最新变电站保护装置合并单元简介
智能变电站合并单元和智能终端调试综述
智能变电站合并单元和智能终端调试综述在当今的电力系统中，智能变电站已成为重要的组成部分。
而合并单元和智能终端作为智能变电站中的关键设备，其调试工作对于保障变电站的安全稳定运行具有至关重要的意义。
合并单元的主要作用是将互感器输出的模拟信号转换为数字信号，并按照特定的通信协议将这些数字信号发送给保护、测控等二次设备。
智能终端则承担着对一次设备进行监测、控制和保护的任务，实现了一次设备与二次设备之间的数字化通信。
在对合并单元进行调试时，首先需要对其硬件进行检查。
这包括检查设备的外观是否完好，有无明显的损伤或变形；检查接线是否牢固，接触是否良好。
同时，还需要对合并单元的电源进行测试，确保其电压稳定、符合设备的工作要求。
接下来是对合并单元的精度测试。
这是非常关键的一步，因为合并单元输出数字信号的精度直接影响到保护、测控等二次设备的准确性和可靠性。
通常会使用标准互感器和高精度测试仪来对合并单元的精度进行测量，并将测量结果与标准值进行对比，以判断其是否满足要求。
此外，还需要对合并单元的通信功能进行测试。
要检查其是否能够按照预定的通信协议与其他设备进行正常的数据交互，数据的传输是否准确、及时、无丢失。
同时，也要对合并单元的同步性能进行测试，确保其在不同的工作条件下都能保持良好的同步状态，为二次设备提供准确的时间基准。
智能终端的调试同样包含多个方面。
硬件检查也是必不可少的环节，需要确认智能终端的机箱、插件、端子排等部件完好无损，指示灯显示正常。
在功能测试方面，要对智能终端的控制功能进行测试，验证其能否准确地接收来自二次设备的控制命令，并对一次设备进行相应的操作。
同时，还要对智能终端的保护功能进行测试，确保其在一次设备出现故障时能够迅速、准确地动作，实现对设备的保护。
对于智能终端的通信性能测试，要重点检查其与保护、测控等设备之间的通信是否顺畅，数据的收发是否准确无误。
而且，还需要测试智能终端在不同网络环境下的通信适应性，以保障其在复杂的网络条件下仍能稳定工作。
合并单元讲解..
作用
备注
FT3及SYN输入口
上口可选装FT3或 SYN口，下口固定为 FT3口
CPU 100M光纤以太网，默认使用1 －1作为调试口
FPGA 100M光纤以太网接口，可同
时支持GOOSE、点对点9-2发送和
接收、以太网1588同步
可通过配置文件配置
GOOSE和9－2报文
的工作端口；
FPGA 100M光纤以太网接口，可同 时支持GOOSE、点对点9-2发送
FPGA光纤以太网口 数量根据具体需要可 以定制。
硬件结构说明
交流模件
间隔合并单元采用C-A母版，可以配置三块AC插件；母线合并单元采用B-B 母版，可以配置两块AC插件。
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
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型号 PSIU 601-AC.A-C PSIU 601-AC.A-D PSIU 601-AC.A-E
概述
▪ 装置工作原理图
概述
▪主要功能
（1）交流模拟量采集
具备交流模拟量采集的功能，可通过选配不同通道类型的交流插件，采集 传统CT/PT输出的二次模拟信号
（2）数字量输入
可通过DL/T 860.92（IEC 61850-9-2）或 GB/T 20840.8（IEC 60044-8） 报文格式接收光纤同步串口信号，能兼容5Mbit/s及10Mbit/s 的编码速率。 为了保证合并单元装置整体采样延迟时间小于2ms，要求前端接入的数字 量采样延迟时间小于1ms。
功能原理
▪PT并列
PT并列逻辑如图所示，图中未涵盖的逻辑，视为非法状态，维持PT并列状 态，若初始上电即为非法状态，则输出数据无效。
硬件结构说明
CPU模件
CPU模件是合并单元的核心，主要负责装置的AD采样、同步以及数字量数据 的处理。CPU背板图如图：
110kV 晏家湾智能变电站保护装置、合并单元、智能终端异常及故障处理方案
目录一、110kV晏家湾智能变电站正常运行方式 (1)二、装置投检修状态及“检修状态不一致”解释 (1)三、110kV晏家湾变电站二次系统常见异常或故障处理 (2)3.1、502A套合并单元异常或故障 (2)3.2、502B套合并单元异常或故障 (3)3.3、502智能终端异常或故障 (4)3.4、504A套合并单元异常或故障 (4)3.5、504B套合并单元异常或故障 (4)3.6、504智能终端异常或故障 (5)3.7、500A套合并单元异常或故障 (5)3.8、500B套合并单元异常或故障 (6)3.9、500智能终端异常或故障 (7)3.10、#1主变A套保护异常或故障 (7)3.11、#1主变B套保护异常或故障 (7)3.12、#1主变低压侧合并单元及智能终端A套异常或故障 (8)3.13、#1主变低压侧合并单元B套异常或故障 (8)3.14、#1主变本体合并单元A套异常或故障 (9)3.15、#1主变本体合并单元B套异常或故障 (10)3.16、#1主变本体智能终端异常或故障 (10)3.17、110kVⅠ母PT合并单元异常或故障 (10)3.18、110kVⅡ母PT合并单元异常或故障 (11)3.19、110kV备自投装置异常或故障 (11)3.20、110kVⅠ母PT智能终端异常或故障 (12)3.21、110kVⅡ母PT智能终端异常或故障 (12)3.22、低频低压减载装置异常或故障 (12)一、110kV晏家湾智能变电站正常运行方式110kV电压等级设备进线两回，采用内桥接线，选用GIS组合电器，全户内布置；主变选用分体式有载调压变压器，户内布置；10kV电压等级设备出线16回，采用电缆出线，采用单母线断路器分段接线，配电装置采用金属铠装移开式开关柜，无功补偿装置2×6Mvar，全户内布置。
110kV系统：502（螃晏月线）运行，504（团晏螃线）热备用，#1主变运行；10kV系统：ⅠⅡ母并列运行，300合。
智能变电站通用规程-智能设备部分
8.智能二次设备8.1 合并单元8.1.1概述合并单元（MU）是用以对来自二次转换器的电流和（或）电压数据进行时间相关组合的物理单元。
合并单元可是互感器的一个组成件，也可是一个分立单元。
合并单元作为数据采集同步共享信息中心是一次设备向二次设备延伸的重要环节。
500kV变电站采用常规互感器与合并单元配合方式，因此合并单元配置在就地智能控制柜中，以电缆方式采集常规互感器的二次电流电压，将模拟量转换为数字量后，以光纤输出将间隔的电流、电压、母线电压信息综合后以IEC61850-9-2规约接入间隔层设备，为保护、测控、计量、录波系统、网络报文分析系统提供采样值。
8.1.1.1 功能要求：1）按间隔配置的合并单元应提供足够的输入接口，接收来自本间隔电流互感器的电流信号；若间隔设置有电压互感器，还应接入间隔的电压信号；若本间隔的二次设备需要母线电压，还应接入来自母线电压合并单元的母线电压信号。
2）母线电压应配置单独的母线电压合并单元。
合并单元应提供足够的输入接口，接收来自母线电压互感器的电压信号。
3）对于双母线接线，母线合并单元宜同时接受两段母线电压。
接入了两段及以上母线电压的母线电压合并单元，母线电压并列功能宜由合并单元完成，合并单元通过GOOSE 网络获取断路器、刀闸位置信息，实现电压并列功能，电压切换功能。
4）合并单元应能保证在电源中断、电压异常、采集单元异常、通信中断、通信异常、装置内部异常等情况下不误输出；应能够接收电子式互感器的异常信号；应具有完善的自诊断功能。
合并单元应能够输出上述各种异常信号和自检信息。
8.1.1.2 配置情况：1）500kV 3/2接线方式：按断路器配置两套电流合并单元，按线路（或主变）配置两套电压合并单元，母线配置两套电压合并单元。
满足智能变电站500kV线路、母线、断路器保护及电抗器电量保护均为双重化配置的要求。
2）主变压器高压侧配置两套电压合并单元，中压侧配置两套电压、电流合并单元，低压侧电压、电流合并接入MU，配置两套合智一体装置。
智能变电站二次设备
开关量（DO）输出
接口类型：
至少带有一个本地通信接口（调试口） 2个独立的GOOSE接口 1个独立的MMS接口（用于上传状态监灵活配置 继电器输出接点容量满足现场实际需要
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2、智能终端：主要功能
智能开关等设备的过渡产品 完成断路器、隔离刀闸、地刀等位置的采集 完成断路器、隔离刀闸、地刀等的分合控制 采集主变档位、温度等信息 采集在线监测的信息 断路器操作回路
可以光能量形式，为电子式互感器采集器提供工作电源。 设置检修压板。
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二次设备
1 、合并单元 2 、智能终端
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2、智能终端
定义：与一次设备采用电缆连接，与保护、测 控等二次设备采用光纤连接，实现对一次设备 （如断路器、刀闸、主变等）的测量、控制等 功能。 标准：
Q/GDW393-2009 110(66)kV～220kV智能变电站设 计规范 Q/GDW 428-2010 智能变电站智能终端技术规范
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1、合并单元：结构
3Io Ia，Ib，Ic（保护）
ECT EVT 其他MU
SV报文
Ia，Ib，Ic（测量）
Ua，Ub，Uc，3Uo
合并单元 MU
IEC 60044-8 IEC 61850-9-2
母线电压
点对点或 交换式以太网
保护 测控 计量 录波
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1、合并单元：结构
采集器实现模拟量向数字量的转化。互感器输出的二次 信号需经过采集器调理（包括滤波、移相、积分等环节） 和AD采样后再通过光纤输出到合并单元。
一次设备 FT3 FT3 合 并 单 元 网 络 接 口 C P U 处 理 单 元 保护装置
北京四方智能变电站合并单元CSD602介绍
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下午12时1分
合并单元·硬件
三、交流插件 7) 12路电压；E3 8) 6路电压、6路零序电压；E7 9) 12路保护电流；B4、B8 10) 12路测量电流；B0、B9 11) 6路保护电流、3路测量(计量)电流、3路零序电压；E1、E5 12) 3路保护电流、6路测量(计量)电流、3路零序电压；E2、E6 通过更换交流插件和修改配置文件即可满足各间隔的需求，各钟插件端子图 可参见说明书附录一。
ETH6
电PPS 输出
TX RX ETH7
补板
补板
DIO插件
1 2 c 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 DI8 DI9 DI10 DI11 DI12 DI13 DI14 DICOM DOCO M2 DO1-2 DO2-2 DO4 DOCO DI16 M4 DO5-2 DO6-2 DO7 DI1 DI2 DI3 DI4 DI5 DI6 DI7 DICOM 3 LED a DOCO M1 DO1-1 DO2-1 DO3 DOCO DI3 M3 DO5-1 DO6-1
以太网发送插件：功能为 SV 数据发送， ETH1 ～ ETH7均为点对点SV与组网SV复用端口。
ETH1
FIBER-1
光纤接口插件：当MU接电子式互感器时，该插件为
电子式互感器提供同步采样信号， FIBER1 ～ FIBER6 输出数据相同；当装置需要发送 FT3 数据时，光纤接
FIBER-2
FIBER-3 ETH3 FIBER-4 ETH4 FIBER-5
FPGA
Slave_DSP
Bootloader DIO插件 6SF.004.455.1 MMI插件 6SF.012.046.2 M4 插件 升级软 件 调试工具软件
智能变电站合并单元和智能终端调试.概要
•精度测试
•SV报文检查
智能变电站合并单元介绍
• 合并单元最初是属于电子式互感器的附属品
• 目前智能变电站，合并单元更多的是A/D转换及电 压并列、切换功能
智能变电站合并单元介绍
智能变电站的互感器采用两种方式： •电子式互感器 二次输出为数字量，弱信号 二次输出规约 基于 IEC60044-8 的 FT3 •电磁式互感器（主要形式） 二次输出为模拟量电流为1A/5A，电压为 57V/100V
智能变电站合并单元与智能终端 及故障录波网络分析仪介绍及调试
送变电调试所 王天锷
提纲
• 合并单元介绍及调试
• 智能终端介绍及调试 • 检修问题
• 故障录波网络分析仪
一、合并单元的介绍及调试
•智能变电站合并单元介绍
•合并单元的延时与同步介绍 •合并单元等间隔离散性（抖动）介绍 •合并单元延时及等间隔性（抖动）测试 •对时精度及守时功能测试
合并单元介绍
• 对于接入了两段及以上母线电压的母线电压合并单元， 母线电 压并列功能宜由合并单元完成，合并单元通过 GOOSE 网络获 取断路器、 刀闸位置信息， 实现电压并列功能。 • 合并单元应能提供输出 IEC 61850 — 9 协议的接口及输出 IEC 60044 — 7/8 的 FT3 协议的接口，能同时满足保护、 测控、 录波、 计量设备使用。 对于采样值组网传输的方式， 合并单 元应提供相应的以太网口；对于采样值点对点传输的方式，合 并单元应提供足够的输出接口分别对应保护、 测控、 录 波、 计量等不同的二次设备。 输出接口应模块化并可根据需 要增加输出模块。 • 合并单元应能接收 12 路电子式互感器的采样信号， 经同步和 合并之后对外提供采样值数据。
智能变电站合并单元介绍
110kv智能变电站PT合并单元配置情况分析
在智能变电站中，合并单元承担着对一次互感器传输过
除此之外，PT合并
在晋城地区所有110kv智能变电站设计中，110kv部分
110kv电压相关的保
110kv母线合
110kv母线合并单元为单套配置，这样一来保护
或双套配置的作用就被大大削弱，假若110kv
则所有与110kv电压相关的保护、测控、
文章就110kvPT合并单元的配置情
参考文献
[1]冯军.智能变电站原理及测试技术[M].北京：城地区已投运的几个智能变电站PT合并单元的
1 单套PT合并单元的配置情况及存在问题
在110kv米山智能变电站中，110kv母线采用的就是单
110kv母线，每条母线都配有
PT，但是两个PT公用了一套PT合并单元。每段母线
PT二次电压通过电缆全部接到了这一个PT合并单元
PT合并单元再将各段母线的二次电压值进行光电
1#PT合并单元采集，1#主变B套保护、2#
B套保护和2#线路保护的电压从2#PT合并单元采集，
1所示。
由于110kv智能变电站的主变保护都是双套配置，即保
PT合并单元，例如A套保护的母线电压
I母PT合并单元，B套保护的母线电压取自II母PT合
PT合并单元出现故障的话，
110kv线路保护一般为单套配置，但是对于单母分段接
PT合并单元还要实现电压并列功能，
PT隔离开关、分段断路器、分段隔离开关等相
如此一来，全站的110kv电压全部都得依靠这一个PT
PT合并单元发生故障需要退出运
110kv母线电压，包括主变
110kv线路保护以及测控装置，也就是说，一旦PT合
2 双套PT合并单元的配置情况及存在问题
在110kv香山智能变电站中，110kv母线也采用的是单
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变电站保护装置合并单元简介
传统变电站中所需要的电气量都通过电缆直接接入常规互感器
的二次侧电流、电压，再通过保护、测控等装置自身的采样模块实现对模拟量的采样的A/D转换。
智能变电站则是通过某个装置专门完成电气量的采样和A/D转换，再通过光纤将采样的数字量直接传送给保护、测控装置。
这个专门的装置就是我们本期要了解的“合并单元”。
1、功能
合并单元（Merging Unit）的功能主要是将互感器输出的电压、电流信号合并，输出同步采样数据，并为互感器提供统一的输出接口，使不同类型的互感器于不同类型的二次设备之间能够互相通信。
按照功能，合并单元一般可以分为间隔合并单元和母线合并单元。
间隔合并单元用于线路、变压器和电容器等间隔电气量的采集，只发送本间隔的电气量数据。
一般包括三相电压Uabc，三相保护电流Iabc、三相测量用电流I、同期电压UL、零序电压U0、零序电流I0。
对于双母线接线的间隔，合并单元根据本间隔隔离开关的位置，自动实现电压切换的功能。
母线合并单元一般采集母线电压或者同期电压，在需要电压并列时，可通过软件自动实现个母线电压的并列。
目前智能站中合并单元的采样频率和输出频率统一为4kHz，即每工频周期80个采样点，这可以保护、测量装置的需求。
对于计量用的合并单元需要专门设计，其采样和输出频率为12.8kHz。
2、技术原理
（1）电气量采集
由互感器输入合并单元的电气量可能是模拟量，也可能是数字量。
对于传统互感器输出的模拟量，模拟信号通过电缆输入合并单元，经过隔离变换、低通滤波后进入CPU进行A/D转换后，变为数字量输出至SV接口。
对于电子式互感器输出地数字量，合并单元有同步和异步两种方式。
同步方式：合并单元向个电子式互感器发送同步脉冲信号，电子式互感器接收到同步信号后，对一次电气量开始采集处理，并将采样数字量发送至合并单元。
异步方式：电子互感器按照自己的采样频率进行电气量采集处理，并将每次的采样值发送至合并单元。
（4）合并单元时钟同步
合并单元接管了采样处理工作后，传统的采样过程其实就变成了保护、测控装置与合并单元之间的通信过程。
那么各个合并单元时钟同步的精度就直接决定了合并单元采样值输出的相位精度。
通常主要需要测试的有：
对时精度：合并单元与标准时钟误差不大于±1µs。
守时精度：合并单元在时钟丢失10min内，其内部时钟与绝对时间偏差在4µs以内。
（5）电压并列、切换功能
电压并列
单母分段、双母线等主接线形式的母线电压合并单元都具备电压并列功能，而无需额外的电压并列装置。
母线电压合并单元通过采集母联（分段）断路器位置和母线电压并列控制命令（I母强制并列到II母命令/II母强制并列到I母命令），从而实现电压并列功能。
这一采集过程可以通过硬接点开入，也可以通过GOOSE采集。
电压切换
当合并单元对应间隔接双母线时，期间各电压根据运行方式取I 母或II母电压。
这是需要合并单元完成本间隔的电压切换功能。
3、装置结构
装置结构如图所示。
应用主要功能模块包括采集、处理、发送三个部分。
智能采集模块，主要负责数据的采集和同步。
主处理模块，主要负责配置文件管理、采集数据的处理、对时守时功能、电压切换和并列功能。
输出模块，主要接受主处理模块的数据，并根据发送需求对数据进行二次处理，并发送至端口。