智能变电站合并单元(MU)产生延时基本原理及检测技术探讨
智能变电站合并单元智能终端集成技术研究
智能变电站合并单元智能终端集成技术研究摘要：随着智能变电站建设的深入，合并单元和智能终端的应用更为广泛，相应的产品在性能上日趋稳定和完善，且积累了大量工程应用的实际经验，由于合并单元和智能终端都是服务于一次设备，尤其是同一间隔内更为突出，因此，从设计角度就提出了将两者进行集成的思路，合并单元智能终端集成装置能够通过设备的集成和功能的整合，有效简化全站设计、降低设备数量、减少占地面积和建设成本，满足生产运行和检修的要求。
本文从合并单元的意义和作用入手，浅论智能变电站合并单元智能终端集成中的关键问题。
关键词：智能变电站；智能终端；集成技术智能变电站智能终端合并单元一体化装置已得到广泛的应用，达到节省就地智能控制柜空间、节约占地、节省投资的目的，也积累了大量的运行经验。
一、合并单元的作用与意义伴随着传统变电站向智能变电站转变的同时就产生了合并单元装置，从某种角度来说，合并单元属于一个物理单元，简称 MU，合并单元装置它是智能变电站二次系统的最为核心的设备，在智能变电站中具有很高的地位并且它本身也有着很重要的作用。
例如与常规变电站相比将光纤作为继电保护装置的主通道，采用了集成化的设备，因此集成化程度更高。
首先合并单元装置能够合并处理电压互感器和电子式电流通过采集器输出的数字量，然后将这些合并处理过的数字量提供给类似于继电保护装置或者测控装置之类的装置使用。
其次合并单元装置能够进行约束转换。
这一作用是指能够将电流采集器和电压采集器上面的FT3通信规约数据转换成标准的IEC61850-9-2规约，这样可以提供很多便利，比如方便不同的厂家的二次设备都能够和它通信。
第三合并单元装置能够使变电站增加电压切换和并列的功能，根据一次设备的运行方式，能够灵活地切换或者并列二次设备，使得电压能够供继电保护、故障录波等设备装置使用。
最后合并单元还能够对数据进行拓展，它能够将一组电流或者电压的数据拓展成为多组输出，然后提供给多个不同的二次设备使用。
智能变电站合并单元异常情况分析及运行维护方案研究
范的数据格 式，然后输出给过程层总线。 Ｍ Ｕ是智能变 电站 单元 自行重启，同时，合并单元出现丢点现象。下面针对合 中的关键设备 ，它能够对 多个任务进行 同时处理 ，不仅可靠 并单元此次异常现象的处理过程进行论述。
性高、实时性强 ，而且还具有较快 的通信速度。在智能变 电
２．１．２合并单 元异常重 启的处理。 该异常现 象的处理 共
■ １．３可实现模拟量采样同步功能
元对外的电气回路完全隔断，在该状态下进行进行了多次刀
对于整个 电力系统而言 ，高精度的数据采集 同步能够 实 闸开关分合测试，结 果均 未出现异 常情 况。 由此判断，合并
现三相平衡。不仅如此 ，统一 间隔内的各个模拟量之 间也 需 单元重启是由于电磁干扰信号侵入所致。
站 中，ＭＵ的作用主要体现在如下几个方面 ：
分为以下几个步骤 ：
● １．１可实现与 电子式互感器的接 口功能
Ｓｔｅｐｌ：当异 常现象发生后，初步判定可能 是因为合并
合并单元借助转换器数据通道 能够实现对采集数据的转 单 元 自身的电路 板损 坏，随后更换 电路板并对程序进行升级 ，
换 ，常规 的合并单 元带有 ｌ２个 转换器数据通 道，每个通道 送 电后异常现象仍未 消除，由此排除了电路板损坏引起异常
电子 式互感 器 随着智 能变 电站的 发展获 得 了广泛应 用，然 ■ ２．１合并单元 的异 ，由
２．１．１异常现 象分析。某智 能变 电站的接线 方式 为单母
此使得各个厂家生产 出来的产品在输 出信号上均不相 同，它 线 分段 式接 线，两条 回路进线 ，配置 ｌ台主变压器 ，该变电
判断 ，如果判断结果满足条件 ，则会发触发保护动作 ，并发 异常，开始对干扰源进 行排查，先将 ＰＴ空开断开 ，异 常未
智能变电站合并单元智能终端集成技术
智能变电站合并单元智能终端集成技术李乐萍苏志然吴文兵徐跃东国网聊城供电公司山东聊城252000单元智能终端集成装置并将其应用在智能变电站的正常使用过程中，减少智能变电站的成本投入，能够有效的程中的施工成本、等等都有着非常有效的节约意义，运行过程中的维护成本对其建设过国智能电网的建设也有着较为重要的促对于我进意义。
1.3增加智能变电站的设备空间端集成装置研究成功并且应用于智能变将智能变电站中的合并单元智能终电站的建设和运行过程中，省相关设备在智能变电站内部的占用空能够有效的节间，的节省意义，对智能变电站的使用空间也有着积极关控制和操纵工作。
能更加便利智能变电站二者2智能变电站分拆单元智能内置装置的技术问题终端集成装置的思路主要有两种，当前阶段智能变电站合并单元智能是较为简单的组合方式，第一种元以及智能装置装设在同一机箱内，其直接将合并单能变电站建设过程中过程网络的重要设合并单元以及智能终端分别作为智本质上仍然是相互独立的两个系统但其对备和共同组成结构的内容而存有，一种则就是考虑到两者共同的工作性能、；而另在智能变电站的正常运转过程中过程层其综合负责管理二重装置、采用建议等等，将二者的系统装结取样值以及通用型面向对象变电站事件报置构成有效率的资源整合与内置，将其应用领域内置文的实际传送和发送过程，技术时至全然构成一个代莱有效率装置，表示东站内部结构的完整性、程中的安全性以及智能型、智能变电站运转过对于智能变电之为分拆单元智能终端内置装置。
义上来说，严苛意身性能的扩展性有著非常关键的影响。
智能变电站自第一种内置装置的设计技术只前在智能变电站的研究进程中，当是将二者的生存空间展开一定的放大以后置放在同一环境内，元以及智能终端这两种分别存有的单一制将分拆单及智能终端展开了物理意义上的内置只是将分拆单元以；而设备和结构内容采用适当的内置方式去第二种方法则就是在考虑到两者性能阻碍综合设计成代莱分拆单元智能终端内置的情况下对其性能、结构等等统统推行了装置的呼声已经越来越低，甚至已经顺利完成初步的内置装置设计结果。
智能变电站中点对点传输采样值延迟及延迟校验方案
中图分类号： TM73 文献标识码：A
文章编号： 1674-3415(2012)17-0145-05
0 引言
智能变电站作为统一坚强智能电网的重要基 础和支撑，采用先进、可靠、集成、低碳、环保的 智能设备以全站信息数字化、通信平台网络化、信 息共享标准化为基本要求、自动完成信息采集、测 量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根 据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分 析决策、协同互动等高级功能。智能变电站的实现 建立在智能设备信息的数字化采集基础之上[1]，数 字量采样值传输方式可采用组网模式或点对点模 式，由于保护装置应不依赖于外部对时系统实现其 保护功能[2]，所以要求保护装置采样值采用点对点 接入方式，采样同步应由保护装置实现，保护装置 应自动补偿电子式互感器的采样响应延迟[2]。采用
不同额定延时误差对保护的影响
-500 -100 0 100 500
-9 -1.8 0 1.8
9
1 000 18
Icd /pu
0.31
0.16 0.03 0 0.03 0.16 0.31
value
图1所示，电子式互感器、合并单元在传输采 样值环节都会引入一定的延时，电子式互感器带来 的延时为Td1，合并单元带来的延时为Td2。延时Td1 由电子式互感器标记在其发送的采样值报文中，合 并单元将自身造成的延时Td2与电子式互感器的延 时进行累积，所以合并单元发送采样值报文中的延 迟应为Td1+Td2。电子式互感器（含合并单元）应能 真实地反映一次电流或电压，额定延时时间不大于2 ms；电子式电流互感器的额定延迟不大于2TS（采 样间隔）[2]。 1.2 合并单元处理延时
表 1 不同传输距离带来的延时
Table 1 Delay caused by different transmission distance
智能变电站合并单元时间性能测试问题分析 陈乐
智能变电站合并单元时间性能测试问题分析陈乐摘要：随着我国现代化建设的不断发展，变电站的智能化水平越来越高，智能变电站合并单元得到了广泛的应用，能够为系统提供原始数据信息，能够有效解决数据共享问题。
然而合并单元格的引入不利于传输层面的稳定，容易造成通讯延迟以及时间准确度差等方面的问题。
本文详细分析了智能变电站合并单元的时间性能测试问题，希望可以起到参考作用。
关键词：性能测试；合并单元；智能变电站相比于传统变电站来说，智能变电站的最大特点在于对原来的通讯层面进行改造，在一次、二次设备保护方面则没有特殊明显的变化。
通讯网络方面的改造以合并单元设备为主要介入点，其根本目的在于通过网络以SMV9-2格式将数据信息发布出去并且在CT/PT电子式的基础上获取数据，使系统内的不同设备都能够对数据库中的数据信息进行共享。
在智能变电站应用范围越来越广泛的过程中，电力通讯模块中合并单元的重要作用体现得越来越充分。
然而这种数据信息传递方式在具体的应用上仍然存在一些需尽快解决的安全隐患。
由于用户无法通过有效的技术与手段来准确把握数据准确度，无法对合并单元格性能进行准确的衡量，尤其是数据信息的准确度与时间性能均无法得到准确的检测。
其中时间性能是对数据通讯状态进行衡量的重要指标，数据信息准确度能够对电网稳定运行所需要的各种条件进行评价。
本文重点讨论时间性能测试方面的问题。
时间性能通常为包含以下两方面的性能，即通讯的延迟特性与时间的准确度。
1.智能变电站合并单元概述合并单元是一种新型智能化设备，是过程层中十分重要的组成部分，能够为计量装置、测控装置以及保护装置提供原始数据，对于变电站整体运行的稳定性有着十分重要的促进作用。
为了确保智能变电站能够稳定运行，电力服务单位需要综合运用各种手段对合并单元数据信息延迟以及时间同步准确度两方面的特性进行准确的分析，只有在分析结果达到一定的准确性水平，才能够对电网运行过程中可能存在的危险与安全隐患进行有效的控制。
智能变电站合并单元(MU)产生延时基本基础学习知识原理及其检测技术探讨
智能变电站合并单元（MU）产生延时基本原理及检测技术探讨一、传统变电站二次信号采集原理传统变电站的二次模拟量采集方式是，通过电缆将电磁式互感器的二次电压、电流直接连接至保护、测控等设备，这些设备通过内部模拟量采集电路直接同步采样转换为数字量，从而实现测量、保护等功能。
由于是对各相模拟量在内部进行直接、同步采样，且是对全部通道进行等间隔采样，故可确保各通道相位差恒定，相差极小，不影响各种测控功能的精度。
二、智能变电站二次信号采集方法及延时原理智能变电站的二次量接入由以前的模拟量接入改为经光纤的数字量接入。
智能变电站的二次电压、电流采集方式主要有以下几种：1.电子互感器+MU方式电子式互感器的采集器一般安装在户外，采集器内置采样电路直接将一次电压电流量转换为数字量，经光纤送入合并单元（MU）。
多相采集器的多路数字量信号送达MU，由MU将多路数字信号同步并合并组合成一组数字信号送到测控、保护设备。
由于需要CPU进行模数转换和数字处理和传输，必然产生延时。
此种方式的信号总传输延时时间为：传输延时= 采集器采样时间+ 采集器的数字信号输出延时+ MU接收延时+ MU处理延时+ MU报文输出延时2.传统电磁式互感器+MU方式传统的电磁式互感器的二次模拟量经电缆接入MU，MU多路同步采样后经光纤送至测控、保护设备。
此种方式的总传输延时时间为：传输延时= MU采样延时+ MU处理延时+ MU报文输出延时3.级联方式此种方式中，电磁式电压互感器的二次电压经电压MU转换成数字量送至下一级MU（如线路MU），后者对电磁式电流互感器的二次电流进行采样，并与电压MU过来的电压数字量进行同步，组合成一组数字量送入测控、保护设备。
这种方式的总传输延时时间为：传输延时= 上一级MU延时+ 同步处理延时+ 报文输出延时三、智能变电站二次信号同步方法1、相位误差产生的基本原理由于在信号传输各环节均存在延时，而且由于不同信号所经历的传输环节可能不同，因而各不同信号到达最终的测控、保护装置时延时可能会不相同，该不同表现的即是产生各相之间错误的相位差（见下图）。
智能变电站合并单元延时不一致的分析校验
智能变电站合并单元延时不一致的分析校验王进虎1，王 娜2，刘 钺1，吴 恺1(1.天津送变电工程有限公司，天津 300000；2.天津市电子信息技师学院，天津 300000)Check Analysis on Inconsistent of Merging Unit Delay forIntelligent SubstationsWANG Jinhu 1, WANG Na 2, LIU Yue 1, WU Kai 1(1. Tianjin Power Transmission And Transformation Engineering Co., Ltd., Tianjin 300000;2. Tianjin Electronic Information Techical College, Tianjin 300000)〔摘 要〕 结合天津范庄、新华路220 kV 智能变电站的建设，介绍了智能变电站中合并单元的工作原理及其延时有关内容，研究分析了合并单元延时不一致对保护的影响以及校验方案，为今后类似问题的分析处理和现场调试工作提供一定的思路和方案。
〔关键词〕 智能变电站；合并单元；延时一致性；校验方案Abstract :This paper introduces the principle and delay of intelligent substation merging unit based on the construction of Tianjin Fanzhuang and Xinhua Road 220 kV intelligent substations, studies and analyzes the impaut of merging unit delay inconsistency on protection and corresponding check scheme, which offers a certain reference thought and solution for the future onsite commissioning work and dealing with the similar problems.Key words :intelligent substation; merging unit; delay consistency; check scheme 中图分类号:TM631 文献标识码:A 文章编号:1008-6226 (2021) 05-0025-04装置是合并单元，合并单元是处于互感器与保护装置之间的设备，保护装置、测控装置、计量装置等标准设备所需要的原始数据就是通过常规或电子式电流互感器或者电压互感器采集的。
智能变电站合并单元技术规范(清晰版)讲解
Q / GDW 212 — 2008ICS 29.240国家电网公司企业标准 Q / GDW 426 — 2010智能变电站合并单元技术规范The technical specification for merging unit in Smart Substation2010-××-××发布2010-××-××实施国家电网公司发布Q/GDWQ / GDW 426 — 2010I目次前言···································································································································································II 1 范围·····························································································································································1 2 引用标准······················································································································································1 3 基本技术条件··············································································································································1 4 主要性能要求·········································································································.....................................3 5 安装要求......................................................................................................................................................4 6 技术服务......................................................................................................................................................4 编制说明.. (7)Q / GDW 426 — 2010II前言由于现行国家标准、行业标准、企业标准和IEC 标准等未统一智能变电站合并单元的技术要求等内容，为使智能变电站合并单元选型、设备采购等工作有所遵循，特编制本标准。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
智能变电站合并单元（MU）产生延时基本原理及检测技术探讨
一、传统变电站二次信号采集原理
传统变电站的二次模拟量采集方式是，通过电缆将电磁式互感器的二次电压、电流直接连接至保护、测控等设备，这些设备通过内部模拟量采集电路直接同步采样转换为数字量，从而实现测量、保护等功能。
由于是对各相模拟量在内部进行直接、同步采样，且是对全部通道进行等间隔采样，故可确保各通道相位差恒定，相差极小，不影响各种测控功能的精度。
二、智能变电站二次信号采集方法及延时原理
智能变电站的二次量接入由以前的模拟量接入改为经光纤的数字量接入。
智能变电站的二次电压、电流采集方式主要有以下几种：
1.电子互感器+MU方式
电子式互感器的采集器一般安装在户外，采集器内置采样电路直接将一次电压电流量转换为数字量，经光纤送入合并单元（MU）。
多相采集器的多路数字量信号送达MU，由MU将多路数字信号同步并合并组合成一组数字信号送到测控、保护设备。
由于需要CPU进行模数转换和数字处理和传输，必然产生延时。
此种方式的信号总传输延时时间为：
传输延时= 采集器采样时间+ 采集器的数字信号输出延时+ MU接收延时+ MU处理延时+ MU报文输出延时
2.传统电磁式互感器+MU方式
传统的电磁式互感器的二次模拟量经电缆接入MU，MU多路同步采样后经光纤送至测控、保护设备。
此种方式的总传输延时时间为：
传输延时= MU采样延时+ MU处理延时+ MU报文输出延时
3.级联方式
此种方式中，电磁式电压互感器的二次电压经电压MU转换成数字量送至下一级MU（如线路MU），后者对电磁式电流互感器的二次电流进行采样，并与电压MU过来的电压数字量进行同步，组合成一组数字量送入测控、保护设备。
这种方式的总传输延时时间为：
传输延时= 上一级MU延时+ 同步处理延时+ 报文输出延时
三、智能变电站二次信号同步方法
1、相位误差产生的基本原理
由于在信号传输各环节均存在延时，而且由于不同信号所经历的传输环节可能不同，因而各不同信号到达最终的测控、保护装置时延时可能会不相同，该不同表现的即是产生各相之间错误的相位差（见下图）。
2、相位误差解决方法
各MU厂家一般计算MU内部的固有延时（即采集信号的延时，内部处理延时，报文组织延时等）后，通过同步法或插值法处理，在其报文传输时加上一定可设置延时时间。
该延时时间即用于补足至与其它信号相同的延时时间，以弥补相位误差，具体如下：
假如n路信号传输至同一终端设备处时所需要的延时时间分别为t1、t2、t3、…、tn，其中ts最大，则其它信号将在其最后一级MU处增加一调节延时t’，使得：
t1 + t1’ = ts；t2 + t2’ = ts；t3 + t3’ = ts；……tn + tn’ = ts
该调节延时的调整，均是由安装调试单位根据现场实测的各信号实际延时，采用人工手段加上一定延时，最终通过试验手段确保各相信号的相位同步，相位差为零。
这种调整方法显然存在不足。
如果测试手段不充分，小则可能产生较小的通道间相位差，大则可能产生大于一个周波的相位差。
2013年即出现过某变电站的电压MU级联至电流MU时，由于软件原因导致电压滞后电流达20ms的情况，导致产生差流致使保护误动作。
三、MU延时的测试方法
1、用电子互感器测试仪测试MU延时
目前国内的电子互感器测试仪对MU的延时的测试方式是：采用升流器或升压器对MU施加电流或电压，电子互感器测试仪测试该电流或电压模拟量，同时接收MU输出的数字报文，计算二者的角差和比差，即可得到MU的延时。
由于是采用外部施加的稳态电流或电压进行测试，电子互感器测试仪不能直接控制电压和电流，该方法不能形成一个闭环测试环境。
并且一次只能测试一路信号，测量效率低，需要同时对电压和电流和报文进行同步。
由于采取稳态信号测试，当模拟量信号和数字量信号存在整周波延时时，在电子互感器测试仪看起来是波形重叠的，会出现识别为相位差为零的情况。
因此对于延时为整周波的情况此种方法可能无法测试出。
2、用可同时输出模拟量和数字量的混合输出型继保测试仪测试MU延时
可以同时输出模拟量和数字量的继电保护测试仪，既能输出模拟量电流电压，也能输出和接收光纤传输的数字量，因此完整地集成了MU测试功能。
继保仪向MU直接输出电压和电流，同时接受MU输出的报文进行解析，测量出二者的延时即相位差。
此种方法可形成闭环的测试环境，继保仪可以直接控制电压和电流的稳态输出和暂态输出，故可真正测试出MU的延时时间。
当模拟量信号和数字量信号存在整周波延时时，由于继保仪可以施加暂态信号，可以在波形识别时明确观察到波形起始沿，故可以准确计算真实时间延时，整周波延时的情况可以完整测试出。
以武汉豪迈公司生产的继保之星-7000继保仪为例，能够输出6路电压和6路电流，可以一次性将MU报文的所有通道的延时与比差测出，效率高。
不需要借用升流器和升压器，一台设备可完成工作，极大提高了测试效率。
该继保仪具有多达8路光纤端口，可以将一个MU输出的多路光信号同时接入，一次性将多路光信号的时间延时准确测出，既提高了测试效率，也可测试出多通道数字信号的相位离散性偏差。
此种测试方式如下（见下图）：
测试仪内部同步控制输出电压和电流，同时接收MU输出的报文并记录报文时间，测试仪以实际输出的电压和电流波形为参考，通过与报文波形进行计算得出MU的比差角差。
由于以实际模拟量做参考，MU接收或不接收秒脉冲或B 码同步均能测试。
测试仪测试先输出3秒0值，再输出相应的电压或电流，用测试仪输出的阶跃波形，与MU输出的波形对比计算，即可测出其真实的延时时间。
四、实际测试效果
按照这种方法我们在湖北枣阳220KV变电站和黄石富池220KV变电站进行了测试，取得了满意的效果，可以完整测试出MU的真实延时。
以下为枣阳变电站的测试报告：
1.主要参数设置
2.电流电压参数设置
3.试验结果(角差1-计算报文延时，角差2-不计算报文延时)
4.波形特性图(A表示合并器A相输入，A'表示测试仪A相输出) 波形图UA-UA',IA-IA'
波形图UB-UB',IB-IB'
波形图UC-UC',IC-IC'
波形图中前者波形为施加信号阶跃波形，后面为输出数字信号阶跃波形，由两种波形对照中可以看出MU的延时时间小于20ms的延时。