南瑞继保PCS-9651L 备用电源自投装置
PCS-9651L 备用电源自投装置可实现中低压电压等级、不同主接线形式（内桥、单母线、单母 线分段等）的备用电源自动投入功能，另外还具有分段保护测控功能。装置通过常规电磁式互感器 采集模拟量，支持 IEC61850 规约。
性能特征
⚫ 高性能的通用型硬件，实时计算：采用 32 位高性能的双核处理器，核 1 完成保护运算与 出口逻辑，核 2 实现事件记录、故障录波、人机接口、后台通信及打印等功能。高性能的 硬件保证了装置在每一个采样间隔对所有继电器进行实时计算。
⚫ 软件模块化设计：装置提供完备的保护功能，各保护元件按模块化设计，相互***，可灵 活配置。
⚫ 通信功能齐全：具有灵活的通信方式，可配 2 个 100Mbps 以太网接口，2 个 RS-485 串 口，1 个 RS-232 打印串口。支持电力行业通信标准 DL/T667-1999（IEC60870-5-103） 和 DL/T860（IEC61850）。还支持 Modbus RTU、Modbus TCP 规约。支持 100Mbps、 超五类线或光纤通信接口。
⚫ 调试维护方便：具有友好的人机接口和丰富的 PC 机辅助软件，方便装置设置和调试。
工作原理
主程序分为正常运行程序和故障计算程序：正常运行程序完成系统无故障情况下的状态监视、数据预处理等辅助功能。整组启动后进入故障计算程序，进行各种保护算法计算、跳合闸逻辑判断等。
模拟量输入
本装置可以引入如下模拟量：Ⅰ母三相电压（Ua1、Ub1、Uc1）、 Ⅱ母三相电压（Ua2、Ub2、 Uc2）、 电源 1 电压（Ux1）、 电源 2 电压（Ux2）、 电源 1 电流（I1）、 电源 2 电流（I2）、 分段三相 保护电流（Ia、Ib、Ic）和零序电流（I0）。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。
母线电压可以Ｙ型接入，也可以Ｖ型接入。分段保护三相电流与Ⅰ母三相电压，在本装置中兼 作分段测量使用，形成分段间隔的 P、Q、COSф、kWh、kVArh。
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。
⚫ 备用电源自投启动元件：当相应的备自投方式充电完成，并满足相应的自投启动条件时，备自 投启动元件动作。
⚫ 过流保护启动元件：当分段三相电流***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：当分段零序电流大于 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。
⚫ 过流加速保护启动元件：当分段自投合闸动作后，分段三相电流***大值大于 0.95 倍过流加速整 定值时动作。此启动元件用来开放相应的过流加速保护。
⚫ 零序过流加速保护启动元件：当分段自投合闸动作后，分段零序电流大于 0.95 倍零序过流加速 整定值时动作。此启动元件用来开放相应的零序过流加速保护。
⚫ 充电过流保护启动元件：当手动或遥控操作分段合闸空充另一段母线时，分段三相电流***大值 大于 0.95 倍充电过流整定值时动作。此启动元件用来开放相应的充电过流保护。
⚫ 充电零序过流保护启动元件：当手动或遥控操作分段合闸空充另一段母线时，分段零序电流大 于 0.95 倍充电零序过流整定值时动作。此启动元件用来开放相应的充电零序过流保护。
备用电源自投
装置引入两段母线电压（Uab1、Ubc1、Uca1 和 Uab2、Ubc2、Uca2），用于有压、无压判别。 引入两电源电压（Ux1、Ux2），用于判别备用电源是否有压，可经控制字选择是否使用。引入两电 源单相电流（I1、I2），是为了防止母线 PT 三相断线后备自投误动作，同时可以用来更好地确认电 源开关是否跳开。
装置引入电源 1、电源 2 和分段断路器的跳闸位置接点，用于系统运行方式识别、自投准备及 自投动作。
装置可选引入电源 1、电源 2 和分段断路器的合后位置（KKJ）信号，用于各种运行方式下的 手跳闭锁备自投。如果未接入断路器的合后位置信号，那么需将[合后位置接入]控制字整定为 0，同 时为了实现手跳闭锁备自投功能，需将各断路器的手跳接点接至闭锁备自投开入端子。
分段断路器的 TWJ、HWJ 和 KKJ 可以由装置的操作回路插件（B04）产生。或者，可选择从 开入端子 0103、0104 和 0105 分别引入分段断路器的 TWJ、HWJ 和 KKJ（需将辅助参数[0103 定 义为分段跳闸位置]、[0104 定义为分段合闸位置]、[0105 定义为分段合后位置]分别整定为 1）。
另外还分别设置闭锁备自投方式 1/2、闭锁备自投方式 3/4 和闭锁备自投（总闭锁）的开入。
备自投动作输出有：跳电源 1 出口，用于跳开电源 1 进线断路器；跳电源 2 出口，用于跳开电 源 2 进线断路器；联切Ⅰ母、联切Ⅱ母出口，用于联跳相应母线上的其他断路器；合电源 1 出口， 用于合 1#进线断路器；合电源 2 出口，用于合 2#进线断路器；跳、合分段出口，用于跳、合分段 断路器。
备自投方式
电源 1 运行，电源 2 备用，即 1DL、3DL 在合位，2DL 在分位。当电源 1（1#进线）因为故障 导致失电后，电源 2（2#进线）应能自动投入，且只允许动作一次。为了满足这个要求，设计了类 似于线路自动重合闸的充电过程，只有在充电完成后才允许备自投动作。
充电条件： 1) Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压，当[检电源 2 电压]控制字投入时 Ux2 有压（大于[电源有压定值]）；
2) 1DL、3DL 在合位，2DL 在分位。 同时满足以上条件，经辅助参数[备自投充电时间]后充电完成。 放电条件（满足以下任意一条则放电）： 1) 当[检电源 2 电压]控制字投入时 Ux2 不满足有压条件（小于[电源有压定值]），经 15s *** 放电； 2) 备自投发出合闸命令或 2DL 合上； 3) 当[合后位置接入]控制字投入时，本装置没有跳闸出口时电源 1 合后位置开入为 0，或分段 合后位置开入为 0； 4) 有“闭锁备自投方式 1/2”或“闭锁备自投”开入； 5) 1DL、2DL 或 3DL 的跳位异常； 6) 1DL 开关拒跳； 7) 整定控制字[备自投方式 1]或[备自投方式 1/2 软压板]或[备自投功能软压板]退出；8) 分段保护动作。
动作过程
1）当充电完成后，Ⅰ母、Ⅱ母均无压（线电压均小于[母线无压启动定值]） ，I1 无流，Ux2 有 压（[检电源 2 电压]控制字投入时），则启动，经[电源 1 跳闸时间]***，跳电源 1 断路器 1DL，若[联 切功能]控制字投入，则联切Ⅰ母、联切Ⅱ母同时动作。确认 1DL 跳开后，且Ⅰ母、Ⅱ母均无压（线 电压均小于[母线无压合闸定值]），经[合备用电源***]去合电源 2 进线断路器。 2）当充电完成后，电源 1 跳位且 I1 无流，Ux2 有压（[检电源 2 电压]控制字投入时），Ⅰ母、 Ⅱ母均无压（线电压均小于[母线无压启动定值]，若[跳位启动判母线电压]控制字退出时则不判母线 电压），则启动，若[跳位启动经跳闸时间]控制字投入时经[电源 1 跳闸时间]***，否则固定经 40ms ***，跳电源 1 断路器 1DL，若[联切功能]控制字投入，则联切Ⅰ母、联切Ⅱ母同时动作。确认 1DL 跳开后，且Ⅰ母、Ⅱ母均无压（线电压均小于[母线无压合闸定值]），经[合备用电源***]去合电源 2 进线断路器。
备自投方式
电源 2 运行，电源 1 备用，即 2DL、3DL 在合位，1DL 在分位。当电源 2 因为故障导致失电后， 电源 1 应能自动投入。
充电条件： 1) Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压，当[检电源 1 电压]控制字投入时 Ux1 有压（大于[电源有压定值]）；
2) 2DL、3DL 在合位，1DL 在分位。 同时满足以上条件，经辅助参数[备自投充电时间]后充电完成。 放电条件（满足以下任意一条则放电）： 1) 当[检电源 1 电压]控制字投入时 Ux1 不满足有压条件（小于[电源有压定值]），经 15s *** 放电； 2) 备自投发出合闸命令或 1DL 合上； 3) 当[合后位置接入]控制字投入时，本装置没有跳闸出口时电源 2 合后位置开入为 0，或分段 合后位置开入为 0； 4) 有“闭锁备自投方式 1/2”或“闭锁备自投”开入； 5) 1DL、2DL 或 3DL 的跳位异常； 6) 2DL 开关拒跳； 7) 整定控制字[备自投方式 2]或[备自投方式 1/2 软压板]或[备自投功能软压板]退出； 8) 分段保护动作。 动作过程： 1）当充电完成后，Ⅰ母、Ⅱ母均无压（线电压均小于[母线无压启动定值]） ，I2 无流，Ux1 有 压（[检电源 1 电压]控制字投入时），则启动，经[电源 2 跳闸时间]***，跳电源 2 断路器 2DL，若[联 切功能]控制字投入，则联切Ⅰ母、联切Ⅱ母同时动作。确认 2DL 跳开后，且Ⅰ母、Ⅱ母均无压（线 电压均小于[母线无压合闸定值]），经[合备用电源***]去合电源 1 进线断路器。 2）当充电完成后，电源 2 跳位且 I2 无流，Ux1 有压（[检电源 1 电压]控制字投入时），Ⅰ母、 Ⅱ母均无压（线电压均小于[母线无压启动定值]，若[跳位启动判母线电压]控制字退出时则不判母线 电压），则启动，若[跳位启动经跳闸时间]控制字投入时经[电源 2 跳闸时间]***，否则固定经 40ms ***，跳电源 2 断路器 2DL，若[联切功能]控制字投入，则联切Ⅰ母、联切Ⅱ母同时动作。确认 2DL 跳开后，且Ⅰ母、Ⅱ母均无压（线电压均小于[母线无压合闸定值]），经[合备用电源***]去合电源 1 进线断路器。
备自投方式
电源 1、2 运行，分段备用，即 1DL、2DL 在合位，3DL 在分位。当电源 1 因为故障导致失电 后，分段应能自动投入
在合位，3DL 在分位。 同时满足以上条件，经辅助参数[备自投充电时间]后充电完成。 放电条件（满足以下任意一条则放电）： 1) Ⅱ母不满足有压条件（***大线电压小于[母线有压定值]），经 15s ***放电； 2) 备自投发出合闸命令或 3DL 合上； 3) 当[合后位置接入]控制字投入时，本装置没有跳闸出口时电源 1 合后位置开入为 0，或电源 2 合后位置开入为 0； 4) 有“闭锁备自投方式 3/4”或“闭锁备自投”开入； 5) 1DL、2DL 或 3DL 的跳位异常； 6) 1DL 开关拒跳； 7) 整定控制字[备自投方式 3]或[备自投方式 3/4 软压板]或[备自投功能软压板]退出； 8) 弹簧未储能开入，或控制回路断线告警。 动作过程： 1）当充电完成后，Ⅰ母无压（线电压均小于[母线无压启动定值]） ，I1 无流，Ⅱ母有压（***大线 电压大于[母线有压定值]），则启动，经[电源 1 跳闸时间]***，跳电源 1 断路器 1DL，若[联切功能] 控制字投入，则联切Ⅰ母同时动作。确认 1DL 跳开后，且Ⅰ母无压（线电压均小于[母线无压合闸定 值]），经[合分段断路器时间]***去合分段断路器 3DL。 2）当充电完成后，电源 1 跳位且 I1 无流，Ⅱ母有压（***大线电压大于[母线有压定值]）， Ⅰ母 无压（线电压均小于[母线无压启动定值]，若[跳位启动判母线电压]控制字退出时则不判Ⅰ母电压） ， 则启动，若[跳位启动经跳闸时间]控制字投入时经[电源 1 跳闸时间]***，否则固定经 40ms ***， 跳电源 1 断路器 1DL，若[联切功能]控制字投入，则联切Ⅰ母同时动作。确认 1DL 跳开后，且Ⅰ母 无压（线电压均小于[母线无压合闸定值]），经[合分段断路器时间]***去合分段断路器 3DL。
备自投方式
电源 1、2 运行，分段备用，即 1DL、2DL 在合位，3DL 在分位。当电源 2 因为故障导致失电 后，分段应能自动投入。
充电条件： 1) Ⅰ母、Ⅱ母均三相有压； 2) 1DL、2DL 在合位，3DL 在分位。 同时满足以上条件，经辅助参数[备自投充电时间]后充电完成。 放电条件（满足以下任意一条则放电）： 1) Ⅰ母不满足有压条件（***大线电压小于[母线有压定值]），经 15s ***放电； 2) 备自投发出合闸命令或 3DL 合上； 3) 当[合后位置接入]控制字投入时，本装置没有跳闸出口时电源 2 合后位置开入为 0，或电源 1 合后位置开入为 0； 4) 有“闭锁备自投方式 3/4”或“闭锁备自投”开入； 5) 1DL、2DL 或 3DL 的跳位异常； 6) 2DL 开关拒跳； 7) 整定控制字[备自投方式 4]或[备自投方式 3/4 软压板]或[备自投功能软压板]退出； 8) 弹簧未储能开入，或控制回路断线告警。 动作过程： 1）当充电完成后，Ⅱ母无压（线电压均小于[母线无压启动定值]） ，I2 无流，Ⅰ母有压（***大线
工作原理
电压大于[母线有压定值]），则启动，经[电源 2 跳闸时间]***，跳电源 2 断路器 2DL，若[联切功能] 控制字投入，则联切Ⅱ母同时动作。确认 2DL 跳开后，且Ⅱ母无压（线电压均小于[母线无压合闸定 值]），经[合分段断路器时间]***去合分段断路器 3DL。 2）当充电完成后，电源 2 跳位且 I2 无流，Ⅰ母有压（***大线电压大于[母线有压定值]）， Ⅱ母 无压（线电压均小于[母线无压启动定值]，若[跳位启动判母线电压]控制字退出时则不判Ⅱ母电压） ， 则启动，若[跳位启动经跳闸时间]控制字投入时经[电源 2 跳闸时间]***，否则固定经 40ms ***， 跳电源 2 断路器 2DL，若[联切功能]控制字投入，则联切Ⅱ母同时动作。确认 2DL 跳开后，且Ⅱ母 无压（线电压均小于[母线无压合闸定值]），经[合分段断路器时间]***去合分段断路器 3DL。
分段保护
1 过流保护
本装置设置两段定时限过流保护，各段有***的电流定值和时间定值以及控制字。各段可*** 选择是否经复压闭锁（低电压和负序电压）。复压元件取两段母线电压的逻辑“与”关系（后加速、 充电过流保护的复压闭锁与此相同）。
2 零序过流保护
本装置设置一段零序过流保护，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 序电流自产]控制字整定为 1，零序过流加速保护和充电零序过流保护与此相同）。
3 自投合闸后加速保护
本装置设置一段过流加速保护和一段零序过流加速保护，其中过流加速保护可选择是否经复压 闭锁。加速保护仅在备自投方式 3、4 合闸动作后开放 3s，在此期间内，若加速保护启动，则一直 开放到故障切除。
4 充电保护
本装置设置一段充电过流保护和一段充电零序过流保护，其中充电过流保护可选择是否经复压 闭锁。充电保护在分段断路器手动或遥控合闸空充母线时短时开放（可在辅助参数中整定[充电保护 开放时间]，默认为 0.5s），在此期间内，若充电保护启动，则一直开放到故障切除。辅助参数中， [0108 定义为充电保护硬压板]为 1 时，B01 号板 0108 端子为“充电保护硬压板” ，充电保护受该压 板控制；整定为 0 时，B01 号板 0108 端子为普通遥信输入，充电保护不受该压板控制。
5 异常告警
1 开关跳位异常
电源有流（大于无流定值）但其开关跳位开入为 1，经 10s ***报相应电源跳位异常。
分段有流（大于 0.04In）但分段跳位开入为 1，经 10s ***报分段跳位异常。
2 控制回路断线
分段 TWJ 和 HWJ 均为 0，经 3s ***报“控制回路断线”。当分段 TWJ 或 HWJ 任意一个为 1 时，相应告警返回。
工作原理
当不使用本装置的操作回路插件功能时，请把辅助参数中的[检测控制回路断线]整定为 0，退出 控制回路断线告警功能。
弹簧未储能告警
当收到弹簧未储能开入时，经辅助参数中的[弹簧未储能告警***]（默认为 15s）报“弹簧未储 能告警”信号。
CT 断线
分段 CT 断线判据如下： 1) ***大相电流大于 0.2In； 2) ***大相电流大于其余两相相电流的 4 倍。
同时满足上述两个条件，*** 10s 报“分段 CT 断线”告警信号。当电流***正常后，*** 10s “分段 CT 断线”告警信号返回。
PT 断线
Ⅰ母 PT 断线判别： 1) 正序电压小于 30V 时，I1 有流，或者 3DL 在合位且 I2 有流； 2) 负序电压大于 8V。 满足以上任一条件*** 10s 报“Ⅰ母 PT 断线”。当电压***正常后，*** 1.25s 该告警返回。
Ⅱ母 PT 断线判据与Ⅰ母的类同。
电源 1PT 断线判别：[检电源 1 电压]控制字投入时，若 Ux1 小于[电源有压定值]，经 10s *** 报“电源 1PT 断线”。当电压***正常后，*** 1.25s 该告警返回。电源 2PT 断线判据与电源 1 的类同。
频率异常
当系统频率低于 49.5Hz 或高于 50.5Hz 时，经 10s ***发“频率异常”信号。
开关拒跳
装置发出跳闸命令后，在辅助参数中的[开关拒跳判断时间]（默认为 1s）内，相应开关没有跳 开，报相应开关拒跳。开关拒跳告警信号保持至信号复归。
接地选线
装置使用暂态功率方向法来判断本间隔是否接地。当线路故障，暂态零序容性功率方向为反向 时，装置报“本间隔接地”。
采样数据异常的处理
当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：
⚫ 电压采样无效，则闭锁与电压相关的保护。
⚫ 电流采样无效，则闭锁与电流相关的保护。
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、UA1、UB1、UC1、UAB1、UBC1、UCA1、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。 本装置没有专门的分段测量电流输入，而是使用分段保护电流来计算测量电流。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：***多 6 路自定义遥信开入，并有事件顺序记录(SOE)。
遥控功能提供一组遥控输出接点(遥控对象固定对应本开关)来实现断路器正常遥控跳闸和正常 遥控合闸。遥合固定为不检方式。
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” ， 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。