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第一章 PS 640UX 系列保護測控裝置使用說

1 概述

1.1 適用范圍 PS 640UX 系列保護測控裝置是國電南京自動化股份有限公司針對電力、石化、鋼鐵、冶金等行業研 發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的地方電力及 工業系統。 PS 640UX系列保護測控裝置基于國電南自自主研發的EDP保護平臺，采用了多項創新技術，集保護、 控制、測量、通信和監視功能于一體，資源豐富配置完善、運行維護靈活方便、穩定可靠安全性高，整體 技術性能指標處于國內水平，為工業電力系統的安全、穩定、經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：高精度實時鐘系統，支持 RS485 IRIG-B 方式 GPS 對時；靈活的組網方式及 規約配置；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，專業性更強；產品硬件電磁兼容水平符合國家標準。 配置靈活、針對性強：裝置插件配置簡單易用，出口可靈活組態，方便了現場的各種應用要求；充分 考慮鋼鐵冶金企業的特點。 通信強大、記錄全面：提供雙以太網通信口或者雙 RS-485 通信口，支持 IEC60870-5-103 通信規約 和 MODBUS 通信規約；可查詢至少 100 次跳閘記錄，200 次自檢記錄，最后 200 次開關量及狀態變位記 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。

1.3 主要型號及功能 本系列產品包括下列裝置：

1.3.1 線路保護測控裝置 PSL 641UX 線路保護測控裝置，過流保護為主保護，適用于輸電或配電線路的保護及測控。

1.3.2 變壓器保護測控裝置 a) PST 641UX 變壓器差動保護裝置，適用于 6.3MVA 及以上容量變壓器或工業企業的重要變壓器； b) PST 642UX 變壓器保護測控裝置，適用于 6.3MVA 及以上容量變壓器或工業企業重要變壓器的 后備保護； c) PST 645UX 變壓器保護測控裝置，過流保護為主保護，適用于所用變/接地變壓器/廠用變。

1.3.3 電容器保護測控裝置 PSC 641UX 電容器保護測控裝置，適用于變電所內并聯電容器組保護及測控，配置差壓（或差流）、 不平衡電壓（或電流）輸入。

1.3.4 電抗器保護測控裝置 PST 648UX 電抗器保護測控裝置，適用于 35kV 及以下電壓等級串并聯電抗器保護及測控。

1.3.5 備用電源自投裝置 PSP 641UX 備用電源自投裝置，裝置具備 7 種典型接線方式備投，適用于不同電壓等級各種接線方 式的備用電源自投

1.3.6 電動機保護測控裝置 a) PSM 641UX 電動機保護測控裝置，含差動功能，適用于 2MW 及以上容量的大型異步或同步電 動機保護； b) PSM 642UX 電動機保護測控裝置，不含差動功能，適用于 3~10kV 異步電動機保護。 1.3.7 母線電壓保護測控裝置 PSV 641UX 母線電壓保護測控裝置，以電壓并列、電壓保護及非電量保護為基本配置，適用于兩段 母線電壓的保護及測量監視。 1.4 技術參數 1.4.1 電源 序號 名稱 電壓值 允許偏差 1 電源 DC 220V 或 110V  -20%～+15%  AC 220V  1.4.2 額定交流數據 序號 名稱 額定值 1 額定電壓 3 100 V，100V  2 交流電流 5A 或 1A  3 額定頻率 50Hz  1.4.3 功率消耗 序號 名稱 功率消耗 1 直流電源回路 正常工作時，不大于 8W  裝置動作時，不大于 12W  2 交流電壓回路 每相不大于 0.5VA  3 交流電流回路 額定電流為 5A 時：每相不大于 0.5VA  額定電流為 1A 時：每相不大于 0.3VA  1.4.4 保護元件精確工作范圍 序號 名稱 工作范圍 1 電壓 1.0V～150.0V  2 電流 0.04IN～20IN 3 零序電流 0.02A～30.0A  注：IN為額定值，下同。 1.4.5 保護元件定值誤差 序號 名稱 主要技術指標 1 電壓元件 ≤±2.5%整定值或±0.005UN 2 電流元件 ≤±2.5%整定值或±0.01IN 3 時間元件 定時限≤±1％整定值±40ms； 反時限≤±5%(1－I/80IB)或±40ms，I 為動作電流，IB 為基準電流 4 檢同期角度 ≤1° 5 頻率偏差 ±0.01Hz  6 滑差定值 ≤±5%  7 距離元件 ≤±5%整定值 8 角度偏差 復壓閉鎖方向誤差范圍：邊界誤差±5° 注：UN為額定值，下同。PS 640UX 系列保護測控裝置使用說明書 3 1.4.6 保護整組動作時間 序號 名稱 主要技術指標 1 電流速斷 1.5 倍整定值時，不大于 40ms  2 差動速斷 不大于 35ms（1.5 倍整定值） 3 比率差動 不大于 40ms（1.5 倍整定值，無諧波制動情況下） 4 反時限誤差 ≤±5%定值或 40ms  1.4.7 接點容量 序號 名稱 接點容量 1 操作回路接點閉合容量 DC 220V 5A  2 信號回路接點閉合容量 DC 220V 5A  3 信號回路接點切換容量 DC 220V 60W（阻性負載） 1.4.8 狀態量電平 序號 名稱 動作范圍 1 CPU 模件中輸入狀態量電平 DC 220V ：154V～300V  DC 110V ：77V～300V  2 DIO 模件的輸入狀態量電平 DC 220V ：154V～300V  DC 110V ：77V～300V  DC 24V : 20V～30V  1.4.9 裝置通信接口 序號 接口形式 備注 1 雙以太網 波特率：100Mbps  2 雙 485 可選。波特率：0～19200bps  1.4.10 測控功能技術性能 1) 工頻模擬量測量精度 序號 名稱 測量精度 1 交流電壓、交流電流 ±0.2%（0.2 級） 2 有功功率、無功功率 ±0.5%（0.5 級） 3 相角或功率因數 ±0.5%（0.5 級） 4 頻率 ±0.01 Hz  輸入量波形畸變引起的改變量變差范圍：電流變差不超過±0.4%，電壓變差不超過±0.4%。 2) 工頻模擬量測量范圍 序號 名稱 測量范圍 1 電流 （0～1.2）IN 2 電壓 (0～1.2)×100 V  3 三相有功功率 -(1.2×UN.L 3 ) IN W～＋(1.2×UN.L 3 ) IN W  4 三相有功功率 -1.2× 3 UN.LIN W～＋1.2× 3 UN.LIN W  5 三相無功功率 -(1.2×UN.L 3 ) IN Var～＋(1.2×UN.L 3 ) IN Var  6 三相無功功率 -1.2× 3 UN.LIN Var～＋1.2× 3 UN.LIN Var  7 功率因數 0～1.00  8 頻率 45 Hz～65 Hz PS 640UX 系列保護測控裝置使用說明書 4 3) 狀態量 序號 名稱 分辨率 1  事件順序記錄 （SOE） ≤2 ms  4) 信息響應時間 序號 名稱 響應時間 1 遙信變位 ＜1 s  2 遙測信息 ＜2 s  3 遙控傳輸延時 ＜1 s  5) 遙控動作成功率 序號 名稱 指標 1 遙控動作成功率 100%  1.4.11 過載能力 序號 名稱 過載能力 1 交流電流回路 2 倍額定電流，連續工作 10 倍額定電流，允許 16s  40 倍額定電流，允許 1s  2 交流電壓回路 1.5×100V 連續工作 1.4.12 環境條件 序號 名稱 環境條件 1 工作溫度 -25℃～+55℃ 2 貯存運輸溫度 -40℃～+70℃ 3 相對濕度 5%～95%（產品內部既不應凝露，也不應結冰） 4 大氣壓力 66kPa～110kPa  1.4.13 電氣絕緣性能 序號 項目 要求 1 絕緣電壓 GB 14598.27-2008,交流 2kV（直流 2800V），1 分鐘 2 絕緣電阻 GB 14598.3-2006,500VDC 條件下>100M? 3 沖擊電壓 GB 14598.3-2006,5KV  1.4.14 環境試驗性能 序號 項目 要求 1 低溫試驗 GB/T 2423.1-2008 低溫-25℃下 16 小時 2 高溫試驗 GB/T 2423.2-2008 低溫+55℃下 16 小時 3 濕熱試驗 GB/T 2423.4 高溫+55℃，低溫+25℃，相對濕度 95%，試驗時間 （12h+12h）的兩個循環 1.4.15 電磁兼容性能 序號 試 驗 項 目 要 求 1 靜電放電抗擾度 能承受 GB/T 14598.14-2010 中規定的靜電放電抗干擾Ⅳ級試驗 2 輻射電磁場抗擾度 能承受 GB/T 14598.9-2010 中規定的輻射電磁場干擾度Ⅲ級試驗 3  電快速瞬變/脈沖群 抗擾度 能承受 GB/T 14598.10-2012 中規定的快速瞬變抗擾度 A 級試驗 4 浪涌（沖擊）抗擾度 能承受 GB/T 14598.18-2012 中規定的浪涌（沖擊）抗擾度Ⅳ級試驗PS 640UX 系列保護測控裝置使用說明書 5 5  射頻場感應的傳導騷 擾抗擾度 能承受 GB/T 14598.17-2005 中規定的射頻場感應的傳導騷擾抗擾度Ⅲ級試驗 6 工頻磁場抗擾度 能承受 GB/T 14598.19-2007 中規定的工頻磁場抗擾度Ⅴ級試驗 7 脈沖磁場抗擾度 能承受 GB/T 17626.9-2011 中規定的脈沖磁場抗擾度Ⅴ級試驗 8 工頻抗擾度 能承受 GB/T 14598.19-2007 中規定的 A 級試驗 9 阻尼振蕩磁場抗擾度 能承受 GB/T 17626.10-1998 中規定的阻尼振蕩磁場抗擾度Ⅴ級試驗 10 1MHz 脈沖群抗擾度 能承受GB/T 14598.13-2008中規定的1MHz和100kHz脈沖群抗擾度Ⅲ級（共模2.5kV、 差模 1kV）試驗，施加干擾期間，裝置無誤動或拒動現象。 11 電磁發射限值 能符合 GB/T 14598.16-2002 中規定的電磁發射限制值 1.4.16 機械性能 序號 項目 要 求 1 振動 裝置能承受 GB/T 11287-2000 中 3.2.1 規定的嚴酷等級為 1 級的振動響應試驗， 3.2.2 規定的嚴酷等級為 1 級的振動耐久試驗。 2 沖擊 裝置能承受 GB/T 14537-1993 中 4.2.1 規定的嚴酷等級為 1 級的沖擊響應試驗， 4.2.2 規定的嚴酷等級為 1 級的沖擊耐久試驗。 3 碰撞 裝置能承受 GB/T 14537-1993 中 4.3 規定的嚴酷等級為 1 級的沖擊碰撞試驗。 1.4.17 機箱防護等級 1 防護等級 滿足 GB 4208-2008 對外殼防護等級的要求，其中裝置背面符合 IP20，側板和上 下底板符合 IP30，面板滿足 IP40。 1.5 模件說明 1.5.1 交流模件 交流模件包括電壓輸入和電流輸入兩個部分，不同型號的裝置其電壓和電流輸入元件的數目不同。 電壓輸入元件由電壓變換器構成，額定輸入均為 100V。 電流輸入元件有以下規格： a) 保護電流變換器：額定輸入電流為 5A 或 1A，默認 5A，如用 1A，需在訂貨時說明； b) 零序電流變換器：額定輸入電流為 30A（高側零序 20A）； c) 測量電流變換器：額定輸入電流為 5A 或 1A，默認 5A，如用 1A，需在訂貨時說明。 1.5.2 CPU 模件 模件提供以太網 RJ45 接口端子，用于以太網接入。裝置與 HUB 應通過屏蔽雙絞五類線 STP5 連 接，通信線兩端均按照以下顏色排列順序連線： RJ45 1 2 3 4 5 6 7 8  線色 白綠 綠 白橙 藍 白藍 橙 白棕 棕 屏蔽雙絞線兩端以帶金屬屏蔽的 RJ45 連接器（TIA/EIA-568A）作接頭的，接頭必須用專用的 RJ45 壓線鉗制作，并保證雙絞線與 RJ45 接頭的屏蔽層可靠連接。同時，HUB 的交流電源保護地應與與大 地相連，使得雙絞線和 RJ45 接頭的屏蔽層可靠接地，保證屏蔽層起作用。