荆州国电南自线路自投保护装置南自保护装置

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、
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。

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。

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、KK4 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 KK4 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。X6:3 接外部操作箱的正控制电源，
X6:16 接入外部操作箱的负控制电源，X6:15 与分位辅助接点相连， X6:9 与断路器合位辅助接点相连，
必要时 X6:10 与外部操作箱的手动跳闸输入端子相连。
不需要本模件的防跳回路时，断开镀银铜丝 KK8。

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) 任一线电压大于 30V；
3) 每秒钟的电压变化小于定值“闭锁电压变化率”。如小于该定值，本判据的状态将保持，直到电
压恢复到定值 VDY 以上后复归；
4) T＞TDY；
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。
2.8 过负荷
过负荷监视三相相电流，动作条件为：
1) MAX(IΦ)＞Ifh；
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。
2.9 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。
2.10 母线 PT 断线
当运行参数控制字 KG1.5=0 选择星型接线时，母线 PT 断线判据如下：
a) 相电压均小于 8V，某相(a 或 c 相)电流大于 0.05IN，判为三相失压；
b) 三相电压和大于 8V，小线电压小于 16V；
c)
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 PT 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：
a) 负序电压大于 8V；
b) 一相或两相线电压小于有压值 70V；
c)
三相线电压均小于有压值 70V，某相(a 或 c 相)电流大于 0.05In。
上述两种 PT 接线方式中，满足断线判据任一条件 10s 后，装置发“母线 PT 断线”信息并点亮告警
灯。
装置在检测到 PT 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。PT 断线检测功能可以通过“KG1.14”控制字投退。

一相间电流突变量连续三次大于起动门槛时，保护起动。
b) 负序电流起动元件
作为突变量起动元件的补充，防止突变量起动元件灵敏度不够时，作为辅助的起动元件。|I2|>m*|I1|
持续 30ms 后，保护起动。
c)
静稳破坏起动元件
为了检测系统正常运行状态下发生静态稳定破坏而设置的元件。
判据为：任一相间阻抗在相间距离Ⅲ段的范围内持续动作 30ms，并且振荡中心电压 UCosΦ 小于 0.5
倍的额定电压；或者任一相电流大于 1.2 倍的额定电流持续动作 30ms。
当该元件动作时，保护起动，进入振荡闭锁逻辑。振荡闭锁功能退出时，该元件退出。
2.1.2 阻抗元件
距离保护包括三段式相间距离，距离保护各段的投退均受距离保护压板的控制。相间距离由偏移阻抗
元件 ZPY ΦΦ 和正序方向元件 F1 ΦΦ 组成（ΦΦ=ab,bc,ca）。
1) 相间偏移阻抗Ⅰ、Ⅱ动作特性如图 2.1 的粗实线所示，并与正序方向元件 F1 共同组成距离Ⅰ、
Ⅱ段动作区。偏移阻抗Ⅲ段动作特性如图 2.2 的黑实线所示，并与正序方向元件 F1 共同组成
相间距离Ⅲ段动作区。其中，阻抗定值 ZZD 按段分别整定，而电阻分量定值 RZD 和灵敏角 Φ ZD
三段共用一个定值。偏移门槛根据 RZD 和 ZZD 自动调整。