国电南自微机保护装置PSL641U，过流保护为主保护，适用于输电或配电线路的保护及测控。

国电南自微机保护装置PSL641U国电南自微机保护装置PSL641U

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＜±5°。

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。

90°接线方式电压电流的组合如下表：

序号 输入电流 输入电压

1 Ia Ubc

2 Ib Uca

3 Ic Uab

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，

可以保证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。

2.2 相间电流反时限元件

反时限保护元件是动作时限与被保护线路中电流大小自然配合的保护元件，通过平移动作曲线，可以

非常方便地实现全线的配合。装置提供常见的三类反时限特性，即标准反时限、非常反时限、反时限。

反时限特性由定值中 “反时限指数"整定，各反时限特性公式如下：

其中： 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

部专用的零序 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）。

国电南自微机保护装置PSL641U

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。单独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。

本保护设置了独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。

2.5 三相重合闸

具备三相一次重合闸和二次重合闸功能。由相应软压板实现功能总投退，控制字 KG2.11=1 时投入二

次重合闸功能。

2.5.1 充电条件

断路器合位，TWJ=0，HWJ=1 且无闭锁重合闸信号，经 15s 后完成重合闸充电。充电过程中重合闸

压板灯发闪光，充电完成后发平光，不再闪烁。

2.5.2 启动方式

完成重合闸充电后，可以由保护启动和不对应启动两种方式启动重合闸。

保护启动重合闸为保护动作，判别无电流后，开放重合闸 10s。

在不对应启动重合闸方式中，仅利用 TWJ 触点监视断路器位置。

2.5.3 重合闸方式

通过“同期方式选择"定值可选择重合闸的方式：不检方式、检无压方式、检同期方式、检无压转检同

期方式。

检无压方式中，当控制字KG2.9＝0时，线路抽取电压小于0.3倍额定电压则判为无压。当控制字KG2.9

＝1 时，母线无压或线路抽取电压小于 0.3 倍额定电压均判为无压。若 KG2.6＝1，额定电压取 100V；反

之取 57.7V。

检同期时，线路抽取电压相别由定值“同期相别选择"整定。当母线电压与线路抽取电压均大于 0.75

倍额定电压时，检查线路抽取电压同相应相别的母线电压之间的相位差，若小于整定的同期角，则检

同期条件满足。其中，额定电压的选取同检无压方式。

2.5.4 闭锁条件

以下任何条件满足，闭锁重合闸：

1) 控制回路断线后，延时 9s 闭锁；

2) 弹簧未储能端子高电位，延时 2s 闭锁；

3) 闭锁重合闸端子高电位，立即闭锁；

4) 断路器处于分后位置，重合闸放电；

5) 断路器处于跳位 30s 后，重合闸放电。

2.5.5 二次重合闸

二次重合闸功能可经控制字 KG2.11 选择投入或退出。

二次重合闸逻辑说明：

1) 假设一次重合闸延时定值 T1，二次重合闸延时定值 T2。

2) 馈线保护故障，保护动作跳闸，经延时 T1，实现一次重合闸。若在 9s（以一次重合闸完成为初

始时刻）内故障再次发生，保护装置再次跳闸，则经延时 T2 实现二次重合闸。二次重合闸完成

后，立刻放电。

2.6 手动同期合闸

功能软压板投入后，装置通过控制字 KG3.11～KG3.13 可选择手合（遥合）检同期、检准同期或

检无压功能，也可同时投入 KG3.11 和 KG3.13 实现有压时检同期无压时检无压功能，或者同时投入

KG3.12 和 KG3.13 实现有压时检准同期无压时检无压合闸功能。

PSL 641UX 线路保护测控装置技术说明书

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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，且最小线电压＞VBF；

2) df/dt＜F/T；

3) f＜F；

4) T＞TDZ；

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，精度由软件保证。

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) 最小线电压大于 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；

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。