南京南瑞继保PCS9621C微机保护装置

南京南瑞继保PCS9621C微机保护装置

3.1 模拟量输入

本装置可以引入如下模拟量：三相保护电流（Ia、Ib、Ic）、三相测量电流（Iam、Ibm、Icm）、

三相母线电压（Ua、Ub、Uc）、外接零序电压（U0）、零序电流（I0）、低压侧零序电流（I0L）。外

部模拟量输入经隔离互感器隔离变换后，经低通滤波器至模数转换器，再由 CPU 定时采样。CPU

对获得的数字信号进行处理，构成各种保护继电器。

Ia、Ib、Ic 为保护用三相电流输入；I0 既可用作零序过流保护（跳闸或告警），也同时兼作小

电流接地选线用输入；Iam、Ibm、Icm 为测量用三相电流输入；Ua、Ub、Uc 为母线电压，电压可

以Ｙ型接入，也可以Ｖ型接入，在本装置中作为保护和测量共用，其与 Iam、Ibm、Icm 一起计算形

成本间隔的 P、Q、COSф、kWh、kVarh；U0 为外接零序电压；I0L 为低压侧零序电流，用于低压

侧零序保护。

3.2 装置启动元件

装置为各保护元件设置了不同的启动元件，相应的启动元件启动后才能进行各自的保护元件计

算。装置具备双重化采样技术，主通道采样数据供保护元件计算，备用通道采样数据用于开放出口

正电源。只有双通道采样数据均满足动作要求，才能跳闸出口，否则无法跳闸。

 过流保护启动元件：当三相电流最大值大于 0.95 倍整定值时动作。此启动元件用来开放相应的

过流保护。

 零序过流保护启动元件：当零序电流大于 0.95 倍零序电流整定值时动作。此启动元件用来开放

相应的零序过流保护。

 低压侧零序过流保护启动元件：当低压侧零序电流大于 0.95 倍零序电流整定值时动作。此启动

元件用来开放相应的低压侧零序过流保护。

 非电量保护启动元件：当有动作于跳闸的非电量输入时动作。此启动元件用来开放相应的非电

量保护。

3.3 速断过流保护

本装置设一段速断过流保护，速断过流定值、时间定值、控制字独立投退，速断过流逻辑图如

下图所示：

 速断过流逻辑框图

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3.4 过流保护

本装置设两段过流保护，过流定值、时间定值、控制字独立投退，同时具备一段独立定值、延

时可整定的过负荷告警功能，过流保护逻辑图如下图所示：

 过流保护逻辑框图

图 3.4-1 过流Ⅰ段保护逻辑图

过流Ⅱ段保护逻辑与过流Ⅰ段保护逻辑类似，过负荷告警逻辑与过流Ⅰ段保护逻辑类似，无需

启动元件启动。

3.5 高压侧接地保护

当装置用于不接地或小电流接地系统，接地故障时的零序电流很小时，可以用接地试跳的功能

来隔离故障。这种情况要求零序电流由外部专用的零序 CT 引入，不能够用软件自产。

当装置用于小电阻接地系统，接地零序电流相对较大时，可以用直接跳闸方法来隔离故障。相

应地，作为接地变保护装置时本装置提供了两段段零序过流保护来作为母线接地故障的后备保护，

一段零序过流报警功能，其中零序过流Ⅰ段分为 3 时限，公用零序过流Ⅰ段定值，独立时间定值，

控制字独立投退，零序过流告警定值及时间定值与零序过流Ⅱ段公用，控制字独立投退。

当零序电流作跳闸和报时，其既可以由外部专用的零序 CT 引入，也可用软件自产(保护控

制字定值中有“零序电流采用自产零流"控制字)。

 零序过流保护逻辑框图

&

I0>[零序过流I段定值]

零序过流Ⅰ段1时限控制字投入

零序过流Ⅰ段1时限保护起动元件

零序过流Ⅰ段1时限保护跳闸 [零序过流Ⅰ段1时]

图 3.5-1 零序过流Ⅰ段 1 时限保护逻辑框图

零序过流Ⅰ段 2 时限、零序过流Ⅰ段 3 时限、零序过流Ⅱ段的保护逻辑与零序过流Ⅰ段 1 时限

保护逻辑类似，零序过流告警逻辑与零序过流Ⅰ段 1 时限保护逻辑类似，无需启动元件启动。

Ia> [速断过流定值] Ib> [速断过流定值] Ic> [速断过流定值] >=1 & 速断过流控制字投入 速断过流保护起动元件 & 速断过流保护跳闸 [速断过流动作时间]

Ia> [过流I段定值] Ib> [过流I段定值] Ic> [过流I段定值] >=1 & 过流I段控制字投入 过流I段保护起动元件 & 过流I段保护跳闸 过流I段动作时间]

第 3 章 工作原理

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3.6 低压侧接地保护

设置一段两时限低压侧零序过流保护作为低压侧接地保护。两时限零序过流公用低压侧零序过

流定值，独立时间定值，控制字独立投退。

 低压侧零序过流保护逻辑框图

I0L>[低压侧零序过流定值]

低压侧零序过流1时限控制字投入

低压侧零序过流1时限保护起动元件

&

低压侧零序过流1时限保护跳闸 [低压侧零序过流1时限]

图 3.6-1 低压侧零序过流 1 时限保护逻辑框图

低压侧零序过流 2 时限保护逻辑与低压侧零序过流 1 时限保护逻辑类似。

3.7 非电量保护

装置可接入五路非电量：非电量 1、非电量 2、轻瓦斯、重瓦斯、超温，其中：轻瓦斯只用于告

警；非电量 2、超温在软压板投入时用于跳闸，软压板退出时用于告警；非电量 1、重瓦斯用于跳闸，

可经软压板投退。五路非电量的名称可通过描述参数整定。

 非电量保护逻辑框图

图 3.7-1 非电量保护逻辑框图

重瓦斯、超温、非电量 2 的保护逻辑与非电量 1 的保护逻辑类似。其中，非电量 2（0324 开入）

保护的动作延时可以在保护功能定值中整定。

轻瓦斯告警、超温告警、非电量 2 告警逻辑与非电量 1 保护逻辑类似，无需启动元件启动。

3.8 异常告警

3.8.1 TWJ 异常告警

开关位置在分位，保护采样有流，经 10 秒延时报“TWJ 异常"告警。

3.8.2 控制回路断线

开关跳闸位置与合闸位置均指示为“0"，经 3 秒延时报“控制回路断线"，跳闸位置或合闸位置

置“1"后，“控制回路断线"告警返回。

开关在合位

[非电量1软压板]投入

非电量1开入

&

非电量1起动元件

&

非电量1跳闸

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3.8.3 弹簧未储能告警

当收到弹簧未储能开入或操作回路板上的合闸压力低信号时，经辅助参数中的[弹簧未储能告警

延时]（默认为 15s）报“弹簧未储能告警"信号。

3.8.4 CT 断线

CT 断线判据如下：

1、 最大相电流大于 0.2In；

2、 最大相电流大于任一相电流的 4 倍。

满足上述两个条件，延时 10 秒报“CT 断线"告警。当电流恢复正常后，延时 10 秒“CT 断线"

告警返回。

3.8.5 PT 断线

PT 断线判据如下：

1、 正序电压小于 30V 且线路有流；

2、 负序电压大于 8V。

[PT 断线自检]控制字为“1"，保护未启动，满足上述两个条件任一条件，延时 10 秒报“PT 断

线"告警。当电压恢复正常后，延时 1.25 秒“PT 断线"告警返回。

3.8.6 频率异常

当母线频率低于 49.5Hz 或高于 50.5Hz 时，经 10s 延时发“频率异常"信号。

3.8.7 过负荷告警

装置设独立的过负荷告警，[过负荷告警]控制字为“1"，保护采样电流最大值高于[过负荷定值]，

经[过负荷时间]延时报“过负荷告警"信号。

3.8.8 零序过流告警

装置设一段零序过流告警，其零序电流可以由外部专用的零序 CT 引入，也可用软件自产（[零

序电流采用自产零流]控制字投入），零序过流告警共用零序过流Ⅱ段定值，当[零序过流告警]控制字

为“1"，零序电流高于[零序过流Ⅱ段定值]，经[零序过流Ⅱ段时间]延时报“零序电流告警"信号。

3.8.9 接地告警

接地告警判据如下：

1、 相电压最大值大于 75V；

2、 零序电压大于 30V 且负序电压小于 8V。

满足以上任一条件，经 15s 报“接地告警"。

3.8.10 非电量告警

开关在合位，若轻瓦斯开入为 1，报“轻瓦斯告警"信号。

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[超温软压板]退出，开关在合位，若超温开入为 1，报“超温告警"信号。

[非电量 2 软压板]退出，开关在合位，若非电量 2 开入为 1，经[非电量 2 动作时间]，报“非电

量 2 告警"信号。

3.9 采样数据异常的处理

当双通道采样的数据相差较大或采样通道存在异常的直流偏置时，装置会报“采样数据异常"

告警，并闭锁相关保护：

 保护电流采样无效，闭锁保护（过流、零序过流、低压侧零序过流、过负荷）。

 启动电流或启动电压采样无效，不开放用于出口的正电源。

3.10 测控功能

测控功能包括遥测、遥信、遥控功能。

遥测量包括 Iam、Ibm、Icm、UA、UB、UC、UAB、UBC、UCA、F、P、Q、COSф 共 13

个模拟量。通过积分计算得出有功电度、无功电度，所有这些量都在当地实时计算，实时累加。直

采电流、电压精度达到 0.2 级，其余精度达到 0.5 级。

遥信量主要有：17 路自定义遥信开入，并有事件顺序记录(SOE)。

遥控功能主要有三种：正常遥控跳闸，正常遥控合闸，接地选线遥控跳合闸。标准配置仅提供

一组遥控输出接点(遥控对象固定对应本开关)；选配方式可额外再提供两组遥控，参见 4.3 节。

3.11 时间管理

 时钟同步

装置能够连接多种时钟源信号进行准确的时钟同步，支持的时钟信号源包括标准时钟装置（如

PCS-9785）发出的差分 IRIG-B、差分 PPS、空接点 PPS、SNTP 广播、SNTP 点对点等信号。

通过液晶菜单对时方式中[外部时钟源模式]参数选择对时源。其中“硬对时"包括差分 IRIG-B、

差分 PPS、空接点 PPS 等信号，“软对时"包括 SNTP 广播、SNTP 点对点、IEC103 后台对时等，

“扩展板对时"尚未使用。

选择“硬对时"时，装置判断差分 IRIG-B、差分 PPS、空接点 PPS 的有效性，并根据优先级

（差分 IRIG-B>差分 PPS>空接点 PPS）选择一种时钟信号进行同步。

选择“软对时"时，装置根据网络 SNTP 报文进行 SNTP 点对点或 SNTP 广播对时。如果已经

指定 SNTP 服务器地址，装置固定与其进行 SNTP 点对点对时。如果未指定 SNTP 服务器地址（该

参数为空 0.0.0.0），装置使用 SNTP 广播对时。

选择“无对时"时，装置不检测各种时钟源信号，且不报“对时异常"告警。

装置支持灵活的对时切换，一旦高优先级的对时信号断开，自动选择低优先级的对时信号，例

如差分 IRIG-B 信号断开，空接点 PPS 有效，改用空接点 PPS；选择“硬对时"或者“扩展板对时"，

第 3章 工作原理

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但只有网络对时源时，装置会进行网络对时，但会报“对时异常"告警。

差分 PPS、空接点 PPS 对时没有日历信息，装置使用 SNTP 或 IEC103 后台对时中的日历信

息对时。

当装置对时成功时，液晶主界面的左上角显示“S"标志。