適用范圍
PS 640U 系列保護測控裝置（工業(yè)版）是國電南京自動化股份有限公司針對石化、鋼鐵、冶金等行業(yè)
研發(fā)的保護測控一體化裝置，它適用于 110kV 以下電壓等級的非直接接地或者小電阻接地系統(tǒng)的工業(yè)電力
系統(tǒng)。
PS 640U系列保護測控裝置（工業(yè)版）基于國電南自自主研發(fā)的EDP保護平臺，采用了多項創(chuàng)新技術，
集保護、控制、測量、通信和監(jiān)視功能于一體，資源豐富配置完善、運行維護靈活方便、穩(wěn)定可靠安全性
高，整體技術性能指標處于國內(nèi)水平，為工業(yè)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行提供了堅實的基礎。
1.2 主要特點
資源豐富、功能完善：實時鐘系統(tǒng)，支持脈沖或 IRIG-B 方式 GPS 對時；靈活的組網(wǎng)方式及規(guī)
約配置；能提供完善的保護、測量、控制功能。
技術成熟、可靠性高：將國電南自國際的高壓保護的技術及思想，應用到低壓保護中，保護原理
可靠，性更強；產(chǎn)品硬件電磁兼容水平符合國家標準。
配置靈活、針對性強：裝置插件具有多種選配方式，出口可靈活組態(tài)，方便了現(xiàn)場的各種應用要求；
充分考慮鋼鐵冶金企業(yè)的特點，提供 4-20mA 及邏輯聯(lián)鎖等功能，可與 DCS 系統(tǒng)或工業(yè)系統(tǒng)配合。
通信強大、記錄全面：提供以太網(wǎng)通訊口和 RS-485 通訊口，支持以太網(wǎng)通訊規(guī)約、
IEC60870-5-103 通訊規(guī)約和 IEC 61850 通訊規(guī)約；可查詢至少 100 次跳閘記錄，200 次自檢記錄，后
200 次開關量及狀態(tài)變位記錄，全面記錄裝置運行信息；可記錄 8~100 個報告及變位標志集。

周圍環(huán)境
裝置使用地點應無爆炸危險、無腐蝕性氣體及導電塵埃、無嚴重霉菌、無劇烈振動源，不允許有
超過發(fā)電廠變電站正常運行范圍內(nèi)可能遇到的電磁場存在。有防御雨、雪、風、沙、塵埃及防靜電措
施。場地安全要求應符合 GB 9361-1988 中 B 類的規(guī)定。接地電阻應符合 GB/T 2887-2000 中 4.4 要
求。
裝置使用地點的地震烈度應不大于 8 度。
1.4.14
絕緣性能
a）絕緣電阻
正常試驗大氣條件下，裝置的帶電部分（通信接口回路除外）和非帶電金屬部分及外殼之間以及
電氣上無聯(lián)系的各電路之間用開路電壓為直流 1000 V 的兆歐表測量其絕緣電阻值，應不小于 50 M?；
通信接口回路對地，用開路電壓為直流 500 V 的兆歐表測量其絕緣電阻值，應不小于 100 M?。
b）介質(zhì)強度
在正常試驗大氣條件下，裝置通信接口回路及 24V 弱電輸入輸出等端子對地能承受 50 Hz、500 V
的交流電壓，歷時 1min 的試驗而無擊穿閃絡及元件損壞現(xiàn)象；電源回路對地能承受 2800 V 的直流電
壓；其余的各帶電導電電路分別對地之間，交流回路和直流回路之間，交流電壓回路和交流電流回路
之間能承受 50 Hz、2000 V 的交流電壓，歷時 1min 的試驗而無擊穿閃絡及元件損壞現(xiàn)象。試驗過程
中，任一被試回路施加電壓時其余回路等電位互聯(lián)接地。

沖擊電壓
在正常試驗大氣條件下，裝置通信接口回路及 24V 弱電輸入輸出等端子對地能承受開路試驗電壓
為 1kV 的標準雷電沖擊波試驗。其余的各帶電導電電路分別對地之間，交流回路和直流回路之間，交
流電壓回路和交流電流回路之間能承受開路試驗電壓為 5kV 的標準雷電沖擊波試驗。
1.4.15
耐濕熱性能
裝置能承受 GB/T 2423.9 規(guī)定的恒定濕熱試驗。試驗溫度+40 ℃±2 ℃、相對濕度（93±3）％，
試驗時間為 48 h。在試驗結束前 2 小時內(nèi)根據(jù) 2.4.1 的要求，測量各導電電路對外露非帶電金屬部分
及外殼之間、電氣上不聯(lián)系的各回路之間的絕緣電阻不小于 1.5 M?，介質(zhì)耐壓強度不低于 2.4.2 規(guī)定
的介質(zhì)強度試驗電壓幅值的 75％。

合閘加速
包括手合加速及保護加速兩種，加速功能可通過軟壓板投退。
手合加速回路的啟動條件為：
1)
斷路器在分閘位置的時間超過 30s；
2)
斷路器由分閘變?yōu)楹祥l，加速功能開放 3s。
手合加速需要投入加速壓板、設定加速電流及時間定值，加速方式由控制字選擇為后加速方式即可實
現(xiàn)該功能。單投入手合加速保護功能，可用于分段或母聯(lián)斷路器的充電保護。
保護加速分為前加速或重合后加速方式，可由控制字選擇其中一種加速方式。
本保護設置了立的過流及零流加速段電流定值及相應的時間定值，與傳統(tǒng)保護相比，使保護配置更
趨靈活。本保護的過流加速段還可選擇帶低電壓閉鎖及負序電壓閉鎖，但所有加速段均不考慮方向閉鎖。
2.5 三相重合閘
具備三相一次重合閘和二次重合閘功能。由相應軟壓板實現(xiàn)功能總投退，控制字 KG2.11=1 時投入二
次重合閘功能。
2.5.1 充電條件
斷路器合位，KKJ=1 且無閉鎖重合閘信號，經(jīng) 15s 后完成重合閘充電。充電過程中重合閘軟壓板燈發(fā)
閃光，充電完成后發(fā)平光，不再閃爍。
2.5.2 啟動方式
完成重合閘充電后，可以由保護啟動和不對應啟動兩種方式啟動重合閘。
保護啟動重合閘為保護動作，判別斷路器位置和無電流后，開放重合閘 10s。
在不對應啟動重合閘方式中，僅利用 TWJ 觸點監(jiān)視斷路器位置。
2.5.3 重合閘方式
重合閘方式可通過控制字 KG2.9 選擇投入或者退出重合閘檢母線無壓，默認為不檢方式。
2.5.4 閉鎖條件
以下任何條件滿足，閉鎖重合閘：
a) 控制回路斷線后，延時 10s 閉鎖；
b) 彈簧未儲能端子高電位，延時 2s 閉鎖；
c)
閉鎖重合閘端子高電位，立即閉鎖；
d) 斷路器處于分后位置，重合閘放電；
e) 斷路器處于跳位 30s 后，重合閘放電。

二次重合閘
保護動作后重合閘，如果導致故障原因仍存在，次重合不成功將再次跳開斷路器。允許經(jīng)過
一段較長延時，等故障處絕緣恢復后再二次重合閘。
2.6 低頻減載
低頻減載功能邏輯中設有一個滑差閉鎖元件以區(qū)分故障情況、電動機反饋和真正的有功缺額。
考慮低頻減載功能只在穩(wěn)態(tài)時作用，取 AB 相間電壓進行計算，且試驗時仍需加三相平衡電壓。
當此電壓（Uab）低于閉鎖頻率計算電壓時，低頻減載功能將自動退出。
綜上所述，低頻減載功能的判據(jù)為：
1) 三相平衡電壓，且 Uab＞VBF；
2) df/dt＜F/T；
3) f＜F；
4) T＞TDZ；
5) 負荷電流大于“低頻保護閉鎖電流”定值，此定值可通過控制字 KG3.2 投退。
設置控制字 KG1.12＝1，可實現(xiàn)低頻解列功能。此時判據(jù) 2)改為：df/dt＞F/T。其余判據(jù)同低頻
減載元件判據(jù)。
現(xiàn)場試驗條件不具備時，該功能測試可免做。如模擬量正確，精度由軟件。

一相間電流突變量連續(xù)三次大于起動門檻時，保護起動。
b) 負序電流起動元件
作為突變量起動元件的補充，防止突變量起動元件靈敏度不夠時，作為輔助的起動元件。|I2|>m*|I1|
持續(xù) 30ms 后，保護起動。
c)
靜穩(wěn)破壞起動元件
為了檢測系統(tǒng)正常運行狀態(tài)下發(fā)生靜態(tài)穩(wěn)定破壞而設置的元件。
判據(jù)為：任一相間阻抗在相間距離Ⅲ段的范圍內(nèi)持續(xù)動作 30ms，并且振蕩中心電壓 UCosΦ 小于 0.5
倍的額定電壓；或者任一相電流大于 1.2 倍的額定電流持續(xù)動作 30ms。
當該元件動作時，保護起動，進入振蕩閉鎖邏輯。振蕩閉鎖功能退出時，該元件退出。
2.1.2 阻抗元件
距離保護包括三段式相間距離，距離保護各段的投退均受距離保護壓板的控制。相間距離由偏移阻抗
元件 ZPY ΦΦ 和正序方向元件 F1 ΦΦ 組成（ΦΦ=ab,bc,ca）。
1) 相間偏移阻抗Ⅰ、Ⅱ動作特性如圖 2.1 的粗實線所示，并與正序方向元件 F1 共同組成距離Ⅰ、
Ⅱ段動作區(qū)。偏移阻抗Ⅲ段動作特性如圖 2.2 的黑實線所示，并與正序方向元件 F1 共同組成
相間距離Ⅲ段動作區(qū)。其中，阻抗定值 ZZD 按段分別整定，而電阻分量定值 RZD 和靈敏角 Φ ZD
三段共用一個定值。偏移門檻根據(jù) RZD 和 ZZD 自動調(diào)整。