NSR641RF-DA,南瑞保护装置

NSR612RF-D 线路 保护测控装置
NSR612RF-D 为 35kV 以下线路保护测控一体化装置，实现进线、出线、馈线的保护、测控、
操作等功能。有 NSR612RF-DS（过流），NSR612R-DA（复压方向过流）两种型号可供选择。
3.1 功能配置
保护方面的主要功能有：1）三段过流保护（复压方向可选）；2）两段可经方向闭锁的零序过流
保护（零序电流可自产、外接，第二段通过控制字选择跳闸或告警）；3）三相一次重合闸（检无压
或不检）；4）过负荷保护；5﹚合闸后加速保护；6）低周减载保护；7）低压减载保护；8）同期合
闸。
测控方面的主要功能有：1）23 路遥信开入采集、装置遥信变位；2）正常断路器遥控分合；3）
Ia、Ib、Ic、Ua、Ub、Uc、3Io、Uab、Ubc、Uca、3Uo、Pa、Pb、Pc、P、Q、S、COSφ、Fr
等 19 个模拟量的遥测；4）事件 SOE；5）动作波形记录；
3.2 工作原理
3.2.1 三段过 电 流保护
NSR612RF-D 设三段过电流保护，各段有立的电流定值、时间定值。三段过流保护均可以
立投入方向闭锁元件或复压闭锁元件。
方向闭锁 元件
方向元件采用 90°接线方式，各相方向元件电流电压选取原则如表所示
方向元件相别 I U
灵敏角与线路阻抗角有关，本装置固定取灵敏角为 45°。
综合后动作区范围为（括号内为大误差范围）：
当线电压小于 12V 时，装置采用记忆电压消除近区三相短路时方向元件的死区，。
3.2.3 复 压闭锁元件：
相过流保护及相电流后加速保护的复合电压闭锁元件为公共元件，各段可选择是否经复合电压
闭锁。
复压元件由线电压和负序电压判据组成，两者为或的关系，其中线电压判据指 Uab、Ubc、Uca
中任一个小于复压闭锁低压定值。
3.2.4 零序过流保护
NSR612RF-D 设两段零序过流保护，各段有立的电流定值、时间定值；零序电流可通过控制
字选择采用外接方式还是自产方式（“零序电流采用自产”整定为 0 时，零序电流采用外接 CT 方式；
整定为 1 时，零序电流采用自产方式）。
零序过流一段固定跳闸；零序过流二段可经控制字选择是跳闸还是告警（“零序 II 段保护跳闸”
整定为 1 时跳闸，整定为 0 时只告警）。
两段零序过流可经方向闭锁。通过控制字“中性点接地”选定接地方式（整定为 1 时，表示直
接接地系统或小电阻接地系统；整定为 0 时，表示不接地系统）。对于不接地系统，方向灵敏角为
90°（零序电压零序电流 90°）；对于接地系统，方向灵敏角为-110°（零序电压滞后零序电
流 110°）。

5.1 概述
本章节主要介绍 NSR600R 系列保护测控装置和监控系统通信采用的接口和协议。装置支持通
IEC60870-5-103 通讯规约和 Modbus 通讯规约，其中 103 规约可通过设置相关的配置参数来选择
网络 103，串口 103。
需要注意本章节，不是讨论规约本身，如果需要了解规约相关信息，请参考相关通信协议
标准。本章节描述本装置所用通信协议的特别之处。
5.2 IEC60870-5-103 规约
以标准 IEC60870-5-103 规约为基础，进行功能扩展所制定的装置通讯规范，能够实现变电站
综合自动化系统所有的通讯功能。考虑自描述上送，所有服务均采用通用分类服务实现。
IEC60870-5-103 规约链路层采用 TCP/IP 链接，采用主动上送与确认相结合方式进行信息传输
确认。
保护事件发生主动上送，告警、自检、开入发生变位主动上送，遥测数据变化主动上送。装置
响应总召唤上送全部状态量。可以通过通用分类服务来调取相关的描述信息。
本装置支持 ASDU21 和 ASDU10 通用分类服务命令。请参考 IEC60870-5-103 规约，以了解更
多这两种报文的内容。
本装置支持的通用分类服务的信息序号（INF）如下：
1. 在控制方向
表 5.2-1
INF 相关描述
240 读全部被定义的组的标题
241 读一个组的全部条目的值或属性
243 读单个条目的目录
244 读单个条目的值或属性
245 对通用分类数据的总查询(总召唤)
248 写条目
249 带确认的写条目带执行的写条目
251 写条目中止
2. 在监视方向
表 5.2-2
INF 相关描述
240 读全部被定义的组的标题
241 读一个组的全部条目的值或属性
243 读单个条目的目录
通信
244 读单个条目的值或属性
245 结束通用分类数据的总查询(总召唤)
249 带确认的写条目
250 带执行的写条目
251 写条目中止
5.3 Modbus 通讯协议 规约
采用标准西门子 ModbusProtocol 规约，能够实现变电站综合自动化系统基本所有的通讯功能。
该规约基于串口协议。
应用该协议，通过后台软件可以查看装置所有的在线信息，同时调用所有的离线信息，实现对
装置的完全的监控、分析、操作。本规约进行规范的范围包括：信息传递、命令交互，具体包括读
取和修改（预置）操作，不支持主动上送，全部采用 POLLING 方式，一问一答。
5.3.1 通讯功能
（1） 遥信读取
（2） 遥测读取
（3） 定值读取修改
（4） 参数读取修改
（5） 事件召唤上送
（6） 校时
（7） 清除记录、复归
5.3.2 功能码类型说明
功能码
含义 操作
01H 读取输出信息
读取一组动作线圈状态，可用于遥信状
态的读取。
02H 读取输入信息
读取一组输入信号状态，可用于遥信状
态的读取。
03H 读保持寄存器数值
读取一个或多个保持寄存器值，可用于
遥测、保护测量值、定值、录波、参数
数据的读取。
04H 读输入寄存器数值
读取一个或多个输入寄存器值，可用于
遥测、保护测量值、定值、录波、参数、
遥脉数据的读取。
05H 控制单一线圈状态
清除记录、复归、复位、手动录波等。
添加下传文件的准备命令。
06H 预置单一寄存器
把设置的二进制值写入单一寄存器，修
改一个参数、定值或者虚拟测量值等。
NSRTools 辅助软件
10H 预置多个寄存器
把设置的二进制值写入连续寄存器，修
改多个参数、定值或者虚拟测量值等。
5.3.3 通讯点表
5.3.3.1 信号 量类
信号量主要包括保护事件的遥信、开入开出量的遥信等。具体分类需要参看装置的配置信息，
点表请参看装置的模板。
信号量类主要包括四类遥信状态上送。保护动作故障事件状态、保护告警事件状态、保护自检
事件状态、保护 SOE 事件状态（硬开入遥信状态）。
本规约功能码 01H、02H 均支持四种信号量状态的上送，以信息地址来区分事件状态的类型。
事件类型定义：
起始地址 描述
0000H 保护 SOE 事件状态
0200H 保护告警事件状态
保护自检事件状态
保护动作故障事件状态
5.3.3.2 定值类
遥测、保护测量值、定值、参数统一为定值类参数。ModBus 规约报文交互数据全部使用
数，如果主站需要浮点数，请自行根据装置模板进行转换。数据内容中定值和测量值的名称和点表
请参看装置模板。
注：装置目前的定值类信息（遥测、保护测量值、定值、参数）全部使用 4 字节数上送，
因此一个定值（或者遥测、保护测量值、参数）对应 2 个数据地址，主站自行根据点表的“乘系数”
来转换数据。
定值起始地址 0000H，参数起始地址 8000H。
5.3.3.3 事件类
事件主要包括保护动作故障事件、保护告警事件、保护自检事件、保护 SOE 事件等。事件类数
据上送采用功能码 04H。不同类型事件起始地址表格如下。起始地址表示此类事件个（早的）
记录，每一个事件占用 10 个字节来描述，每类事件分配 128*5 个地址的空间（128 个事件）。因为
ModBus 规约限定每帧报文大 256 个字节，因此召唤事件限定每帧多召唤 20 个事件。装置如
果少于召唤事件个数，则上送主站召唤事件个数，无事件的字节以 FF 填充。
事件类型定义：
事件类型 起始地址 描述
01H 01A0H 保护动作故障事件
通信
02H 06A0H 保护告警事件
保护自检事件
保护 SOE 事件

安装与调试
这一章详细介绍了如何安装和调试装置，涵盖了装置机械及其电气安装的流程，外部回路的上
电和检测，定值和装置的配置以及定值、保护功能和测控功能的验证。本章也可以作为定期测试装
置的参考手册
本章还介绍了监控系统调试的项目及内容，监控系统组态，配置以及通信管理单元的配置不在
本章介绍的范围内。
本章主要针对安装，调试和维护人员，要求安装人员应具备基本的电气操作知识以及测试装置
及保护功能的丰富经验。
 警告
警告!
 严格遵守企业和规范。工作在高电压环境下要求严格的安全措施，以避免人员伤
害和装置损坏。
 装置运行期间不要联接电路，因为存在有危及安全的高电压和大电流。
 打开包装后，不要接接电路。因为人与电路间可能存在有及安全静电电位差，可能会导致
人员伤害和装置损坏。
 当开路测量信号时要使用合适的绝缘测试端子。存在危险的电压和电流。
 禁止在装置运行期间插拔插件或拆除和连接电缆，危险的电压和电流可也许是致命的。装
置的运行可能会被终止，测量回路可能会被损坏。
 被测试装置及测试装置均应始终可靠接地，否则也许会损坏装置，或引起人身伤害事故。
 运行中严禁电流互感器二次回路开路。否则会产生很高的二次感应电压，可能会损坏电流
互感器和危及人身安全。
 禁止在装置带电时打开装置的前后面板。
 警示
警示!
 使用合格运输包装运送插件。处理插件时要始终佩戴防静电护腕。防静电护腕应与装置地
可靠连接。
 禁止将带电电缆接入装置。
 停电更换插件时要始终佩戴防静电护腕。防静电护腕应与装置地可靠连接。

注意!
 切换保护定值区前要确认该保护区定值是有效的。
 装置可长期承受 3 倍额定电流。
 切换到无效定值区会导致装置闭锁。
6.1 概述
开始调试前，应计算每一项功能所用到的定值。该定值好是装置投入实际运行时使用的定值。
装置或安装有装置的屏柜打开包装后应进行外观检查。装置及屏柜应被完好地安装在保护小室
或监控室或开关柜内。应检查与系统连接是否正确以验证安装的正确性。
如果有通信功能的要求，在调试之前，应当配置通信模块。
每一个功能要根据预先设定的定值和参数进行测试。功能测试和相应的二次系统测试应当完整
全面。如果一次系统具备条件，应当进行极性校验。
6.2 外观检查
1. 拆除运输包装
2. 检查装置外观
 仔细检查屏柜，装置以及其它部分，确认是否有外观损坏。
 核对装置的铭牌信息。
 检查其它辅助装置的铭牌信息，确认是否适用于本工程安装。
 检查屏内接线
检查屏内使用导线的线径是否满足工程需要。确保没有连接错误存在。
 检查标签
检查所有压板的标签，端子标签，套管标签，指示灯标签，切换开关标签和按钮标签，确保所
有的标识满足工程需要。
 检查插件
检查装置的所有插件，确保他们被正确安装并且没有螺丝松动。
 检查接地电缆
检查接地端子是否通过接地电缆可靠连接到接地铜排上。
 检查切换开关，压板和按钮
检查所有的切换开关，装置键盘，压板和按钮是否可以正常平滑的工作。
3. 检查所有的项目是否和交付文档内容一致
安装与调试
根据交付文档检查装置包含的所有软件功能。
4. 检查是否在运输过程中损坏
产品检查应当涉及装置的所有方面，不仅要没有外观损坏，而且功能正确，测量值在一定
的误差范围内 安装
6.3.1 概述
根据装置的技术参数要求（请参阅 1.4 节相关内容），安装现场的机械和电气环境条件要在允许
的范围内。灰尘，潮湿，快速温变，电气振动和冲击，快速瞬变，强电磁场等相似的极端条件应当
被避免。
屏柜前后应留有足够的空间以便于维护和未来改造。嵌入式安装的装置可以在不需要复杂拆卸
的情况下增加替换插件。
6.3.2 尺寸
装置采用 IEC 标准机箱模块化结构，采用一体化的前面板和可插拔的背板端子与外部连接。
6.10 保护定值校验与功能测试
所有需要使用的定值区都应经过测试，用户可以通过整定控制字投入需要测试的功能，退出其
它功能。用户可以通过启动开入信号“检修状态投入”去闭锁通信功能以确保在测试过程中产生的各种
安装与调试
事件不送至后台和调度。
检查定值以确保于本工程的具体定值已被正确地整定到装置中。
进行保护实验前，请将对应元件的控制字、软压板、硬压板设置正确。装置整组实验后，请检
查装置输出的各项内容是否正确，包括：
 动作事件：可在装置界面或监控后台观察事件记录。
 故障报告：打印报告后核对，或通过辅助软件查看报告。
 SOE 记录：可在装置界面或监控后台观察事件记录。
 出口继电器
 信号继电器
 信号灯
各逻辑的具体的试验方法，请参阅各装置说明书提供的保护逻辑图。
系统测试
完成装置的基本功能校验后，应当对系统进行测试。在 6.6 节中已经对通信通道做了测试，确
保了通信端口的完好，本节主要针对完成了装置基本功能测试后，在监控系统和通信管理单元按工
程需要配置好的环境下，进行的一系列的系统测试，以确保整个系统能满足用户的需要。
6.11.1 通信对点测试
 保护动作事件刷新监控：可通过装置界面【调试菜单】→“虚事件”菜单项进行，监控系统正
确接收并显示事件内容。
 遥信刷新监控：可通过装置界面【调试菜单】→“虚遥信”菜单项进行，监控系统应及时刷新
遥信状态，SOE 记录正确。
 遥测刷新监控：可通过装置界面【调试菜单】→“虚遥测”菜单项进行，监控系统应及时刷新
遥测值，通信管理单元遥测值应与虚遥测值一致，监控系统经变比折算后应与实际值一致。
 监控正确遥控：监控下发遥控命令，装置执行成功率应 ，在装置界面【显示报告】→“遥
控记录”菜单项上查看遥控记录正确。
整组试验时，加强安全监控，防止现场发生机械伤人和电气伤害
VQC 测试
对配置了 VQC 系统，应进行 VQC 试验。
 根据 VQC 定值单整定 VQC 参数后，人工置数调试，VQC 运行与动作策略应正确
 对 VQC 闭锁进行测试，在装置通信中断、断路器弹簧未储能、变压器档位限制、调压器故障、
档位滑档、调压无效、VQC 模块故障等情况下，VQC 系统正确闭锁
 VQC 传动试验，人工置数调试，参加动作策略控制的电容器正确投切、变压器档位正确升降
6.11.4 保护整组测试及联动断路器试验
断开系统交流信号，除试验仪输入交流信号外，其它情况均与运行状况一致，根据定值清单进
去保护整组工作时间测量，并联动断路器跳合闸回路，。试验过程中注意观察所有事件记录和上送信
号均正确无误。
试验结束后，装置所有信号与记录清零。
此项试验后除恢复交流接线和投运带负荷相量测试外，不复在传动屏上进行任何工作。