變電站保護(hù)裝置合并單元簡(jiǎn)介

1、變電站保護(hù)裝置合并單元簡(jiǎn)介傳統(tǒng)變電站中所需要的電氣量都通過(guò)電纜直接接入常規(guī)互感器的二次側(cè)電流、電壓，再通過(guò)保護(hù)、測(cè)控等裝置自身的采樣模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的采樣的A/D轉(zhuǎn)換。智能變電站則是通過(guò)某個(gè)裝置專(zhuān)門(mén)完成電氣量的采樣和A/D轉(zhuǎn)換，再通過(guò)光纖將采樣的數(shù)字量直接傳送給保護(hù)、測(cè)控裝置。這個(gè)專(zhuān)門(mén)的裝置就是我們本期要了解的“合并單元”。1、功能合并單元（Merging Unit）的功能主要是將互感器輸出的電壓、電流信號(hào)合并，輸出同步采樣數(shù)據(jù)，并為互感器提供統(tǒng)一的輸出接口，使不同類(lèi)型的互感器于不同類(lèi)型的二次設(shè)備之間能夠互相通信。按照功能，合并單元一般可以分為間隔合并單元和母線(xiàn)合并單元。間隔合并單元用于線(xiàn)路、

2、變壓器和電容器等間隔電氣量的采集，只發(fā)送本間隔的電氣量數(shù)據(jù)。一般包括三相電壓Uabc，三相保護(hù)電流Iabc、三相測(cè)量用電流I、同期電壓UL、零序電壓U0、零序電流I0。對(duì)于雙母線(xiàn)接線(xiàn)的間隔，合并單元根據(jù)本間隔隔離開(kāi)關(guān)的位置，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)電壓切換的功能。母線(xiàn)合并單元一般采集母線(xiàn)電壓或者同期電壓，在需要電壓并列時(shí)，可通過(guò)軟件自動(dòng)實(shí)現(xiàn)個(gè)母線(xiàn)電壓的并列。目前智能站中合并單元的采樣頻率和輸出頻率統(tǒng)一為4kHz，即每工頻周期80個(gè)采樣點(diǎn)，這可以保護(hù)、測(cè)量裝置的需求。對(duì)于計(jì)量用的合并單元需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，其采樣和輸出頻率為12.8kHz。2、技術(shù)原理（1）電氣量采集由互感器輸入合并單元的電氣量可能是模擬量，也可能是

3、數(shù)字量。對(duì)于傳統(tǒng)互感器輸出的模擬量，模擬信號(hào)通過(guò)電纜輸入合并單元，經(jīng)過(guò)隔離變換、低通濾波后進(jìn)入CPU進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，變?yōu)閿?shù)字量輸出至SV接口。對(duì)于電子式互感器輸出地?cái)?shù)字量，合并單元有同步和異步兩種方式。同步方式：合并單元向個(gè)電子式互感器發(fā)送同步脈沖信號(hào)，電子式互感器接收到同步信號(hào)后，對(duì)一次電氣量開(kāi)始采集處理，并將采樣數(shù)字量發(fā)送至合并單元。異步方式：電子互感器按照自己的采樣頻率進(jìn)行電氣量采集處理，并將每次的采樣值發(fā)送至合并單元。（2）狀態(tài)量的采集對(duì)于狀態(tài)量的采集，合并單元可自身直接采集，也可經(jīng)GOOSE通信采集。自采集方式：狀態(tài)量通過(guò)硬接點(diǎn)輸入合并單元，通過(guò)光電隔離變換，將強(qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字量

4、“0/1”。GOOSE采集方式：合并單元接受智能終端經(jīng)GOOSE上傳的就地采集到的狀態(tài)量（比如刀閘位置），也可以通過(guò)GOOSE通信上傳裝置狀態(tài)、告警信息（比如合并單元裝置告警信號(hào)）。（3）采樣數(shù)據(jù)同步問(wèn)題由于數(shù)據(jù)從互感器輸出到合并單元存在延時(shí)，且考慮到電磁式互感器和電子式互感器混合接入情況，不同的采樣通道之間的延時(shí)也不完全相同。為了保證輸出給保護(hù)裝置的采樣數(shù)據(jù)的同步性，在合并單元獲得原始采樣數(shù)據(jù)后，需要對(duì)其進(jìn)行重構(gòu)，也就是我們所說(shuō)的“重采樣”過(guò)程，以保證輸出數(shù)據(jù)的同步性。這也是智能站在驗(yàn)收過(guò)程中必須注意的一個(gè)問(wèn)題。常用的有插值法、脈沖同步法等，具體的原理這里不詳細(xì)介紹。（4）合并單元時(shí)鐘同步合

5、并單元接管了采樣處理工作后，傳統(tǒng)的采樣過(guò)程其實(shí)就變成了保護(hù)、測(cè)控裝置與合并單元之間的通信過(guò)程。那么各個(gè)合并單元時(shí)鐘同步的精度就直接決定了合并單元采樣值輸出的相位精度。通常主要需要測(cè)試的有：對(duì)時(shí)精度：合并單元與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘誤差不大于1s。守時(shí)精度：合并單元在時(shí)鐘丟失10min內(nèi)，其內(nèi)部時(shí)鐘與絕對(duì)時(shí)間偏差在4s以?xún)?nèi)。（5）電壓并列、切換功能電壓并列單母分段、雙母線(xiàn)等主接線(xiàn)形式的母線(xiàn)電壓合并單元都具備電壓并列功能，而無(wú)需額外的電壓并列裝置。母線(xiàn)電壓合并單元通過(guò)采集母聯(lián)（分段）斷路器位置和母線(xiàn)電壓并列控制命令（I母強(qiáng)制并列到II母命令/II母強(qiáng)制并列到I母命令），從而實(shí)現(xiàn)電壓并列功能。這一采集過(guò)程可以通過(guò)硬接點(diǎn)開(kāi)入，也可以通過(guò)GOOSE采集。電壓切換當(dāng)合并單元對(duì)應(yīng)間隔接雙母線(xiàn)時(shí)，期間各電壓根據(jù)運(yùn)行方式取I母或II母電壓。這是需要合并單元完成本間隔的電壓切換功能。母線(xiàn)電壓合并單元可通過(guò)刀閘輔助接點(diǎn)采集隔離開(kāi)關(guān)位置，也可由智能終端經(jīng)GOOSE將隔離開(kāi)關(guān)位置發(fā)送過(guò)來(lái)。根據(jù)S1、S2的位置來(lái)切換選擇取I母或II母電壓。3、裝置結(jié)構(gòu)裝置結(jié)構(gòu)如圖所示。應(yīng)用主要功能模塊包括采集、處理、發(fā)送三個(gè)部分。智能采集模塊，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的采