[整理]REX521技术参考手册.

REX 521型微机保护继电器技术参考手册汇编
上海ABB工程有限公司
2002,08,18
1. 概述
REX521建立在RED500平台上，是REF54_型馈线终端的一种简化产品。

它是综合保护、控制、测量、监视和通信为一体的微机终端。

本手册阐述REX521终端的概貌、及其配置。

首先是概述，第二部分逐项描述了基本配置和中级配置等两种的标准配置的概况，第三部分到第六部分介绍了信号路径及其功能，第七部分为应用举例。

最后是附录，为原版Copy的技术数据和外部结线图，以供查阅防止误导。

REX 521 和RED 500 平台在功能模块介绍上的不同
在CD-ROM“功能的技术介绍” (1MRS 750889-MUM)的功能模块的介绍方面， REX521 和RED 500 平台在某些方面有所不同。

首先，某些术语是指其他产品而不是REX521，其次，有某些数据仅适用于REX521：
• 在试验某一功能模块时，READY 指示灯闪烁。

• 事件标识位1仅适用于SPA 通讯。

• 不能实现直接控制自动重合闸的功能。

REX521输入、输出量一览表：
REX521的输出继电器接点能力
REX521 机箱安装尺寸：请参阅下图中的标准19英寸的1/3 （表中第二项）。

REX521的整定范围一览表：
REX521的通信串口：面前一个背后两个，全是光纤通信口。

背后串口的通信规约
LON/IEC/SPA 可选。

表1.-1 REX 521的两种标准配置
表1.-2 REX521的保护功能
表1.-3 REX521的控制功能
表 1.-4 REX521的测量功能
表 1.-5 REX 521的状态监测功能
表 1.-6 REX 521电源质量监视功能
基本配置和中级配置的主要区别在于，中级配置增加了方向接地保护。

B01和B02以及M01和 M02之间的区别是，B02 和M02增加了自动重合闸功能。

2. 信号路径总图
表示除模拟量信号外的输入、输出的功能控制的耒龙去脉的信号路径图
图：2.-1 信号路径总图概念
2.1. 数字量输入
为了实现不同的功能，数字量输入(DI1...DI9) 要连接到功能模块的输入口，或直接连接到输出回路。

以对任何个数字量输入(DI1...DI9) 进行编程，进行信号极性的转换，设定延时的过滤。

数字量输入和不同的功能块之间的连接路径由选择器和切换组（SWGRP）实现。

2.1.1. 输入选择器
每个数字量输入（DI1...DI9）能连接到特定的输入信号。

2.1.2. 输入切换组(SWGRP)
切换组用电子开关来将特定的输入信号连接到一个或数个功能模块的输入口。

2.1.
3. 输入信号
下图所示为输入信号部分。

图：输入信号路径图解
图中至SCADA系统的对象状态指示功能模块1<->0 IND1 和1<->0 IND2 用于通过通讯口向变电站监控系统传送事件,事件为隔离开关位置(分/合)和接地闸刀位置(分/合)状态。

2.2. 信号路径总图中的功能模块
每一个标准配置的所有功能模块见下图.2.-1。

不同配置的继电器有不同种类的功能块。

图：2.-1 信号路径总图中的功能模块
2.3.1输出切换组（SWGRP）
用输出切换组用电子开关型式将每一个功能模块的特定输出（如启动，跳闸和报警信号）引接至特定输出信号，如Trip 2。

2.3.2 输出选择器
用输出选择器将输出信号（如Start1，Trip1）引接至输出继电器（如PO1，HSPO1，SO1）。

2.4. 信号总图中的其他功能
24.1. 保持（Lockout）功能
保持（Lockout）功能是使跳闸出口继电器(HSPO)具有自保持的特性。

用输入选择器将数字量输入（DI1---DI9）中的一个连接到(Lockout reset )解除自保持的作用端，就可以对该功能进行复归。

注意，不能按[C] 或 [C] +[E] 按钮来清除跳闸LED指示，除非对保持（Lockout）进行复归。

在上图中，为了内部闭锁，Lockout working 信号被内部连接到COCB断路器控制功能模块的CLOSEENA 输入口。

这表示如果保持（Lockout）功能启动，则不允许进行控制断路器的合闸操作。

保持（lockout）功能有两种应用方式：
第一种方式是用HSPO1的输出来执行保持（lockout）功能。

“Lockout HSPO1” 选择器用来启动强制自保持。

已经自保持的输出继电器只能由数字量输入复归。

这种方式要有一个外部接点，该接点在允许断路器合闸操作前必须复归。

例如，一条带电动机的馈线跳闸，在电动机温度未降到允许的水平前，有必要禁止电动机的重新启动。

图：2.1.-2 保持(Lockout)功能的第一种应用方式
另一种方式见图4.4.1.-3,通过为相应的输出信号选择器选择保持（lockout）功能，对选定的输出继电器，如PO1，选择保持(Lockout)信号,将断路器合闸控制回路和一个大容量输出继电器PO1串联。

图：2.4.1.-3 保持（lockout）功能的另一种应用
注意，当使用了保持（lockout）功能并发生了辅助电源失电时，输出继电器回复到无电状
态。

当外部保持（lockout）功能和输出继电器PO1, PO2, PO3, SO11和SO21配合使用，并发生了辅助电源失电时，会有同样的情况。

保护继电器重新恢复电源时，输出继电器回复到失电前的状态，用于保持（lockout）功能的输出继电器带电。

如果保持（lockout）功能和HSPO1继电器配合使用，保护继电器的电源未接上时，也能实现对断路器的控制。

为最大限度的保证使用保持（lockout）功能时的安全性，建议使用电池作为辅助电源，这样保护对象的故障不会影响对保护继电器的辅助电源，保持（lockout）功能的状态回存储在保护继电器的记忆中。

3．数字量输入的编程
数字量输入用于执行不同的功能，例如通过对选择器和切换组编程复归所需要的功能模块。

图：5.-1 选择器选项
3.1. 输入选择器。

具有如下功能输出：
3.1.1. 复归功能 (Reset 1, Reset 2 )
将输入DI1—DI9中的任何一个用于复归自保持的跳闸信号和功能的记录数据（如O/C, E/F, Iub>,3Ith>,PQ3Inf1）。

3.1.2. 整定值组切换功能 (Group )
用于将保护功能块的整定值在整定值组1和整定值组2之间切换。

3.1.3. 闭锁功能 (Blocking 1, Blocking 2 )
每个保护功能块具有不同作用的闭锁端BS1和BS2。

Blocking 1连接至相关保功
能块的BS1，而连接至相关保护功能块的BS2。

3.1.
4. 触发故障录波功能 (DREC trig )
用于启动故障录波器
3.1.5. 触发电源质量记录 (PQ 3Inf trig )
用于启动对电源质量的测量记录。

3.1.6. 零序方向元件的灵敏角控制功能 (BACTRL )
3.1.7 主跳功能 (Master trip )
主跳功能不经过联闭锁程序直接连接到快速跳闸继电器HSPO1进行跳闸。

3.1.8. 外部跳闸功能 (Extermal trip )
外部跳闸信号不经过联闭锁程序可以接到输出继电器PO1...PO3 和SO1...SO2 .
3.1.9.解除自保持功能（Lockout reset）
3.1.10. 就地 / 遥控操作方式的切换功能 ( Remote )
就地模式时，只能通过二进制输入而不能通过通讯口，对断路器进行控制。

在遥控模式时，只能通过通讯口进行控制。

3.1.11. 允许合闸 (Close enable )
不论由数字量输入或通讯口发合闸命令均要接受允许合闸的条件的检验才能进行合闸。

3.1.12. 直接控制分,合闸 (open /close )
用于控制断路器的分、合闸。

3.1.13. 设备状态指示 (Object indication )
用于发送给MicroSCADA系统显示相关设备的状态。

并且可作为联锁逻辑的编程的要素。

其中又分：
CB pos. open ---断路器分闸位置 CB pos. close---断路器合闸位置
DC pos. open ---闸刀分闸位置 DC pos. close---闸刀合闸位置
ES pos. open—接地闸刀分闸位置 ES pos. close--- 接地闸刀合闸位置
时间同步
数字量输入9 用于GPS 时间同步输入。

3.1.1
4. 外部控制重合闸的功能 (0→1 Ext. start , 0→1 trip )
用于外部控制重合闸功能块的启动，禁止或投入。

3.1.15. 逻辑输入1...3 (Logic 1 ~Logic 3 )
是联锁逻辑编程的外部条件输入端。

3.2.互联闭锁 ( Interlocking )
I<->O CB1功能模块的CLOSEENA输入口可以发允许断路器合闸命令。

用图5.2.-1 和
图 5.2.1.-4所示的联闭锁逻辑，可以建立允许合闸的不同逻辑。

接地闸刀和隔离开关的逻辑状态，以及数字量输入（DI1...DI9) 可以用图5.2.-1.所示的联锁逻辑同时使用。

图：3.-1 联闭锁
3.2.
3.2.1.互联闭锁选项
联闭锁选项仅包括断路器合闸。

断路器分闸一般总是允许的。

通过人机或继电器整定工具(Main menu\Configuration\Input Signals\Close enable)进行整定，可以人工整定联闭锁为TRUE 或不连接（FALSE）。

直接用数字量输入
可以直接选择数字量输入(DI1...DI9) 中的一个来允许合闸。

用继电器菜单中名为“Closeena”的选择器或继电器整定工具选择输入。

进一步的，从总数字量输入菜单中选择输入延时和转换。

逻辑状态1为允许合闸，逻辑状态0不允许断路器合闸。

用接地闸刀状态
如果接地闸刀的状态指示信号接到数字量输入并连接到ES pos. open 和 ES pos. Close，这些位置指示可以包含在联闭锁逻辑里。

信号“i nterlocking_A”在接地闸刀合上时逻辑值为0，接地闸刀分开时，逻辑值为1。

在“Closeena” 选择器中选择“Interlocking_A”，就可以用这个信号来允许合闸。

图：3.2.1.-1 用接地闸刀状态联闭锁
用隔离开关状态
如果隔离闸刀的状态指示信号接到数字量输入并连接到DC pos. Open和DC pos. Close，这些位置指示可以包含在联闭锁逻辑里。

信号“Interlocking_A”在隔离开关合上时逻辑值为0，隔离开关分开时，逻辑值为0。

在“Closeena” 选择器中选择“Interlocking_A”，就可以用这个信号来允许合闸。

图：3.2.1-2 用隔离开关状态联闭锁
用隔离开关和/或接地闸刀状态
如果同时用接地闸刀和隔离开关指示并连接到DC pos. open, DC pos. close, ES pos. open 和ES pos. Close，这些状态指示可以包含在联闭锁逻辑里。

信号“Interlocking_A”在隔离开关合上或接地闸刀分开时，逻辑值为1。

信号“Interlocking_B”在隔离开关合上或接地闸刀为分开时，逻辑值为1。

在“Closeena” 选择器中选择“Interlocking_A”或“Interlocking_B”可以用这两个信号中任何一个来允许合闸。

图：3.2.1.-3 用隔离开关和/或接地闸刀状态联闭锁
用隔离开关，接地闸刀和逻辑输入
在上例中，其他信号像SF6 气压低，可以用于闭锁合闸操作。

用逻辑输入1--3(Logic_inpX) 选择器将这些信号连接到联闭锁。

在“Closeena” 选择器中选择“Interlocking_C”, “Interlocking_D”或“Interlocking_E”，建立不同的AND/ OR 状态。

例如：
• DC 或ES and“Logic_inpX” = “Interlocking_C”
• DC 和ES and “Logic_inpX” = “Interlocking_D”
• “Logic_inp1” and“
_inp2”and“Logic_inp3” = “Interlocking_E”
除此以外，用选择器连接数字量输入，转换到AND/OR逻辑，可以建立许多不同的联闭锁方式，并选择不同的联闭锁输出(A...E)。

完整的模块图，见图5.2.1.-4。

图：3.2.1.-4 用隔离开关，接地闸刀位置和逻辑输入联闭锁
互联闭锁示例
图：3.2.1.-5 联闭锁示例
在总数字量输入整定菜单，转换数字量输入可以将与门（AND gate）改成或门（OR ），因此任何连接错误的信号会影响断路器合闸。

4. 出厂的默认定值
表4.-1 输入信号选择器的输出信号的选择
表4.-2 输入切换开关组(Input SWGRP)的选择
5. 功能模块说明
功能模块代表了执行某种特定功能的最基本元件。

用方框表示，方框最上端用符号表明其功能与段域，方框左边表示控制该功能块的输入端，其右边表示该功能块的输出端。

当然亦应包括交流电流、电压等摸拟量输入端，但为简化,在方框图中的摸拟量输入端不予表示。

以下详细阐述各种功能块的参数、工作方式，测量原理、工作精度等等信息。

5.1. 保护功能块
5.1.1.三相过流保护 3I>, 3I>> and 3I>>>
图：5..1.-1 3I>,3I>>,3I>>>功能模块符号
5.1.2.零序过流保护 Io>, Io>> and Io>>>
图：51.2.-1 Io>,Io>>,Io>>>功能模块符号
5.1.4. 三相主变涌流和电动机启动电流检测3I2f>
功能模块3I2f> 在检测出有励磁涌流或电动机启动时，能将设定的过流保护启动电流加倍，或闭锁过流保护。

5.1.5.断相保护Iub>
图：5.1.5.-1 Iub>功能模块符号
5.1.
6. 三相热力过负荷保护3Ith>
图：5.1.6.-1 3Ith>功能模块的符号
5.1.7.自动重合闸 O--->I
图：5.1.7.-1 O-->I功能模块的符号
五次重合闸的控制、动作过程如下图所示：
图中英文的意义如下：
Shot 1…Shot 5 为第一至第五次自动重合闸。

Shot pointer 为重合闸进程阶段的指示器。

Final trip 为永久跳闸。

Start/Block/ - 分别为各AR端设置的作用：起动重合闸/闭锁重合闸/停用。

Dead time 每次重合闸均有独立整定的断路器中断时间。

Td 每次重合闸均有独立整定的判别时间，判别时间为多次重合闸而设，与保护动作时间比较，当保护动作先于Td时立即中断以后的重合闸。

Reclain time 为重合闸整组复归时间。

重合闸功能块与输入、输出回路的连接如下图所示：
5.2. 控制功能块
5.2.1. 断路器控制功能块 I<->O CB1
断路器功能模块用于控制断路器的分合位置，该模块也和用户自定义的联闭锁逻辑有关，并保证分闸和合闸脉冲的宽度以及保护强迫跳闸。

对象的分，合和其他状态可以由功能模块远方指示。

由于该模块主要为断路器设计，能根据状态检测发报警信号。

图：5.2.1.-1 I<->O CB1模块符号
5.2.2.设备状态指示功能块 I<->O IND1 和 I<->O IND2
设备状态指示模块I<->O IND1 和I<->O IND2 可作指示隔离开关或接地闸刀的分,合和其他状态。

5.2.3. I<->O POS
逻辑控制位置选择器模块I<->O POS可以通过远传输入选择遥控或就地控制。

在遥控控制时，断路器只能由通讯口控制，相应的，就地控制只能允许通过人机界面或数字量输入进行操作。

图：5.2.3.-1 I<->O POS 功能模块符号
5.3. 测量功能块
5.3.1. 三相电流测量功能块 3I
测量模块3I 测量真实的RMS 相电流，即没有分离谐波。

电流值每一个基波周期更新一次，即真实的RMS 计算的时间为一个基波周期。

图：5.3.1.-1 3I 功能模块符号
三相电流测量，
3I
IL1 IL2 IL3 IL1 IL2 IL3
IL1 demand IL2 demand IL3 demand IL1 demand IL2 demand IL3 demand
0.0…20000.0 A 0.0…20000.0 A 0.0…20000.0 A 0.0…1000.0% In 0.0…1000.0% In 0.0…1000.0% In 0.0…20000.0 A 0.0…20000.0 A 0.0…20000.0 A 0.0…1000.0% In 0.0…1000.0% In 0.0…1000.0% In
5.3.2. 中性点电流测量功能块 Io
5.3.3. 零序电压测量功能块Uo
功能模块Uo 测量真实的RMS 零序电压，即没有分离谐波。

电压值每一个基波周期更新一次，即真实的RMS计算的时间为一个基波周期。

图：5.3.3.-1 Uo功能模块的符号
5.3.4.故障录波功能块DREC
5.4. 状态检测功能块
5.4.1. CB wear
断路器状态模块基于分闸前的每相电流，计算断路器的电气老化状态。

每相分别计算，如果累计计算值达到整定值，该模块发一个报警信号。

对电流和断路器老化值的对应关系见16点定值表。

(Main menu\Cond.Monit.\CB wear\ Control settings) ，计算是基于表格的线性特性。

一般，断路器的老化和电流的平方成正比，但该表匹配较好，强化了配置。

图：5.4.1.-1 CB老化功能模块符号
5.4.2. 跳闸回路监视功能TCS1
跳闸回路监视功能TCS不会自行进行监视，而是配置的一种辅助手段，其功能部分主要属于PS_卡的自检功能。

图：5.4.2.-1 TCS1功能模块符号
5.4.3. 检测功能模块MCS 3I
检测功能模块MCS 3I 通过比较测量到的相电流检测交流回路。

如果一相或两相相电流超过设定的“高限值”/“High limit”,而其他一相或两相测量到的相电流低于设定的“低限值”/“Low limit”，经过可调节的报警延时，ALARM输出启动。

如果所有的输入电流均低于“低限值”/ “Low limit”，功能模块无效。

故障消失后，ALARM 输出自动复归。

相电流检测功能模块工作基于相电流基波分量的计算。

图：5.4.3.-1 MCS 3I功能模块符号
5.5. 电源质量
5.5.1.电流波形畸变测量功能模块 PQ 3Inf
电流波形畸变测量功能模块能测量谐波，检查电源质量。

虽然欧洲标准EN 50160是针对电压畸变的，PQ 3Inf的电流畸变测量引用同样的标准。

对各次谐波和THD的测量原则缘自IEC 61000-4-7标准，也部分支持美国标准IEEE Std 1159。

功能模块能测量变化较慢的谐波，最高到13次谐波。

畸变测量不包括快速变化的谐波，interharmonics 或更高次的谐波分量。

图：5.5.1.-1 PQ 3Inf功能模块符号
6, REX521的应用举例
(1)B02配置方案---作为电阻接地系统的架空线路保护。

带有自动重合闸功能
的三阶段相及零序过流保护。

(取代SPAA341C2继电器)
(2)B01配置方案---作为电缆线路保护。

具有三阶段相及零序过流保护，电缆
的热力过负荷等保护。

(3)B01配置方案---作为配变的保护。

具有励磁涌流闭锁的三阶段相及零序过
流保护，热力过负荷保护等保护。

(4)B01配置方案—作为中、小型电动机保护。

具有躲电动机起动电流的三阶
段相及零序过流保护，热力过负荷保护等保护。

(5)M02配置方案---作为不接地或经消弧线圈接地系统的架空线路保护。

具有
带有自动重合闸功能的三阶段相及零序过流保护。

并需要采用接地方向过流保护作为找寻接地故障线路。

(6)M01配置方案---作为主变的后备过流和热过负荷保护。

其方向零序过流保
护作为带Z型接地变单元的区分区内外故障的保护。

用以加速切除主变内部的接地性故障。

参考的结线图：
附录：技术数据及外部结线图的原版本。