PSF630说明书Word文档下载推荐.docx
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4.10PT断线检测错误！
4.11数据记录错误！
5与变电站自动化系统配合错误！
6定值及整定说明错误！
6.1PSL641数字式线路保护装置的整定值清单及说明错误！
6.2PSL643数字式线路保护装置的整定值清单及说明错误！
1装置简介
PSF630系列微机高频信号传输装置为适用于110KV~500KV高压输电线路，专门传输继电保护信息的电力线载波收发信机。
它利用输电线路作为继电保护信息的传输通道，通过调制与解调等手段实现两侧信息的发送和接收,与继电保护（如方向纵联、距离和另序纵联）配合构成可作为主保护的闭锁式电力线载波纵联保护（简称载波保护或高频保护）。
本系列产品根据继电保护运行方式要求，配置有PSF631和PSF633二种型号。
其中PSF631可称为线路收发信机，它具有单一工作频率，与线路保护配合实现高频保护；
而PSF633则可称为旁路收发信机，与旁路保护配合，在线路保护退出运行改由旁路保护代用时实现高频保护，它直接与旁路保护组屏，具有多路工作频率。
本系列装置和国内同类产品一样，具有以下基本特点和功能。
1）收发同频
2）远方启动和自发自收
3）通道检查和“四统一”高频闭锁逻辑
4）通道告警。
当收信电平低于正常值（如3dB）时，发出通道告警指示
5）与继电保护装置灵活的接口方式
此外本系列装置还具备以下一些特点
1）设有动作报告，可为高频保护动作行为分析提供强有力的依据。
动作报告内容包括：
●与继电保护接口的开入开出量
●本装置的动作行为
●通道录波
动作报告为最近的100次记录，并具有掉电保持功能。
2）智能化
●采用公司成熟的继电保护32位微处理软硬件平台
●采用全汉化液晶显示器和问答式菜单。
3）高可靠性
●功率放大采用大电流场效应管，热稳定性好，无二次击穿现象。
●线路滤波器关键元器件耐压达4000伏。
●功放电源采用独立的逆变模块。
●单层背插式19英寸标准机箱结构，各插件之间采用母板印制版连接，采用电磁屏蔽技术，使装置能通过Ⅲ级快速瞬变干扰等。
针对旁路保护要求，PSF633装置另外具有：
1）足够的资源
可供切换的工作频率多达16路，确保满足旁路保护代用于多条线路的需要；
并且每一路频率通过键盘操作可随时重新设定，实现现场改频。
2）简单可靠的切换方式。
现场值班人员不接触装置本体，仅通过对屏柜上一个16路开关位置的操作，就可以实现装置工作频率的切换，确保操作的安全性；
高频通道的切换采用切换连片或者专用转接插头座，方便实用。
2技术参数
2.1电气技术参数及性能
2.1.1直流电源220伏或110伏
2.1.2工作频率范围40~400KHz
2.1.3额定发信功率10瓦（40dBm），必要时可调至20W（43dBm）
2.1.4谐波电平≤-26dBm
2.1.5停信载漏电平≤-20dBm
2.1.6输入输出阻抗75欧姆（回波衰耗≥10dBm）
2.1.7允许并机间隔同相≥3B（B=4kHz）；
邻相允许紧邻使用
2.1.8收信灵敏启动电平4~5dBm（也可按实际要求调整）
2.1.9收信防卫度f0±
2kHz时>
40db
f0±
4kHz时>
45db
14kHz时>
60db
2.1.10收信线形工作范围25dB
2.1.11传输时间（背对背）本侧启动发信开人动作——对侧收信接点输出：
3ms
本侧启动发信开人返回——对侧收信接点返回：
5ms
2.1.12开出量负载能力收信输出（接点）：
24VDC，500mA
中央信号（接点）：
220VDC，1A
2.1.13直流功耗停信状态<
55W
发信状态<
120W
2.2绝缘性能
2.2.1绝缘电阻
装置的带电部分和非带电部分及外壳之间以及电气上无联系的各电路之间用开路电压500V的兆欧表测量其绝缘电阻值，正常试验大气条件下，各等级的各回路绝缘电阻不小于100MΩ。
2.2.2介质强度
在正常试验大气条件下，装置能承受频率为50Hz，电压2000V历时1分钟的工频耐压试验而无击穿闪络及元件损坏现象。
试验过程中，任一被试回路施加电压时其余回路等电位互联接地。
2.2.3冲击电压
在正常试验大气条件下，装置的电源输入回路、输出触点回路对地，以及回路之间，能承受1.2/50s的标准雷电波的短时冲击电压试验。
开路试验电压5kV，当额定绝缘电压小于60V时，开路试验电压为1kV。
试验后装置应无绝缘损坏。
2.2.4耐湿热性能
装置能承受GB7261第21章规定的湿热试验。
最高试验温度+40℃、最大湿度95％，试验时间为48小时，每一周期历时24小时的交变湿热试验，在试验结束前2小时内根据2.2.1的要求，测量各导电电路对外露非带电金属部分及外壳之间、电气上不联系的各回路之间的绝缘电阻不小于1.5MΩ，介质耐压强度不低于2.2.2规定的介质强度试验电压幅值的75％。
2.3抗电磁干扰性能
2.3.1脉冲干扰
装置能承受GB6162规定的干扰试验，试验电源频率为100kHz和1MHz，试验电压为共模2500V，差模1000V的衰减振荡波。
试验时给被试装置预先施加电源，按GB6162第3.3的表所列临界条件叠加干扰试验电压，装置收发信均正常。
2.3.2快速瞬变干扰
装置能承受IEC255－22－4标准规定的Ⅲ级（2KV±
10％）快速瞬变干扰试验。
2.3.3静电放电
装置能承受IEC255－22－2标准规定的Ⅲ级（空间放电8KV，接触放电6KV）静电放电试验。
2.4机械性能
2.4.1振动
装置能承受GB7261中16.3规定的严酷等级为I级的振动耐久能力试验。
2.4.2冲击
装置能承受GB7261中17.5规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。
2.4.3碰撞
装置能承受GB7261第18章规定的严酷等级为I级的冲击耐久能力试验。
2.5环境条件
a）环境温度：
工作：
-20℃～60℃,24h内平均温度不超过35℃。
贮存：
25℃～+85℃,在极限值下不施加激励量,装置不出现不可逆的变
化,温度恢复后,装置应能正常工作。
b）相对湿度：
最湿月的月平均最大相对湿度为90%,同时该月的月平均
最低温度为25℃且表面无凝露。
最高温度为+40℃时,平均最大相对湿
度不超过50%。
c）大气压力：
80～110kPa（相对海拔高度2km以下）。
3基本工作原理
本系列装置采用故障启动发信ON/OFF工作方式。
装置平时处于不发信（OFF）状态；
在电力系统发生故障时，继电保护装置启动本装置的发信机，向对侧发送高频信号（ON），收信机接收来自对侧的信号，并将解调后的信息“收信输出”传送至继电保护装置判别。
整机由“电源”、“监控”、“功放”、“线滤”、“收信”、“出口”、“MMI”等功能模件组成，下图为原理框图示意图。
MMI
继电
保护
线滤
功放
监控
fo
高频通道
fl
收信
出口
中央信号
图1原理框图示意图
3．1与继电保护装置的接口
由于种种原因，收发信机与继电保护装置的接口方式中，在“四统一”高频闭锁逻辑上存在有继电保护装置自身实现还是由收发信机实现两种情况，因此装置在引入继电保护的接口信号时需同时兼顾。
这两种方式简单可称为“单接点”和“双接点”方式。
在“单接点”接口方式下，高频闭锁逻辑、远方启动、通道交换由继电保护装置提供，继电保护只有一对接点（或空光耦）来控制本装置的发信与停信。
接点（或空光耦）“闭合”时发信，接点（或空光耦）“断开”时停信。
“双接点”接口方式时，高频闭锁逻辑、远方启动、通道交换交由本装置实现，继电保护另外提供具有优先权的二对接点（或空光耦）来控制装置的发信和停信。
其中启动发信接点（或空光耦）闭合时装置发信，停止发信接点（或空光耦）闭合时装置停信。
特别指出的是，在PSF631装置切换到旁路保护时，如旁路保护和线路保护为不同的两种接口方式，可将该装置的“方式选择”端子引至切换把手，以保证收发信机与保护装置的正确接口。
3．2发信部分
装置的发信部分由“监控”模件的信号源部分和“功放”、“线滤”功能模件等组成。
信号源工作频率信号fo的产生采用锁相环技术，并通过分频、倍频等手段将固定频率信号进行频率变换构成频率合成器。
在继电保护送来停发信命令时，CPU控制信号源工作频率信号fo的输出与否。
功放功能模件实现对高频信号的功率放大，以满足信号远距离传输的需要，其中功率管采用大电流场效应管，具有热稳定性好，无二次击穿现象。
功率放大模件的信号输出与线路滤波模件输入连接，线路滤波模件实现对高频信号中谐波电平和其他杂散信号的衰减以达到信号传输指标的规定要求。
最后线路滤波模件通过高频电缆将该信号发送给对侧（端）同类装置的收信回路。
3．3收信部分
装置的收信部分即为高频信号的接收回路，由“线滤”和“收信”功能模件组成。
线路滤波模件在发信部分已提及，这里值得注意的是收信时高频信号的流向与发信时相反。
为解决两侧装置同时发信时出现信号拍频而造成的接收缺口现象，收信采用时分门控工作方式。
即本侧发信时，收信回路不工作；
本侧不发信时，收信门控模拟开关打开，接收对侧发信信号。
高频信号的解调采用外差方式，即将接收到的对侧高频信号与本地震荡信号fl混频，产生出固定频率fo+fl=1MHz信号，利用高Q值的1MHz滤波器选出有用成分，再经过放大检波产生收信输出。
3．4监控
具有微处理器功能的监控功能模件采用公司成熟的继电保护32位微处理软硬件平台，人机见面MMI采用全汉化的液晶显示器和问答式菜单形式。
它具有监测和控制等职能。
4功能模件
下面对各功能模件作详细介绍。
4.1出口模件
出口模件位于装置6号插件位置，两种型号的该模件完全一样。
本模件包括以下功能回路：
收信输出回路。
端子D8的自发自收（ZFZS）信号和端子D10的收信信号组成“或”逻辑，构成收信输出。
K1、K2为两组独立的收信输出继电器，接点输出X1-1、X1-2提供与继电保护装置接口，X1-3、X1-4备用或提供给录波装置。
端子D6（SXC）送至CPU插件记录收信输出动作行为。
K3、K4分别为磁保持的收信继电器和发信继电器，端子Z8高电平（24V）时可将保持信号复归。
端子D12、Z12动作后分别点亮装置面板的收信灯和发信灯。
继电器K8接点输出X8、X10则为装置动作（发信和收信）送出的中央信号。
K5、K6分别为装置告警和通道3DB告警继电器，端子D16、Z16动作后分别点亮装置面板的装置告警灯和通道告警灯。
继电器K7接点输出X5、X6为装置告警信号，提供给继电保护装置或其他装置作监视。
继电器K9接点输出X9、X10为装置告警中央信号。
D26、Z26、D24、Z24分别为对装置电源+30V、-30V、12V、-12V的电平转换输出，由CPU监视其值是否正常。
D30、Z28、B28、D28为以太网RJ45通信接口端子，T1为隔离输出变压器。
Z30、D32、B32、Z32为标准RS232串行口端子，用于连接PC机。
4.2电源模件
电源模件位于装置3号插件位置，两种型号的该模件完全一样。
本模件二次输出电压为5V，12V，-12V，24V
（1），24V
（2），+30V，-30V。
5V电源用于装置数字器件，12V，-12V用于装置模拟器件，24V
（1）用于继电器和各模件间的信号转换，24V
（2）为各开人量提供工作电源，+30V，-30V为功放电源。
为增强电源模件的抗干扰能力，本模件的直流输入和开人量电源24V
（2）皆装有EMI滤波器。
4.3发信机
发信机部分由包括信号源、功率放大器、线路滤波器等功能模件组成。
4.3.1信号源
信号源位于装置5号CPU插件上，两种型号的该模件电路完全一样。
本电路采用具有频率锁定功能的锁相环频率合成技术。
fo
fc
fr
参考
频率源
÷
R
压控震荡
器VCO
环路滤
波器LF
取样
PD
可变分
频÷
N
图2锁相环频率合成原理框图
当锁相环频率锁定时，压控震荡器的输出频率为
R
fo=Nfr=fc
晶体震荡器FZZ的震荡信号（16384kHz）经U30分频器分频得到频率为256kHz的CLK0信号，CLK0再由U37（8253）计数器输出1kHz的OUT0信号，构成上图的fr信号。
U31（4046）集成电路为相位比较器PD，CF1和RF2组成环路滤波器，U33（2206）集成电路为压控震荡器，FOUT为压控输出，U37的门1计数器形成可变分频。
U37（8253）的门0计数器和门1计数器均由CPU控制，因此改变CPU的频率定值就能达到装置工作频率的设定。
PSF631为单频率装置，定值菜单有一路频率值；
PSF633为多频率装置，定值菜单中有十六路频率值。
信号源是否输出由CPU的开出FXKZ控制。
4.3.2功率放大器
功率放大器位于装置2号插件位置，两种型号的该模件电路完全一样。
它将受控的高频信号放大，提供外线端20W的输出功率。
其主要技术指标：
（1）工作频率范围：
40~400kHz；
（2）额定输出功率：
25瓦（44dBm,调整范围为0~27瓦44.3dBm）;
（3）频率响应：
在工作频率范围，输出电平波动±
0.5db（以200kHz为中心）；
（4）输入阻抗：
1000欧姆，不平衡；
（5）谐波衰耗：
二、三次谐波电平比工作频率电平低45db。
功率放大器模件包括一级电压放大和一级功率放大，并组成二级负反馈功率放大电路。
VT1为A类电压放大，VT2为射极输出，经C5、C7藕合到功放管。
功放管VP、VN采用互补型VMOS场效应管，其优点是推动功率小，波形好，静态电流小，热稳定性好，无二次击穿现象。
R22、R21、R23整定VP、VN的静态栅偏压。
T1是输出变压器，输出阻抗由变压器抽头和无感电阻R19、R20决定，可保证在整个工作频段内反射系数小于15%。
电感L1、L2可减少高频电流向供电端产生辐射，稳压片D1、D2为电压放大级提供稳定的工作电压并起退耦作用。
继电器K为装置发信继电器，其接点输出DBZ30与出口插件的FX端子相连。
端子DZ8直流量送给CPU插件，由CPU测量发信功率，并送至液晶显示。
端子DZ26为收信机收信信号的接入点。
4.3.3线路滤波器
线路滤波器主要功能为发信信号的谐波抑制、与高频通道的阻抗匹配、和防止通道过电压的侵入。
该模件位于装置1号插件位置，两种型号的滤波器形式不同。
（a）PSF631线路滤波器模件
本模件为带通滤波器，由二级电感电容谐振耦合回路组成，L1、C1和L2、C2是二个对称的谐振回路，CM为二回路的耦合电容。
整个滤波器调谐在工作频率f0。
主要技术指标：
（1）工作频率：
40~400kHz范围内任一使用频率；
（2）滤波器通带衰耗：
40~300kHz≤1db
300~400kHz≤1.5db
（3）阻带衰耗：
7.5db
（4）特性阻抗：
75Ω，反射系数<
15%
（b）PSF633线路滤波器模件
本模件由四组低通滤波器组成，滤波器的形式为椭圆函数型。
L1-1~L1-4和C1-1~C1-7组成截止频率为70KHZ的低通滤波器，L2-1~L2-4和C2-1~C2-9组成截止频率为130KHZ的低通滤波器，L3-1~L3-4和C3-1~C3-7组成截止频率为230KHZ的低通滤波器，L4-1~L4-4和C4-1~C4-9组成截止频率为400KHZ的低通滤波器。
（1）截止频率：
70KHZ、130KHZ、230KHZ、400KHZ；
≤1.5db
截止频率+2kHz时>
40db截止频率+4kHz时>
55db
对于不同的工作频率，将由K1~K4继电器切换到相应的低通滤波器上。
频率在40KHZ~69KHZ之间时，端子dbz24为高电平，K1继电器动作，由截止频率70KHZ低通滤波器工作；
相应的70KHZ~129KHZ之间时，由截止频率130KHZ低通滤波器工作；
130KHZ~229KHZ时，由截止频率230KHZ低通滤波器工作；
230KHZ~400KHZ时，由截止频率400KHZ低通滤波器工作。
K1-170kHzK1-2
K2-1130kHzK2-2
K3-1230kHzK3-2
K4-1400kHzK4-2
Dbz16（功放来）输出变压器
图3PSF633滤波器模件原理图
（C）其他回路
T为输出变压器，它是连接装置与通道的纽带。
为提高抗外界干扰信号能力，接线采用不共地方式。
EC为雷电保护器，防止雷电波、过电压等损毁装置的敏感元器件。
X1或X2端子是高频电缆芯线的接入点，X4或X5端子是高频电缆屏蔽层的接入点。
X7、X9提供给录波装置作为高频信号录波，前者为信号正端，后者为信号负端。
4.4收信机
收信机的功能是利用窄带滤波器技术，将有用信号即对侧装置的发信信号提取出来，再经过放大检波后，作为收信输出和收信电平测量。
功能模件包括模拟开关、可变衰耗器、混频、滤波、放大、检波触发等电路。
这些电路均位于4号收信插件，两种型号的该部分电路完全相同。
检波触发电平转换
光耦
模拟开关可变衰耗器放大混频1M滤波器放大收信输出
db
检波
FXK收信电平测量
CPU
控制
图4收信功能模件原理图
D30（f0）为收信信号引入端。
由于收信、发信回路合用同一个通道，因此在两侧装置同时发信时，两侧的高频信号会出现“拍频”，有可能造成收信信号出现缺口。
为防止该缺口出现，装置采用发信时收信回路不接收信号的门控方式。
在发信控制信号FXK低电平即不发信时，模拟开关D1开放，允许信号通过；
而FXK高电平即发信时，模拟开关D1禁止信号通过。
可变衰耗器主要是为短线路使用，当实际收到对侧电平太高时，可变衰耗器对信号提供一定的衰减，使收信回路工作在线性范围内。
设置有2DB、4DB、8DB、16DB四档，可组合覆盖2DB~30DB之间的偶数值。
CPU控制D2芯片的选择端，达到对可变衰耗器的设定。
PSF631单频率装置，CPU根据本线路两侧装置联调的结果设置衰耗值；
而PSF633多频率装置，CPU将根据本装置与多条线路联调的结果各自设置衰耗值，并在旁路保护代用时，按照线路各自的要求切换到相应的衰耗值。
为提高防卫度，装置接收信号采用外差向上频谱搬移解调接收方式，即收信f0信号与本振fl（1MHz-f0）信号混频，由1MHz固定滤波器滤出f0+（1MHz-f0）=1MHz的和频信号。
本振信号源fl和发信信号源f0一样，采用锁相环频率合成技术，由CPU插件实现。
其中U32（4046）集成电路为相位比较器PD和压控震荡器，CF11和RF18组成环路滤波器。
U37（8253）的门2计数器由CPU根据fl=1MHz-f0设定。
混频回路在收信插件，端子D28本振信号和收信高频信号接至混频电路D3的输入端，输出端为混频后的输出信号，其频率成分包括F0、1M-F0、1M、1M-2F0。
高Q值的1MHz晶体滤波器将有用的1MHz频率信号提取出来。
1MHz滤波器主要技术指标：
（1）中心频率：
1MHz；
≤7db
f0±
50db
1.5KΩ，反射系数<
运算放大器N2A对1MHz滤波器输出信号放大后，分成二路，一路经由N3A等元件组成的检波电路、由N3B等元件组成的门限判决电路和光耦组成的的电平转换，得到收信输出；
另一路经由V3、C11、R19元件组成的检波电路后送CPU作为收信电平测量。
4.5监控模件（CPU）
监控模件（CPU）主要功能包括：
完成与继电保护的接口逻辑（含通道检查）；
监视装置运行情况；
记录各模件动作过程；
完成对发信信号源和本振信号源的频率设定；
PSF633的频率切换控制；
与人机对话模件（MMI）通信等。
两种型号硬件电路完全一样。
本模件采用我公司PowerStar硬件平台，硬件示意图如下：
至MMI
RAM
ROM
RS232至PC
CPU
FLASH
I/O
以太网
继电保护开入量
频率切换（PSF633）
装置工
况测量
出口
信号、告警输出
图5监控功能模件硬件示意图
4.5.1CPU系统
CPU系统由CPU、RAM、ROM、FlashMemory等组成。
高性能的微处理器CPU（32位），大容量的ROM（256K字节）、RAM（512K字节）、及FlashMemory（1M字节），使本模件具有强大的处理和记录能力。
4.5.2装置运行情况监视
监视内容包括收发信过程中的发信电平和收信电平、模拟电路使用的±
12V电源、功率放大器使用的±
30V电源、f0、fl锁相环失锁信号、开入回路异常等。
监视结果经SPI与MMI插件通信，在液晶显示器上显示。
4.5.3开入和开出部分
开人量包括保护启动发信、保护停止发信、其他保护停信、位置停信等接点（空光耦）信号和用来检查两侧收发信机及通道情况的通道检查以及PSF633频率切换的输入信号等。
开出信号包括发信控制、收信输出、装置告警以及PSF633频率切换的输出控制信号等。
PSF631和PSF633的开入开出端子定义和软件程序不同，具体参见使用说明。
4.5.4通信
本插件备有通用性以太网络芯片，提供RJ45通信接口，以UTP5线为通信介质与外界连网。
还设置了一个SPI接口
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