PSL646技术说明书V1.40

PSL 646

数字式线路光纤电流差动保护装置

技术说明书 使用说明书

编写 兰金波 楼红勇 王家华 王胜

审核 王文雄 批准 马文龙

V1.40

二○○二年八月

国电南京自动化股份有限公司

*本说明书可能会被修改,请注意最新版本资料

第一部分

技术说明书

目 次

声明 ................................................................................................................................................................................ 1 安全标准 ........................................................................................................................................................................ 1

1.

1.1.

装置简介 ...................................................................................................................................................... 2

装置的特点： .................................................................................................................................................... 3

2. 技术参数 ...................................................................................................................................................... 6

2.1 额定参数 ................................................................................................................................................................. 6 2.2 主要技术性能 ......................................................................................................................................................... 6 2.3 绝缘性能 ................................................................................................................................................................. 7 2.4 抗电磁干扰性能...................................................................................................................................................... 8 2.5 机械性能 ................................................................................................................................................................. 8 2.6 环境条件 ................................................................................................................................................................. 9

3.

3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6.

装置硬件 .................................................................................................................................................... 10

机箱结构.......................................................................................................................................................... 10 交流插件.......................................................................................................................................................... 10 CPU插件 ......................................................................................................................................................... 11 电源插件.......................................................................................................................................................... 13 逻辑及跳闸插件 .............................................................................................................................................. 13 人机对话（MMI）插件 ................................................................................................................................. 14

4.

4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 4.6. 4.7. 4.8. 4.9.

保护原理 .................................................................................................................................................... 15

光纤电流差动保护原理 .................................................................................................................................. 15 方向元件.......................................................................................................................................................... 17 低电压元件...................................................................................................................................................... 18 过电流元件...................................................................................................................................................... 18 零序过电流元件 .............................................................................................................................................. 18 反时限元件...................................................................................................................... 错误！未定义书签。 加速 ................................................................................................................................................................. 18 三相重合闸(可选) ........................................................................................................................................... 19 低频元件（不用） .......................................................................................................... 错误！未定义书签。

4.10. 过负荷元件（不用） ...................................................................................................................................... 19 4.11. PT和CT断线检测 ......................................................................................................................................... 19 4.12. 数据记录.......................................................................................................................................................... 20

5.

与变电站自动化系统配合 ........................................................................................................ 21

6.

6.1. 6.2.

定值及整定说明 ................................................................................................................................. 22

PSL 646数字式线路光纤电流差动保护装置的整定值清单及说明 ............................................................ 22 PSL 646 数字式线路光纤电流差动保护装置的软压板清单及说明 ........................................................... 25

·声明·

声明

恭喜您购买了国电南京自动化股份有限公司的数字式保护及自动化产品—数字保护及自动化技术的国内领先者。

所有国电南京自动化股份有限公司的PS系列数字式保护及自动化产品符合严格的技术规范和ISO9001产品质量标准，经得起恶劣的现场工作环境的考验。拥有丰富的数字式保护及自动化设备的开发经验、对用户常年24小时的技术支持，您尽可以信赖国电南京自动化股份有限公司的产品。

PS系列产品采用完全汉化的显示技术，人机界面友好，使您免除查找说明书操作的烦恼。每款产品均配置了基于PC机调试界面的接口，结合本公司提供的Psview调试软件包，大大改善了现场调试手段。

PSL 646型光纤电流差动保护装置内置高度集成化的光电转换模件，增加了保护装置的可靠性，提高了电磁兼容能力，节省了安装空间，使用更方便、灵活。整机电磁兼容性能高，顺利通过4级静电放电试验、快速瞬变干扰试验和Ⅲ级1MHz脉冲群干扰试验，不需再外挂抗干扰设备。

PSL 646型光纤电流差动保护装置产品采用防水、防尘、抗振动设计，能够安装于开关柜等环境条件较为恶劣的现场运行。机箱面板采用先进的工业美学设计，使用方便，倍感亲切。光纤电流差动保护装置具有如下特点： ◆ 大资源、高起点

● 摩托罗拉

32位单片机技术，使产品的稳定性和运算速度得到保证

1.310μｍ的单模石英光纤

● 光纤通用性高：波长● 保护采用

14位的A/D转换器、可选配的专用测量模块其A/D转换精度更

是高达24位，各项测量指标轻松达到

RAM和Flash Memory，可记录8至50个录波报告，记录

的事件数不少于1000条。

16套保护定值，定值切换安全方便

GPS硬件对时电路，便于全系统时钟同步

IEC870-5-103标准通信规约

● 配置以大容量的

● 可独立整定

● 高精度的时钟芯片，并配置有

● 配备高速以太网络通信接口，并集成了

◆ 现场免维护概念

● 尽心的电气设计，整机无可调节器件 ● 高等级、品质保证的元器件选用

● 优异的抗干扰性能，组屏或安装于开关柜时不需其它抗干扰模件 ● 防水、防尘、抗振动的机箱设计 ● 完善的自诊断功能

·安全标准·

安全标准

低压线路数字式光纤电流差动保护装置符合各种安全标准。

■ ■ ■ ■ ■

GB6162-85 静态继电器及保护装置的电气干扰试验 GB7261-87 继电器及继电保护装置基本试验方法 GB9361-88 计算站场地安全要求

GB/T14537-93 量度继电器和保护装置的冲击和碰撞试验 GB/T14598.9-1995（IEC255-22-3：1989） 电气继电器 第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第三篇：辐射电磁场干扰试验

■

GB/T14598.10-1998（IEC255-22-4：1992）电气继电器 第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第四篇：快速瞬变干扰试验

■

GB/T14598.13-1998 电气继电器

第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第一篇：1MHz脉冲干扰试验

■

GB/T14598.14-1998（IEC255-22-2：1996）电气继电器 第22部分：量度继电器和保护装置的电气干扰试验 第二篇：静电放电试验

■ ■ ■

GB16836-1997 量度继电器和保护装置安全设计的一般要求 SD286-88 线路继电保护产品动模试验技术条件 IEC255-21-1：1988 电气继电器

第21部分：量度继电器和装置的振动、冲击、碰撞和地震试验 第一章：振动试验（正弦）

·技术参数·

1. 装置简介

PSL 646数字式光纤电流差动保护装置是以光纤作为数字化传输通道的电流差动保护为主要配置，电流电压保护及三相重合闸为基本配置的成套线路保护装置，适用于110KV以下电压等级的配电线路，特别适用于环网、双回线等保护选择性要求高的场合，比如地铁的交流联络线、电厂的低压出线、城网和配网的重要联络线、重要负荷的进线等。

本保护装置基本配置为两个CPU插件,其一为由32位微处理器构成的保护及重合闸功能单元,该单元配置了大容量的RAM和Flash Memory,具有极强的数据处理、逻辑运算和信息存储能力；另一CPU由总线不出芯片的单片机构成通用的人机接口单元。两个CPU插件之间相互独立，无依存关系。各种保护功能及自动化功能均由软件实现。保护的逻辑关系符合“四统一”设计原则。

表1 本产品功能配置表及相应的传统电流保护功能对比

功能 相电流差动 Ⅱ,Ⅲ段相间方向电流 Ⅱ,Ⅲ段零序方向电流 方向闭锁 电压闭锁 三 相 重合闸 加速 同期或无压 非同期 前加速 后加速 手合加速 过负荷 遥控功能压板 遥测 测量级CT 保护级CT PSL 646 √ √ √ √（可选） √（可选） √（可选） √（可选） √ √ √ √ √（注1） √ PSL640系列 √ √ √（可选） √（可选） √ √ √ √ √ √ √ √（注1） √ ·技术参数·

3

功能 遥信 遥控 电度 电度计量 脉冲计量 GPS对时 防误闭锁 远方管理 PSL 646 √ √ √（注1） √ √ √ √ PSL640系列 √ √ √（注1） √ √ √ √ 注1：为选配功能，需增订一个专用测量子模件。

1.1. 装置的特点：

本产品结构紧凑，光电转换模件集成度高，已内置于保护装置中，光纤接口通用型强，适用于工业广泛采用的1.310微米波长的单模石英光纤。光纤系统传输数字信息量大，通过同一根光纤可传送线路本侧全部三相的电流量和开光量及状态量的数字信号。所有产品的功能配置在出厂前已由本公司完成，不增加用户额外的工作量。本产品在软件上彻底模块化、平台化，增强了产品品质的可信赖性，简单、灵活、可靠三者得到完美的统一。

完善的软件同步采样技术，控制两侧采样同步误差不超过5度，提高差动保护动作精度。 本装置在应用于中性点经小电阻或中电阻接地系统中，如不选用电流保护方向元件，仍然可以通过差动保护达到选择性要求，从而节省一次PT投资。

此外，本装置还具备如下特点： 1）完备的保护功能配置

? 三相分相电流差动保护

? 反映相间故障的两段式相间电流保护

? 反映小电阻接地系统接地故障的两段式零序电流保护

? 各段可独立整定成带或不带方向，包括加速段在内的相电流元件可分别设置成带或

不带电压闭锁

? 重合闸（可选用）可选择为检线路无压、检同期或非同期方式，重合闸允许各种抽

取电压的同期检定。除本保护可以启动重合闸外，还考虑了断路器偷跳启动重合闸

4

·技术参数·

的方案

? PT断线自动检测。检测到PT断线时可设置为退出经方向或电压闭锁的各段保护，也

可设置为暂时取消方向或电压闭锁功能。电压恢复正常后，被闭锁功能重新自动投入

? CT断线自检功能，可选择断线后差动保护是否投入 2）一体化的设计

? 兼有遥测、遥控、遥信功能

? 可选配的专用测量模块，包括电度计量在内的各种测量及计量精度可达0.5级。 ? 对装设专用电度表的用户，提供累计脉冲电度的接入端 ? 本间隔防误闭锁及信号提示

? 装置自带操作回路，不需附加其它设备即可直接跳合开关 ? 装置自带光通信模件，不需附加光端机。

? 真正的防水、防尘、抗振动设计，适合安装于开关柜等环境条件较为恶劣的现场运

行

3）人性化设计

? 产品采用全汉化液晶显示及打印，人机界面清晰易懂 ? 实时显示及传送各种运行状态及数据，便于当地及远方巡检

? 面板配置有RS232接口，可接至PC机进行人机对话操作，配备计算机界面的调试与

分析软件，大大丰富了调试手段

? 可独立整定16套保护定值，定值切换安全方便 4）大资源

? 保护功能模件（CPU）的核心为32位微处理器，配置以大容量的RAM和Flash Memory，

使本产品具有极强的数据处理、逻辑运算和信息存储能力。Flash Memory中可记录的录波报告为8至50个，可记录的事件数不少于1000条。这些信息在装置掉电后不会丢失

? 保护采用14位的A/D转换器、可选配的专用测量模块其A/D转换精度更是高达24

位，各项测量指标轻松达到

? 配置了充足的开关量输入端，方便外部遥信量的接入

? 设置了高精度的时钟芯片，并配置有GPS硬件对时回路，便于全系统时钟同步

·技术参数·

5

? 配备高速以太网络通信接口，并集成了IEC870-5-103标准通信规约 5）高可靠性

? 产品具有优异的抗干扰性能，顺利通过IEC255-22-4标准规定的IV级（4KV±10%）

快速瞬变干扰试验、IEC255-22-2标准规定的IV级（空间放电15KV，接触放电8KV）静电放电试验、GB/T 14598标准规定的Ⅲ级（共模2.5Kv、差模1Kv）1MHz脉冲群干扰试验

? 光电转换模件全内置

? 组屏或安装于开关柜时不需其它抗干扰模件 6）透明化

? 记录内部各元件动作行为和录波数据 ? 记录各元件动作时内部各计算值

? 可将数据在Psview软件上分析内部各元件动作过程 7）免调试概念

? 在采样回路中，选用高精度、高稳定的器件，保证正常运行的高精度，避免因环境

改变或长期运行而造成采样误差增大 ? 完善的自检功能，满足状态检修的要求

? 产品中无可调节元件，无需在现场调整采样精度，大大提高运行稳定性

·技术参数·

2. 技术参数

2.1 额定参数

2.1.1额定直流电压： 220V或110V（订货注明） 2.1.2 额定交流数据：

03 V a) 相电压 10/b) 线路抽取电压 100 V 或 100/3V c) 交流电流 5A或1A（订货注明） d) 额定频率 50Hz 2.1.3 功率消耗：

a) 直流回路 不大于30W b) 交流电压回路 不大于0.5VA/相 c) 交流电流回路 不大于0.5VA/相 2.1.4 状态量电平：

CPU及通信接口模件的输入状态量电平 24V（18 V～30V） GPS对时脉冲输入电平 24V（18 V～30V） 各CPU输出状态量（光耦输出）允许电平 24V（18 V～30V） 驱动能力 150mA、 2.1.5 光纤规格：

a)波长：1.310μ

m

b)传输模的数量：单模 c)纤芯材料：石英 d)光纤接口类型：FC 2.2 主要技术性能

2.2.1采样回路精确工作范围（10％误差）

电压：0.4 V～120V 电流：0.08In－20In 2.2.2 接点容量

·技术参数·

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信号回路接点载流容量 2A 信号回路接点断弧容量 60VA 2.2.3跳合闸电流

断路器跳闸电流 0.5A,1A,2A,4A（订货注明） 断路器合闸电流 0.5A,1A,2A,4A（订货注明） 2.2.4各类元件精度

电流元件：

1.2倍整定值时测量，不大于35ms 2.2.6 暂态超越

不大于5%

2.2.7 模拟量测量回路精度

装设专用测量子模件的测控装置： 电流、电压：0.2级 功率、电度：0.5级 2.3 绝缘性能 2.3.1绝缘电阻

装置的带电部分和非带电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500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于100MΩ。 2.3.2介质强度

在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压2000V历时1分钟的工频耐压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

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·技术参数·

位互联接地。 2.3.3冲击电压

在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路、交流输入回路、输出触点回路对地，以及回路之间，能承受1.2/50μs的标准雷电波的短时冲击电压试验，开路试验电压5kV。 2.3.4耐湿热性能

装置能承受GB7261第21章规定的湿热试验。最高试验温度+40℃、最大湿度95％，试验时间为48小时，每一周期历时24小时的交变湿热试验，在试验结束前2小时内根据2.3.1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1.5MΩ，介质耐压强度不低于2.3.2规定的介质强度试验电压幅值的75％。

2.4 抗电磁干扰性能 2.4.1脉冲干扰

装置能承受GB6162规定的干扰试验，试验电源频率为100kHz和1MHz，试验电压为共模2500V，差模1000V的衰减振荡波。试验时给被试装置预先施加电源，按GB6162第3.3的表所列临界条件叠加干扰试验电压，装置不误动、不拒动。 2.4.2 快速瞬变干扰

装置能承受IEC255－22－4标准规定的IV级（4KV±10％）快速瞬变干扰试验。 2.4.3 静电放电

装置能承受IEC255－22－2标准规定的IV级（空间放电15KV，接触放电8KV）静电放电试验。 2.5 机械性能 2.5.1振动

装置能承受GB7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验。 2.5.2冲击

装置能承受GB7261中17.5规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。 2.5.3碰撞

装置能承受GB7261第18章规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。

·技术参数·

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2.6 环境条件

a) 环境温度：工作：-20℃～?60℃,24h内平均温度不超过35℃。

贮存：?25℃～+85℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变 化,温度恢复后,装置应能正常工作。

b) 相对湿度：最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均

最低温度为25 ℃且表面无凝露。最高温度为+40℃时,平均最大相对湿 度不超过50%。

c) 大气压力：80～110kPa（相对海拔高度2km以下）。

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·装置硬件·

3. 装置硬件

本装置在总体设计及各模块设计上均充分考虑了可靠性的要求，在程序执行、信号指示、通信等方面均给予了详尽的考虑。经试验，在本装置任何端子上实施4KV瞬变干扰脉冲，在装置任何部位实施15KV空间静电放电干扰或8KV接触静电放电干扰，本装置未出现CPU复位，未出现异常信号或异常液晶信息显示，保护不拒动、不误动，远高于国家标准要求。

由于本装置在抗干扰能力上有充分的考虑，故本装置组屏或安装于开关柜上时，不需安装另外的交、直流输入抗干扰模件。

3.1. 机箱结构

机箱外形尺寸及开孔尺寸参见说明书后的附图。

装置采用整面板形式，面板上包括汉化液晶显示器、信号指示灯、操作键盘等，面板靠下部位的运行操作区还设置了手动分闸、合闸开关及用于区分就地与远方操作等功能的切换开关，跳闸、合闸出口压板也设置于运行操作区。安装本装置时，无需其它任何配件，大大简化组屏及现场施工。

本装置的机箱采用全密闭、防水、防尘、抗振动的设计，确保装置安装于条件恶劣的现场时仍具备高可靠性。 3.2. 交流插件

交流插件包括电压输入和电流输入两个部分，装置的电压元件有4个，分别为三相电压和线路电压；电流输入元件有4个，三相电流和零序电流（定货时请注明中性点接地方式）。

电压输入元件由电压变换器构成，其输入为交流100V时输出为交流3V左右。线性范围为0.4V-120V。

电流输入元件由电流变换器和并联电阻构成，有三种规格：

1） In=5A电流：输入为20In时的输出为5/2 ，线性范围为0.04In-20In。 2） In=5A电流：输入为1.1In时的输出为5/2 ，线性范围为0.005In-1.1In。 3） In=1A电流：输入为20A时的输出为5/2 ，线性范围为100mA-20A。

·装置硬件·

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交流插件的原理参见说明书后的附图。 3.3. CPU插件

CPU插件原理简图如下：

至MMI 时钟 测量系统 RAM ROM FLASH 以太网 数据采集系统 CPU I/O RS232至PC 端子信号 母板信号 出口 信号、告警输出

图3－1 CPU模件原理示意图

CPU插件主要由以下几部分构成： 1) CPU系统

CPU系统由微处理器CPU、RAM、ROM、Flash Memory等构成。高性能的微处理器

CPU（32位），大容量的ROM（256K字节）、RAM（512K字节）及Flash Memory（1M字节），使得该CPU模件具有极强的数据处理及记录能力，可以实现各种复杂的故障处理方案和记录大量的故障数据。Flash Memory中可记录的录波报告为8至50个，可记录的事件数不少于1000条。保护定值等运行配置信息也存入该存储器中，这些信息在装置掉电后均不会丢失。C语言编制的保护程序，使程序具有很强的可靠性、可移植性和可维护性。

2) 数据采集系统

本装置的数据采集系统由两部分组成。

保护系统采用的数据采集系统由高可靠性的14位精度的A/D转换器、多路开关及滤波回路组成，最新技术的A/D转换芯片内部包含了采样保持及同步电路，具有转换速度快、采样偏差小、超小功耗及稳定性好等特点，故本装置的采样回路无可调整元件，也不需要在现场作调整，具备高度的可靠性。

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·装置硬件·

交流变换模件 低通滤波1 低通滤波2 S/H MUX A/D 微处理器 运放 图3－2 A/D系统原理示意图

测量系统则采用了最新采样技术的测量芯片，测量精度达24位，且无需采用任何软件技术就解决了因频率误差而导致测量误差增大的问题。测量系统具备测量精度单次调整后自动记忆的功能，在现场无需再作调整。本部分为选配件。

3）开关量输入及输出部分

本装置CPU插件内共设置了14路开入量，其中供外部输入的开关量8路，由装置提供的专用24V电源提供输入电平；另有一路专供GPS对时用，该路输入量可由内部或外部24V电源提供电平；剩余5路用于监视装置内部状态，例如监测本系统的开出回路，当前断路器位置，控制回路是否断线等。

开出共9路，分为两类，一类是用于驱动出口及信号继电器的， 此种开出的+24伏电源都是经过本装置逻辑插件告警继电器常闭接点闭锁的；另一种用于驱动告警、呼唤及信号复归等继电器，其+24伏电源是不经过闭锁的。 本装置本地告警信号及中央告警信号由两种方式驱动：告警和呼唤，告警用于检测到必须闭锁本CPU开出的致命异常状况时，呼唤则用于不需闭锁开出的情况，例如“PT断线”等异常工况时。详见逻辑继电器插件说明。

4) 通信部分

本插件内含通信速度极高、具备通用性接口的以太网络芯片，以太网为本装置接入系统的主要通信接口。通常方式，装置提供RJ45通信接口，以UTP5线为通信介质。特殊情况下，也可提供光纤接口。

本装置还配置了一个SPI接口用于与人机对话插件（MMI）通信，一个SCI（标准RS232串行接口）用于连接PC机，可以借助PC机的强大功能及配置的专用调试软件包对装置进行各种测试。

5) 时钟回路

插件内设置了硬件时钟回路,采用的时钟芯片精度高,无2000年问题。本装置还考虑了硬件对时电路，接收GPS的脉冲对时信号。

·装置硬件·

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另外，CPU插件采用了多层印制板及表面封装工艺，外观小巧，结构紧凑，大大提高了装置的可靠性及抗电磁干扰能力。 CPU插件的原理可参见附图。 3.4. 电源插件

本插件为直流逆变电源插件。直流220V或110V电压输入经抗干扰滤波回路后,利用逆变原理输出本装置需要的三组直流电压,即5V,24V(1)和24V(2),三组电压均不共地,且采用浮地方式,同外壳不相连。 a) +5V 为用于CPU的工作电源 b) 24V(1) 为用于驱动继电器的电源 c) 24V(2) 为用于外部开入的电源

为增强电源模件的抗干扰能力，本模件的直流输入及引出端子的24V电源皆装设滤波器。电源模件电原理图见附图。

用于状态量输入 直流输入 滤波器 ２４Ｖ（２） 滤波器 逆变电源 ２４Ｖ（１） ５Ｖ 图3－3 电源模件原理示意图 3.5. 逻辑及跳闸插件

本插件内包括逻辑继电器及跳闸继电器两类。 1）逻辑继电器

逻辑继电器由CPU插件直接驱动，这类继电器包括：出口回路开放继电器QDJ、跳闸继电器TJ及其重动继电器CKJ1、合闸继电器HJ及其重动继电器CKJ2、出口中间继电器CKJ3~CKJ8、信号继电器CKJ9、装置异常告警及闭锁继电器GJ、告警或呼唤信号继电器GJX、信号复归继电器FGJ等。

QDJ为出口回路总开放继电器，本装置内用于跳合闸的出口中间继电器，其负电源均经该继电器闭锁，该继电器的设置可有效防止某路开出损坏时保护的误动作。

本插件为系列保护的通用插件。对在本装置内被定义为备用出口的继电器，可根据需

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·装置硬件·

要作为扩展功能用。

本装置本地告警信号及中央告警信号由两种方式驱动: GJ继电器为CPU自检发现有严重异常情况，必须立即切断本保护出口电源的，驱动该继电器，这种情况称告警。GJ起动后一方面经过其常开接点自保持，另一方面由其常闭接点切断CPU插件的24伏跳闸正电源，驱动GJ的同时也将驱动一个磁保持的信号继电器GJX，其接点GJX-1用以点亮面板上本地告警信号灯，GJX-2用于中央信号。

另一种是不需要立即切断保护跳闸正24伏电源的异常情况，称呼唤，此种情况下直接驱动GJX，由GJX继电器的触点分别给出当地及中央信号。 2）跳闸继电器

跳闸继电器主要由各种操作回路继电器构成，包括跳闸位置继电器（TWJ）、合闸位置继电器（HWJ）、手动跳闸继电器STJ、跳闸保持继电器TBJ、合闸保持继电器HBJ等。

逻辑及跳闸插件电原理图见本说明书后的附图。从附图可见，跳闸、合闸保持电流的调整可通过选择并联于相应继电器线圈的分流电阻的数目达到，本装置共分为八档：0.5A,1A,1.5A,2A,2.5A,3A,3.5A,4A。跳合闸保持电流的配置在装置出厂前根据订货要求由本公司完成。采用此种电路避免了跳合闸参数变化后需更换相应继电器的麻烦。通过附图还可看出，本装置考虑了弃用装置内部防跳回路而改用断路器自身防跳回路的方式，只需分别短接TBJ及HBJ的线圈即可。 3.6. 人机对话（MMI）插件

人机对话（MMI）插件的核心为一总线不出芯片的单片机，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。故对保护CPU而言，人机对话插件相当于是它的一个外设。保护CPU与MMI之间通过SPI接口进行通信，其通信速率高达2Mb/S，且具有高度的可靠性。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。

本插件上的显示窗口采用四行，每行十二个汉字的液晶显示器，人机界面清晰易懂，配置以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，在本插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。本装置人机界面及面板简易操作回路的设置，将大大丰富现场运行方式的选择。

·保护原理·

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4. 保护原理

由于采用了32位微处理器后运算性能极大提高，本装置采用实时计算各保护元件的方式，不再设置专门的启动元件，所有元件均实时计算出，相对简化了保护逻辑，以利于提高保护装置的整体可靠性。 4.1. 光纤电流差动保护原理

光纤电流差动保护分成两部分：相电流差动和电流突变量差动保护，两部分保护原理相同，只是使用的制动量不同，相电流差动保护使用的量是线路两侧对应的同相的相电流，电流突变量差动保护使用的量是线路两侧对应相的相电流突变量。相电流差动保护主要保护区内的相间故障和小电阻接地系统单相金属性接地故障，突变量差动为单相接地故障故障电流小的情况准备。

动作方程：

??I??I …………………………………(1) IMNCD??I??K1I??I? …………………………(2) IMNMN??I??Iint时I??I??K2I??I?……(3) IMNMNMNICD表示两侧一次CT以及装置引起的不平衡电流，式（2）是主判据，M和N表示线路的两侧。

|Im+In| K2 IINT ICD K1 |Im-In| 图4—2比例差动示意图

K1，K2为差动比例系数系数，ICD为整定值（差动启动电流定值）。IINT为拐点差

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动电流定值

两侧采样同步使用软件同步方法。 数据同步

￠?òò2à￠ù?×2à￠ú?÷t

图4-2-3 同步示意图

如上图，曲线①为甲侧电流波形，曲线②为甲侧感受到的乙侧的电流波形，曲线③为乙侧实际的电流波形，△t为数据传输延时，曲线①和曲线②的比较是不正确的，差动判据只能适用于曲线①和曲线③，因此当甲侧感受到乙侧电流曲线曲线②时，必须将其根据传输延时进行移相，得到曲线③，下述过程描述了这种数据对时过程。

(1) 发送的数据为富氏算法计算得出的电流向量Ic+jIs。 (2) 数据根据采样时刻的对齐过程

t1N2òò2àN1M1M2TbTa?×2àt2

图4-2-4数据发送接收及数据同步流程示意

甲为本侧，乙为对侧，数据发送周期为T, M1，M2，N1，N2为两侧发送数据时刻序号

（Tm1-Tm2=n*T，Tn1-Tn2=n*T）,t1,t2分别为两侧收到对侧数据距本侧量最近一次数据发送时刻的时间差。对侧传来本侧上次序号M1和对侧上次t1,本侧最新一组数据的序号为M2，收到对侧数据时刻距本侧最近一次数据发送时刻的时间间隔t2，假定两侧发往对侧的延时相等，则可求得Ta=[T（M2-M1+1）+t2-t1]/2，Ta正是乙方N2数据对应甲方的时间，但甲方的数据采样时刻在Tb时刻(序号为S)，两侧时差（Ta-Tb）所对应的角度为△θ，所谓同步调整就是将对侧N2序号的Ic+jIs向前移△θ角度。使之与Tb时刻的本侧数据对齐，同步完成之后，可利用上述差动判据判定故障。

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(3) 通信中断后的再同步

以上同步方法可知如果通信中断，数据同步只需要3个点，而不需要额外数据调整算法和过程,这种同步方法有其独到的优点。

基本配置功能的原理如下所述： 4.2. 方向元件

4.2.1本装置的相间方向元件采用90?接线方式，按相起动，各相电流元件仅受表4-1中所示相应方向元件的控制。为消除死区，方向元件带有记忆功能。

相间方向元件 A B C I IA IB IC U UBC UCA UAB

表4-1 方向元件的对应关系

本装置Arg(U/I)=-90?～30?，边缘稍有模糊，误差

图4-1 相间方向元件动作区域

4.2.2 本装置的零序方向元件动作区为Arg(3U0/3I0)=-240?～-120?或120?～240?，3U0为自产，外部3I0端子接线不需倒向。

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4.3. 低电压元件

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，可以保证装置在电机反充电等非故障情况下不出现误动作。 4.4. 过电流元件

装置实时计算并进行二段过流判别（过流Ⅱ段和Ⅲ段，过流I段在有差动保护时不投）。为了躲开线路避雷器的放电时间，本装置中I段也设置了可以独立整定的延时时间。 装置在执行二段过流判别时，各段判别逻辑一致，其动作条件如下： 1)I?>Idn；Idn为n段电流定值，I?为相电流 2)T>Tdn ；Tdn 为n段延时定值

3)相应于过流相的方向条件及低电压条件满足（若需要） 4.5. 零序过电流元件

零序过电流元件的实现方式基本与过流元件相同，满足以下条件时出口跳闸： 1)3I0>I0n ； I0n： 接地N段定值 2)T>T0n ；T0n： 接地N段延时定值 3)相应的方向条件满足（若需要） 4.6. 加速

本装置的加速回路包括手合加速及保护加速两种，加速功能设置了独立的投退压板。 本装置的手合加速回路不需由外部手动合闸把手的触点来起动，此举主要是考虑到目前许多变电站采用综合自动化系统后，已取消了控制屏，在现场不再安装手动操作把手，或仅安装简易的操作把手。本装置的不对应启动重合闸回路也作了同样的考虑，祥见后述。

手合加速回路的启动条件为：

a) 断路器在分闸位置的时间超过30秒 b) 断路器由分闸变为合闸

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。 本装置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，此种做法使保护配置更趋灵活。本装置的过流加速段还可选择带低电压闭锁，但所有加速段均不考虑方向闭锁。

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4.7. 三相重合闸

本系列所有型号的装置都设有三相重合闸功能，此功能可由压板投退。 4.8.1 启动回路

a) 保护跳闸启动 b) 开关位置不对应启动

在不对应启动重合闸回路中，仅利用TWJ触点监视断路器位置。考虑许多新设计的变电站，尤其是综合自动化站，可能没有手动操作把手，本装置在设计中注意避免使用手动操作把手的触点，手跳时利用装置跳闸板上的STJ动合触点来实现重合闸的闭锁。 4.8.2 闭锁条件

本系列的装置设置的重合闸“放电”条件有： a)控制回路断线后，重合闸延时10秒自动“放电” b)弹簧未储能端子高电位，重合闸延时10秒自动“放电” 4.8. 过负荷元件

过负荷元件监视三相的电流，其动作条件为： MAX(I?)>Ifh

其中Ifh为过负荷电流定值。

过负荷报警与跳闸的延时分别由定值控制。 4.9. PT和CT断线检测

在下面三个条件之一得到满足的时候，装置报发“PT断线”信息并点亮告警灯： 1. 三相电压均小于8V，某相(a或c相)电流大于0.25A，判为三相失压。 2. 三相电压和大于8V，最小线电压小于16V判为两相PT断线。

3. 三相电压和大于8V，最大线电压与最小线电压差大于16V，判断为单相的PT断线。 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“模拟量求和自检”控制字投退。

在下面条件得到满足的时候，装置报发“CT断线”报文,并点亮告警灯：

??I?≥0.125In且本侧当前相无电流而对侧对应相电流无变化时，判为本侧当 Imn前相CT断线,可通过控制字选择CT断线时闭锁或不闭锁差动保护。

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4.10. 数据记录

本装置具备故障录波功能。可记录的模拟量为Ia、Ib、Ic、3I0、Ua、Ub、Uc、Ux、CI0，可记录的状态量为断路器位置、保护跳闸合闸命令。

为避免因系统扰动使保护频繁启动，导致存储不需要的数据，本装置录波数据仅当保护动作后，才存入FLASH RAM中（掉电保持）。否则，本次数据只保存在RAM中（掉电不保持），可被PC机读取。

可记录的录波报告为8至50个，可记录的事件不少于1000条。数据存入FLASH RAM中。

本装置除记录系统扰动数据外，还记录装置的操作事件、状态输入量变位事件、更改定值事件及装置告警事件等。

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5. 与变电站自动化系统配合

本系列装置可用于自动化变电站也可用于非自动化变电站。

安装于装置面板上的运行方式开关打至“就地”位置，就地操作电源被接通，可实现就地分合断路器操作。此时，远方遥控断路器的操作将被闭锁；运行方式开关打至“运行设置” 位置时，可由当地进行压板投退、定值手动切换等操作，此状态下远方遥控压板及遥控设置保护定值等功能也将被闭锁；当运行方式开关打至“远方”位置，则装置的运行方式可由监控系统遥控投退“软压板”控制，定值也由监控系统操作，同时允许通过遥控方式对断路器进行操作。此状态下就地操作均将被闭锁。

本系列装置提供的通信接口为以太网接口，并集成了IEC870-5-103标准通信规约，为高度开放的终端系统。同时，通过本公司提供的PSX系列通信接口及规约转换器，可方便地与各种不同系统接驳。

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6. 定值及整定说明

6.1. PSL 646数字式线路光纤电流差动保护装置的整定值清单及说明 数字式线路光纤电流差动保护装置整定值清单： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 14 15 17 18 19 20 21 22 23 29 30 31

定值名称 控制字1 控制字2 CT变比补偿系数 范围 0～65535 0～65535 0.025～40 单位 备注 无 参见控制字说明 无 参见控制字说明 无 无 无 补偿两侧CT变比不一致 建议取0.5 建议取0.7 线电压 分相差动一线系数 0.3～1 分相差动二线系数 0.5～1 分相差动两线交点 1～200 分相差动电流定值 0.0～40 电流Ⅱ段 电流Ⅲ段 电流Ⅱ段时间 电流Ⅲ段时间 零序Ⅱ段电流 零序Ⅲ段电流 零序Ⅱ段时间 零序Ⅲ段时间 电流加速段 电流加速段时间 零序加速段电流 零序加速段时间 0.2～200.0 0.2～200.0 0.1～20.00 0.1～20.00 0.1～20.0 0.1～20.0 0.1～20.00 0.1～20.00 0.2～200.0 0.0～5.00 0.1～20.0 0.1～5.00 A A A A S S A A S S A S A S V A 电流保护闭锁电压 1.0～120.0 过负荷电流 过负荷告警时间 过负荷跳闸时间 0.2～200.0 0.1～100.0 Min 0.1～100.0 Min ·定值及整定说明·

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序号 32 33 38 39

定值名称 范围 单位 度 S 备注 重合闸检同期定值 10～50 重合闸时间 CT变比（KA/A） PT变比（KV/V） 0.2～20.0 0.01～10.0 无 一次电流/（二次电流*1000） 0.01～10.0 无 一次电压/（二次电压*1000） 控制字1定义： 位 置1时的含义 15 模拟量求和自检投入 14 CT额定电流为1A 置时的0含义 模拟量求和自检退出 CT额定电流为5A 13 PT断线时带方向或电压闭锁PT断线时带方向或电压闭锁的的保护段退出运行 12 CT断线闭锁保护且告警 11 备用 10 备用 9 零序III段带方向 8 零序II段带方向 7 备用 6 电流加速段经电压闭锁 5 电流III段经电压闭锁 4 电流II段经电压闭锁 3 备用 2 电流III段带方向 1 电流II段带方向 0 备用 控制字2定义： 位 置1时的含义 15 备用

保护段仅退出方向及电压 CT断线告警但不闭锁保护 零序III段不带方向 零序II段不带方向 电流加速段不经电压闭锁 电流III段不经电压闭锁 电流II段不经电压闭锁 电流III段不带方向 电流II段不带方向 置时的0含义 24

·定值及整定说明·

位 置1时的含义 14 选择前加速方式 13 过负荷跳闸 12 备用 11 备用 10 备用 9 备用 8 备用 7 开关偷跳不重合 6 Ux=100V 5 4 同期电压(Ux)相别选择 3 2 1 重合闸同期方式选择 0 重合闸检同期方式选择说明： 位1 0 0 1 1 位0 0 1 0 1 检同期方式 非同期方式 检同期方式 检无压方式 置时的0含义 选择后加速方式 过负荷不跳闸（仅发告警信号） 备用 备用 备用 备用 备用 开关偷跳重合 Ux=57V 检无压及同期方式 同期电压(Ux)选择说明： 位5 0 0 0 1

位4 0 0 1 0 位3 0 1 0 0 位2 1 0 0 1 检同期方式 同期电压选择A相 同期电压选择B相 同期电压选择C相 同期电压选择AB相 ·定值及整定说明·

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位5 1 1 位4 0 1 位3 1 0 位2 0 0 检同期方式 同期电压选择BC相 同期电压选择CA相 定值整定说明

1、 CT变比补偿系数，考虑到线路两侧CT变比可能不同须进行补偿，两侧分别独立整

定，整定值KCT=对侧CT变比：本侧CT变比，例：本侧CT变比为1200：5，对侧CT变比为750：5，则KCT= 750 / 1200 =0.625

2、 分相差动动作电流ICD为差动动作门坎，按照躲过正常线路不平衡电流整定 3、 拐点整定原则:

6.2. PSL 646 数字式线路光纤电流差动保护装置的软压板清单及说明

压板名称 差动 电流Ⅱ段 电流Ⅲ段 零流Ⅱ段 零流Ⅲ段 加速 过负荷 备用 重合闸 备用

对应功能 差动保护功能投退 电流Ⅱ段保护功能投退 电流Ⅲ段保护功能投退 零流Ⅱ段保护功能投退 零流Ⅲ段保护功能投退 加速保护功能投退 过负荷保护功能投退 重合闸功能投退

·定值及整定说明·

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位5 1 1 位4 0 1 位3 1 0 位2 0 0 检同期方式 同期电压选择BC相 同期电压选择CA相 定值整定说明

1、 CT变比补偿系数，考虑到线路两侧CT变比可能不同须进行补偿，两侧分别独立整

定，整定值KCT=对侧CT变比：本侧CT变比，例：本侧CT变比为1200：5，对侧CT变比为750：5，则KCT= 750 / 1200 =0.625

2、 分相差动动作电流ICD为差动动作门坎，按照躲过正常线路不平衡电流整定 3、 拐点整定原则:

6.2. PSL 646 数字式线路光纤电流差动保护装置的软压板清单及说明

压板名称 差动 电流Ⅱ段 电流Ⅲ段 零流Ⅱ段 零流Ⅲ段 加速 过负荷 备用 重合闸 备用

对应功能 差动保护功能投退 电流Ⅱ段保护功能投退 电流Ⅲ段保护功能投退 零流Ⅱ段保护功能投退 零流Ⅲ段保护功能投退 加速保护功能投退 过负荷保护功能投退 重合闸功能投退

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