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南京南瑞PCS9611微機綜保
3.1 模擬量輸入
本裝置可以引入如下模擬量：三相保護電流（Ia、Ib、Ic）、三相測量電流（Iam、Ibm、Icm）、
三相母線電壓（Ua、Ub、Uc）、同期電壓（Ux）、零序電流（I0）。外部電流輸入經隔離互感器隔離
變換后，經低通濾波器至模數轉換器，再由 CPU 定時采樣。CPU 對獲得的數字信號進行處理，構
成各種保護繼電器。
Ia、Ib、Ic 為保護用三相電流輸入；I0 既可用作零序過流保護（跳閘或告警），也同時兼作小
電流接地選線用輸入；Iam、Ibm、Icm 為測量用三相電流輸入；Ua、Ub、Uc 為母線電壓，電壓可
以Ｙ型接入，也可以Ｖ型接入，在本裝置中作為保護和測量共用，其與 Iam、Ibm、Icm 一起計算形
成本間隔的 P、Q、COSф、kWh、kVArh；Ux 為同期電壓，在重合閘檢同期或檢線無壓時使用。
3.2 裝置啟動元件
裝置為各保護元件設置了不同的啟動元件，相應的啟動元件啟動后才能進行各自的保護元件計
算。裝置具備雙重化采樣技術，主通道采樣數據供保護元件計算，備用通道采樣數據用于開放出口
正電源。只有雙通道采樣數據均滿足動作要求，才能跳閘出口，否則無法跳閘。
? 過流保護啟動元件：當三相電流最大值大于 0.95 倍整定值時動作。此啟動元件用來開放相應的
過流保護。
? 零序過流保護啟動元件：當零序電流大于 0.95 倍零序電流整定值時動作。此啟動元件用來開放
相應的零序過流保護。
? 過流加速保護啟動元件：當三相電流最大值大于 0.95 倍過流加速整定值時動作。此啟動元件用
來開放相應的過流加速保護。
? 零序加速保護啟動元件：當零序電流大于 0.95 倍零序過流加速整定值時動作。此啟動元件用來
開放相應的零序加速保護。
? 低頻減載保護啟動元件：當低頻減載保護充電完成且系統頻率低于低頻保護低頻整定定值，同
時所有相間電壓均高于低頻保護低壓閉鎖定值時動作，此啟動元件用來開放低頻減載保護。
? 低壓減載保護啟動元件：當開關位置不在分位，低壓減載保護充電完成且母線電壓低于低壓減
載整定定值時動作，此啟動元件用來開放低壓減載保護。
? 重合閘啟動元件：重合閘功能投入情況下，不一致啟動重合閘條件滿足時動作，此啟動元件用
來開放重合閘功能。
第 3章 工作原理
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3.3 過流保護
本裝置設三段定時限過流保護，各段有獨立的電流定值和時間定值以及控制字。各段可獨立選
擇是否經復壓閉鎖（低電壓和負序電壓）、是否經方向閉鎖。
任一段定時限過流保護經電壓或經方向閉鎖投入，PT 斷線自檢投入，母線 PT 斷線時自動退出
該段過流保護，未經電壓或方向閉鎖的定時限過流段不受母線 PT 斷線影響。
? 方向元件
正極性端應在母線側。當方向指向線路時，方向元件的靈敏角為 45°，采用 90°接線方式。方向
元件和電流元件接成按相啟動方式。方向元件帶有記憶功能，可消除近處三相短路時方向元件的死
區。方向元件特性如圖 3.3-1 所示。
裝置過流保護設有控制字[過流經方向]來控制過流保護各段的方向指向。當控制字為“1"時，
表示經方向閉鎖；當控制字為“0"時，表示不經方向閉鎖。
圖 3.3-1 方向元件特性
注意：以上所指的方向均是 CT 的正極性端在母線側情況下，具體參見前面保護配置圖，
否則以上說明將與實際情況不符。
圖 3.3-2 方向元件邏輯圖
表 3.3-1 復合電壓元件與各相過流元件的關系
過流元件 低電壓 負序電壓 備注
A 相過流 Uab<Ulzd 或 Uca<Ulzd
或 U2>U2zd
Ulzd 為過流低電壓定值；
U2zd 為過流負序電壓定值
B 相過流 Ubc<Ulzd 或 Uab<Ulzd
C 相過流 Uca<Ulzd 或 Ubc<Ulzd
圖 3.3-3 復壓元件邏輯圖
圖 3.3-4 復壓閉鎖方向過流Ⅰ段保護邏輯圖
過流Ⅱ段、過流Ⅲ段保護邏輯和過流Ⅰ段保護類似。
3.4 PT 斷線相過流保護
裝置設一段 PT 斷線相過流保護，任一段定時限過流保護經電壓或經方向閉鎖投入或過流加速
經電壓閉鎖投入，PT 斷線自檢投入，母線 PT 斷線時自動投入 PT 斷線相過流保護，若三段定時限
過流保護都未經電壓或方向閉鎖，則 PT 斷線相過流保護固定退出。
[過流保護Ⅰ段]控制字
&
PT斷線相過流投入
[過流Ⅰ段經方向]
>=1 [過流Ⅰ段經電壓]
PT斷線告警
[過流保護Ⅱ段]控制字
& [過流Ⅱ段經方向]
>=1 [過流Ⅱ段經電壓]
[過流保護Ⅲ段]控制字
& [過流Ⅲ段經方向]
>=1 [過流Ⅲ段經電壓]
[過流加速保護]控制字
& [過流加速經方向]
圖 3.4-1 PT 斷線相過流投入邏輯圖
如果裝置發出“PT 斷線"告警信號且最大相電流大于[PT 斷線相過流定值]，則經[PT 斷線相過
流時間]后，保護動作。
PT斷線告警
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Uab<[過流低電壓定值]
Uca<[過流低電壓定值]
A相復壓開放信號
U2>[過流負序電壓定值]
&
Imax>[[過流Ⅰ段定值] [過流保護Ⅰ段]控制字 過流保護啟動元件
& 過流Ⅰ段保護動作 [過流Ⅰ段時間] 方向元件開放信號 [過流Ⅰ段經方向] >=1 復壓元件開放信號 [過流Ⅰ段經電壓] >=1
Imax>[PT斷線相過流定值]
PT斷線相過流啟動元件
&
PT斷線相過流保護動作 [PT斷線相過流時間]
PT斷線相過流投入
圖 3.4-2 PT 斷線相過流保護邏輯圖
3.5 接地保護（零序過流保護）
當裝置用于不接地或小電流接地系統，接地故障時的零序電流很小時，可以用接地試跳的功能
來隔離故障。這種情況要求零序電流由外部專用的零序 CT 引入，不能夠用軟件自產。
當裝置用于小電阻接地系統，接地零序電流相對較大時，可以用直接跳閘方法來隔離故障。相
應的，本裝置提供了兩段零序過流保護。
當零序電流作跳閘用時，其既可以由外部專用的零序 CT 引入，也可用軟件自產（控制字[零序
電流采用自產零流]投入）。
圖 3.5-1 零序過流Ⅰ段保護邏輯框圖
零序過流Ⅱ段保護邏輯與零序過流Ⅰ段保護邏輯類似。
3.6 過流/零序加速保護
當線路投運或恢復供電時，線路上可能存在故障。在此種情況下，通常希望保護裝置能在盡可
能短時間內切除故障，而不是經定時限過流保護來切除故障。本裝置設一段可經復壓閉鎖的后加速
過流保護和一段后加速零序保護來實現加速切除故障。復壓元件的邏輯可以參考表 3.3-1。
Imax> [過流加速定值] [過流加速保護]控制字 &
重合閘動作 t 3s 手動合閘 t 3s >=1
&
& I0> [零序過流加速定值] [零序過流加速保護]控制字 &
[過流加速時間]
[零序加速時間]
過流加速保護動作
零序加速保護動作
過流加速保護起動元件
零序加速保護啟動元件
復壓元件動作信號 [過流加速經電壓]控制字 >=1
圖 3.6-1 加速保護邏輯框圖
I0>[零序過流I段定值]
[零序過流Ⅰ段]控制字
零序過流Ⅰ段保護啟動元件
&
零序過流Ⅰ段保護跳閘 [零序過流Ⅰ段時間] &
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PT 斷線發生時，經電壓閉鎖的過流加速段保護將自動退出，并自動投入 PT 斷線相過流保護。
重合閘加速固定為重合閘后加速，在重合閘動作或手合開關后固定投入 3s。
3.7 低頻減載保護
本裝置提供一段經低電壓閉鎖及頻率滑差閉鎖的低頻保護。通過投入控制字[低頻減載經滑差閉
鎖]可選擇在頻率下降超過滑差閉鎖定值時是否閉鎖低頻保護。低電壓閉鎖功能固定投入。
本裝置還提供“低頻減載硬壓板"來投退低頻減載保護。低頻減載保護動作后閉鎖重合閘。
圖 3.7-1 低頻減載邏輯框圖
3.8 低壓減載保護
裝置設一段經電壓滑差閉鎖（固定投入）的低電壓減載保護。低壓減載動作后閉鎖重合閘。
低壓減載保護在母線電壓下降滑差小于定值且無母線 PT 斷線時經整定延時動作。母線 PT 斷線
或者開關分位，裝置閉鎖低壓減載。
當系統發生短路故障時，母線電壓突然降低（電壓下降變化率大于[電壓變化率閉鎖定值]），裝
置閉鎖低壓減載出口，并清除低壓減載計數器。而當保護動作切除故障元件后，以下三個解鎖判據
任意一條得到滿足，則解除閉鎖：
? 裝置安裝處的電壓曾經降低到低壓減載電壓定值以下，之后迅速回升，恢復至大于（[低壓減載
電壓定值]+8V）時，低壓減載再次投入；
? 如果恢復不到正常的數值，而同時三個線電壓上升 DU/DT 最大值大于[電壓變化率解鎖定值]，
系統電壓恢復至大于 50%Un 時，則裝置立即解除閉鎖，允許裝置快速切除相應數量的負荷，
使電壓恢復。
? 低壓減載動作元件在閉鎖后超過 3s 時解除閉鎖。
電壓滑差整定需區別故障、PT 斷線和系統電壓緩慢下降。時間整定需考慮與高電壓等級的減負
荷裝置配合。
低壓減載功能往往和低頻減載功能一同使用。在頻率降低的時候，主要依賴低頻減載功能動作；
在電壓下降的情況，依賴低壓減載動作。
& Uab>[低頻減載低壓閉鎖定值] Ubc>[低頻減載低壓閉鎖定值] Uca>[低頻減載低壓閉鎖定值] f<[低頻減載頻率] & 低頻減載保護動作 [低頻減載時間] [低頻減載]控制字 [低頻減載]硬壓板 [低頻減載軟壓板] df/dt<[低頻頻率滑差閉鎖定值] [低頻減載經滑差閉鎖]控制字 >=1
&
第 3章 工作原理
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解鎖
&
>=1
&
U2<8V
Uppmax>15V
-du/dt<[電壓變化率閉鎖定值]
Tbs>3s
du/dtmax>[電壓變化率解除閉鎖定值]
Uppmin≥50V
Uppmin≥[低壓減載電壓定值]+8V
Uppmax曾經低于[低壓減載電壓定值]
&
&
TWJ
圖 3.8-1 低壓減載解鎖邏輯框圖
圖 3.8-2 低壓減載保護邏輯框圖
3.9 重合閘
裝置提供三相一次重合閘功能，其啟動方式有不對應啟動（可由控制字[TWJ 啟動重合閘]投入）
和保護啟動（固定）兩種。
重合閘提供了[重合閘檢線無壓母有壓]、[重合閘檢線有壓母無壓]、[重合閘檢線無壓母無壓]和[重
合閘檢同期]四種方式，四種方式可組合使用。
表 3.9-1 重合閘方式配置表
序號 重合閘方式 整定
方式 備注
1 重合閘檢線無壓母有壓 0，1
第 1、2、3、4 項多項置“1"時，為投入對應的多種重
合閘方式；
僅當 1、3 項同時置“1"時，為“檢線路無壓"方式；
僅當 2、3 項同時置“1"時，為“檢母線無壓"方式。
2 重合閘檢線有壓母無壓 0，1
3 重合閘檢線無壓母無壓 0，1
4 重合閘檢同期 0，1
[低壓減載]控制字
Uppmax<[低壓減載電壓定值]
低壓減載解鎖
&
&
低壓減載動作 [低壓減載時間]
第 3 章 工作原理
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圖 3.9-1 重合閘保護邏輯框圖
同期滿足需母線頻率與同期頻率頻差，母線電壓與同期電壓壓差，母線電壓與同期電壓角差三
個條件同時滿足，其中角差定值為“保護定值"中[同期合閘角]，頻差定值、壓差定值與“同期參數"
中相關定值共用。
重合閘必須在充電完成后投入，線路在正常運行狀態（KKJ=1，TWJ=0），無外部閉鎖重合信號，
經 15s 充電完成。選用重合閘，必須將[停用重合閘]控制字置“0"。
下列條件均可給重合閘放電：（1）手跳或者遙跳；（2）閉鎖重合閘開入；（3）控制回路斷線；
（4）低頻減載動作；（5）低壓減載動作；（6）彈簧未儲能開入；（7）合閘壓力低開入；（8）[停
用重合閘]軟壓板投入；（9）同期電壓異常（檢線路無壓投入時）；（10）PT 斷線（檢母線無壓投
入時）；（11）當大電流閉重功能投入時，保護跳閘時故障電流超過[大電流閉重定值]。
三相均無流
重合閘
TWJ
裝置未起動 & [停用重合閘]控制字
控制回路斷線
低頻減載動作
>=1
保護跳閘 &
>=1
& Tcd 0
&
線路PT斷線 Ux<30V Um>0.7Un & 母線PT斷線 Um<0.3Un Ux>40V & Ux<30V 線路PT斷線 Um<0.3Un & 母線PT斷線
[檢線無壓母有壓]控制字 & [檢線有壓母無壓]控制字 & [檢線無壓母無壓]控制字 &
[檢同期方式] Ux>40V Um>0.7Un 同期滿足 & & [檢線路無壓母線有壓] [檢母線無壓線路有壓] [檢線路無壓母線無壓] [檢同期方式] &
>=1 & [重合閘時間] 0 120ms >=1
永跳輸入 >=1 低壓減載動作 >=1 TWJ
合后位置
彈簧未儲能 400ms 0 & 大電流閉鎖重合閘 PT斷線閉鎖重合閘 >=1 合后位置
[TWJ啟動重合閘] &
[停用重合閘]軟壓板 停用/閉鎖重合閘硬壓板
第 3章 工作原理
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3.10 異常告警
3.10.1 TWJ 異常告警
開關位置在分位，保護采樣有流，經 10s 延時報“TWJ 異常"告警。
3.10.2 控制回路斷線
開關跳閘位置與合閘位置均指示為“0"，經 3s 延時報“控制回路斷線"，跳閘位置或合閘位置
置“1"后，“控制回路斷線"告警返回。
3.10.3 彈簧未儲能告警
當收到彈簧未儲能開入或操作回路板上的合閘壓力低信號時，經輔助參數中的[彈簧未儲能告警
延時]（默認為 15s）報“彈簧未儲能告警"信號。
3.10.4 CT 斷線
CT 斷線判據如下：
1、 最大相電流大于 0.2In；
2、 最大相電流大于任一相電流的 4 倍。
滿足上述兩個條件，延時 10s 報“CT 斷線"告警。當電流恢復正常后，延時 10s“CT 斷線"
告警返回。
3.10.5 PT 斷線
PT 斷線判據如下：
1、 正序電壓小于 30V 且線路有流；
2、 負序電壓大于 8V。
[PT 斷線自檢]控制字為“1"，保護未啟動，滿足上述兩個條件任一條件，延時 10s 報“PT 斷
線"告警。當電壓恢復正常后，延時 1.25s“PT 斷線"告警返回。
3.10.6 頻率異常
當母線頻率低于 49.5Hz 或高于 50.5Hz 時，經 10s 延時發“頻率異常"信號。
3.10.7 同期電壓異常
同期電壓異常判據如下：
1、 重合閘投檢同期或檢無壓或者投遙合檢同期或檢無壓；
2、 同期電壓小于 40V。
保護未啟動，滿足上述兩個條件，延時 10s 報“同期電壓異常"告警，發出裝置告警信號。當
同期電壓恢復正常后，延時 1.25s“同期電壓異常"告警返回。
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