适用范围
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。
如果不使用本模件提供的操作回路，而使用外部其他操作箱，本模件操作回路的部分端子与
外部操作箱相连接，以装置对断路器位置等信号的正确判断。X4:7 接外部操作箱的正控制电源，
X4:16 接入外部操作箱的负控制电源，X4:14 与分位辅助接点相连， X4:8 与断路器合位辅助接点相连，
必要时 X4:9 与外部操作箱的手动跳闸输入端子相连。
需要本模件的防跳回路时，X4:15 接入外部操作箱的负控制电源,不需要本模件的防跳回路时，
X4:15 保持浮空即可。
此外，TRIP 模件可选装为交流模式，即操作回路控制电源为 AC 220V，在选装交流操作回路时，
所有开入均默认为使用 DC 220V 的电源。当需要取消交流 TRIP 模件的防跳功能时，将 KKL1 断开即
可。
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。
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 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，
可以装置在电动机反馈等非故障情况下不出现误动作。当控制字 KG1.7=1 时，对侧复压闭锁投入，
开入 X2:11 为高电平时，低电压元件动作。
2.1.2 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。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。本元件也可通过控制字决定闭锁任何一段电流保护元件。当控制字
KG1.7=1 时，对侧复压闭锁投入，开入 X2:11 为高电平时，负序电压元件动作。
2.1.3 相间过流方向元件
采用 90°接线方式，按相起动，电流方向以指向变压器为正方向，可以通过控制字 KG2.0 选择正
方向或反方向动作区。当方向设置为正方向动作区时，动作范围 Arg(U/I)＝－135°～＋45°；当方向设
置为反方向动作区时，动作范围 Arg(U/I)＝45°～225°。各段保护方向元件可由控制字分别投退。
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。
保护功能及原理
2.1 电动机起动
当控制字 KG2.15=0 时，电动机起动判别投入，当电动机满足起动条件时，过流Ⅰ段保护的定值采用
过流Ⅰ段电流高值，比率差动保护可通过控制字选择是否选用“整定值加倍”及“增加 50ms 延时”的功能，当
控制字 KG2.15=1 时，电动机起动判别退出，过流Ⅰ段保护的定值采用过流Ⅰ段电流低值，比率差动保护
不再具有躲避电动机起动时不平衡电流的附加功能。
当电动机起动方式为直接起动时，应将控制字 KG2.14 退出，当电动机起动方式为降压起动等其他起
动方式时，应将控制字 KG2.14 投入。
电动机运行过程中如需要进行自起动判别的，应将控制字 KG2.4 投入，不需要进行自起动判别的，应
将控制字 KG2.4 退出。
当控制字 KG2.14=0 时，装置判别的电动机起动时间为 Min（Tstart，Tstart0）。其中，Tstart 为本次实际
起动时间，指的是大相电流从零突变到 10%In 时刻（T0）开始计时，直到电流过峰值后下降到 120%In
（In 为电动机额定电流，以下同）时刻为止，这一过程所经历的时间； Tstart0 为“电动机起动时间定值”，
表示电动机转速从零到达到额定转速的时间，可整定为电动机长起动时间的 1.2 倍。
当控制字 KG2.14=1 时，装置判别的电动机起动时间固定为 Tstart0，计时起点为 T0 时刻。
装置将面板上后一个软压板灯(绿色 LED 灯)定义为电动机起动时间指示灯，在电动机起动过程中长
亮，从而直观指示出电动机的起动过程。
电动机起动时间过长将导致转子发热，危害电动机的正常运行。起动时间长保护功能可通过软压板投
入或者退出。本保护只在电动机起动时投入。起动过程中，任一相电流大于整定电流达到整定时间，长起
动保护动作于出口，动作指示灯为面板上后一个信号灯（红色 LED 灯）。电动机起动过程结束后，保护
自动退出。
过电流保护
过流Ⅰ段（即速断保护）按躲过电动机起动电流整定，其整定范围为(4～12)Ie。速断保护在电动机起
动过程中采用高定值，起动完毕以后自动转为低定值，这样既可以有效地躲过电动机的起动电流，又
可以电动机正常起动后提供防备严重的过负荷造成的堵转保护。
动作时间可整定，对于用断路器控制的电动机整定时间一般较短，而用接触器控制的电动机整定时间
一般较长，可选择整定为 0.3 秒。
过流Ⅱ段在电动机起动时自动退出，起动结束后自动投入。当电流大于整定电流且达到整定时间后，
过流保护出口。过电流保护功能可通过控制字 KG1.2 选择定时限方式或反时限方式。
2.5 过负荷
过负荷保护反应电动机定子电流的大小，可通过控制字 KG1.5 选择告警或者跳闸。当电流大于整定电
流达到整定时间时，过负荷保护动作出口或发出告警信号。
2.6 非全相运行保护
非全相运行保护由负序电流保护构成，主要针对各种非接地性不对称故障，如：电动机发生某相断相
时，负序分量的大小因故障前的负荷率而不同，负荷率大于 0.7 时，健全相才能引起过电流，因此常规保
护不能有效保护不对称故障。在电动机正常运行时，由于供电电源的不对称，总存在一定的负序电流，该
电流不会超过 30%Ie，负序保护的整定应能躲过此负序电流，即按 0.3Ie 整定。
装置配置了两段两时限负序过电流保护，其中负序Ⅱ段可以通过控制字 KG1.3 可选择该段采用定时限
或反时限方式（极端反时限特性）。
2.7 反时限元件
本装置相过流和负序电流均带有定、反时限保护功能，分别通过设置控制字 KG1.2 和 KG1.3 可选择
定时限或反时限方式。反时限保护由 IEC 标准中的极端反时限特性构成，其动作方程为：
