入检查失败!

PS 640U 系列保护测控装置(工业版)使用说明书密码输入正确后，系统将进入硬件测试模式，并停止逻辑图扫描功能，报告警事件。退出告警事件窗口后，系统即进入开入检查查看菜单：【开入检查】闭锁重合分位弹簧未储能分位远方复归分位

此状态下 MMI 每隔 2 秒定时刷新开入量状态。用“∧”键、“∨”键选择不同的查看项。当退出窗口，或者键盘闲置延时超过 10 分钟自动退出窗口时，系统将自动收回所有接点并退出硬件测试模式，继续逻辑图扫描功能。2.2.8.3 交流测试选择“系统测试”菜单下的“交流测试”子菜单，系统提示输入密码：

输入密码：

【交流测试】00

系统将进入硬件测试模式!并停止逻辑图扫描功能!

用“＜”键、“＞”键选择输入位置, 用“＋”键和“－”键输入密码, 按【←┘】键进入。若密码错误,显示密码错误消息框：【交流测试】进入交流测试失败!

密码输入正确后，系统将进入硬件测试模式，并停止逻辑图扫描功能，报告警事件。退出告警事件窗口后，系统即进入交流测试查看菜单：【交流测试】Ia_1 0.013A-150.6°Ib_1 0.013A-150.6°Ic_1 0.013A-150.6°Ia_2 0.013A-150.6°

此状态下 MMI 每隔 2 秒定时刷新交流量。用“∧”键、“∨”键选择不同的查看项。当退出窗口，或者键盘闲置延时超过 10 分钟自动退出窗口时，系统将自动收回所有接点并退出硬件测试模式，继续逻辑图扫描功能。

PS 640U 系列保护测控装置(工业版)使用说明书2.2.9 其它【其程序版本文件传输

它】装置工况码表打印

进入“其它”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。2.2.9.1 程序版本【程序版本】PSL640U系统发布校验码： D6D5系统发布版本号： 1.35

窗口中第二行显示的为装置型号，可在逻辑图软件中设置。第三行显示系统发布校验码，第四行显示系统发布版本号。2.2.9.2 装置工况【装置工况】01. 环境温度:38℃02. +24V:23.910V03. +10V:9.864V04. -10V:-9.972V

装置工况窗口显示装置内部的环境温度，与各参考电压的实际电压值。可以用“∧”键、“∨”键、“＜”键或“＞”键选择相应的菜单项。显示窗口中用 “＜”键、“＞”键翻屏，“∧”键、“∨”键翻行，各显示量 2 秒刷新一次。2.2.9.3 码表打印【码表打印】码表打印： 定值码表信息±

码表打印窗口显示各码表的打印界面。用“＋”键和“－”键来选择打印的项目。分别可打印定值码表信息，事件码表信息，压板码表信息，遥信码表信息，与所有码表信息。按【←┘】键打印。

PSL 641U 线路保护测控装置说明书

第二章 PSL 641U 线路保护测控装置说明书1 概述1.1 适用范围PSL 641U 线路保护测控装置以电流电压保护为基本配置，同时集成了各种测量和控制功能，适用于66kV 及以下电压等级的配电线路。应用领域覆盖电力、水利、交通、石油、化工、煤炭、冶金等行业。1.2 保护功能配置a) 三段式复压方向闭锁过流b) 二段式方向零序保护及零序告警c)

过流加速保护和零序加速保护

d) 低周减载功能e) 低压减载功能f)

过负荷保护（告警或跳闸可选）

g) 三相重合闸功能h) 小电流接地选线功能i)

PT 断线判别

1.3 测控功能配置a) 电流、电压、功率、功率因素等测量量b) 14 路外部开关量输入遥信采集(大 22 路可选)c)

断路器位置、手动分闸及事故遥信

d) 正常断路器遥控分合e) GPS 对时输入2 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 相间方向元件采用 90°接线方式，按相起动。以电流流出母线为正方向，动作范围 Arg(U/I)＝－90°～＋30°，误差＜±3°。2.1.2 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。2.1.3 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。本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。31