国电南自微机综保,国电南自,PST-645U

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。

tp为时间系数，范围为（0.05～1）；Ip为电流基准值；I 为故障电流；t 为跳闸时间。
整定值部分反时间为上述表达式中分子的乘积值，单位为秒，整定范围为（0.005～127）。
对于长时间反时限亦能实现。长时间反时限表达式如下：
装置的相间电流保护，可通过设置控制字的相关位选择定时限或反时限方式。当选择反时限方式后，
自动退出定时限Ⅲ段过流保护，相间电流Ⅲ段的功能压板分别变为相间电流反时限功能投退压板。
2.3 零序过电流
当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 KG1.7 位选择零序电流由外
部的零序 CT 引入，或者由软件自产生成，装置默认为零序电流外接。
零序过电流保护在满足以下条件时出口跳闸：
1） 3I0>I0n，I0n 为接地 n 段定值；
2） T>T0n，T0n 为接地 n 段延时定值；
3） 相应的方向条件满足（若需要）。
2.3.1 零序方向元件
零序电流以母线流向线路为正方向，零序 TA 极性端接装置 3I0 极性端。按一次系统中性点低电阻接
地方式考虑，零序方向元件动作区域设为 Arg(3U0/3I0)= －195°～－75°。其中 3U0 为自产。
对于一次系统中性点采用中电阻或高电阻接地方式时，根据系统的不同情况，动作区域可以调整。订
货时须特别说明。
2.3.2 零序反时限元件
零序反时限元件原理同相间过流反时限元件，反时限特性由整定值中反时限指数整定。
装置的零序过电流保护可通过设置相关控制字选择定时限或反时限方式。当选择反时限方式后，自动
退出Ⅱ段零序过流元件，零序过电流Ⅱ段的功能压板分别变为零序过电流反时限功能投退压板。
2.3.3 零序电流告警元件
零序电流在满足“零序过电流告警”定值并经延时时间定值后发告警信号。
2.4 合闸加速
包括手合加速及保护加速两种，加速功能可通过软压板投退。
手合加速回路的启动条件为：
1) 断路器在分闸位置的时间超过 30s；
2) 断路器由分闸变为合闸，加速功能开放 3s。
手合加速需要投入加速压板、设定加速电流及时间定值，加速方式由控制字选择为后加速方式即可实
现该功能。单投入手合加速保护功能，可用于分段或母联断路器的充电保护。
保护加速分为前加速或重合后加速方式，可由控制字选择其中一种加速方式。
本保护设置了立的过流及零流加速段电流定值及相应的时间定值，与传统保护相比，使保护配置更
趋灵活。本保护的过流加速段还可选择带低电压闭锁及负序电压闭锁，但所有加速段均不考虑方向闭锁。

通过“运行参数”中的控制字 KG1.1，把开入端子 X2:11 设置为外部起动同期合闸功能输入端。断
路器开关位置在跳位 30 秒后，当手合同期 X2:11 开入有低电平变高电平或装置接受到遥控合闸命令，
装置开始检查是否满足合闸条件，如在 10s 内不满足合闸条件，则本次合闸操作失败。
准同期或同期电压相别选择同重合闸，由定值“同期相别选择”整定。手合准同期（检同期或检无压）
的出口为“X3:8-9”
检同期或检无压的判据和定值与 2.5.3 所述相同。
检准同期判据如下：
1）母线与线路抽取电压差小于整定值
2）频率差小于整定值
3）频率差加速度小于整定值
4）母线与线路抽取电压的夹角 - 导前角度 ＜ 15 度
注：导前角度＝2π×频率差×合闸导前时间定值＋π×频率差加速度×合闸导前时间定值 2
5）断路器在分闸位置
6）断路器在跳位 30 秒后，手动合闸开入量由低电平变为高电平（输入端子 X2:11）或装置接收
到遥控合闸命令
母线与线路抽取电压可通过控制字 KG2.6 选取线电压或相电压，当 KG2.6＝1 时，为线电压；反
之为相电压。
2.7 低频减载
低频减载功能逻辑中设有一个滑差闭锁元件以区分故障情况、电动机反馈和真正的有功缺额。
考虑低频减载功能只在稳态时作用，取线电压进行计算，且试验时仍需加三相平衡电压。当任一
线电压低于闭锁频率计算电压时，低频减载功能将自动退出。
综上所述，低频减载功能的判据为：
1) 三相平衡电压，且小线电压＞VBF；
5) 负荷电流大于“低频保护闭锁电流”定值，此定值可通过控制字 KG3.2 投退。
设置控制字 KG1.12＝1，可实现低频解列功能。此时判据 2)改为：df/dt＞F/T。其余判据同低频
减载元件判据。
现场试验条件不具备时，该功能测试可免做。如模拟量正确，精度由软件。
2.8 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) 小线电压大于 30V；
3) 每秒钟的电压变化小于定值“闭锁电压变化率”。如大于该定值，本判据的状态将保持，直到电
压恢复到定值 VDY 以上后复归；
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。
PSL 641UX 线路保护测控装置技术说明书
2.9 过负荷
过负荷监视三相相电流，动作条件为：
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。
2.10 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。
2.11 母线 TV 断线
当运行参数控制字 KG1.5=0 选择星型接线时，母线 TV 断线判据如下：
1） 相电压均小于 8V，某相电流大于 0.04IN，判为三相失压；
2） 三相电压和大于 8V，小线电压小于 16V；
3） 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 TV 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：
1） 负序电压大于 8V；
2） 一相或两相线电压小于有压值 70V；
3） 三相线电压均小于有压值 70V，某相电流大于 0.04IN。
上述两种 TV 接线方式中，满足断线判据任一条件 9s 后，装置发“母线 TV 断线”信息并点亮告警
灯。
装置在检测到 TV 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。TV 断线检测功能可以通过“KG1.14”控制字投退。
2.12 线路 TV 断线
使用检同期或检无压合闸，监视线路抽取电压。如果线路抽取电压低于 0.3 倍额定电压，任
一相有流且断路器在合位时，持续满足条件 9s 后发“线路 TV 断线”告警。当装置判定线路抽取电压断
线后，检同期和检无压逻辑均被闭锁。
“线路 TV 断线”告警动作后，只有线路抽取电压上升到 0.3 倍额定电压以上，告警状态才能返回。
该功能可由“KG3.7”控制字投退。
如不使用重合闸功能，或者重合闸不检同期也不检无压时，线路抽取电压不接入本装置。此时须将控
制字 KG3.7=0，装置退出线路抽取电压断线判别。

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)。